一种判断体铁测试值可信度的方法
【专利摘要】本发明提供了一种判断体铁测试值可信度的方法，涉及半导体晶片工艺【技术领域】，本发明是在对比待测硅片光照前、后少子扩散长度判断出其体铁值可信度的基础上，进一步通过比对可信硅片体铁值与光照前、后少子的扩散长度的相关系数与待测硅片体铁值与光照前、后少子的扩散长度的相关系数的数值差，进而判断出待测硅片的体铁值的可信度，本发明可以有效的判断出体铁值的可信度，为分析工艺数据提供可信的实验数据，加快优化工艺参数的速率。
【专利说明】—种判断体铁测试值可信度的方法
【技术领域】
[0001]本发明属半导体硅片工艺【技术领域】，具体为一种判断体铁测试值可信度的方法。【背景技术】
[0002]随着IC工业的发展，对硅材料的质量提出了越来越高的要求。硅单晶中的非平衡少数载流子寿命(少子寿命)是一个被关注的表征材抖性能的重要物理参数。影响少子寿命的主要因素之一是金属沾污。因为金属杂质可以通过热过程从硅片的表面扩散进内部，并成为非常有效的复合中心，大大促进载流子的复合，降低硅片寿命，进而影响器件的性能和可靠性。
[0003]在集成电路芯片的制造过程中硅片需通过多道工序处理，每道工序前、后需对该工艺可能产生变化的硅片的重要参数进行测试。在热处理、外延以及CVD等工艺等过程中对金属沾污需要严格控制。用来衡量硅片的金属沾污程度的主要参数有表面金属浓度和体铁浓度。目前高精度测试硅片体铁浓度的主要方法是表面光电压法(SPV)法，表面光电压法(SPV)法是一种非破坏性可全片扫描测量硅抛光片少数载流子扩散长度及体内铁杂质含量的测试方法。在常温下，P型硅中的带正电的间隙原子Fe易和带负电位于替位位置上的B原子形成铁硼对。但铁硼对在波长大于0.7um的近红外光照射下易分解。
[0004]SPV原理是以不同波长的激光照射硅片将硅片中的铁硼对分解产生铁离子，产生的铁离子与硅片中的少子(电子)结合，通过测量光照前、后硅片中少子的扩散长度即可计算出硅片中铁硼对的数量，进而推算出硅片中单位体积内铁元素的含量，计算公式如下:
[0005]NFe (atoms/cm3) = 1.05 X IO16(I/Lgfter — I/L^efore )
[0006]其中，NFe为体铁值，Lafter为光照后少子的扩散长度，Lbefore为光照前少子的扩散长度。
[0007]但SPV法是间接测试硅片中体铁浓度，在测试过程中容易受到硅片形变导致的应力、氧施主、表面氧化层的厚度等多种因素的影响，因此需对测试值的可信度进行评估。目前判断用SPV法测试所得体铁值的可信度主要依据是对比光照前的少子扩散长度是否大于光照后少子的扩散长度，但是经过大量实验验证当光照前少子的扩散长度大于光照后少子的扩散长度时其体铁测试值有时也不可信。
[0008]因此，提供一种判断体铁值的可信度的方法成为本领域技术人员亟待解决的问题。
【发明内容】
[0009]针对现有技术的不足之处，本发明的目的是提供一种判断体铁值的可信度的方法，为分析工艺数据提供可信的实验数据，进而可以加快优化工艺参数的速率。
[0010]本发明目的通过下述技术方案来实现:
[0011]本发明提供一种判断体铁测试值可信度的方法，包括以下步骤:
[0012]S1、选取 一组可信硅片，采用SPV法分别测量该组硅片光照前少子的扩散长度Uefore1、Uefore2...LbeforeIl、光照后少子的扩散长度Lafterl、Lafter2*..Lafter^.后，计算出可信硅片
的体铁值 NFel、NFe2?"NFen ；
[0013]S2、计算SI可信硅片组的体铁值与光照前扩散长度的相关系数Rb及体铁值与光照后扩散长度的相关系数Ra;
[0014]S3、提供待测单枚硅片，采用SPV法测量待测硅片光照前少子的扩散长度Lbefore(n+1)和光照后少子的扩散长度Lafte(n+1)，如待测硅片光照前少子的扩散长度小于光照后少子的扩散长度，则判断体铁值不可信，如待测硅片光照前少子的扩散长度大于光照后少子的扩散长度，则判断体铁值可信并进一步计算出待测硅片的体铁值NFe (n+1)；
[0015]S4、将S3中待测单枚硅片放入SI可信硅片组中，计算该组硅片的体铁值与光照前扩散长度的相关系数V 该组硅片的体铁值与光照后扩散长度的相关系数R, a；
[0016]S5、比对S2中Rb和S4中R' b的数值及比对S2中Ra和S4中R' a的数值，如Rb和V b之间的数值越接近且Ra和V a的数值越接近则判断该待测硅片的体铁值可信度越高，反之，则判断该待测硅片的体铁值可信度越低。
[0017]优选的，所述步骤S2中Rb的计算公式为:
【权利要求】
1.一种判断体铁测试值可信度的方法，其特征在于，包括以下步骤: 51、选取一组可信硅片，采用SPV法分别测量该组硅片光照前少子的扩散长度Lbrf_l、Uefore2...LbeforeIl、光照后少子的扩散长度Laftw 1、Lafter2...LafterIl后,计算出可信娃片的体铁值NFel、NFe2...NFen ； 52、计算SI可信硅片组的体铁值与光照前扩散长度的相关系数Rb及体铁值与光照后扩散长度的相关系数Ra; 53、提供待测单枚硅片，采用SPV法测量待测硅片光照前少子的扩散长度Lbrf_(n+1)和光照后少子的扩散长度Laftw (n+1)，如待测硅片光照前少子的扩散长度小于光照后少子的扩散长度，则判断体铁值不可信，如待测硅片光照前少子的扩散长度大于光照后少子的扩散长度，则判断体铁值可信并进一步计算出待测硅片的体铁值NFe(n+l)； 54、将S3中待测单枚硅片放入SI可信硅片组中，计算该组硅片的体铁值与光照前扩散长度的相关系数R, 该组硅片的体铁值与光照后扩散长度的相关系数R, a； 55、比对S2中Rb和S4中R'b的数值及比对S2中艮和S4中R' a的数值，如Rb和Ri b之间的数值越接近且Ra和V 3的数值越接近则判断该待测硅片的体铁值可信度越高，反之，则判断该待测硅片的体铁值可信度越低。
2.根据权利要求1所述的判断体铁测试值可信度的方法，其特征在于，所述步骤S2中Rb的计算公式为:
3.根据权利要求2所述的判断体铁测试值可信度的方法，其特征在于，所述可信硅片组的
4.根据权利要求1所述的判断体铁测试值可信度的方法，其特征在于，所述步骤S4中R' b的计算公式为:
5.根据权利要求4所述的判断体铁测试值可信度的方法，其特征在于，所述待测单枚硅片放入可信硅片组中的N;的计算公式为:
6.根据权利要求1所述的判断体铁测试值可信度的方法，其特征在于，所述步骤SI中采用SPV法测量体铁值NFe的计算公式为:
【文档编号】G01N13/00GK103983540SQ201410200552
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】刘耀琴, 王艾, 周文飞, 王建勋 申请人:北京七星华创电子股份有限公司