唐庆菊, 刘永杰, 高帅帅， 范维明, 季 娟

(黑龙江科技大学 机械工程学院， 哈尔滨 150022)

0 引 言

目前，单晶硅片广泛应用在集成电路(IC)的衬底材料中，现已逐渐成为具有最大生产规模、最大直径和完善生产流程的一种半导体材料[1]。硅单晶锭要经历切、磨、抛等一系列机械加工制成单晶硅片。然而，受限于加工技术条件，超精密磨削加工硅片过程会产生硅片损伤[2-4]。这些表面/亚表面损伤不仅会增加后续抛光工序的抛光时间及降低加工效率，甚至导致IC器件性能变差、成品率降低和使用寿命缩短。因此，为实现高效率、高精度和低损伤的硅片加工，在生产过程中无损检测、分析与评价其损伤情况尤为必要。

由于硅片是脆性材料且其表面损伤层较浅，导致很多常规的检测技术对硅片加工过程中出现的表面/亚表面损伤检出效果较差。唐庆菊等[5]提出一种调制激励红外热波技术，通过搭建检测系统对其进行实验研究，验证了该技术对检测材料缺陷的有效性。Rakotoniaina等[6]采用接触式超声锁相热像法对半导体硅片进行了检测实验，成功检测出硅片中具有一定深度的内部缺陷，但硅片表面可能产生脆性的应力集中，造成二次损伤。Hillmann等[7]利用非接触式涡流法，有效识别了半导体硅片的微裂纹缺陷，但较强的工作电流会对硅片的性能产生不利影响。张凤霞等[8]运用暗电流锁相红外热成像检测技术(DLIT)和光锁相红外热成像检测技术(ILIT)检测单晶硅电池[9]，对比分析采集热图像缺陷产生的原因，通过计算振幅和相位确定了缺陷的深度和尺寸。……