CN115165790B - 一种提高重掺硅片氧含量测试效率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高重掺硅片氧含量测试效率的方法，包括以下步骤：由工作人员选定测试样片、并根据测试样片的实际测绘值，制成1：1的电子模拟图，将取得的样本进行特殊腐蚀工艺处理，将样本进行处理，使用四氟镊子进行提取，并根据需求选用合适容积的容器中，并利用超纯水来对其进行多级冲洗，将反应中的样本快速浸没在纯水中以阻止反应继续，并利用超纯水反复冲洗至少3次，用中四氟镊子快速取出并转移至其他容器中待用，将处理完成后的样本放入惰性气体熔融红外测试仪，进行样本含氧量测试即可。本发明提供的方法可根据测试样片的实际测绘值，采用本方法制作样本能够准确测试样本的氧含量，并能有效提升工作效率。
Description
技术领域
本发明属于重掺硅片氧含量测试技术领域，更具体地说，尤其涉及一种提高重掺硅片氧含量测试效率的方法。
背景技术
对于轻掺杂硅片，一般会采用傅立叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)测试其氧含量，而外延衬底用硅片多为重掺杂产品，由于高浓度的掺杂剂对红外光有强吸收作用，因此无法采用红外吸收光谱仪进行氧含量测试，而是采用惰性气体熔融红外法(GFA)进行测试，该方法是利用硅中氧和石墨进行反应，并吸收CO、CO2气体，通过氧的吸收峰值，来测试样本中的氧含量。GFA法有一缺点，制样过程较为繁琐，耗时较长，但是一根晶棒需要测试的点位又多，一旦单晶棒生产节奏加快，就容易造成氧含量测试数据无法及时反馈，使得晶棒无法快速流转至下道工序滚磨加工从而造成工序积压，生产效率大受影响。传统取样方法采用全手动操作，故存在以下弊端：
1、全程为手动操作，故存在操作员机械损伤的风险。
2、全程为手动操作，取样位置由操作员手动放置，难以实现精准定位，影响测试结果。
3、全程为手动操作，下压力度及速度均无法达到统一，容易造成样块形状的不一致，影响测试进程和测试结果的准确性。
4、传统取样方法为全手动操作，对样片的大小、开状存在一定的取样要求，否则无法取样，所以无法满足小块区域或残片的取样测试。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，提供的方法可根据测试样片的实际测绘值，采用本方法制作样本能够准确测试样本的氧含量，并能有效提升工作效率，而提出的一种提高重掺硅片氧含量测试效率的方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种提高重掺硅片氧含量测试效率的方法，包括如下步骤：
S1.由工作人员选定测试样片、并根据测试样片的实际测绘值，制成1：1的电子模拟图；
S2.根据需求对样片进行红外定位，需调节好激光切割模块工作平台的光照条件，通过配置相应摄像头和传感器获取样片的图像，并对其作灰度图转换处理，并经过图像处理获取目标旋转角度，其中包含目标为宜从原图像中截取模板图像，对校正目标的原图像和截取的模板图像分别进行双线性插值算法下采样缩放处理，将下采样缩放后的原图像与模板图像进行归一化积相关匹配，并设定相关匹配阀值来循环识别出所有的目标，以此获取切割范围，以此利用激光取样法取代手动取样；
S3.将取得的样本进行逐一激光标识，避免产生混样；
S4.将标识好的样本进行特殊腐蚀工艺处理，首先配制酸腐蚀液：将40％氢氟酸与70％硝酸按照一定比例进行混合，比例为1：2.5～3之间，经过充分搅拌处理后待用；
S5.使用四氟镊子提取样本，并根据样本数量选用合适容积的容器，并利用超纯水来对其进行多级冲洗；
S6.将超纯水完全倒出，并将适量的酸腐蚀液倒入容器内部，使得酸腐蚀液浸没过样本；
S7.由工作人员持续手动晃动容器，使得样本与酸腐蚀液充分反应，并直至出现黄色烟气后再持续反应；
S8.将反应中的样本快速浸没在纯水中以阻止反应继续，并利用超纯水反复冲洗至少3次，用四氟镊子快速取出并转移至其他容器中待用；
S9.将处理完成后的样本放入惰性气体熔融红外测试仪，进行样本氧含量测试即可。
优选的，所述S4中的40％氢氟酸与70％硝酸混合搅拌时间为2min～5min。
优选的，所述S5中样本在容器中需要使用超纯水来冲洗至少3次。
优选的，所述S6中酸腐蚀液的用量以具体容器为准，在使用过程中使得酸腐蚀液的液面高度浸没过样本至少10mm为符合适量标准。
优选的，所述S7中的持续反应时间需控制为1min～2min。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明提供的方法可根据测试样片的实际测绘值，制成1：1的电子模拟图，再经红外定位、激光取样、激光标识、样本处理等过程，不仅提高了样本的辨识度以避免混样，而且采用激光取样法代替传统取样法(手工切割或台钻取样法)大大提高了取样效率。采用激光取样法时，样本周围受高温影响，会形成致密的氧化膜，从而影响氧含量的测试，样本经过特殊腐蚀工艺处理后，便能够准确测得样本的真实氧含量。因此，采用本发明提供的方法制作样本能够准确测试样本的氧含量，并能有效提升测试效率。
2、本方法为保证测试数据的准确性、有效性提供了有利的保障，具体表现如下：
1)本方法可以满足不同测试设备对样本形状、尺寸的快速切换要求。
2)本方法可制取形状一致、尺寸统一的圆形样块，有效解决了手工取样尺寸不一容易造成的仪器卡样问题。
3)本方法对样本进行逐一激光标识，有效解决了手工取样产生的混样问题。
4)本方法可实现样本1：1电子模拟，实现了取样的精准定位。
5)本方法可实现任意尺寸和任意形状硅片的取样，满足了小区域或残片的取样要求。
6)本方法不会造成取样硅片的破碎，使取样硅片可以被完整保留，便于产品信息溯源。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
S1.由工作人员选定测试样片、并根据测试样片的实际测绘值，制成1：1的电子模拟图；
S2.根据需求对样片进行红外定位，需调节好激光切割模块工作平台的光照条件，通过配置相应摄像头和传感器获取样片的图像，并对其作灰度图转换处理，并经过图像处理获取目标旋转角度，其中包含目标为宜从原图像中截取模板图像，对校正目标的原图像和截取的模板图像分别进行双线性插值算法下采样缩放处理，将下采样缩放后的原图像与模板图像进行归一化积相关匹配，并设定相关匹配阀值来循环识别出所有的目标，以此获取切割范围，以此利用激光取样法取代手动取样；
S3.将取得的样本进行逐一激光标识，避免产生混样；
S4.将标识好的样本进行特殊腐蚀工艺处理，首先配制酸腐蚀液：将40％氢氟酸与70％硝酸按照一定比例进行混合，比例为1：2.5，经过充分搅拌处理后待用，其中40％氢氟酸与70％硝酸混合搅拌时间为5min；
S5.使用四氟镊子提取样本，并根据样本数量选用合适容积的容器，并利用超纯水来对其进行多级冲洗，样本在容器中需要使用超纯水来冲洗至少3次；
S6.将超纯水完全倒出，并将适量的酸腐蚀液倒入容器内部，使得酸腐蚀液浸没过样本，酸腐蚀液的用量以具体容器为准，在使用过程中使得酸腐蚀液的液面高度浸没过样本至少10mm为符合适量标准；
S7.由工作人员持续手动晃动容器，使得样本与酸腐蚀液充分反应，并直至出现黄色烟气后再持续反应，反应时间需控制为2min；
S8.将反应中的样本快速浸没在纯水中以阻止反应继续，并利用超纯水反复冲洗至少3次，用四氟镊子快速取出并转移至其他容器中待用；
S9.将处理完成后的样本放入惰性气体熔融红外测试仪，进行样本氧含量测试即可，此时取得的数据均显示正常，典型值如下：
采用传统取样法制取样本的平均耗时约为45秒/个，而采用本实施例的激光取样法配合特殊腐蚀工艺处理制取样本的平均耗时约为10秒/个，制样效率具有显著提升。
实施例2
S1.由工作人员选定测试样片、并根据测试样片的实际测绘值，制成1：1的电子模拟图；
S2.根据需求对样片进行红外定位，需调节好激光切割模块工作平台的光照条件，通过配置相应摄像头和传感器获取样片的图像，并对其作灰度图转换处理，并经过图像处理获取目标旋转角度，其中包含目标为宜从原图像中截取模板图像，对校正目标的原图像和截取的模板图像分别进行双线性插值算法下采样缩放处理，将下采样缩放后的原图像与模板图像进行归一化积相关匹配，并设定相关匹配阀值来循环识别出所有的目标，以此获取切割范围，以此利用激光取样法取代手动取样；
S3.将取得的样本进行逐一激光标识，避免产生混样；
S4.将标识好的样本进行特殊腐蚀工艺处理，首先配制酸腐蚀液：将40％氢氟酸与70％硝酸按照一定比例进行混合，比例为1：3，经过充分搅拌处理后待用，其中40％氢氟酸与70％硝酸混合搅拌时间为2min；
S5.使用四氟镊子提取样本，并根据样本数量选用合适容积的容器，并利用超纯水来对其进行多级冲洗，样本在容器中需要使用超纯水来冲洗至少3次；
S6.将超纯水完全倒出，并将适量的酸腐蚀液倒入容器内部，使得酸腐蚀液浸没过样本，酸腐蚀液的用量以具体容器为准，在使用过程中使得酸腐蚀液的液面高度浸没过样本至少15mm为符合适量标准；
S7.由工作人员持续手动晃动容器，使得样本与酸腐蚀液充分反应，并直至出现黄色烟气后再持续反应，反应时间需控制为1min；
S8.将反应中的样本快速浸没在纯水中以阻止反应继续，并利用超纯水反复冲洗至少3次，用四氟镊子快速取出并转移至其他容器中待用；
S9.将处理完成后的样本放入惰性气体熔融红外测试仪，进行样本氧含量测试即可，此时取得的数据均显示正常，典型值如下：
采用传统取样法制取100个样本的平均耗时约为45秒/个，而采用本实施例的激光取样法配合特殊腐蚀工艺处理制取100个样本的平均耗时约为8秒/个，制样效率具有显著提升。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种提高重掺硅片氧含量测试效率的方法，其特征在于:包括如下步骤:
S1.由工作人员选定测试样片、并根据测试样片的实际测绘值，制成1:1的电子模拟图；
S2.根据需求对样片进行红外定位，再根据情况使用激光切割尺寸及切割形状，需调节好激光切割模块工作平台的光照条件，通过配置相应摄像头和传感器获取样片的图像，并对其作灰度图转换处理，并经过图像处理获取目标旋转角度，其中包含目标为宜从原图像中截取模板图像，对校正目标的原图像和截取的模板图像分别进行双线性插值算法下采样缩放处理，将下采样缩放后的原图像与模板图像进行归一化积相关匹配，并设定相关匹配阀值来循环识别出所有的目标，以此获取切割范围，以此利用激光取样法取代手动取样；
S3.将取得的样本进行逐一激光标识，避免产生混样；
S4.将标识好的样本进行腐蚀工艺处理，首先配制酸腐蚀液:将40%氢氟酸与70%硝酸按照比例进行混合，比例为1:2.5~3之间，经过充分搅拌处理后待用；
S5.使用四氟镊子提取样本，并根据样本数量选用合适容积的容器，并利用超纯水来对其进行多级冲洗；
S6.将超纯水完全倒出，并将适量的酸腐蚀液倒入容器内部，使得酸腐蚀液浸没过样本；
S7.由工作人员持续手动晃动容器，使得样本与酸腐蚀液充分反应，并直至出现黄色烟气后再持续反应；
S8.将反应中的样本快速浸没在纯水中以阻止反应继续，并利用超纯水反复冲洗至少3次，用四氟镊子快速取出并转移至其他容器中待用；
S9.将处理完成后的样本放入惰性气体熔融红外测试仪，进行样本氧含量测试即可。
2.根据权利要求1所述的一种提高重掺硅片氧含量测试效率的方法，其特征在于:所述S4中的40%氢氟酸与70%硝酸混合搅拌时间为2min～5min。
3.根据权利要求1所述的一种提高重掺硅片氧含量测试效率的方法，其特征在于:所述S5中样本在容器中需要使用超纯水来冲洗至少3次。
4.根据权利要求1所述的一种提高重掺硅片氧含量测试效率的方法，其特征在于:所述S6中酸腐蚀液的用量以具体容器为准，在使用过程中使得酸腐蚀液的液面高度浸没过样本至少10mm为符合适量标准。
5.根据权利要求1所述的一种提高重掺硅片氧含量测试效率的方法，其特征在于:所述S7中的持续反应时间需控制为1min～2min。
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Non-Patent Citations (1)
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| 铸造多晶硅中原生杂质及缺陷的研究;邓海;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技II辑》;第41-42页 * |
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