COP(Crystal Originated Particle/Pit:晶體原生缺陷)是在以 CZ 法成長的矽晶體中產生、尺寸約數十~200nm 的八面體狀空位聚集體(空洞)。在晶體成長過程中,過剩的空位(原子缺失的缺陷)聚集而成,出現在晶圓表面時會被觀察為凹陷(凹坑)。由於在清洗後的微粒檢測中會被計為「微粒」,因而有了這個容易混淆的名稱。
COP 成為問題的最大原因,是會降低閘極絕緣膜的耐壓(GOI:Gate Oxide Integrity)。若 COP 位於閘極氧化層正下方,只有該部分的有效膜厚變薄或電場集中,會成為初期不良或可靠度不良的原因。在閘極絕緣膜薄到只有數nm 的世代,即使是數十nm 的空洞也是致命的。
COP 的產生由晶體成長時「拉晶速度 V/固液界面溫度梯度 G」的比值決定。V/G 大(拉得快)時空位過剩而產生 COP,V/G 小時晶格間隙矽過剩而產生差排團。瞄準兩者都不發生的狹窄條件帶所成長的晶圓,稱為「無缺陷晶體(Perfect Silicon、完美晶體)」,被視為高階規格。
消除 COP 的方法主要有 3 種:①以 V/G 控制成長無缺陷晶體;②在氫或氬氣氛中進行高溫退火(使表面附近的空洞閉合=退火晶圓);③成長磊晶層(以磊晶層覆蓋 COP 使表面無缺陷=磊晶晶圓)。①可提升整片晶圓的品質,但會犧牲成長速度;②③則會增加成本。
評估方法包括反覆進行 SC-1 清洗使 COP 顯現後再以微粒計數器計數、雷射散射式表面檢測設備,以及紅外散射斷層掃描。針對元件廠商要求的 GOI 水準,要使用以哪種方式抑制 COP 的晶圓,是在晶圓成本與元件良率之間權衡判斷。