[發(fā)明專(zhuān)利]硅基板的再結(jié)合壽命測(cè)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380068161.8
• 申請(qǐng)日: 2013-12-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104871302B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 竹野博
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 信越半導(dǎo)體株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/66
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/66
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 葛凡

本發(fā)明是在于提供一種以高精度評(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)晶缺陷的硅基板的再結(jié)合壽命測(cè)定方法。本發(fā)明是在對(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，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。

技術(shù)領(lǐng)域

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(lái)測(cè)定硅基板的再結(jié)合壽命的方法。

背景技術(shù)

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-PCD法)的再結(jié)合壽命的測(cè)定。就此μ-PCD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(guò)剩載流子產(chǎn)生。通過(guò)產(chǎn)生的過(guò)剩載流子來(lái)增加晶圓的導(dǎo)電率，但之后隨時(shí)間經(jīng)過(guò)，過(guò)剩載流子會(huì)通過(guò)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，則再結(jié)合壽命變短。由此情形，可通過(guò)再結(jié)合壽命的測(cè)定來(lái)評(píng)價(jià)晶圓中的金屬雜質(zhì)或結(jié)晶缺陷等(例如非專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。

評(píng)價(jià)對(duì)象的試料為晶圓形狀時(shí)，通過(guò)光脈沖而產(chǎn)生的過(guò)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(guò)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(chēng)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。

作為化學(xué)鈍化處理用的溶液，已知碘醇溶液(例如非專(zhuān)利文獻(xiàn)2)及醌氫醌醇溶液(例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。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(zhuān)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。

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(guò)，測(cè)定值會(huì)降低，因此會(huì)有測(cè)定值產(chǎn)生偏差的問(wèn)題。在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)有，為了解決該問(wèn)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(lái)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(wèn)題。

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(wèn)題，擔(dān)心極微量的金屬污染帶來(lái)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。

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(lái)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(lái)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。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2002-329692號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2010-192809號(hào)公報(bào)

非專(zhuān)利文獻(xiàn)

非專(zhuān)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(シリコンウェーハの反射マイクロ波光導(dǎo)電減衰法により再結(jié)合ライフタイム測(cè)定方法)”

非專(zhuān)利文獻(xiàn)2：T.S.Horanyi et al.，Appl.Surf.Sci.63(1993)306.

非專(zhuān)利文獻(xiàn)3：H.Takato et al.，Jpn.J.Appl.Phys.41(2002)L870.