硅单晶晶片、其制造方法以及检测缺陷的方法_2

文档序号:9204361阅读:来源:国知局
缺陷,并且基于这种检测方法,通过具有较少缺陷的良好硅晶锭的生长能够制造硅单晶晶片。
[0055]此外,利用这种零缺陷硅单晶晶片能够制造更精细的半导体装置。
[0056]在步骤S103中,测定氧浓度[Oi]是否等于或大于阈值。并无限制,该阈值可被设定为8ppma。如果氧浓度[Oi]等于或大于该阈值,贝U可在步骤S105中进行第一热处理。通过第一热处理可制得金属沉淀物的核。
[0057]例如,第一热处理可在870°C的温度下进行约4小时。金属沉淀物的核可通过该第一热处理来形成。该金属沉淀物的核可被用作种子,用于帮助通过后续第二热处理得到的该金属沉淀物核的生长。
[0058]如果金属沉淀物的核通过第一热处理形成,则可在步骤S107中进行第二热处理。第二热处理可使金属沉淀物的核继续生长,从而利用金属沉淀物的核作为种子使金属沉淀物的尺寸增加。尽管金属沉淀物通过第二热处理可环绕其核沿所有方向来生长,但本发明并不限于此。
[0059]例如,第二热处理可在约1000°C的温度下进行约I小时至3小时。
[0060]如图2所示,由于金属沉淀物的核通过第一热处理S105形成,并且利用金属沉淀物的核作为种子通过第二热处理S107,金属沉淀物的核沿所有方向生长,所以最终扩大了金属沉淀物的尺寸。
[0061]由于金属沉淀物的尺寸增加,可增加确定过程(下文将进行描述)中检测金属沉淀物的概率。
[0062]如果氧浓度[Oi]太低,则可能由于Ni污染而不容易检测金属沉淀物。
[0063]在该情况下,可在步骤S113中进行进一步的热处理。该进一步的热处理可在约800°C的温度下进行约4小时。
[0064]该进一步热处理可起到扩大金属沉淀物的尺寸的作用。
[0065]当氧浓度[Oi]太低时,通过步骤S113的进一步的热处理可扩大金属沉淀物的尺寸,并且该扩大的金属沉淀物可通过两步热处理(即,步骤S105和步骤S107中的第一热处理和第二热处理)来进一步扩大。
[0066]在根据本实施方式的检测硅单晶晶片的缺陷的方法中,即使氧浓度[Oi]是低的,仍然与高氧浓度[Oi]时相似,能够更精确地检测缺陷。
[0067]随后,在步骤S109中,在硅单晶晶片上进行蚀刻过程。该蚀刻过程可为湿蚀刻过程。尽管硝酸(HNO3)和氢氟酸(HF)的混合物可被用作蚀刻剂,但本发明并不限于此。进行步骤S109中的蚀刻步骤以更容易地检测缺陷,并且如果金属沉淀物的浓度和尺寸等于或大于阈值时,可不进行步骤S109的蚀刻步骤。
[0068]如图3所示,通过步骤SlOl和步骤S107的过程,可在硅单晶晶片10的表面上形成金属沉淀物13。
[0069]如图4所示,通过步骤S109的蚀刻过程可蚀刻硅单晶晶片10除金属沉淀物13之外的表面。在该情况下,在金属沉淀物下方可形成锥形突起16,但本发明并不限于此。
[0070]也就是说,突起16可形成在金属沉淀物13下方,并且硅单晶晶片10除金属沉淀物13之外的表面可被蚀刻。在该情况下,在硅单晶晶片的表面上,存在有金属沉淀物13的区域和不存在金属沉淀物13的区域之间存在步骤差异。此外,由于该步骤差异,改变了到达检测器(未示出)的光学路径。因此,通过检测器产生的图像由于光学路径的差异可更加清晰地看到金属沉淀物13,并且因此,可更容易地检测金属沉淀物13。
[0071]如图5所示,当Ni浓度约为IEll原子/cm2或1E12原子/cm2时,可知晓的是,即使改变热处理的温度和时间长度,也未检测到金属沉淀物。
[0072]与此相反,当Ni浓度约为1E13原子/cm2时,可检测到金属沉淀物。因此,Ni浓度可等于或大于至少1E13原子/cm2。
[0073]图6A示出了当使用Cu污染时,硅单晶晶片的表面状态,以及图6B示出了当使用Ni污染时,硅单晶晶片的表面状态。
[0074]如图6A所示,当使用Cu污染时,硅单晶晶片并未显示出雾度。
[0075]与此相反,如图6B所示,当使用Ni污染时,娃单晶晶片清楚地显示出雾度。
[0076]因此,根据本实施方式的检测硅单晶晶片的缺陷的方法可发现利用Cu的检测方法未检测到的缺陷。
[0077]图7示出了在两步热处理的最佳条件下得到的实验结果。
[0078]如图7所示,当将第一热处理中的温度固定在约870°C时,第一热处理的时间长度是可变动的,即,2小时、3小时和4小时。当将第二热处理中的温度固定在约1000°C时,第一热处理的时间长度是可变动的,即,I小时、2小时和3小时。
[0079]样品3和样品4并未显示出雾度。相反地,样品I和样品2明显显示出雾度。
[0080]因此,在根据所述实施方式的检测硅单晶晶片的缺陷的方法中,可知晓的是,当第一热处理在约870°C下进行约4小时并且第二热处理在约1000°C的温度下进行约I小时至约3小时时,雾度是明显的。
[0081]现回至图1,在步骤Slll中,进行确定金属沉淀物的过程,该过程基于已完成蚀刻过程的硅单晶晶片。
[0082]可从例如照相机采集的图像来确定金属沉淀物,但本发明并不限于此。
[0083]或者,可利用光学显微镜来确定金属沉淀物,但本发明并不限于此。
[0084]图8A至图8C示出了随氧浓度改变的Cu基缺陷的分布。例如,图8A的氧浓度[Oi]为8.3ppma,图8B的氧浓度[Oi]为9.5ppma,以及图8C的氧浓度[Oi]为10.8ppma。
[0085]当检测Cu基缺陷时,在8.3ppma的氧浓度(图8A)或9.5ppma的氧浓度(图8B)下,不能清楚地区分IDP区域和VDP区域。在10.8ppma的氧浓度(图8C)下,可区分IDP区域和VDP区域。
[0086]图9A至图9C示出了随氧浓度改变的Ni基缺陷的分布。例如,图9A的氧浓度[Oi]为8.3ppma,图9B的氧浓度[Oi]为9.5ppma,以及图9C的氧浓度[Oi]为10.8ppma。
[0087]当检测Ni基缺陷时,在8.3ppma的氧浓度(图9A)、9.5ppma的氧浓度(图9B)以及10.8ppma的氧浓度(图9C)下,可区分IDP区域和VDP区域。
[0088]VDP区域可为存在氧沉淀物的区域,并且IDP可为不存在氧沉淀物的区域。
[0089]如图8C所示,硅单晶晶片的中心区域完全是IDP,而如图9C所示,VDP区域可被限定在硅单晶晶片的最中心区域,而IDP区域可被限定在该最中心区域的周围区域。
[0090]这就表明了,当进行Cu基检测时(参见图SC),未检测到存在于中心区域的VDP区域,而当进行Ni基检测时(参见图9C),可检测到存在于中心区域的VDP区域。换句话说,当进行Cu基检测时(参见图SC),中心区域可被检测为无缺陷的IDP区域,即使在中心区域中存在有缺陷。相反地,当进行Ni基检测时(参见图9C),由于中心区域上存在缺陷,所以该中心区域可准确地被检测为VDP区域。
[0091]因此,根据图8A至图9C可知晓的是,与Cu基检测方法相比,Ni基缺陷检测方法可更准确地检测缺陷。
[0092]图1OA示出了通过Cu基缺陷检测方法在硅单晶晶片上限定的区域,而图1OB中示出了根据一种实施方式通过Ni基缺陷检测方法在硅单晶晶片上限定的区域。
[0093]如图1OA所示,第一区域21和第三区域25为VDP区域,而第二区域23为IDP区域。第二区域23可布置在第一区域21和第三区域25之间。
[0094]如前所述,VDP区域可表示存在有缺陷的区域,而IDP区域可表示不存在缺陷的区域。
[0095]如图1OB所示,第一区域31和第四区域37可为VDP区域,第二区域33可为NiG (Ni吸杂)区域,并且第三区域35可为NIDP (Ni基IDP)区域。
[0096]如前所述,VDP区域为存在有缺陷的区域。
[0097]NiG区域可被限定为未检测到Cu基缺陷而仅可检测到Ni基缺陷的区域。
[0098]NIDP区域由于该区域没有Ni
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1