[發明專利]硅晶片的金屬污染分析方法和硅晶片的制造方法

有效

• 申請號: 201880025413.1
• 申請日: 2018-02-23
• 公開（公告）號: CN110494734B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 水野泰輔
• 申請（專利權）人: 勝高股份有限公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;H01L21/66
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張桂霞;楊戩

本發明提供硅晶片的金屬污染分析方法，該分析方法包括：使分析對象的硅晶片的表面與包含氟化氫氣體和硝酸氣體的蝕刻氣體接觸，由此將該硅晶片的表層區域蝕刻；使上述硅晶片的通過上述蝕刻而暴露的表面與從包含鹽酸和硝酸的混合酸中產生的氣體接觸；將與從上述混合酸中產生的氣體接觸之后的硅晶片加熱；使上述加熱后的硅晶片的通過上述蝕刻而暴露的表面與回收液接觸；以及分析與上述硅晶片的通過上述蝕刻而暴露的表面接觸之后的回收液中的金屬成分。

關聯申請的相互參照

本申請要求2017年4月17日申請的日本特愿2017-81105號的優先權，其全部記載以特別公開的形式援引到本文中。

技術領域

本發明涉及硅晶片的金屬污染分析方法和硅晶片的制造方法。

背景技術

硅晶片被廣泛用作半導體裝置的基板。在半導體裝置中，基板的金屬污染會成為降低裝置性能的原因，因此需要金屬污染少的硅晶片。為了提供金屬污染少的硅晶片，期望分析硅晶片的金屬污染，基于分析結果進行良品判定，或者基于分析結果并根據需要在硅晶片的制造工序中實施用于降低金屬污染的處理。

硅晶片的金屬污染的分析可以通過下述方式進行：例如，將硅晶片表層區域分解(蝕刻)，并分析其分解殘余物中的金屬成分。作為分解方法，已知有使硅晶片表面與分解溶液接觸以將其溶解并分解的方法(液相分解法)和使分解對象的硅晶片表面與蝕刻氣體接觸以將其分解的方法(氣相分解法) (例如參見日本特開2008-130696號公報(其全部記載以特別公開的形式援引到本文中))。

發明內容

在液相分解法中，為了將硅晶片表層區域均勻地蝕刻，需要大量的分解溶液。因此，來自硅晶片表層區域的金屬成分的濃度被大量的分解溶液稀釋，由此有可能發生分析靈敏度的降低。另外，由于分解溶液本身帶入的污染會使分解背景上升，也有可能發生分析靈敏度的降低。因此，從分析靈敏度的觀點出發，可以說與液相分解法相比，更期望氣相分解法作為硅晶片表層區域的分解法。

但是，近年來，伴隨著半導體裝置的微細化或高集成化，半導體基板的金屬污染水平降低的需求變得更加嚴格。因此，為了檢測出更微量的金屬污染，需要以較以往實現的分析靈敏度更高的靈敏度來分析硅晶片的金屬污染。

本發明的一個方案提供可提高硅晶片的金屬污染分析的分析靈敏度的新手段。

本發明的一個方案涉及硅晶片的金屬污染分析方法(以下，也簡稱為“分析方法”)，所述分析方法包括：

使分析對象的硅晶片的表面與包含氟化氫氣體和硝酸氣體的蝕刻氣體接觸，由此將該硅晶片的表層區域蝕刻；

使上述硅晶片的通過上述蝕刻而暴露的表面與從包含鹽酸和硝酸的混合酸中產生的氣體接觸；

將與從上述混合酸中產生的氣體接觸之后的硅晶片加熱；

使上述加熱后的硅晶片的通過上述蝕刻而暴露的表面與回收液接觸；以及

分析與上述硅晶片的通過上述蝕刻而暴露的表面接觸之后的回收液中的金屬成分。

根據上述分析方法，針對硅晶片的金屬污染分析的可高靈敏度化的理由，本發明人推測如下。

上述分析方法中，使分析對象的硅晶片之表面與上述蝕刻氣體接觸，由此將硅晶片的表層區域蝕刻。即，通過氣相分解法蝕刻硅晶片表層區域。但是，一般而言，硅的氣相分解反應中，生成Si化合物(Si殘余物)，所述Si化合物成為金屬成分回收到回收液的阻礙、或可能成為用于分析金屬成分的分析裝置中的阻礙物質。認為在上述蝕刻中產生的代表性Si殘余物的形成過程如下。