[发明专利]一种硅抛光片缺陷的检测方法

说明书

本发明公开了一种硅晶抛光片缺陷的检测方法，所述检测方法包括：在暗室环境中，将聚光光源垂直照射在预先清洗的硅晶抛光片上，从而检测硅晶抛光片缺陷，其中聚光光源的照度高于40万勒；所述检测方法简单易行，且不需要昂贵的专业设备，大大降低了生产成本；效果直观，可通过肉眼直接鉴别；培训成本低，见效快，可立即投入使用，因此适用于硅晶圆片领域。

技术领域

本发明为单晶硅片研究领域，涉及一种硅抛光片缺陷的检测方法。

背景技术

作为IC衬底的硅晶圆片，需要从单晶硅棒的切割后，经过大量物理、化学、以及热处理来制造。单晶硅棒一般通过使籽晶浸渍于石英坩埚内高纯度(99.9999999％以上)熔融的硅中并拉提使单晶成长的Czochralski法(直拉法——以下称“CZ法”)来获得，但在单晶育成时会在结晶内引入被称为Grown-in缺陷的微细缺陷。

该Grown-in缺陷与单晶育成时的拉提速度和凝固后的单晶内温度分布(拉提轴方向的结晶内温度梯度)相关，以被称为COP(Crystal Originated Particle)等的大小为0.1～0.3μm左右的空洞型凝集缺陷，被称为错位簇(Dislocation Cluster)的大小为10μm左右的微小错位形成的缺陷等形式存在于单晶内。

COP是导致初期的氧化膜耐压性下降的因素，错位簇也是导致在其上形成的器件特性不良的原因。

另外IC硅晶圆片抛光质量也直接影响击穿特性、界面态和少子寿命，对MOS、CCD等表面器件影响更大。硅晶圆片抛光雾是高质量抛光的重要参数之一，尤其是对硅晶圆片精抛质量的评价更加重要。

加之近年来IC向高集成、浅结化、高性能的方向迅速发展，随着小型化、高精度化的需求，根据摩尔定律及各大IC厂商的战略规划IC线宽已经往5nm方向高歌猛进；整个IC产业对硅晶圆片抛光质量要求和制程中COP的控制技术要求越来越高，因此如何高效便捷的检测出硅晶圆片抛光质量缺陷(抛光雾)和硅晶圆片COP提出了更高的要求。

对硅晶圆片是否有COP进行检验，利用COP的个数和图案的有无来进行确保硅晶圆片的合格与否判定；作为COP的检测方法之一有被称为铜析出法(铜装饰法)。这是一种利用在硅晶圆片表面形成绝缘膜(氧化膜)时，存在COP的部位氧化膜会变得不均一这一现象的方法。该方法在晶片表面形成了规定厚度的氧化膜后，施加外部电压，在上述硅晶圆片表面的COP部位在氧化膜破裂的同时使铜析出；通过用肉眼观察该析出的铜或透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)进行观察来检测COP。但是此种COP的检测方法过于复杂繁琐且需要昂贵的专业设备适用于分析研究，对于硅晶圆厂产线大批量的日常生产并不适合推广。

对硅晶圆抛光片是否有抛光雾进行检验，特别是在通过颗粒检测机台测试时，如果硅晶圆抛光片表面抛光雾严重，那么该硅晶圆抛光片所体现出来的颗粒异常偏多，对于测试机台其很难区分这些测试出来的“颗粒”是COP、抛光雾还是真正的没有清洗干净的颗粒。

虽然硅晶圆片制程中COP的检测在排除抛光雾后可以通过颗粒测试仪(KLA-Tencor)来实现。但是这无疑会占用硅晶圆片制程中有限的颗粒测试产能和徒耗昂贵测试机台的有效使用寿命，影响硅晶圆片厂出货率和增加了硅晶圆片厂测试设备维护保养的费用。

硅晶圆片的抛光分为粗抛、细抛、精抛，粗抛的目的是将研磨造成的高损伤和畸变层高效率的去除，并达到一定的平坦度和光洁度；细抛的主要任务是去除粗抛过程中产生的微损伤层，实现表面高光洁度；精抛的作用是进一步精细抛光和化学剥离，仅仅只有纳米级去除量进一步提高了硅晶圆抛光片表面的光洁度。抛光雾的产生原因是细抛/精抛无法在规定的时间内去除硅晶圆片粗抛后存有的损伤层而呈现出来的硅晶圆片表面粗糙度(haze)过大。