[发明专利]一种检测晶圆内部的杂质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测晶圆内部的杂质的方法。

背景技术

随着超大规模集成电路(ULSI)的研发与生产，硅片(或称晶圆、圆片、晶片)的线宽不断地减小，制造工艺要求不断地提高，对晶圆内部杂质含量的控制也越来越严格。一旦晶圆制程工艺失控或发生偏离，晶圆内部某些杂质含量超出规定指标，就会影响到ULSI品质和成品率。因此，需要知道晶圆内部杂质含量，以达到对晶圆制程工艺的控制。

目前被广泛使用检测晶圆内部的杂质含量的方法是机械切割检测法，即将有问题的晶圆进行机械切割和抛光获取竖截面样品，然后对该样品进行分析确定其中的杂质含量。这种方法不仅要损坏晶圆，而且无法对晶圆微米单位厚度层上的杂质含量进行有效采样和分析。另外，即使用机械切割获得了比较理想的晶圆横截面，但是由于机械切割方法会导致被切割面被污染，从而无法获得横截面上正确的杂质含量数据。

发明内容

本发明的实施例公开了一种能够获得晶圆内部微米厚度层上的杂质含量分布数据并且不会引入机械污染的检测晶圆内部的杂质的方法。

本发明实施例公开的技术方案包括：

提供了一种检测晶圆内部的杂质的方法，其特征在于，包括：将晶圆表面蚀刻去除预定厚度；在蚀刻后的晶圆表面上进行采样，获得所述蚀刻后的晶圆的采样样品；对所述采样样品进行分析，获得所述晶圆内部的杂质的信息。

进一步地，所述将晶圆表面蚀刻去除预定厚度包括：将所述晶圆置入蚀刻装置；向蚀刻装置中注入氟化氢气体，所述氟化氢气体蚀刻去除所述晶圆表面的二氧化硅；向蚀刻装置中注入臭氧气体，所述臭氧气体将所述晶圆表面的硅氧化成为二氧化硅；判断蚀刻去除的晶圆厚度是否达到所述预定厚度，如果未达到所述预定厚度，则重复所述向蚀刻装置中注入氟化氢气体的步骤和所述向蚀刻装置中注入臭氧气体的步骤。

进一步地，所述在蚀刻后的晶圆表面上进行采样包括：当所述蚀刻后的晶圆表面为氧化层时，对所述蚀刻后的晶圆表面进行亲水面定点采样；当所述蚀刻后的晶圆表面为去氧化层时，对所述蚀刻后的晶圆表面进行疏水面定点采样或晶圆端面采样。

进一步地，对所述样品进行分析包括：对所述采样样品进行电感耦合等离子体质谱分析。

本发明实施例中，使用蚀刻的方法去除晶圆表面的材料层，然后对蚀刻后的晶圆表面进行定点采样并对采样样品进行分析获得晶圆的杂质信息。这样，能够对晶圆表面层以下以微米单位的厚度进行层层去除，进而可以对指定层面进行定点采样和分析，从而获取晶圆内部微米厚度层上的杂质含量分布数据，对制程工艺中的问题解决提供有力的科学依据。并且，避免了机械切割检测方法难以获取微米厚度层进行采样以及机械切割检测方法导入污染物的不足。

附图说明

图1是本发明一个实施例的检测晶圆内部的杂质的方法的流程图的示意图；

图2是本发明一个实施例的将晶圆表面蚀刻预定厚度的流程图的示意图；

图3是本发明一个实施例的采样区域的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一个实施例中，一种检测晶圆内部的杂质的方法包括步骤10、步骤20和步骤30。下面进行详细描述。

步骤10：将晶圆表面蚀刻预定的厚度；

本发明实施例中，首先可以将晶圆表面进行蚀刻。如图2所示，本发明一个实施例中，将晶圆表面蚀刻预定的厚度的步骤包括步骤100、步骤102、步骤104、步骤106和步骤108。

步骤100：将晶圆放入蚀刻装置；

本发明实施例中，可以提供蚀刻装置，该蚀刻装置可以包括控制器和蚀刻箱，晶圆可以放置在该蚀刻装置中进行蚀刻，控制器可以按照预定的程序对蚀刻过程进行控制。当然，该蚀刻装置还可以包括用户界面和输入输出设备，通过用户界面可以与用户进行交互，显示各种蚀刻参数或各种蚀刻操作中的选项、菜单等等。输入输出设备可以供用户输入各种参数或指令等等以控制蚀刻过程。该蚀刻装置还包括能够注入蚀刻气体的通道或者入口。

步骤102：向蚀刻装置中注入氟化氢气体；

晶圆放入蚀刻装置后，向蚀刻装置中注入氟化氢(HF)气体。氟化氢气体在蚀刻装置中与晶圆表面的二氧化硅(SiO₂)反应，生成四氟化硅(SiF₄)和水：

4HF+SiO₂＝SiF₄+2H₂O

四氟化硅常温下为气体，可以排出蚀刻装置之外。这样，即将晶圆表面的二氧化硅层蚀刻去除，剩余的晶圆的表面为硅。