[发明专利]测量硅片中氧含量的方法及装置

说明书

本发明实施例公开了测量硅片中氧含量的方法及装置，所述方法包括：将形成有氧化膜的硅片样品与还原剂投入反应腔室中进行第一阶段的煅烧以使所述氧化膜被氧化还原，并通过检测反应生成的CO和/或CO₂获得所述氧化膜的质量，其中，所述第一阶段的煅烧温度低于所述硅片样品的熔点；在所述反应腔室中对所述硅片样品进行第二阶段的煅烧以使所述硅片样品熔化，并通过检测再次反应生成的CO和/或CO₂获得所述硅片样品内部的氧元素的质量；基于所述氧化膜的质量和所述硅片样品内部的氧元素的质量获得所述硅片样品内部的氧元素的浓度。

技术领域

本发明实施例涉及硅片加工技术领域，尤其涉及测量硅片中氧含量的方法及装置。

背景技术

目前，大尺寸的半导体级单晶硅棒通常采用直拉法(Czochralski)拉制得到。Czochralski法包括使由石英制成的坩埚中的多晶硅熔化以获得硅熔体，将籽晶浸入硅熔体中，以及连续地提升籽晶向上移动以离开硅熔体表面，由此在移动过程中在固液界面处生长出单晶硅棒。

已知地，氧元素是通过直拉法获得的单晶硅棒中的最主要的杂质元素，部分过饱和的氧元素会在单晶硅棒的生长、加工以及器件的制造过程中形成氧沉淀，单晶硅棒中的氧沉淀形位会对器件性能产生较大的影响。

具体而言，对于含掺杂剂的单晶硅棒来说，由于大量掺杂剂的添加导致单晶硅棒的晶体结构发生了改变，例如，重掺杂的硼单晶硅棒属于P型重掺杂，与其他类型的重掺杂单晶硅棒相比具有优良特性，具体表现为电阻率分布均匀，其体内氧元素浓度增加，因而氧沉淀增强，从而提高了由该类型的单晶硅棒制备而成的硅片的内吸杂能力，同时重掺杂的硼单晶硅棒具备高的机械强度，能够抑制空穴(VOID)缺陷，提高器件的成品率。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供测量硅片中氧含量的方法及装置；能够更精准地测量出硅片内部氧含量。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种测量硅片中氧含量的方法，所述方法包括：将形成有氧化膜的硅片样品与还原剂投入反应腔室中进行第一阶段的煅烧以使所述氧化膜被氧化还原，并通过检测反应生成的CO和/或CO₂获得所述氧化膜的质量，其中，所述第一阶段的煅烧温度低于所述硅片样品的熔点；在所述反应腔室中对所述硅片样品进行第二阶段的煅烧以使所述硅片样品熔化，并通过检测再次反应生成的CO和/或CO₂获得所述硅片样品内部的氧元素的质量；基于所述氧化膜的质量和所述硅片样品内部的氧元素的质量获得所述硅片样品内部的氧元素的浓度。

第二方面，本发明实施例提供了一种测量重掺杂硅片中氧含量的装置，所述装置包括：煅烧单元，用于对形成有氧化膜的硅片样品进行第一阶段的煅烧，使得所述氧化膜完全被氧化还原，其中，所述第一阶段的煅烧温度低于所述硅片样品的熔点；以及，用于对所述硅片样品进行第二阶段的煅烧，使得所述硅片样品熔化；检测单元，用于检测所述第一阶段的煅烧反应生成的CO和/或CO₂以获得所述氧化膜的质量；以及，用于检测所述第二阶段的煅烧反应生成的CO和/或CO₂以获得所述硅片样品内部的氧元素的质量；获取单元，所述获取单元用于基于所述氧化膜的质量和所述硅片样品内部的氧元素的质量获得所述硅片样品内部的氧元素的浓度。