摘要：CMP抛光后需立即进行系统化清洗，以去除抛光液和微粒残留。典型流程包括预清洗→主清洗→后处理/干燥。预清洗阶段主要以DI水冲洗和/或使用表面活性剂或碱性清洗液，初步去除大颗粒和有机污染物。
CMP抛光后需立即进行系统化清洗，以去除抛光液和微粒残留。典型流程包括 预清洗→主清洗→后处理/干燥。预清洗阶段主要以DI水冲洗和/或使用表面活性剂或碱性清洗液，初步去除大颗粒和有机污染物。
主清洗阶段一般采用RCA清洗流程：首先进行SC-1（氨水+过氧化氢）清洗，然后过水冲洗，再进行SC-2（盐酸+过氧化氢）清洗，或视情况在中间加入稀释HF（DHF，稀释氢氟酸）去除化学氧化层，最后再用DI水冲洗。清洗结束后可进行臭氧水或过氧化氢处理，生长化学氧化层保护硅表面，并进行最终冲洗与烘干。
高温热处理（退火/氧化）：抛光后可在窑炉中进行热氧化和退火。生长一层几十纳米的牺牲氧化层可以“削”去近表面抛光损伤（氧化后用HF去除），同时在表面形成高质量SiO₂保护层。进一步的氢气或氩气退火（如1000℃以上）会去除表层过剩氧，提高晶片晶体质量
背面损伤增强：在热处理之后，背面通常进行“损伤层”制备，以实现外部吸杂。常用方法包括机械喷砂（采用氧化铝颗粒或硅砂喷射）、化学腐蚀（例如KOH刻蚀产生粗糙多孔层）或激光照射打入局部损伤等
背面CVD涂层处理：另一类外部吸杂技术是在背面沉积多晶硅或硅基膜。常见工艺是在低压化学气相沉积（LPCVD）设备中，在背面原子层或微小过剩氧化前沿沉积一层多晶硅膜。多晶硅膜具有粗糙的晶粒结构，其晶界可作为杂质的富集位点，因此对杂质有良好的吸附作用。沉积完成后对硅片进行高温退火（例如1000℃左右），促进金属杂质从硅基材中迁移到多晶硅层中；退火后再用KOH或其他选择性刻蚀液去除多晶硅，恢复背面光洁。
半导体晶圆在制造过程中需经过多道检测步骤，以保证后续工艺良率与器件性能。主要检测内容包括：
外观与洁净度检查：对裸晶圆进行目视或显微镜观察，检测划痕、颗粒污染、缺陷等宏观情况。无图形晶圆检测常采用暗场显微或激光散射技术，将激光束照射在旋转晶圆上，通过散射光定位表面颗粒/缺陷。
薄膜厚度与材料测量：在各沉积、退火或CMP工艺后，对膜厚及物性进行检测。常用方法包括光学椭偏（Ellipsometry）、干涉测量、棱镜耦合法，以及四探针和涡流等电学方法。椭偏仪可在一定入射角下测量偏振光变化，直接得到薄膜厚度和光学常数；四探针法和涡流法则通过测量膜电阻或线圈阻抗推算厚度。
关键尺寸（CD）测量：对光刻显影、刻蚀后形成的线路宽度、侧壁角度等进行在线量测。通常采用非成像光学散射（OCD）技术，通过测量光散射谱反演刻蚀后沟槽/线宽的三维形貌。伴随工艺节点缩小，散射测量逐步从可见光扩展至深紫外甚至X射线波段，以提高灵敏度。
晶圆形貌与翘曲（Bow/Warp）测量：对整体晶圆平整度和应力进行评估，如通过激光干涉等方法测量翘曲度和应力分布。
晶格缺陷检测：硅片内部的晶格缺陷（点缺陷、位错、层错等）可通过X射线衍射（XRD）等无损技术识别。XRD利用X射线与晶体结构相互作用揭示内部缺陷和内应力分布，无需特殊制备且可探测硅片体内位错、堆垛层错等缺陷。
金属污染检测：采用全反射X射线荧光（TXRF）和感应耦合等离子体质谱（ICP-MS）等技术定量检测晶圆表面微量金属污染物。TXRF以极小入射角激发晶圆表面，仅检测顶层3–8nm范围内的元素，可灵敏扫描Cu、Fe等金属含量并实现污染映射。
缺陷复检与分类：对自动检测扫描出的缺陷，使用光学显微镜或扫描电子显微镜（SEM）进行复测确认和详细分类。SEM还可用于3D堆栈或晶圆背面探针测试前的缺陷分析。
裸晶圆检测通常包括以下关键项目：
表面颗粒与杂质检测：检测晶圆表面的微粒、污染物（如灰尘、金属离子）等；
表面粗糙度和平整度检测：包括表面的粗糙度（Ra）、纳米级平整度；
厚度、翘曲度与弯曲度检测：评估晶圆的厚度变化（TTV）、翘曲（warp）、弯曲（bow）等参数；
电阻率及掺杂浓度均匀性检测：评估硅片掺杂的电阻率均匀性；内部晶体缺陷检测：检查内部隐裂、位错、空洞、气泡等缺陷。
光学检测使用可见光或激光，通过收集和分析反射或散射光信号识别表面颗粒与杂质。
暗场检测（Dark Field）：激光束以一定角度照射晶圆，通过分析表面颗粒散射的光信号，具有高灵敏度，尤其适合快速大面积扫描。
亮场检测（Bright Field）：光束垂直入射晶圆表面，分析表面的反射光变化，适合检测表面的轻微划痕和表面粗糙度。
红外透射成像（Infrared Inspection）硅材料在红外波段具有一定透过性，可用红外透射成像检测晶圆内部的隐裂、气泡等缺陷。通过监测红外光的透过率变化，快速定位和识别晶圆内部异常区域。
超声波共振检测（RUV）超声波共振检测通过向晶圆施加超声波信号，分析晶圆在不同频率下的共振模式。当存在内部裂纹或缺陷时，共振频率会发生明显变化，从而检测出内部缺陷的位置。
四探针法（Four-Point Probe）利用四根探针分别施加电流和测量电压，测量晶圆电阻率。可精确评估掺杂浓度分布是否均匀。
晶圆几何形貌测量采用激光干涉或非接触式光学测量技术，精确测量晶圆的厚度、弯曲度和翘曲度，以确保晶圆的机械平整度满足生产需求。
来源：思瀚研究院
