半导体晶片的金属污染评价方法和半导体晶片的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种对实施热处理后的半导体晶片的金属污染评价方法，包括下述步骤：通过分析方法1或分析方法2对半导体晶片表面的多个分析部位进行分析来获得分析值，其中，分析方法1是指因评价对象金属元素造成的污染量越多则用于评价的分析值越小，分析方法2是指因评价对象金属元素造成的污染量越多则用于评价的分析值越大，并且其中，通过基于由概率分布函数规定的正常值评价分析值，来判断是否具有因评价对象金属元素而导致的局部污染。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体晶片的金属污染评价方法和半导体晶片的制造方法相关申请的相互参照本申请主张在2013年1月24日提出申请的日本专利申请第2013-011446号的优先权，并在此引用上述专利申请的所有内容。
本专利技术涉及一种半导体晶片的金属污染评价方法，详细地说，本专利技术涉及一种能够评价半导体晶片是否具有局部金属污染的金属污染评价方法。另外，本专利技术涉及一种半导体晶片的制造方法，基于上述方法的评价结果而实施的质量管理，该制造方法可提供出成品晶片。
技术介绍
半导体晶片的金属污染对成品的设备特性具有恶劣影响。可引起金属污染的工序是晶片制造工序中的各种热处理，例如晶片氧化、扩散、外延生长等。例如，如果Fe、Ni等重金属因热处理而污染进入硅晶片中，则在带隙中形成深电平而作为载体捕获中心或再结合中心运作，在设备中产生p-n结漏泄以及缩减寿命。因此，为了提供金属污染少、高质量的半导体晶片，需要在热处理后进行一种评价半导体晶片的金属污染的高可靠性方法。与此相关联，日本特开2009-302337号公报的所有内容在此被引用，该公报提出一种在热处理工序中使用监控污染的监控芯片，来对半导体晶片制造工序中的热处理工序进行管理的方式。因热处理工序而产生的金属污染大致可划分为因从热处理环境气体混入的金属杂质而导致的金属污染，以及因在热处理工序之前和热处理工序中与污染源(例如包含金属成分的颗粒、诸如热处理舟、基座、三点支撑销等晶片保持工具以及各种金属制夹具)接触，通过附着在半导体晶片上的金属杂质而在热处理工序中以在接触部分附近扩散的形式而导致的金属污染。后者的金属污染会以局部形式发生在接触部分附近。日本特开2009-302337号公报虽然可基于寿命测量值来判断是否具有来自热处理环境气体的金属污染，但通过该方法难以对后者的局部金属污染做出评价。
技术实现思路
本专利技术一方面提供了一种用于评价热处理后半导体晶片是否具有局部金属污染的措施。日本特开2009-302337号公报公开的寿命测量方法是一种对半导体晶片的金属污染的评价方法。除此之外，扩散长度测量方法也是众所周知的。因此，基于在被预料为可能发生局部污染的被评价的半导体晶片区域(也称作“污染预料区域”)中的扩散长度或寿命的测量值，来判断是否具有局部污染。然而，近些年来，在作为半导体基板而被使用的晶片中，由于强化固有吸杂功能，内部氧析出物(BMD：BulkMicroDefect：微体缺陷)和成为成长核的微小缺陷逐步加强。虽然半导体晶片的金属污染减少了寿命和扩散长度的测量值，但上述BMD和微小缺陷也减少了寿命和扩散长度的测量值。因此，如果忽视半导体晶片内的BMD和微小缺陷的密度和大小，仅着眼于污染预料区域的寿命和扩散长度的测量值的大小，则存在基于因金属污染之外的因素使测量值减小而对存在局部金属污染做出误判的危险。这不仅适于上述那样金属污染量越多则测量值越小的分析方法，也适于诸如基于扩散长度计算金属污染浓度分析那样，金属污染量越多则测量值越大的分析方法。也就是说，使用受金属污染之外因素的影响的分析值难以对被评价的半导体晶片是否具有局部污染做出高可靠性地评价。另一方面，也可进行半导体晶片的寿命或扩散长度的映像测量，通过目视观察所获得的图像，基于是否具有低寿命区域或扩散长度小的区域来判断是否具有局部金属污染。然而，该方法不能进行定量评价。针对上述，本专利技术人进行大量研究，发现通过在多个分析值中检测是否存在局部且极端异常的值可来判断是否具有局部金属污染。由此设计出了本专利技术。本专利技术一方面涉及一种对实施热处理后的半导体晶片的金属污染进行评价的方法，包括下述步骤：通过分析方法1或分析方法2对半导体晶片表面的多个分析部位进行分析来获得分析值，其中，分析方法1是指因评价对象金属元素造成的污染量越多则用于评价的分析值越小，分析方法2是指因评价对象金属元素造成的污染量越多则用于评价的分析值越大；和在多个分析部位中，估算出因与污染源接触而附着在半导体晶片上的评价对象污染金属元素因热处理而将要扩散的分析部位的数量P；其中：当通过分析方法1获得分析值时，所有分析部位的分析值按升序排列，从最小值数到第P个部位时的分析值Vp若小于或等于由概率分布函数规定的正常值的下限值，则做出评价对象金属元素导致的局部污染存在的结论，若分析值Vp超过下限值，则做出评价对象金属元素导致的局部污染不存在的结论；以及当通过分析方法2获得分析值时，所有分析部位的分析值按升序排列，从最大值数到第P个部位时的分析值Vp若大于或等于由概率分布函数规定的正常值的上限值，则做出评价对象金属元素导致的局部污染存在的结论，若分析值Vp小于上限值，则做出评价对象金属元素导致的局部污染不存在的结论。在一实施例中，概率分布函数是正态分布，在通过分析方法1获得分析值的情况下，由概率分布函数规定的正常值的下限值是Avg.-Y*σ其中，Avg.表示所有分析部位的分析值的平均值，σ表示标准偏差，Y为介于2～3范围内的数值，以及在通过分析方法2获得分析值的情况下，由概率分布函数规定的正常值的上限值是Avg.+Y*σ其中，Avg.表示所有分析部位的分析值的平均值，σ表示标准偏差，Y为介于2～3范围内的数值。在一实施例中，将所有分析部位的数量设为Pall，根据通过X＝(P/Pall)*100计算出的累积频率X％来决定Y的值。在一实施例中，为获得分析值而使用的分析方法是μ-PCD法或SPV法。本专利技术的另一方面是提供了一种制造半导体晶片的方法，包括下述步骤：通过包括热处理的制造工序准备出包括多个半导体晶片的晶片批次；从晶片批次中抽出至少一个半导体晶片作为评价用晶片；利用所述金属污染评价方法对抽出的评价用晶片进行评价；以及将包含在同一批次内作为评价用晶片，由上述评价判断为无局部金属污染的半导体晶片作为成品晶片出厂。本专利技术能够对热处理后的半导体晶片因在热处理工序之前或热处理工序中与污染源的接触而是否存在局部污染进行评价。另外，通过基于评价结果进行的质量管理，能够将没有局部金属污染或局部金属污染极少的高质量半导体晶片作为成品晶片出厂。附图说明图1(a)是实施例1中被测量的高污染级别组中的晶片的寿命图。图1(b)是被测量的低污染级别组中的晶片的寿命图。图2是下述如何获得数值P的一实例说明图。图3是实施例2中通过SPV法测量得到的两个晶片的Fe污染浓度图。具体实施方式本专利技术一方面提供了一种对实施热处理后的半导体晶片的金属污染进行评价的方法，包括下述步骤：通过分析方法1或分析方法2对半导体晶片表面的多个分析部位进行分析来获得分析值，其中，分析方法1是指因评价对象金属元素造成的污染量越多则用于评价的分析值越小，分析方法2是指因评价对象金属元素造成的污染量越多则用于评价的分析值越大；和在多个分析部位中，估算出因与污染源接触而附着在半导体晶片上的评价对象污染金属元素因热处理而将要扩散的分析部位的数量P；其中：当通过分析方法1获得分析值时，所有分析部位的分析值按升序排列，从最小值数到第P个部位时的分析值Vp若小于或等于由概率分布函数规定的正常值的下限值，则做出评价对象金属元素导致的局部污染存在的结论，若分析值Vp超过下限值，则做出评价对象金属元素导致的局部污染不存在的结论；以及当通过分析方法2获得分析值时，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对实施热处理后的半导体晶片的金属污染评价方法，其特征在于，它包括下述步骤：通过分析方法1或分析方法2对半导体晶片表面的多个分析部位进行分析来获得分析值，其中，分析方法1是指因评价对象金属元素造成的污染量越多则用于评价的分析值越小，分析方法2是指因评价对象金属元素造成的污染量越多则用于评价的分析值越大；和在多个分析部位中，估算出因与污染源接触而附着在半导体晶片上的评价对象污染金属元素因热处理而将要扩散的分析部位的数量P；其中：当通过分析方法1获得分析值时，所有分析部位的分析值按升序排列，从最小值数到第P个部位时的分析值Vp若小于或等于由概率分布函数规定的正常值的下限值，则判断出评价对象金属元素导致的局部污染存在，若分析值Vp超过下限值，则判断出评价对象金属元素导致的局部污染不存在；以及当通过分析方法2获得分析值时，所有分析部位的分析值按升序排列，从最大值数到第P个部位时的分析值Vp若大于或等于由概率分布函数规定的正常值的上限值，则判断出评价对象金属元素导致的局部污染存在，若分析值Vp小于上限值，则判断出评价对象金属元素导致的局部污染不存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.01.24 JP 2013-0114461.一种对实施热处理后的半导体晶片的金属污染评价方法，其特征在于，它包括下述步骤：通过分析方法1或分析方法2对半导体晶片表面的多个分析部位进行分析来获得分析值，其中，分析方法1是指因评价对象金属元素造成的污染量越多则用于评价的分析值越小，分析方法2是指因评价对象金属元素造成的污染量越多则用于评价的分析值越大；和在多个分析部位中，估算出因与污染源接触而附着在半导体晶片上的评价对象污染金属元素因热处理而将要扩散的分析部位的数量P；其中：当通过分析方法1获得分析值时，所有分析部位的分析值按升序排列，从分析值的最小值到最大值数到第P个部位时的分析值Vp若小于或等于由概率分布函数规定的正常值的下限值，则判断出评价对象金属元素导致的局部污染存在，若分析值Vp超过下限值，则判断出评价对象金属元素导致的局部污染不存在；以及当通过分析方法2获得分析值时，所有分析部位的分析值按升序排列，从分析值的最大值到最小值数到第P个部位时的分析值Vp若大于或等于由概率分布函数规定的正常值的上限值，则判断出评价对象金属元素导致的局部污染存在，若分析值Vp小于上限值，则判断出评价对象金属元素导致的局部污染不存在。2.根据权利要求1所述的金属污染评价方法，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本圭，江里口和隆，三次伯知，久保田刚志，
申请(专利权)人：株式会社SUMCO，
类型：发明
国别省市：日本;JP