本申請(qǐng)主張2014年7月4日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第2014-139131號(hào)公報(bào)的優(yōu)先權(quán)，作為公開，特在此引用其全部記載。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染評(píng)價(jià)方法及其應(yīng)用。具體而言，涉及一種利用光致發(fā)光來評(píng)價(jià)半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的評(píng)價(jià)方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

作為污染半導(dǎo)體基板表面的污染物質(zhì)，可以列舉來自于半導(dǎo)體基板的制造裝置及收容容器的有機(jī)物。

半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染所引起的現(xiàn)象是：成為柵極絕緣膜的經(jīng)時(shí)絕緣破壞現(xiàn)象中偶發(fā)故障的發(fā)生、氧化膜耐壓劣化等設(shè)備性能下降的原因。因此，為了穩(wěn)定地供給能制造高質(zhì)量的裝置的半導(dǎo)體基板，要求評(píng)價(jià)半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染，判別應(yīng)從出廠的成品基板中排除的不合格的基板(被污染的半導(dǎo)體基板)、判斷在成品基板出廠前是否進(jìn)行用于除去有機(jī)物的再清洗(再清洗的必要性)、進(jìn)行用于排除污染原因的工序管理等。因此，以往已經(jīng)提出各種用于評(píng)價(jià)半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的方法(例如，特開2002-368050號(hào)公報(bào)、特開平8-220071號(hào)公報(bào)、特開平6-283582號(hào)公報(bào)及其英語(yǔ)同族專利即美國(guó)專利第5,426,057號(hào)公報(bào)中記載的方法等，作為公開，特在此引用這些文獻(xiàn)的全部記載)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

然而，上述現(xiàn)有評(píng)價(jià)方法具有下述問題：測(cè)定需要很長(zhǎng)時(shí)間，測(cè)定靈敏度、分辨率低，需要進(jìn)行破壞性檢查等。

本發(fā)明的一種形態(tài)是提供一種半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的新的評(píng)價(jià)方法。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過不斷深入研究的結(jié)果是獲得了新的見解，以往用于分析半導(dǎo)體基板中的缺陷和金屬污染而不用于分析半導(dǎo)體基板表面附著物引起的污染的方法，即光致發(fā)光法能夠用來評(píng)價(jià)半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)污染。而且在測(cè)定原理上，光致發(fā)光法的測(cè)定靈敏度和分辨率高，并且不需要長(zhǎng)時(shí)間測(cè)定，是一種非破壞性檢查，是一種優(yōu)異的方法。

更具體而言，半導(dǎo)體基板表面因自然氧化膜的影響而存在容易帶正電的傾向，所以帶負(fù)電的有機(jī)物容易付著在半導(dǎo)體基板表面。而且當(dāng)帶負(fù)電的有機(jī)物付著時(shí)，在p型半導(dǎo)體中，能帶因負(fù)電而傾向于蓄積側(cè)，在n型半導(dǎo)體中，能帶傾向于反轉(zhuǎn)側(cè)，未被電子填充的表面準(zhǔn)位變多，所以容易引起表面準(zhǔn)位處的SRH再?gòu)?fù)合。因此，在半導(dǎo)體基板表面付著了有機(jī)物的部位，光致發(fā)光(下文也被記載為“PL”)信號(hào)(PL強(qiáng)度)弱。通過利用這一點(diǎn)，根據(jù)與PL強(qiáng)度有關(guān)的信息(PL強(qiáng)度信息)，半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的評(píng)價(jià)成為可能，這是本發(fā)明人努力研究的結(jié)果、新的發(fā)現(xiàn)。因此，例如通過與沒有有機(jī)物污染(或有機(jī)物污染少)的參照基板的PL強(qiáng)度信息對(duì)比，能夠?qū)υu(píng)價(jià)對(duì)象半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的有無(wú)和程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。而且，根據(jù)在評(píng)價(jià)對(duì)象半導(dǎo)體基板表面所獲得的PL強(qiáng)度的面內(nèi)分布信息，能夠?qū)υu(píng)價(jià)對(duì)象半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的面內(nèi)分布(在面內(nèi)的哪個(gè)部位付著有有機(jī)物，在面內(nèi)的哪個(gè)部位付著有較多的有機(jī)物等)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

本發(fā)明是基于以上見解而完成的。

即，本發(fā)明的一種形態(tài)涉及一種半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染評(píng)價(jià)方法，該方法包括：在評(píng)價(jià)對(duì)象半導(dǎo)體基板表面獲得光致發(fā)光強(qiáng)度信息；根據(jù)所獲得的光致發(fā)光強(qiáng)度信息，對(duì)評(píng)價(jià)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)，該評(píng)價(jià)項(xiàng)目選自由評(píng)價(jià)對(duì)象半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的有無(wú)、程度以及面內(nèi)分布所組成的群。

在一種形態(tài)中，光致發(fā)光強(qiáng)度信息包含評(píng)價(jià)對(duì)象半導(dǎo)體基板表面的光致發(fā)光強(qiáng)度的面內(nèi)分布信息。

在一種形態(tài)中，至少對(duì)有機(jī)物污染的面內(nèi)分布進(jìn)行評(píng)價(jià)。

關(guān)于這一點(diǎn)，為了推定有機(jī)物污染的半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的原因，并進(jìn)行應(yīng)該排除該原因的工序管理，希望獲得半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的面內(nèi)分布。在半導(dǎo)體基板的制造裝置和收容容器，位于通過面內(nèi)分布信息確認(rèn)有機(jī)物污染多有發(fā)生的區(qū)域附近(或者與該區(qū)域接觸)的部件，成為半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的發(fā)生原因的可能性高。然而利用上述專利文獻(xiàn)2和3記載的方法，在半導(dǎo)體基板表面無(wú)法獲得有機(jī)物污染的面內(nèi)分布信息。另一方面，利用例如根據(jù)半導(dǎo)體基板表面的接觸角度測(cè)定的評(píng)價(jià)方法、和專利文獻(xiàn)1記載的根據(jù)表面光電壓的評(píng)價(jià)方法，能夠獲得半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的面內(nèi)分布信息。然而這些評(píng)價(jià)方法需要進(jìn)一步改善測(cè)定靈敏度。與此相對(duì)，利用上述評(píng)價(jià)方法，能夠高靈敏度地評(píng)價(jià)半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的面內(nèi)分布信息。而且，基于如此獲得的評(píng)價(jià)結(jié)果，能夠推定表面有機(jī)物污染的發(fā)生原因。

上述半導(dǎo)體基板可以是p型、n型中的任一種，在一種形態(tài)中是p型半導(dǎo)體基板。與n型半導(dǎo)體基板相比，p型半導(dǎo)體基板的付著有機(jī)物的部位與未付著有機(jī)物的部位的PL強(qiáng)度差以及因付著量的差異而導(dǎo)致的PL強(qiáng)度差大，因此在p型半導(dǎo)體基板上，能夠獲得更高對(duì)比的面內(nèi)分布信息。

另外，由于能夠像上述那樣進(jìn)行半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的評(píng)價(jià)，所以根據(jù)本發(fā)明的另一形態(tài)，也能評(píng)價(jià)在制造或保管中由配置有半導(dǎo)體基板的裝置造成的有機(jī)物污染的有無(wú)及程度。

即，本發(fā)明的另一形態(tài)涉及一種在制造或保管時(shí)配置有半導(dǎo)體基板的裝置的評(píng)價(jià)方法，包含：

在被配置于所述裝置的半導(dǎo)體基板表面獲得光致發(fā)光強(qiáng)度信息；以及

根據(jù)所獲得的光致發(fā)光強(qiáng)度信息，對(duì)評(píng)價(jià)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)，該評(píng)價(jià)項(xiàng)目選自由所述裝置造成的半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的發(fā)生的有無(wú)、程度所組成的群。

在一種形態(tài)中，根據(jù)所獲得的光致發(fā)光強(qiáng)度的面內(nèi)分布信息，能夠推定因所述裝置造成的半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的發(fā)生原因。

在一種形態(tài)中，所述裝置為半導(dǎo)體基板的收容容器。

本發(fā)明的另一種形態(tài)涉及一種半導(dǎo)體基板的制造方法，該方法包括：

準(zhǔn)備由多個(gè)半導(dǎo)體基板組成的半導(dǎo)體基板的組的工序；

從所述組中抽出至少一個(gè)半導(dǎo)體基板的工序；

評(píng)價(jià)所抽出的半導(dǎo)體基板的工序；和以下工序中的至少一個(gè)：

將從經(jīng)過所述評(píng)價(jià)被判定合格品的半導(dǎo)體基板及與該半導(dǎo)體基板同一組內(nèi)的其他半導(dǎo)體基板所組成的群中選擇的至少一個(gè)半導(dǎo)體基板作為成品基板出廠，或，對(duì)從經(jīng)所述評(píng)價(jià)被判定為不合格品的半導(dǎo)體基板及與該半導(dǎo)體基板同一組內(nèi)的其他半導(dǎo)體基板所組成的群中選擇的至少一個(gè)半導(dǎo)體基板實(shí)施清洗處理，在表面有機(jī)物污染降低后再作為成品基板出廠；

利用所述半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染評(píng)價(jià)方法，對(duì)被抽出的半導(dǎo)體基板進(jìn)行評(píng)價(jià)。

本發(fā)明的另一種形態(tài)涉及一種半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的評(píng)價(jià)裝置，該裝置包含：

測(cè)定部，在評(píng)價(jià)對(duì)象半導(dǎo)體基板表面獲得光致發(fā)光強(qiáng)度信息；

評(píng)價(jià)部，根據(jù)所獲得的光致發(fā)光強(qiáng)度信息，對(duì)評(píng)價(jià)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)，該評(píng)價(jià)項(xiàng)目選自由評(píng)價(jià)對(duì)象半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的有無(wú)、程度和面內(nèi)分布所組成的群。

根據(jù)本發(fā)明，能夠評(píng)價(jià)半導(dǎo)體基板表面得有機(jī)物污染的有無(wú)、程度和面內(nèi)分布。另外，通過上述評(píng)價(jià)，能夠推定因半導(dǎo)體基板的制造裝置和收容容器而造成的有機(jī)物污染原因。根據(jù)該推定結(jié)果，通過進(jìn)行排除污染原因的裝置檢修和容器更換等工序管理，能夠穩(wěn)定地供給表面有機(jī)物污染少的高質(zhì)量的半導(dǎo)體基板。

附圖說明

圖1是根據(jù)強(qiáng)激發(fā)顯微光致發(fā)光法的測(cè)定裝置的概略圖。

圖2是顯示將半導(dǎo)體晶片收容于實(shí)施例中所使用的半導(dǎo)體晶片出廠容器中的狀態(tài)的概略剖視圖。

圖3的上段顯示在實(shí)施例1中獲得的PL強(qiáng)度的映射剖面圖，圖3的下段顯示在比較例1中獲得的接觸角測(cè)定值的映射剖面圖。

圖4顯示通過GC-MS分析得到的有機(jī)物付著量定量結(jié)果。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明一種形態(tài)是一種半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的評(píng)價(jià)方法，包含下述工序。

(1)在評(píng)價(jià)對(duì)象半導(dǎo)體基板表面，獲得光致發(fā)光強(qiáng)度(PL強(qiáng)度)信息，

(2)根據(jù)所獲得的PL強(qiáng)度信息，對(duì)評(píng)價(jià)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)，該評(píng)價(jià)項(xiàng)目選自由評(píng)價(jià)對(duì)象半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的有無(wú)、程度和面內(nèi)分布所組成的群。

以下，對(duì)各工序依次進(jìn)行說明。

工序(1)

在本工序中，在評(píng)價(jià)對(duì)象半導(dǎo)體基板表面獲得PL強(qiáng)度信息。像上文說明的那樣，在半導(dǎo)體基板表面付著有機(jī)物的部位的PL強(qiáng)度比未付著有機(jī)物的部位的PL強(qiáng)度弱，而且，付著量越多，PL強(qiáng)度越弱。因此，根據(jù)在本工序所獲得的PL強(qiáng)度信息，例如，能夠判定PL強(qiáng)度弱的被觀察部位是發(fā)生表面有機(jī)物付著的部位，并能夠判定PL強(qiáng)度越弱，該部位的有機(jī)物付著量越多。根據(jù)這樣的PL強(qiáng)度的面內(nèi)分布信息，能夠評(píng)價(jià)有機(jī)物污染的面內(nèi)分布。而且，通過將在評(píng)價(jià)對(duì)象半導(dǎo)體基板表面所獲得的PL強(qiáng)度(例如，在整個(gè)面內(nèi)或一部分區(qū)域被測(cè)定的PL強(qiáng)度的平均值、最大值、最小值等)與在參照半導(dǎo)體基板表面所獲得的PL強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比，也能夠判定評(píng)價(jià)對(duì)象半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的有無(wú)及程度，所述參照半導(dǎo)體基板是指確認(rèn)為沒有有機(jī)物污染或有機(jī)物污染極少且數(shù)值是成品所允許的閾值以下的基板。本發(fā)明的PL強(qiáng)度信息包含上述那樣的PL強(qiáng)度的平均值、最大值、最小值、面內(nèi)整個(gè)區(qū)域或一部分區(qū)域的PL強(qiáng)度的分布信息(面內(nèi)分布信息)等與PL強(qiáng)度相關(guān)的各種信息。

針對(duì)判定的具體情況，后面描述工序(2)。

雖然評(píng)價(jià)對(duì)象半導(dǎo)體基板例如是硅基板，但并無(wú)特別限定。例如化合物半導(dǎo)體基板也能適用上述評(píng)價(jià)方法。半導(dǎo)體基板的導(dǎo)電型可以是p型，也可以是n型。即使評(píng)價(jià)對(duì)象半導(dǎo)體基板是任一種導(dǎo)電型的半導(dǎo)體基板，利用光致發(fā)光法，也能高靈敏度地評(píng)價(jià)表面有機(jī)物污染的有無(wú)、程度和面內(nèi)分布。對(duì)比p型和n型，在n型中，在沒有有機(jī)物付著的狀態(tài)下，被電子填充的表面準(zhǔn)位多，在有機(jī)物付著的狀態(tài)下，未被因排斥所產(chǎn)生的電子填充的表面準(zhǔn)位量變少，所以與p型相比，有機(jī)物付著部位和未付著部位的PL強(qiáng)度差及因付著量的差異而導(dǎo)致的PL強(qiáng)度差變小。所以，與n型相比，p型能夠更高靈敏度地評(píng)價(jià)表面有機(jī)物污染的有無(wú)、程度及面內(nèi)分布。例如在利用映射剖面圖獲得PL面內(nèi)分布信息的情況下，為了更高靈敏度地進(jìn)行評(píng)價(jià)，最好能夠獲得更高對(duì)比的映射剖面圖。而且，從容易評(píng)價(jià)的角度出發(fā)，最好獲得高對(duì)比的PL面內(nèi)分布信息。

本發(fā)明的PL強(qiáng)度的獲得方法只要是利用光致發(fā)光法即可，并無(wú)特別限定。從操作簡(jiǎn)便性的觀點(diǎn)出發(fā)，最好利用不需要溫度控制的室溫光致發(fā)光法(室溫PL法)進(jìn)行。如果采用硅基板為例，在室溫PL法中，利用從試樣基板表面入射的且比硅的禁帶寬度能量大的激發(fā)光在表面附近產(chǎn)生的電子空穴對(duì)(也就是載流子)，在晶片內(nèi)部邊擴(kuò)散邊發(fā)光然后熄滅。該發(fā)光被稱作能帶端發(fā)光，顯示室溫(例如20～30℃)下的波長(zhǎng)為約1.15μm的發(fā)光強(qiáng)度。通常，在光致發(fā)光法中，激發(fā)光能夠使用可見光，所以作為PL強(qiáng)度，如果測(cè)定波長(zhǎng)950nm以上的光強(qiáng)度，由于能夠從激發(fā)光分離，所以高靈敏度的測(cè)定就成為可能。由此，作為PL強(qiáng)度，最好測(cè)定能帶端發(fā)光強(qiáng)度。因此，如上所述，在半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物付著部位，由于能帶傾向于蓄積側(cè)(p型)或反轉(zhuǎn)側(cè)(n型)會(huì)導(dǎo)致發(fā)光強(qiáng)度下降，因此，表面有機(jī)物付著的有無(wú)和程度會(huì)在半導(dǎo)體基板表面產(chǎn)生PL強(qiáng)度的高低差異。

在本發(fā)明中，作為在利用室溫PL法來測(cè)定PL強(qiáng)度時(shí)能夠使用的裝置的一例，可以列舉根據(jù)強(qiáng)激發(fā)顯微光致發(fā)光法的測(cè)定方法。所謂強(qiáng)激發(fā)顯微光致發(fā)光法是指利用可見光激光使硅中的載流子激發(fā)，進(jìn)而檢測(cè)出被激發(fā)的載流子直接在禁帶寬度之間再結(jié)合時(shí)產(chǎn)生的發(fā)光(能帶端發(fā)光)強(qiáng)度的方法。圖1是根據(jù)強(qiáng)激發(fā)顯微光致發(fā)光法的測(cè)定裝置的概略圖。在圖1中，10表示測(cè)定裝置，1表示激光光源，2表示半反射鏡，3表示光致發(fā)光檢測(cè)器，4表示自動(dòng)聚焦用檢測(cè)器，5表示帶通濾波器，6表示輸入計(jì)，7表示輸出計(jì)，8表示表面散射光檢測(cè)器，W表示測(cè)定對(duì)象試樣(半導(dǎo)體基板)。測(cè)定對(duì)象試樣W被載置在未圖示的X·Y載物臺(tái)上，通過X·Y載物臺(tái)工作，激勵(lì)激光向基板面的X方向、Y方向掃描。由此，獲得評(píng)價(jià)對(duì)象半導(dǎo)體基板的PL強(qiáng)度信息。PL強(qiáng)度信息也可以在評(píng)價(jià)對(duì)象試樣表面的整個(gè)面內(nèi)獲得，也可以在表面的一部分獲得。而目，在獲得作為PL強(qiáng)度信息的PL面內(nèi)分布信息的情況下，所獲得的面內(nèi)分布信息是PL強(qiáng)度的線圖，也可以是映射剖面圖。為了評(píng)價(jià)在面內(nèi)整個(gè)區(qū)域上的有機(jī)物付著的有無(wú)、程度和分布，最好獲得映射剖面圖。在映射剖面圖中，可以通過將PL強(qiáng)度的由高到低分配成例如由黑到白的亮度(明暗程度)，利用映射圖像的明暗來評(píng)價(jià)PL強(qiáng)度的高低。而且在本發(fā)明中，所謂的面內(nèi)分布信息，不局限于面內(nèi)整個(gè)面的分布信息，也用于表示包含面內(nèi)一部分區(qū)域的分布信息的含義。例如，PL面內(nèi)分布信息的獲得也包含獲得面內(nèi)某個(gè)區(qū)域的PL強(qiáng)度信息(例如PL強(qiáng)度的平均值、最大值、最小值)和獲得面內(nèi)其他一個(gè)以上區(qū)域的PL強(qiáng)度信息。

工序(2)

本工序是基于通過工序(1)獲得的PL強(qiáng)度信息，對(duì)從評(píng)價(jià)對(duì)象半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的有無(wú)、程度和面內(nèi)分布所組成的群中選擇的評(píng)價(jià)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)的工序。在一種形態(tài)中，在所獲得的PL強(qiáng)度信息(例如上述PL面內(nèi)分布信息)中，通過確認(rèn)PL強(qiáng)度的高低差異，能夠判定在硅片表面發(fā)生了有機(jī)物污染(更詳細(xì)地說，有機(jī)物污染在局部發(fā)生)。而目，在另一種形態(tài)中，通過將像上文記載的那樣獲得的PL強(qiáng)度信息與針對(duì)參照半導(dǎo)體基板所獲得的PL強(qiáng)度信息進(jìn)行對(duì)比，能夠判斷評(píng)價(jià)對(duì)象半導(dǎo)體基板的表面有機(jī)物附著的有無(wú)及污染的程度(污染是重度還是輕度)。而且，在另一種形態(tài)中，在工序(1)獲得的PL面內(nèi)分布信息中，通過判定在PL強(qiáng)度低的區(qū)域發(fā)生了表面有機(jī)物污染，能夠評(píng)價(jià)表面有機(jī)物污染的面內(nèi)分布。

上述評(píng)價(jià)方法不僅能對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的有無(wú)及程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，也能評(píng)價(jià)面內(nèi)分布，所以也能推定半導(dǎo)體基板的表面有機(jī)物污染的發(fā)生原因。針對(duì)這一點(diǎn)作進(jìn)一步說明，作為半導(dǎo)體基板的有機(jī)物污染的發(fā)生原因，可以列舉從半導(dǎo)體基板的制造裝置和收容容器脫氣產(chǎn)生的有機(jī)氣體物質(zhì)的付著、這些裝置和容器的構(gòu)成材料與半導(dǎo)體基板表面接觸時(shí)的付著、混入到這些裝置和容器內(nèi)部的環(huán)境氣體內(nèi)的有機(jī)氣體物質(zhì)的付著等。例如，在PL面內(nèi)分布信息中，如果PL強(qiáng)度局部下降的區(qū)域被確認(rèn)，則可以推定在制造裝置和收容容器內(nèi)，位于該區(qū)域附近的部件和與該區(qū)域接觸的部件是表面有機(jī)物污染的發(fā)生原因?；蛘?，與無(wú)污染(或污染極少)的參照半導(dǎo)體基板對(duì)比，如果確認(rèn)在面內(nèi)整個(gè)區(qū)域PL強(qiáng)度幾乎均等地下降，就能推定混入到制造裝置和收容容器內(nèi)部的環(huán)境氣體內(nèi)的有機(jī)氣體物質(zhì)是污染原因。

因此，根據(jù)本發(fā)明的一種形態(tài)，通過使用上述評(píng)價(jià)方法，也能評(píng)價(jià)由半導(dǎo)體基板的制造裝置和收容容器所造成得有機(jī)物污染的發(fā)生的有無(wú)及程度。

即，本發(fā)明的一種形態(tài)是涉及一種在制造或保管時(shí)配置有半導(dǎo)體基板的裝置的評(píng)價(jià)方法，所述評(píng)價(jià)方法包含：在被配置于所述裝置的半導(dǎo)體基板表面獲得PL強(qiáng)度信息；根據(jù)所獲得的PL強(qiáng)度信息，對(duì)評(píng)價(jià)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)，該評(píng)價(jià)項(xiàng)目選自由所述裝置造成的半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的發(fā)生的有無(wú)、程度所組成的群。評(píng)價(jià)的具體情況與上文記載的相同。而且，作為評(píng)價(jià)對(duì)象的裝置，可以列舉半導(dǎo)體基板的收容容器、在制造工序中配置有半導(dǎo)體基板的各種裝置(例如熱處理爐等)。

如上所述，根據(jù)PL面內(nèi)分布信息，能夠推定半導(dǎo)體基板的表面有機(jī)物污染的發(fā)生原因。這意味著能夠推定在制造或保管時(shí)配置有半導(dǎo)體基板的裝置所造成的半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的產(chǎn)生原因。推定的具體情況與上文記載的相同。另外，通過實(shí)施制造裝置、收容容器的更換、維修、清洗等污染降低處理，以減少或排除所推定的產(chǎn)生原因，能夠提供表面有機(jī)物污染少的半導(dǎo)體基板。

而且，本發(fā)明的其他形態(tài)涉及一種半導(dǎo)體基板的制造方法，通過實(shí)施上述本發(fā)明的一種形態(tài)所涉及的半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的評(píng)價(jià)方法，對(duì)被抽出的半導(dǎo)體基板進(jìn)行評(píng)價(jià)，該方法包括：預(yù)備由多個(gè)半導(dǎo)體基板組成的半導(dǎo)體基板組的工序；從所述組中抽出至少一個(gè)半導(dǎo)體基板的工序；對(duì)所述被抽出的半導(dǎo)體基板進(jìn)行評(píng)價(jià)的工序；和以下工序中的至少一個(gè)：從經(jīng)所述評(píng)價(jià)被判定為合格品的半導(dǎo)體基板及與該半導(dǎo)體基板處于同一組內(nèi)的其他半導(dǎo)體基板所組成的群中選擇至少一個(gè)半導(dǎo)體基板，將其作為成品基板出廠；或者，從經(jīng)所述評(píng)價(jià)被判定為不合格品的半導(dǎo)體基板及與該半導(dǎo)體基板處于同一組內(nèi)的其他半導(dǎo)體基板所組成的群中選擇至少一個(gè)半導(dǎo)體基板實(shí)施清洗處理，在降低表面有機(jī)物污染后再作為成品基板出廠。

利用上述本發(fā)明的一種形態(tài)涉及的半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的評(píng)價(jià)方法，能夠高靈敏度且高分辨率地評(píng)價(jià)半導(dǎo)體基板的表面有機(jī)物污染。因此，在一種形態(tài)中，將經(jīng)過相關(guān)的評(píng)價(jià)方法判定表面有機(jī)物污染的有無(wú)、程度和面內(nèi)分布狀態(tài)均可用于制造高質(zhì)量的裝置的合格品的半導(dǎo)體基板、以及與該基板同一組內(nèi)的半導(dǎo)體基板作為成品基板出廠，藉此，能夠高可靠性地提供可用于制作高質(zhì)量的裝置的成品基板。而且，判定為合格品的基準(zhǔn)可以因應(yīng)半導(dǎo)體基板的用途等并考慮基板所要求的物理特性來設(shè)定。而且一個(gè)組內(nèi)所包含的基板數(shù)量和要抽出的基板數(shù)量適當(dāng)設(shè)定即可。

而且，在另一種形態(tài)中，對(duì)根據(jù)上述評(píng)價(jià)的結(jié)果被判定為不滿足合格品的判斷基準(zhǔn)的不合格品的半導(dǎo)體基板、以及與被判斷為不合格品的半導(dǎo)體基板同一組內(nèi)的其他半導(dǎo)體基板實(shí)施清洗處理，在降低表面有機(jī)物污染后，作為成品基板出廠，籍此，能夠高可靠性地提供可用于制作高質(zhì)量的裝置的成品基板。清洗處理可以采用公知的方法進(jìn)行。而且，降低表面有機(jī)物污染后的半導(dǎo)體基板可以直接作為成品基板出廠，也可以在利用上述評(píng)價(jià)方法確認(rèn)為合格品后，再作為成品基板出廠。

本發(fā)明的另一種形態(tài)涉及一種半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的評(píng)價(jià)裝置，該裝置包括：測(cè)定部，在評(píng)價(jià)對(duì)象半導(dǎo)體基板表面獲得PL強(qiáng)度信息；評(píng)價(jià)部，根據(jù)所獲得的PL強(qiáng)度信息，對(duì)評(píng)價(jià)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)，該評(píng)價(jià)項(xiàng)目選自由評(píng)價(jià)對(duì)象半導(dǎo)體基板表面的有機(jī)物污染的有無(wú)、程度和面內(nèi)分布所組成的群。上述評(píng)價(jià)裝置能夠很好地適用于所述評(píng)價(jià)方法。

作為上述評(píng)價(jià)裝置所包含的測(cè)定部，可以不受限制地使用市場(chǎng)上銷售的光致發(fā)光測(cè)定裝置等、公知的基于光致發(fā)光法的測(cè)定裝置。測(cè)定裝置的一例如上文所記載。而且上述評(píng)價(jià)裝置中，測(cè)定部和后述的評(píng)價(jià)部可以作為分體的構(gòu)成要素被包含，也可以作為一體的構(gòu)成要素被包含。在測(cè)定部所獲得的PL強(qiáng)度信息的具體情況如上文所記載。

評(píng)價(jià)部至少包含能夠顯示在測(cè)定部所獲得的PL強(qiáng)度信息的顯示部。在一種形態(tài)中，評(píng)價(jià)者通過目視顯示部所顯示的PL強(qiáng)度信息進(jìn)行判定，藉此，能夠進(jìn)行基于顯示部所顯示的PL強(qiáng)度信息的評(píng)價(jià)。雖然本發(fā)明并不限定于下述形態(tài)，但作為具體的形態(tài)，可以列舉的有：采用目視判斷映射剖面圖的評(píng)價(jià)；以及以面內(nèi)的PL強(qiáng)度的最大值和最小值的差是否超過閾值、面內(nèi)的PL強(qiáng)度的平均值是否超過閾值、起因于制造裝置和收容容器的表面有機(jī)物污染有可能發(fā)生的特定區(qū)域的PL強(qiáng)度是否超過閾值等作為判定基準(zhǔn)來判定的評(píng)價(jià)等。

實(shí)施例

下文，基于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。但是本發(fā)明并不限定于實(shí)施例所示形態(tài)。下文記載的評(píng)價(jià)在室溫(約20℃)下進(jìn)行。

評(píng)價(jià)對(duì)象硅片的準(zhǔn)備

針對(duì)下述3個(gè)級(jí)別的摻雜硼的p型硅片，每個(gè)級(jí)別分別準(zhǔn)備3片。同一級(jí)別中的一片硅片采用PL法評(píng)價(jià)，另一片硅片采用GC-MS法評(píng)價(jià)，剩余的一片采用接觸角法評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)的細(xì)節(jié)將在下文敘述。所有硅片是同一批次制造的硅片。因此，級(jí)別間的評(píng)價(jià)結(jié)果的差異能夠判斷為因評(píng)價(jià)法的差異或保管時(shí)的污染導(dǎo)致的影響所造成的。

<評(píng)價(jià)對(duì)象硅片>

參照晶片：出廠前剛進(jìn)行清洗后的硅片。

晶片1：與參照晶片進(jìn)行相同的出廠前清洗后，在半導(dǎo)體晶片出廠容器內(nèi)保管1個(gè)月后的硅片。

晶片2：與參照晶片進(jìn)行相同的出廠前清洗后，在與晶片1的保管中所使用的半導(dǎo)體晶片出廠容器不同的半導(dǎo)體晶片出廠容器內(nèi)保管3個(gè)月后的硅片。

圖2是顯示收容有硅片狀態(tài)的半導(dǎo)體晶片收容容器的剖視圖。

[實(shí)施例1]

采用室溫PL法的評(píng)價(jià)

作為圖1所示裝置，使用Nanometrics公司制造的PL測(cè)定裝置SiPHER；作為測(cè)定激光，利用波長(zhǎng)532nm的光源，針對(duì)參照晶片、晶片1和晶片2，進(jìn)行在500μm節(jié)距下能帶端光致發(fā)光發(fā)光強(qiáng)度圖測(cè)定。

在圖3上段顯示參照晶片、晶片1和晶片2的PL強(qiáng)度的映射剖面圖。在映射剖面圖中，PL強(qiáng)度越低的部分越暗(黑)，越高的部位越亮(白)。在圖3上段所示的映射剖面圖中，面內(nèi)上方顯示半導(dǎo)體晶片出廠容器中被配置在上方(槽口側(cè))的區(qū)域的結(jié)果，面內(nèi)下方顯示半導(dǎo)體晶片出廠容器中被配置在下方的區(qū)域的結(jié)果。在晶片1和晶片2的映射剖面圖中，確認(rèn)在配置于面內(nèi)上方的區(qū)域PL強(qiáng)度低，觀察到在半導(dǎo)體晶片出廠容器內(nèi)的保管時(shí)間長(zhǎng)的晶片2有更大程度的PL強(qiáng)度的降低。與此相對(duì)，在參照晶片確認(rèn)到這種PL強(qiáng)度的降低，其在面內(nèi)整個(gè)區(qū)域顯示幾乎相同的PL強(qiáng)度。

根據(jù)上述結(jié)果能夠推定，在半導(dǎo)體晶片出廠容器內(nèi)在晶片上方的附近存在表面有機(jī)物污染源，成為晶片1和晶片2的晶片面內(nèi)在半導(dǎo)體晶片出廠容器內(nèi)位于上方的區(qū)域產(chǎn)生PL強(qiáng)度的下降的原因。在半導(dǎo)體晶片出廠容器的構(gòu)成部件中，作為僅位于上方而成為有機(jī)物污染原因的部件可以列舉墊圈(密封部件)。綜上所述，推定半導(dǎo)體晶片出廠容器的墊圈成為表面有機(jī)物污染的產(chǎn)生原因。

利用GC-MS的付著有機(jī)物的確定和有機(jī)物付著量的確認(rèn)

通過對(duì)參照晶片、晶片1和晶片2加熱，將付著在晶片表面的有機(jī)物氣化回收。利用氣相色譜儀質(zhì)量分析儀(GC-MS)對(duì)回收的有機(jī)物進(jìn)行分析。根據(jù)GC-MS的質(zhì)量光譜，能夠在晶片1和晶片2上確認(rèn)到來自半導(dǎo)體晶片出廠容器的墊圈所包含的來自可塑劑的有機(jī)物。認(rèn)為有機(jī)物是可塑劑脫氣并付著于晶片1和晶片2的產(chǎn)物。

根據(jù)使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制成的標(biāo)準(zhǔn)曲線，對(duì)付著于晶片1和晶片2的上述有機(jī)物數(shù)量進(jìn)行定量。在圖4中顯示結(jié)果。另外從對(duì)參照晶片進(jìn)行清洗后的有機(jī)溶劑中未檢測(cè)到上述有機(jī)物。在氣體色譜法分析中，雖然能夠?qū)Ω吨诎雽?dǎo)體基板表面的有機(jī)物進(jìn)行定量，但難以獲得表面有機(jī)物污染的面內(nèi)分布信息。與此相對(duì)，利用PL法，能夠像實(shí)施例1所示那樣能夠獲得表面有機(jī)物污染的面內(nèi)分布信息。另外，根據(jù)表面有機(jī)物污染的面內(nèi)分布信息，也能推定表面有機(jī)物污染的發(fā)生原因。由此可知，利用PL法的評(píng)價(jià)方法是一種優(yōu)異的方法。

作為評(píng)價(jià)方法的具體形態(tài)，例如，如圖3所示，在晶片1和晶片2的PL強(qiáng)度映射剖面圖中，對(duì)比差在面內(nèi)被確認(rèn)，能夠判定在晶片1和晶片2發(fā)生了有機(jī)物污染。而且，針對(duì)晶片1和晶片2各個(gè)晶片，計(jì)算出晶片表面的一部分區(qū)域(例如面內(nèi)上方)的PL強(qiáng)度的平均值和另一部分區(qū)域(例如面內(nèi)下方)的PL強(qiáng)度的平均值，一部分區(qū)域的PL強(qiáng)度的平均值比另一部分區(qū)域的PL強(qiáng)度的平均值低，就能判定在一部分區(qū)域內(nèi)(例如面內(nèi)上方)發(fā)生了有機(jī)物污染?；蛘撸槍?duì)晶片1、晶片2和參照晶片，計(jì)算出面內(nèi)的PL強(qiáng)度的平均值，與針對(duì)參照晶片計(jì)算出的平均值相比，針對(duì)晶片1和晶片2計(jì)算出的平均值低，也能判定在晶片1和晶片2發(fā)生了有機(jī)物污染。另外，將針對(duì)晶片1算出的平均值與針對(duì)晶片2算出的平均值對(duì)比，針對(duì)晶片2算出的平均值低，能判定在晶片2的表面發(fā)生了比晶片1更重度的有機(jī)物污染。

[比較例1]

根據(jù)接觸角測(cè)定的評(píng)價(jià)

通過上述評(píng)價(jià)，能夠推定半導(dǎo)體晶片出廠容器的墊圈是晶片表面有機(jī)物污染的發(fā)生原因。因此，在參照晶片、晶片1和晶片2的面內(nèi)，以在半導(dǎo)體晶片出廠容器內(nèi)位于上方的面內(nèi)區(qū)域?yàn)橹行模诿鎯?nèi)的多個(gè)點(diǎn)上，利用市場(chǎng)上銷售的接觸角測(cè)定裝置測(cè)定相對(duì)于水的接觸角。可以判定相對(duì)于水的接觸角越大，有機(jī)物付著量越少。在圖3下段顯示對(duì)測(cè)定值進(jìn)行顏色縮放所獲得的映射剖面圖。

在圖3下段所示的接觸角測(cè)定值的映射剖面圖中，像在實(shí)施例1獲得的PL強(qiáng)度的映射剖面圖那樣的面內(nèi)無(wú)法確認(rèn)出清晰的對(duì)比差。

根據(jù)上述結(jié)果可以確認(rèn)，與采用接觸角測(cè)定的評(píng)價(jià)相比，利用PL法能夠高靈敏度地評(píng)價(jià)半導(dǎo)體晶片的表面有機(jī)物污染。

本發(fā)明在半導(dǎo)體基板的制造領(lǐng)域中有用。