单晶硅轻微间隙原子缺陷的检测方法技术

本发明专利技术涉及一种单晶硅轻微间隙原子缺陷的检测方法，所属硅片加工检测技术领域，包括如下操作步骤：第一步：采用直拉单晶炉完成硅片的拉晶过程

【技术实现步骤摘要】
单晶硅轻微间隙原子缺陷的检测方法


[0001]本专利技术涉及硅片加工检测
，具体涉及一种单晶硅轻微间隙原子缺陷的检测方法
。

技术介绍

[0002]Cz
法拉制单晶硅的拉制过程受拉速及热场等因素的影响较大，拉速或热场的波动容易引起拉晶缺陷
。
单晶硅点缺陷主要是空位
、
间隙杂质原子等；线缺陷主要是位错；面缺陷主要是堆垛层错
、
挛晶界
、
晶界等；体缺陷主要是孔洞
、
夹杂物等；另外一些缺陷是单晶硅抛光片片加工过程中的二次缺陷，包括划伤
、
坑等抛光加工引起缺陷
。
[0003]晶圆抛光片上的缺陷往往会影响半导体器件的特性
。
比如会产生不均匀的二氧化硅膜生长
、
差的外延膜淀积
、
晶圆里不均匀的掺杂层及其它问题而导致工艺问题
。
因此，缺陷的类型和密度就衬底品质评价而言是极其重要的指数
。
[0004]单晶硅抛光片在芯片厂应用的第一步往往是清洗后长一层二氧化硅
。
单晶硅轻微间隙原子缺陷则会影响此二氧化硅的品质
。
因此，单晶硅轻微间隙原子缺陷的检测方法变得尤为重要
。
[0005]目前对于空位缺陷，及一些抛光加工过程中的二次缺陷，比如划伤
、
坑等缺陷，硅片抛光后用
KLA
的
KLA
‑
Tencor(
科天颗粒测定仪
)SP5/7
设备即可扫出
。
对于严重的间隙原子缺陷，比如
LDL(Large Dislocation loop
大位错环
)
的检测方法主要是择优腐蚀法，用
SECCO
液
(0.15MK2Cr207
：
HF
＝1：
2)
腐蚀后再借助干涉显微镜，放大至
500
倍观察，可以得到缺陷密度及形貌等特征
。
对于轻微的间隙原子缺陷，目前还没有直接的测试方法
。
无论是
KLA
的颗粒检测设备，还是择优腐蚀，都不能测出单晶硅轻微的间隙原子缺陷
。

技术实现思路

[0006]本专利技术主要解决现有技术中存在的不足，提供了一种单晶硅轻微间隙原子缺陷的检测方法，其具有操作简单和效率高的特点
。
解决了如何确定单晶硅轻微间隙原子缺陷的问题
。
经过热氧化变成了条状氧析出物，判断单晶硅是否有轻微间隙原子缺陷
。
[0007]本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
[0008]一种单晶硅轻微间隙原子缺陷的检测方法，包括如下操作步骤：
[0009]第一步：采用直拉单晶炉依次经过装料
、
抽空
、
熔料
、
引晶
、
放肩
、
转肩
、
等径和收尾的工艺流程完成硅片的拉晶过程
。
[0010]第二步：采用切片机对拉晶胚料依次进行定向
、
粘接
、
系统调整
、
上机切割
、
冲洗与去胶和清洗分片的切片工艺过程完成切片作业
。
切片机选用
TOYO
公司的
E450E
‑
12H
型切片机
。
[0011]第三步：切片半成品料通过双面抛光机和单面抛光机完成加工，实现抛光片成型过程
。
[0012]第四步：硅片完成抛光工艺后通过
KLA
‑
TencorSP5/7
即科天颗粒测定仪进行颗粒
检测，颗粒最小尺寸从
19nm
开始测试
。
[0013]第五步：颗粒测试完成后做热氧化，热氧化温度范围为从
800℃
至
1000℃
；
[0014]第六步：热氧化工艺完成后通过
KLA
‑
TencorSP5/7
即科天颗粒测定仪进行颗粒检测，颗粒最小尺寸从
19nm
开始测试
。
[0015]第七步：通过扫描
SEM
即扫描电子显微镜对硅片进行检测，根据扫描电子显微镜显示图片的缺陷尺寸及形貌确定单晶硅轻微间隙原子缺陷
。
[0016]作为优选，抛光的工艺过程依次为双面粗抛
、
双面精抛
、
初清洗
、
单面粗抛
、
单面精抛及终清洗
。
[0017]双面抛光机选用德国
LAPMASTER
，单面抛光机选用日本冈本
。
[0018]作为优选，
KLA
‑
TencorSP5/7
即科天颗粒测定仪采用大面积高能量的
DUV
激光光源照射被测样品表面，获得被测物表面的高分辨率缺陷
。
[0019]作为优选，热氧化使用的热氧化炉为
KE
公司的
QUIXACE
‑
HT2
，工艺过程依次为：待机
、
开炉门
、
上料
、
关闭炉门
、
恒温
、
升温
、
保温
、
热处理
、
降温及下料
。
[0020]作为优选，扫描电子显微镜主要结构包括电子光学系统，样品室
、
真空及电源系统，信号处理系统，图像显示和记录系统
。
[0021]扫描电子显微镜选用
KLA Tencor
生产的
eDR7380。
[0022]作为优选，电子光学系统将产生电子束，并且在内部高压的作用下产生加速运动，射向镜筒；电子光学系统的电磁透镜会将电子束收缩，扫描线圈使电子束做光栅状运动，电子束轰击在被测样品上，产生二次电子
。
[0023]作为优选，信号处理系统的信号收集器收集并放大二次电子信号，并在图像显示系统上显示
。
[0024]单晶硅轻微间隙原子缺陷的检测方法明确了测试片的制作及测试流程，使得在
KLA
‑
Tencor(
科天颗粒测定仪
)SP5/7
测试不到的，轻微间隙原子缺陷，经过热氧化变成了条状氧析出物，在
KLA
‑
Tencor(
科天颗粒测定仪
)SP5/7
进行呈现，接着通过扫描电子显微镜扫到了氧析出物的条状特征图，通过本特征图判断单晶硅有轻微本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种单晶硅轻微间隙原子缺陷的检测方法，其特征在于包括如下操作步骤：第一步：采用直拉单晶炉依次经过装料
、
抽空
、
熔料
、
引晶
、
放肩
、
转肩
、
等径和收尾的工艺流程完成硅片的拉晶过程；第二步：采用切片机对拉晶胚料依次进行定向
、
粘接
、
系统调整
、
上机切割
、
冲洗与去胶和清洗分片的切片工艺过程完成切片作业；第三步：切片半成品料通过双面抛光机和单面抛光机完成加工，实现抛光片成型过程；第四步：硅片完成抛光工艺后通过
KLA
‑
TencorSP5/7
即科天颗粒测定仪进行颗粒检测，颗粒最小尺寸从
19nm
开始测试；第五步：颗粒测试完成后做热氧化，热氧化温度范围为从
800℃
至
1000℃
；第六步：热氧化工艺完成后通过
KLA
‑
TencorSP5/7
即科天颗粒测定仪进行颗粒检测，颗粒最小尺寸从
19nm
开始测试；第七步：通过扫描
SEM
即扫描电子显微镜对硅片进行检测，根据扫描电子显微镜显示图片的缺陷尺寸及形貌确定单晶硅轻微间隙原子缺陷
。2.
根据权利要求1所述的单晶硅轻微间隙原子缺陷的检测方法，其特征在于：抛光的工艺过程依次为双面粗抛
、
双面精抛
、
初清洗
、
单面粗抛

【专利技术属性】
技术研发人员：张沛，
申请(专利权)人：杭州中欣晶圆半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：