CN110187061A - 一种硅片的处理方法、检测方法及处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种硅片的处理方法、检测方法及处理装置，处理方法包括：将硝酸铜溶液雾化成雾化气喷洒在待处理的硅片的表面；对硅片的表面进行干燥；将干燥后的硅片进行热处理，以在硅片的表面上的缺陷位置形成缀饰。根据本发明的硅片的处理方法，将硝酸铜溶液雾化成雾化气喷洒在待处理的硅片的表面，对硅片的表面进行干燥，将干燥后的硅片进行热处理，以在硅片的表面上的缺陷位置形成缀饰，通过上述方法能够大大提高金属缀饰的均匀性，以及可以有效控制金属污染的计量；并且仅使用微量的金属溶液，避免浪费和重金属污染；另外该放方法避免了人员的直接接触，安全性提高；且硅片表面易于干燥，铜分布均匀，提高硅片表面缺陷观察检测的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及硅片检测领域，特别涉及一种硅片的处理方法、检测方法及处理装置。
背景技术
现今，直拉单晶硅片特别是大尺寸单晶硅片(直径300mm及以上)表面晶体原生缺陷(COP)的一种检测方法为铜缀饰法，该方法是利用重金属铜来缀饰和放大硅片中的缺陷，以便于后续观察分析，通过对硅片表面的铜缀饰处理可以检测到纳米级别的微小缺陷。在该方法实施过程中，将抛光过后的单晶硅片直接浸渍到硝酸铜溶液中，然后通过浸渍的时间和温度来控制重金属污染表面的量，污染量大约为1×1012至1×1017个原子/平方厘米，浸渍完成后再将硅片表面上多余的水分挥发后进行热处理，然后在进行观察分析。
该方法在重金属铜污染的过程中主要的缺点是：需要使用大量的硝酸铜溶液，在浸渍过程中须一个储液槽大约60升，装满硝酸铜溶液使用大约10次，然后化学液就因浓度无法确定以及不确定的污染因素需更换新的硝酸铜溶液，造成了很大的浪费，而且排放的溶液中含有大量的铜离子，会对环境造成很大的污染；通过控制温度和浸渍时间来控制重金属污染量，只能根据经验大致判断，无法准确判断污染到硅片表面的量，具有极大的偶然性，而污染到硅片表面的量对于后续热处理过程中金属铜的缀饰反应有着很大影响，过小会使得缀饰不充分，有些缺陷被遗漏，过大又会使得其形成的铜雾图案堆叠在一起，无法分析，进而导致检测结果不准确；浸渍完成后，硅片表面残余大量的硝酸铜水溶液，要将水分在空气中慢慢挥发干燥，不仅需要花费很长时间，而且挥发过程如果操作不当，还会造成金属铜分布不均，影响硅片缺陷检测的准确性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种硅片的处理方法、检测方法及处理装置，用以解决硅片表面硝酸铜溶液的量不易控制，造成浪费和大量铜排放污染，铜分布不均匀，影响硅片表面缺陷观察检测准确性的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
根据本发明第一方面实施例的硅片的处理方法，包括：
将硝酸铜溶液雾化成雾化气喷洒在待处理的硅片的表面；
对所述硅片的表面进行干燥；
将干燥后的所述硅片进行热处理，以在所述硅片的表面上的缺陷位置形成缀饰。
进一步地，所述硝酸铜溶液的浓度为0.1-10ppm，所述雾化气的喷洒速度为0.01-5毫升/分钟，所述雾化气的喷洒时间为1-20分钟。
进一步地，所述将硝酸铜溶液雾化成雾化气喷洒在待处理的硅片的表面，包括：
在密闭环境下将硝酸铜溶液雾化成的雾化气喷洒在所述硅片的表面。
进一步地，将干燥后的所述硅片进行热处理，包括：
将干燥后的所述硅片置于600-1000℃下热处理0.1-10小时；
将热处理后的所述硅片置于1000-1200℃下热处理0.1-10小时。
进一步地，所述处理方法还包括：
在将干燥后的所述硅片进行热处理之后，将热处理后的所述硅片置于择优腐蚀液中进行腐蚀。
进一步地，所述择优腐蚀液为重铬酸钾与氢氟酸的水溶液。
根据本发明第二方面实施例的硅片的缺陷检测方法，包括：
利用上述实施例中的处理方法处理待检测的硅片；
利用光学显微镜或扫描隧道显微镜观察处理后的所述硅片的表面。
根据本发明第三方面实施例的处理装置，包括：
容器，用于放置待处理的硅片；
雾化器，用于将溶液雾化为雾化气；
喷嘴，所述喷嘴与所述雾化器连通，用于向所述硅片的表面喷洒所述雾化气。
进一步地，所述喷嘴喷洒雾化气的速度为0.01-5毫升/分钟。
进一步地，处理装置还包括用于向所述雾化器供应所述溶液的储液槽。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
根据本发明的硅片的处理方法，将硝酸铜溶液雾化成雾化气喷洒在待处理的硅片的表面，对硅片的表面进行干燥，将干燥后的硅片进行热处理，以在硅片的表面上的缺陷位置形成缀饰，通过上述方法能够均匀地在硅片的表面喷洒雾化气，大大提高金属缀饰的均匀性，可有效控制金属污染的计量，减少硝酸铜溶液的消耗量，仅使用微量的金属溶液，不会造成浪费和大量铜排放污染，硅片表面易于干燥，便于确定和控制硅片表面铜污染的量，且铜分布均匀，提高硅片表面缺陷观察检测的准确性。
附图说明
图1为本发明实施例的处理方法的一个流程示意图；
图2为本发明实施例的处理装置的一个结构示意图。
附图标记
容器10；
雾化器20；
喷嘴30；
储液槽40；
硅片50。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面具体描述根据本发明实施例的硅片的处理方法。
如图1所示，根据本发明实施例的硅片的处理方法，包括：将硝酸铜溶液雾化成雾化气喷洒在待处理的硅片的表面；对硅片的表面进行干燥；将干燥后的硅片进行热处理，以在硅片的表面上的缺陷位置形成缀饰。通过上述方法能够均匀地在硅片的表面喷洒雾化气，大大提高金属缀饰的均匀性，可有效控制金属污染的计量，减少硝酸铜溶液的消耗量，不会造成浪费和大量铜排放污染，硅片表面易于干燥，干燥时间短，根据喷洒的雾化气的量便于确定和控制硅片表面铜污染的量，喷洒时较为均匀使得硅片表面的铜分布均匀，提高金属缀饰的均匀性，在硅片的表面上的缺陷位置形成缀饰之后，可以通过检测仪器(比如，显微镜，)进行检测分析，提高硅片表面缺陷检测的准确性。
在本发明的一些实施例中，将硝酸铜溶液雾化成雾化气喷洒在待处理的硅片的表面时，硝酸铜溶液的浓度不宜过高或过小，硝酸铜溶液的浓度过高容易导致硅片表面的铜的量过多，硝酸铜溶液的浓度过小需要喷洒的时间较长，效率低，需要喷洒的雾化气的量较多，导致硅片表面的水过多，综合考虑，硝酸铜溶液的浓度可以选择为0.1-10ppm；雾化气的喷洒速度不宜过快或过慢，雾化气的喷洒速度过快易导致硅片表面的铜分布不均匀，雾化气的喷洒速度过慢需要较长时间，效率低，综合考虑，雾化气的喷洒速度可以选择为0.01-5毫升/分钟，雾化气的喷洒时间可以为1-20分钟，另外，也可以根据实际情况合理选择喷洒的时间和喷洒速度。
在本发明的另一些实施例中，将硝酸铜溶液雾化成雾化气喷洒在待处理的硅片的表面，包括：在密闭环境下将硝酸铜溶液雾化成的雾化气喷洒在硅片的表面，在密闭环境下能够保证喷洒在硅片表面的雾化气的量便于控制，雾化气不易损失，同时，能够保证操作人员的安全。
根据本发明的一些实施例，将干燥后的硅片进行热处理，包括：
将干燥后的硅片置于600-1000℃下热处理0.1-10小时，可以在含氧环境下进行热处理，比如，可以在空气中进行热处理，通过第一次热处理在硅片表面发生的主要反应为：Si+O2→SiOx(x≤2)，主要用于缺陷表面氧化物(SiOx，x≤2)的生成；将第一次热处理后的硅片置于1000-1200℃下热处理0.1-10小时，比如，可以在低氧或者无氧环境下进行，通过第二次热处理在硅片表面发生的主要反应为：SiOx+Cu2+→Cu+SiO2，用于金属铜的还原，并且在缺陷表面形成缀饰，以便于观察分析缺陷。
根据本发明的另一些实施例，处理方法还包括：在将干燥后的硅片进行热处理之后，将热处理后的硅片置于择优腐蚀液中进行腐蚀，使得缺陷进一步显现。可选地，择优腐蚀液可以为重铬酸钾与氢氟酸的水溶液，具体的浓度可以根据实际需要选择，比如，择优腐蚀液可以由浓度为0.13mol/L的K2Cr2O7溶液与质量分数为40％的氢氟酸溶液混合而成，K2Cr2O7溶液与氢氟酸溶液的体积比可以为1:1.6，腐蚀时间可以为6-15分钟，通过择优腐蚀液的腐蚀能够使得硅片表面的缺陷更加清晰，便于硅片表面缺陷检测的准确性。
本发明实施例还提供一种硅片的缺陷检测方法，处理方法包括：利用上述实施例中的处理方法处理待检测的硅片；利用光学显微镜或扫描隧道显微镜观察处理后的硅片的表面，经过处理后在硅片表面形成缀饰，使得硅片表面的缺陷更加容易显现，便于显微镜的观察分析，提高硅片表面的缺陷检测的准确性。
本发明实施例还提供一种处理装置，如图2所示，处理装置包括：容器10，用于放置待处理的硅片50；雾化器20，用于将溶液雾化为雾化气；喷嘴30，喷嘴与雾化器20连通，用于向硅片50的表面喷洒雾化气。
也就是说，处理装置主要由容器10、雾化器20与喷嘴30构成，其中，容器10可以由工作台11和工作腔体12构成，工作台11可以为板状，可以将硅片50置于工作台11上，工作腔体12可以形成为半球形，工作腔体12可以止抵或脱离工作台11的一侧表面，工作腔体12的开口边沿可以完全止抵工作台11以形成密闭的空间环境，当需要取放硅片时可以让工作腔体12脱离工作台11，以便于硅片的取放。当处理硅片50时可以将硅片50置于工作台11上，工作腔体12的开口边沿完全止抵工作台11以形成密闭的空间环境，使得向硅片表面喷洒雾化气时在密闭环境下进行，在密闭环境下能够保证喷洒在硅片表面的雾化气的量可以控制，雾化气不易损失，同时，能够保证操作人员的安全。
雾化器20可以用于将溶液雾化为雾化气，溶液可以为硝酸铜溶液，硝酸铜溶液的浓度可以为0.1-10ppm。雾化器20可以与喷嘴30通过连接管连通，喷嘴30可以位于工作腔体12内部与硅片50相应的位置，以便通过喷嘴30均匀地喷洒雾化气。通过上述处理装置能够将硝酸铜溶液雾化成雾化气喷洒在待处理的硅片的表面，能够均匀地在硅片的表面喷洒雾化气，减少硝酸铜溶液的消耗量，不会造成浪费和大量铜排放污染，硅片表面易于干燥，便于确定和控制硅片表面铜污染的量，且铜分布均匀，提高硅片表面缺陷观察检测的准确性。
在本发明的一些实施例中，喷嘴喷洒雾化气的速度可以为0.01-5毫升/分钟，雾化气的喷洒速度不宜过快或过慢，雾化气的喷洒速度过快易导致硅片表面的铜分布不均匀，雾化气的喷洒速度过慢需要较长时间，效率低，综合考虑，雾化气的喷洒速度可以选择为0.01-5毫升/分钟，雾化气的喷洒时间可以根据喷洒速度以及实际情况选择，比如，雾化气的喷洒时间可以选择为1-20分钟。
在本发明的另一些实施例中，处理装置还可以包括用于向雾化器供应溶液的储液槽40，储液槽40可以用于盛装溶液，储液槽40可以通过连接管与雾化器20连通，以便向雾化器20中供应溶液。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种硅片的处理方法，其特征在于，包括：
将硝酸铜溶液雾化成雾化气喷洒在待处理的硅片的表面；
对所述硅片的表面进行干燥；
将干燥后的所述硅片进行热处理，以在所述硅片的表面上的缺陷位置形成缀饰。
2.根据权利要求1所述的硅片的处理方法，其特征在于，所述硝酸铜溶液的浓度为0.1-10ppm，所述雾化气的喷洒速度为0.01-5毫升/分钟，所述雾化气的喷洒时间为1-20分钟。
3.根据权利要求1所述的硅片的处理方法，其特征在于，所述将硝酸铜溶液雾化成雾化气喷洒在待处理的硅片的表面，包括：
在密闭环境下将硝酸铜溶液雾化成的雾化气喷洒在所述硅片的表面。
4.根据权利要求1所述的硅片的处理方法，其特征在于，将干燥后的所述硅片进行热处理，包括：
将干燥后的所述硅片置于600-1000℃下热处理0.1-10小时；
将热处理后的所述硅片置于1000-1200℃下热处理0.1-10小时。
5.根据权利要求1所述的硅片的处理方法，其特征在于，还包括：
在将干燥后的所述硅片进行热处理之后，将热处理后的所述硅片置于择优腐蚀液中进行腐蚀。
6.根据权利要求5所述的硅片的处理方法，其特征在于，所述择优腐蚀液为重铬酸钾与氢氟酸的水溶液。
7.一种硅片的缺陷检测方法，其特征在于，包括：
利用如权利要求1-6中任一项所述的处理方法处理待检测的硅片；
利用光学显微镜或扫描隧道显微镜观察处理后的所述硅片的表面。
8.一种处理装置，其特征在于，包括：
容器，用于放置待处理的硅片；
雾化器，用于将溶液雾化为雾化气；
喷嘴，所述喷嘴与所述雾化器连通，用于向所述硅片的表面喷洒所述雾化气。
9.根据权利要求8所述的处理装置，其特征在于，所述喷嘴喷洒雾化气的速度为0.01-5毫升/分钟。
10.根据权利要求8所述的处理装置，其特征在于，处理装置还包括用于向所述雾化器供应所述溶液的储液槽。
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