专利名称：大尺寸单晶硅片表面有机物沾污的红外透射检测方法
技术领域：
本发明涉及基于红外透射的方法测量硅表面的有机物领域，更具体的说是，涉及利用到傅立叶变换红外光谱仪检测硅表面的有机物。
背景技术：
集成电路工艺对缺陷十分敏感，极微量的缺陷都会对器件的性能产生影响。硅片表面的有机物会严重影响器件的性能、可靠性和成品率。硅片表面的有机物以前通过解吸和气相色谱法检测，实验方法复杂速度慢，并且只适用于直径小于50mm的硅片。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种适合于大直径薄硅片表面有机物的无损检测方法。本发明大尺寸单晶硅片表面有机物沾污的红外透射检测方法，按照下述步骤进行:使用红外光谱仪测量直径150-300_的大直径硅片中测试点的碳氢键和碳氧键是否存在，所述测试点为在晶圆上选取的星型分布的17个点，其中边缘点距离晶圆边缘10mm，中心点为晶圆的中心点，中间分别为边缘点与中心点之间的中点；上述任意一个测试点如果在1500 cm^-3500 cnT1区域有明显吸收峰，表明存在有机沾污物，即为硅片表面有碱性抛光液的残留。采用FT-1R (傅里叶变换红外光谱仪)对每个测试点进行扫描，扫描次数为32次，分辨率不低于4.0cm 1O本发明中要求所用的硅晶片有较高的电阻，室温下电阻率大于0.1Ω.cm。本发明是利用有机碳和无机碳吸收峰位置的不同，进而快速准确的发现有机物并确定种类。通过红外光谱仪的测定:1500 cnT1以下娃中间隙氧最强吸收的位置为1111.32 cnT1,娃衬底碳即替位碳的吸收位置为609.69CHT1 ;在ΙδΟΟαι^ΙδΟΟαιΓ1范围内存在300001^-380001^附近的水的吸收峰和2400cm—1附近的二氧化碳吸收峰，这是由于测试环境引起的不可避免因素，但除此之外出现的其他吸收峰deOOcnT1附近的羟基吸收峰和ΙδΟΟαι^-ΙθδΟαιΓ1范围内的一个强吸收峰以及出现在ΠΟΟαι^-ΙδΟΟαιΓ1处的碳氧吸收峰和
范围内的2个强吸收峰均表明硅片表面存在有机沾污物，即碱性抛光液的残留，也就是不合要求的。本发明通过红外光谱分析仪与map300全自动大样品台相结合使用，适合于直径150-300_的大直径薄单晶硅片表面有机物的检测。
图1是晶圆片上颗粒测量测试点选取示意 图2是单晶硅片表面红外透射 光谱图。
具体实施例方式本发明方法是采用红外镜透射检测大尺寸硅片。实验前，红外光谱仪安装map300附件，将300_硅片抛光清洗，经真空干燥或氮气吹扫干燥后检测，检测过程如下:
1、启动仪器。按光学台、打印机及电脑顺序开启仪器。光学台开启后3min即可稳定。2、安装map300附件，双击桌面ECO软件，进入ECO的操作界面。3、设置测量参数
(I)左键单击“Application”按钮，选择“CO”，以测定碳氧含量。(2)左键单击“Method”，选择“Standard CO2",即选择系统内的已建模型进行定量。(3)左键单击“Operator”,选择“Service engineer”，即选择用户类型，以匹配权限。(4)确认无误后，点击“Set up Module”,进入测试模块。(5)选择 “Method Setup”，点击 “Method Setup”:
点击“General Par ameters”,进行参数设置。由于本测量采用的是300mm娃片,所以在“300 mm (12 inch)” 处勾选；
点击“Profiling Parameters”，选择测试点数。本测量方式一般采用“17 pointstar”，求得平均值得出结果。在晶圆上选取星型分布的17个点作为测试点(如图1所示)，其中边缘点距离晶圆边缘10mm，中心点为晶圆的中心点，中间分别为边缘点与中心点之间的中点。采用FT-1R对每个测试点进行扫描，扫描次数为32次，分辨率为4.0cm—1，获得谱图，分析1500 cm^-3500 cnT1范围内是否存在有机物的吸收。点击“Quant Parameters”,设置相应参数。一般情况下，本测量米用默认的设置，测量单位选择“ppma”。(6)以上操作确认无误后，点击Run，开始测试。4、测试
(O当扫描背景的时候，注意推入map300上的推拉杆。(2)当界面提示“放入硅片”的时候，轻轻将硅片放在样品台上，开始测量，此刻应该确保推拉杆推入，以实现透射功能。5、扫描完毕后，退出软件 点击 Setup Module — Exit。6、对比图中17个图谱可快速分析，如果在1500 cm_1-3500 cnT1区域有明显吸收峰，表明存在残留的碱性抛光液，也就是不合要求的。判定娃衬底碳与娃表面有机物碳的存在,是娃片表面有机物种类分析的有力证明。图2中150001^-1680 cnT1处出现强吸收峰，出现了 2个吸收峰，表明娃表面有碱性抛光液的残留。
权利要求
1.种大尺寸单晶硅片表面有机物沾污的红外透射检测方法，其特征是，按照下述步骤进行:使用红外光谱仪检测直径150-300_的单晶硅片中测试点的碳氢键和碳氧键是否存在，所述测试点为在晶圆上选取的星型分布的17个点，其中边缘点距离晶圆边缘10mm，中心点为晶圆的中心点，中间分别为边缘点与中心点之间的中点；上述任意一个测试点，如果在1500 cm^-3500 cnT1区域有明显吸收峰，表明存在有机沾污物，即为硅片表面有碱性抛光液的残留。
2.根据权利要求1所述的大尺寸单晶硅片表面有机物沾污的红外透射检测方法，其特征是，所述红外光谱仪为傅里叶变换红外光谱仪，对每个测试点进行扫描，扫描次数为32次，分辨率为4.0cnT1。
3.根据权利要求1所述的大尺寸单晶硅片表面有机物沾污的红外透射检测方法，其特征是，所述直径150-300mm的单晶娃片在室温下电阻率大于0.1 Ω.cm。
全文摘要
本发明公开了一种大尺寸单晶硅片表面有机物沾污的红外透射检测方法。本发明按照下述步骤进行使用红外光谱仪测量直径150-300mm的大直径硅片中测试点的碳氢键和碳氧键是否存在，所述测试点为在晶圆上选取的星型分布的17个点，其中边缘点距离晶圆边缘10mm，中心点为晶圆的中心点，中间分别为边缘点与中心点之间的中点；上述任意一个测试点如果在1500cm-1-3500cm-1区域有明显吸收峰，表明存在有机沾污物，即为硅片表面有碱性抛光液的残留。本发明通过红外光谱分析仪与map300全自动大样品台相结合使用，适合于直径150-300mm的大直径薄单晶硅片表面有机物的检测。
文档编号G01N21/35GK103091277SQ201210308369
公开日2013年5月8日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者潘国峰, 刘玉岭, 王如, 牛新环, 孙鸣, 刘畅 申请人:河北工业大学