本发明为单晶硅片研究领域，涉及一种硅抛光片缺陷的检测方法。
背景技术：
作为ic衬底的硅晶圆片，需要从单晶硅棒的切割后，经过大量物理、化学、以及热处理来制造。单晶硅棒一般通过使籽晶浸渍于石英坩埚内高纯度(99.9999999％以上)熔融的硅中并拉提使单晶成长的czochralski法(直拉法——以下称“cz法”)来获得，但在单晶育成时会在结晶内引入被称为grown-in缺陷的微细缺陷。
该grown-in缺陷与单晶育成时的拉提速度和凝固后的单晶内温度分布(拉提轴方向的结晶内温度梯度)相关，以被称为cop(crystaloriginatedparticle)等的大小为0.1～0.3μm左右的空洞型凝集缺陷，被称为错位簇(dislocationcluster)的大小为10μm左右的微小错位形成的缺陷等形式存在于单晶内。
cop是导致初期的氧化膜耐压性下降的因素，错位簇也是导致在其上形成的器件特性不良的原因。
另外ic硅晶圆片抛光质量也直接影响击穿特性、界面态和少子寿命，对mos、ccd等表面器件影响更大。硅晶圆片抛光雾是高质量抛光的重要参数之一，尤其是对硅晶圆片精抛质量的评价更加重要。
加之近年来ic向高集成、浅结化、高性能的方向迅速发展，随着小型化、高精度化的需求，根据摩尔定律及各大ic厂商的战略规划ic线宽已经往5nm方向高歌猛进；整个ic产业对硅晶圆片抛光质量要求和制程中cop的控制技术要求越来越高，因此如何高效便捷的检测出硅晶圆片抛光质量缺陷(抛光雾)和硅晶圆片cop提出了更高的要求。
对硅晶圆片是否有cop进行检验，利用cop的个数和图案的有无来进行确保硅晶圆片的合格与否判定；作为cop的检测方法之一有被称为铜析出法(铜装饰法)。这是一种利用在硅晶圆片表面形成绝缘膜(氧化膜)时，存在cop的部位氧化膜会变得不均一这一现象的方法。该方法在晶片表面形成了规定厚度的氧化膜后，施加外部电压，在上述硅晶圆片表面的cop部位在氧化膜破裂的同时使铜析出；通过用肉眼观察该析出的铜或透射电子显微镜(tem)、扫描电子显微镜(sem)进行观察来检测cop。但是此种cop的检测方法过于复杂繁琐且需要昂贵的专业设备适用于分析研究，对于硅晶圆厂产线大批量的日常生产并不适合推广。
对硅晶圆抛光片是否有抛光雾进行检验，特别是在通过颗粒检测机台测试时，如果硅晶圆抛光片表面抛光雾严重，那么该硅晶圆抛光片所体现出来的颗粒异常偏多，对于测试机台其很难区分这些测试出来的“颗粒”是cop、抛光雾还是真正的没有清洗干净的颗粒。
虽然硅晶圆片制程中cop的检测在排除抛光雾后可以通过颗粒测试仪(kla-tencor)来实现。但是这无疑会占用硅晶圆片制程中有限的颗粒测试产能和徒耗昂贵测试机台的有效使用寿命，影响硅晶圆片厂出货率和增加了硅晶圆片厂测试设备维护保养的费用。
硅晶圆片的抛光分为粗抛、细抛、精抛，粗抛的目的是将研磨造成的高损伤和畸变层高效率的去除，并达到一定的平坦度和光洁度；细抛的主要任务是去除粗抛过程中产生的微损伤层，实现表面高光洁度；精抛的作用是进一步精细抛光和化学剥离，仅仅只有纳米级去除量进一步提高了硅晶圆抛光片表面的光洁度。抛光雾的产生原因是细抛/精抛无法在规定的时间内去除硅晶圆片粗抛后存有的损伤层而呈现出来的硅晶圆片表面粗糙度(haze)过大。
cn10466876a公开了一种单晶硅片的cop评价方法，所述评价方法是将作为评价对象的晶片的评价区域沿半径方向以同心圆状分割，设定各分割而成的评价区域的cop个数的上限值，以该上限值为基准进行单晶硅片的合格与否的判定，从而能定量并客观地评价cop，能在明确的基准下给予正确的判定；该方法是基于定量性的明确的基准方法，但是其检测方法复杂，不利于工业应用。
cn1815205a公开了一种利用cu诱导硅片表面cop的测试装置及其测试方法，属于检测方法技术领域。其主要先将被测试硅片氧化，去除硅片背面氧化膜，将化学反应槽内装满甲醇溶液，并依次放置第一铜板、硅片、二氧化硅薄膜、第二铜板、电极，然后将盖子盖紧，电极与第二铜板连接，电极通过导线接通电源正极端；第一铜板通过导线接通电源负极端；并用直流电源在第一、第二两块铜板之间通直流电；然后从化学反应槽中排出甲醇溶液，取出硅片，经干燥处理后测量硅片缺陷数量；该方法具有较好的灵敏度和伸缩性，但是其检测方法复杂，不利于工业化应用。
因此，开发一种硅晶体空洞型原生晶格微缺陷的快速检测方法非常有必要。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种硅晶片缺陷的检测方法，所述检测方法简单易行，且不需要昂贵的专业设备，大大降低了生产成本，且效果直观，可通过肉眼直接鉴别，培训成本低，见效快，可立即投入使用，因此适用于硅晶圆片领域。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的在于提供一种硅晶片缺陷的检测方法，所述检测方法包括：在暗室环境中，将聚光光源垂直照射在硅抛光片上，从而检测硅抛光片缺陷。
本发明提供的检测方法简单易行，便于实现；不需要使用昂贵的专业设备，大大降低检测成本；检测效果直观，可以通过肉眼直接观察；培训成本低，见效快，可立即投入使用，适用于工业产线大规模应用。
在本发明中，所述聚光光源的照度高于40万勒，例如40万勒、50万勒、60万勒、70万勒、80万勒、90万勒、100万勒、200万勒、300万勒等，优选40万-60万勒。
本发明选用照度为高于40万勒，可以保证在硅抛光片单位面积上可以接受足够的光通量；优选40-60万勒，既能保证单位面积可以接收到合适的光通量，可以准确的判断硅抛光片的缺陷，又可避免照度太高，会对人眼造成一定程度的伤害；若照度低于40万勒，单位面积上接收的光通量较少，不能准确的判断硅抛光片的缺陷。
在本发明中，所述硅抛光片缺陷为晶体空洞型原生晶格微缺陷或抛光雾缺陷。
在本发明中，晶体空洞型原生晶格微缺陷或抛光雾缺陷为硅抛光片中两种比较常见的缺陷，占的比重也比较高，在工业生产中先将硅晶片采用本发明提供的检测方法对晶体空洞型原生晶格微缺陷或抛光雾缺陷进行检测，若有二者缺陷，则硅抛光片就会被列为不良品；若无这两种缺陷，再用相对应的仪器进行判断，可以降低对相关仪器的维护保养费用，也容易培训作业人员，可以在硅晶圆片厂产线大规模推广应用。
本发明提供的检测方法在检测硅晶体空洞型原生晶格微缺陷时，在聚光灯垂直照射下，若发现硅晶片中心有盘状密集点阵分布的带色光线反射，说明硅晶片中心有空洞型原生晶格微缺陷；若发现硅晶片外周有环状密集点阵分布的带色光线反射，说明硅晶片外周有空洞型原生晶格微缺陷；若发现硅晶片中心与沿硅晶片外周同时有盘环状密集点阵分布的带色光线反射，则说明硅晶片整体有空洞型原生晶格微缺陷；若发现硅晶片表面有雾斑，则说明硅晶片表面局部有微浅损伤缺陷；若硅晶片整体表面微浅损伤缺陷并产生光的漫散射给肉眼感觉为雾，则说明硅晶片整体有缺陷；通过判断，可以得出同批次硅抛光片存在的共性问题，分析共性问题，调整工艺参数，从而实现对工艺生产进行分析反馈。
在本发明中，所述晶体空洞型原生晶格微缺陷的单个空洞缺陷超过0.15μm，例如0.15μm、0.2μm、0.22μm、0.25μm、0.30μm、0.32μm、0.35μm、0.40μm、0.45μm、0.50μm等。
在本发明中，晶体空洞型原生晶格微缺陷的单个空洞缺陷超过0.15μm才能被人眼看到，如果低于这个尺寸，人眼就不容易分辨出来。
在本发明中，所述聚光光源照射光的颜色为白色或者黄色。
在本发明中，选用聚光光源照射光的颜色为白色或黄色，其照射在硅抛光片上，更容易发生反射或者散射，测试效果较好；若采用其他颜色如红色、蓝色、紫色以及绿色等，会对测试结果造成一定的影响，造成检测结果不准确。
在本发明中，所述聚光光源为聚光灯。
本发明中选用聚光灯，成本低，相较于其他测试设备更容易得到，适用于工业生产使用。
在本发明中，所述聚光灯为卤素灯、疝气灯或led灯。
在本发明中，所述卤素灯为碘钨灯或溴钨灯。
在本发明中，所述预先清洗是用氨水、双氧水和去离子超纯水的混合液对硅抛光片预先进行清洗。
本发明在测试前对硅抛光片进行清洗，可以排除硅抛光面表面未清洗干净的颗粒，之后再进行检测，可以减少检测误差，准确判断硅抛光片缺陷究竟为晶体空洞型原生晶格微缺陷或抛光雾缺陷。
在本发明中，所述硅晶片的厚度为100-1000μm，例如100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1000μm等。
在本发明中，所述硅晶片为硅晶圆抛光片。
在本发明中，所述检测方法包括：在暗室环境中，将照度超过40万勒且照射光颜色为黄色或白色的聚光灯垂直照射在厚度为100-1000μm的且经过预先用氨水、双氧水和去离子超纯水的混合液清洗的硅晶圆抛光片上，从而检测硅抛光片的抛光雾缺陷或单个空洞缺陷超过0.15μm的空洞型原生晶格微缺陷。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的检测方法简单易行，便于实现；不需要使用昂贵的专业设备，大大降低检测成本；检测效果直观，可以通过肉眼直接观察；培训成本低，见效快，可立即投入使用；可快速判定出硅晶圆片是否有空洞型原生晶格微缺陷或抛光雾缺陷，适用于工业产线大规模应用。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
在本实施例中，提供一种硅抛光片缺陷的检测方法，所述检测方法如下：
(1)将100片待测硅晶圆抛光片用氨水、双氧水和去离子超纯水的混合液清洗，干燥得到表面光洁的硅晶圆抛光片；
(2)在暗室环境中，将步骤(1)得到的表面光洁的硅晶圆抛光片用吸笔将表面光洁的硅晶圆抛光片放置在硅晶圆托盘上，调整硅晶圆片与溴钨灯的位置，使照度为50万勒且照射光颜色为暗黄色的溴钨灯垂直照射在厚度为300μm的硅晶圆片表面，而后用肉眼观察进行判断硅抛光片是否有缺陷。
肉眼观察到：100片待测样品中有36片硅晶圆抛光片出现盘状、环状、盘环状或整面的密集点阵分布带色光线反射，说明有36片硅晶圆抛光片有单个空洞缺陷超过0.15μm的晶体空洞型原生晶格微缺陷；有55片硅晶圆抛光片局部或整体出现雾斑或雾，说明有55片硅晶圆抛光片有抛光雾缺陷；其余9片未出现带色光线反射、雾和雾斑，说明此9片不存在单个大小超过0.15μm的晶体空洞型原生晶格微缺陷和抛光雾缺陷。
将相同的100片抛光片用扫描电子显微镜和颗粒检测机台对大小在0.15μm以上缺陷进行测试分析，发现有36片有晶体空洞型原生晶格微缺陷，55片有抛光雾缺陷，9片没有单个空洞大小超过0.15μm的晶体空洞型原生晶格微缺陷和抛光雾缺陷；检测结果的相对误差为0％，证明本发明的检测方法准确可靠。
实施例2
在本实施例中，提供一种硅抛光片缺陷的检测方法，所述检测方法如下：
(1)将100片待测硅晶圆抛光片用氨水、双氧水和去离子超纯水的混合液清洗，干燥得到表面光洁的硅晶圆抛光片；
(2)在暗室环境中，将步骤(1)得到的表面光洁的硅晶圆抛光片用吸笔将表面光洁的硅晶圆抛光片放置在硅晶圆托盘上，调整硅晶圆片与溴钨灯的位置，使照度为40万勒且照射光颜色为暗黄色的溴碘灯垂直照射在厚度为600μm的硅晶圆片表面，而后用肉眼观察进行判断硅抛光片是否有缺陷。
肉眼观察到：100片待测样品中有40片硅晶圆抛光片出现盘状、环状、盘环状或整面的密集点阵分布带色光线反射，说明有40片硅晶圆抛光片有单个空洞缺陷超过0.15μm的晶体空洞型原生晶格微缺陷；有25片硅晶圆抛光片局部或整体出现雾斑或雾，说明有25片硅晶圆抛光片有抛光雾缺陷；其余35片未出现带色光线反射、雾和雾斑，说明此35片不存在单个大小超过0.15μm的晶体空洞型原生晶格微缺陷和抛光雾缺陷。
将相同的100片抛光片用扫描电子显微镜和颗粒检测机台对大小在0.15μm以上缺陷进行测试分析，发现有40片有晶体空洞型原生晶格微缺陷，25片有抛光雾缺陷，35片没有单个空洞大小超过0.15μm的晶体空洞型原生晶格微缺陷和抛光雾缺陷；检测结果的相对误差为0％，证明本发明的检测方法准确可靠。
实施例3
在本实施例中，提供一种硅抛光片缺陷的检测方法，所述检测方法如下：
(1)将100片待测硅晶圆抛光片用氨水、双氧水和去离子超纯水的混合液清洗，干燥得到表面光洁的硅晶圆抛光片；
(2)在暗室环境中，将步骤(1)得到的表面光洁的硅晶圆抛光片用吸笔将表面光洁的硅晶圆抛光片放置在硅晶圆托盘上，调整硅晶圆片与溴钨灯的位置，使照度为60万勒且照射光颜色为白色的led垂直照射在厚度为700μm的硅晶圆片表面，而后用肉眼观察进行判断硅抛光片是否有缺陷。
肉眼观察到：100片待测样品中有28片硅晶圆抛光片出现盘状、环状、盘环状或整面的密集点阵分布带色光线反射，说明有28片硅晶圆抛光片有单个空洞缺陷超过0.15μm的晶体空洞型原生晶格微缺陷；有34片硅晶圆抛光片局部或整体出现雾斑或雾，说明有34片硅晶圆抛光片有抛光雾缺陷；其余38片未出现带色光线反射、雾和雾斑，说明此38片不存在单个大小超过0.15μm的晶体空洞型原生晶格微缺陷和抛光雾缺陷。
将相同的100片抛光片用扫描电子显微镜和颗粒检测机台对大小在0.15μm以上缺陷进行测试分析，发现有28片有晶体空洞型原生晶格微缺陷，34片有抛光雾缺陷，38片没有单个空洞大小超过0.15μm的晶体空洞型原生晶格微缺陷和抛光雾缺陷；检测结果的相对误差为0％，证明本发明的检测方法准确可靠。
实施例4
在本实施例中，提供一种硅抛光片缺陷的检测方法，所述检测方法如下：
(1)将100片待测硅晶圆抛光片用氨水、双氧水和去离子超纯水的混合液清洗，干燥得到表面光洁的硅晶圆抛光片；
(2)在暗室环境中，将步骤(1)得到的表面光洁的硅晶圆抛光片用吸笔将表面光洁的硅晶圆抛光片放置在硅晶圆托盘上，调整硅晶圆片与溴钨灯的位置，使照度为100万勒且照射光颜色为白色的led垂直照射在厚度为1000μm的硅晶圆片表面，而后用肉眼观察进行判断硅抛光片是否有缺陷。
肉眼观察到：100片待测样品中有22片硅晶圆抛光片出现盘状、环状、盘环状或整面的密集点阵分布带色光线反射，说明有22片硅晶圆抛光片有单个空洞缺陷超过0.15μm的晶体空洞型原生晶格微缺陷；有37片硅晶圆抛光片局部或整体出现雾斑或雾，说明有37片硅晶圆抛光片有抛光雾缺陷；其余41片未出现带色光线反射、雾和雾斑，说明此41片不存在单个大小超过0.15μm的晶体空洞型原生晶格微缺陷和抛光雾缺陷。
将相同的100片抛光片用扫描电子显微镜和颗粒检测机台对大小在0.15μm以上缺陷进行测试分析，发现有23片有晶体空洞型原生晶格微缺陷，37片有抛光雾缺陷，40片没有单个空洞大小超过0.15μm的晶体空洞型原生晶格微缺陷和抛光雾缺陷；检测结果的相对误差为1％，证明本发明的检测方法准确可靠。
对比例1
与实施例1的区别仅在于溴钨灯的照度为20万勒，其余条件与检测方法均与实施例1相同。
本对比例的检测结果误差为50％，说明当溴钨灯的照度低于20万勒，则检测结果会有较大的误差，光照强度过低对于较小的空洞型原生晶格微缺陷不能有效检出，光照强度越低能看到的cop越少，检测结果不准确。
对比例2
与实施例1的区别仅在于用散光灯替换溴钨灯，其余条件与检测方法均与实施例1相同。
本对比例的检测结果误差为90％，光源是散射光，会导致暗室环境被破坏，杂光过多，干扰过大无法看清目标区的光线反射，说明当光源为散光灯时，则检测结果会有较大的误差，检测结果不准确。
对比例3
与实施例1的区别仅在于在检测前未对硅抛光片进行清洗，其余条件与检测方法均与实施例1相同。
本对比例的检测结果误差为100％，不清洗的话硅晶抛光片表面会布满大颗粒，完全覆盖表面无法看到cop和抛光雾，说明在检测前未对硅抛光片进行清洗，则检测结果会有较大的误差，检测结果不准确。
对比例4
与实施例1的区别仅在于照射光的颜色为红色，而非原来的暗黄色，其余条件与检测方法均与实施例1相同。
本对比例的检测结果误差为30％，cop的反射光也是暗红色的，一些小的cop会不太清晰，说明照射光的颜色为红色，则检测结果会有较大的误差，检测结果不准确。
对比例5
与实施例1的区别仅在于照射光的颜色为蓝色，而非原来的暗黄色，其余条件与检测方法均与实施例1相同。
本对比例的检测结果误差为20％，部分抛光雾反射光会呈现淡蓝色雾斑，说明在照射光的颜色为蓝色，则检测结果会有较大的误差，检测结果不准确。
对比例6
与实施例1的区别仅在于不在暗室环境中进行，其余条件与检测方法均与实施例1相同。
本对比例不在暗室环境中进行检测，则无法得到检测结果。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。