气相成长装置的污染量测定方法及磊晶晶片的制造方法制造方法及图纸

进行气相蚀刻步骤，通过利用HCl气体的气相蚀刻来对气相成长装置的腔室内进行清洁（S1）。继而，实施热处理步骤，在氢气气氛下对既定片数的硅晶片逐片依次进行热处理步骤（S2、S3）。以既定次数重复实施这些气相蚀刻步骤及热处理步骤。即，当未到达既定次数时（S4：否），再次实施气相蚀刻步骤及热处理步骤（S1、S2）。在热处理步骤中，使每次使用相同的晶片且每次进行热处理的顺序不变。在气相蚀刻步骤及热处理步骤已实施既定次数之后（S4：是），将各晶片表面的污染回收，利用ICP—MS测定Mo浓度（S5）。根据各Mo浓度的值或Mo浓度间的关是，来评价气相成长装置的清洁度（S6）。从而提供一种能高精度地测定气相成长装置的污染量的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气相生长装置的污染量测定方法及外延晶片的制造方法
本专利技术涉及一种测定气相生长装置的污染量的方法、及利用该方法制造外延晶片的方法。
技术介绍
近年来，作为CCD(ChargeCoupledDevice电荷耦合器件)或CIS(ContactImageSensor，接触式影像传感器)等摄像组件用基板，会使用在硅晶片上气相生长硅膜的硅外延晶片。这种摄像组件用的外延晶片中，重要的是降低晶片中重金属的杂质水平。因为，若晶片内存在重金属杂质，则会产生称为白瑕疵(白点)的不良状况。一般而言，在高温下使外延膜气相生长以制造外延晶片。因此，当形成外延膜时，若气相生长装置的腔室内存在金属杂质，则所制造的外延晶片会受到金属杂质的污染。该金属污染源，包括例如用作原料的硅结晶或含硅化合物，还包括当维护(清洁)气相生长装置时所附着的金属杂质、构成腔室的素材中所含的金属杂质、装置及管道是统中通常使用的不锈钢成分等。先前，已知测定外延晶片内的金属杂质，根据其测定结果来评价制造该外延晶片的气相生长装置的清洁度(污染程度)的方法(例如，参照专利文献1)。专利文献1的方法是利用晶片寿命(waferlifetime)(以下有时简称为WLT)法测定硅晶片中的金属杂质。作为该WLT法的代表性方法，有微波光电导衰减法(microwavephotoconductivitydecay)少数载子寿命法(以下简称为μ-PCD法)。该方法包括，例如通过对样本(基板)照射光而利用微波的反射率变化来检测出产生的少数载子的寿命，从而评价样本中的金属杂质。若金属进入晶片内，则该WLT值会减小，故而，通过对于经热处理或气相生长的晶片的WLT值进行测定而进行评价，能对热处理炉内或气相生长装置内的金属污染进行管理。即，通过准备污染管理用晶片且利用实际步骤中使用的热处理炉或气相生长装置进行热处理，测定热处理后晶片的WLT值，能判断热处理炉或气相生长装置是否被金属杂质污染。专利文献1:日本特开2010-40813号公报
技术实现思路
技术问题然而，就CCD、CIS等摄像组件用的外延晶片而言，为了防止产生白瑕疵，晶片的高纯度化成为课题，因此，需要高精度地测定气相生长装置的污染量。然而，近年来，随着高精度化，目前的测定方式无法明确地解决白瑕疵。即仍会发生如下情况：在多个外延晶片之间，尽管由WLT法等所测出的金属杂质的污染量之差较小，但在一个晶片上会产生白瑕疵，而在另一晶片上未产生白瑕疵。因此认为，在现有的方式中，尚不能高精度地测定金属杂质的污染量。本专利技术是鉴于上述情况而完成，其课题在于提供一种能高精度地测定气相生长装置的污染量的方法、及能制造高纯度的外延晶片的方法。技术方案用于解决上述问题的、本专利技术的气相生长装置的污染量测定方法包含如下步骤：气相蚀刻步骤，通过利用HCl气体的气相蚀刻而对气相生长装置的腔室内进行清洁；热处理步骤，在经上述气相蚀刻后的上述腔室内在非氧化性气氛下对既定片数的晶片逐片地依次进行热处理；及测定步骤，测定上述热处理步骤中经热处理的各晶片表面上的金属杂质的浓度，来作为上述气相生长装置的污染量；以既定的次数重复实施上述气相蚀刻步骤及上述热处理步骤，在上述热处理步骤中使每次使用相同的晶片且每次进行热处理的晶片的顺序不变，当上述气相蚀刻步骤及上述热处理步骤已实施上述既定次数之后实施上述测定步骤。根据本专利技术，在气相蚀刻步骤中，因在腔室内利用HCl气体进行气相蚀刻，故会产生HCl气体与气相生长装置内存在的金属杂质的反应生成物，且该反应生成物的一部分残留于腔室内。当实施气相蚀刻之后，将既定片数的半导体晶片逐片置入腔室，且在非氧化性气氛下逐片依次进行热处理(热处理步骤)，因此，各晶片表面会被气相蚀刻步骤中所产生且残留于腔室内的金属杂质污染。由于是以既定的次数重复实施该等气相蚀刻步骤及热处理步骤，故而，能使由金属杂质所致的污染浓缩于晶片的表层。测定步骤中，通过对实施了既定次数的气相蚀刻步骤及热处理步骤后的晶片表面上的金属杂质的浓度进行测定，从而能使气相生长装置的污染定量化，且能以高精度地对气相生长装置的污染进行测定。而且，当热处理步骤中进行热处理的晶片的片数为多个时，在热处理步骤中使每次使用相同的晶片且每次进行热处理的晶片的顺序不变，因此，可在各晶片表面的金属污染上反映出热处理的顺序。从而，能观察自多个晶片测定出的金属杂质的浓度间关系，由此容易判断例如气相生长装置的污染的原因(污染原因在于气相蚀刻的清洁、或是存在清洁以外的污染原因等)。而且，就热处理步骤中的非氧化性气氛而言，优选为氢气气氛。由此，能实现非氧化性气氛下的热处理，从而能防止热处理时在晶片的表面形成氧化膜，使表面容易产生金属污染。而且，作为热处理步骤中进行热处理的晶片的片数，优选为3片以上的片数。由此，与晶片仅为1片、2片时相比，能获得大量的信息(金属杂质浓度的衰退)，从而能容易判断气相生长装置的清洁度(污染程度)的好坏、或污染原因。而且，气相蚀刻步骤及热处理步骤的重复次数优选设为4次以上。通过设为4次以上，而使金属杂质的测定精度尤其良好，获得多个晶片间金属杂质的浓度差异明显的实验结果。因此，通过将重复次数设为4次以上，能容易判断气相生长装置的清洁度的好坏、或污染原因。而且，作为热处理步骤中的热处理的条件，优选设为1000℃～1200℃下、时间30秒以上。由此，能良好地使晶片表面产生金属污染。而且，在测定步骤中，优选为，将晶片表面上的污染回收，利用ICP—MS测定金属杂质的浓度。由此，能获得金属杂质的浓度，从而能使气相生长装置的污染定量化(能测定污染量)。此时，可通过将回收污染的范围设为晶片表面的全部范围，而获得全部范围的金属杂质的浓度。另一方面，可通过将回收污染的范围设为晶片表面的部分范围，而能获得该部分范围的金属杂质的浓度。由此，例如能通过测定同一晶片上的不同的多个部分范围的浓度，而获得金属杂质的浓度的面内分布。而且，于测定步骤中，优选为测定Mo浓度作为金属杂质的浓度。Mo相对于作为晶片的硅晶片，其扩散速度缓慢。因此，通过重复气相蚀刻步骤及热处理步骤，能使Mo浓缩于半导体晶片的表层，且在测定步骤能高精度地测定Mo浓度。而且，作为进行热处理的晶片，优选使用硅晶片。本专利技术之外延晶片的制造方法，其特征在于：采用本专利技术的气相生长装置的污染量测定方法，并且使用根据该污染量测定方法的测定结果而使金属杂质的污染减少至一定水平以下的气相生长装置，在晶片上使外延膜气相生长。由此，通过使用采用本专利技术的污染量测定方法而使金属污染减少至一定水平以下的气相生长装置，即本专利技术的可以高精度地测定气相生长装置的污染量的污染量测定方法，从而获得高纯度的外延晶片。附图说明图1是气相生长装置10之侧面剖视图。图2是气相生长装置的清洁度评价方法的流程图。图3是实施例1的测定结果，且表示Mo浓度的晶片片数依赖性、以及VE(VaporEtching，气相蚀刻)及热处理次数依赖性的图。图4是实施例1的比较例的测定结果，且表示VE及热处理已实施4次时的3片晶片的WLT的图。图5是表示直径为300mm晶片的内周部及外周部的示意图。图6是实施例2的测定结果，且表示将WSA的液滴扫描范围设为内周部、外周部时各自的Mo浓度的示意图。图7是实施例3的测定结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气相成长装置的污染量的测定方法，其特征在于包含如下步骤：气相蚀刻步骤，通过利用HCl气体的气相蚀刻而对气相成长装置的腔室内进行清洁；热处理步骤，在经上述气相蚀刻后的上述腔室内在非氧化性气氛下对既定片数的晶片逐片地依次进行热处理；及测定步骤，测定在上述热处理步骤中经热处理后各晶片表面上的金属杂质的浓度，作为上述气相成长装置的污染量；以既定的次数重复实施上述气相蚀刻步骤及上述热处理步骤，在上述热处理步骤中使每次使用相同的晶片且每次进行热处理的晶片的顺序不变，当上述气相蚀刻步骤及上述热处理步骤已实施上述既定的次数之后实施上述测定步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.16 JP 2012-2291981.一种气相生长装置的污染量的测定方法，其特征在于包含如下步骤：气相蚀刻步骤，通过利用HCl气体的气相蚀刻而对气相生长装置的腔室内进行清洁；热处理步骤，在经上述气相蚀刻后的上述腔室内在非氧化性气氛下对既定片数的晶片逐片地依次进行热处理；及测定步骤，测定在上述热处理步骤中经热处理后各晶片表面上的金属杂质的浓度，作为上述气相生长装置的污染量；以既定的次数重复实施上述气相蚀刻步骤及上述热处理步骤，在上述热处理步骤中使每次使用相同的晶片且每次进行热处理的晶片的顺序不变，当上述气相蚀刻步骤及上述热处理步骤已实施上述既定的次数之后实施上述测定步骤。2.根据权利要求1所述的气相生长装置的污染量测定方法，其中，上述非氧化性气氛为氢气气氛。3.根据权利要求1或2所述的气相生长装置的污染量测定方法，其中，上述既定的片数为3片以上。4.根据权利要求1所述的气相生长装置的污染量测定方法，其中，上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：荒井刚，稻田聪史，
申请(专利权)人：信越半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP