[發明專利]一種硅片微缺陷測試方法

在審

• 申請號: 202010548251.9
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111781243A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 周迎朝;由佰玲;鄧春星;董楠;原宇樂;武衛;劉建偉;劉園;祝斌;劉姣龍;裴坤羽;孫晨光;王彥君;常雪巖;楊春雪;謝艷;袁祥龍;張宏杰;劉秒;呂瑩;徐榮清
• 申請（專利權）人: 天津中環領先材料技術有限公司;中環領先半導體材料有限公司
• 主分類號: G01N25/72
• 分類號: G01N25/72
• 代理公司: 天津諾德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 12213
• 代理人: 欒志超

本發明提供一種硅片微缺陷測試方法，步驟包括：對硅片進行氧化處理，以使所述硅片內的缺陷成核并長大；再對氧化后的所述硅片進行解理，以獲得半圓形所述硅片；在任一半圓形所述硅片拋光面上靠近直徑邊處一側設置若干測試點，并對半圓形所述硅片上的所述測試點對應的位置進行微缺陷分析，即可獲得一組所述測試點對應的所述微缺陷顆粒密度和潔凈區寬度，所述微缺陷顆粒密度較大值對應的所述測試點的位置即為所述硅片氧沉淀富集區。發明設計的測試方法，在不影響硅片質量并使硅片可循環利用的情況下，可快速、精準地得出硅片內部微缺陷密度分布情況和潔凈區寬度，可及時對拉晶生產過程中出現的微缺陷進行分析，以提高硅片質量、降低生產成本。

技術領域

本發明屬于半導體硅片性能測試方法領域，尤其是涉及一種硅片微缺陷測試方法。

背景技術

氧沉淀在在直拉硅中是最重要的微缺陷，對單晶的性質和集成電路的成品率有著重要的影響。硅片體內的氧沉淀及其誘生缺陷可以作為吸雜點，能夠有效吸除在集成電路制造過程中引入到硅片表面的金屬沾污，這就是所謂的內吸雜。在硅片的近表面區域中形成無晶體缺陷的和金屬雜質的潔凈區(Denuded Zone，DZ)以及在體內形成高密度體微缺陷(Bulk Micro defect，BMD)，將有利于提高集成電路的成品率。

目前硅片體微缺陷(BMD)的測試方法及設備主要有光學顯微鏡、傅里葉變換紅外光譜儀、帶電離子活化法、二次離子質譜法等，具體地：

光學顯微鏡是觀察前必須先將硅片進行擇優腐蝕，要求腐蝕時，缺陷區優先受到腐蝕，形成腐蝕坑；硅中缺陷經擇優腐蝕后，可以用光學顯微鏡直接進行觀察。觀察硅片的潔凈區時應先將硅片蠟封后，再解理、腐蝕，進行觀察。通過觀察，除了可以得到潔凈區寬度，還可以得到硅片的密度，其分布特征可以反映氧沉淀的分布特征。該方法操作較為復雜、耗時，并且不能進行缺陷的微觀分析，需配合透射電子顯微鏡等技術來進行。

傅里葉變換紅外光譜儀是用于測試硅片中雜質的濃度和結構形態，對硅片制備和處理過程中產生的一些缺陷進行表征。由于重摻硅片中載流子會對紅外光產生嚴重吸收，因此不能用于重摻硅片的測試。主要用于測試輕摻硅片中的氧濃度，對樣品的厚度、表面狀況、平整度以及載流子濃度都有一定的要求。硅單晶中氧的測試在常溫下進行，但某些特殊情況，如硅單晶中氧沉淀太多或氧含量太低，且需要在低溫條件下進行測試，測試條件苛刻。

帶電離子活化法是利用氧通過輻照原子核反應釋放出放射性同位素，利用它的強度可以精確測得氧的濃度，這種方法操作復雜，成本較高。

二次離子質譜法是利用離子轟擊硅片表面得到二次離子進行分析，從而分析出樣品的成分與結構，這種方法可以迅速地測試到氧濃度隨深度的分布，但是這種方法的缺點是這是一種有損檢測。

以上現有測試方法操作過程繁瑣、測試條件苛刻、且為有損測試、生產成本高、測試效果受前期準備影響嚴重、測試效率低且一致性差，費時費力，成本較高。由于測試過程繁瑣且測試時間較長，無法及時獲得測試結果，生產過程中的產品質量不能進行實時把控，亦無法對各個工序進行及時反饋，會造成資源浪費，廢品率高，生產效率低。

發明內容

本發明提供一種硅片微缺陷測試方法，解決了現有測試微缺陷方法中步驟復雜、測試結果不穩定且無法循環利用被測硅片的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種硅片微缺陷測試方法，步驟包括：

對硅片進行氧化處理，以使所述硅片內的缺陷成核并長大；

再對氧化后的所述硅片進行解理，以獲得半圓形所述硅片；

在任一半圓形所述硅片拋光面上靠近直徑邊處一側設置若干測試點，并對半圓形所述硅片上的所述測試點對應的位置進行微缺陷分析，即可獲得所述測試點對應的所述微缺陷顆粒密度和潔凈區寬度，所述微缺陷顆粒密度較大值對應的所述測試點的位置即為所述硅片氧沉淀富集區。