(57)【要約】  方法は、シリコン製品を汚染する金属不純物の濃度を判定する。方法は、表面上に金属不純物が配されたシリコン製品の試験サンプルを得る工程を含む。試験サンプルを第１の容器内に置く。試験サンプルが入っている第１の容器に、第１の酸溶液を添加する。試験サンプルを第１の酸溶液に浸漬して、第１の酸溶液、金属不純物及び分解シリコンを含む混合溶液を生成する。混合溶液から未分解シリコンを分離する。混合溶液を分析して、シリコン製品を汚染する金属不純物の濃度を判定する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン製品を汚染する金属不純物の濃度を判定する方法であって、
表面上に前記金属不純物が配された前記シリコン製品の試験サンプルを得る工程と、
前記試験サンプルを第１の容器内に置く工程と、
前記試験サンプルが入っている前記第１の容器に、第１の酸溶液を添加する工程と、
前記試験サンプルを前記第１の酸溶液に浸漬して、前記第１の酸溶液、前記金属不純物及び分解シリコンを含む混合溶液を生成する工程と、
前記混合溶液から未分解シリコンを分離する工程と、
前記シリコン製品を汚染する前記金属不純物の濃度を判定するために、前記混合溶液を分析する工程とを含む、方法。
【請求項２】
前記混合溶液を分析する工程は、
前記混合溶液を乾燥させて、前記金属不純物を含む固体残留物を生成する工程と、
前記金属不純物を含む前記固体残留物を再構成溶液で再構成する工程と、
前記金属不純物の濃度を判定するために、前記再構成した固体残留物を試験する工程とを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記再構成溶液は、硝酸及び脱イオン水を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記再構成した固体残留物を試験する工程は、誘導結合プラズマ質量分析計を用いて、前記再構成した固体残留物を金属不純物に関して試験する工程として更に定義される、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
ＨＣＬ、ＨＮＯ３及びＨＦを含む酸溶液を調製する工程を更に含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記酸溶液が、ＨＣｌ：ＨＮＯ３：ＨＦ＝約１５０〜３００：約２〜２０：約１のモル比を有する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
試験サンプルを得る工程は、表面上に前記金属不純物が配された前記シリコン製品の約１〜５００グラムの試験サンプルを得る工程として更に定義される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の酸溶液を添加する工程は、前記試験サンプルを前記第１の酸溶液に浸漬するのに十分な量の前記第１の酸溶液を添加する工程として更に定義される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記混合溶液から前記未分解シリコンを分離する工程は、第２の酸溶液を前記混合溶液に添加して前記未分解シリコンを分解する工程として更に定義される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
ＨＮＯ３及びＨＦを含む前記第２の酸溶液を調製する工程を更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ＨＮＯ３：ＨＦ＝約１．５〜２．５：約１のモル比を有する前記第２の酸溶液を調製する工程を更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
試験される前記金属不純物は、金、鉄、ニッケル、銅、クロム、マグネシウム、アルミニウム、ナトリウム、亜鉛、マンガン、モリブデン、チタン、コバルト及びタングステン並びにこれらの組み合わせから選択される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記金属不純物はタングステン及びコバルトを含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記金属不純物はタングステンを含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
シリコン製品を汚染するタングステンカーバイドの濃度を判定する方法であって、
表面上に前記タングステンカーバイドが配された前記シリコン製品の試験サンプルを得る工程と、
前記試験サンプルを第１の容器内に置く工程と、
前記試験サンプルが入っている前記第１の容器に、第１の酸溶液を添加する工程と、
前記試験サンプルを前記第１の酸溶液に浸漬して、前記第１の酸溶液、前記タングステンカーバイド由来のタングステン、並びに分解シリコンを含む混合溶液を生成する工程と、
前記混合溶液から前記未分解シリコンを分離する工程と、
前記混合溶液を分析して、タングステン及びコバルトの濃度を判定し、これにより、前記シリコン製品を汚染するタングステンカーバイドの濃度を判定する工程とを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
シリコン製品を汚染する金属不純物の濃度を判定するための方法が、本明細書にて開示される。
【背景技術】
【０００２】
シリコン製品は、様々な適用分野で使用される。いくつかの適用分野では、高純度、例えば金属級シリコンを上回る純度を有するシリコン製品を作製することが望ましい。例えば、高密度集積回路の作製には、高純度の単結晶シリコンのウェーハが必要とされる。銅、金、鉄、コバルト、ニッケル、クロム、タンタル、亜鉛、タングステン、チタン、マグネシウム、モリブデン、及びアルミニウムなどのシリコン製品上の金属不純物は、そのような集積回路の作製にとって有害となる可能性がある。
【０００３】
通常、高純度のシリコン製品を作製するには、シリコン製品の汚染を防止するために、シリコン製品と他の材料との接触が回避される。例えば、金属がシリコン製品へ移動し、それによってシリコン製品を汚染するのを防止するために、シリコン製品と金属含有材料との接触は回避される。シリコン製品の金属汚染は、シリコン製品の最終用途を著しく制限する可能性がある。したがって、シリコン製品と金属含有材料との接触は、通常、回避される。
【０００４】
しかしながら、プロセスに応じて、シリコン製品と金属含有材料との接触は、実質上、避けられない。例えば、シリコン製品が破砕される場合、シリコン製品は、通常、ロールクラッシャによる破砕にかけられる。一般に、シリコン製品に接触するロールクラッシャの部分は、コバルト結合剤を含む焼結タングステンカーバイドから製造される。これは、この材料が、ニッケルなどの他の金属と比較して、シリコン製品の最終用途に対する制限が概して小さいからである。しかしながら、シリコン製品の特定の最終用途は、タングステン及び／又はコバルトの存在の影響を受けやすい。したがって、シリコン製品がその目的とする最終用途にて使用可能となる前には、多くの場合、シリコン製品のタングステン及び／又はコバルトによる汚染を定量化する必要がある。
【０００５】
現在の試験方法は、シリコン製品のタングステン及びコバルトなどの種々の金属による汚染を定量化するには、信頼性に欠けることが判明している。例えば、気相分解法（ＶＰＤ）は、シリコン製品の汚染の定量化を行うことができる。しかしながら、ＶＰＤは、特に金属汚染がタングステン及び／又はコバルトを含む場合、シリコン製品の表面からすべての金属汚染を回収することができない。したがって、タングステン及びコバルトを含むシリコン製品の汚染を定量化するために、より高感度の試験方法を開発する必要性が残っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，８５１，３０３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
種々の実施形態において、シリコン製品を汚染する金属不純物の濃度を判定するための方法が開示される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
方法は、シリコン製品を汚染する金属不純物の濃度を判定する。方法は、表面上に金属不純物が配されたシリコン製品の試験サンプルを得る工程を含む。試験サンプルを第１の容器内に置く。試験サンプルが入っている第１の容器に、第１の酸溶液を添加する。試験サンプルを第１の酸溶液に浸漬して、第１の酸溶液、金属不純物及び分解シリコンを含む混合溶液を生成する。混合溶液から未分解シリコンを分離する。混合溶液を分析して、シリコン製品を汚染する金属不純物の濃度を判定する。
【０００９】
方法は、シリコン製品を汚染するタングステンカーバイドの濃度を判定する。方法は、表面上にタングステンカーバイドが配されたシリコン製品の試験サンプルを得る工程を含む。試験サンプルを第１の容器内に置く。試験サンプルが入っている第１の容器に、第１の酸溶液を添加する。試験サンプルを第１の酸溶液に浸漬して、第１の酸溶液、タングステンカーバイド由来のタングステン及び分解シリコンを含む混合溶液を生成する。混合溶液から未分解シリコンを分離する。混合溶液を分析して、タングステン及びコバルトの濃度を判定し、これにより、シリコン製品を汚染するタングステンカーバイドの濃度を判定する。
【００１０】
これらの及び他の特徴及び特性については、以下により具体的に記載する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本出願は、シリコン製品を汚染する金属不純物の濃度を判定するための方法に関する。シリコン製品に関連する金属不純物の濃度を定量化することは、シリコン製品の可能な最終用途を判定するのに重要である。
【００１２】
一般に、シリコン製品は、半導体等級シリコンを含む。「半導体等級シリコン」とは、少なくとも９９重量％のシリコンを含む材料を意味する。したがって、本方法は、シリコン製品を汚染する金属不純物の濃度を分析するために、半導体等級シリコンの表面上の金属不純物を回収するのに特に有用である。しかしながら、本方法は、半導体等級シリコンから金属不純物を回収することに限定されない。むしろ、本方法は、概して、少なくとも９５重量％の元素状シリコンを含む任意の組成物に対して用いることができる。
【００１３】
シリコン製品の一例は、ポリシリコンである。ポリシリコンは、光起電セル向けの太陽電池セルの作製で使用される単結晶又は多結晶シリコンの作製においてシード材料となる。高純度、例えば金属級シリコンを上回る純度を有する単結晶又は多結晶シリコンを作製することが望ましい。したがって、シリコン製品が単結晶又は多結晶シリコンを作製するためのポリシリコンであるとき、ポリシリコンによって単結晶又は多結晶シリコンに与えられる汚染を最小にするため、高純度を有するポリシリコンを作製することが望ましい。したがって、シリコン製品の汚染は、典型的には、後のプロセスでシリコン製品をシード材料として使用する前に判定される。
【００１４】
典型的には、シリコン製品が高純度を有するものとして特徴付けられるとき、シリコン製品の不純物含有量は、１，０００ｐｐｂａ（ｐａｒｔｓ  ｐｅｒ  ｂｉｌｌｉｏｎ  ａｔｏｍｉｃ）以下である。ｐｐｂａの一般的定義は、本明細書で使用するとき、主成分の１０億原子当たりの不純物の原子の数を指す。ｐｐｂａ、ｐｐｍａ（ｐａｒｔｓ  ｐｅｒ  ｍｉｌｌｉｏｎ  ａｔｏｍｉｃ）及びｐｐｔａ（ｐａｒｔｓ  ｐｅｒ  ｔｒｉｌｌｉｏｎ  ａｔｏｍｉｃ）は、半導体又は不純物の量が小さい他の高純度用途にて、有用な単位であることを認識されたい。金属不純物を測定するという特定の場合では、シリコン原子当たりの金属不純物の原子数である。１，０００ｐｐｂａは、「不純物のある」半導体シリコンで生じる表面不純物の典型的な上限に近く、本明細書に記載される反応化学は、１，０００ｐｐｂａを超える高い濃度で金属不純物を抽出することができる。本方法は、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）の測定プロセスに軽微な変更を加えて、金属級シリコンで使用されているプロセスなどの純度の低いシリコンプロセスのために用いることができる。
【００１５】
不純物含有量とは、シリコン製品を汚染する不純物の濃度の測定値である。不純物含有量は、概して、特に記載がない限り、シリコン製品中に存在するすべての不純物の総量を指す。高純度を有するシリコン製品の等級の範囲内で、順次低くなる不純物含有量に基づいて追加の区別を行うことができることを理解されたい。高純度を有するものとしてシリコン製品を特徴付ける上記の閾値は、不純物含有量の上限を与えるものであるが、シリコン製品は、上記に記載した閾値より大幅に低い不純物含有量を有することができる。
【００１６】
不純物とは、この用語が本明細書で全体として使用されるとき、シリコン製品中のその存在が望ましくない元素又は化合物として定義される。シリコン製品を扱う際に懸念となる既知の不純物には、金、鉄、ニッケル、銅、クロム、マグネシウム、アルミニウム、ナトリウム、亜鉛、マンガン、モリブデン、チタン、コバルト及びタングステンが挙げられる。しかしながら、本方法を用いて試験する金属不純物は、通常、使用する機器の性能によってのみ制限されることを理解されたい。例えば、ＩＣＰ−ＭＳ機器は、元素周期表中のほとんどの元素を測定することができる。したがって、試験する金属不純物は、元素周期表の第Ｉ族、第ＩＩ族、遷移金属及びランタニド金属から選択することができる。モニターされる、元素周期表の第Ｉ族、第ＩＩ族、遷移金属及びランタニド金属の代表的な元素は、金、鉄、ニッケル、銅、クロム、マグネシウム、アルミニウム、ナトリウム、亜鉛、マンガン、モリブデン、チタン、コバルト及びタングステン並びにこれらの組み合わせから成る群から選択することができる。より典型的には、試験される金属不純物は、タングステンである。更により典型的には、試験される金属不純物は、タングステンカーバイドの化合物から抽出されたタングステンである。シリコン製品の物理的形状及び試験サンプルの物理的形状は、本発明にとって重要ではなく、シリコン製品又は試験サンプルは、ロッド、ウェーハ、チャンク、及び粒子の形をとることができることを理解されたい。
【００１７】
シリコン製品を汚染する金属不純物の濃度を判定する方法には、多くの用途がある。例えば、シリコン製品に対する処理条件を確立し、シリコン製品を作製及び処理する機械を開発するとき、金属不純物の濃度を定量化して、機械内で使用される材料を改善することができることは有益である。加えて、シリコン製品を汚染する金属不純物の濃度を判定することで、シリコン製品の可能な最終用途も判定される。現在の試験方法は、金属不純物からの汚染の程度を正確に判定するのに不十分であることが明らかになっている。例えば、現在の試験方法は、シリコン製品上に存在するタングステン及びコバルトの濃度を正確に判定することができない。しかし、本明細書に開示する金属不純物の濃度を判定する本方法は、この問題に対処する。
【００１８】
方法は、表面上に金属不純物が配されたシリコン製品の試験サンプルを得る工程を含む。シリコン製品の形態は、この方法にとって重要ではない。例えば、シリコン製品は、流動性リチャージシリコン及び／又はポリシリコンとして更に定義することができる。
【００１９】
方法はまた、試験サンプルを第１の容器内に置く工程を伴う。容器の種類は重要ではないが、容器は、酸を劣化なく保持することが可能でなければならず、金属不純物の汚染源になってはならない。試験サンプルは、作製されているシリコン製品の代表となるシリコン製品の十分な量を含み、且つ適切な金属試験機器（この場合は通常ＩＣＰ−ＭＳである）上で測定可能なシグナルを提供するのに十分な質量でなければならない。例えば、試験サンプルは、表面上に金属不純物が配されたシリコン製品の約１〜５００、例えば約１〜１０５、例えば約９５〜１０５グラムである。
【００２０】
方法は、第１の酸溶液を調製する工程を任意に伴い得る。しかしながら、酸溶液を供給することもでき、これにより、第１の酸溶液を調製する工程を省けることを理解されたい。第１の酸溶液は、ＨＣｌ、ＨＮＯ３及びＨＦを含む。一実施形態では、第１の酸溶液は、ＨＣｌ：ＨＮＯ３：ＨＦ＝約１５０〜３００：約２〜２０：約１のモル比を有する。例えば、第１の酸溶液は、ＨＣｌ：ＨＮＯ３：ＨＦ＝２３３：約１４：約１のモル比を有する。
【００２１】
方法は、第１の酸溶液を、試験サンプルを入れた第１の容器に添加する工程を伴う。第１の酸溶液を第１の容器に添加することで、第１の酸溶液が試験サンプルに接触する。試験サンプルを第１の酸溶液に接触させる工程は、試験サンプルを第１の酸溶液に浸漬させる工程として更に記載することができる。例えば、方法は、試験サンプルを浸漬するのに十分な量の第１の酸溶液を第１の容器内に添加する工程を伴い得る。試験サンプルを第１の酸溶液に浸漬させる工程は、試験サンプルの全表面が第１の酸溶液に接触することを確実にする。したがって、シリコン製品の試験サンプル上のあらゆる金属不純物が第１の酸溶液に接触することになる。第１の容器に添加される第１の酸溶液の量は、約３０〜約１１０、例えば約５０〜約１００、例えば約１００ミリリットルであり得る。しかしながら、方法は、試験される試験サンプルの大きさに応じて規模の調整が可能なことを理解されたい。したがって、第１の酸溶液の量は、試験サンプルの大きさに応じて増やすことができる。
【００２２】
第１の酸溶液の試験サンプルとの接触により、シリコン製品の試験サンプル上の金属不純物の分解が可能になる。例えば、金属不純物が焼結タングステンカーバイドを含む場合、第１の酸溶液により、焼結タングステンカーバイドを、測定可能なタングステン及びコバルトの元素に分解することができる。
【００２３】
第１の酸溶液を試験サンプルに接触させると、第１の酸、金属不純物及び分解シリコンを含む混合溶液が生じる。通常、第１の酸溶液と試験サンプルとの接触時間は、１８時間よりも長い。しかしながら、接触時間は、試験サンプルの表面上のタングステンカーバイドを分解するのにどのくらいの時間がかかるかに応じて変動し得る。
【００２４】
方法はまた、混合溶液から未分解シリコンを分離する工程を伴う。混合溶液から未分解シリコンを分離することで、未分解シリコンからの干渉を受けることのない更なる分析のための混合溶液が残る。
【００２５】
方法は、シリコン製品を汚染する金属不純物の濃度を判定するために、混合溶液を分析する工程を伴う。混合溶液を分析する工程は、様々な方法で実現することができることを理解されたい。例えば、混合溶液を乾燥させてあらゆる残留液体を蒸発させ、これにより金属不純物を濃縮することができる。したがって、混合溶液を乾燥することで、金属不純物を含む固体残留物を生成することができる。固体残留物の生成後、金属不純物を含むこの固体残留物を再構成溶液で再構成することができる。再構成溶液を用いる場合、この再構成溶液は、通常、硝酸及び脱イオン水を含む。再構成溶液中の再構成した固体残留物を試験して、残留物中に存在する金属不純物の濃度を判定することができる。あるいは、再構成した固体残留物を金属不純物に関して試験する工程は、誘導結合プラズマ質量分析計を用いることによって行うことができる。更に、再構成した固体残留物を金属不純物に関して試験する工程は、黒鉛炉原子吸光法を用いることによって行うことができる。
【００２６】
方法は、未分解シリコンから混合溶液を分離する工程を含み得、これは、第２の酸溶液を混合溶液に添加して未分解シリコンを溶解する工程として更に定義される。第２の酸溶液は、通常、ＨＮＯ３及びＨＦを含むことを理解されたい。第２の酸溶液を用いる場合、この第２の酸溶液は、ＨＮＯ３：ＨＦ＝約１．５〜２．５：約１のモル比を有し得る。
【００２７】
第１の酸溶液は、試験方法中に使用される他の要素も同様に、シリコン製品の試験サンプルに金属不純物を生じさせる源になり得ることを理解されたい。例えば、金属不純物が第１の酸溶液中に含まれる場合がある。したがって、方法は、第１の酸溶液を汚染する金属不純物の濃度を判定する工程を伴い得る。通常、第１の酸溶液を汚染する金属不純物の濃度の判定は、酸ブランクを調製し、これを分析にすることによって行われる。とりわけ、試験サンプルは、酸ブランク中に決して導入しない。したがって、酸ブランク中のあらゆる金属不純物は、入れ物、機器、第１の酸溶液及び／又は第２の酸溶液に由来するものなどのバックグラウンドベースライン汚染に起因する可能性が高い。
【００２８】
酸ブランクは、大量の第１の酸溶液を空の容器に添加することによって調製する。次いで、酸ブランク中の金属不純物の濃度を判定するために、上述した混合溶液と類似の方法で酸ブランクを分析する。酸ブランクを分析する工程は、混合溶液を分析する方法と類似の方法で行うことができる。例えば、酸ブランクを分析する工程は、第１の酸溶液を乾燥させて、第１の酸溶液を汚染する金属不純物を含むブランク固体残留物を生成する工程を含み得る。この時点で、再構成溶液を用いてブランク固体残留物を再構成して、再構成したブランク固体残留物を試験して、第１の酸溶液を汚染する金属不純物の濃度を判定することができる。酸ブランクを汚染する金属不純物の濃度が分かれば、この濃度を、シリコン製品の試験サンプルを汚染する金属不純物の濃度から差し引いて、シリコン製品の試験サンプルを汚染する金属不純物の正確な濃度を得ることができる。
【００２９】
酸ブランクを採用する場合、酸ブランクを用いると、バックグラウンド汚染の大部分が計算から排除され、これにより、試験サンプルを実際に汚染している金属不純物の濃度が残るので、酸ブランクを用いると、試験サンプルを汚染する金属不純物の濃度をｐｐｂａ（ｐａｒｔｓ  ｐｅｒ  ｂｉｌｌｉｏｎ  ａｔｏｍｉｃ）単位でより正確に判定することができる。
【００３０】
酸ブランクの使用に加えて、スパイク溶液を用いて、本方法の安定性をモニターすることができる。より具体的には、スパイク溶液は、既知の濃度の金属不純物を有するものであり、追加の酸ブランクに添加して、方法の正確さを判定することができる。追加の酸ブランクにスパイク溶液を添加したら、追加の酸ブランクを方法の各工程にかけて、追加の酸ブランク中の金属不純物の濃度を判定する。追加の酸ブランク中の金属不純物の濃度は、バックグラウンド汚染を排除するために、酸ブランク中に認められた金属不純物の濃度を差し引くことによって補正することができる。補正した後、追加の酸ブランクの金属不純物の濃度をスパイク溶液自体の既知の濃度と比較して、方法の正確さを判定することができる。方法の正確さを判定するには、他にも可能な手順があることを理解されたい。
【００３１】
一実施形態では、方法は、シリコン製品を汚染するタングステンカーバイドの濃度を判定するために用いられる。シリコン製品は、タングステンカーバイドと接触する可能性があるので、通常はタングステン及びコバルトの形態であるタングステンカーバイドに由来する汚染を定量化する必要がある。より具体的には、タングステンカーバイドの使用は、シリコン製品を製造する設備に使用される工業機械用途では珍しくない。タングステンカーバイド中のタングステンは、凝集塊であるタングステンカーバイドとマトリックスであるコバルトとを有する金属基複合材料中に存在する。通常、タングステンカーバイドは、７〜９のモル比（タングステンモル／コバルトモル）を有する。シリコン製品は、タングステンカーバイドにさらされる可能性があるので、シリコン製品中のタングステンの濃度を算出する必要がある。シリコン製品を汚染するタングステンカーバイドの濃度を判定する方法は、上述の方法に類似している。したがって、シリコン製品を汚染するタングステンカーバイドの濃度を判定する方法は、上述の代替工程のすべてを含む。
【００３２】
通常、シリコン製品を汚染するタングステンカーバイドの濃度を判定する方法は、表面にタングステンカーバイドが配されたシリコン製品の試験サンプルを得る工程と、試験サンプルを第１の容器内に置く工程と、試験サンプルが入っている第１の容器に、第１の酸溶液を添加する工程と、試験サンプルを第１の酸溶液に浸漬して、第１の酸溶液、タングステンカーバイド由来のタングステン及びコバルト、並びに分解シリコンを含む混合溶液を生成する工程と、混合溶液から未分解シリコンを分離する工程と、混合溶液を分析して、タングステン及びコバルトの濃度を判定し、これにより、シリコン製品を汚染するタングステンカーバイドの濃度を判定する工程を含む。
【００３３】
シリコン製品を汚染する金属不純物の濃度を判定する方法には、多くの用途がある。例えば、シリコン試験サンプルを汚染する金属不純物の濃度判定に基づいて、低汚染材料を選択し、シリコン製品の取扱装置及び加工装置の種々の構成要素を形成することができる。更に、シリコン試験サンプルを汚染する金属不純物の濃度に基づいて、シリコン製品の可能な最終用途特定することができる。
【００３４】
以下の実施例は、本明細書に開示するデバイスの単なる例示であり、本発明の範囲を限定するものではない。
【００３５】
シリコン製品を汚染する金属不純物の濃度を試験するための２つの異なる方法による結果を比較するために、実施例比較を行った。より具体的には、米国特許第５，８５１，３０３号に開示されている気相分解法（ＶＰＤ）試験と、本明細書に開示する本方法とを用いて、１０個の異なる試験サンプルを試験した。試験サンプルは、特に、タングステン及びコバルトの濃度を判定することに焦点を当てて試験した。これは、これらの金属不純物が、シリコン製品の、コバルト結合剤を含むタングステンカーバイドへの曝露に起因するからである。本実施例比較では、焼結タングステンカーバイドは、７〜９の予想モル比（タングステンモル／コバルトモル）を有した。酸ブランクを両試験方法に用いて、シリコン製品又はその試験サンプルに関連しないバックグラウンド汚染の影響を最小限に抑えた。金属不純物の濃度は、Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ  ＩＣＰ−ＭＳで測定した。実施例比較の結果を以下の表１に示す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
表に示す通り、本方法は、ＶＰＤ試験と比較して、より高い濃度のタングステンを検出した。本方法はまた、高濃度のコバルトを検出した。２つの異なる試験方法の正確さを検証するために、タングステンとコバルトのモル比を各試験方法について計算した。上述の通り、焼結タングステンカーバイドの予想モル比の範囲は、７〜９である。ＶＰＤ試験結果に基づいて算出したモル比は、０．９であった。これは、予想範囲を大幅に外れるものである。本方法に基づいて算出したモル比は、６．９であった。これは、ＶＰＤ試験のモル比よりも、予想範囲にはるかに近いものである。
【００３８】
表１の結果に基づけば、本明細書にて開示する方法が、ＶＰＤ試験と比較して、シリコン製品の試験サンプルからタングステン及びコバルトを分離するのにより適していると考えられる。したがって、本明細書に開示の方法を用いて判定した濃度は、試験サンプルを汚染するタングステン及びコバルトの実際の濃度をより正確に反映しており、したがって、ＶＰＤ試験と比較して、より正確な試験方法である。
【００３９】
本明細書に開示する方法は、少なくとも以下の実施形態を含む。
【００４０】
実施形態１：シリコン製品を汚染する金属不純物の濃度を判定する方法であって、表面上に金属不純物が配されたシリコン製品の試験サンプルを得る工程と、試験サンプルを第１の容器内に置く工程と、試験サンプルが入っている第１の容器に、第１の酸溶液を添加する工程と、試験サンプルを第１の酸溶液に浸漬して、第１の酸溶液、金属不純物及び分解シリコンを含む混合溶液を生成する工程と、混合溶液から未分解シリコンを分離する工程と、シリコン製品を汚染する金属不純物の濃度を判定するために、混合溶液を分析する工程とを含む、方法。
【００４１】
実施形態２：混合溶液を分析する工程が、混合溶液を乾燥させて、金属不純物を含む固体残留物を生成する工程と、金属不純物を含む固体残留物を再構成溶液で再構成する工程と、金属不純物の濃度を判定するために、再構成した固体残留物を試験する工程とを更に含む、実施形態１に記載の方法。
【００４２】
実施形態３：再構成溶液が、硝酸及び脱イオン水を含む、請求項２に記載の方法。
【００４３】
実施形態４：再構成した固体残留物を試験する工程が、誘導結合プラズマ質量分析計を用いて、再構成した固体残留物を金属不純物に関して試験する工程として更に定義される、実施形態２に記載の方法。
【００４４】
実施形態５：ＨＣＬ、ＨＮＯ３及びＨＦを含む酸溶液を調製する工程を更に含む、実施形態１〜４のいずれか１つに記載の方法。
【００４５】
実施形態６：酸溶液が、ＨＣｌ：ＨＮＯ３：ＨＦ＝約１５０〜３００：約２〜２０：約１のモル比を有する、実施形態５に記載の方法。
【００４６】
実施形態７：試験サンプルを得る工程が、表面上に金属不純物が配されたシリコン製品の約１〜５００グラムの試験サンプルを得る工程として更に定義される、実施形態１〜６のいずれか１つに記載の方法。
【００４７】
実施形態８：第１の酸溶液を添加する工程が、試験サンプルを第１の酸溶液に浸漬するのに十分な量の第１の酸溶液を添加する工程として更に定義される、実施形態１〜７のいずれか１つに記載の方法。
【００４８】
実施形態９：混合溶液から未分解シリコンを分離する工程が、第２の酸溶液を混合溶液に添加して未分解シリコンを分解する工程として更に定義される、実施形態１〜８のいずれか１つに記載の方法。
【００４９】
実施形態１０：ＨＮＯ３及びＨＦを含む第２の酸溶液を調製する工程を更に含む、実施形態９に記載の方法。
【００５０】
実施形態１１：ＨＮＯ３：ＨＦ＝約１．５〜２．５：約１のモル比を有する第２の酸溶液を調製する工程を更に含む、実施形態９に記載の方法。
【００５１】
実施形態１２：試験される金属不純物が、金、鉄、ニッケル、銅、クロム、マグネシウム、アルミニウム、ナトリウム、亜鉛、マンガン、モリブデン、チタン、コバルト及びタングステン並びにこれらの組み合わせから選択される、実施形態１〜１１のいずれか１つに記載の方法。
【００５２】
実施形態１３：金属不純物がタングステン及びコバルトを含む、実施形態１〜１２のいずれか１つに記載の方法。
【００５３】
実施形態１４：金属不純物がタングステンを含む、実施形態１〜１３のいずれか１つに記載の方法。
【００５４】
実施形態１５：シリコン製品を汚染するタングステンカーバイドの濃度を判定する方法であって、表面上にタングステンカーバイドが配されたシリコン製品の試験サンプルを得る工程と、試験サンプルを第１の容器内に置く工程と、試験サンプルが入っている第１の容器に、第１の酸溶液を添加する工程と、試験サンプルを第１の酸溶液に浸漬して、第１の酸溶液、タングステンカーバイド由来のタングステン、並びに分解シリコンを含む混合溶液を生成する工程と、混合溶液から未分解シリコンを分離する工程と、混合溶液を分析して、タングステン及びコバルトの濃度を判定し、これにより、シリコン製品を汚染するタングステンカーバイドの濃度を判定する工程とを含む、方法。
【００５５】
例示的な実施形態を参照しながら本発明を説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更がなされ得、等価物がその要素に置き換えられ得ることが、当業者には理解されるであろう。更に、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の条件又は材料を本発明の教示に適合させるような多くの改変を行うことが可能である。したがって、本発明は、本発明を実施するために検討した最良の態様として開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明は付属の特許請求の範囲に含まれるすべての実施形態を含むものとする。
【００５６】
一般に、本発明は、本明細書に開示する任意の適切な構成要素を交互に含んでも、交互にこれらから成っても、交互に本質的にこれらから成ってもよい。本発明は、追加的に又は代替的に、従来技術の組成物に使用されている若しくは本発明の機能及び／若しくは目的の実現に必ずしも必要でない任意の構成要素、物質、成分、補助剤若しくは種を欠くように、又は実質的に含まないように構成することができる。同じ構成要素又は特性を対象とするすべての範囲の端点は包含的であり、独立して組み合わせることができる（例えば、「２５重量％以下、又は５重量％〜２０重量％」という範囲は、「５重量％〜２５重量％」の範囲の端点及びすべての中間値を包含するなど）。より広い範囲に加えてより狭い範囲又はより具体的なグループを開示することは、より広い範囲又はより大きいグループの権利放棄ではない。「組合せ」は、混ぜたもの、混合物、合金、反応生成物などを包含する。更に、本明細書における「第１の」、「第２の」などは、いかなる順序、量又は重要性を示すものではなく、１つの要素を別の要素と比較して示すために用いられる。本明細書における「ａ」及び「ａｎ」並びに「ｔｈｅ」という用語は、量の制限を示すものではなく、本明細書で特に指定のない限り、又は文脈と明確に矛盾しない限り、単数形及び複数形の両方を含むように解釈されるべきである。「又は」は、「及び／又は」を意味する。本明細書にて使用される接尾辞「（複数可（ｓ）」は、この接尾辞が修飾するその用語の単数形及び複数形の両方を含み、これによってその用語のうちの１つ又は複数を含むことが意図される（例えば、フィルム（複数可）は、１つ以上のフィルムを含む）。本明細書全体を通して、「一実施形態」、「別の実施形態」、「実施形態」などへの言及は、その実施形態との関連において記述されている特定の要素（例えば、特徴、構造及び／又は特性）が、本明細書で記載される少なくとも１つの実施形態に含まれ、他の実施形態に存在しても存在しなくてもよいことを意味する。加えて、記載の要素を、種々の実施形態にて、任意の好適な様式で組み合わせてよいことも理解すべきである。
【００５７】
数量に関連して使用される修飾語「約」は、記載の値を包含し、文脈によって求められる意味を有する（例えば、特定の数量の測定値に関連する誤差範囲を含む）。「±１０％」という表記は、記載の測定値が、記載の値の−１０％の量から＋１０％の量までをとることができることを意味する。「前」、「後」、「下」及び／又は「上」という用語は、別途記載のない限り、単に説明の便宜上本明細書にて使用され、いかなる１つの位置又は空間的配向に限定されない。「必要に応じた」又は「必要に応じて」は、後述する事象又は状況が発生しても発生しなくてもよく、その説明が、事象が発生する場合及び事象が発生しない場合を含むことを意味する。特に定義しない限り、本明細書で使用する技術的及び科学的な用語は、本発明が属する技術分野における当業者によって共通に理解されるものと同じ意味を有する。「組合せ」は、混ぜたもの、混合物、合金、反応生成物などを包含する。
【００５８】
すべての記載の特許、特許出願、及び他の参照文献は、全体として参照することにより本明細書に組み込まれる。しかし、本出願中の用語が、組み込まれている参照文献中の用語と矛盾又は相反する場合、本出願からの用語が、組み込まれている参照文献からの相反する用語に優先する。
【００５９】
特定の実施形態について説明してきたが、現時点で予想しない又はし得ない代替物、修正、変形、改善及び実質的な等価物が出願人又は当業者により着想され得る。したがって、出願し、補正する可能性のある添付の特許請求の範囲は、すべてのこのような代替物、修正、変形、改善及び実質的な等価物を包含することが意図される。
【国際調査報告】
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