[发明专利]一种用于使硅片中的大级别缺陷显现的方法和系统

说明书

本发明实施例公开了一种用于硅片中的大级别缺陷显现的方法和系统，所述方法包括：使金属离子沾附在所述硅片的表面；对所述硅片进行第一热处理以使所述金属离子固溶在所述硅片中，其中，固溶的所述金属离子在所述大级别缺陷的高活跃性的作用下聚集在所述大级别缺陷处；对所述硅片进行第二热处理以使所述金属离子析出并由此在所述大级别缺陷处提供应力；对所述硅片进行第三热处理以使所述硅片中的大级别缺陷在所述应力的作用下扩展。

技术领域

本发明涉及半导体硅片生产领域，尤其涉及一种用于硅片中的大级别缺陷显现的方法和系统。

背景技术

硅片生产厂商生产出的硅片在售卖给客户之后，会在客户端完成一系列的处理以获得各种半导体元器件，在这样的一系列的处理的过程中，会对硅片进行热处理。但是，在热处理期间，硅片中潜在的大级别缺陷会被放大并以比如位错、滑移等形式显现出来，导致客户端无法对硅片进行进一步处理并将这样的硅片认定为废品，具体地，比如拉晶过慢会导致单晶硅棒以及通过对单晶硅棒进行切割得到的硅片中间隙硅原子过多，进而导致硅晶格畸变或者说产生位错缺陷，在对这样的硅片进行热处理期间，位错缺陷会进一步生长并爆发，再比如硅片的磨削加工期间会在硅片表面形成微小的划痕，在对这样的硅片进行热处理期间，微小划痕会得到放大并导致朝向硅片内部的滑移缺陷。因此，对于硅片生产厂商而言，为了提升客户满意度，在将硅片售卖给客户之前，事先模拟客户端所进行的热处理，及时发现问题硅片，是非常重要的。

目前，通常采用“低-高”两步热处理的方式来将问题硅片中的大级别缺陷放大显现，以便于检测。这里的“低-高”两步热处理具体地为：第一步，在700℃至800℃的较低温度下对硅片进行大约3小时的热处理，在此期间会发生硅片中的氧由于缺陷区域处于高能状态而在缺陷区域处沉淀形核的现象，比如氧集中在一起形成氧沉淀的同质形核或氧与比如金属离子一起沉淀的异质形核；第二步，在1000℃至1100℃的较高温度下对硅片进行大约10小时至16小时的热处理，在此期间，氧沉淀将在高温的作用下长大，长大的过程中，氧沉淀将继续寻找缺陷并与缺陷结合并沿着比如滑移或位错进行分布和长大，造成晶体内部应力增大并导致内部畸变，使得原本较小的滑移和位错等缺陷得到放大，直至能够检测出的程度。

但是，上述的“低-高”两步热处理所花费的时间是较长的，即使第二步热处理进行10小时便能够使缺陷被检测出，也需要花费13个小时。这样，会导致硅片生产厂商的热处理设备的使用紧张，进而降低生产效率。

另外，存在有用于观察拉制出的单晶硅棒中的不同缺陷区域的“金属雾法”，在该方法中，同样通过热处理在被金属离子污杂的硅片上形成金属沉淀物，之后对硅片进行蚀刻，使得硅片中除金属沉淀物以外的表面被蚀刻，由此通过蚀刻形成了存在金属沉淀物的区域与不存在金属沉淀物的区域之间的差异，并通过这样的差异来观察和判断硅片缺陷。但是，该方法针对的是单晶硅棒中原子级别的缺陷，使用该方法无法使硅片中上述的大级别缺陷更快地显现至能够检测出的程度。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种用于硅片中的大级别缺陷显现的方法和系统，能够使大级别缺陷以更快的方式显现至能够被检测出的程度。

本发明的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种用于使硅片中的大级别缺陷显现的方法，所述方法包括：

使金属离子沾附在所述硅片的表面；

对所述硅片进行第一热处理以使所述金属离子固溶在所述硅片中，其中，固溶的所述金属离子在所述大级别缺陷的高活跃性的作用下聚集在所述大级别缺陷处；

对所述硅片进行第二热处理以使所述金属离子析出并由此在所述大级别缺陷处提供应力；

对所述硅片进行第三热处理以使所述硅片中的大级别缺陷在所述应力的作用下扩展。

第二方面，本发明实施例提供了一种用于使硅片中的大级别缺陷显现的系统，所述系统包括：