CN112585734A - 用于评估晶片的有缺陷区域的方法 - Google Patents
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Abstract
本实施例包括：用于制备样本晶片的步骤；用于在700‑800℃的温度下在样本晶片上形成第一氧化物膜的步骤；用于在800‑1000℃的温度下在第一氧化物膜上形成第二氧化物膜的步骤；用于在1000‑1100℃的温度下在第二氧化物膜上形成第三氧化物膜的步骤；用于在1100‑1200℃的温度下在第三氧化物膜上形成第四氧化物膜的步骤；用于移除第一至第四氧化物膜的步骤；用于通过对从中已移除第一至第四氧化物膜的样本晶片进行蚀刻来在该样本晶片的表面上形成雾霭的步骤；以及用于基于雾霭来评估样本晶片的有缺陷区域的步骤。
Description
技术领域
各实施例涉及一种评估硅晶片的缺陷区域的方法。
背景技术
在通过CZ法制造的单晶硅中，取决于在根据与拉晶速度(V)/温度梯度(G)相关的沃隆科夫理论(Voronkov Theory)的生长过程中混合的点缺陷的浓度，可能生成以下晶体缺陷区域。
例如，在单晶硅生长到V/G的临界值或以上的高速生长的情形中，可能生成具有空隙缺陷的富V(V-rich)区域。
另外，例如，在单晶硅生长到V/G临界值或以上、但以低于富V区域的速度生长的情形中，可生成O带，其中在该O带的边缘或中心区域生成具有环形的氧化诱发的堆垛层错(OISF)。
另外，例如，在单晶硅生长到V/G临界值或以下的低速生长的情形中，可能出现富I(I-rich)区域，其中自发生成由于位错环的相互钉扎引起的大型位错坑(LDP)缺陷区域。
在富V区域与富I区域之间可能存在没有点缺陷内聚的无缺陷区域。
取决于点缺陷的属性，无缺陷区域可以划分为空位占主导的空位主导式纯(VDP)区域和自间隙(self-interstitial)占主导的间隙主导式纯(IDP)区域。
CZ-Si中的原生(grown-in)缺陷(诸如源自晶体的颗粒(COP)和LDP)与器件故障(诸如电流泄漏或氧化物击穿)直接相关。因此，优选将包括具有高的原生缺陷生成频率的区域的晶片排除在生长过程之外。
另外，由于VDP缺陷区域和IDP缺陷区域的混合而引起的氧沉淀的差异导致相对于晶片中的金属污染的吸杂能力的差异，从而可以防止由于金属污染引起的器件故障。然而，由于过度的氧沉淀引起的洁净区(denuded zone,DZ)的减少或残余氧量(残余Oi)的减少，可能出现诸如晶片强度降低的问题。
因此，优选控制原生缺陷生成区域，以在晶体生长步骤中提前掌握无缺陷区域中的点缺陷分布，并准确地识别O带、VDP区域和IDP区域之间的边界。
尤其在当前，无COP晶片被商业化，正在开发一种能够识别包括O带的无缺陷区域以及VDP和IDP的所有边界的评估方法。
公开内容
技术问题
各实施例提供了一种能够快速且容易地区分无COP晶片的O带、VDP、IDP和B带的晶片缺陷区域评估方法。
技术方案
根据一实施例的一种晶片缺陷区域评估方法包括：制备样本晶片；在700℃至800℃的温度下在该样本晶片上形成第一氧化物膜；在800℃至1000℃的温度下在该第一氧化物膜上形成第二氧化物膜；在1000℃至1100℃的温度下在该第二氧化物膜上形成第三氧化物膜；在1100℃至1200℃的温度下在该第三氧化物膜上形成第四氧化物膜；移除该第一氧化物膜至该第四氧化物膜；对从中移除了该第一氧化物膜至该第四氧化物膜的该样本晶片进行蚀刻以在该样本晶片的表面上形成雾霭(haze)；以及基于该雾霭来评估该样本晶片的缺陷区域。
第一氧化物膜、第二氧化物膜和第三氧化物膜可以通过干氧化工艺形成，并且第四氧化物膜可以通过湿氧化工艺形成。
第二氧化物膜的厚度可以大于第一氧化物膜的厚度，并且第四氧化物膜的厚度可以大于第一氧化物膜至第三氧化物膜中的每一者的厚度。
根据另一实施例的一种晶片缺陷区域评估方法包括：制备样本晶片的步骤；包括将温度升高到第一目标温度的第一温度升高阶段和维持该第一目标温度的第一温度维持阶段的步骤，其中在该第一温度维持阶段中使用干氧化工艺在该样本晶片上形成第一氧化物膜；包括将温度从该第一目标温度升高到第二目标温度的第二温度升高阶段和维持该第二目标温度的第二温度维持阶段的步骤，其中在该第二温度升高阶段和该第二温度维持阶段中使用干氧化工艺在该第一氧化物膜上形成第二氧化物膜；包括将温度从该第二目标温度升高到第三目标温度的第三温度升高阶段和维持该第三目标温度的第三温度维持阶段的步骤，其中在该第三温度升高阶段和该第三温度维持阶段中使用干氧化工艺在该第二氧化物膜上形成第三氧化物膜；包括将温度从该第三目标温度升高到第四目标温度的第四温度升高阶段和维持该第四目标温度的第四温度维持阶段的步骤，其中在该第四温度维持阶段中使用湿氧化工艺在该第三氧化物膜上形成第四氧化物膜；移除该第一氧化物膜至该第四氧化物膜的步骤；对从中移除了该第一氧化物膜至该第四氧化物膜的该样本晶片进行蚀刻以在该样本晶片的表面上形成雾霭的步骤；以及基于该雾霭来评估该样本晶片的缺陷区域的步骤。
第一目标温度可以是750℃至800℃，第二目标温度可以是850℃至900℃，第三目标温度可以是950℃至1050℃，并且第四目标温度可以是1100℃至1200℃。
第三温度升高阶段的温度升高梯度和第四温度升高阶段的温度升高梯度中的每一者均可以是4[℃/分钟]至6[℃/分钟]。
该晶片缺陷区域评估方法可以进一步包括：在形成该第四氧化物膜的步骤与移除该第一氧化物膜至该第四氧化物膜的步骤之间将温度从该第四目标温度降低到第五目标温度的冷却过程。
第五目标温度可以是750℃至850℃。
冷却过程中的温度降低梯度可以是3[℃/分钟]至10[℃/分钟]。
雾霭可以包括白色区域和黑色区域中的至少一者，并且评估该样本晶片的该缺陷区域的步骤可以包括：取决于该样本晶片的该白色区域的面积或该黑色区域的面积来赋予分数，并基于所赋予的分数来评估该样本晶片的该缺陷区域。
有利效果
根据各实施例，可以通过快速且容易地区分无COP晶片的O带、VDP、IDP和B带来评估晶片缺陷区域。
附图说明
图1是根据一实施例的晶片缺陷区域评估方法的流程图。
图2示出了根据另一实施例的第一干氧化工艺、第二干氧化工艺、第三干氧化工艺和湿氧化工艺的工艺条件。
图3是示出根据进一步实施例的第一干氧化工艺、第二干氧化工艺、第三干氧化工艺和湿氧化工艺的工艺条件的图形。
图4示出了取决于锭的拉晶速度的单晶中的缺陷分布。
图5A到5C示出了图4中所示的通过铜污染方法和根据一实施例的方法形成的样本晶片的部分A到F。
图6示出了通过铜污染方法和根据图5A到5C中的实施例的方法测得的VDP宽度之间的相关性。
图7示出了第一种情形和第二种情形的实验结果。
最佳实施方式
下文将参照附图描述能够具体实现上述目的的实施例。
在实施例的以下描述中，将理解，当每个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”在另一元件上或下，或者可以相对于另一元件“间接”设置以使得它们之间存在中间元件。另外，当元件被称为“上”或“下”时，基于该元件可以包括“在元件下”以及“在元件上”。
另外，诸如“第一”、“第二”、“上/上部/上方”和“下/下部/下方”之类的关系术语仅用于区分一个主题或元件与另一主题和元件，而不必要求或不涉及此类主题或元件之间的任何物理或逻辑关系或顺序。另外，在任何可能的情况下，贯穿附图将使用相同的附图标记来指代相同或类似的部件。
另外，术语“包括”，“包含”和“具有”意指元件可以是固有的，除非另有说明。因此，这些术语应当被解释为不排除其他元件，而是进一步包括此类其他元件。另外，术语“对应”可以表示“相对”或“交叠”中的至少一者。
图1是根据实施例一的晶片缺陷区域评估方法的流程图。
参照图1，晶片缺陷区域评估方法可以包括：置备晶片样本的步骤(S110)，通过第一干氧化工艺形成第一氧化物膜的步骤(S120)，通过第二干氧化工艺形成第二氧化物膜的步骤(S130)，通过第三干氧化工艺形成第三氧化物膜的步骤(S140)，通过湿氧化工艺形成第四氧化物膜的步骤(S150)，移除氧化物膜并执行蚀刻工艺的步骤(S160)，以及评估步骤(S170)。
首先，制备晶片样本(S110)。
制备的晶片样本可以是通过生长硅单晶锭并对所生长的单晶锭执行锭磨削、裁切和切片工艺而获得的半导体晶片。
替换地，制备的晶片可以通过对半导体晶片的表面执行研磨、磨削、蚀刻和抛光工艺中的至少一者来获得。
随后，对样本晶片执行第一干氧化工艺以在样本晶片上形成第一氧化物膜(S120)。
在第一干氧化工艺中，可以在700℃至800℃的温度下将氧气(O2)注入到反应器(或室)中，并且可以使用注入的氧气在样本晶片的表面上形成第一氧化物膜。
例如，第一氧化物膜的厚度可以是4nm至7nm。
在第一干氧化工艺中，在富含间隙Si的区域中沉淀核的形成可以增加到最大程度，并且这可以充当能够在后续氧化工艺(S130至S150)之后的热处理工艺中抑制生成雾霭的源。
随后，在第二干氧化工艺中，在800℃至1000℃的温度下将氧气(O2)注入到反应器(或室)中，并且使用注入的氧气在样本晶片的第一氧化物膜上形成第二氧化物膜(S130)。
另外，第二氧化物膜的厚度可以大于第一氧化物膜的厚度。
第二氧化物膜的厚度可以是7.8nm至35nm。例如，第二氧化物膜的厚度可以是16nm至35nm。
在第二干氧化工艺中，自间隙可以过饱和，并且可以执行氧沉淀的成核。在低温氧化工艺中过饱和的自间隙可以在高温工艺中变为位错型缺陷。
另外，在单晶生长之后，氧沉淀物可以用作在氧化物衬底的界面处过饱和的自间隙的阱。结果，可以识别点缺陷区域，其中在是否形成间隙缺陷中反映了氧沉淀力的差异。
随后，在第三干氧化工艺中，在1000℃至1100℃的温度下将氧气(O2)注入到反应器(或室)中，并且使用注入的氧气在样本晶片的第二氧化物膜上形成第三氧化物膜(S140)。
第三干氧化处理时间可以长于第二干氧化处理时间。然而，各实施例不限于此。
另外，第三氧化物膜的厚度可以大于第二氧化物膜的厚度。然而，各实施例不限于此。
第三氧化物膜的厚度可以是27nm至160nm。例如，第三氧化物膜的厚度可以是66nm至116nm。
第三干氧化工艺可以是其中氧沉淀物生长并且通过自间隙扩散而生长的氧沉淀物重组的工艺。
在第三干氧化工艺中，氧沉淀物充当自间隙的重组位点。因此，在第三干氧化工艺中，可以识别氧沉淀活跃的O带/VDP与间隙主导式纯(IDP)之间的边界。
另外，氧沉淀物的大小必须充分增加，以提供用于自间隙的重组位点。因此，第三干氧化工艺可以长于第二干氧化工艺。然而，各实施例不限于此。在另一实施例中，两者可以彼此相等，或者第三干氧化工艺可以短于第二干氧化工艺。
第三干氧化工艺中的氧气流速(或输入量)可以等于第二干氧化工艺中的氧气流速(或输入量)。然而，各实施例不限于此。
随后，执行湿氧化工艺以在第三氧化物膜上形成第四氧化物膜(S150)。
即，可以在1100℃至1200℃的温度下将氧气(O2)和氢气(H2)注入反应器(或室)中，并且可以使用注入的氧气和氢气在样本晶片的第三氧化物膜上形成第四氧化物膜。
第四氧化物膜的厚度可以大于第三氧化物膜的厚度。
第四氧化物膜的厚度可以大于第一至第三氧化物膜的厚度之和。
第四氧化物膜的厚度可以是650nm至1260nm。
例如，第四氧化物膜的厚度可以是870nm至1150nm。
湿氧化工艺的处理时间可以短于第二干氧化工艺的处理时间，并且可以短于第三干氧化工艺的处理时间。
湿氧化工艺中的氧气流速可以等于第二干氧化工艺和第三干氧化工艺中的每一者中的氧气流速。
另外，湿氧化工艺中的氢气流速可以大于湿氧化工艺中的氧气流速。例如，湿氧化工艺中的氢气流速可以为1[SLM]至6[SLM]，并且氢气流速可以为1[SLM]至4[SLM]。
在湿氧化工艺(S150)中，在第二干氧化工艺(S130)和第三干氧化工艺(S140)中剩余未重组的过饱和自间隙可以被转换成位错型缺陷。然而，各实施例不限于此。
在湿氧化工艺中形成的缺陷可以在后续蚀刻步骤(S160)中充当表面雾霭，由此可以进行视觉分析。
图2示出了根据另一实施例的第一干氧化工艺(S120)、第二干氧化工艺(S130)、第三干氧化工艺(S140)和湿氧化工艺(S150)的工艺条件。
参照图2，第一干氧化工艺(S120)的温度可以是700℃至800℃，并且其处理时间可以是1小时至3小时。所形成的第一氧化物膜的厚度可以是4nm至7nm。
第二干氧化工艺(S130)的温度可以是850℃至900℃，并且其处理时间可以是1小时至4小时。所形成的第二氧化物膜的厚度可以是16nm至35nm。
另外，第三干氧化工艺(S140)的温度可以是950℃至1050℃，并且其处理时间可以是1小时至3小时。第三氧化物膜的厚度可以是66nm至116nm。
另外，湿氧化工艺(S150)的温度可以是1100℃至1200℃，并且其处理时间可以是1小时至2小时。第四氧化物膜的厚度可以是870nm至1150nm。
图3是示出根据进一步实施例的第一干氧化工艺(S120)、第二干氧化工艺(S130)、第三干氧化工艺(S140)和湿氧化工艺(S150)的工艺条件的图形。
在该图形中，x轴指示处理时间，并且y轴指示工艺温度。
参照图3，第一干氧化工艺(S120)可以包括第一温度升高阶段K1和第一温度维持阶段K2。
第一温度升高阶段K1可以是其中在没有氧气(O2)被注入的状态下温度以均匀的梯度升高的阶段。
在第一温度维持阶段K2中，可以将工艺温度维持在第一目标温度t1处，并且可以提供氧气(O2)以形成第一氧化物膜。
在第一温度升高阶段K1中，温度可以从700℃升高到第一目标温度t1。例如，第一目标温度t1可以是750℃至800℃。例如，第一目标温度t1可以是800℃。
第二干氧化工艺(S130)可以包括第二温度升高阶段P1和第二温度维持阶段P2。
第二温度升高阶段P1可以是其中温度以均匀的梯度从第一目标温度t1升高到第二目标温度t2的阶段。
在第二温度升高阶段P1中，温度可以从800℃升高到第二目标温度t2，并且可以提供氧气(O2)。
例如，第二目标温度t2可以是850℃至900℃。例如，第二目标温度t2可以是870℃。
在第二温度维持阶段P2中，可以将工艺温度维持在第二目标温度t2处，并且可以提供氧气(O2)。
在第二温度升高阶段P1和第二温度维持阶段P2中，可以形成第二氧化物膜。
第三干氧化工艺(S140)可以包括第三温度升高阶段Q1和第三温度维持阶段Q2。
在第三温度升高阶段Q1中，温度可以从第二目标温度t2升高到第三目标温度t3，并且可以提供氧气(O2)。
例如，第三目标温度t3可以是950℃至1050℃。例如，第三目标温度t3可以是1000℃。
第三温度升高阶段Q1的温度升高梯度可以是4[℃/分钟]至6[℃/分钟]。例如，第三温度升高阶段Q1的温度升高梯度可以是5[℃/分钟]。
第二温度升高阶段P1的处理时间可以短于第三温度升高阶段Q1的处理时间。另外，第二温度维持阶段P2的处理时间可以长于第二温度升高阶段P1的处理时间和第三温度升高阶段Q1的处理时间中的每一者。
在第三温度维持阶段Q2中，可以将工艺温度维持在第三目标温度t3处，并且可以提供氧气(O2)。
在第三温度升高阶段Q1和第三温度维持阶段Q2中，可以形成第三氧化物膜。
湿氧化工艺(S150)可以包括第四温度升高阶段R1和第四温度维持阶段R2。
在第四温度升高阶段R1中，温度可以从第三目标温度t3升高到第四目标温度t4。
例如，第四目标温度t4可以是1100℃至1200℃。例如，第四目标温度t4可以是1150℃。
第四温度升高阶段R1的温度升高梯度可以是4[℃/分钟]至6[℃/分钟]。例如，第四温度升高阶段R1的温度升高梯度可以是5[℃/分钟]。
第四温度升高阶段R1的温度升高梯度可以等于第三温度升高阶段Q1的温度升高梯度。然而，各实施例不限于此。在另一实施例中，第四温度升高阶段R1的温度升高梯度可以大于第三温度升高阶段Q1的温度升高梯度，在进一步实施例中反之亦然。
在第四温度维持阶段R2中，可以将工艺温度维持在第四目标温度t4处，可以注入氧气(O2)和氢气(H2)，并且可以形成第四氧化物膜。
在另一实施例中，可以在第四温度升高阶段R1和第四温度维持阶段R2中提供氧气(O2)和氢气(H2)，并且可以形成第四氧化物膜。
例如，第二温度维持阶段P2的处理时间可以短于第三温度维持阶段Q2的处理时间。另外，第四温度维持阶段R2的处理时间可以短于第二温度维持阶段P2的处理时间。
例如，第二温度维持阶段P2的处理时间可以是110分钟至150分钟。
例如，第三温度维持阶段Q2的处理时间可以是160分钟至200分钟。
例如，第四温度维持阶段R2的处理时间可以是80分钟至100分钟。
例如，第二温度维持阶段P2的处理时间可以是120分钟，第三温度维持阶段Q2的处理时间可以是180分钟，并且第四温度维持阶段R2的处理时间可以是100分钟。然而，各实施例不限于此。
例如，第二温度升高阶段P1的处理时间可以短于第三温度升高阶段Q1的处理时间，第三温度升高阶段Q1的处理时间可以等于或短于第四温度升高阶段R1的处理时间。
在第一温度维持阶段K2、第二温度维持阶段P2、第三温度上升阶段Q1、第三温度维持阶段Q2、第四温度上升阶段R1以及第四温度维持阶段R2中供应的氧气的流速可以彼此相等然而，各实施例不限于此。在另一实施例中，在阶段K2、P2、Q1、Q2、R1和R2中的至少一个阶段中供应的氧气的流速可以不同于在其他阶段中供应的氧气的流速。
另外，第四温度维持阶段R2中的氢气流速可以大于阶段K2、P2、Q1、Q2、R1和R2中的氧气流速。然而，各实施例不限于此。在另一实施例中，第四温度维持阶段R2中的氢气流速可以等于或小于阶段K2、P2、Q1、Q2、R1和R2中的氧气流速。
在湿氧化工艺中形成第四氧化物膜之后，移除在样本晶片上形成的第一至第四氧化物膜，并对从中移除第一至第四氧化物膜的样本晶片进行蚀刻以在晶片的表面上形成用于评估的雾霭(S160)。
例如，使用氢氟酸溶液从其上形成有第一至第四氧化物膜的样本晶片中移除该第一至第四氧化物膜。例如，可以通过HF剥离工艺移除第一至第四氧化物膜。
在湿氧化工艺之后，可以执行冷却过程，在该冷却过程中不注入氧化气体，注入氮气，并且温度从第四目标温度t4降低。
例如，在冷却过程中，温度可以从第四目标温度t4降低到第五目标温度t5。此时，温度降低梯度可以是3[℃/分钟]至10[℃/分钟]。例如，温度降低梯度可以是3[℃/分钟]。
例如，第五目标温度t5可以是750℃至850℃。例如，第五目标温度t5可以是800℃。
如上所述，通过湿蚀刻对从中移除了第一至第四氧化物膜的样本晶片进行蚀刻的结果是，可以在样本晶片的表面上形成用于评估点缺陷区域的雾霭。
随后，通过雾霭评分对其上标记有雾霭的样本晶片评估晶体缺陷区域和样本晶片的质量(S160)。
例如，雾霭可以包括白色区域和黑色区域中的至少一者，并且基于白色区域的面积(或宽度)、黑色区域的面积(或宽度)、或白色区域的面积(或宽度)与黑色区域的面积(或宽度)之比的分数可以被应用于其上标记有雾霭的样本晶片。
例如，白色区域可以指示Pi区域，而黑色区域可以指示Pv区域。
例如，可以对白色区域的Pi区域或黑色区域的Pv区域执行评分。
例如，可以向在从晶片的一个表面的中心到晶片边缘的方向上事先设定的长度单位(例如10mm)的白色区域或黑色区域指派分数10。白色区域的分数可以与白色区域的宽度成比例。
基于向样本晶片指派的分数，可以识别样本晶片的VDP的宽度和IDP的宽度，可以识别VDP与IDP之间的边界区域，并且可以识别B带，该B带是IDP与LDP之间的边界区域。
图4示出了取决于锭的拉晶速度的单晶中的缺陷分布。
参照图4，示出了取决于单晶锭的拉晶速度而可能出现的单晶的各种缺陷区域分布。
在该图形中，初始Cv指示初始引入的空位的总浓度，残余Cv指示对应缺陷区域中的空位的浓度，初始Ci指示初始引入的间隙硅(间隙Si)的总浓度，残余Ci指示对应缺陷区域中的间隙Si的浓度。
例如，当单晶锭的拉晶速度V/G大于临界值时，可能出现O带区域和富V区域。相比之下，当单晶锭的提拉速度V/G小于临界值时，可能出现B带区域和LDP区域。
此处，B带区域可以是出现在CZ硅单晶中的IDP与LDP之间的缺陷区域。即，B带区域可以是其中引入的间隙Si在单晶生长过程中保持过饱和的区域。过饱和的Si可以充当氧沉淀核，由此B带中的氧沉淀量可以大于IDP中的氧沉淀量。
在B带区域中，使用过饱和的Si作为沉淀核来执行氧沉淀。洁净区看起来很浅，并且很有可能影响器件特性而非IDP。
例如，O带的氧沉淀密度可以是7×109/cm3，VDP的氧沉淀密度可以是3×109/cm3至7×109/cm3，IDP的氧沉淀密度可以小于1×108/cm3，B带的氧沉淀密度可以是1×108/cm3至5×108/cm3，而LDP的氧沉淀密度可以是1×108/cm3至5×108/cm3。
图5A至5C示出了图4中所示的通过铜污染方法和根据一实施例的方法形成的样本晶片的部分A至F。
图5A示出了图4的部分A。部分A指示宽VDP的缺陷区域。图5B示出了图4的部分B、部分C和部分D。部分B、部分C和部分D指示中间VDP。
图5C示出了图4的部分E和部分F。部分E指示宽IDP，并且部分F指示B带。
参照图5A至图5C，可以将铜污染(Cu污染)方法和根据一实施例的方法应用于与部分A至F相对应的单个硅晶片样本。
根据铜污染(Cu污染)方法和根据该实施例的方法的应用结果，点缺陷区域的边界可以以高光区域(highlight)上的白色区域的形式可视化。此处，可以以雾霭的形式观察高光区域，其中，当高强度光照射到晶片的通过蚀刻暴露的一个表面上时，该光被缺陷区域(如果有的话)散射并闪烁，并且点缺陷区域可以通过高光区域可视化。
此处，VDP区域可以呈现为黑色区域，而IDP区域可以呈现为白色区域。另外，B带区域可以呈现为黑色区域。
如图5A至5C中所示，通过根据该实施例的方法可视化的白色区域和黑色区域示出了与通过铜污染(Cu污染)方法可视化的白色区域和黑色区域相似的形状。
因此，基于通过根据该实施例的方法获得的雾霭的缺陷区域评估可以具有与基于铜污染(Cu污染)方法的缺陷区域评估等效的可靠性。
即，氧沉淀物的成核可以通过第一和第二干氧化工艺来执行，氧沉淀物的生长和重组可以通过第三干氧化工艺来执行，可以执行通过湿氧化工艺将过饱和的自间隙转变为位错型缺陷，可以通过氧化物膜移除和蚀刻工艺在晶片的表面上形成能够区分VDP、IDP和B带的雾霭，并且所形成的雾霭可以具有与通过铜污染方法获得的白色区域和的黑色区域类似的形状。因此，可以应用对通过常规铜污染方法获得的雾霭进行评分的方法而无需改变。
图6示出了通过铜污染方法和根据图5A至5C中的实施例的方法测得的VDP宽度之间的相关性。
参照图6，可以看出，在通过铜污染方法获得的VDP的宽度与通过根据该实施例的方法获得的VDP的宽度之间存在高相关性。
在图6中，直线图的线性方程(y＝1.1793X+0.1037)示出了根据铜污染方法的VDP的宽度的理想趋势线。在图6中，R2指示通过根据该实施例的方法获得的VDP的宽度与线性方程之间的决定系数。
包括上述步骤S120至S170的实施例与铜污染型点缺陷区域评估方法具有高相关度或相关性(R2＞0.9)，并且具有替代常规铜污染方法的高可能性。
在该实施例中，不仅通过将经过CZ法生长的单晶硅锯切成预定厚度、移除硅的表面损伤并抛光硅来获得的晶片可以被引入工艺中并进行评估，而且通过使用混合酸蚀刻仅移除硅的表面损伤来获得的晶片也可以被引入工艺中并进行评估。
结果，点缺陷评估步骤可以移至紧接在锭生长之后的时间。因此，在该实施例中，可以降低生产成本并减少铜的使用量。此外，在该实施例中，不需要单独的金属污染来进行点缺陷评估，由此不需要制备单独的金属污染器件，并且也不需要担心由于金属引起的反应器(炉)的污染。
图7示出了第一种情形(情形1)和第二种情形(情形2)的实验结果。
在第一种情形(情形1)中，对图4的样本晶片的部分F进行的第一干氧化工艺(S120)被省略，并且示出了S130至S170的执行结果。
在第二种情形(情形2)中，示出了根据该实施例的对图4的样本晶片的部分F执行S120至S170的结果。
在第一种情形(情形1)中，仅出现IDP和VDP。另一方面，在第二种情形(情形2)中，出现B带。因此，在第一种情形(情形1)中，不能识别B带。然而，在第二种情形(情形2)中，可以按与图4的铜污染方法的结果相同的方式识别B带。因此，在该实施例中，可以快速且容易地识别B带区域而无需铜污染。
在以上实施例中描述的特征、结构和效果被包括在至少一个实施例中，但并非仅限于一个实施例。此外，在各实施例中解说的特征、结构和效果可以由实施例所属领域的技术人员在其他实施例中进行组合或修改。因此，应理解，此类组合和修改落入本公开的范围内。
工业实用性
各实施例可以用于能够通过快速且容易地区分无COP晶片的O带、VDP、IDP和B带来评估晶片缺陷区域的晶片缺陷区域评估方法中。
Claims (10)
1.一种晶片缺陷区域评估方法，包括：
制备样本晶片；
在700℃至800℃的温度下在所述样本晶片上形成第一氧化物膜；
在800℃至1000℃的温度下在所述第一氧化物膜上形成第二氧化物膜；
在1000℃至1100℃的温度下在所述第二氧化物膜上形成第三氧化物膜；
在1100℃至1200℃的温度下在所述第三氧化物膜上形成第四氧化物膜；
移除所述第一氧化物膜至所述第四氧化物膜；
对从中移除了所述第一氧化物膜至所述第四氧化物膜的所述样本晶片进行蚀刻以在所述样本晶片的表面上形成雾霭；以及
基于所述雾霭来评估所述样本晶片的缺陷区域。
2.根据权利要求1所述的晶片缺陷区域评估方法，其特征在于，所述第一氧化物膜、所述第二氧化物膜和所述第三氧化物膜是通过干氧化工艺形成的，并且所述第四氧化物膜是通过湿氧化工艺形成的。
3.根据权利要求1所述的晶片缺陷区域评估方法，其特征在于，所述第二氧化物膜的厚度大于所述第一氧化物膜的厚度，并且所述第四氧化物膜的厚度大于所述第一氧化物膜至所述第三氧化物膜中的每一者的厚度。
4.一种晶片缺陷区域评估方法，包括：
制备样本晶片的步骤；
包括将温度升高到第一目标温度的第一温度升高阶段和维持所述第一目标温度的第一温度维持阶段的步骤，其中在所述第一温度维持阶段中使用干氧化工艺在所述样本晶片上形成第一氧化物膜；
包括将温度从所述第一目标温度升高到第二目标温度的第二温度升高阶段和维持所述第二目标温度的第二温度维持阶段的步骤，其中在所述第二温度升高阶段和所述第二温度维持阶段中使用干氧化工艺在所述第一氧化物膜上形成第二氧化物膜；
包括将温度从所述第二目标温度升高到第三目标温度的第三温度升高阶段和维持所述第三目标温度的第三温度维持阶段的步骤，其中在所述第三温度升高阶段和所述第三温度维持阶段中使用干氧化工艺在所述第二氧化物膜上形成第三氧化物膜；
包括将温度从所述第三目标温度升高到第四目标温度的第四温度升高阶段和维持所述第四目标温度的第四温度维持阶段的步骤，其中在所述第四温度维持阶段中使用湿氧化工艺在所述第三氧化物膜上形成第四氧化物膜；
移除所述第一氧化物膜至所述第四氧化物膜的步骤；
对从中移除了所述第一氧化物膜至所述第四氧化物膜的所述样本晶片进行蚀刻以在所述样本晶片的表面上形成雾霭的步骤；以及
基于所述雾霭来评估所述样本晶片的缺陷区域的步骤。
5.根据权利要求4所述的晶片缺陷区域评估方法，其特征在于：
所述第一目标温度是750℃至800℃，
所述第二目标温度是850℃至900℃，
所述第三目标温度是950℃至1050℃，并且
所述第四目标温度是1100℃至1200℃。
6.根据权利要求4所述的晶片缺陷区域评估方法，其特征在于，所述第三温度升高阶段的温度升高梯度和所述第四温度升高阶段的温度升高梯度中的每一者均为4[℃/分钟]至6[℃/分钟]。
7.根据权利要求4所述的晶片缺陷区域评估方法，其特征在于，进一步包括：在形成所述第四氧化物膜的步骤与移除所述第一氧化物膜至所述第四氧化物膜的步骤之间将温度从所述第四目标温度降低到第五目标温度的冷却过程。
8.根据权利要求7所述的晶片缺陷区域评估方法，其特征在于，所述第五目标温度是750℃至850℃。
9.根据权利要求7所述的晶片缺陷区域评估方法，其特征在于，所述冷却过程中的温度降低梯度为3[℃/分钟]至10[℃/分钟]。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的晶片缺陷区域评估方法，其特征在于：
所述雾霭包括白色区域和黑色区域中的至少一者，并且
评估所述样本晶片的所述缺陷区域的步骤包括：取决于所述样本晶片的所述白色区域的面积或所述黑色区域的面积来赋予分数，并基于所赋予的分数来评估所述样本晶片的所述缺陷区域。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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