CN117393452B - 采集晶圆表面金属的方法 - Google Patents

采集晶圆表面金属的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117393452B
CN117393452B CN202311689960.9A CN202311689960A CN117393452B CN 117393452 B CN117393452 B CN 117393452B CN 202311689960 A CN202311689960 A CN 202311689960A CN 117393452 B CN117393452 B CN 117393452B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wafer
phase decomposition
detected
gas
treatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202311689960.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117393452A (zh
Inventor
黄小迪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nexchip Semiconductor Corp
Original Assignee
Nexchip Semiconductor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nexchip Semiconductor Corp filed Critical Nexchip Semiconductor Corp
Priority to CN202311689960.9A priority Critical patent/CN117393452B/zh
Publication of CN117393452A publication Critical patent/CN117393452A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117393452B publication Critical patent/CN117393452B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/2202Preparing specimens therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

本申请提供了一种采集晶圆表面金属的方法。该方法包括:将待检测晶圆放入处理腔室中,去除待检测晶圆的预定部分,预定部分包括预定表面,预定表面为接受离子注入的表面;采用气相分解液滴对待检测晶圆的表面进行吹扫,并收集得到气相分解测试液。由于被离子注入的晶圆表面收到离子注入能量的影响,注入表面的晶格受到破坏,易产生亲水性,导致气相分解测试中无法收集气相分解测试液,该直接在处理腔室中将待检测晶圆的受损表面去除,露出内部疏水性较好的表面,使得能够顺利收集气相分解测试液且操作方便,进而解决了现有技术中受离子注入导致表面呈亲水性的晶圆无法收集气相分解液滴的问题。

Description

采集晶圆表面金属的方法
技术领域
本申请涉及半导体技术领域,具体而言,涉及一种采集晶圆表面金属的方法。
背景技术
硅片加工过程中会带来各种金属杂质沾污,进而导致后道器件的失效,轻金属(Na、Mg、Al、K、Ca等)会导致器件击穿电压降低,重金属(Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、采集晶圆表面金属的气相分解等)会导致器件寿命降低。因此,硅片作为器件的原材料,其表面金属含量会直接影响器件的合格率。特定的污染问题可导致半导体器件不同的缺陷,通常这些金属杂质是以超微量的金属离子存在。
气相分解(VPD,vapor phase decomposition)机台是一种提取晶圆表面脏污的机台,是一个测试晶圆表面金属元素的前处理加工设备,将吸管吸取的气相分解液滴倒入容器中使用ICP-MS(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry,电感耦合等离子体质谱仪)或TXRF(Total X-Ray Fluorescence,全反射X射线荧光光谱仪)进行成分的分析,通过分析结果判断晶圆表面的金属等脏污成分含量。但是,经过一些制程的晶圆,比如砷离子注入等,经过HF刻蚀后表现出较强的亲水性,导致无法完成气相分解液滴的收集。
在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解,因此,背景技术中可能包含某些信息,这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种采集晶圆表面金属的方法,以解决现有技术中受离子注入导致表面呈亲水性的晶圆无法收集气相分解液滴的问题。
为了实现上述目的,根据本申请的一个方面,提供了一种采集晶圆表面金属的方法,所述晶圆已进行离子注入,所述方法包括:将待检测晶圆放入处理腔室中,去除待检测晶圆的预定部分,所述预定部分包括预定表面,所述预定表面为接受离子注入的表面;采用气相分解液滴对所述待检测晶圆的表面进行吹扫,并收集得到气相分解测试液。
可选地,去除待检测晶圆的预定部分,包括:对待检测晶圆的预定表面进行预定处理,形成表面处理层,所述预定处理包括氧化处理和氮化处理中的至少一种,所述表面处理层包括氧化层和氮化层中的至少一个;采用HF蒸汽去除所述表面处理层。
可选地,对待检测晶圆的预定表面进行预定处理,形成表面处理层,包括:在所述待检测晶圆的所述预定表面上涂覆H2O2溶液;对涂覆有所述H2O2溶液的所述预定表面进行高温干燥处理,形成所述氧化层。
可选地,所述待检测晶圆的所述预定表面为自然氧化层的表面,在所述待检测晶圆的所述预定表面上涂覆H2O2溶液之前,所述方法还包括:采用HF蒸汽去除所述自然氧化层。
可选地,所述H2O2溶液中的金属离子浓度范围为0ppt ~100ppt,所述金属离子包括重金属和轻金属。
可选地,所述H2O2溶液中H2O2的质量分数范围为25%~35%。
可选地,所述高温干燥处理的温度范围为140℃~160℃。
可选地,所述高温干燥处理的时间范围为30min~60min。
可选地,对待检测晶圆的预定表面进行预定处理,形成表面处理层,包括:将所述待检测晶圆在N2的环境下进行高温干燥处理,形成所述氮化层。
可选地,采用气相分解液滴对所述待检测晶圆的表面进行吹扫,并收集得到气相分解测试液,包括:在所述待检测晶圆的表面滴上所述气相分解液滴;吹扫所述气相分解液滴,使得所述气相分解液滴在所述待检测晶圆的表面滚动;吸取所述待检测晶圆表面的所述气相分解液滴,得到所述气相分解测试液。
应用本申请的技术方案,所述采集晶圆表面金属的方法,所述方法包括:将待检测晶圆放入处理腔室中,去除待检测晶圆的预定部分,所述预定部分包括预定表面,所述预定表面为接受离子注入的表面;采用气相分解液滴对所述待检测晶圆的表面进行吹扫,并收集得到气相分解测试液。由于被离子注入的晶圆表面收到离子注入能量的影响,注入表面的晶格受到破坏,易产生亲水性,导致气相分解测试中无法收集气相分解测试液,该直接在处理腔室中将待检测晶圆的受损表面去除,露出内部疏水性较好的表面,使得能够顺利收集气相分解测试液且操作方便,进而解决了现有技术中受离子注入导致表面呈亲水性的晶圆无法收集气相分解液滴的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本申请的一种实施例的采集晶圆表面金属的气相分解方法的流程图;
图2示出了根据本申请的另一种实施例的采集晶圆表面金属的气相分解方法的流程图;
图3示出了根据本申请的又一种实施例的采集晶圆表面金属的气相分解方法的流程图;
图4示出了根据本申请的再一种实施例的采集晶圆表面金属的气相分解方法的流程图;
图5示出了根据本申请的另一种实施例的采集晶圆表面金属的气相分解方法的流程图。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
应该理解的是,当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时,该元件可直接在该另一元件上,或者也可存在中间元件。而且,在说明书以及权利要求书中,当描述有元件“连接”至另一元件时,该元件可“直接连接”至该另一元件,或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
正如背景技术中所介绍的,现有技术中受离子注入导致表面呈亲水性的晶圆无法收集气相分解液滴,为解决如上的问题,本申请的实施例提供了一种采集晶圆表面金属的方法。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图1是根据本申请实施例的采集晶圆表面金属的气相分解方法的流程图。晶圆已进行离子注入,如图1所示,该方法包括以下步骤:
步骤S101,将待检测晶圆放入处理腔室中,去除待检测晶圆的预定部分,预定部分包括预定表面,预定表面为接受离子注入的表面;
具体地,该实施例的方法采用气相分解(VPD,vapor phase decomposition)机台进行,将存于FOSB(Front Opening Shipping Box,前开式晶圆运输盒)或FOUP(FrontOpening Unified Pod,前开式晶圆传送盒)的晶圆,通过机械臂取出,放于处理腔室的指定位置上,在处理腔室中去除待检测晶圆的预定部分。处理腔室可以是PAD-Dry(可编程自动液滴烘干机,只适用于全反射X射线荧光-TXRF分析),PAD-Dry中可以进行高温反应。气相分解设备中还包括PAD-Fume(可编程自动分解烟化机),PAD-Fume是晶圆表面清洗装置的模块之一,用于分析硅片表面和其氧化物的超微量金属污染。它也可与自动液滴扫描器PAD-Scan(可编程自动液滴扫描器)以及PAD-Dry组合使用。
实际应用中,在半导体制造过程中,制造半导体晶圆需要进行切割、磨削、抛光、清洗等工艺,通过晶圆表面金属含量量测,以获得表面金属含量,晶圆表面金属含量是表征晶圆是否合格的重要数据。一种测量晶圆表面金属含量的方法是采用气相分解和ICP-MS两种设备进行。气相分解是一种用于分解有机或无机化合物的技术,通过将化合物加热到高温下,将其分解成原子或分子的形式,这些原子或分子可以被进一步分析。气相分解技术通常用于分析金属元素,如汞、铅、锰等。它可以用于样品前处理或用于分析设备,例如电感耦合等离子体质谱仪。具体的,采用气相分解设备滴气相分解液在硅片上,利用扫描喷嘴吹扫气相分解液滴,使气相分解液滴溶解晶圆表面的金属,然后采用ICP-MS设备吸取经过测试后的气相分解测试液中的金属浓度,再换算成晶圆表面的金属浓度。具体的,采用在单一晶圆上滴测一滴气相分解液滴,在吹扫完晶圆表面区域后,将晶圆表面的气相分解液滴吸取上来并稀释至一定的体积以供ICP-MS设备测量。由于在ICP-MS设备测量过程中需要实时吸取测试液定流量雾化喷入,这一过程需要一定量的溶液,通常至少需要600μL以上的溶液,因此,在气相分解设备吹扫完成之后的稀释过程中需要把溶液补充到 600μL以上,以供ICP-MS设备测量。而由于被离子注入的晶圆表面收到离子注入能量的影响,注入表面的晶格受到破坏,易产生亲水性,比如砷离子的注入的晶圆表面,表现出较强的亲水性,气相分解液滴无法随着PAD-Scan的吸管滚动,导致气相分解测试中无法收集全气相分解测试液,从而影响后续准确测量晶圆表面的金属浓度。有针对这种晶圆的处理部件,需要原厂(德国PVA)提供并安装,总体费用昂贵,采用本实施例的方法,方法简单操作简便,且成本低。
硅片加工过程中会带来各种金属杂质沾污,进而导致后道器件的失效,轻金属(Na、Mg、Al、K、Ca等)会导致器件击穿电压降低,重金属(Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn等)会导致器件寿命降低。因此,硅片作为器件的原材料,其表面金属含量会直接影响器件的合格率。特定的污染问题可导致半导体器件不同的缺陷,通常这些金属杂质是超微量的金属离子存在。
为了能测试出晶圆表面这些超微量的金属离子,当前比较常见的技术手段一般为:VPD(Vapor Phase decomposition)化学气相分解)配合以下元素分析设备中的一种来实现:1.TXRF,TXRF因为是X射线作为荧光的激发源,所以对于某些轻金属元素像Na、Mg、Al等超微量存在的离子无法检测出来,一般适用于重金属。2.TOF-SIMS(time of flightsecondary ion mass spectrometry时间飞行二次离子质谱),TOF-SIMS能进行全元素检测,但是测试中标定定量太复杂。3.ICPMS,ICP-MS几乎可分析地球上所有元素(Li-U)该技术是80年代发展起来的新的分析测试技术。它以将ICP的高温(8000K)电离特性与四极杆质谱计的灵敏快速扫描的优点相结合而形成一种新型的最强有力的元素分析、同位素分析和形态分析技术。该技术提供了极低的检出限、极宽的动态线性范围、谱线简单、干扰少、分析精密度高、分析速度快以及可提供同位素信息等分析特性。因此以上3种方法中ICP-MS成为最优的选择。
步骤S102,采用气相分解液滴对待检测晶圆的表面进行吹扫,并收集得到气相分解测试液。
具体地,气相分解液滴可以是HF、H2O2和去离子水的混合液。
通过本实施例,由于被离子注入的晶圆表面受到离子注入能量的影响,注入表面的晶格受到破坏,易产生亲水性,导致气相分解测试中无法收集气相分解测试液,该直接在处理腔室中将待检测晶圆的受损表面去除,露出内部疏水性较好的表面,使得能够顺利收集气相分解测试液且操作方便,进而解决了现有技术中受离子注入导致表面呈亲水性的晶圆无法收集气相分解液滴的问题。
具体实现过程中,步骤S101可以通过以下步骤实现,如图2所示:
步骤S201,对待检测晶圆的预定表面进行预定处理,形成表面处理层,预定处理包括氧化处理和氮化处理中的至少一种,表面处理层包括氧化层和氮化层中的至少一个;
步骤S202,采用HF蒸汽去除表面处理层。
该实施例中对待检测晶圆的预定表面进行预定处理,形成表面处理层,使得待检测晶圆的预定表面受到损伤的表面形成表面处理层,后续表面处理层可以容易被去除。
具体地,表面处理层可以在气相分解设备的PAD-Fume中去除。
为了简化处理过程,直接采用气相分解设备就可以对待检测晶圆的预定表面进行处理,无需采用其他设备,对待检测晶圆的预定表面进行预定处理,形成表面处理层,包括以下步骤,如图3所示:
步骤S301,在待检测晶圆的预定表面上涂覆H2O2溶液;
步骤S302,对涂覆有H2O2溶液的预定表面进行高温干燥处理,形成氧化层。
实现方案中,利用H2O2在PAD-Dry高温下,分解生成的O2和H2O,在待检测晶圆的预定表面发生氧化反应,生成SiO2,反应式如下所示:
2H2O2→2H2O+ O2
Si+ H2O→SiO2
Si+ O2→SiO2
由于H2O2在高温下分解,生成O2和H2O,O2和H2O分别和Si反应,副产物为SiO2,SiO2后续可以很容易被去除,中间产物O2和H2O也不会影响环境,而且H2O2在高温下分解可以直接使用气相分解设备中的PAD-Dry,不用借助其他设备,因此,采用在待检测晶圆的预定表面上涂覆H2O2溶液,再对涂覆有H2O2溶液的预定表面进行高温干燥处理,形成氧化层的方法非常方便操作,且副产物容易去除。
一些实施例中,H2O2溶液中的金属离子浓度范围为0ppt ~100ppt,金属离子包括重金属和轻金属。因为在实际生产中,H2O2溶液中存在一些金属离子,为了防止H2O2溶液中的金属离子对后续测量待检测晶圆表面的金属浓度的准确度造成影响,H2O2溶液中的金属离子浓度需要保持在一个比较低的范围。
实际应用中,在待检测晶圆的预定表面上均匀滴洒一定量的H2O2溶液,可以是5ml,实际H2O2溶液的体积可以根据待检测晶圆的预定表面的面积进行设定,使得H2O2溶液可以在待检测晶圆的预定表面均匀分布即可。
为了使得待检测晶圆的预定表面能够被反应完全,生成SiO2,另一些实施例中,H2O2溶液中H2O2的质量分数范围为25%~35%。
又一些实施例中,高温干燥处理的温度范围为140℃~160℃。在140℃~160℃的条件下,H2O2溶液在PAD-Dry中,分解生成的O2和H2O,从而可以和Si反应生成SiO2。PAD-Dry可以采用真空及适度的热量,平均及快速地把晶圆烘干。
为了进一步保证待检测晶圆的预定表面被处理成SiO2,一些实施例中,高温干燥处理的时间范围为30min~60min。
另一些实施例中,待检测晶圆的预定表面为自然氧化层的表面,在待检测晶圆的预定表面上涂覆H2O2溶液之前,方法还包括:采用HF蒸汽去除自然氧化层。由于晶圆在自然环境中的表面容易被氧化,因此,在收集待检测晶圆的表面的金属离子之前,需要去除掉自然氧化层,才能够使得真正需要测试的待检测晶圆裸露出来。
实际应用中,可以在气相分解设备的PAD-Fume中去除自然氧化层,待检测晶圆放入PAD-Fume中,用HF蒸汽去除自然氧化层。
除了利用H2O2在PAD-Dry高温下,分解生成的O2和H2O,在待检测晶圆的预定表面发生氧化反应,生成SiO2,又一些实施例中,对待检测晶圆的预定表面进行预定处理,形成表面处理层还可以通过其他方式实现,包括:将待检测晶圆在N2的环境下进行高温干燥处理,形成氮化层。在PAD-Dry中通入N2生成氮化层的方法简便,使得待检测晶圆的受损表面被氮化,从而后续可以容易去除氮化层。
在一些实施例上,步骤S202具体可以通过以下步骤实现,如图4所示:
步骤S401,在待检测晶圆的表面滴上气相分解液滴;
步骤S402,吹扫气相分解液滴,使得气相分解液滴在待检测晶圆的表面滚动;
步骤S403,吸取待检测晶圆表面的气相分解液滴,得到气相分解测试液。
由于去除了待检测晶圆的预定部分,气相分解液滴在去除了预定部分的待检测晶圆的表面滚动,使得吸取待检测晶圆表面的气相分解液滴变得容易,因此容易收集到气相分解测试液。
具体地,气相分解液滴是进行气相分解的化学试剂,其主要由HF、H2O2和去离子水组成,常见的回收液还有HNO3回收液等,不同材料和配比对回收率有很大的影响。根据本发明的一个实施例中,配置的气相分解液滴试剂中HF、H2O2和去离子水的体积比为1:2:7。气相分解机台通过PAD-Scan将气相分解液滴滚涂于晶片表面,对于晶圆表面的杂质进行吸收,实现方案收集到气相分解测试液,倒入容器中用ICP-MS或TXRF分析仪进行成分分析。PAD-Scan提供了一个高度敏感硅晶片VPD分析的新质量。它的全自动化操作,除去了人工操作所造成的所有微粒污染,降低空白试验值,从而大幅度提升并达到卓越的侦测度。由于其扫描程序的精确控制,PAD-Scan把VPD打造成为一个能提供优良重复性的可靠制备方法,是个适合用于前端工艺,针对晶圆表面质量管理的理想方案。由于精密的部分扫描模式,任何晶片的范围皆可选择用于收集VPD残液。
实际应用中,气相分解设备采用气相分解液滴进行扫描量测。气相分解设备包括用于引入晶圆的引入口及门、工艺腔室、在工艺腔室内部设置的晶圆载台、真空吸盘及扫描模块等。晶圆通过晶圆引入口被引入工艺腔室载台,并通过真空吸盘固定在载台上。扫描模块通过将气相分解液滴通过流路供给至扫描喷嘴,采用扫描喷嘴扫描晶圆表面,气相分解液滴在晶圆表面完成扫描之后通过管道流路回收至存储装置,以待分析。
该发明中,待检测晶圆可以为硅晶圆或者掺杂的硅晶圆等。硅片是利用CZ法得到硅单晶锭,单晶锭经过线切割、磨削、抛光、清洗等工艺制备得到的。在硅片加工过程中会带来各种金属杂质沾污,进而导致后道器件的失效,轻金属(Na、Mg、Al、K、Ca等)会导致器件击穿电压降低,重金属( Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn等)会导致器件寿命降低。因此,硅片作为器件的原材料,其表面金属含量会直接影响器件的合格率。
实际应用中,选择一片晶圆,清洁晶圆,在PAD-Fume及PAD-Scan 反应2-3次去除晶圆表面的自然氧化层或杂质至洁净,在晶圆表面滴加1mL配好的500ppt溶液(溶液中包含需测试的所有元素)。待晶圆表面液滴挥发完全后,在晶圆的表面上涂覆H2O2溶液,对涂覆有H2O2溶液的表面进行高温干燥处理,可以在PAD-Dry中160℃高温下进行处理形成氧化层,在PAD-Fume中去除氧化层后,进行PAD-scan程序,扫描2次,上机测试两次所得气相分解测试液中的金属含量,分别记为m1和m2。流程如图5所示。回收率Recovery=(1-m2/m1)×100%,该实施例中回收率较高,如表1所示:
表1 元素的金属含量以及回收率表
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案,以下将结合具体的实施例对本申请的采集晶圆表面金属的气相分解方法的实现过程进行详细说明。
实施例1
本实施例涉及一种具体的采集晶圆表面金属的气相分解方法,包括如下步骤:
首先,在气相分解设备的PAD-Fume中采用HF蒸汽去除待检测晶圆的自然氧化层;
之后,在待检测晶圆的预定表面上涂覆H2O2溶液;具体地,在待检测晶圆的预定表面上均匀滴洒一定量的H2O2溶液,可以是5ml,实际H2O2溶液的体积可以根据待检测晶圆的预定表面的面积进行设定,H2O2溶液中的金属离子浓度范围为0ppt ~100ppt ,H2O2溶液中H2O2的质量分数范围为25%~35%。
之后,在气相分解设备的PAD-Dry中对涂覆有H2O2溶液的预定表面进行高温干燥处理,形成氧化层;具体地,高温干燥处理的温度范围为140℃~160℃,高温干燥处理的时间范围为30min~60min。
之后,在气相分解设备的PAD-Fume中采用HF蒸汽去除表面处理层;
最后,通过机械臂将晶圆转移到PAD-Scan中,在待检测晶圆的表面滴上气相分解液滴;吹扫气相分解液滴,使得气相分解液滴在待检测晶圆的表面滚动;吸取待检测晶圆表面的气相分解液滴,得到气相分解测试液。气相分解液滴是进行气相分解的化学试剂,其主要由HF、H2O2和去离子水组成,常见的回收液还有HNO3回收液等,不同材料和配比对回收率有很大的影响。
实施例中,由于被离子注入的晶圆表面收到离子注入能量的影响,注入表面的晶格受到破坏,易产生亲水性,导致气相分解测试中无法收集气相分解测试液,该直接在处理腔室中通过利用H2O2在PAD-Dry高温下,分解生成的O2和H2O,在待检测晶圆的预定表面发生氧化反应,生成SiO2,再将SiO2去除,即可将待检测晶圆的受损表面去除,露出内部疏水性较好的表面,使得能够顺利收集气相分解测试液且操作方便,进而解决了现有技术中受离子注入导致表面呈亲水性的晶圆无法收集气相分解液滴的问题。
实施例2
本实施例涉及一种具体的采集晶圆表面金属的气相分解方法,包括如下步骤:
首先,在气相分解设备的PAD-Fume中采用HF蒸汽去除待检测晶圆的自然氧化层;
之后,在PAD-Dry中将待检测晶圆在N2的环境下进行高温干燥处理,形成氮化层。
之后,在气相分解设备的PAD-Fume中采用HF蒸汽去除表面处理层;
最后,通过机械臂将晶圆转移到PAD-Scan中,在待检测晶圆的表面滴上气相分解液滴;吹扫气相分解液滴,使得气相分解液滴在待检测晶圆的表面滚动;吸取待检测晶圆表面的气相分解液滴,得到气相分解测试液。气相分解液滴是进行气相分解的化学试剂,其主要由HF、H2O2和去离子水组成,常见的回收液还有HNO3回收液等,不同材料和配比对回收率有很大的影响。
实施例中,由于被离子注入的晶圆表面收到离子注入能量的影响,注入表面的晶格受到破坏,易产生亲水性,导致气相分解测试中无法收集气相分解测试液,该直接在处理腔室中通过N2在高温下与硅发生反应产生SiN,再将SiN去除,即可将待检测晶圆的受损表面去除,露出内部疏水性较好的表面,使得能够顺利收集气相分解测试液且操作方便,进而解决了现有技术中受离子注入导致表面呈亲水性的晶圆无法收集气相分解液滴的问题。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种采集晶圆表面金属的方法,其特征在于,所述晶圆已进行离子注入,所述方法包括:
将待检测晶圆放入处理腔室中,去除待检测晶圆的预定部分,所述预定部分包括预定表面,所述预定表面为接受离子注入的表面;
采用气相分解液滴对所述待检测晶圆的表面进行吹扫,并收集得到气相分解测试液,
去除待检测晶圆的预定部分,包括:
对待检测晶圆的预定表面进行预定处理,形成表面处理层,所述预定处理包括氧化处理和氮化处理中的至少一种,所述表面处理层包括氧化层和氮化层中的至少一个;
采用HF蒸汽去除所述表面处理层,
对待检测晶圆的预定表面进行预定处理,形成表面处理层,包括:
在所述待检测晶圆的所述预定表面上涂覆H2O2溶液;
对涂覆有所述H2O2溶液的所述预定表面进行高温干燥处理,形成所述氧化层,
对所述待检测晶圆的预定表面进行预定处理,形成表面处理层,包括:
将所述待检测晶圆在N2的环境下进行高温干燥处理,形成所述氮化层。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述待检测晶圆的所述预定表面为自然氧化层的表面,在所述待检测晶圆的所述预定表面上涂覆H2O2溶液之前,所述方法还包括:
采用HF蒸汽去除所述自然氧化层。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述H2O2溶液中的金属离子浓度范围为0ppt ~100ppt,所述金属离子包括重金属和轻金属。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述H2O2溶液中H2O2的质量分数范围为25%~35%。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述高温干燥处理的温度范围为140℃~160℃。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述高温干燥处理的时间范围为30min~60min。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,采用气相分解液滴对所述待检测晶圆的表面进行吹扫,并收集得到气相分解测试液,包括:
在所述待检测晶圆的表面滴上所述气相分解液滴;
吹扫所述气相分解液滴,使得所述气相分解液滴在所述待检测晶圆的表面滚动;
吸取所述待检测晶圆表面的所述气相分解液滴,得到所述气相分解测试液。
CN202311689960.9A 2023-12-11 2023-12-11 采集晶圆表面金属的方法 Active CN117393452B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311689960.9A CN117393452B (zh) 2023-12-11 2023-12-11 采集晶圆表面金属的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311689960.9A CN117393452B (zh) 2023-12-11 2023-12-11 采集晶圆表面金属的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117393452A CN117393452A (zh) 2024-01-12
CN117393452B true CN117393452B (zh) 2024-03-22

Family

ID=89435916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311689960.9A Active CN117393452B (zh) 2023-12-11 2023-12-11 采集晶圆表面金属的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117393452B (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02272359A (ja) * 1989-04-14 1990-11-07 Toshiba Ceramics Co Ltd ウェハ表面の不純物量の測定方法
JP2001194362A (ja) * 2000-01-11 2001-07-19 Fuji Film Microdevices Co Ltd 半導体基板の不純物抽出方法および不純物抽出装置
JP2001196432A (ja) * 2000-01-07 2001-07-19 Tama Kagaku Kogyo Kk 半導体ウエハ表面の不純物測定方法及びそのための不純物回収装置
JP2011129831A (ja) * 2009-12-21 2011-06-30 Siltronic Ag シリコンウェハ表面の超微量不純物金属の分析方法
CN102157410A (zh) * 2009-12-18 2011-08-17 埃耶士株式会社 衬底分析装置及衬底分析方法
CN102569121A (zh) * 2012-01-19 2012-07-11 叶伟清 一种检测晶圆内部的杂质的方法
WO2017217804A1 (ko) * 2016-06-16 2017-12-21 주식회사 위드텍 웨이퍼 표면의 이온성 오염물 측정 장치 및 방법
JP2019078684A (ja) * 2017-10-26 2019-05-23 信越半導体株式会社 シリコンウェーハの金属不純物分析方法
CN110223927A (zh) * 2018-03-01 2019-09-10 胜高股份有限公司 硅晶片的金属污染分析方法
CN112802767A (zh) * 2020-12-23 2021-05-14 上海新昇半导体科技有限公司 测量晶圆表面金属含量的方法
CN116487286A (zh) * 2022-01-14 2023-07-25 长鑫存储技术有限公司 金属离子污染物的检测装置及检测方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02272359A (ja) * 1989-04-14 1990-11-07 Toshiba Ceramics Co Ltd ウェハ表面の不純物量の測定方法
JP2001196432A (ja) * 2000-01-07 2001-07-19 Tama Kagaku Kogyo Kk 半導体ウエハ表面の不純物測定方法及びそのための不純物回収装置
JP2001194362A (ja) * 2000-01-11 2001-07-19 Fuji Film Microdevices Co Ltd 半導体基板の不純物抽出方法および不純物抽出装置
CN102157410A (zh) * 2009-12-18 2011-08-17 埃耶士株式会社 衬底分析装置及衬底分析方法
JP2011129831A (ja) * 2009-12-21 2011-06-30 Siltronic Ag シリコンウェハ表面の超微量不純物金属の分析方法
CN102569121A (zh) * 2012-01-19 2012-07-11 叶伟清 一种检测晶圆内部的杂质的方法
WO2017217804A1 (ko) * 2016-06-16 2017-12-21 주식회사 위드텍 웨이퍼 표면의 이온성 오염물 측정 장치 및 방법
JP2019078684A (ja) * 2017-10-26 2019-05-23 信越半導体株式会社 シリコンウェーハの金属不純物分析方法
CN110223927A (zh) * 2018-03-01 2019-09-10 胜高股份有限公司 硅晶片的金属污染分析方法
CN112802767A (zh) * 2020-12-23 2021-05-14 上海新昇半导体科技有限公司 测量晶圆表面金属含量的方法
CN116487286A (zh) * 2022-01-14 2023-07-25 长鑫存储技术有限公司 金属离子污染物的检测装置及检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN117393452A (zh) 2024-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Neumann et al. Ultra-trace analysis of metallic contaminations on silicon wafer surfaces by vapour phase decomposition/total reflection X-ray fluorescence (VPD/TXRF)
KR101242246B1 (ko) 웨이퍼 오염 측정장치 및 웨이퍼의 오염 측정 방법
JP2013108759A (ja) 半導体ウェハプロセス用ふっ酸溶液の不純物分析方法および該ふっ酸溶液の交換時期の管理方法
JP6118031B2 (ja) 不純物分析装置及び方法
EP0763735A1 (en) Method for analyzing impurities within silicon wafer
Fucskó et al. Measurement of Trace Metallic Contaminants on Silicon Wafer Surfaces in Native and Dielectric Silicon Oxides by Vapor Phase Decomposition Flow Injection Inductively Coupled Plasma‐Mass Spectrometry
CN117393452B (zh) 采集晶圆表面金属的方法
CN104568535A (zh) Vpd样品收集方法
JP2003133381A (ja) シリコンウェーハのエッチング方法とその装置及び不純物分析方法
Krushevska et al. Advances in trace element analysis of silicon wafer surfaces by vapor phase decomposition (VPD) and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) Presented at the 2000 Winter Conference on Plasma Spectrochemistry, Fort Lauderdale, FL, USA, January 10–15, 2000.
Mori et al. A Standard Sample Preparation Method for the Determination of Metal Impurities on a Silicon Wafer by Total Reflection X-Ray Fluorescence Spectrometryt
JP2002368052A (ja) 珪素脱離方法及びシリコンウェーハの不純物分析方法
CN111868888B (zh) 掺硼p型硅晶片的蚀刻方法、金属污染评价方法及制造方法
JP2001242052A (ja) 半導体基板又は薬品の不純物分析方法
JPH10332554A (ja) 表面不純物測定方法
US6146909A (en) Detecting trace levels of copper
US7399635B2 (en) Impurity measuring method for Ge substrates
US7163897B2 (en) Method for assaying elements in a substrate for optics, electronics, or optoelectronics
US6727189B2 (en) Method for detecting metal contamination on a silicon chip by implanting arsenic
US11742230B2 (en) Contaminant detection tools including nebulizer and related methods
CN117074138B (zh) 一种气体中颗粒杂质的检测装置及检测方法
Jun et al. Study on the determination of contamination by Cu particles on silicon wafer surfaces
Beyer et al. Organic contamination of silicon wafers by buffered oxide etching
JP2007243107A (ja) 半導体ウェーハ収納容器の金属汚染分析方法
Shimizu et al. Monitoring of ultra-trace contaminants on silicon wafers for ULSI by a novel impurity extraction and AC surface photovoltage methods

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant