硅基板的再結(jié)合壽命測(cè)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及為了評(píng)價(jià)硅基板制造工藝或裝置制造工藝中的金屬污染或結(jié)晶缺陷，而以高精度來測(cè)定硅基板的再結(jié)合壽命的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為評(píng)價(jià)硅基板制造工藝或裝置制造工藝中的金屬污染的方法，廣泛使用利用微波光導(dǎo)電衰減法(μ-P⑶法)的再結(jié)合壽命的測(cè)定。就此μ-P⑶法而言，首先照射比硅單晶的能帶隙更大的能量的光脈沖，在晶圓中使過剩載流子產(chǎn)生。通過產(chǎn)生的過剩載流子來增加晶圓的導(dǎo)電率，但之后隨時(shí)間經(jīng)過，過剩載流子會(huì)通過再結(jié)合而消滅，由此導(dǎo)電率會(huì)減少。以此變化作為反射微波功率的時(shí)間變化檢測(cè)出、解析，由此可求取再結(jié)合壽命。若在禁帶中存在形成成為再結(jié)合中心的能級(jí)的金屬雜質(zhì)或缺陷等，貝Ij再結(jié)合壽命變短。由此情形，可通過再結(jié)合壽命的測(cè)定來評(píng)價(jià)晶圓中的金屬雜質(zhì)或結(jié)晶缺陷等(例如非專利文獻(xiàn)I)。
[0003]評(píng)價(jià)對(duì)象的試料為晶圓形狀時(shí)，通過光脈沖而產(chǎn)生的過剩載流子不僅在晶圓內(nèi)部再結(jié)合而消滅，還擴(kuò)散于晶圓表面及背面，通過表面再結(jié)合而消滅。因此，為了評(píng)價(jià)晶圓內(nèi)部的金屬污染或結(jié)晶缺陷，而須抑制表面及背面的表面再結(jié)合。作為抑制表面再結(jié)合的方法，一般使用熱氧化處理(氧化膜鈍化)或電解溶液處理(化學(xué)鈍化處理，簡(jiǎn)稱CP處理)。就氧化膜鈍化而言，是在用以形成氧化膜的熱處理工序中，需要注意不使金屬污染或結(jié)晶缺陷發(fā)生。因此，評(píng)價(jià)氧化爐以外的熱處理爐，例如用以制造磊晶晶圓的磊晶成長(zhǎng)爐的金屬污染時(shí)，使用化學(xué)鈍化處理。
[0004]作為化學(xué)鈍化處理用的溶液，已知碘醇溶液(例如非專利文獻(xiàn)2)及醌氫醌醇溶液(例如專利文獻(xiàn)I)。醌氫醌醇溶液的情況下，到表面鈍化效果安定為止花費(fèi)時(shí)間(例如非專利文獻(xiàn)3)。因此，為了盡可能快速取得金屬污染的評(píng)價(jià)結(jié)果時(shí)，可使用碘醇溶液。
[0005]但是，就使用碘醇溶液的化學(xué)鈍化處理而言，隨著處理后的時(shí)間經(jīng)過，測(cè)定值會(huì)降低，因此會(huì)有測(cè)定值產(chǎn)生偏差的問題。在專利文獻(xiàn)2中公開有，為了解決該問題，而使用用于補(bǔ)正測(cè)定值的經(jīng)時(shí)變化的補(bǔ)正值作為時(shí)間的函數(shù)表示的補(bǔ)正式來補(bǔ)正測(cè)定值的方法。然而，就此方法而言，由于需要測(cè)定再結(jié)合壽命的經(jīng)時(shí)變化，因此會(huì)有費(fèi)時(shí)費(fèi)工的問題。
[0006]隨著半導(dǎo)體裝置的高性能化，即使是微量的金屬污染也會(huì)對(duì)裝置性能造成不良影響，降低金屬污染成為極重要的課題。特別是在CCD (電荷耦合元件)或CIS (CMOS圖像傳感器)等的攝像元件中，隨著感光度或分辨率的提升，微弱的白色缺陷(像素缺陷)或暗電流等成為問題，擔(dān)心極微量的金屬污染帶來不良影響。因此，就作為攝像元件用基板廣泛使用的磊晶晶圓而言，不僅裝置制造工藝的金屬污染，制造磊晶晶圓的工藝中的金屬污染也強(qiáng)烈期望降低。
[0007]為了降低硅基板制造工藝或裝置制造工藝中的金屬污染，需要以高感度且高精度來評(píng)價(jià)極微量的金屬污染的方法。并且，為了根據(jù)評(píng)價(jià)金屬污染的結(jié)果來判斷制品制造的可否，需要盡可能迅速地取得評(píng)價(jià)結(jié)果。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本特開2002-329692號(hào)公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-192809號(hào)公報(bào)
[0012]非專利文獻(xiàn)
[0013]非專利文獻(xiàn)1:JEIDA-53-1997 “硅晶圓的利用反射微波光導(dǎo)電衰減法的再結(jié)合壽命測(cè)定方法1J 3 >々X —/、?反射Y Y夕口波光導(dǎo)電減衰法C <0再結(jié)合X 7夕彳Λ測(cè)定方法)”
[0014]非專利文獻(xiàn)2:T.S.Horanyi et al.，Appl.Surf.Sc1.63 (1993) 306.
[0015]非專利文獻(xiàn)3:H.Takato et al.，Jpn.J.Appl.Phys.41 (2002) L870.

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]發(fā)明要解決的課題
[0017]本發(fā)明是有鑒于上述以往技術(shù)的問題點(diǎn)而完成的，其目的是在于提供一種可高精度評(píng)價(jià)硅基板制造工藝或裝置制造工藝的金屬污染或結(jié)晶缺陷的硅基板的再結(jié)合壽命測(cè)定方法。
[0018]用于解決課題的手段
[0019]為了解決上述課題，本發(fā)明的硅基板的再結(jié)合壽命測(cè)定方法是對(duì)硅基板的表面進(jìn)行化學(xué)鈍化處理之后，測(cè)定再結(jié)合壽命的方法，其特征在于，
[0020]從所述化學(xué)鈍化處理到所述再結(jié)合壽命的測(cè)定結(jié)束的期間，至少進(jìn)行防護(hù)所述硅基板不受紫外線照射的紫外線防護(hù)處理。
[0021]只要如此從化學(xué)鈍化處理到再結(jié)合壽命的測(cè)定結(jié)束的期間，至少對(duì)于硅基板進(jìn)行防護(hù)不受紫外線照射的紫外線防護(hù)處理，就可以縮小自剛化學(xué)鈍化處理之后的測(cè)定值的經(jīng)時(shí)變化，可以高精度測(cè)定再結(jié)合壽命。
[0022]這種情況下，通過在被遮光的環(huán)境下進(jìn)行所述化學(xué)鈍化處理到所述再結(jié)合壽命的測(cè)定，可以進(jìn)行所述紫外線防護(hù)處理。例如像暗室那樣被遮光的環(huán)境下，可防護(hù)所述硅基板不受紫外線照射，因此可縮小自剛化學(xué)鈍化處理之后的測(cè)定值的經(jīng)時(shí)變化，可以高精度測(cè)定再結(jié)合壽命。
[0023]另外，優(yōu)選通過在紫外線被切斷的環(huán)境下進(jìn)行所述化學(xué)鈍化處理到所述再結(jié)合壽命的測(cè)定，來進(jìn)行所述紫外線防護(hù)處理。在本說明書中，所謂紫外線被切斷的環(huán)境下的意思是除了紫外線被去除的環(huán)境下或紫外線被遮斷的環(huán)境下以外，還包含紫外線被減低的環(huán)境下。例如若像黃色室(yellow room)那樣紫外線被切斷的環(huán)境下，則可防護(hù)所述硅基板不受紫外線照射，因此可將自剛化學(xué)鈍化處理之后的測(cè)定值的經(jīng)時(shí)變化縮小到與被遮光的環(huán)境下的情況同等程度，可以高精度測(cè)定再結(jié)合壽命。
[0024]另外，可以通過將所述硅基板收容于遮蔽紫外線的材質(zhì)的合成樹脂制的袋或容器而使其浸漬于化學(xué)鈍化用的溶液來進(jìn)行所述化學(xué)鈍化處理，來測(cè)定再結(jié)合壽命。
[0025]通過如此將硅基板收容于切斷紫外線的材質(zhì)的合成樹脂制的袋或容器，可以在與紫外線被切斷的環(huán)境下相同條件下進(jìn)行化學(xué)鈍化處理及再結(jié)合壽命測(cè)定，因此可將自剛化學(xué)鈍化處理之后的測(cè)定值的經(jīng)時(shí)變化縮小到與被遮光的環(huán)境下的情況同等程度，可以高精度測(cè)定再結(jié)合壽命。作為合成樹脂，可以使用聚乙烯或聚丙烯。另外，作為切斷所述紫外線的材質(zhì)的合成樹脂的袋或容器，可以使用市售的切斷紫外線的類型的合成樹脂的袋或容器。
[0026]優(yōu)選利用碘醇溶液來進(jìn)行所述化學(xué)鈍化處理。
[0027]若為如此使用碘醇溶液的化學(xué)鈍化處理，則由于鈍化效果高，處理后快速穩(wěn)定，因此可以迅速測(cè)定再結(jié)合壽命。
[0028]所述再結(jié)合壽命的測(cè)定優(yōu)選通過微波光導(dǎo)電衰減法(μ-PCD法)來測(cè)定。若為μ -PCD法，則可以容易地測(cè)定被化學(xué)鈍化的硅基板的再結(jié)合壽命。
[0029]發(fā)明效果
[0030]若根據(jù)本發(fā)明的硅基板的再結(jié)合壽命測(cè)定方法，則可縮小化學(xué)鈍化處理后的測(cè)定值的經(jīng)時(shí)變化，因此可以高精度測(cè)定再結(jié)合壽命。由此，在硅基板制造工藝或裝置制造工藝中，可以高感度且高精度，更加迅速地評(píng)價(jià)金屬污染。
【附圖說明】
[0031]圖1是表示實(shí)施例1中的化學(xué)鈍化處理后的經(jīng)過時(shí)間與再結(jié)合壽命相對(duì)值的關(guān)系的圖表。
[0032]圖2是表示實(shí)施例1中的聚乙烯袋的光的波長(zhǎng)與透射率的關(guān)系的圖表。
[0033]圖3是表示實(shí)施例2中的化學(xué)鈍化處理后的經(jīng)過時(shí)間與再結(jié)合壽命相對(duì)值的關(guān)系的圖表。
[0034]圖4是表示實(shí)施例2中的抗紫外線聚乙烯袋的光的波長(zhǎng)與透射率的關(guān)系的圖表。
[0035]圖5是表示實(shí)施例3中的化學(xué)鈍化處理后的經(jīng)過時(shí)間與再結(jié)合壽命相對(duì)值的關(guān)系的圖表。
[0036]圖6是表示實(shí)施例3中的聚酯薄膜的光的波長(zhǎng)與透射率的關(guān)系的圖表。
[0037]圖7是表示比較例I中的化學(xué)鈍化處理后的經(jīng)過時(shí)間與再結(jié)合壽命相對(duì)值的關(guān)系的圖表。
[0038]圖8是表示比較例2中的化學(xué)鈍化處理后的經(jīng)過時(shí)間與再結(jié)合壽命相對(duì)值的關(guān)系的圖表。
[0039]圖9是表示比較例2