[发明专利]硅晶片的金属污染分析方法和硅晶片的制造方法

说明书

本发明提供硅晶片的金属污染分析方法，该分析方法包括：使分析对象的硅晶片的表面与包含氟化氢气体和硝酸气体的蚀刻气体接触，由此将该硅晶片的表层区域蚀刻；使上述硅晶片的通过上述蚀刻而暴露的表面与从包含盐酸和硝酸的混合酸中产生的气体接触；将与从上述混合酸中产生的气体接触之后的硅晶片加热；使上述加热后的硅晶片的通过上述蚀刻而暴露的表面与回收液接触；以及分析与上述硅晶片的通过上述蚀刻而暴露的表面接触之后的回收液中的金属成分。

关联申请的相互参照

本申请要求2017年4月17日申请的日本特愿2017-81105号的优先权，其全部记载以特别公开的形式援引到本文中。

技术领域

本发明涉及硅晶片的金属污染分析方法和硅晶片的制造方法。

背景技术

硅晶片被广泛用作半导体装置的基板。在半导体装置中，基板的金属污染会成为降低装置性能的原因，因此需要金属污染少的硅晶片。为了提供金属污染少的硅晶片，期望分析硅晶片的金属污染，基于分析结果进行良品判定，或者基于分析结果并根据需要在硅晶片的制造工序中实施用于降低金属污染的处理。

硅晶片的金属污染的分析可以通过下述方式进行：例如，将硅晶片表层区域分解(蚀刻)，并分析其分解残余物中的金属成分。作为分解方法，已知有使硅晶片表面与分解溶液接触以将其溶解并分解的方法(液相分解法)和使分解对象的硅晶片表面与蚀刻气体接触以将其分解的方法(气相分解法) (例如参见日本特开2008-130696号公报(其全部记载以特别公开的形式援引到本文中))。

发明内容

在液相分解法中，为了将硅晶片表层区域均匀地蚀刻，需要大量的分解溶液。因此，来自硅晶片表层区域的金属成分的浓度被大量的分解溶液稀释，由此有可能发生分析灵敏度的降低。另外，由于分解溶液本身带入的污染会使分解背景上升，也有可能发生分析灵敏度的降低。因此，从分析灵敏度的观点出发，可以说与液相分解法相比，更期望气相分解法作为硅晶片表层区域的分解法。

但是，近年来，伴随着半导体装置的微细化或高集成化，半导体基板的金属污染水平降低的需求变得更加严格。因此，为了检测出更微量的金属污染，需要以较以往实现的分析灵敏度更高的灵敏度来分析硅晶片的金属污染。

本发明的一个方案提供可提高硅晶片的金属污染分析的分析灵敏度的新手段。

本发明的一个方案涉及硅晶片的金属污染分析方法(以下，也简称为“分析方法”)，所述分析方法包括：

使分析对象的硅晶片的表面与包含氟化氢气体和硝酸气体的蚀刻气体接触，由此将该硅晶片的表层区域蚀刻；

使上述硅晶片的通过上述蚀刻而暴露的表面与从包含盐酸和硝酸的混合酸中产生的气体接触；

将与从上述混合酸中产生的气体接触之后的硅晶片加热；

使上述加热后的硅晶片的通过上述蚀刻而暴露的表面与回收液接触；以及

分析与上述硅晶片的通过上述蚀刻而暴露的表面接触之后的回收液中的金属成分。

根据上述分析方法，针对硅晶片的金属污染分析的可高灵敏度化的理由，本发明人推测如下。

上述分析方法中，使分析对象的硅晶片之表面与上述蚀刻气体接触，由此将硅晶片的表层区域蚀刻。即，通过气相分解法蚀刻硅晶片表层区域。但是，一般而言，硅的气相分解反应中，生成Si化合物(Si残余物)，所述Si化合物成为金属成分回收到回收液的阻碍、或可能成为用于分析金属成分的分析装置中的阻碍物质。认为在上述蚀刻中产生的代表性Si残余物的形成过程如下。