[发明专利]晶圆预处理装置及晶圆缺陷检测方法

说明书

本公开提供一种晶圆预处理装置及晶圆缺陷检测方法，所述晶圆预处理装置包括：罩体；设置于所述罩体内的支撑台；用于夹持固定晶圆的夹持组件，可活动地连接在所述支撑台上；用于测试所述晶圆电学性能的电学测试组件，设置于所述支撑台上；用于向所述晶圆表面吹风的吹风组件，设置于所述支撑台上；及控制器，所述控制器与所述夹持组件、所述电学测试组件和所述吹风组件连接，用于控制所述夹持组件、所述电学测试组件和所述吹风组件的工作状态。本公开提供的晶圆预处理装置及晶圆缺陷检测方法，能够实现全自动对晶圆表面吹干和测试电阻，不再需要多人协作，自动化程度高，有效提高整个前处理效率、使用方便，降低人工成本。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种晶圆预处理装置及晶圆缺陷检测方法。

背景技术

在半导体硅片的制造过程中，单晶硅棒的质量决定硅片的质量，因此，提高单晶硅棒的质量极为重要，在拉晶过程中会产生很多的原生缺陷，其根据不同的检测方法可分为COP( Crystal Originated Particle，晶体原生颗粒)缺陷、FPD( Flow pattern defect，流动图案缺陷)、LSTD( Laser scattering topography defect，激光散射层析缺陷)和DSOD( Direct surface oxide defect，直接表面氧化缺陷)。COP、FPD、LSTD、DSOD缺陷的尺寸依次减小。这些缺陷对于后续用硅片制成半导体器件造成严重的不良影响。因此，降低在拉制单晶硅棒的过程中的原生缺陷是提高硅片质量的关键环节。

随着集成电路的飞速发展，特征线宽由原来的28nm下降至7nm，目前，微电子领域中所采用的元器件的特征线宽正在向2nm以下的制程发展，对晶圆衬底提出了更高的要求。这就要求在评价大直径直拉单晶硅中存在的空洞型原生微缺陷的方法向更小尺寸发展。空洞型原生微缺陷尺寸在20nm或更小（低于Particle counter仪器的检测限）的情况下，用DSOD检测方法是评价空洞型原生微缺陷最有效的、灵敏的方法。

DSOD测试是一种测试小尺寸COP (晶体原生缺陷)分布的方法，DSOD的检测方法具体的操作为：对制备好的抛光晶圆进行高温热氧化，使其生长一层特定厚度的氧化膜；用HF酸（氢氟酸）刻蚀晶圆背面局部氧化膜，能达到导电的目的即可；清洗刻蚀后的晶圆并吹干；采用Dummy晶圆（调试硅片）使电解质溶液中有足够铜离子；对待评价晶圆正面氧化膜进行铜沉淀；最后通过铜沉积在晶圆缺陷部位的数量及分布，评价晶圆缺陷。因此，对于小尺寸原生缺陷，DSOD检测结果的准确性对晶圆品质的评价有很重要的意义。

在相关技术中，采用HF刻蚀晶圆背面局部氧化膜，将氧化后的晶圆放置于刻蚀腔室，用浓度为40-60% HF气体刻蚀晶圆背面局部氧化膜（直径为80-150mm圆心区域），刻蚀之后用超纯水清洗刻蚀后残留在晶圆表面的HF酸冲洗干净并用惰性气体吹干。去除晶圆背面局部氧化膜，晶圆背面圆心区域去除了氧化膜，背面其他区域不去除氧化膜，这样做的目的是在向晶圆正面和背面电极施加外部电压，使晶圆正面和背面之间导通，以将铜沉积在晶圆的缺陷部位上。接着用万用表（欧姆档位）测量晶圆背面局部氧化膜去除区域的电阻，电阻值大于0为正常。

上述方法，晶圆清洗后吹干和测试晶圆背面氧化膜去除区域电阻存在的问题如下：

1）、刻蚀之后，需用超纯水清洗刻蚀后残留在晶圆表面的HF酸冲洗干净，并用惰性气体吹干，由于晶圆尺寸较大（300mm或450mm），在吹干过程中需要一个人用手或者真空吸笔或镊子握住晶圆，而另一个人拿着气枪对晶圆表面进行吹干，吹干需要两个人协作才能完成，手动操作工作效率低下，自动化程度低，人员成本增加；

2）、测试晶圆背面氧化膜去除区域电阻时，需要一个人用手或者真空吸笔或镊子握住晶圆，而另一个人调节万用表，双手拿着正负表笔对晶圆背面氧化膜去除区域进行电阻测试，同样是需要多人协助，过程繁琐，自动化程度低，工作效率低下；

3）、吹干和测试电阻需要分两步才能完成，用时较长，前处理效率低。