硅片表面检验分析

硅片表面检验分析

硅片在聚光灯下目检，要求圆片表面无明显色差、花纹、雾状斑块或色斑；圆片无裂纹，边缘缺损、无沾污；圆片表面无划痕。

1. 无明显色差

氧化层变化容易产生色差，如图示。

氧化层100A的厚度变化就会在目检时看到颜色

的变化，大约厚度变化2000A，颜色就会呈现一个周

期性的变化。氧化层几十A的厚度变化就会使表面产

生一点颜色变化，颜色变化严重时，硅片表面会有明显的花纹。一般来说，随着氧化层厚度的增加，颜色变化的明显性会下降，几万A后颜色随厚度的变化就不再明显。总厚度为一万多A后，二三百A的厚度变化已经看不出明显的颜色变化。

加工工艺对色差的影响

1.1氧化

如果表面有1％以上的变化时会看出颜色变化。氧化时应表面一致，颜色一致。

1.2CVD

表面变化4％以上时，色差较明显。APCVD一般达不到无色差的要求，PECVD、LPCVD可以做到无色差。

如果色差变化比较均匀时还可以，色差有突变时必须改进。

喷头一般对色差没有影响，而表面态的影响比较大，如放射状色斑、沾污、粉尘等。

表面水分含量较高时，会对表面产生影响，氧化层

较薄时，会产生色差。如图示：

解决：甩干时控制表面，禁止再落水，甩干后及时

取出。

腐蚀后硅片表面疏水，水会沿划片槽下流，如未能甩干，

会形成一条白带，扩散后片子就报废了，如图示。

解决：等水静止后取出片架，稍倾斜，慢速；有水迹可冲水或者

擦片。

片架潮湿也易产生花纹。

CVD会复制上道工序带来的损伤，为了防止复制，可以在CVD前用HF漂洗。

CVD设备故障也会造成色差，如果喷嘴喷的过多，或者喷头气

流变化，会造成硅片表面有深浅条花纹。如图示。

1.3腐蚀

有些缺陷扩散后看不出来，但腐蚀后就会发现色差。

如果没有腐蚀干净，或者腐蚀不均匀，出现台阶变化，也会产生色差。如图示

1.4光刻

套刻时，第二次对不准，也会产生色差。如图示。

对产品有影响的色差：氧化不能有色差；

CVD色差不能太大，挂水（条纹色差）；

腐蚀，侵蚀。

铝：发黑，一般是腐蚀掉了；发黄，一般是显影液上滴水（快要甩干

时）；铝应力，会导致圈状色差，合金后会更明显，如图示。

1.5STEPPER

每次曝光都要聚焦，但由于硅面不平，焦距就会不一样，STEPPER会根据前一步的焦距曝光，这样就会产生一个个SHELL区的色差，如图示，为了避免产生这类色差，扩散应避免硅片翘曲。

光刻胶较厚，显影不掉，会残留铝条；光刻胶较薄，腐蚀后会产生毛边。如图示

如果去胶不干净，色差太明显，会形成花纹，如图示

2. 物状斑块、白雾

如图示。这类缺陷一般对硅片影响较大。

隔离槽有白雾，如图示

渗磷区有白雾，如果已生长在硅片里面，会发蓝，发绿。

氧化层表面，硅表面白雾，有一定的高度，透明，一般不易去

除，已经生成了酸性化合物，可用双氧水煮去。如图示

有机沾污，如果没有注意，CVD、扩散后就不能再去除干净。

多晶沾污，用2号液处理后，多晶会一致，无白雾。

铝表面白雾，Al-Si表面，较粗，

色斑，类似白雾，APCVD如果表面有水珠，就会产生色斑，如图示

解决：在80度时烘，并使气体流动，使表面均匀，都含水或者都不含水，可避免色斑。

3. 沾污

3.1 手引起的

3.2 CVD粉尘可擦片去除

3.3湿法腐蚀

（NH3）F不能有结晶，结晶不易去除，用时提前一天一夜放到净化间里，或者过虑去除结晶。

3.4 磷污染

扩散时高温后才能看清。局部颜色发黑，腐蚀后发白。

3.5 水沾污

水汽在炉管蒸发后留下来的，多出了不该有的东西。拿湿、干片架时应换手套，避免手带入水沾污。

4. 水雾

很少的水分稀释在硅片表面，显微镜下明场时看不见，暗场时可见。

环境湿度小于40％时，由于片架、片盒内水分挥发而产生的，应保持片盒、片架干燥。

环境湿度太大时也容易产生水雾。

涂胶挥发后，硅片变凉，如果环境湿度过大，硅片吸水产生的水雾难于去除。

光刻胶涂布后，产生蝌蚪状的缺陷，一般是由于环境湿度过低光刻胶脱水而产生的。

5. 其他

铝条缺损、多铝

光刻胶厚薄会对刻蚀产生较大的影响，如果光刻胶较薄，会产生过刻蚀，铝条变细。

侵蚀：聚光灯下可见花纹。

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