CN103091278A - 大尺寸硅单晶片表面有机物沾污的红外镜反射检测方法 - Google Patents

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潘国峰
刘玉岭
檀柏梅
王娟
何彦刚
张培硕
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Hebei University of Technology
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Abstract

本发明公开了一种大尺寸硅单晶片表面有机物沾污的红外镜反射检测方法。本发明使用傅立叶变换红外光谱仪对300mm大尺寸硅单晶片进行表面检测，将经碱性抛光液处理后的300mm大尺寸硅单晶片作为样品放入镜反射附件样品台，对样品进行红外扫描，得到镜反射红外光谱图，与表面洁净的硅单晶片红外反射图谱进行对比，根据图谱峰出现的位置，在波数为3400cm-1-2800cm-1和1700cm-1-1460cm-1位置处出现强吸收，表明硅单晶片表面含有抛光液残留。本发明方法在整个检测过程中不需要对样品进行任何处理，对样品不会造成任何损坏，是一种先进的无损检测方法。

Description

大尺寸硅单晶片表面有机物沾污的红外镜反射检测方法
技术领域
本发明涉及检测硅单晶片表面有机物方法领域，更具体的说，是一种用于检测大尺寸硅单晶片抛光处理后表面有机物的方法。
背景技术
近年来，随着半导体产业的迅速发展，硅单晶片尺寸越来越大，应用也越来越广泛，然而硅单晶片表面有机物的污染会大大降低硅单晶片的性能，影响硅单晶片成品率，因此如何保证大尺寸硅单晶片抛光清洗后满足要求对于后序的过程具有决定性的意义。
传统使用热解吸气相色谱法测定硅单晶片表面有机物，但这种方法步骤复杂，耗费时间长，检测精确性不高，并且由于仪器的限制，不能应用于大尺寸硅单晶片的表面检测。
发明内容
为了克服现有方法检测硅单晶片表面有机物时操作复杂，耗费时间长，检测精确度不高的不足，本发明使用傅里叶变换红外镜反射法对300mm大尺寸硅单晶片表面进行检测。
本发明大尺寸硅单晶片表面有机物沾污的红外镜反射检测方法，使用傅立叶变换红外光谱仪对300mm大尺寸硅单晶片进行表面检测，将经碱性抛光液处理后的300mm大尺寸硅单晶片作为样品放入镜反射附件样品台，对样品进行红外扫描，得到镜反射红外光谱图，与表面洁净的硅单晶片红外反射图谱进行对比，根据图谱峰出现的位置，在波数为3400cm-1-2800cm-1和1700cm-1-1460cm-1位置处出现强吸收，表明硅单晶片表面含有抛光液残留。
本发明方法在整个检测过程中不需要对样品进行任何处理，对样品不会造成任何损坏，是一种先进的无损检测方法。
将本方法应用于抛光处理后300mm硅单晶片表面的检测，可以方便、快捷的分析处理后的硅单晶片是否含有抛光液残留，检测精度高，操作简单。本发明方法不仅可以应用于300mm大尺寸硅单晶片表面有机物检测，同样适用于300mm硅图形片及其200mm、150mm、100mm、75mm、50mm尺寸硅单晶片和图形片的表面检测，实用范围广、实用性强。
附图说明
图1为300mm硅单晶片的傅里叶变换红外镜反射图谱；
图2为300mm硅图形片的傅里叶变换红外镜反射图谱；
图3为硅单晶片17个测试点的星形分布图。
具体实施方式
此方法使用Nicolet 6700傅里叶变换红外光谱仪检测大尺寸硅单晶片。为避免大气的污染，此方法在超净实验室中（洁净度1000级以上，温度                                                
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）进行。
实施例1：实验前，在Nicolet6700红外光谱仪上安装map300附件，将300mm硅单晶片经碱性抛光液沾污处理，待干燥后检测，检测过程如下：
1、启动仪器。
按光学台、电脑顺序开启仪器。光学台开启3min后系统达到稳定；
2、安装300mm样品台，双击桌面ECO软件，进入ECO的操作界面；
3、设置测量参数
（1）在ECO环境下将待测硅单晶片尺寸设置为“300 mm（12 英寸）”；
（2）本次测量方式采用“17 point star”（17个测试点星形分布）如图3所示，在硅单晶片上选取星型分布的17个点作为测试点，其中边缘点距离晶圆边缘10mm，中心点为晶圆的中心点，中间点分别为边缘点与中心点之间的中点。采用FT-IR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-1；
（3）以上操作确认无误后，点击Run，开始测试。
4、测试
（1）当扫描背景的时候，注意推入map300上的推拉杆；
（2）当界面提示“放入样品”的时候，将硅单晶片放在样品台上，开始测量，此时应该将推拉杆拉出，以实现镜反射功能；
5、扫描完毕后，保存得到的图谱，退出ECO软件；
6、打开OMNIC软件，在该软件环境下分析上一步保存的图谱，根据图谱峰出现的位置与图谱库进行对比，如图1所示，图1为300mm硅单晶片的反射图谱：其中图谱A为表面洁净的硅单晶片的红外反射图谱，图谱B为经碱性抛光液沾污的硅单晶片的红外反射图谱。对比两个图谱可以得出，在波数为3400cm-1-2800cm-1和1700cm-1-1460cm-1范围内均有较强吸收峰出现，表明硅单晶片表面含有碱性抛光液残留。图1中纵坐标为透过率，横坐标为波数（cm-1）。
根据谱图峰出现的位置可以简便快速的分析出硅单晶片是否含有碱性抛光液残留。
实施例2：实验前，在Nicolet6700红外光谱仪上安装map300附件，将300mm硅图形片沾污螯合剂处理，待干燥后检测，检测过程如下：
1、启动仪器。
按光学台、电脑顺序开启仪器。光学台开启3min后系统达到稳定；
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
（1）在ECO环境下将待测硅图形片尺寸设置为“300 mm（12 inch）”；
（2）本次测量方式采用“5 point star”，在硅图形片上选取星型分布的5个点作为测试点，采用FT-IR对每个测试点进行扫描，扫描次数为32次，分辨率不低于4cm-1。
（3）以上操作确认无误后，点击Run，开始测试。
4、测试
（1）当扫描背景的时候，注意推入map300上的推拉杆；
（2）当界面提示“放入样品”的时候，轻轻将硅图形片放在样品台上，开始测量，此时应该将推拉杆拉出，以实现反射功能。
5、扫描完毕后，保存得到的图谱，退出ECO软件；
    点击Setup Module→Exit 
6、打开OMNIC软件，在该软件环境下分析上一步保存的图谱，根据图谱峰出现的位置与图谱库进行对比，如图2所示，图2为300mm硅图形片的反射图谱：其中图谱A为表面洁净的硅图形片的红外反射谱，图谱B是硅图形片表面沾污螯合剂的红外反射谱（螯合剂是碱性抛光液的主要组成成分之一，溶解性差，容易造成残留）。对比两图谱，在波数为3400cm-1-2800cm-1和1700cm-1-1460cm-1位置处出现强吸收，为表面螯合剂的吸收，表明硅圆形片表面含有有机物。图2的纵坐标为透过率，横坐标为波数（cm-1）。

Claims (1)

1.一种大尺寸硅单晶片表面有机物沾污的红外镜反射检测方法，其特征是：使用傅立叶变换红外光谱仪对300mm大尺寸硅单晶片进行表面检测，将经碱性抛光液处理后的300mm大尺寸硅单晶片作为样品放入镜反射附件样品台，对样品进行红外扫描，得到镜反射红外光谱图，与表面洁净的硅单晶片红外反射图谱进行对比，根据图谱峰出现的位置，在波数为3400cm-1-2800cm-1和1700cm-1-1460cm-1位置处出现强吸收，表明硅单晶片表面含有抛光液残留。
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