[發明專利]硅片中金屬含量的測量方法

有效

• 申請號: 202110330104.9
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN112713103B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 譚繼東;郭愷辰;程遠梅
• 申請（專利權）人: 西安奕斯偉硅片技術有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;G01N33/2028;G01N27/62
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;張博

本發明提供了一種硅片中金屬含量的測量方法，屬于半導體技術領域。硅片中金屬含量的測量方法包括：對硅片的第1層到第N層的每一層依次執行刻蝕測試步驟，所述硅片劃分為M層，N不大于M，對每一層執行的所述刻蝕測試步驟包括：對所述硅片的測試區域進行刻蝕，得到溶解有硅片中金屬的第一溶液；收集刻蝕后得到的所述第一溶液；對所述第一溶液進行加熱，蒸發其中的溶劑和硅基質；利用水對蒸發后的第一溶液進行再溶解，得到第二溶液；對所述第二溶液進行測試，得到所述測試區域的金屬含量；在執行N次所述刻蝕測試步驟后，將得到的N個金屬含量相加，得到所述硅片的測試區域的第一總金屬含量。本發明能夠準確檢測硅片中的金屬含量。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別是指一種硅片中金屬含量的測量方法。

背景技術

在半導體的生產過程中，對電路的集成度有了越來越高的要求，意味著其線寬越來越小，集成的元件越多，這樣可以降低功耗。進而要求作為襯底的單晶硅片需要嚴格控制金屬污染物的含量。金屬離子的污染可能導致半導體器件存在不同程度的缺陷，如 Na，K，Ca，Mg，Ba等堿金屬污染可導致元件擊穿電壓的降低；Fe，Cr，Ni，Cu，Mn，Pb等過渡金屬或重金屬污染可使元件的壽命縮短，或者使元件工作時的暗電流增大，最終使整個器件完全失效。另外，過渡金屬不僅玷污硅片表面，由于其具有較高的固溶度和遷移速率，可以在短時間內擴散到硅片體內。

而過渡金屬又分為快擴散金屬和慢擴散金屬，部分的過渡金屬在硅中為慢擴散金屬，例如Fe，Mn，V，Ti，Cr和Cs等，大部分慢擴散金屬可以擴散到硅片的近表層，但是目前的檢測方法很難對這些慢擴散金屬進行全面的檢測。

現有對12寸硅片金屬含量的檢測方法，主要有測試表面金屬含量的方法，其只能測試一些不具有擴散性的金屬含量，對于已經擴散到硅片中的金屬無法檢測；或者通過溶解的方法，但是能測試較小區域整塊硅片的金屬的含量，且容易受到污染；或，可以通過表面光電壓法測試硅片體內的Fe，但是都是根據經驗值進行估計，測試結果并不能十分精確，并且不能完測得Fe在硅片中的分布；還可以通過加熱的方法將硅片體內的Cu擴散到表面檢測Cu的方法，但是只對單個元素有效 ，測試過程受到溫度和硅片自身缺陷的影響，具體結果很難接近真實值。對于Fe和Cu來說，更需要一種非常精確的測試方法，而對于其他金屬的檢測，也急需開辟一種新的測試方法對其進行精確檢測。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種硅片中金屬含量的測量方法，能夠準確檢測硅片中的金屬含量。

為解決上述技術問題，本發明的實施例提供技術方案如下：

一方面，本發明的實施例提供一種硅片中金屬含量的測量方法，包括：

對硅片的第1層到第N層的每一層依次執行刻蝕測試步驟，所述硅片劃分為M層，N不大于M，對每一層執行的所述刻蝕測試步驟包括：

對所述硅片的測試區域進行刻蝕，得到溶解有硅片中金屬的第一溶液；

收集刻蝕后得到的所述第一溶液；

對所述第一溶液進行加熱，蒸發其中的溶劑和硅基質；

利用水對蒸發后的第一溶液進行再溶解，得到第二溶液；

對所述第二溶液進行測試，得到所述測試區域的金屬含量；

在執行N次所述刻蝕測試步驟后，將得到的N個金屬含量相加，得到所述硅片的測試區域的第一總金屬含量。

一些實施例中，所述硅片每層的厚度為0.1-10um。

一些實施例中，N大于或等于1，且小于或等于10。

一些實施例中，所述對所述硅片的測試區域進行刻蝕包括：

利用臭氧與所述硅片反應生成二氧化硅；