[发明专利]一种单晶硅缺陷区域的检测方法及装置

说明书

本发明涉及硅片加工领域，尤其涉及一种单晶硅缺陷区域的检测方法及装置。单晶硅缺陷区域的检测方法为：获取样品硅片沿直径方向上的多个测试位点的第一间隙氧浓度值；对所述样品硅片进行热处理，使间隙氧在空位型缺陷区域形核沉淀；获取所述样品硅片沿直径方向上的所述多个测试位点的第二间隙氧浓度值；计算得到每个所述测试位点第二间隙氧浓度值与第一间隙氧浓度值的差值；获取热处理后的样品硅片表面的缺陷区域形貌图；比较所述缺陷区域形貌图与所述测试位点的间隙氧浓度差值，确定所述样品硅片的空位型缺陷区域与间隙型缺陷区域的分布。该方法能够检测单晶硅的缺陷区域的分布，简单快速，可用于反馈于硅锭生长工艺中以生产无缺陷单晶硅。

技术领域

本发明涉及硅片加工领域，尤其涉及一种单晶硅缺陷区域的检测方法及装置。

背景技术

300mm以上的大尺寸单晶硅，通常是采用柴式直拉法(Czochralski)制备。此方法具体包括以下步骤：将高纯多晶硅在石英坩埚中形成硅溶体，然后将籽晶没入硅熔体中，经过引晶，收颈，放肩，等径生长以及收尾等工序，得到单晶硅锭；再经过成型，抛光，清洗等工序得到硅片。

其中，在生长单晶硅锭的过程中会产生各种原生缺陷，例如直拉单晶过程中，石英坩埚中的氧原子会进入到硅锭中，并且以间隙氧原子存在于硅原子之间。根据不同的检测方法，单晶硅定的原生缺陷表现为：晶体原生缺陷(Crystal Originated Particle,COP)，流动图案缺陷(Flow Pattern Defect,FPD)，激光散射层析缺陷(Laser scatteringtopography defect,LSTD)。

若带有晶体原生缺陷(COP)的硅片应用于半导体器件中，对于半导体器件性能具有较大影响，例如：直接影响栅氧化完整性(GOI)。因此，需要一种方法来分析硅片中的缺陷分布，以反馈于拉晶工序，以便控制和避免产品的不良。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种单晶硅缺陷区域的检测方法及装置，该方法能够检测单晶硅的缺陷区域的分布，简单快速，可用于反馈于硅锭生长工艺中以生产无缺陷单晶硅。

本发明提供了一种单晶硅缺陷区域的检测方法，包括以下步骤：

获取样品硅片沿直径方向上的多个测试位点的第一间隙氧浓度值；

对所述样品硅片进行热处理，使间隙氧在空位型缺陷区域形核沉淀；

获取热处理后的样品硅片沿直径方向上的所述多个测试位点的第二间隙氧浓度值；计算得到每个所述测试位点第二间隙氧浓度值与第一间隙氧浓度值的差值；

获取热处理后的样品硅片表面的缺陷区域形貌图；

比较所述缺陷区域形貌图与所述测试位点的间隙氧浓度的差值，确定所述样品硅片的空位型缺陷区域与间隙型缺陷区域的分布。

优选地，所述获取样品硅片沿直径方向上的多个测试位点的第一间隙氧浓度值包括：

利用红外光谱仪沿样品硅片的直径方向进行扫描，获取样品硅片沿直径方向上的多个测试位点的第一间隙氧浓度值。

优选地，所述获取热处理后的样品硅片沿直径方向上的所述多个测试位点的第二间隙氧浓度值包括：

利用红外光谱仪沿样品硅片的直径方向进行扫描，获取热处理后的样品硅片沿直径方向上的所述多个测试位点的第二间隙氧浓度值。

优选地，所述对所述样品硅片进行热处理包括：

将所述样品硅片依次在700～900℃条件下处理4～6小时，在1000～1050℃条件下处理10～17小时。优选地，所述对所述样品硅片进行热处理包括：