[发明专利]半导体硅片表面金属回收率及设备的检测方法

说明书

本发明公开了半导体硅片的表面金属回收率及设备的检测方法，所述方法包括：(1)制备指定金属浓度C₀的标准硅片和回收液，所述回收液包括2‑5wt％的HF、50‑72wt％的HNO₃和超纯水；(2)利用所述回收液对所述标准硅片进行处理得到收集液，采用金属回收装置收集所述收集液，将所述收集液送至金属含量测试装置进行分析，得到所述标准硅片的第一次回收金属浓度C₁；(3)所述标准硅片的金属回收率RA＝C₁/C₀*100％。相比多次搜集金属的方法，本发明的只搜集一次金属的方法准确性更高；同时，采用本发明的回收液既可以避免对硅片的腐蚀，也可以满足各离子的溶解度的需求。

技术领域

本发明属于半导体硅片技术领域，具体涉及一种半导体硅片表面金属回收率及设备的检测方法。

背景技术

半导体硅片的金属污染会对集成电路带来恶劣的影响，主要体现在以下几个方面：①导致集成电路器件出现漏电流(leak current)，进而导致器件的失效；②导致少数载流子寿命降低，尤其在高温制程中，表面金属(如Cu、Ni、Fe等)会扩散到硅片内部，在带隙中形成深能级，降低P-N结的反向击穿电压，影响器件性能；③金属污染会严重影响GOI(GateOxide Integrity，栅极氧化层的完整性)，大大地降低器件的可靠性，实验证明金属污染会严重影响GOI的TZDB(time-zero dielectric breakdown，零时刻介质击穿)和TDDB(time-dependent dielectric breakdown，随时间变化的介质击穿)参数。

金属污染来源很广，包含人员、机台、原物料、装载容器、环境等。金属污染涉及过程较多，包含硅片制造(长晶、腐蚀、研磨、抛光、退火等)、晶圆加工(扩散、植入、蚀刻等)的各个制程中。监控各个制程/设备中的金属污染，进而改善现状是大多数主流半导体公司的做法。目前，半导体公司采用气相分解仪(vapor phase decomposition，VPD)与电感耦合等离子质谱仪(inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS)联用技术。其中气相分解仪用于收集硅片的表面金属，电感耦合等离子质谱仪用于量化溶液中的金属含量。

金属回收率受较多因素的影响，如回收液的配方、回收液的体积、回收次数等。在金属分析过程中，气相分解仪中硅片表面金属的收集至关重要，会直接影响测试结果。若表面金属收集不佳，测试结果偏低，则会导致较高金属污染的硅片往后流转，导致产品良率降低、产品品质异常。

如何准确的获得实际生产过程中硅片表面金属的回收率，是目前急需要解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种半导体硅片表面金属回收率及设备的检测方法，采用(2-5wt％)HF+(50-72wt％)HNO₃的回收液和仅收集一次回收液的方式，收集并能准确地测得标准硅片表面金属的回收率，从而有效解决了现有技术中表面金属收集不佳，测试结果偏低，导致较高金属污染的硅片往后流转，导致产品良率降低以及产品品质异常的技术问题。

为实现上述目的，在本发明的一个方面，本发明提出了一种检测半导体硅片的表面金属回收率的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：

(1)制备指定金属浓度C₀的标准硅片和回收液，所述回收液包括2-5wt％的HF、50-72wt％的HNO3和超纯水；

(2)利用所述回收液对所述标准硅片进行处理得到收集液，采用金属回收装置收集所述收集液，将所述收集液送至金属含量测试装置进行分析，得到所述标准硅片的第一次回收金属浓度C₁；

(3)所述标准硅片的金属回收率RA＝C₁/C₀*100％。