[发明专利]一种检测硅片背面软损伤密度的方法

说明书

本发明提供了一种检测硅片背面软损伤密度的方法，包括如下步骤：S1、热氧化处理；S2、腐蚀：将步骤S1得到的硅片放入氢氟酸中浸泡；S3、染色：配置三氧化二铬溶液，将步骤S2得到的硅片浸入配置好的三氧化二铬溶液中反应；S4、清水冲洗；S5、计算。本发明通过热氧化诱生层错，通过腐蚀去除氧化层，通过三氧化二铬溶液对层错进行染色，令超微量损伤层出现的层错在显微镜下直观的显示出来，具有稳定、可靠、高效、便捷的优点，不仅可以协助技术部门对喷砂工艺进行优化或根据客户需求选取特定的喷砂工艺，还可以对产品的日常生产进行监控，确保产品质量。

技术领域

本发明属于半导体制造领域，尤其是涉及一种检测硅片背面软损伤密度的方法。

背景技术

硅片中的金属离子杂质会明显降低少子寿命，并进一步影响硅器件的性能。背面软损伤(Soft Back Damage)是通过对硅片背面的机械损伤，使硅片具有非本征的吸杂能力，这些损伤可以在IC工艺中作为吸除杂质的陷阱从而吸除硅片正面的杂质。喷砂法是一种比较常见的背面软损伤工艺，该工艺采用一定粒径的颗粒状物质(如Al₂O_S3与水混合形成的砂浆，利用气压带动砂浆对移动中的传送带上的硅片进行喷砂，以达到在硅片背面形成“软”损伤的方法。通过对气压的大小、砂浆浓度、传送带的速度以及喷枪高度的改变，来控制硅片背面“软”损伤的程度，以达到使硅片具有吸杂能力又不致因机械损伤过大而带来其他负面效应。

为控制硅片背面软损伤的程度，需要检测硅片背面软损伤密度。目前硅片背面软损伤密度的检测主要存在以下几个难点：

1、背面软损伤无法直接通过显微镜观测；

2、背面软损伤密度无法计算；

3、现有技术主要针对单晶体缺陷，测试方法详见《半导体材料标准汇编-基础、产品和管理标准分册》，单晶体缺陷的测试方法不适用于硅片背面软损伤密度测试。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种检测硅片背面软损伤密度的方法，以解决现有技术检测硅片背面软损伤密度困难的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种检测硅片背面软损伤密度的方法，包括如下步骤：

S1、热氧化处理：选取硅片，对硅片进行热氧化处理，在硅片表面形成二氧化硅膜氧化层；

S2、腐蚀：将步骤S1得到的硅片放入氢氟酸中浸泡，去除硅片表面的二氧化硅膜氧化层；

S3、染色：配置三氧化二铬溶液，将步骤S2得到的硅片浸入配置好的三氧化二铬溶液中反应；

S4、清水冲洗：取出步骤S3得到的硅片，采用清水冲洗硅片若干次，将硅片表面的酸性溶液冲洗干净；

S5、计算：在显微镜下观察，采用9点法计算硅片表面平均层错密度，即背面软损伤密度，计算公式如式(1)所示：

N＝n/S (1)

式(1)中，N：单位平方厘米内层错个数；

n：视场范围内层错个数；

S：显微镜特定倍数下视场面积。

进一步的，步骤S1中硅片的电阻率＞1Ω·cm，且硅片的晶向111或晶向110进行喷砂。

进一步的，步骤S1中热氧化处理采用氧化炉管，当氧化炉管内温度升至800-900℃时将硅片放入至炉管内，然后以3-7℃/min升温至1100-1200℃，恒温反应2-4h，恒温反应结束后以2-5℃/min降温至800-900℃取出硅片。

进一步的，步骤S1中恒温反应在湿氧氛围下进行，氧气通入量为900-1100ml/min。