专利名称：一种硅片体内重金属的焙烤方法及检测方法
技术领域：
本发明涉及半导体量测技术，涉及一种硅片体内重金属的焙烤方法，具体涉及一种可以用全反射X射线荧光分析法测量硅片体内重金属的焙烤工艺。
背景技术：
目前，对硅片表面污染控制进行分析的仪器可以采用20世纪90年代初由日本Technos公司开发的TREX 610S，该仪器的工作原理是基于全反射X射线荧光光谱(TXRF)，采用水冷的钨(W)靶X射线光管产生初级X射线，通过多层膜单色器后形成一束能量范围很窄的单色光，以非常低的角度(〈O. 1° )在真空中掠射表面高度平滑的硅片，被全反射。样品中元素发出的特征荧光被能量色散型探测器检测。因为探测器与样品的距离非常近，并且在真空状态下，因此荧光产额非常高，极大地降低了背景噪音，提高了灵敏度，使样片检测极限可达到E9atomS/cm2。检测元素范围可从硅(Sil4) 铀(U92)。全反射X射线荧光光谱机理1.在光电吸收过程中，原子内某些电子吸收了特定能量后被逐出，在轨道中形成空穴；此时，其外层轨道电子会发生跃迁来填补这些空穴。2.跃迁电子产生的空穴再由外一层电子通过跃迁填补，直到自由电子进入轨道为止。每一次的跃迁都伴随能量的释放，从而形成受激原子的二次X射线。3.该X射线可被探测，并以谱的形式记录下来。其中的峰，即谱线原子的特征，表明样品中含有相应的元素。4.在入射角小于临界角的`情况下，入射射线会在样品表面发生全反射的现象，如果不考虑吸收限处的共振现象和量子效应，根据经典的色散理论，射线全反射的临界角由下式给出a crit=l. 65/E* (Z P A-1)1/2其中，a rait是入射光束和反射面的夹角，g卩全反射临界角，Z、A、P分别为反射体材料的原子序数、原子量和密度(g/cm3)，E为入射或反射X射线的能量(Kev)。经过计算硅片的全反射临界角小于O.1。5.处于临界角入射时，X射线进入反射体的深度Xp可根据下列公式计算χρ = 1/2(λ/π μ)1/2式中，μ为反射体对入射X射线的吸收系数。根据计算可知X光测量的深度。但是，由于硅片表面污染的重金属如Fe、Cu、Ni都是纵深扩散物质，由于测量深度达不到，难以检测，因此本领域尚需开发新的处理方法，使采用全反射X射线荧光分析法能够有效地对硅片表面污染进行分析。
发明内容
本发明的目的就是提供一种新的焙烧方法及检测犯法，将扩散到硅片内部的物质(如重金属Fe、Cu等)再扩散至硅片表面，以便运用全反射X射线荧光分析法测量分析硅片污染的状况。本发明涉及一种运用全反射X射线荧光分析法测量硅片体内重金属的焙烤工艺。由于硅片表面污染的重金属如Fe Cu都是纵深扩散物质，由于测量深度达不到，需通过一种焙烤工艺将扩散到硅片内部的物质再扩散至硅片表面。本发明的硅片体内重金属的焙烤方法，将硅片置于180_300°C烘焙20_60min。较佳地，将硅片置于190_250°C烘焙。更佳地，将硅片置于190_210°C烘焙。根据本发明的较佳实施方式，将硅片烘焙20_40min。本发明运用全反射X射线荧光分析法可以测量硅片体内重金属。本发明的硅片体内重金属的检测方法，包括以下步骤(a)将硅片置于 180_300°C烘焙 20_60min ；(b)经步骤(a)烘焙后，将硅片冷却至20_25°C ；(c)采用全反射X射线荧光光谱检测硅片体内重金属。较佳地，所述步骤(a)将硅片置于190_250°C烘焙。更佳地，所述步骤(a)将硅片置于190-210°C烘焙。根据本发明的较佳实施方式，所述步骤(a)将硅片烘焙20_40min。根据本发明的较佳实施方式，所述全反射X射线荧光光谱的入射角为O. 07、. 09度。更佳地，所述入射角为O. 08度。本发明的方法，将扩散到硅片内部的重金属再扩散至硅片表面，能够采用全反射X射线荧光光谱有效测量并分析硅片污染的状况。应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在
此不再一一累述。
图1为TREX样片焙烤前测定图谱。图2为TREX样片焙烤后测定图谱
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例f 5实施例1飞分别以硅片上的不同位点为测试对象，命名为测试点1、测试点2、测试点3、测试点4、测试点5，采用全反射X射线荧光光谱进行检测，测定入射角度为O. 05度，结果如图1和表I (单位E10atoms/cm2)所示，其中，X坐标和Y坐标是指娃片上面测试点1、测试点2、测试点3、测试点4、测试点5的测量坐标。表I样本在TREX的测定数据
权利要求
1.一种硅片体内重金属的检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤(a)将硅片置于180-300°C烘焙20_60min；(b)经步骤(a)烘焙后，将硅片冷却至20-25°C；(c)采用全反射X射线荧光光谱检测硅片体内重金属。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)将硅片置于190-250°C烘焙。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)将硅片置于190-210°C烘焙。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)将硅片烘焙20-40min。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述全反射X射线荧光光谱的入射角为O.07 O. 09 度。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述入射角为O.08度。
7.—种娃片体内重金属的焙烤方法，其特征在于，将娃片置于180-300 V烘焙20_60min。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，将硅片置于190-250°C烘焙。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，将硅片置于190-210°C烘焙。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将硅片烘焙20-40min。
全文摘要
本发明提供了一种硅片体内重金属的焙烤方法及检测方法。将硅片置于180-300℃烘焙20-60min；烘焙后，将硅片冷却至20-25℃；采用全反射X射线荧光光谱检测硅片体内重金属。本发明的方法，将扩散到硅片内部的重金属再扩散至硅片表面，能够采用全反射X射线荧光光谱有效测量并分析硅片污染的状况。
文档编号G01N1/44GK103063692SQ20121058807
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者包胜娟, 贺贤汉, 杨建成, 洪漪 申请人:上海申和热磁电子有限公司
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