本发明涉及硅片检测技术领域，尤其涉及一种硅片含铜量的测试方法。
背景技术：
硅片通常作为集成电路的衬底，而硅片中可能存在金属污染物，钠、钾、钙、镁、钡等碱金属可导致集成电路的击穿电压的降低，铁、铬、镍、铜、锰铅等过渡金属或重金属则可使集成电路的寿命缩短，或者工作时的暗电流增大，因此，需要对于硅片中金属的含量进行检测。相关技术对于硅片中铜含量检测准确性较低。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种硅片含铜量的测试方法，以解决对于硅片中铜含量检测准确性较低的问题。
本发明实施例提供了一种硅片含铜量的测试方法，包括以下步骤：
去除目标硅片表面的氧化层；
将所述目标硅片在预设温度下加热预设时长，所述预设温度为100至500摄氏度，所述预设时长为10至300分钟；
在所述目标硅片冷却后，测量所述目标硅片的表面铜含量值；
根据所述目标硅片的表面铜含量值确定所述目标硅片的含铜量值。
在一些实施例中，所述目标硅片包括待测硅片和标准硅片，其中，所述标准硅片为预先制作的含铜量值已知的硅片；
所述根据所述目标硅片的表面铜含量值确定所述目标硅片的含铜量值，包括：
获取所述标准硅片的表面铜含量值和含铜量值之间的对应关系；
根据所述待测硅片的表面含铜量值和所述对应关系，计算所述待测硅片的含铜量值。
在一些实施例中，所述获取所述标准硅片的表面铜含量值和含铜量值之间的对应关系，包括：
计算所述标准硅片的含铜量值和表面铜含量值的目标比例关系；
将所述目标比例关系作为所述目标硅片的表面铜含量值和含铜量值之间的对应关系。
在一些实施例中，所述目标比例关系包括所述标准硅片的含铜量值和表面铜含量值的比值，所述根据所述待测硅片的表面含铜量值和所述对应关系，计算所述待测硅片的含铜量值，包括：
将所述待测硅片的表面铜含量值和所述比值的乘积作为所述待测硅片的含铜量值。
在一些实施例中，所述标准硅片的数量为多个，且各所述标准硅片的含铜量值不相等；
所述计算所述标准硅片的含铜量值和表面铜含量值的目标比例关系，包括：
选择表面含铜量值与所述待测硅片最接近的标准硅片作为参考硅片；
计算所述参考硅片的含铜量值和表面铜含量值的比例关系作为所述目标比例关系。
在一些实施例中，所述标准硅片的数量为多个，且各所述标准硅片的含铜量值不相等；
所述获取所述标准硅片的表面铜含量值和所述标准硅片中含铜量值之间的对应关系，包括：
确定表面含铜量值大于所述待测硅片的标准硅片中，表面含铜量最接近所述待测硅片的第一硅片；
确定表面含铜量值小于所述待测硅片的标准硅片中，表面含铜量最接近所述待测硅片的第二硅片；
根据所述第一硅片和所述第二硅片的表面含铜量值与含铜量值，通过差值运算建立所述目标硅片表面含铜量值与含铜量值之间的函数关系作为所述对应关系。
在一些实施例中，所述去除目标硅片表面的氧化层，包括：
利用腐蚀液腐蚀所述目标硅片，所述腐蚀液包括氢氟酸；
利用去离子水清洗所述目标硅片并干燥。
在一些实施例中，所述预设温度为100至200摄氏度，且/或所述预设时长为120至300分钟。
本发明实施例的硅片含铜量的测试方法，包括：去除目标硅片表面的氧化层；将所述目标硅片在预设温度下加热预设时长，所述预设温度为100至500摄氏度，所述预设时长为10至300分钟；在所述目标硅片冷却后，测量所述目标硅片的表面铜含量值；根据所述目标硅片的表面铜含量值确定所述目标硅片的含铜量值。本发明实施例通过对硅片进行加热，使得硅片中的铜能够扩散到硅片表面，进一步根据硅片的表面铜含量值确定硅片的含铜量值，从而能够相对准确的测量硅片中的铜含量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的硅片含铜量的测试方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种硅片含铜量的测试方法，包括以下步骤：
步骤101：去除目标硅片表面的氧化层。
应当理解的是，硅会与氧气反应，使得硅片表面形成氧化层，该氧化层会对后续的反应过程造成影响，因此，需要预先去除硅片表面的氧化层。
在一个实施例中，该步骤101具体包括：
利用腐蚀液腐蚀所述目标硅片，所述腐蚀液包括氢氟酸；
利用去离子水清洗所述目标硅片并干燥。
本实施例中，利用可以与二氧化硅反应的氢氟酸作为腐蚀液，去除目标硅片表面的氢氟酸，然后利用去离子水清洗该目标硅片，以去除目标硅片表面残留的氢氟酸，最后，将硅片自然干燥或在干燥室中干燥，即完成了对于硅片的预处理。
步骤102：将所述目标硅片在预设温度下加热预设时长。
接下来，对硅片进行加热，铜在硅片体内具有较高的固溶度，升高温度可以增加铜在硅片中的迁移速率，同时由于铜费米能级的改变和势能差异，硅片表面具有更低的势能，因此可以很好的在低温加热下扩散到硅片表面。
为了使得目标硅片中的铜扩散至目标硅片的表面，加热温度不能过高，本实施例中，加热的预设温度为100至500摄氏度，所述预设时长为10至300分钟。
在一个优选的具体实施方式中，预设温度为100至200摄氏度，且/或预设时长为120至300分钟，能够提高目标硅片中的铜扩散至目标硅片表面的扩散效果。
步骤103：在所述目标硅片冷却后，测量所述目标硅片的表面铜含量值。
在目标硅片冷却之后，检测硅片表面的表面铜含量值，表面铜含量值可以通过icp-ms(inductivelycoupledplasmamassspectrometry，电感耦合等离子体质谱)等现有的或改进的方法测量目标硅片表面的表面铜含量值，本实施例中对具体的测试方式不做进一步限定。
步骤104：根据所述目标硅片的表面铜含量值确定所述目标硅片的含铜量值。
本实施例中，目标硅片的含铜量指的是目标硅片中全部的铜的含量。应当理解的是，扩散至目标硅片表面的铜并非目标硅片中全部的铜，因此，检测获得的目标硅片的表面铜含量值小于目标硅片的含铜量值。
在一些实施例中，仅需要大致估计目标硅片中的含铜量，则可以将目标硅片的表面铜含量初步认为是目标硅片中的含铜量，也就是说，可以将测得的目标硅片的表面铜含量值作为目标硅片的含铜量值。
在另外一些实施例中，则可以对目标硅片的表面铜含量值进行补偿，例如，可以将目标硅片的表面铜含量值乘以一个扩大系数，作为对于目标硅片中含铜量值的预估值。
该扩大系数可以选择一个大于1的系数，例如可以是1.05、1.1、1.2等大于1的系数，该扩大系数可以根据经验设置，也可以通过统计测试结果，并根据测试结果分析设定。
本发明实施例通过对硅片进行加热，使得硅片中的铜能够扩散到硅片表面，进一步根据硅片的表面铜含量值确定硅片的含铜量值，从而能够相对准确的测量硅片中的铜含量。
在一些实施例中，所述根据所述目标硅片的表面铜含量值确定所述目标硅片的含铜量值，包括：
获取所述标准硅片的表面铜含量值和含铜量值之间的对应关系；
根据所述待测硅片的表面含铜量值和所述对应关系，计算所述待测硅片的含铜量值。
本实施例中，目标硅片包括待测硅片和标准硅片，其中，标准硅片为预先制作的含铜量值已知的硅片，而待测硅片则指的是需要测得其中含铜量的硅片。
本实施例中，可以预先制作标准硅片，这样，该标准硅片的含铜量是已知的，实施时，通过相同的手段对标准硅片和待测硅片同时进行测试，并分别获得标准硅片的表面铜含量值和待测硅片的表面铜含量值。
由于标准硅片的含铜量值是已知的，通过对比和分析标准硅片的含铜量值和表面铜含量值之间的对应关系，能够确定标准硅片中的铜扩散至表面的数量，相应的，根据该对应关系，能够对通过待测硅片的表面铜含量值估算的待测硅片的含铜量值进行补偿和修正，从而获得待测硅片较为精确的含铜量值。
在一个实施例中，标准硅片可以通过以下方法制备获得。
首先选择硅片基材，硅片基材选择不含铜或含铜量极低的硅片，应当理解的是，别于工业化大量生产过程，测试过程中，可以通过成本相对较高的工艺或方法，制备不含铜或含铜量极低的硅片作为硅片基材，制备方式可以参考相关技术，此处不做进一步限定和描述。
接下来，在硅片基材上滴加铜溶液，并将滴加有金属溶液的硅片基材干燥。
在一个实施例中，首先称取0.5001g纯铜，然后加入一定量的硝酸和硫酸，煮沸除去氮氧化物，待冷却之后，定容至500毫升，这样，能够获得1000微克每毫升的铜标准母液。该铜标准母液可以进一步通过稀释，获得不同浓度的铜标准标液。
铜溶液可以通过移液管或其他液体转移装置滴加至硅片基材的表面。由于铜溶液的浓度是已知的，所滴加的铜溶液体积也是可以精确测量的，因此，可以精确的确定滴加至硅片基材表面的铜溶液中的铜含量。
在将铜溶液滴加至硅片基材表面之后，对硅片基材进行干燥。
在硅片上的铜溶液干燥后，将硅片基材在预设温度下加热预设时长，通过对硅片基材进行加热，能够使得铜扩散至硅片基材内部。
进一步的，对硅片基材表面的残留的铜的含量进行检测，并去除硅片基材表面残留的铜，即可获得标准硅片。
本实施例中，对于硅片基材的加热温度高于上述使铜向目标硅片外的扩散温度。
应当理解的是，在低温加热过程中，铜趋向于向硅片表面扩散，而本实施例中，加热温度较高，且硅片基材表面的铜含量远大于硅片基材内部的铜含量，因此，加热过程中，铜会向硅片基材内部扩散。
这一过程中，硅片基材的加热温度为500至1000摄氏度，加热时长为10至300分钟，能够确保铜在硅片基材中具有良好的扩散效果。
本实施例中，由于铜溶液的浓度是已知的，所滴加的铜溶液的体积也是可以精确测量的，这样，能够计算获得铜溶液中的铜含量，记作第一铜含量。
制作硅片样片过程中，一部分金属能够扩散至硅片基材中，但是，仍有一部分金属残留在硅片基材表面，通过对硅片基材表面残留的铜含量进行检测，能够获得残留于硅片基材表面的铜含量，记作第二铜含量。实施时，可以通过icp-ms等方法测得硅片基材表面的第二铜含量。
最后，将第一铜含量减去硅片基材表面残留的铜含量，能够获得扩展至硅片基材含铜量的准确值，记作第三铜含量。
测试过程中，在相同的实验条件下通过上述步骤101至步骤103对待测硅片和标准硅片进行测试，分别获得待测硅片的表面铜含量值和标准硅片的表面铜含量值。
标准硅片的含铜量值等于上述第三铜含量，根据标准硅片的含铜量值和标准硅片的表面铜含量值，能够确定目标硅片中铜扩散至硅片表面的数量，这样，根据这一对应关系，对待测硅片的含铜量值进行补偿，能够较为精确的估算待测硅片的含铜量值。
在一些实施例中，所述获取所述标准硅片的表面铜含量值和含铜量值之间的对应关系，包括：
计算所述标准硅片的含铜量值和表面铜含量值的目标比例关系；
将所述目标比例关系作为所述目标硅片的表面铜含量值和含铜量值之间的对应关系。
在一些实施例中，所述目标比例关系包括所述标准硅片的含铜量值和表面铜含量值的比值，所述根据所述待测硅片的表面含铜量值和所述对应关系，计算所述待测硅片的含铜量值，包括：
将所述待测硅片的表面铜含量值和所述比值的乘积作为所述待测硅片的含铜量值。
本实施例中计算标准硅片的含铜量值和表面铜含量值的目标比例关系，该目标比例关系为标准硅片的含铜量值和表面铜含量值的比值。
本实施例中，认为在相同的实验条件下，各目标硅片中的铜扩散至目标表面的比例是相同的，这样，进一步根据待测硅片的表面铜含量值，根据上述比例，能够估算出待测硅片的含铜量值。
本申请发明人在实现本申请的技术方案中还发现，当硅片中的铜浓度不同时，扩散至硅片表面的铜的比例是不同的，而待测硅片和标准硅片中的铜含量可能存在一定的差异，在待测硅片和标准硅片的尺寸一致时，待测硅片和标准硅片的铜浓度是不同的，这可能导致待测硅片和标准硅片中的铜扩散至表面的比例仍然存在一定的差异。
在一些实施例中，所述标准硅片的数量为多个，且各所述标准硅片的含铜量值不相等；
所述计算所述标准硅片的含铜量值和表面铜含量值的目标比例关系，包括：
选择表面含铜量值与所述待测硅片最接近的标准硅片作为参考硅片；
计算所述参考硅片的含铜量值和表面铜含量值的比例关系作为所述目标比例关系。
本实施例中，选择多个标准硅片，且多个标准硅片中的铜含量各不相同，在测试时，获得各标准硅片的表面铜含量值，然后选择与待测硅片的表面铜含量值最接近的标准硅片作为参考硅片，这样，该参考硅片与待测硅片的含铜量差距最小，所以参考硅片和待测硅片中的铜扩散至表面的比例也是最接近的，这样，根据参考硅片的扩散比例预估待测硅片中的铜含量，能够提高对于待测硅片的含铜量值计算的准确程度。
在一些实施例中，所述标准硅片的数量为多个，且各所述标准硅片的含铜量值不相等；
所述获取所述标准硅片的表面铜含量值和所述标准硅片中含铜量值之间的对应关系，包括：
确定表面含铜量值大于所述待测硅片的标准硅片中，表面含铜量最接近所述待测硅片的第一硅片；
确定表面含铜量值小于所述待测硅片的标准硅片中，表面含铜量最接近所述待测硅片的第二硅片；
根据所述第一硅片和所述第二硅片的表面含铜量值与含铜量值，通过差值运算建立所述目标硅片表面含铜量值与含铜量值之间的函数关系作为所述对应关系。
在另一个实施例中，则是从多个标准硅片中选择了两个标准硅片。可以理解为，所选择的第一硅片的表面含铜量值大于待测硅片，且不存在表面含铜量位于第一硅片和待测硅片之间的标准硅片，所选择的第二硅片的表面含铜量值小于待测硅片，且不存在表面含铜量位于第二硅片和待测硅片之间的标准硅片。
进一步的，根据该第一硅片和第二硅片通过差值计算建立一个以表面含铜量值为自变量，以含铜量值为运算结果的函数，从而获得表面含铜量值和含铜量值之间的函数关系，最后，将待测硅片的表面含铜量值代入获得的函数，能够获得对于待测硅片更为准确的估算值。
由于本实施例引入了两个标准硅片的表面含铜量值和含铜量值之间的关系，能够提高对于待测硅片的含铜量的计算的准确程度。
应当理解的是，待测硅片中的铜含量是可以初步预估的，实施时，可以针对该预估值，设置包括多个具有梯度含铜量的标准硅片，也就是说，当按含铜量顺序依次排列时，相邻两个标准硅片的含铜量之差均是相等的，所设置的标准硅片越多，则对于待测硅片的含铜量值估算约精确。
在另外一个实施例中，还可以利用多个标准硅片的表面含铜量值和含铜量值之间的关系拟合获得表面含铜量值和含铜量值之间的函数关系。
通过引入更多的标准硅片的表面含铜量值和含铜量值，会增加一定的计算量，但是能够获得表面含铜量值和含铜量值之间更加准确的函数关系，进一步提高对于待测硅片的含铜量的计算的准确程度。
以上，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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
1.一种硅片含铜量的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
去除目标硅片表面的氧化层；
将所述目标硅片在预设温度下加热预设时长，所述预设温度为100至500摄氏度，所述预设时长为10至300分钟；
在所述目标硅片冷却后，测量所述目标硅片的表面铜含量值；
根据所述目标硅片的表面铜含量值确定所述目标硅片的含铜量值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标硅片包括待测硅片和标准硅片，其中，所述标准硅片为预先制作的含铜量值已知的硅片；
所述根据所述目标硅片的表面铜含量值确定所述目标硅片的含铜量值，包括：
获取所述标准硅片的表面铜含量值和含铜量值之间的对应关系；
根据所述待测硅片的表面含铜量值和所述对应关系，计算所述待测硅片的含铜量值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述标准硅片的表面铜含量值和含铜量值之间的对应关系，包括：
计算所述标准硅片的含铜量值和表面铜含量值的目标比例关系；
将所述目标比例关系作为所述目标硅片的表面铜含量值和含铜量值之间的对应关系。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标比例关系包括所述标准硅片的含铜量值和表面铜含量值的比值，所述根据所述待测硅片的表面含铜量值和所述对应关系，计算所述待测硅片的含铜量值，包括：
将所述待测硅片的表面铜含量值和所述比值的乘积作为所述待测硅片的含铜量值。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述标准硅片的数量为多个，且各所述标准硅片的含铜量值不相等；
所述计算所述标准硅片的含铜量值和表面铜含量值的目标比例关系，包括：
选择表面含铜量值与所述待测硅片最接近的标准硅片作为参考硅片；
计算所述参考硅片的含铜量值和表面铜含量值的比例关系作为所述目标比例关系。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述标准硅片的数量为多个，且各所述标准硅片的含铜量值不相等；
所述获取所述标准硅片的表面铜含量值和所述标准硅片中含铜量值之间的对应关系，包括：
确定表面含铜量值大于所述待测硅片的标准硅片中，表面含铜量最接近所述待测硅片的第一硅片；
确定表面含铜量值小于所述待测硅片的标准硅片中，表面含铜量最接近所述待测硅片的第二硅片；
根据所述第一硅片和所述第二硅片的表面含铜量值与含铜量值，通过差值运算建立所述目标硅片表面含铜量值与含铜量值之间的函数关系作为所述对应关系。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述去除目标硅片表面的氧化层，包括：
利用腐蚀液腐蚀所述目标硅片，所述腐蚀液包括氢氟酸；
利用去离子水清洗所述目标硅片并干燥。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述预设温度为100至200摄氏度，且/或所述预设时长为120至300分钟。
技术总结