一种采用断面切割腐蚀技术检测硅晶片体内微缺陷的方法

摘要

一种采用断面切割腐蚀技术检测硅晶片体内微缺陷的方法，适用于半导体硅衬底片生产厂对硅晶片体内缺陷的检测和控制，及时发现衬底片不良，减少成品器件的失效。本发明采用三次循环湿氧高温热氧化工艺和断面切割技术，使常规检测方法无法探测到的体内缺陷在多次热氧化过程中充分缀饰并长大，然后将氧化后的硅晶片选择表面不同位置切割成宽度为1.5至2.0cm的硅晶片长条（1），经过择优腐蚀后用双面胶将硅晶片长条（1）背面粘接在四氟垫块（2）上，用光学显微镜观察断面（3）形貌，并采用连续扫描法计数微观下的缺陷密度。本发明的检测方法，适合大规模和批量生产的工厂使用。

主权项

一种采用断面切割腐蚀技术检测硅晶片体内微缺陷的方法，其特征是：所述的硅晶片体内微缺陷和断面检测方法的步骤如下：步骤1：将洁净的硅晶片以一定间距摆放在石英舟上，操作氧化炉或扩散炉以10±2度/分的速度升温至800度，恒定；这时将石英舟以大约200mm/min的速度送入氧化炉或扩散炉中开始进行高温热氧化，高温热氧化工艺温度为1150度，升温速率为5度/分，氧化时间为100分钟；步骤2：在高温氧化过程中通入流量为3±0.5L/min的高纯氧气和18兆纯水水蒸汽，氧化时间结束后，控制氧化炉或扩散炉以3度/分的速率缓慢降温至800度；步骤3：以200mm/min的速度将经高温氧化后的硅晶片缓缓从氧化炉或扩散炉中拉出，并在洁净层流环境下让硅晶片自然冷却至室温；步骤4：按照步骤1至步骤3的过程方法，对硅晶片重复进行三次高温热氧化处理；步骤5：把经高温热氧化处理后的硅晶片平放在洁净的四氟平板上，确定需观察硅晶片表面位置，采用金钢石笔沿直径方向将硅晶片切割成宽度尺寸为1.5~2.0cm的硅晶片长条（1）；步骤6：把硅晶片长条（1）放置于四氟花栏中，用纯水冲洗硅晶片长条（1）上的残留硅粉，然后用铬酸腐蚀溶液对硅晶片长条（1）的切割断面（3）腐蚀3分钟，用纯水冲洗干净并用高纯氮气枪吹干；步骤7：进行断面检测，用双面胶将硅晶片长条（1）的背面粘接在四氟垫块（2）上，硅晶片长条（1）的断面（3）要高出四氟垫块（2），用光学显微镜在200倍下观察硅晶片长条（1）上断面（3）形貌，并采用连续扫描法计数微观状态下断面（3）的缺陷密度。