(57)【要約】      （修正有）【課題】水素終端構造の効果が長い時間にわたり安定して持続し、ライフタイムを正確に測定できるシリコンウェーハの再結合ライフタイム測定方法を提供する。【解決手段】ＨＦを超純水によって希釈したＨＦ溶液の入ったＨＦ処理層１に、シリコンウェーハＷを浸漬し、オーバーフロー槽２で超純水によって濯ぎを行い、シリコンウェーハＷ表面に水素終端構造を形成する工程と、前記工程の後、シリコンウェーハＷのライフタイムをマイクロ波光導電減衰法により測定する工程とを備え、水素終端構造を形成する工程において用いられる超純水に含まれるシリカが４０ppb以下、ボロン(B)が０．５ppb以下であり、かつ比抵抗１８．２ＭΩcm以上であり、超純水の総有機物量(TOC)が１０ppb以下、金属元素が１０ppt以下においてシリコンウェーハＷの再結合ライフタイム測定する。【選択図】図４
2016001676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンウェーハのライフタイムをマイクロ波光導電減衰法により測定する、シリコンウェーハの再結合ライフタイム測定方法において、
ＨＦを超純水によって希釈したＨＦ溶液に、シリコンウェーハを浸漬し、更に前記超純水によって濯ぎを行い、シリコンウェーハ表面に水素終端構造を形成する工程と、前記水素終端構造を形成する工程の後、前記ウェーハのライフタイムをマイクロ波光導電減衰法により測定する工程とを備え、
前記水素終端構造を形成する工程において用いられる前記超純水に含まれるシリカが４０ppb以下、ボロン(B)が０．５ppb以下であり、かつ比抵抗１８．２ＭΩｃｍ以上であり、前記超純水の総有機物量(TOC)が１０ppb以下、金属元素が１０ppt以下であることを特徴とするシリコンウェーハの再結合ライフタイム測定方法。
【請求項２】
シリコンウェーハ表面に水素終端構造を形成した後、マイクロ波光導電減衰法による測定が終了するまでの間、前記シリコンウェーハがおかれる環境は、総有機物量が１５０ｎｇ／Ｌ以下（有機性成分）、アンモニウムイオン量が２０ｎｇ／Ｌ以下（塩基性成分）であることを特徴とする請求項１に記載のシリコンウェーハの再結合ライフタイム測定方法。
【請求項３】
前記ＨＦを超純水によって希釈したＨＦ溶液に、シリコンウェーハを浸漬し、その後超純水によって濯ぎを行い、シリコンウェーハ表面に水素終端構造を形成する工程において、
前記ＨＦ溶液が収容された容器内にシリコンウェーハを浸漬し、
その後、前記濯ぎを行う容器内に超純水を収容すると共に、超純水を前記容器内に常時通水すると共に、前記容器から超純水が流出する状態において、前記シリコンウェーハの濯ぎを行うことを特徴とする請求項１記載のリコンウェーハの再結合ライフタイム測定方法。
【請求項４】
シリコンウェーハ表面に水素終端構造を形成した後、マイクロ波光導電減衰法による測定が終了するまでの時間が、１２０分以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたシリコンウェーハの再結合ライフタイム測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハの再結合ライフタイム測定方法に係わり、特にシリコンウェーハの表面再結合を抑制するために、前処理としてシリコンウェーハの表面に水素終端構造を形成した後に、シリコンウェーハの再結合ライフタイムを測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウェーハ中の金属不純物や結晶欠陥を評価する方法として、再結合ライフタイム測定がある。
この再結合ライフタイムは、シリコンウェーハ中に結晶欠陥や金属不純物が多くなると、励起された過剰キャリアが再結合によって消滅する時間が短くなるため、シリコンウェーハの質をはかる目安として、一般的に用いられている。
また、再結合ライフタイムはスイッチング速度やリーク電流を決定する重要な要素であり、デバイスプロセスの出発材料として、長い再結合ライフタイムを持つシリコンウェーハが要望されている。
【０００３】
再結合ライフタイムを測定する方法として、反射マイクロ波光導電減衰法がある。
この反射マイクロ波光導電減衰法とは、光パルスによってウェーハ中に発生した過剰キャリアが再結合によって消滅する過程を、反射マイクロ波強度の変化としてモニターし、その強度が一定の強度に減衰する時間を測定することによって、再結合ライフタイム値を決定する。
【０００４】
このシリコンウェーハの再結合ライフタイム測定により、シリコンウェーハの品質を評価するためには、そのシリコンウェーハに固有のバルクライフタイムである、シリコンウェーハの内部に分布する再結合中心における再結合過程によるライフタイムを測定する必要がある。
【０００５】
しかしながら、通常、シリコンウェーハにおいては、表面で結晶の周期性が分断されることにより表面に局在する電子が表面準位を有する固有状態となり、これが再結合中心となって再結合過程が生じる。
そのため、測定された少数キャリアの再結合ライフタイムτは、１／τ＝１／τb＋１／τsで表されるように、ウェーハ表面の再結合ライフタイムの影響を受ける。
尚、τは一次モードライフタイムであるが、指数関数に近似可能な減衰の時定数としての測定値とみなされる。τsはウェーハ表面の再結合ライフタイムであり、ウェーハ表面の少数キャリアが再結合するまでの時間である。τbはウェーハ固有のバルク再結合ライフタイムである。
【０００６】
しかも、商業的に販売されているウェーハ厚さ（約１mm以下）の場合、表面でのキャリア再結合の割合が大きいために、測定値に対し支配的となり、再結合ライフタイムの測定結果に大きな影響を与える。
そのため、表面での再結合ライフタイムの影響を極力抑制し、バルク固有のライフタイムを測定するために、従来からシリコンウェーハ表面のパシベーション処理が行われている。
【０００７】
この表面パシベーション処理としては、例えば、特許文献１において、シリコンウェーハをＨＦ（ＨＦ）溶液に浸漬処理し、シリコンウェーハの表面に水素終端構造を形成することが提案されている。
この特許文献１で提案されている発明にあっては、表面再結合を抑制するために、シリコンウェーハをＨＦ溶液に浸漬処理することによって、ウェーハ表面に水素終端構造を形成する。そして更にシリコンウェーハ表面に帯電した電荷を一定状態に維持することによって、水素終端処理効果を長時間にわたり安定して持続し、正確なライフタイムを測定しようとするものである。
【０００８】
また、長いライフタイム値、例えば数msecという値を得る為に、特許文献２においては、シリコンウェーハ表面の有機物を除去後、自然酸化膜を除去し、ヨウ素エタノール法によるパシベーションを行うことを提案している。
【０００９】
ところで、非特許文献１の図６には、ライフタイムと不純物濃度の関係が示されている。この関係からバルク中のFe濃度を５×１０9atoms/cm3以下に管理するためには、測定されるライフタイム値は１msec以上でなければならないことがわかる。
【００１０】
また、前記再結合ライフタイム（τ）とは、次のショックレイリードホールの式（１）で現される。
【００１１】
【数１】
2016001676.tif 000003
【００１２】
ここで、ｎ0とｐ0は平衡時の電子とホールのキャリア濃度、ΔnとΔpは注入されたキャリア濃度、νthはキャリアの熱速度、Ｎiは真性キャリア濃度、Ｅiは真性エネルギー準位、σnとσpは不純物の電子とホールに対する捕獲断面積、Ｎtは不純物キャリア濃度、Ｅtは不純物エネルギー準位、ｋはボルツマン定数、Ｔは温度である。
上記式より、不純物の濃度が十分に低い場合、シリコンウェーハの抵抗率、すなわち育成時にドープされるドーパント濃度にライフタイム値は決定されることがわかる。
【００１３】
次に表面再結合ライフタイムτsは次の近似式で現される。
【００１４】
【数２】
2016001676.tif 000004
【００１５】
ここで、ｔはウェーハ厚さ、Ｄはキャリアの拡散係数、Ｓγは表面再結合速度である。
Ｓγが十分小さい場合に表面再結合ライフタイム値は長くなる。
【００１６】
前記式（１）と式（２）を使用して測定されるライフタイム値を求める。ウェーハ厚775μm、ボロンドープの抵抗率に対するライフタイム値を計算した結果を図１に示す。本計算では、不純物濃度をドーパントであるボロンとし、エネルギー準位Et=Ec−0.045eV、σ=２×１０-16cm2、Ｎt=ｎ0とした。表面再結合速度をそれぞれS=１０、２０、４０，１００cm/secとし計算した。
この図１より、汚染管理をするために必要な１msec以上のライフタイム値を得るには、シリコンウェーハ基板抵抗を２０Ωcm以上(ドーパント濃度６．６７×１０14atoms/cm3)とし、さらに表面再結合速度はS=２０cm/sec以下とする必要があることがわかる。
【００１７】
次に表面再結合速度Ｓγは次式で現される。ここで、Ｎstは表面トラップ密度である。
【００１８】
【数３】
2016001676.tif 000005
【００１９】
この式より表面に存在するキャリアのトラップ密度に比例した値であることがわかる。
そして、このキャリアトラップは、表面に存在するシリコンダングリングボンドや、有機物、金属不純物の付着が要因となることが考えられている。
したがって、ＨＦ溶液に浸漬処理し、シリコンウェーハ表面に水素終端構造を形成する場合、シリコンウェーハ表面に存在するダングリングボンドが理想的に水素によって終端されれば再結合速度は低くなり、バルク固有のライフタイムを測定することが可能となる。
【００２０】
しかし、実際は洗浄後のシリコンウェーハ表面には、種々の汚染が存在することが知られており、有機物や酸・アルカリイオン類などの付着があることが特許文献３によって報告されている。
【００２１】
また、使用される超純水中にもこれらの不純物が含まれていることは知られている。半導体工場で供給される超純水は、使用拠点ごとに超純水製造装置によって作られ、使用されている。超純水水質については、管理指針が非特許文献２（半導体技術ロードマップ（ＩＴＲＳ  Yield  Enhancement  表YE3））や非特許文献２（ＳＥＭＩスタンダードF63-0213）によって規定されているが、実際の維持管理手法については使用目的によってさまざまである。
また、再結合ライフタイムが測定される環境についてもさまざまである。空気中における浮遊微小粒子が管理された空間であるクリーンルームにおいても、有機物、イオン不純物についての維持管理手法は使用目的によってさまざまである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２００７−４８９５９号
【特許文献２】特開２００９−３０２２４０号
【特許文献３】特許第３５１１２３２号
【非特許文献】
【００２３】
【非特許文献１】嶋崎綾子；クリーンテクノロジー、vol.18、No.12、(2008)p1-6
【非特許文献２】半導体技術ロードマップ（ＩＴＲＳ 2011Edition(JEITA訳) 表YE3）  Yield Enhancement
【非特許文献３】ＳＥＭＩスタンダード  SEMI F63-0213 Guide for Ultrapure Water Used in Semiconductor Processing
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
ところで、ＨＦ処理されたシリコンウェーハ表面への超純水中不純物の影響は、いまだ不明な点が多く、再結合ライフタイム測定によってバルク中のFe汚染管理（５×１０9atoms/cm3以下）を行うために、十分な長いライフタイム値（１msec以上）が得られる、すなわち表面再結合速度（２０cm/sec以下）となる水素終端構造を得るための超純水水質について究明されていないという技術的課題があった。
また、１msec以上の長いライフタイム値を得る為の十分な表面再結合速度（２０cm/sec以下）の水素終端構造を形成した後、測定に至る間、シリコンウェーハは所定の環境内において保管され、また所定の環境内で測定される。
そのため、シリコンウェーハ表面に水素終端構造を形成した後、シリコンウェーハが曝される環境によっては、有機物の付着、酸化の進行等によって長いライフタイム値を得るのに十分な水素終端構造が維持されず、効果的な表面再結合抑制ができないという技術的課題があった。
【００２５】
そこで、本発明者らは、１msec以上の長いバルクライフタイムを得る為に十分な表面再結合速度となる水素終端構造とするためのＨＦ処理に使用する超純水水質について鋭意研究すると共に、シリコンウェーハ表面に水素終端構造を形成した後、測定終了に至る間のシリコンウェーハの置かれる環境についても鋭意研究し、本発明を完成するに至ったものである。
【００２６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、１msec以上のバルクライフタイムを測定するに十分な表面再結合速度（２０cm/sec以下）となる超純水水質を特定することによって、水素終端構造の効果が長い時間にわたり安定して持続し、ライフタイムを正確に測定できるシリコンウェーハの再結合ライフタイム測定方法を提供することを目的とする。
また、シリコンウェーハ表面に水素終端構造を形成した後、測定終了に至る間のシリコンウェーハの置かれる環境について特定することによって、水素終端構造の効果が長い時間にわたり安定して持続し、ライフタイムを正確に測定できるシリコンウェーハのライフタイム測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明にかかるシリコンウェーハのライフタイム測定方法は、上記課題を解決するためになされたものであり、シリコンウェーハのライフタイムをマイクロ波光導電減衰法により測定する、シリコンウェーハの再結合ライフタイム測定方法において、ＨＦを超純水によって希釈したＨＦ溶液に、シリコンウェーハを浸漬し、更に前記超純水によって濯ぎを行い、シリコンウェーハ表面に水素終端構造を形成する工程と、前記水素終端構造を形成する工程の後、前記ウェーハのライフタイムをマイクロ波光導電減衰法により測定する工程とを備え、前記水素終端構造を形成する工程において用いられる前記超純水に含まれるシリカが４０ppb以下、ボロン(B)が０．５ppb以下であり、かつ比抵抗１８．２ＭΩｃｍ以上であり、前記超純水の総有機物量(TOC)が１０ppb以下、金属元素が１０ppt以下であることを特徴としている。
【００２８】
ところで、前記超純水に含まれる不純物は、微粒子、金属、有機物など様々あり、それら不純物の中で、ボロン、シリカは他の不純物に比べてイオン交換樹脂での交換・除去能力が低いために、本発明では、ボロン、シリカの含有量を基準に超純水を管理することとした。
即ち、イオン交換樹脂等で前記不純物を除去し、基準となる不純物のシリカが４０ppb以下、ボロン(B)が０．５ppb以下の超純水を用いることとした。このシリカが４０ppb以下、ボロン(B)が０．５ppb以下の超純水にあっては、他の不純物もイオン交換樹脂等で除去されるため、比抵抗１８．２ＭΩｃｍ以上であり、総有機物量(TOC)が１０ppb以下、シリカが４０ppb以下、金属元素が１０ppt以下、ボロン(B)が０．５ppb以下となることを知見した。
【００２９】
そして、このような比抵抗１８．２ＭΩcm以上、総有機物量(TOC)が１０ppb以下、シリカが４０ppb以下、金属元素が１０ppt以下、ボロン(B)が０．５ppb以下の超純水を、ＨＦ溶液処理に使用することにより、前記水素終端構造の効果が長い時間にわたり安定して持続することができ、再結合ライフタイムを正確に測定することができる。
尚、超純水水質が上記の特性を超える場合には、長いライフタイム値を得る為の十分な表面再結合速度とはならず、測定で得られるライフタイム値は表面再結合が支配的なライフタイム値となる。
【００３０】
ここで、シリコンウェーハ表面に水素終端構造を形成した後、マイクロ波光導電減衰法による測定が終了するまでの間、前記シリコンウェーハがおかれる環境は、総有機物量が１５０ｎｇ／Ｌ以下（有機性成分）、アンモニウムイオン量が２０ｎｇ／Ｌ以下（塩基性成分）であることが望ましい。
総有機物量が１５０ｎｇ／Ｌ（リットル）以下（有機性成分）、アンモニウムイオン量が２０ｎｇ／Ｌ（リットル）以下（塩基性成分）の環境下で、水素終端されたシリコンウェーハが保管され、マイクロ波光導電減衰法により測定が行われるため、前記水素終端構造の効果が長い時間にわたり安定して持続することができ、再結合ライフタイムを正確に測定することができる。
尚、総有機物量が１５０ｎｇ／Ｌ（リットル）（有機性成分）を超える場合、またアンモニウムイオン量が２０ｎｇ／Ｌ（リットル）（塩基性成分）を超える場合には、水素終端構造の効果を維持することができる時間が短くなるため、迅速に測定しなければならず、測定に要する時間によって、測定結果にばらつきが生じる。
【００３１】
また、前記ＨＦを超純水によって希釈したＨＦ溶液に、シリコンウェーハを浸漬し、その後超純水によって濯ぎを行い、シリコンウェーハ表面に水素終端構造を形成する工程において、前記ＨＦ溶液が収容された容器内にシリコンウェーハを浸漬し、その後、前記濯ぎを行う容器内に超純水を収容すると共に、超純水を前記容器内に常時通水すると共に、前記容器から超純水が流出する状態において、前記シリコンウェーハの濯ぎを行うことが望ましい。
【００３２】
このように、前記濯ぎを行う容器内に超純水を収容すると共に、超純水を前記容器内に常時通水し、前記容器から超純水が溢れ出す状態において、前記シリコンウェーハの濯ぎを行うため、シリコンウェーハ表面に不純物が付着することもなく、安定した水素終端構造を得ることができる。
【００３３】
また、シリコンウェーハ表面に水素終端構造を形成した後、マイクロ波光導電減衰法による測定が終了するまでの時間が、１２０分以下であることが望ましい。
総有機物量が１５０ｎｇ／Ｌ（リットル）以下（有機性成分）、アンモニウムイオン量が２０ｎｇ／Ｌ（リットル）以下（塩基性成分）に低減した環境の場合、前記水素終端構造が１２０分間安定して持続するため、その時間内に測定が終了するのが好ましい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、シリコンウェーハ表面に表面再結合速度が２０cm/sec以下となる水素終端構造の効果が長い時間にわたり安定して持続し、ライフタイムを正確に測定できるシリコンウェーハのライフタイム測定方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１はウェーハの抵抗率とライフタイムの関係を表面再結合速度ごとに示した図である。
【図２】図２は本発明の工程を示すフローチャート図である。
【図３】図３は超純水の製造を示すフローチャート図である。
【図４】図４は、水素終端構造の形成からライフタイムの測定に至る工程を示す概略図である。
【図５】図５は、水素終端構造を形成したシリコンウェーハが保管、測定される環境を示す概略図である。
【図６】図６は、実験１のライフタイム測定結果を示す図である。
【図７】図７は、実験２のライフタイム測定結果を示す図である。
【図８】図８は、実験３のライフタイム測定結果を示す図である。
【図９】図９は、実験４のライフタイム測定結果を示す図である。
【図１０】図１０は、実験５のライフタイム測定結果を示す図である。
【図１１】図１１は、実験６のライフタイム測定結果を示す図である。
【図１２】図１２は、実験７のライフタイム測定結果を示す図である。
【図１３】図１３は、実験８のライフタイム測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の実施形態について、図２乃至図５に基づいて説明する。
本発明にかかるシリコンウェーハの再結合ライフタイム測定方法の概要は、図２に示すように、シリコンウェーハを準備し（Ｓ１）、ＨＦ溶液処理によってシリコンウェーハ表面に水素終端構造を作成し、不活性化させ表面再結合速度を低下させる（Ｓ２）。その後、マイクロ波光導電減衰法（μＰＣＤ法）によって再結合ライフタイムを測定する（Ｓ３）ものである。
【００３７】
具体的には、シリコンウェーハを準備する工程（Ｓ１）と、ＨＦを超純水によって希釈したＨＦ溶液に、前記シリコンウェーハを浸漬し、更に前記超純水によって濯ぎを行い、シリコンウェーハ表面に水素終端構造を形成する。ＨＦパシベーション処理工程（Ｓ２）と、前記水素終端構造を形成する工程の後、前記ウェーハのライフタイムをマイクロ波光導電減衰法により測定する、再結合ライフタイム測定工程（Ｓ３）とを備えている。
特に、シリコンウェーハ表面に水素終端構造を形成する工程（Ｓ２）において用いられる前記超純水、即ち、ＨＦの希釈液及び濯ぎ液の超純水が、比抵抗１８．２ＭΩｃｍ以上であり、前記超純水の総有機物量(TOC)が１０ppb以下、シリカが４０ppb以下、金属元素が１０ppt以下であって、ボロン(B)が０．５ppb以下であることに特徴を有している。
【００３８】
この超純水の製造工程を図３に基づいて説明する。
図３に示すように、まず原水を前処理システム、一次純水システムを通して微粒子、不純物、溶存酸素を除去した後（Ｓ１０．Ｓ１１）、ＵＶ酸化器、イオン交換樹脂、ろ過膜を備えたサブシステム（循環方式）によって、有機物、イオン不純物、微粒子を除去し、超純水を製作する（Ｓ１２）。
その後、更に、ユースポイントであるＨＦ処理設備に供給し、さらにＨＦ処理設備内でイオン交換樹脂、ろ過膜を使用して、最終的に基準となる不純物であるボロンが０．５ppb以下、シリカが４０ppb以下の超純水を製作する（Ｓ１３）。
このとき、前記超純水は、他の不純物も一次純水システム、サブシステム（循環方式）、ＨＦ処理設備内のイオン交換樹脂、ろ過膜によって除去され、比抵抗１８．２ＭΩcm以上であり、総有機物量(TOC)が１０ppb以下、金属元素が１０ppt以下となる。
【００３９】
そして、製造された前記超純水によってＨＦを希釈したＨＦ溶液に、前記シリコンウェーハを浸漬し、更に前記超純水によって濯ぎを行い、シリコンウェーハ表面に水素終端構造を形成する工程について、図４に基づいて説明する。
【００４０】
まず、ＨＦ溶液を作成するテフロン（登録商標）製の槽１、濯ぎを行うテフロン製のオーバーフロー槽２は、常時、前記超純水を通水し、不純物が付着しないようにする。
ＨＦ溶液は、半導体グレードの高純度ＨＦ（５０％）を使用し、前記超純水で希釈し、１０％ＨＦ溶液を作成する。ＨＦ溶液作成後ウェーハ処理時のみ、槽１の通水は停止する。
そして、シリコンウェーハＷをテフロンキャリア３にセットし、キャリア３をテフロン製の槽１内の１０％のＨＦ溶液に１５分間浸漬した後、オーバーフロー槽２に移す。
シリコンウェーハＷをオーバーフロー槽２に１０分間浸漬し、前記シリコンウェーハＷの濯ぎを行う。尚、前記通水は、５Ｌ（リットル）／ｍｉｎ（分）以上の流量をもって行われる。
【００４１】
このような処理をなすことにより、シリコンウェーハＷ表面に、水素終端構造を得ることができる。また、シリコンウェーハＷを前記超純水に浸漬し濯ぎが行われることで、シリコンウェーハの表面に不純物が付着することもなく、安定した水素終端構造を得ることができる。
【００４２】
前記ＨＦ処理後のシリコンウェーハＷの表面は疎水性面であることから、オーバーフロー槽２から静かに引き上げることで、表面の水分が除去される。
前記水分除去後、直ちにポリカーボネイト製キャリア４にウェーハＷを移し変え、ライフタイム測定装置のキャリアステージにセットされる。
【００４３】
更に、シリコンウェーハ表面は、その水素終端構造を維持する為に、図５に示す環境下に保管され、測定がなされる。図５に基づいて、シリコンウェーハの保管、測定環境について説明する。
図５に示すように、外気を取り込んだ後、外調機１０に設置された、プレフィルタ１１、ケミカルフィルタ（活性炭）１２、中性能フィルタ１３、ＨＥＰＡフィルタ１４によって有機物成分等を除去する。この空気を内調機２０に送り込み室内Ａを循環させる。前記内調機２０に設置された、添着剤付ケミカルフィルター２１、中性能フィルタ２２によって、前記アンモニア・アミン系の塩基性成分を除去する。
尚、内調機２０からの空気が室内Ａへ導入される導入口には、ＨＥＰＡフィルタ２３，２４が設けられている。
また、測定装置Ａ１のキャリアステージに使用の都度交換できるシリカゲルＡ２が内蔵可能なカバーを設置し、塩基性成分の除去がなされている。
【００４４】
そのとき、室内Ａは、総有機物量が１５０ｎｇ／Ｌ以下（有機性成分）、アンモニウムイオン量が２０ｎｇ／Ｌ以下（塩基性成分）の環境になされている。
尚、ガス状不純物の酸性成分であるＮＯｘ濃度は、ライフタイムに与える影響が小さいため、６０ｎｇ／Ｌ（リットル）以下であれば良い。
【００４５】
このように、総有機物量が１５０ｎｇ／Ｌ（リットル）以下（有機性成分）、アンモニウムイオン量が２０ｎｇ／Ｌ（リットル）以下（塩基性成分）の環境下で、シリコンウェーハが保管され、マイクロ波光導電減衰法により測定が行われる場合には、環境による水素終端構造の破壊の影響が少なく、前記水素終端構造の効果が長い時間にわたり安定して持続することができ、ライフタイムを正確に測定することができる。
【００４６】
尚、ＨＦを純水によって希釈したＨＦ溶液にシリコンウェーハを浸漬し、その後純水によって濯ぎを行い、シリコンウェーハ表面に水素終端構造を形成する工程についても、総有機物量が１５０ｎｇ／Ｌ（リットル）以下（有機性成分）、アンモニウムイオン量が２０ｎｇ／Ｌ（リットル）以下（塩基性成分）の環境下で行うのが好ましい。
【００４７】
また、測定装置Ａ１は、反射マイクロ波光導電減衰法を用いた、一般的な測定装置、例えば、μ―ＰＣＤ装置（コベルコ科研社製：ＬＴＡ−１２００ＥＰ）を用いることができる。
【実施例】
【００４８】
以下、この発明にもとづく水素終端によるパシベーションの方法とそのパシベーション効果を長時間持続してライフタイムを測定した結果を具体的に説明するが、本発明は下記実験例により限定されるものではない。
【００４９】
（実験１）
測定実施に際し、ｎ型抵抗値８００ΩcmのノンドープＣＺ―Ｓｉ（１００）厚さ７７５μｍ、直径３００mmシリコンウェーハを使用した。
そして、図４に示すようにテフロン製キャリアに、前記シリコンウェーハをセットし、キャリアを１０％のＨＦ溶液に１５分間浸漬した後、オーバーフロー槽に移した。
そして、シリコンウェーハは、純水が収容されているオーバーフロー槽２内に浸漬し、濯ぎを１０分間行った。
このとき、オーバーフロー槽に対して、純水を５Ｌ（リットル）／ｍｉｎ（分）の流量をもって注水し、オーバーフロー槽から純水を流出させながら、即ち、常に新しい超純水で濯ぎを行った。
【００５０】
尚、１０％ＨＦ溶液の作成に使用した純水及び濯ぎに使用した超純水は、前記した比抵抗が１８．２ＭΩcm以上、全有機炭素（ＴＯＣ）が１０ppb以下、シリカが０．１ppb未満、ボロンが０．０４ppb、金属元素が１０ppt以下の超純水を用いた。
【００５１】
濯ぎ後、オーバーフロー槽からシリコンウェーハをゆっくりと引き上げることによって水を切り、シリコンウェーハの乾燥を行った。
シリコンウェーハの表面は、疎水性を有しているため、オーバーフロー槽からゆっくり引き上げることによって、シリコンウェーハを乾燥させることができる。
そして、シリコンウェーハの表面をＨＦパシベーション化した。
【００５２】
また、図５に示すように、有機性物質を取り除く活性炭、及びアンモニア・アミンなどの塩基性物質を取り除く添着剤をつけた活性炭からなるケミカルフィルターを有する空調機を設置した室内に、ＨＦパシベーション化したシリコンウェーハを保管し、その後ライフタイムの測定を行った。
前記室内は、総有機物量が１５０ｎｇ／Ｌ（有機性成分）以下、アンモニウムイオン量が２０ｎｇ／Ｌ（塩基性成分）以下に低減した環境になした。
またガス状不純物の酸性成分である、ＮＯｘ濃度は、１０ｎｇ／Ｌ（リットル）とした。
【００５３】
超純水中のシリカの測定は、イオンクロマトグラフ法で、ボロンと金属元素はＩＣＰ―ＭＳ法で測定を行った。
環境の測定方法は、有機物量は環境雰囲気をＴＥＮＡＸ吸着管（流速１Ｌ（リットル）／ｍｉｎ（分），通気量１８０Ｌ）により採取し、熱脱着させガスクロマトグラフによって測定を行った。
アンモニウムイオン濃度、ＮＯｘ濃度はインピンジャー捕集法（空気を純水中にバブリングさせ捕集：液量３０ｍｌ、流速１Ｌ（リットル）／ｍｉｎ（分）、通気量１００Ｌ）によって環境雰囲気を採取し、イオンクロマトグラフによって測定を行った。
【００５４】
パシベーション処理後の経過時間に対するライフタイム測定値の変化を調べるため、１０分、１５分、２０分、１３０分保管したあと、夫々の測定ウェーハを直ちに測定ステージに設置し、ライフタイムの測定をした。
そのライフタイム変化を図６に示す。尚、図６における縦軸は、シリコンウェーハの中心部におけるライフタイム（μｓｅｃ）、横軸はＨＦ処理後からの時間（分）である。
【００５５】
図６から明らかなように、１３０分の間ライフタイムの値に変化は見られなかった。
したがって、シリコンウェーハ表面に水素終端構造を形成した後、シリコンウェーハを上記環境内に保管し、測定する場合には、前記水素終端構造の効果が少なくとも１２０分間の間、安定して持続し、ライフタイムを正確に測定できることが確認された。
【００５６】
（実験２）
実験１の環境を、総有機物量が１５０ｎｇ／Ｌ（有機性成分）、アンモニウムイオン量が２０ｎｇ／Ｌ（塩基性成分）から総有機物量が１３０ｎｇ／Ｌ、アンモニウムイオン量が１０ｎｇ／Ｌに変更した。その他の条件は、実験１と同一とし、ライフタイム値を検証した。その結果を図７示す。
この条件下でも、１３０分の間ライフタイムの値に変化は見られなかった。したがって、シリコンウェーハ表面に水素終端構造を形成した後、シリコンウェーハを上記環境内に保管し、測定する場合には、前記水素終端構造の効果が少なくとも１２０分間の間、安定して持続し、ライフタイムを正確に測定できることが確認された。
【００５７】
（実験３）
実験３として、ケミカルフィルターを設置していない総有機物量が４００ｎｇ／Ｌ、アンモニウムイオン量が３０ｎｇ／Ｌ以下の環境にさらした場合のライフタイム変化を図８に示す。その他の条件は実験１と同一条件とした。
図８から明らかなように２０分時間経過後、ライフタイム値の急激な低下が確認された。そのため、１００分経過後のライフタイム値が２０００μsecであっても、前記したように、前記水素終端構造の効果が急激に低下するため、上記環境は好ましくないことが確認された。
【００５８】
（実験４）
実験４として、物理吸着型のケミカルフィルターを設置し総有機物量が１５０ｎｇ／Ｌ（有機性成分）、アンモニウムイオン量が３０ｎｇ／Ｌ（塩基性成分）に低減した環境に、シリコンウェーハをさらした場合のライフタイム変化を図９に示す。その他の条件は実験１と同一条件とした。
実験３に比べて、ライフタイム変化は少ないが、安定せず、時間が経過するに従って、ライフタイム値が低下することが確認された。
即ち、１２０分経過後のライフタイム値は約２５００μsecであるが、前記したように、前記水素終端構造の効果が安定せず、低下するため、上記環境は好ましくないことが確認された。
【００５９】
（実験５）
実験５として、物理吸着型のケミカルフィルターを設置し総有機物量が１８０ｎｇ／Ｌ（有機性成分）、アンモニウムイオン量が２０ｎｇ／Ｌ（塩基性成分）に低減した環境に、シリコンウェーハをさらした場合のライフタイム変化を図１０に示す。その他の条件は実験１と同一条件とした。
実験３に比べて、ライフタイム変化は少ないが、安定せず、時間が経過するに従って、ライフタイム値が低下することが確認された。即ち、１１０分経過後のライフタイム値は約２５００μsecであるが、前記したように、前記水素終端構造の効果が安定せず、低下するため、上記環境は好ましくないことが確認された。
【００６０】
（実験６）
実験１のＮＯｘ濃度を１０ｎｇ／Ｌ（リットル）からＮＯｘ濃度を６０ｎｇ／Ｌ（リットル）に変更し、他の条件は実施例１と同一条件でライフタイムの変化を検証した。その結果を図１１に示す。
その結果、図６と図１１とを比べると、ライフタイム変化の影響が見られないことから、ＮＯｘ濃度が６０ｎｇ／Ｌ（リットル）のまでの範囲内であれば、ライフタイムへの影響がないことが確認された。  
【００６１】
（実験７）
図３における超純水製造装置のイオン交換樹脂においてアニオン（陰イオン）の除去能力を低下させシリカ濃度を、０．１ppb未満、４０ppbとした。それ以外は実験１と同条件とし、ＨＦ処理をおこないライフタイム測定を行った。
測定は１２０分に行った。その結果を図１２に示す。シリカ濃度が高い場合ほど、表面再結合の影響が大きくなりライフタイムの低下が見られた。即ち、シリカ濃度が４０ppbを超えると、ＨＦ処理を行うための超純水には適さないことが確認された。
尚、前記シリカ濃度が０．１ppb、４０ppbの超純水は、比抵抗１８．２ＭΩcm以上であり、前記超純水の総有機物量(TOC)が１０ppb以下、金属元素が１０ppt以下であった。
【００６２】
（実験８）
図３における超純水製造装置のイオン交換樹脂においてカチオン（陽イオン）除去能力を低下させ、金属元素濃度を増加させた。ここではボロン濃度に注目するが、ボロンが０．０４ｐｐｂ、０．２ｐｐｂ、１ｐｐｂの場合において、ライフタイムの変化を検証した。その他の条件は実験１と同条件とする。測定は１２０分に行った。その結果を図１３に示す。
【００６３】
図１２、図１３より、超純水中のイオン不純物増加によってライフタイムが低下することがわかった。
実験７，８より１msec（１０００μsec）以上の長いライフタイムを測定する為のＨＦ処理に使用する超純水は、基準となる不純物であるシリカが４０ppb以下、ボロンが０．５ppb以下であることがわかった。このときの超純水は、比抵抗１８．２ＭΩcm以上であり、総有機物量(TOC)が１０ppb以下、金属元素が１０ppt以下であった。
【００６４】
以上のように、シリコンウェーハ表面に水素終端構造を形成し、表面再結合速度を抑制する場合には、イオン交換樹脂での交換・除去能力が低い、ボロン、シリカの含有量を基準に超純水を管理し、基準となるシリカが４０ppb以下、ボロン(B)が０．５ppb以下の超純水を用いることにより、表面再結合２０cm/sec以下とすることが出来ることが確認された。
このシリカが４０ppb以下、ボロン(B)が０．５ppb以下の超純水にあっては、他の不純物もイオン交換樹脂等で除去されるため、比抵抗１８．２ＭΩcm以上であり、総有機物量(TOC)が１０ppb以下、金属元素が１０ppt以下になされている。
なお規定した超純水よりより清浄な超純水を使用することによって表面再結合を低下させることが可能となる。しかしながら、イオン交換樹脂などの設備が高価となり製造コストがかさむという弊害が生じる。そのため、１msec以上のライフタイムが得られる超純水水質であれば良い。
【００６５】
また、シリカが４０ppb以下、ボロン(B)が０．５ppb以下の前記超純水を用いて、シリコンウェーハ表面に水素終端構造を形成した後、シリコンウェーハを上記実験１の環境内に保管し、測定する場合には、前記水素終端構造の効果が少なくとも１２０分間、安定して持続し、ライフタイムを正確に測定できることが確認された。
即ち、シリコンウェーハを上記実験１の環境内に保管し、測定する場合には、前記水素終端構造の効果がより安定して持続し、ライフタイムを正確に測定できるため、より好ましいことが確認された。
尚、実験１に示した環境よりもより清浄な環境下に、シリコンウェーハを置くことにより、水素終端構造の効果はより安定、持続し、ライフタイムを正確に測定できる。
しかしながら、フィルタ等の設備が高価になり、製造コストが嵩むという弊害が生じる。そのためシリコンウェーハ表面に水素終端構造を形成した後、保管し、測定する場合に要する時間の最大限の時間を考慮すると、少なくとも１２０分間、水素終端構造の効果が安定して持続する環境であれば良い。
【符号の説明】
【００６６】
１        ＨＦ処理槽
２        オーバーフロー槽
３        テフロンキャリア
４        ポリカーボネイト製キャリア
１０      外調機
１１      プレフィルタ
１２      ケミカルフィルタ（活性炭）
１３      中性能フィルタ
１４      ＨＥＰＡフィルタ
２０      内調機
２１      添着剤付ケミカルフィルタ
２２      中性能フィルタ
２３      ＨＥＰＡフィルタ
２４      ＨＥＰＡフィルタ
Ａ        室内
Ａ１      測定装置
Ａ２      シリカゲル内蔵カバー
Ｗ        シリコンウェーハ
【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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