(57)【要約】半導体製造ツールの試験に使用した試験基板を、データーベースから各試験基板に実行された処理工程を読み出し、複数の再生法からある再生法を選択することで再生する。再生法には各試験基板を再生するための結晶格子欠陥又は金属汚染物質低減処理が含まれる。各試験基板は、共通の欠陥又は汚染物質低減処理が割り当てられた試験基板のグループへと分類され、配置される。追加の構成は本文中に記載され、権利請求されている。
2009521097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造ツールの試験に使用された試験基板の再生方法であり、
（ａ）複数の試験基板から複数の試験基板識別データを読み出し、
（ｂ）各読み出し済み試験基板についてその保存試験基板データをデータベースから取り出し、
（ｃ）各読み出し済み試験基板に、その保存試験基板データと関連付けられている結晶格子欠陥低減処理を割り当てることを含む再生方法。
【請求項２】
以下の、
（ａ）各読み出し済み試験基板を検査して結晶格子欠陥を識別し、データベースに検査済み試験基板についての欠陥検査の結果を記した試験基板データを保存し、
（ｂ）読み出し済みの複数の試験基板を複数のグループに分類し、グループの各試験基板は共通して割り当てられた結晶格子欠陥低減処理を有していること、
の少なくとも１つを更に含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
グループの各読み出し済み試験基板が共通して識別された結晶格子欠陥を有している請求項２記載の方法。
【請求項４】
共通して割り当てられた結晶格子欠陥低減処理を用いて、各グループの各読み出し済み試験基板を再生することを更に含む請求項２記載の方法。
【請求項５】
更に、保存試験基板データが、そこから読み出し済み試験基板が作製されたところのインゴット部位を識別するデータを含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項６】
各読み出し済み試験基板に割り当てられた結晶格子欠陥低減処理が、そこから読み出し済み試験基板が作製されたところの識別済みインゴット部位に依存している請求項５記載の方法。
【請求項７】
読み出し済みの複数の試験基板を複数のグループへと分類することを更に含み、試験基板の各グループが共通して識別されたインゴット部位と共通して割り当てられた結晶格子欠陥低減処理と関連付けられている請求項５記載の方法。
【請求項８】
保存試験基板データが、膜堆積及び焼鈍処理を含む、読み出し済み試験基板が経た製造処理工程を識別するデータを含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項９】
（ａ）読み出し済みの複数の試験基板を複数のグループに分類し、試験基板の各グループは関連する共通して識別された処理工程と共通して割り当てられた結晶格子欠陥低減処理を有し、
（ｂ）読み出し済み試験基板の各グループをカセットに格納し、各グループのカセットにそのグループに関連付けられた共通の結晶格子欠陥低減処理を表す印をつけること、
の少なくとも１つを更に含む請求項８記載の方法。
【請求項１０】
各グループのカセットに、グループのカセット内に格納された各試験基板の試験基板識別データを表す印をつけることを更に含む請求項９記載の方法。
【請求項１１】
半導体製造ツールで使用した、各自識別コードを有する試験基板を再生するためのシステムであり、
（ａ）試験基板から識別コードを読み出すための読取機と、
（ｂ）各試験基板についての識別コードを表すデータと、結晶格子欠陥低減処理を表す関連データとを含むデータベースを保存するためのメモリを有する制御装置を備え、制御装置が各読み出し済み試験基板についてその保存試験基板データをデータベースから得て、各読み出し済み基板にその保存試験基板データと関連付けられた結晶格子欠陥低減処理を割り当てるためのプログラムコードを含むシステム。
【請求項１２】
試験基板を搬送するためのロボットを更に備え、制御装置がロボットを制御することで試験基板を試験基板格納容器へと搬送し、格納容器は関連付けられた結晶格子欠陥低減処理を有している請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
各読み出し済み試験基板を検査して結晶格子欠陥を識別し、データベース内に検査済み試験基板についての欠陥検査の結果を記した試験基板データを保存するためのインラインセンサを更に備える請求項１１記載のシステム。
【請求項１４】
半導体製造ツールを試験するために使用した試験基板を再生するための製品であり、コンピュータ可読性媒体内に実装されたプログラムコードを含み、このコードにより制御装置は
（ａ）そのそれぞれが複数の試験基板のうちの特定の試験基板を識別している複数の試験基板識別データをデータベース内に保存し、
（ｂ）前記複数の試験基板識別データで識別された前記複数の試験基板のそれぞれを再生するために、複数の結晶格子欠陥低減処理のうちの１つを選択し、
（ｃ）保存試験基板識別データと関連付けられた、試験基板を再生するために選択された再生法を識別するための複数の試験基板結晶格子欠陥低減処理識別データをデータベース保存することが可能となる製品。
【請求項１５】
半導体製造ツールを試験するために使用した試験基板を再生するためのデータのコンピュータデータベースを含むコンピュータ可読性媒体であり、
（ａ）そのそれぞれが複数の試験基板のうちの特定の試験基板を識別している複数の試験基板識別データと、
（ｂ）そのそれぞれが試験基板識別データと関連付けられている複数の結晶格子欠陥低減処理データを含むコンピュータ可読性媒体。
【請求項１６】
半導体製造ツールを試験するために使用した試験基板の再生方法であり、
（ａ）複数の試験基板から複数の試験基板識別データを読み出し、
（ｂ）各読み出し済み試験基板についてその保存試験基板データをデータベースから取り出し、
（ｃ）各読み出し済み試験基板に、その保存試験基板データと関連付けられている金属汚染物質低減処理を割り当てることを含む再生方法。
【請求項１７】
（１）各読み出し済み試験基板を検査して試験基板の金属汚染物質レベルを識別し、データベースにその試験基板についての検査結果を記した試験基板データを保存し、
（２）読み出し済みの複数の試験基板を複数のグループに分類し、グループの各試験基板は共通して割り当てられた金属汚染物質低減処理を有していること、
の少なくとも１つを更に含む請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
グループの各読み出し済み試験基板が共通して識別された金属汚染物質を有している請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
共通して識別された金属汚染物質が銅である請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
保存試験基板データが、堆積及び焼鈍処理を含む、読み出し済み試験基板が経た製造処理工程を識別するデータを含んでいる請求項１７記載の方法。
【請求項２１】
読み出し済みの複数の試験基板を複数のグループに分類することを更に含み、試験基板の各グループは（ｉ）共通して識別された処理工程と、（ｉｉ）共通して割り当てられた金属汚染物質又は最低汚染レベルと関連付けられている請求項１７記載の方法。
【請求項２２】
（ａ）読み出し済み試験基板の各グループをカセットに格納し、各グループのカセットにそのグループに関連付けられた金属汚染物質低減処理を表す印をつけ、
（ｂ）各グループの各読み出し済み試験基板を、そのグループの各読み出し済み試験基板を再生するために割り当てられた金属汚染物質低減処理を用いて再生すること、
の少なくとも１つを更に含む請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
銅製造ツールの試験に使用された試験基板の再生方法であり、
（ａ）複数の試験基板から複数の試験基板識別データを読み出し、
（ｂ）各読み出し済み試験基板についてその保存試験基板データをデータベースから取り出し、
（ｃ）各読み出し済み試験基板に、その保存試験基板データと関連付けられている銅汚染物質低減処理を割り当てることを含む再生方法。
【請求項２４】
（１）各読み出し済み試験基板を検査して試験基板の銅汚染物質レベルを識別し、データベースにその基板についての検査結果を記している試験基板データを保存し、
（２）読み出し済みの複数の試験基板を複数のグループに分類することを更に含み、グループの各試験基板が共通して割り当てられた銅汚染物質低減処理を有している請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
半導体製造に使用された基板の再生方法であり、
（ａ）金属汚染物質を第１表面濃度レベルで含んでいる基板を提供し
（ｂ）基板を加熱して基板内部の金属汚染物質を基板表面へと拡散させ、
（ｃ）基板を、第１表面濃度レベルより少なくとも約２０％高い第２の金属汚染物質表面濃度レベルが得られるに十分なクエンチ速度でクエンチし、
（ｄ）金属汚染物質を基板表面から除去することを含む再生方法。
【請求項２６】
（ｃ）が以下の、
（ａ）第１表面濃度レベルより少なくとも約５０％高い第２の表面濃度レベルが得られるに十分なクエンチ速度で基板をクエンチし、
（ｂ）基板を少なくとも約３℃／秒の平均クエンチ速度でクエンチし、
（ｃ）基板を液体窒素蒸気に曝露することで基板をクエンチすること、
の少なくとも１つを特徴とする請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
第１表面濃度が約１０ｐｐｂ未満であり、第２表面濃度レベルが少なくとも約５０ｐｐｂである請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
（ｂ）が以下の、
（ａ）基板を少なくとも約１６０℃に加熱し、
（ｂ）基板を酸素含有環境又は水素・ハロゲンガス環境内で加熱すること、
の少なくとも１つを特徴とする請求項２５記載の方法。
【請求項２９】
半導体製造における基板の再生方法であり、
（ａ）第１表面濃度レベルの金属汚染物質を含む基板を提供し、
（ｂ）基板にマイクロ波を放射して基板を加熱することで基板内部の金属汚染物質を基板表面へと拡散させ、
（ｃ）第１表面濃度レベルより少なくとも約２０％高い第２の表面濃度レベルが得られるに十分なクエンチ速度で基板をクエンチし、
（ｄ）金属汚染物質を基板表面から除去することを含む再生方法。
【請求項３０】
（ｂ）が以下の、
（１）マイクロ波を少なくとも電力レベル約５００ワットで放射し、
（２）マイクロ波を少なくとも約４０秒に亘って放射し、
（ｃ）マイクロ波を約９５から約１３５秒に亘って放射すること、
の少なくとも１つを特徴とする請求項２９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体製造における基板の再生に関する。
【０００２】
電子デバイスの製造においては、様々な材料を半導体基板又はディスプレイ等の基板上に堆積する、又は引き続いて基板にエッチングを施すことで相互接続線等の特徴部を形成する。これらの材料には金属含有材料、例えばアルミニウム、銅、タンタル、タングステン、及びその化合物が含まれる。基板上に堆積されるその他の材料には、シリコン及び各種酸化物及びその他の非金属材料が含まれる。これらの材料は多様な技法を用いて堆積され、スパッタリング（物理気相蒸着、即ち、ＰＶＤと称される）、化学気相蒸着（ＣＶＤ）及び熱成長が含まれる。材料の堆積に加え、半導体層への不純物のドーピング、拡散、イオン注入、エッチング、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）、洗浄及び熱処理を含むその他の製造工程を実行する。
【０００３】
このような製造工程においては、試験基板を用いてそれぞれの製造工程が仕様に沿って進んでいるか否かを試験することが多い。例えば、銅スパッタ処理を試験するために、試験基板を銅スパッタリングツール内に置き、銅を試験基板上にスパッタ堆積する。次に試験基板を検査して、得られた堆積銅層が規格内にあるか否かを検証する。規格を満たしていない場合、銅スパッタリングツールの制御手段を調節し、所望の銅堆積層が信頼性高く得られるまで同一又は別の試験基板を用いてツールを再試験する。
【０００４】
駆動コストの低下が常に要求されていることから、試験又は処理の監視に用いた基板や、堆積又はエッチング処理基準に達していない、又はその他の理由で不合格となった基板を再生することが、新しい基板の購入に代わる良い代替案である。単に基板を廃棄するよりも使用済みの試験基板を再生するようが費用効率がより高い。再生処理には、典型的には、堆積層及び材料を全て除去し、その下のシリコン材料の一部を除去することが含まれ、これにより試験基板の残りのシリコン材料が清浄となり、添加材料又はその他の汚染物質を実質的に含まないものとなる。結果として、再生処理は試験基板を元の状態に戻してその厚み以外は新しい試験基板と同じ規格を満たすことを意図する。例えば、汚染試験基板の再生が望ましいことが多い。再生処理では、汚染物質が元素金属又は金属化合物等の金属種を含む場合には特異な要件を有することが多い。汚染を回避するために、多くの場合、その上に金属種が堆積された試験基板を、その上に金属堆積物を有しない又は非金属堆積物しか有しないその他の試験基板とは別々に再生することが好ましい。
【０００５】
技術の進歩に伴い、銅相互接続及び銅線を用いた装置の製造は増加し、銅含有種、例えば元素銅又は銅化合物で汚染された基板をその他の基板とは別に再生する必要がある場合が多い。銅含有基板の銅は、その他の基板の再生に使用したのと同じ浴で再生した際、或いは再循環させた研磨スラリーを使用してもその他の基板を容易に汚染してしまう可能性がある。更にＩＣＰ−ＭＳ（誘導結合プラズマ質量分析装置）法を用いた基板表面汚染試験では、シリコン基板の表面から内部へと拡散した銅を検出することができない。これにより、基板内部の銅汚染レベルが高い基板が顧客に出荷されてしまう場合がある。その後、長い貯蔵時間又は輸送中の高温及び倉庫条件により銅が内部から表面へと拡散し、それが基板上に形成されたデバイスに悪影響を与える可能性がある。
【０００６】
銅等の金属汚染物質を除去するための方法の１つは２００５年４月２５日に発行の米国特許第６０５４３７３号、「半導体基板内に拡散した金属不純物の除去方法及び装置」に記載されており、参照により全て本願に組み込まれる。この特許は、基板を硫酸の酸浴内でインシチュで加熱する方法について記載している。しかしながら、１回分の基板から銅汚染物質を除去した後の化学溶液浴は高レベルの銅汚染物質を含有しており、続いてその浴に浸漬される基板へと拡散してしまう。表面が高レベルに汚染された第１の基板の後に表面汚染レベルが低い第２の基板を処理する際に特に問題となるのが２次汚染であり、この場合、第１の基板からの銅が更に第２基板を汚染する場合が多い。
【０００７】
再生前に汚染基板を隔離するためには、再生予定の使用済み試験基板を幾つかある再生カテゴリの１つに分類し、カセット内に格納する。カセット内の試験基板が属するところの特定のカテゴリ（「格子欠陥型」「銅」「金属」又は「非金属」等）を示す各カセットラベルに注記することができる。次に試験基板を社内の再生業務オペレータに搬送する又は社外の業務提供者へと出荷する。試験基板はバルク、つまり数百又は数千単位で同時に出荷又は搬送されることが多い。再生業務オペレータは試験基板を受け取るとカセットラベル上に書かれた注意書きに留意し、試験基板をカセットから取り出し、目視検査を行って再度、典型的には「銅」「金属」又は「非金属」カテゴリという再生カテゴリにより分類する。次に、各カテゴリの試験基板をその特定のカテゴリに適当な再生方法を用いて処理する。
【０００８】
複数の試験基板のそれぞれに行われた処理工程をデータベースから読み出し、各試験基板について特定の再生処理を選択することで試験基板を再生するシステムの１つが、２００５年１０月１１日に発行の、本願の譲受人に譲渡され、参照により本願に全て組み込まれる米国特許第６９５４７２２号、「試験基板の再生方法及び装置」に記載されている。例えば、試験基板に行う処理工程が材料の堆積を含む場合、データベースから読み出されるデータにはある処理工程内において堆積された材料のタイプとその厚さを表すデータが含まれる。次に、試験基板上に堆積された材料のタイプと各堆積物の厚さに応じてその試験基板に適した再生法を選択する。再生法は、イオン注入、ＣＭＰ、洗浄、熱処理及びエッチングを含む、試験基板に施されたその他の処理、及びこれらの処理に関した詳細に応じて選択される。各試験基板についての情報識別子、その試験基板に行う処理及び選択した再生法は、試験基板履歴データベースに保存される。
【０００９】
加えて、再生法を選択終了した各試験基板を分類し、共通の再生法を割り当てられた試験基板グループに加える。例えば、試験基板を、各試験基板から識別コードをスキャナ又はその他の適切な読取機で読み出す自動システムで分類し、その試験基板に割り当てた再生法をデータベースから読み出し、試験基板をロボット又はその他の自動基板取扱装置で、同一又は同様の再生法を割り当てられた別の試験基板を格納するカセット又はその他の容器に配置する。
【００１０】
また、分類された試験基板が格納されている容器にはそれぞれ、容器内に格納されている試験基板用に選択した再生法についての基本又は詳細情報を含む識別情報がラベル表記されている。この情報には、各容器内に保存されている試験基板の一覧も含まれている。各容器についての情報識別子、容器内に格納された試験基板及びこれらの試験基板用に選択した再生法もこれらの容器用のデータベース内に保存される。
【００１１】
分類した試験基板は、各試験基板から適切な読取機により識別コードを読み出す自動システム内の再生オペレータによって容器から取り出される。その試験基板に割り振られた再生法はオペレータに支給されたデータベースから読み出され、どの再生法が各試験基板に割り当てられたかを試験基板の再生前に検証することができる。
【概要】
【００１２】
半導体製造ツールの試験に使用する試験基板を基板再生に向けて分類する。ある方法においては、複数の試験基板識別データを複数の試験基板から読み出す。読み出し済みの試験基板のそれぞれについて、その読み出し済み試験基板についての、保存された試験基板データがデータベースから得られる。読み出し済みの各試験基板は、その読み出し済み試験基板についてのその保存試験基板データに関連付けられている結晶格子欠陥低減処理を割り当てられる。
【００１３】
それぞれ識別コードを有する試験基板を再生するシステムである。システムは試験基板から識別コードを読み取る読取機と制御装置とを備えている。制御装置は各試験基板の識別コードを表すデータと、結晶格子欠陥低減処理を表す関連データを含むデータベースを保存するためのメモリを有している。又、制御装置は各読み出し済み試験基板について、その保存データをデータベースから取り出し、各読み出し済み試験基板についての保存データに関連付けられた結晶格子欠陥低減処理を各読み出し済み試験基板に割り当てるためのプログラムコードを有している。
【００１４】
半導体製造ツールの試験に使用される試験基板を再生するための製品である。本製品はコンピュータ可読性媒体内に実装されたプログラムコードを含み、このコードにより制御装置は（ａ）それぞれのデータが複数の試験基板のうちの特定の試験基板を識別している複数の試験基板識別データをデータベース内に保存し、（ｂ）前記複数の試験基板識別データで識別された前記複数の試験基板のそれぞれを再生するために、複数の結晶格子欠陥低減処理のうちの１つを選択し、（ｃ）保存された試験基板識別データと関連付けられた、試験基板を再生するために選択された再生法を識別するための複数の試験基板結晶格子欠陥低減処理識別データをデータベースに保存することが可能となる。
【００１５】
半導体製造ツールの試験に使用した試験基板を再生するための、データのコンピュータデータベースを含むコンピュータ可読性媒体である。コンピュータ可読性媒体は複数の試験基板識別データを含み、各試験基板識別データは複数の試験基板のうちの特定の試験基板を識別している。複数の格子結晶欠陥低減処理データのそれぞれは、試験基板識別データと関連付けられている。
【００１６】
半導体製造ツールの試験に使用された試験基板の再生方法には、複数の試験基板から複数の試験基板識別データを読み出し、各読み出し済み試験基板についてその保存試験基板データをデータベースから取り出し、各読み出し済み試験基板に、その保存された試験基板データと関連付けられている金属汚染物質低減処理を割り当てることが含まれる。
【００１７】
半導体製造ツールの試験に使用した試験基板の再生方法は、
（ａ）複数の試験基板識別データを複数の試験基板から読み出し、
（ｂ）データベースから各読み出し済み試験基板についてその保存試験基板データを得て、
（ｃ）各読み出し済み試験基板に銅汚染物質低減処理を各読み出し済み試験基板についての保存試験基板データの関数として割り当てることを含む。
【００１８】
基板の再生方法には、第１表面濃度レベルの金属汚染物質を含む基板を提供することが含まれる。基板を加熱し、基板内部の金属汚染物質を基板表面へと拡散させる。その後、基板をクエンチする。クエンチ速度は、クエンチ後に第１表面濃度レベルより少なくとも約２０％高い第２の金属汚染物質表面濃度レベルが得られるに十分な速度である。基板は例えば電気抵抗加熱炉内で、又は基板にマイクロ波を放射することで加熱することが可能である。本方法は、基板における金属汚染物質の表面濃度レベルの上昇の検査及び検出にも使用することが可能である。
【説明】
【００１９】
図１はコンピュータ制御システム１００の一例であり、半導体デバイス及びディスプレイの製造に使用された使用済み試験基板やその他の基板等の基板の再生を大幅に向上可能であると信じられている。システム１００は再生準備過程で使用され、再生準備過程の一例が図２にまとめられている。例えば、システム１００を用いて結晶格子欠陥又は金属汚染物質を有する、特には基板表面付近で生じるこのような欠陥又は汚染物質を有する試験基板の再生を促進可能である。ある態様においては、試験基板を識別し、１つ以上の又は１つ以上のタイプの欠陥又は汚染物質、又は最低レベルの欠陥又は汚染物質を有するとみられるグループへと分類する。例えば、同じインゴット部位からのものであると識別された試験基板は、同じインゴット部位から製造されたその他の試験基板が結晶格子欠陥を有している判断された場合、結晶格子欠陥を有している可能性があるとみなされる。又、試験基板は共通の処理工程、例えば結晶格子欠陥を誘発又は悪化させる傾向があると判明している高温焼鈍処理を経た結果として結晶格子欠陥を有すると思われるグループへと分類される場合がある。同様に、金属堆積処理へと供された基板はより高い金属汚染レベルに晒されている可能性がある。
【００２０】
別の態様においては、到着する試験基板をインラインセンサで検査する。インラインセンサは自動又は半自動制御検査機器を備え、結晶格子欠陥、金属汚染物質の存在の可能性、又はそのレベルを検出可能である。結晶格子欠陥を有している可能性があると判断された試験基板はグループに分類され、各グループにはそのグループの識別済み結晶格子欠陥に適した共通の結晶格子欠陥低減処理、金属汚染物質の場合は金属汚染物質低減処理が割り当てられる。
【００２１】
再生準備処理１１０の例において、再生対象である試験基板はシステム１００で識別され（ブロック１１２）、カセット１１８内に格納される。各カセットは好ましくは独自の識別コードを割り振られており、各コードは英数字又はその他の記号を含む。図示のシステムはシリコン試験基板及びカセットとの関連で描写されているが、一部の実施形態をその他のタイプの試験半導体及び非半導体基板を対象としたものとしてもよく、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）、ガリウムヒ素、ゲルマニウム、シリコン・ゲルマニウム、ガラス及びその他試験基板が含まれる。又、カセット以外の格納コンテナ又は容器を使用してもよい。一例として、３００ｍｍ基板の輸送に使用されたＦＯＵＰが挙げられる。
【００２２】
図３はコンピュータデータベース１２０の一例の概略図であり、システム１００は再生対象の各試験基板の識別コードと、このような各試験基板を格納する特定のカセット１１８の識別コードを保存している。システム１００は適したコンピュータ又はコンピュータネットワーク１２４（図１）を備えた制御装置３００を含み、カセットデータベース１２０を維持している。読取機１２６が再生対象である各試験基板１３０から識別コードを読み取り、データベース１２０に保存する。
【００２３】
図示の再生方法１１０の別の態様では、システム１００は基板ソース履歴データも抽出し（図２のブロック１３２）、試験基板をそこから製造するところのインゴットとインゴット部位を含む。抽出された基板データは再生対象の各試験基板の処理履歴も含む。この処理履歴には（該当する場合は）試験基板上に堆積された様々な層及び試験基板に施されたその他の処理についてのデータが含まれ、その他の処理には焼鈍、エッチング、洗浄、研磨その他が含まれる。シリコンインゴット製造業者は頻繁にデータベースを整備し、基板を産出するソースインゴット及びインゴット部位からの各基板を追跡している。
【００２４】
集積回路製造プラント等の製造システムを通過する各基板上に施された処理もまた追跡される。従って、このソース及び処理履歴データをシステム１００により既存のデータベースから抽出し、再生準備態勢にあると識別された各試験基板についてシステム１００が作成した（図２のブロック１４０）試験基板履歴及び検査データベースに保存する（ブロック１３２）。図４はこのような試験履歴及び検査データベース１５０の例を示しており、各試験基板のソース及び試験基板に施される処理工程のそれぞれが特定の試験基板の識別コードと関連付けられて保存される。
【００２５】
別の態様において、再生対象である各試験基板を結晶格子欠陥についても検査する（ブロック１４２）。このような検査は手動で実施しても、或いは適した自動検査機器、例えばシステム１００の光学式又はＸ線インラインセンサ１３６（図１）で実行してもよい。検査結果は再生準備態勢にあると識別された各試験基板についてシステム１００によって作成された（図２のブロック１４０）試験基板履歴及び検査データベースに保存される（ブロック１４４）。
【００２６】
基板履歴データベース１５０を用いて、システム１００は各試験基板のソースデータ、特定の試験基板に施された処理工程、及び各試験基板についての検査結果をチェックし（図２のブロック１５４）、その特定の試験基板を再生するための複数の方法のうちのどれが適切かを決定することができる。適切な試験基板再生方法には適切な結晶格子欠陥又は金属汚染物質低減処理が含まれる。例えば、結晶格子欠陥を有する基板が複数生じた特定のインゴットの特定の部位から試験基板が得られた場合、その試験基板も同様の結晶格子欠陥を有する可能性が高いと判断される。従って、適切な結晶格子欠陥低減処理をその試験基板に割り当てる。
【００２７】
別の例として、試験基板処理履歴は試験基板が製造施設内で高温焼鈍を経たことを示し、その焼鈍処理が結晶格子欠陥を誘発する又は悪化させるタイプのものである場合があり、ここでも適切な結晶格子欠陥低減処理をその試験基板に割り当てる。
【００２８】
更に別の例として、検査結果がその特定の試験基板に結晶格子欠陥が生じている可能性が高いと示す場合を挙げる。中には表面粒子と結晶格子欠陥とをすぐに区別できない検査機器もあるだろうし、特に光学センサの場合、フィルム堆積等の先行の処理作業により欠陥がはっきりしないこともある。従って、一部の応用例では、全再生過程の堆積除去、洗浄、又は研磨が既に起こった後に検査を実行し、検査工程を円滑にする。Ｘ線装置等のその他の検査用センサは、基板再生処理を開始する前、例えば堆積フィルムの除去、洗浄、研磨等をする前に結晶格子欠陥を検出するのに適している。しかしながら、一部の実施形態においては、金属堆積物を試験基板のＸ線検査前に除去することが適当である。
【００２９】
更に別の例として、検査結果が特定の試験基板が金属汚染されている可能性が高いことを示す場合がある。例えば、試験基板処理履歴がその試験基板が金属材料堆積処理、及び／又は堆積後に高温焼鈍処理を経たことを示している場合、その試験基板には適切な金属汚染物質欠陥低減処理、例えば銅汚染基板用の銅欠陥低減処理を割り当てる。
【００３０】
試験基板履歴及び検査データベース１５０等のデータベースを利用してその特定の試験基板に特に適した再生方法を選択することで、試験基板をより効率的に再生することができる。図示の実施形態において、システム１００は再生アルゴリズムエンジンを含み、このアルゴリズムエンジンがその試験基板についての詳細なソース及び処理履歴と検査結果に基づいて各試験基板を再生するための方法を識別し、その選択した方法を識別するデータをシステム１００のデータベース１２０及び１５０の１つ以上に保存する。
【００３１】
一旦、１つ以上の試験基板について適当な再生方法が識別されたら、システム１００はその情報を用いて試験基板を多様なカテゴリへと、各試験基板用に選択された方法に基づいて分類する（図２のブロック１６０）。図５はシステム１００のロボットシステム１７０の例を図示しており、ロボットシステムは試験基板１３０を複数の格納カセット又はその他の格納容器１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃ・・・１１８ｎのいずれかから取り出し、試験基板をその他の格納カセット１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃ・・・１１８ｎのいずれかに格納可能なロボット１７２を含む。図示の実施形態において、１つ以上の容器に隣接して光学スキャナ又はその他のタイプの読取機１２６ａ、１２６ｂ・・・１２６ｎが位置されており、これにより試験基板を関連するカセットから取り出し又はカセット挿入する際に試験基板を走査し、ロボット１７２で取り扱い中の試験基板の試験基板識別コードを検証することが可能となる。
【００３２】
加えて、システム１７０は、ロボット１７２による試験基板取り扱い中に基板１３０を結晶格子欠陥又は金属汚染物質について検査するためのインラインセンサ１３６を含んでいてもよく、インラインセンサ１３６を含む。これらの検査は、試験基板を再生にむけて識別する際、再生過程中又は後に割り当てられる欠陥又は汚染物質低減処理を除く全ての再生工程が終了した後に行うことができる。
【００３３】
一例においては、ある特定の再生方法又はカテゴリを割り当てられた試験基板全てを１つのカセットへとその容量の限界まで格納する。システム１００はプリンタ１８０を含み（図１）、各カセット１１８ａ、１１８ｎのそれぞれについてラベル１８２ａ・・・１８２ｎ（図６）を印刷する。各ラベルを関連するカセットに貼り付け（図２のブロック１８４）、識別コードにより、以下に記載のその他の情報だけでなく、ロボット分類システム１７０によってカセットに格納された各試験基板及びカセット内の試験基板のそれぞれについて再生アルゴリズムエンジンが選択した特定の再生方法を識別する。各カセットの試験基板はこの時点で、試験基板を格納しているカセットに貼り付けられたラベルによって識別された再生法を用いた再生に進む準備ができている（図２のブロック１９０）。再生法には１つ以上の適切な結晶格子欠陥又は金属汚染物質低減処理が含まれる又はこれらから構成される。
【００３４】
図７は作業１９の例をより詳細に示しており、再生対象の試験基板及びそこに基板が格納されるカセットを識別し（図２のブロック１１２）検査する（ブロック１４２）ために実施される。試験基板用に新しいカセットを識別する場合（ブロック２００）、カセットには独自のカセット識別コードが割り当てられ（ブロック２０２）、カセットデータベース１２０に新しいレコードが作成される（ブロック２０４）。図３に図示されるように、カセットデータベース１２０は各カセット１１８ａ・・・１１８ｎのそれぞれについてレコード２１０ａ・・・２１０ｎを有している。各レコードはフィールド２１２を有し、カセット識別コードが保存されている（図７のブロック２２０）。図示の実施形態において、カセット識別コードは英数文字及びその他の任意の記号を含む、特定のカセットを独自に識別するための一連の記号である。
【００３５】
処理対象のカセットについてレコードがカセットデータベース１２０内に一旦作成され、カセットの識別コードが適当なフィールド２１２に保存されたら、又はカセットが既に関連するレコードをカセットデータベース１２０に有している場合（ブロック２００）、ロボット１７２は試験基板をカセットから取り出し（ブロック２３０）、スキャナ１２６が試験基板を走査して（ブロック２３２）、試験基板識別コードを読み出す。カセット識別コードと同様に、基板識別コードは英数文字及びその他の記号を含む、特定の試験基板を独自に識別する一連の記号である。これらの試験基板識別コードは、試験基板の正面又は裏面に、多くの場合はレーザーを用いて直接刻印されることが多い。
【００３６】
図１６は試験基板１３０の縁部２４２近くにレーザースクライビングされた試験基板識別コード２４０の例である。試験基板はロボットによる取扱いを促進するための切り欠き２４４、又は扁平化された縁部（図示せず）又はその他の方向付け用特徴部を有することが多い。基板の自動取り扱いを促進するために、好ましくは、試験基板識別コード２４０は光学スキャナ又はその他の読取装置等の読取機１２６によって容易に認識可能なタイプである。
【００３７】
加えて、試験基板を結晶格子欠陥、金属汚染物質、又はそのレベルについて検査する（ブロック２４６）。基板の識別コードが一旦読み取られたら（又、必要な場合は基板を検査したら）、試験基板を同一又は異なるカセットへと戻す（図７のブロック２５０）。加えて、試験基板から読み取られた試験基板識別コードは、その試験基板が配置されている特定のカセットに関連したレコードのフィールド２６２へとカセットデータベース１２０内に保存される（ブロック２６０）。カセット又はその他の格納容器の多くはスロットを有していることが多く、スロットが各個々の基板を支持している。これらのスロットは個々のスロット番号によって独自に識別されていることが多い。この例において、各カセットは複数のスロットを有し、スロット１、スロット２・・・スロットｎと番号がふられている。従って、その中に基板が格納されているスロットのスロット番号スロット１、スロット２・・・スロットｎはそのスロットに格納された試験基板の識別コードと関連付けられたフィールド２６４に記録される（ブロック２６０）。
【００３８】
処理中のカセットの試験基板が一旦全て走査及び検査終了したら（ブロック２７０）、仮カセットラベルをシステム１００のプリンタ１８０を用いて印刷し（ブロック２７２）、カセットに貼り付ける。この仮ラベルにはカセット識別コード等の情報が含まれ、再生用のカセットに格納された試験基板の基板識別コードによる一覧も含まれる。図７のカセット及び試験基板識別工程は再生予定又は再生過程にある試験基板のカセット全てについて繰り返す。
【００３９】
これらカセット及び試験基板全てについての識別情報もレポート状に印刷してもよく、その例を図８に図示する。このレポート２８０は再生対象の試験基板を格納している、それぞれがその独自のカセット識別コードで識別されているカセットの一覧と、各カセットに格納されている試験基板の一覧とを含む場合がある。各試験基板についての情報は試験基板の識別コード及び試験基板がその中に格納されているカセットスロット番号を含む。
【００４０】
図９は作業２９０の例をより詳細に示したものであり、図４に図示されるデータベース１５０等の試験基板履歴及び検査データベースを作成するために実行される（図２のブロック１４０）。図９の作業は好ましくは１つ以上の試験基板が図７に関連して上述したものと同様の方法で識別、検査された後に実行される。従って、試験基板履歴データは、各試験基板が読取機によって識別され、検査機器によって検査された後に試験基板履歴及び検査データベース１５０に保存される、或いは試験基板１回分が例えば図７の作業で識別された後に、試験基板１回分についてデータが試験基板履歴データベースに保存される。
【００４１】
試験基板履歴データを試験基板データベース１５０に追加するためには、レコード３００ａ（図４）等のレコードを個々の試験基板について作成し（図９のブロック３０２）、その特定の試験基板についての識別コードをフィールド３０６に保存する（ブロック３０４）。履歴データ及び／又は検査結果データがその試験基板について得られるのなら（ブロック３１０）、基板データを基板のソース及び／又は試験基板に施された１つ以上の処理についてのレコード３００に保存する（ブロック３１２）。図４及び９の例において、データは好ましくは試験基板に施した各製造処理工程ごとに保存される。このデータは各処理工程の工程番号を含み、番号はフィールド３１４に保存され、試験基板に施された多様な処理工程の時系列を示す。加えて、各工程で行われた処理のタイプを識別するデータは例えばフィールド３１６に保存される。特定の処理工程について識別される処理には、例えば焼鈍、ＣＶＤ、ＰＶＤ、熱成長、ドーピング、拡散、イオン注入、エッチング、ＣＭＰ，洗浄、欠陥検査等が含まれる。加えて、各処理タイプについて、追加データを各種フィールドに保存する。例えば、焼鈍工程の場合、温度変化速度をフィールド３２０に保存し、最高温度をフィールド３２２に保存し、冷却速度をフィールド３２４に保存し、焼鈍総時間はフィールド３２６に保存する。膜堆積の場合は、堆積する材料のタイプ（例えば銅、アルミニウム、窒化物、酸化物等）をあるフィールドに保存し、フィルムの厚さ（例えば０（堆積されていない場合）、又は５００オングストローム、１０００オングストローム等）を別のフィールドに保存する。イオン注入の場合、イオンタイプをあるフィールドに保存し、注入深さ（例えば０（注入していない場合）、又は２５０オングストローム、１５００オングストローム等）を別のフィールドに保存することができる。拡散処理の場合、拡散深さをフィールドに保存することができる。
【００４２】
インゴット識別及びインゴット部位識別データを含む試験基板についてのソースデータはフィールド３７０に保存される。結晶格子欠陥又は金属汚染物質検査の結果はフィールド３７１に保存される。
【００４３】
システム１００が試験基板についてのこれらのタイプの情報を利用することで、データベース１５０中の各試験基板についての結晶格子欠陥低減処理等の、基板ソース、基板検査結果、及び／又は高温焼鈍処理を含む特定の試験基板に施した処理の詳細の関数としての適当な再生方法の選択が容易となると考えられている。当然のことながら追加情報もあり、多種多様なタイプの処理、検査及び基板履歴についてのフィールド３２７等の追加フィールドに保存され、結晶格子欠陥又は金属汚染物質低減処理を含む適当な再生法を選択する際に使用する。
【００４４】
上述したように、図４及び９の例において、データは好ましくは試験基板に施された各製造処理工程ごとに保存される。そのため、履歴及び検査データの保存は（ブロック３１２）、全ての履歴及び検査工程がデータベース１５０に保存される（ブロック３３０）まで継続される。基板データは基板処理履歴及び検査データがデータベース１５０のフィールド３３４に保存された日付を保存することで「日付を刻印」される（ブロック３３２）。処理履歴又は検査データは再生対象である全ての試験基板について得られるものではないが、基板データが入手できない場合は（ブロック３１０）、システム１００は適切な表示、例えば「該当なし」をその試験基板についてのレコードの適当なフィールドに保存し（ブロック３３３）、日付刻印作業へと進む（ブロック３３２）。
【００４５】
ソース及び処理履歴及び検査データが再生予定であると識別された試験基板についてデータベース１５０に保存されたなら（ブロック３３４）、システム１００は試験基板履歴及び検査データベースの格納作業を終了し（ブロック３３６）、以下に説明するようにデータベース１５０の各試験基板について適当な再生方法の決定を開始することが可能である。データがデータベースに格納されていなければ、図９の作業を繰り返し、残りの各試験基板についてレコードを作成し（ブロック３０２）、上述したように残りの各試験基板について試験基板処理履歴データを保存する。
【００４６】
図１０は作業３５０の例をより詳細に示したものであり、図４に図示のデータベース１５０等の試験基板履歴及び検査データベースを処理するために実行され（図２のブロック１５４）、必要に応じてデータベース１５０の各試験基板について適当な再生方法、この例では結晶格子欠陥又は金属汚染物質低減処理を識別するための再生アルゴリズムエンジンを用いる。図１０の作業は好ましくは１つ以上の試験基板が図７に関連して上述したものと同様のやり方で識別され、処理履歴、ソース履歴及び検査データがこれらの試験基板についてデータベース１５０に保存された後に行われる。従って、再生方法を個々の試験基板が読取機によって識別された後に選択し、試験基板履歴データベース１５０に保存しても、或いは試験基板１回分についての個別単位での再生方法の選択及び試験基板履歴データベースへの保存を、試験基板１回分が例えば図７の作業によって識別され、基板データが試験基板１回分のそれぞれについて例えば図９の作業によって保存された後に行ってもよい。
【００４７】
結晶格子欠陥低減処理が適当か否かを判断し、もし適当なら妥当な結晶格子欠陥又は金属汚染物質低減処理を試験基板について選択するために、試験基板履歴及び検査データベース１５０内のレコード３００ａ、３００ｂ・・・３００ｎを特定の試験基板について読み出す（ブロック３６０）。レコード３００ａ、３００ｂ・・３００ｎは順番に処理しても、特定の試験基板について選択した特定のレコード３００ａ、３００ｂ・・３００ｎを処理してもよい。読み取るレコード３００ａ、３００ｂ・・・３００ｎをチェックして（ブロック３６２）、そのデータベースレコードと関連した試験基板についての検査結果が結晶格子欠陥又は金属汚染の可能性を示しているか否かを判断する。示している場合は結晶格子欠陥又は金属汚染物質低減処理を検査結果、必要に応じて基板処理履歴に基づいて割り当て（ブロック３６４）、その試験基板のレコードのフィールド３９２に保存する。
【００４８】
システム１００は好ましくは図１４のデータベース３８０等のデータベースを含み、結晶格子欠陥又は金属汚染物質低減処理を含む大量の異なる再生法についての詳細な命令が保存されている。従って、データベース３８０は例えば、各再生法についてのレコード３８２ａ・・・３８２ｎを含み、各レコードは再生処理についてのタイトルや簡単な説明をフィールド３８４に、識別コードをフィールド３８６に、再生法の各種工程について詳細に述べている複数のフィールド３９０を含む。この例において、再生処理には特定のタイプの結晶格子欠陥を有する特定のタイプの試験基板を再生するための一連の方法が含まれる場合がある。更に、再生対象である各試験基板について保存された詳細な処理履歴により、再生法に変更を加えて再生処理の効率を上げることが簡単に可能となる。
【００４９】
好ましい欠陥又は汚染物質低減再生法を特定の試験基板について再生処理データベース３８０から、その試験基板についてデータベース１５０に保存された検査履歴及び必要なら処理履歴に基づいて一旦選択したら、選択した再生法の識別コードをその特定の試験基板と関連したデータベース１５０のレコード３００ａ・・・３００ｎのフィールド３９２に保存する（ブロック３６４）。
【００５０】
検査結果が結晶格子欠陥又は金属汚染物質の可能性を示していないならば、読み取るレコード３００ａ、３００ｂ・・・３００ｎをチェックして（ブロック４００）、そこから基板を作製するところのソースインゴット部位を含むソースデータが結晶格子欠陥又は汚染物質の可能性を示しているか否かも判断する。もし示しているならば、結晶格子欠陥又は金属汚染物質低減処理を基板ソースデータ、及び必要なら基板処理履歴に基づいて割り当て（ブロック４０２）、その試験基板についてのレコードのフィールド３９２に保存する。
【００５１】
基板ソースデータが結晶格子欠陥又は金属汚染物質の可能性を示していないならば、読み取るレコード３００ａ、３００ｂ・・３００ｎをチェックして（ブロック４１０）基板処理履歴が結晶格子欠陥又は金属汚染物質の可能性を示しているか否かについても判断する。もし示しているならば、結晶格子欠陥又は金属汚染物質低減処理を基板処理履歴に基づいて割り当て（ブロック４１２）、その試験基板についてのレコードのフィールド３９２に保存する。
【００５２】
図１０の再生アルゴリズムエンジンは、全ての試験基板履歴レコードが処理終了するまで（ブロック４２０、４２２）、再生要と識別された試験基板の各レコードをチェックし、各試験基板について適当な再生法を選択し、その試験基板についての関連レコードへと再生法識別コードを保存し続ける。
【００５３】
図１１は作業４３０の例を詳細に示しており、この作業は試験基板を物理的に分類し（図２のブロック１６０）、識別され、図４に図示の試験履歴データベース１５０に保存された再生法を用いてカテゴリ別に仕分けする（図２のブロック１６０）。図１１の作業は好ましくは、１つ以上の試験基板が図７に関連して上述したものと同様のやり方で識別及び検査され、チェックされた試験基板処理履歴及び検査データベースと妥当な再生法がこれらの試験基板についてのデータベース１５０内に図１０に関連して上述したものと同様のやり方で保存された後に行われる。試験基板は識別され、検査され、その試験基板について選択された再生法及び試験基板は次の試験基板を処理する前に分類され仕分けされる。或いは、試験基板をバッチで一度に識別、検査し、再生法をそのバッチの試験基板のそれぞれについてバッチで一度で選択し、試験基板を続いてバッチで同時に分類、仕分けする。
【００５４】
再生にむけて試験基板を分類するために、試験基板をカセット又はその他の格納容器１１８ａ、１１８ｂ・・・１１８ｎから適当なロボット１７２（図５）を用いて取り出し、その試験基板上の識別コードを適切な読取機１２６で読み取る（図１１のブロック４５０）。一部の応用例では、試験基板をこの際に結晶格子欠陥についても検査する。読み出された識別コードを用いて、試験基板履歴データベース１５０のレコード３００ａ、３００ｂ・・・３００ｎ（図４）を読み出し（ブロック４５２）、試験基板を、ロボット１７２により、適当な再生カセット１１８ａ・・・１１８ｎ又はその他の格納容器へと配置することで分類する（ブロック４７０）。一実施形態において、各カセット１１８ａ、１１８ｂ・・・１１８ｎはある特定のタイプの再生法と関連づけられており、ある特定のタイプの結晶格子欠陥又は金属汚染物質低減処理を含む。
【００５５】
従って、例えばあるカセットをＣＯＰ欠陥を有している試験基板の格納に使用し、基板はこのようなＣＯＰ欠陥に適した焼鈍処理に供される。別のカセットはＯＩＳＦ欠陥を有する試験基板の格納に使用され、基板はこのようなＯＩＳＦ欠陥に適した焼鈍処理に供される。別のカセットは欠陥その他を複合的に有している基板用の欠陥処理を必要としている試験基板を格納している。図示の実施形態において、各カセット用の再生法識別コードは、その特定のカセットと関連したカセットデータベースレコード２１０ａ・・・２１０ｎのフィールド４６４（図３）に保存される。
【００５６】
ロボット１７２によって取り扱われる試験基板について適当な目的カセット１１８ａ・・・１１８ｎを識別するためには、その試験基板について選択した再生法の識別コードをその試験基板についての試験履歴データベースレコードのフィールド３９２から読み出し、その再生法に選択されたカセットの識別コードをカセットデータベース１２０から読み出す。ロボット１７２は試験基板をその再生法用に識別されたカセットの空のスロットに配置する。試験基板が配置された目的カセットの識別コードはその特定の試験基板についての試験履歴データベースレコード３００ａ・・・３００ｎのフィールド４７２にも保存される（ブロック４７０）。同様に、どのカセット及びそのカセットのどのスロット番号に試験基板が配置されたかを識別するデータはカセットデータベース１２０に保存される。例えば、その試験基板の識別コードは目的カセットについてのカセットデータベース１２０の適当なレコード内、その中に試験基板が格納された目的カセットのスロットのスロット番号フィールド２６４について適当な試験基板識別コードフィールド２６２に保存される。
【００５７】
試験基板を目的カセット１１８ａ・・・１１８ｎに配置した後、インクワイアリを作成して再生予定の試験基板全てが分類されたか否かを判定する（ブロック４７６）。全ての基板が分類されていない場合、最終目的カセットが分類した試験基板で一杯か否かについてのインクワイアリを作成する（ブロック４７８）。もし一杯ならば、そのカセットについてのデータベース１２０のデータを、試験基板及び再生データがそのカセットについてデータベース１２０のフィールド４７９に保存された日付を保存することで「日付を刻印」する。
【００５８】
加えて、ラベルを印刷し（ブロック４８０）、そのカセットに貼り付ける。図１２はこのようなカセットラベル５００の例を示している。カセットラベル５００は好ましくはコンピュータで作成したものであるが、いずれの適切な方法で作成したものであってもよい。システム１００は、ラベル５００が各種の有用な情報を含むようにラベル５００を印刷することが可能である。例えば、図１２のラベル５００は部分５０２でカセット識別コードを識別し、カセットに格納された各試験基板について選択された再生法は部分５０４で識別される。再生法は説明タイトル又は識別コード又はその両方によって識別され、再生法の工程の説明も含まれる場合がある。ラベル５００の通常は５０６である部分に印刷できるその他の情報には、試験基板がカセットに配置された日付、試験基板の所有者のＩＤ又はその他のカスタマ情報、試験基板を分類した会社のＩＤ及びカセット内の試験基板に再生法を実行する予定の業務提供者ＩＤが含まれる。更に、そのカセットに格納された全試験基板の一覧をラベル５００の正面の別の部分５０８に一覧表示する。この一覧には各試験基板の識別コード及び試験基板を格納しているスロット番号が含まれている。
【００５９】
全試験基板の分類が完了していない場合、ロボット取り扱いシステムは別の試験基板を識別し（ブロック４５０）、再生法で分類し、その再生法用の適当なカセット内に配置することが可能である（ブロック４５２−４７０）。全ての試験基板が一旦分類され終わったら（ブロック４７６）、上記の図１２で記載したものと同様のやり方でまだラベル貼付されていない残りの全てカセットについてカセットラベルを印刷する（ブロック５１０）。分類された試験基板を格納し、カセットラベルを貼り付けられたカセットは、各カセットラベルで識別された再生法に従って処理される準備状態にある（ブロック５１２）。
【００６０】
図１３は一般的に５９０での作業の例を示しており、再生オペレータによって実行される。追加の態様に従って、実際に再生処理を試験基板に施す前に、図１３で示されるように再生オペレータにより試験基板を検証処理に供する（６００）。この検証には、以下にて図１５でより詳細に説明するように、試験基板識別コード、カセット識別コード及び再生法識別コードの検証が含まれる。
【００６１】
検証に続き、追加の識別コードを各試験基板上に試験履歴データベース１５０の一部又は全てを用いて任意で刻印する（ブロック６０２）。データベース１５０からの情報は例えばフロッピー（登録商標）ディスク又は光学メディア又はインターネット等のネットワーク接続、ポータブル又はリムーバブルメディアにより再生オペレータへと伝達される。図１６は第１識別コード２４０を有する試験基板１３０の例を示しており、識別コードは典型的には基板製造業者によって刻印される。試験基板履歴データベースを用いて、第２識別コード６１０が例えば再生オペレータにより試験基板上に刻印される。図１７にその例が図示されている第２識別コードは多様な英数文字及びその他の記号を含み、人間の目で読み取れる又は機械視覚又はその双方で読み取ることができる。例えば、追加識別コードは試験基板を供するところのＣＯＰ処理、ＢＭＤ処理、ＣＯＰ／ＯＩＳＦ複合処理その他等の再生法の識別記号６１２を含む。
【００６２】
第２識別コード６１０は再生処理業者を識別する記号のフィールド６１４、第２識別コード６１０が追加された日付又は再生処理が実行された日付を識別する記号のフィールド６１６、及び試験基板を独自に識別する記号のフィールド６１８も含む場合もある。フィールド６１８は基板製造業者によって刻み込まれたコード２４０と同じであっても、又は再生処理業者によって作成された新しい試験基板識別コードであってもよい。
【００６３】
基板ＩＤ及び再生法の検証（ブロック６００）及び第２識別コードの刻印（ブロック６０２）に続いて、試験基板をその特定の試験基板について識別された再生法に従って再生する（ブロック６３０）。上述したように、再生法は特定の試験基板について記録された処理履歴に基づいて、再生法の効率を上昇させるだけでなく再生された試験基板の不必要な薄化も軽減できるような形で選択される。
【００６４】
図１５は再生オペレータによって行われる作業６４０の例を示しており、試験基板を再生する前に各試験基板のＩＤを検証するためのものである。前述したように、試験基板はカセット１１８ａ・・・１１８ｎ等のカセット内に格納され、試験基板は再生処理タイプによって分類されている。再生オペレータは図１に図示のシステム１００と同様のコンピュータ制御システムを有している。試験基板が正しく分類され正しい再生法を割り当てられたかを検証するために、ロボット１７２は試験基板をカセット１１８ａ・・・１１８ｎから取り出し（ブロック６５０）、スキャナ１２６は試験基板を走査して（ブロック６５２）試験基板上に刻印された又は別の形で形成された試験基板識別コードを読み出す。試験基板識別コードを用いて、再生オペレータへと伝達された試験履歴データベース１５０の関連する部分をその試験基板識別コードについて検索し（図４のフィールド３０６）、その試験基板に割り振られた再生法（フィールド３９２）及びカセット（フィールド４７２）を得る。試験基板の試験基板識別コード、再生法及びカセット識別コードをそこから試験基板が取り出されるところのカセットに貼り付けられたラベル１８２ａ・・・１８２ｎに印刷された対応する情報と比較し（ブロック６５４）、試験基板が再生オペレータへとそのカセット及び試験基板について適切な再生法が識別された正しいカセットで送られたことを確認する。加えて、この情報を基板ＩＤレポート（図８）等の、試験基板のカセットに添付されて再生オペレータに送られた印刷レポートに含まれるものと比較する。
【００６５】
一部の実施形態においては、再生処理業者へと伝達された試験履歴データベース１５０又は図３のカセットデータベース１２０等のデータベースに、試験基板がそのカセットと試験基板について識別された適切な再生法を記された正しいカセットで再生オペレータへと送られたことが確認されたことを記録するのが望ましい（ブロック６５６）。試験基板を戻した後（ブロック６６０）、別の試験基板をカセットから取り出し、上記のように検証する。一旦カセット内の全ての基板が検証されたら（ブロック６６２）、試験基板のＩＤと予定再生処理タイプがそのカセット内の各試験基板について検証済みであると記している別のラベルを印刷し（ブロック６６４）カセットに貼り付ける。或いは、再生オペレータに出荷される際にカセットに貼り付けられたラベル５００等のラベルに印をつけ、検証済みであることを示してもよい。残りのカセットを図１５に関連して上述したように検証する。
【００６６】
検証に続いて、追加の識別コードを上述したようにカセットに刻印する。次に、各検証済みカセットの試験基板をカセットのラベル５００又は試験基板に付随するレポートによって指定のやり方で再生する。多様な再生工程が当業者に周知である。加えて、再生工程を実行するためのツールが当業者に周知である。例えば、研磨工程はアプライドマテリアル社のリフレクション（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）ツールで実行でき、洗浄工程はアプライドマテリアル社のオアシス（Ｏａｓｉｓ）ツールで実行することができる。その他の再生処理をするための、アプライドマテリアル社及びその他の製造業者製のその他のツールが同様に当業者に知られている。
【００６７】
試験基板の再生及び試験基板の再生準備をするための記載の技法は、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又はこれらのいずれの組み合わせを作成するための標準的なプログラミング及び／又は工学技術を用いて方法、装置、又は製品として実施される。分類、再生、及び検査処理を制御可能な制御装置３００の例示的な実施形態を図１８に図示する。制御装置３００は中央演算処理装置（ＣＰＵ）３０６、例えばカリフォルニア州サンタクララのインテル社製のペンティアム（登録商標）プロセッサ等を備えたコンピュータを含み、プロセッサはメモリ３０８及び周辺コンピュータコンポーネントに連結されている。メモリ３０８はＣＤ又はフロッピー（登録商標）ドライブ等のリムーバブル記憶媒体３１０、ハードドライブ等のノンリムーバブル記憶媒体３１２、及びランダムアクセスメモリ３１４を含む。制御装置３００は更に複数のインタフェースカードを備え、アナログ及びデジタル入出力ボード、インタフェースボード、及びモータ制御ボードを含む。オペレータと制御装置３００との間のインタフェースはディスプレイ３１６及びライトペン３１８を介して可能である。ライトペン３１８はその先端にある光センサでもってモニタディスプレイ３１６が発する光を検知する。特定のスクリーン又は機能を選択するためには、オペレータはモニタ３１６のスクリーンの指定領域に接触し、ライトペン３１８のボタンを押す。典型的には、接触された領域は色が変化する、又は新しいメニューが表示され、ユーザと制御装置３００との間の通信が確認される。
【００６８】
あるバージョンでは、制御装置３００はコンピュータ可読性コード３２０と、メモリ３０８の例えばノンリムーバブル記憶媒体３１２又はリムーバブル記憶媒体３１０に保存された関連するデータベースとを含む。コンピュータ可読性コード３２０は通常、処理制御コードを含み、このコードはロボット３２２により基板を炉又はマイクロ波チャンバからカセット、基板の加熱に使用するための電気抵抗加熱装置又はマイクロ波加熱装置等の加熱装置３２４、基板を検出又は検査して欠陥及び金属汚染物質タイプ及び表面濃度レベルを求めるためのセンサ３２６に搬送するためのロボット３２２と、基板処理チャンバ内のガス圧を維持するためのガス流量制御装置３２８と、基板及びカセット上のＩＤ情報を読み取り又は見分けるための読取機３３０を作動させるためのものである。コンピュータ可読性コード３２０はいずれの慣用のコンピュータ可読性プログラミング言語で書いてもよく、例えばアセンブリ言語、Ｃ＋＋、又はフォートランが挙げられる。適したプログラムコードは、慣用のテキストエディタを用いて単一ファイル、又は複数のファイルに入力され、メモリ３０８のコンピュータが使用可能な媒体内に保存又は媒体内で具現化される。入力したコードテキストが高水準言語である場合、コードはコンパイルされ、得られたコンパイラコードは次にコンパイル済みのライブラリルーチンのオブジェクトコードとリンクされる。リンク、コンパイル済みオブジェクトコードを実行するために、ユーザはオブジェクトコードを呼び出し、ＣＰＵ３０６にコードを読み出させ、プログラムで指定のタスクを行うためのコードを実行させる。
【００６９】
制御装置３００に保存されたコンピュータ可読性コードには、例えば、各読み出し済み試験基板についてデータベースから各読み出し済み試験基板についての保存された試験基板データベースを得て、各読み出し済み試験基板にその基板について保存された試験基板データと関連付けられた結晶格子欠陥低減処理を割り当てるためのプログラムコードが含まれる。加えて、各読み出し済み試験基板について、データベースから各読み出し済み試験基板についての保存された試験基板データを得て、各読み出し済み試験基板に関連する金属汚染物質低減処理、又は関連する銅低減処理さえも割り当てるためのプログラムコードを作成することも可能である。
【００７０】
本願で使用の「製品」という用語は、ハードウェア論理（例えば、集積回路チップ、プログラマブル・ゲート・アレイ（ＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等）又はコンピュータ可読性媒体、例えば磁気記憶媒体（例えば、ハードディスクドライブ、フロッピー（登録商標）ディスク、テープ等）、光学ストレージ（ＣＤ−ＲＯＭ、光ディスク等）、揮発性及び非揮発性メモリデバイス（例えば、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ファームウェア、プログラマブル論理等）に実装されたコード又は論理について言及している。コンピュータ可読性媒体内のコードは制御装置３００によってアクセス、実行される。好ましい実施形態が実装されたプログラムコードは、更に、伝送媒体を介して又はネットワーク上のファイルサーバからアクセス可能である。このような場合、コードが実装されている製品は伝送媒体、例えばネットワーク伝送路、無線伝送媒体、宇宙を伝播する信号、電波、赤外線信号等を含む。従って、「製品」にはコードが具現化されている媒体が含まれる。加えて、「製品」はコードが具現化、処理、及び実行されるハードウェアとソフトウェアコンポーネントの組み合わせを含む。当然のことながら、当業者は本発明の範囲から逸脱することなくこの構成に多くの変更を加えることができること、又、製品が業界で知られているいずれの情報格納媒体を含んでいてもよいことを認識できる。
【００７１】
記載の実装において、再生準備及び処理の特定の態様は試験基板の取り扱いを指示するためのコンピュータ内に含まれる。別の実装において、再生準備及び処理実装は、その他のデバイスと通信するいずれのタイプの電子デバイス、例えば携帯用コンピュータ、パームトップ型コンピュータ、ノートパソコン、ネットワークスイッチ又はルータ、電話、ネットワークアプライアンス、ワイヤレス機器を用いて実装される。
【００７２】
図３、４、８及び１４はコンピュータメモリに保存されたデータベースに維持されている特定の情報を図示している。別の実装においては、追加又は異なるタイプの情報を維持してもよい。図２、７、９、１０、１１、１３及び１５に図示の作業は、ある順序で発生するあるイベントを示している。別の実施形態において、ある作業は異なる順番で実行されたり、変更を加えられたり、又は削除される。更に、上記の論理に新しい工程を追加しても、記載の実施形態に依然として沿うものである。更に、本願に記載の作業は連続して発生しても、特定の作業を並行して処理してもよい。また更に、作業は単一の処理装置で行っても又は分散処理装置で行ってもよい。製造業者によって実行すると記載の作業を、再生オペレータによって実行してもよい。逆に言えば、再生オペレータによって実行すると記載されている作業を製造業者が実行してもよい。
【００７３】
結晶格子欠陥には様々なものが知られており、これらは基板表面に生じる。これらの欠陥には基板表面の結晶起因粒子（ＣＯＰ）、基板表面の内部微小欠陥（ＢＭＤ）密度、及び酸化誘起積層欠陥（ＯＩＳＦ）が含まれる。これらの欠陥は多様なパターンで出現し、「リングマーク」とを呼ばれることが多いリング状のパターンや、「レッドサン」又はＣＯＰパターンと称されることが多い円盤状のパターンが含まれる。リング状及び円盤状に分布した欠陥パターンはシリコン結晶インゴット成長に起因し、製造施設内にて高温焼鈍処理を経ることで悪化すると考えられている。
【００７４】
以下の表１は欠陥を軽減する又は収縮させると考えられている結晶格子欠陥低減処理の例の幾つかを、基板表面に隣接して存在すると信じられている欠陥及び欠陥パターンのタイプ又はタイプの組み合わせの関数として示す。これらの処理には基本的な焼鈍処理が含まれ、欠陥の除去を促進するために１つ以上の補助ガスを含んでいても含まなくてもよい。焼鈍温度は実質的に一定である、又は制御下で昇温してもよい。更に、冷却を制御することで温度を調整しながら下げてもよい。処理の最長持続時間も設定される。又、基板はバッチで処理される。基板の空間配置、つまり垂直方向又は水平方向のいずれかも設定することができる。パラメータは、すべり線の発生が最小限に抑えられる又は軽減されるように選択される。
【００７５】
【表１】
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【００７６】
本発明の別の態様においては、基板識別法を金属汚染物質に汚染された基板に用いて、汚染基板をその他の基板から隔離する。次に読み出し済みの各基板に、その保存試験基板データの関数として金属汚染物質低減処理を割り当てる。読み出し済みの複数の試験基板を複数のグループに分類することも可能であり、グループの各試験基板は共通した金属汚染物質低減処理を割り当てられている。これらの処理は上述の結晶格子欠陥識別処理についてと同様のやり方で行われる。
【００７７】
あるグループの読み出し済みの各基板は共通して識別された金属汚染物質及び／又は汚染物質レベルを有しており、例えば、共通して識別された金属汚染物質は銅である、又は検出可能な表面汚染レベルが１０ｐｐｂより高い銅と指定される。保存された試験基板データは、読み出された試験基板が経た、堆積と焼鈍処理を含む製造処理工程を識別するデータも含む場合がある。従って、読み出された複数の試験基板はそれぞれが（ｉ）共通して識別された処理工程、及び（ｉｉ）共通して割り当てられた金属汚染物質又は最低金属汚染物質レベルに関連した複数の読み出し済み試験基板グループへと分類される。共通のレベル又はタイプの汚染物質を有する読み出し済み試験基板の各グループは１つのカセット内に格納可能であり、カセットはそのグループに関連した金属汚染物質低減処理を示す印のついたラベルが貼られている。
【００７８】
また、読み出し済み試験基板を検査して、試験基板の金属汚染物質レベルを識別することが可能であり、試験基板についての欠陥検査の結果を示す試験基板データはデータベース内に保存される。
【００７９】
検査過程においては、複数の基板を試験して表面上の金属汚染物質のタイプ又は濃度レベルを検出する。例えば、特定の金属汚染物質レベル、例えば１０ｐｐｂより高い金属汚染物質レベルを有する基板は高い汚染レベルであるとされ、金属汚染物質を除去するためにその他の基板から分離される。これらの高レベルの金属汚染物質を有する基板をその他の基板とは別に再生することで、高汚染レベルの基板からの金属汚染物質による、その他の低レベル又は非汚染基板の汚染が防止され、有利である。
【００８０】
選択された基板の金属汚染物質レベルは慣用の測定技法、例えば走査型電子顕微鏡法又はオージェ分光法で検出可能である。各試験基板上の金属汚染物質レベルは、微量成分の測定に使用される元素レベルでの分析技法、例えばＩＣＰ−ＭＳ（誘導結合プラズマ質量分析）、ＩＣＰ−ＯＥＳ（誘導結合プラズマ発光分析）、及びＧＦＡＡＳ（黒鉛炉原子吸光分析）を用いて検出することも可能である。
【００８１】
好ましい試験方法はＩＣＰ−ＭＳであり、これはその感度と多元素処理能力ゆえである。ＩＣＰ−ＭＳ法においては、イオン、電子及び中性粒子からなるプラズマ又はガスをアルゴンから形成する。プラズマを用いて基板表面で見られる元素を原子化及びイオン化する。得られるイオンを次に一連の円錐状開口部内を高真空質量分析装置へと通し、分析装置が元素のアイソトープをその質量：電荷比（ｍ／ｅ）及び質量スペクトルの特定のピークの強度により同定する。質量スペクトルのピークは元のサンプルのそのアイソトープ（元素）の量に比例する。適したＩＣＰ−ＭＳ装置はカリフォルニア州パロアルトのアジレント・テクノロジー社の７５００シリーズである。
【００８２】
十分に高いレベルの金属汚染物質を含有していると判断された基板は、金属汚染物質の処理専門又は特別にマークをつけた装置で処理するために、その他の基板から分離される。各金属汚染物質は独自の再生処理装置ラインを有することができるが、金属汚染物質の二次汚染が続く除去工程に影響を与えないならば、多数の異なる金属汚染物質を同じ装置ラインで再生してもよい。特定の金属汚染物質再生ラインを隔離する、例えば銅と非銅再生ラインとを隔離することで二次汚染を回避する。銅含有基板を隔離したとしても、基板間の接触を回避するよう注意して、バッチ内の基板の二次汚染の可能性を低減しなければならない。
【００８３】
金属汚染物質の含有が疑われるが検出不可能な基板を加熱、クエンチすることで金属汚染物質を検出し易くすることも可能である。典型的には基板表面上に堆積される又は落下する銅不純物等の金属汚染物質は、基板に施される続く処理工程又は洗浄工程中に基板の内部深くに浸透することが多い。基板がシリコン基板である場合、バルクシリコンは表面が事実上検出不可能な微量レベルの銅しか含有していなくても許容範囲を超える高いレベルの銅を含有していることがしばしばある。銅はシリコン内では特に低い拡散係数である１ｘ１０−４ｃｍ２／秒を有し、たとえ低温であっても迅速にシリコン内で拡散し、デバイスの故障を引き起こす。銅の拡散は室温でも起こる可能性があるため、貯蔵数ヵ月後、バルクシリコン内の銅は表面へと拡散し、製造されたデバイスを汚染してしまう。
【００８４】
更に、表面金属汚染物質レベルが検出可能であっても、基板を加熱することで金属種を表面下にあるバルク基板から表面へと拡散させ、種の表面濃度を更に上昇させることでその除去を促進することができる。例えば、シリコン基板内部の銅汚染は、大量の再生用基板を出荷する前又は基板製造ライン中であっても加熱により検出及び濃度上昇が可能である。
【００８５】
再生処理の一実施形態において、金属汚染物質、例えば銅含有材料を含む基板は検出され、銅を除去するためにその他の基板のバッチから取り除かれる。銅含有不純物には元素銅又は銅化合物を含めることができる。銅不純物含有基板を加熱して基板中の銅種にエネルギーを供給し、銅種を基板内部から表面へと拡散させる。一方法においては基板を電気抵抗加熱炉又は誘導加熱炉等の炉内で加熱する。炉内では、大量の基板を同時に処理して効率を上げることが可能であり、取り扱い及び環境条件を選択することで基板の更なる汚染を防止すべきである。基板は、銅含有種等の金属汚染物質を基板表面に生じさせるに十分に高い温度である時間に亘って加熱される。あるバージョンにおいては、基板を少なくとも約１６０℃まで、より典型的には約２４０から約４４０℃まで加熱する。温度は少なくとも約５０秒、より典型的には約６０から約２２０秒に亘って維持される。加熱工程後、基板表面に拡散した汚染物質はこの時点でＩＣＰ−ＭＳ又はその他の技法を用いて検出可能となっており、高レベルに汚染された表面領域を容易に除去することも可能である。
【００８６】
また、基板加熱環境を制御することで基板表面層の組成を望ましいものにすることが可能である。例えば、シリコン基板を酸素含有環境内で加熱した場合、ケイ素基板の表面層は二酸化ケイ素層へと転換され、化学的な剥離除去がより容易となる。このため、あるバージョンでは、基板を酸素含有環境内、例えば空気又は酸素ガス内で加熱する。但し、シリコン基板はアルゴン雰囲気等のその雰囲気内で加熱することもでき、この場合の表面レベルはシリコン層のままであり続ける。表面に拡散した金属汚染物質はその組成がなんであれ表面層に閉じ込められる。
【００８７】
加熱後、基板をクエンチ、つまり急冷し、クエンチ速度は本来の金属汚染物質表面濃度レベルよりも高い表面濃度レベルを得るに十分なものである。基板を加熱する際の時間／温度、及び冷却時の速度の両方が金属汚染物質の拡散性の制御に重要であることに留意しなくてはならない。低すぎる温度に加熱しても、金属汚染物質は殆ど又は全く拡散しない。更に、基板を急速にクエンチ又は冷却しないと、金属汚染物質が表面から基板内部へと再拡散してしまう。従って、例えば、基板を加熱し急速にクエンチすることで第１（本来の）表面濃度レベルよりも高い、金属汚染物質第２表面濃度レベルを達成する。例えば、第１表面濃度レベルよりも少なくとも約２０％、又は少なくとも約５０％も高い第２表面濃度レベルを達成することが可能である。例えば検出可能な表面濃度が非常に低い時に使用可能なあるバージョンにおいては、基板をある温度へとある時間に亘って加熱し、次に急速にクエンチすることで、本来の金属汚染物質表面濃度レベルよりも少なくとも約３倍高い表面濃度レベルを得る。典型的には、表面における銅等の第１つまり本来の金属汚染物質表面濃度レベルは約１０ｐｐｂ未満である。基板を加熱、クエンチすることで表面の銅濃度を少なくとも約５０ｐｐｂまで上げる。
【００８８】
基板は平均クエンチ速度で急速にクエンチされ、平均クエンチ速度とは冷却期間全体を通して得られるクエンチ速度である。例えば、平均クエンチ速度は最高基板加熱温度から最終冷却温度を減算し、秒単位の時間で除算したものである。冷却速度は非線形であることが多いため、平均クエンチ速度のほうがより正確な尺度となる。あるバージョンにおいて、基板は上記の温度から室温まで冷却される。例えば、少なくとも約３℃／秒、又は好ましくは少なくとも約５℃／秒の平均クエンチ速度が適している。例えば、少なくとも約２４０℃まで基板を加熱する場合、基板はその温度から室温まで約１分でクエンチ可能である。ある方法では、基板を液体窒素蒸気に曝露することでクエンチする。
【００８９】
別のバージョンでは、基板にマイクロ波を照射することで基板を加熱する。マイクロ波の照射。マイクロ波熱発生装置は通常、稼動及び設置コストが低く、炉等の特殊な電力線を必要としない。又、マイクロ波電力は銅含有不純物種に直接的に吸収されるため、基板をより短時間で加熱し、より効率的に電力を使用することが可能である。銅種は伝導性熱伝達を通してというよりはマイクロ波エネルギーによって直接的に励起される。マイクロ波電力は好ましくは少なくとも約５００ワット、より典型的には約１０００から約２０００ワット、又は約１５００ワットにもなる電力レベルで印加される。マイクロ波電力は少なくとも約４０秒、より典型的には約９５から約１３５秒に亘って印加される。
【００９０】
ＩＣＰ−ＭＳ法で測定した、マイクロ波電力による加熱が２つの基板の銅表面濃度に与える影響を表２に示す。
【００９１】
【表２】
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この実験においては、銅汚染基板である直径８インチのシリコン基板はその内部で銅に汚染されている。第２基板は直径６インチのシリコン基板であり、銅で汚染されていない。当初、マイクロ波エネルギーでの３０秒の加熱後、ＩＣＰ−ＭＳで測定した双方の基板の銅表面濃度は低かった。汚染基板は約１．１ｐｐｂの銅を表面に有し、非汚染基板は約０．１２３ｐｐｂの銅をその表面に有していた。しかしながら、１５５０ワットのマイクロ波エネルギーでの６０秒間に亘る加熱処理後、汚染基板は表面に約２３３ｐｐｂの高い表面濃度の銅を有しており、非汚染基板のその表面上の銅は０．０９５ｐｐｂとあまり変化しなかった。従って、汚染基板において、銅の表面濃度はマイクロ波エネルギーでの６０秒間の熱処理の後に２００倍上昇した。表面濃度におけるこの顕著な上昇により、高銅濃度の表面層を除去することで、基板から銅汚染物質を容易に除去することが可能となる。また、ＩＣＰ−ＭＳ法を用いての基板内の銅汚染の検出がずっと容易になる。
【００９２】
加熱及びクエンチ処理工程により基板表面に閉じ込められた金属汚染物質種が基板表面へと上昇した後、１つ以上の異なる除去方法を用いて金属汚染物質を基板表面から除去する。ある除去処理では、基板の表面を慣用の化学的機械的研磨（ＣＭＰ）により研削及び研磨する。典型的なＣＭＰ装置は振動し、研磨ヘッドとパッドとの間に選択したスラリー配合に従って研磨粒子スラリーが供給されている間、基板を研磨パッドに押し付ける研磨ヘッドを備えている。研磨パッドは典型的にはポリウレタン等の重合体から成る複数の層を有し、寸法安定性を高めるために添加された充填剤、及び外部弾力層を有していてもよい。酸化物研磨用の研磨パッドは典型的には比較的硬い、非圧縮性のパッドであり、スラリー溶液の分布と粒子の取り込みを円滑にするための表面溝部を有する。研磨パッドは通常、基板の直径よりも少なくとも数倍大きくなるように寸法設計されており、研磨パッド上で基板を偏心状態で維持することで基板に非平坦表面が形成されることを防止している。研磨スラリーは、例えば、コロイド状シリカ、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、又はダイヤモンド粒子等に至るまでの研磨粒子を脱イオン水に懸濁させたものである。パッド及び基板の両方を、プロセスレシピに沿って異なる回転速度と方向で回転するようにプログラム可能であり、典型的にはその回転軸が互いに平行だが同一直線状にはない状態で同時に回転させることで基板にテーパーが形成されるのを防止している。
【００９３】
ＣＭＰ法により基板の表面層が除去され、その厚さは研削スラリー、研磨パッド組成、研磨時間、研磨圧、及びその他のこのような変数に依存する。ＣＭＰ研磨は化学的及び機械的な効果の双方の結果として生じると信じられており、例えば、化学的に変化した層が研磨中の材料表面上に繰り返し形成され、次に研磨除去される。酸素含有環境中で加熱されたシリコン基板の研磨において、銅等の金属汚染物質で汚染された酸化ケイ素の表面層はＣＭＰ法で除去される。典型的には、基板の厚さ約２から約２０ミクロン、より典型的には約１０ミクロンが除去される。
【００９４】
別の表面除去法では化学剥離溶液を使用して、高い金属汚染物質濃度を有する基板表面層を除去する。化学剥離溶液は酸又は塩基から構成することができ、表面層を溶解するよう選択される。典型的には、シリコン基板を含む基板を空気等の酸素含有環境中で加熱すると、表面層は二酸化ケイ素層へと転換される。このため、表面に拡散した金属汚染物質は表面の二酸化ケイ素層内に閉じ込められる。このような層に適した化学剥離溶液にはＨＦ（フッ酸）溶液が含まれ、例えば３０から４０％ＨＦ濃度のＨＦ希釈水溶液が含まれる。しかしながら、シリコン基板を不活性雰囲気内で加熱する場合、表面層は金属汚染物質が元素ケイ素内に閉じ込められているため、このような層は適切な酸性溶液で除去することが可能である。
【００９５】
更に別のバージョンにおいては、基板を依然として加熱しながら水素・ハロゲンガスを基板環境に供給する。水素・ハロゲンガスは水素とハロゲン元素を元素又は化合物の形で含み、汚染物質を含有している基板の表面層を化学的に腐食除去するために選択される。例えば、基板表面が銅等の金属汚染物質で汚染されたシリコンを含む場合、フッ化水素ガスを用いてシリコンと化学反応させフッ化ケイ素と金属汚染フッ化物蒸気を形成させ、基板環境から除去することが可能である。水素・ハロゲンガスは金属汚染物質を含む実質的に全表面域を効果的に除去できる流量、時間で供給される。
【００９６】
一例においては、ＨＣｌガスを含む水素・ハロゲンガス、例えば無水ＨＣｌガスを基板周辺で大気圧で維持する。無水ＨＣｌガスは基板表面上の二酸化ケイ素と反応し、表面を所望の深さまで腐食する。一例において、水素・ハロゲンガスは流量約５００から約５０００ｓｃｃｍ／分、又は例えば約３０００ｓｃｃｍ／分で供給可能である。このバージョンにおいて、基板は高温、例えば約２００から５００℃で維持され、石英炉（ＳｉＯ２）、例えばＨＣｌと反応しない管状炉内で支持される。
【００９７】
加熱とそれに続く拡散した不純物の基板表面からの除去は、金属汚染物質が基板表面上で検出されなくなるまで何サイクルも繰り返すこともできる。この場合、基板内部の金属汚染物質濃度、例えば銅種濃度は、残留汚染物質がその結果得られるデバイス性能に影響を与えないほど十分な低レベルに下がってしまっている。サイクル数は銅種の濃度と基板内部への浸透深さ及び基板に施された熱処理に依存している。典型的には、稼動サイクル数は基板表面濃度を約１ｘ１０１０原子／ｃｍ２未満にまで低下させるに十分な回数である。一例において、順次行う熱処理、クエンチ、及び表面層除去処理から成る単一の処理サイクルは、約２から約１０サイクル、又は約２から約５サイクルですら繰り返し可能である。
【００９８】
本発明の例示的な実施形態を図示及び説明してきたが、当業者は本発明を組み込んだその他の実施形態を考案することができ、これもまた本発明の範囲内にある。例えば、本発明の方法を用いて、その他の欠陥又は汚染物質を基板から隔離、検査、又は除去することが可能である。また、試験基板以外の基板を本発明の方法及び装置で再生することが可能であり、当業者には明らかである。更に、下方、上方、底部、上部、上、下、第１及び第２及びその他の相対又は位置用語は、図の例示的な実施形態に関連して示したものであり、交換可能である。従って、特許請求の範囲は本発明を説明するために本願で記載した好ましいバージョン、材料、又は空間配置についての説明に限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
本発明のこれらの構成、態様、及び利点は説明、特許請求の範囲、及び添付図面からより理解でき、これらは本発明の実施例について説明している。しかしながら、各構成は特定の図面との関連のみならず本発明全般に亘って使用可能であり、本発明はこれらの構成の全ての組み合わせを含むと理解すべきである。
【０１００】
【図１】再生・分類システムの例示的実施例の概略図である。
【図２】再生準備処理の実施例を表すフロー図である。
【図３】リサイクルカセットデータベースの実施例の概略図である。
【図４】試験基板履歴及び検査データベースの実施例の概略図である。
【図５】試験基板分類装置の実施例の概略図である。
【図６】印刷ラベルを貼ったリサイクルカセットの実施例を示す図である。
【図７】試験基板及びカセットをマッピングし、試験基板を検査するために使用する作業の実施例を表すフロー図である。
【図８】試験基板とカセットについてのレポートの実施例を示す図である。
【図９】試験基板履歴及び検査データベースを作成するための作業の実施例を表すフロー図である。
【図１０】再生アルゴリズムエンジンの作業の実施例を表すフロー図である。
【図１１】再生カテゴリによる試験基板を分類するための方法の作業実施例を示すフロー図である。
【図１２】リサイクルカセットラベルの実施例を示す図である。
【図１３】再生法の実施例を表すフロー図である。
【図１４】データベースの実施例の概略図である。
【図１５】再生業務提供者による試験基板ＩＤ、カセットＩＤ及び再生カテゴリを検証するための作業の実施例を表すフロー図である。
【図１６】試験基板上に設けられる識別コードの実施例を示す図である。
【図１７】試験基板の処理履歴を反映する、試験基板識別コードの実施例を示す図である。
【図１８】本システムに適した制御装置のブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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