半导体硅锭电导率单侧测试方法与流程

本发明专利涉及半导体材料性能参数检测领域，涉及一种利用交变电磁场感应产生的涡流来测量不同厚度半导体硅锭表面的电导率的方法。

背景技术：

1、在半导体制程中，终端产品的性能依赖于半导体材料的性能，为了确保测量过程的动作不影响终端产品的品质，半导体材料性能的测量大量采用非接触测量方法，非接触测量方法是非破坏性的，并且不引入新的缺陷，特别是在生产过程中，非接触测量方法大大提高了产品的成品率。这些非接触测量方法从原理上可分为电磁感应法、静电感应法和微波法等，被测量的量包括半导体材料的电导率、迁移率、载流子浓度和寿命等。

2、半导体材料电导率是半导体材料的一项基本参数，常用的非接触测量方法采用电磁感应法来测量，测量时，在半导体材料制作的样品上下表面分别放置一个主动电磁线圈和被动电磁线圈，在主动电磁线圈中通过特定频率的交变电流，此时主动电磁线圈产生磁场，由于主动线圈交变磁场的作用，在半导体材料的表面感应出旋涡状电流，此电流即为涡流，半导体材料中的涡流又产生自己的磁场反作用于主动电磁线圈和被动电磁线圈，此时，主动电磁线圈产生的磁场与半导体材料中涡流产生的磁场叠加通过被动电磁线圈，通过检测被动电磁线圈中的感应电流，就可以获得半导体材料当前位置表面的电导率。利用标准片对半导体材料的电导率和被动电磁线圈中的感应电流进行校准，获得电导率与感应电流的关系曲线，利用此曲线便可用来测量未知半导体材料的电导率。在半导体制造工艺过程中，需要测试不同厚度硅锭表面的电导率，硅锭的厚度比标准规格的硅片要厚很多，且硅锭厚度尺寸的变化较大，采用上述方法测试电导率时，因主被动电磁线圈的距离较远，导致无法精确获取磁通量。

3、为了满足硅锭厚度尺寸的变化特点，需要寻找新的测试的方法或是结构。

4、

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明提出了一种半导体硅锭电导率单侧测试方法，包括：

2、s1形成半导体硅锭感应电流-电导率对应的标准曲线：

3、将标准半导体硅锭放置在测量平台上，使用单侧探头在预期高度对所述标准半导体硅锭单侧进行测量，并形成所述标准半导体硅锭的感应电流-电导率标准曲线，其中预期高度为同一型号所述半导体硅锭的标准高度；

4、s2，对待测半导体硅锭进行测量

5、将待测半导体硅锭放置在所述测量平台上，将所述单侧探头运动到所述标准高度位置，在所述待测半导体硅锭单侧进行运动，形成所述待测半导体硅锭的待测感应电流数据；

6、s3，根据所述标准曲线得出所述待测半导体的电导率

7、对比所述待测半导体硅锭的所述待测感应电流数据与所述标准曲线得出所述待测半导体的各处的电导率；

8、其中，所述单侧探头包括主动线圈和被动线圈，所述被动线圈紧密放置在所述主动线圈上方，所述主动线圈和所述被动线圈安置在基座中，且所述主动线圈和所述被动线圈通过线路和探测设备、分析设备相联。

9、通过本发明的半导体硅锭电导率单侧测试方法，可以利用单侧的电磁线圈来测量硅锭表面的电导率，可满足对不同厚度硅锭表面电导率的测量，通过首先形成半导体硅锭感应电流-电导率对应的标准曲线，并将标准曲线和待测感应电流进行比对，得出待测半导体硅锭待测位置的电导率，由于是在半导体硅锭的同一侧进行的测量，因此避免了由于半导体硅锭厚度带来的各种问题。

10、另外，根据本发明公开的一种半导体硅锭电导率单侧测试方法还具有如下附加技术特征：

11、进一步地，所述主动线圈和被动线圈都为圆形筒状结构线圈，所述基座为与所述主动线圈和所述被动线圈同形状的筒状结构，所述主动线圈安装在所述被动线圈下侧。

12、更进一步地，所述主动线圈和所述被动线圈内外径相同，且固定安装在所述基座内侧。

13、进一步地，所述被动线圈设置在所述主动线圈内侧，所述被动线圈外径与所述主动线圈内径配合，所述主动线圈安置在所述基座的内侧。

14、可选地，所述探头还包括内基座，所述内基座为具有夹层的筒形结构，所述主动线圈位于所述外基座内壁和所述内基座外壁之间，所述被动线圈放置在所述内基座的所述夹层中。内基座可以上下滑动并确定固定位置，由此可以进行调节，寻找最佳效果点。

15、优选地，所述内基座与所述被动线圈固定安装，所述内基座活动安装在所述主动线圈内侧。

16、进一步地，所述单侧探头安装在支撑座上，所述测试平台安装在所述支撑座下方，所述单侧探头通过自身三维运动或相对所述测量平台的三维运动，调节与所述待测半导体硅锭或所述标准半导体硅锭上表面之间的高度，以及水平面上的位置，由此测定所述待测感应电流数据或所述标准曲线。

17、进一步地，所述测试平台上放置所述标准半导体硅锭或所述待测半导体硅锭，所述标准半导体硅锭或所述待测半导体硅锭上具有n个规则排列的测试位，所述单侧探头通过高度和水平控制位移至所述待测位进行测量。

18、本发明实施例的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

19、

技术特征：

1.一种半导体硅锭电导率单侧测试方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1中所述半导体硅锭电导率单侧测试方法，其特征在于，所述主动线圈和被动线圈都为圆形筒状结构线圈，所述基座为与所述主动线圈和所述被动线圈同形状的筒状结构，所述主动线圈安装在所述被动线圈下侧。

3.根据权利要求2中所述半导体硅锭电导率单侧测试方法，其特征在于，所述主动线圈和所述被动线圈内外径相同，且固定安装在所述基座内侧。

4.根据权利要求1中所述半导体硅锭电导率单侧测试方法，其特征在于，所述被动线圈设置在所述主动线圈内侧，所述被动线圈外径与所述主动线圈内径配合，所述主动线圈安置在所述基座的内侧。

5.根据权利要求4中所述半导体硅锭电导率单侧测试方法，其特征在于，所述探头还包括内基座，所述内基座为具有夹层的筒形结构，所述主动线圈位于所述外基座内壁和所述内基座外壁之间，所述被动线圈放置在所述内基座的所述夹层中。

6.根据权利要求5中所述半导体硅锭电导率单侧测试方法，其特征在于，所述内基座与所述被动线圈固定安装，所述内基座活动安装在所述主动线圈内侧。

7.根据权利要求1中所述半导体硅锭电导率单侧测试方法，其特征在于，所述单侧探头安装在支撑座上，所述测试平台安装在所述支撑座下方，所述单侧探头通过自身三维运动或相对所述测量平台的三维运动，调节与所述待测半导体硅锭或所述标准半导体硅锭上表面之间的高度，以及水平面上的位置，由此测定所述待测感应电流数据或所述标准曲线。

8.根据权利要求1中所述半导体硅锭电导率单侧测试方法，其特征在于，所述测试平台上放置所述标准半导体硅锭或所述待测半导体硅锭，所述标准半导体硅锭或所述待测半导体硅锭上具有n个规则排列的测试位，所述单侧探头通过高度和水平控制位移至所述待测位进行测量。

9.根据权利要求1中所述半导体硅锭电导率单侧测试方法，其特征在于，所述基座上安装有探测所述基座底端和下方硅锭上表面距离的距离探测部件；自动进行后端反馈，可以自动调节整个探头与硅锭表面之间的距离。

10.根据权利要求9中所述半导体硅锭电导率单侧测试方法，其特征在于，所述距离探测部件为非接触位移传感器。

技术总结
本发明公开了一种半导体硅锭电导率单侧测试方法，包括S1形成半导体硅锭感应电流‑电导率对应的标准曲线；S2，对待测半导体硅锭进行测量；S3，根据所述标准曲线得出所述待测半导体的电导率，其中，所述单侧探头包括主动线圈和被动线圈，所述被动线圈紧密放置在所述主动线圈上方，所述主动线圈和所述被动线圈安置在基座中，且所述主动线圈和所述被动线圈通过线路和探测设备、分析设备相联；本发明可满足对不同厚度硅锭表面电导率的测量，由于是在半导体硅锭的同一侧进行的测量，因此避免了由于半导体硅锭厚度带来的各种问题。

技术研发人员：高永强
受保护的技术使用者：九域半导体科技（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15