JP2002076078A - 基板付着物質の評価方法 - Google Patents

基板付着物質の評価方法

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JP2002076078A
JP2002076078A JP2000253044A JP2000253044A JP2002076078A JP 2002076078 A JP2002076078 A JP 2002076078A JP 2000253044 A JP2000253044 A JP 2000253044A JP 2000253044 A JP2000253044 A JP 2000253044A JP 2002076078 A JP2002076078 A JP 2002076078A
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Ichiro Shiono
一郎 塩野
Yutaka Hayashibe
豊 林部
Kazuki Mizushima
一樹 水嶋
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Mitsubishi Materials Silicon Corp
Mitsubishi Materials Corp
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Mitsubishi Materials Silicon Corp
Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板付着物質の評価方法において、基板の端
面及び裏面に付着した物質の量を正確に測定すること。 【解決手段】 基板Wの端面T及び裏面Rに付着した物
質を評価する方法であって、前記基板の表面だけを保護
体Pで覆う表面保護工程と、前記基板の材料を溶解可能
な溶液Lに、前記保護体を付けた基板を浸けるエッチン
グ工程と、該エッチング工程後に前記溶液中に含まれる
物質の濃度を測定する分析工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば表面にSi
Ge(シリコンゲルマニウム)を成膜した半導体基板の
端面及び裏面に付着したGeの量を分析する基板付着物
質の評価方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイスの製造プロセスでは、S
i(シリコン)ウェーハ上にSiGeの半導体薄膜をエ
ピタキシャル成長する場合があるが、この際に、基板表
面だけでなく、端面や裏面にSiGeが回り込んで成膜
されてしまうことがある。このように成膜された半導体
基板を後工程で処理を行う際に、基板の端面及び裏面に
付着したGeが、基板表面に形成された絶縁膜(SiO
2等)に不純物として混入し、絶縁膜の絶縁耐圧を低下
させてしまうことが知られている。
【0003】このため、SiGe成膜後における半導体
基板の端面及び裏面にどの程度のGeが存在するかを正
確に把握することは、成膜工程及び後工程の評価におい
て重要である。従来、表面以外に付着した不純物の評価
方法として、例えば、特開平10−92889号公報に
記載された方法がある。この技術は、基板の端面(面取
り面)を回収液の液滴に浸けて、その液滴中の不純物の
分析を行うものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の評価技術では、以下のような課題が残されている。
すなわち、上記従来の評価方法は、基板の端面に付着し
た不純物を分析するものであって、裏面側に付着した不
純物を分析するものではなく、表面以外、すなわち端面
及び裏面の両方に付着したGe等の不純物を定量的に正
確に測定する手段が従来は確立されていなかった。
【0005】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、基板の端面及び裏面に付着した物質の量を正確に
測定することができる基板付着物質の評価方法を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明
の基板付着物質の評価方法は、基板の端面及び裏面に付
着した物質(基板付着物質)を評価する方法であって、
前記基板の表面だけを保護体で覆う表面保護工程と、前
記基板の材料を溶解可能な溶液に、前記保護体を付けた
基板を浸けるエッチング工程と、該エッチング工程後に
前記溶液中に含まれる物質の濃度を測定する分析工程と
を有することを特徴とする。
【0007】この基板付着物質の評価方法では、表面保
護工程において基板の表面を保護体で覆って保護するの
で、エッチング工程において保護体を付けた基板を溶液
中に浸けると基板表面以外の端面及び裏面がエッチング
される。そして、分析工程において、この溶液中の物質
の濃度を測定することにより、エッチングされて基板材
料と共に溶解した付着物質(表面以外に付着していた物
質)を定量的に求めることができる。
【0008】また、本発明の基板付着物質の評価方法
は、前記表面保護工程において、前記基板の表面が鏡面
であるとき、表面が鏡面である板状の前記保護体と互い
の鏡面同士を張り合わせて接合体を形成することが好ま
しい。すなわち、この基板付着物質の評価方法では、基
板の鏡面と保護体の鏡面とを互いに接触させ、軽く圧着
(吸着)させることにより張り合わされ、汚染物質の原
因となる接着剤や治具等が不要になり、基板表面を容易
にカバーすることができる。
【0009】また、本発明の基板付着物質の評価方法
は、前記基板が、成膜処理、不純物注入処理又は熱処理
を行った後の半導体基板である場合に好適である。すな
わち、半導体基板の表面に成膜処理を施すと、端面及び
裏面側にまで回り込んで成膜が行われる場合があり、イ
オン注入等の不純物注入処理又はRTA等の熱処理を施
したときは、ホルダー、ボートやサセプタ等から不純物
が基板の端面及び裏面に付着する場合があり、本発明の
基板付着物質の評価方法によれば、正確に端面及び裏面
に付着している特定の不純物を定量的に評価することが
できる。
【0010】さらに、本発明の基板付着物質の評価方法
は、前記基板が、表面にSiGeを成膜処理したSi基
板であり、前記保護体をSi基板とし、前記溶液をフッ
酸と硝酸との混合液とし、前記分析工程として、前記溶
液中のGeの濃度を測定する技術が採用される。すなわ
ち、この基板付着物質の評価方法では、Si基板にSi
Geを成膜した際に、Si基板を保護体として張り付
け、さらにSiを溶解可能な溶液としてフッ硝酸を用い
て基板の端面及び裏面全体を若干溶かすことで、付着し
ているGeを溶液中に全て落とし、そして溶液中のGe
濃度を測定することで、端面及び裏面に付着したSiG
eのGeの量を正確に評価することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る基板付着物質
の評価方法の一実施形態を、図1を参照しながら説明す
る。
【0012】本実施形態は、枚葉式CVD炉にて、図1
の(a)に示すように、直径150mmのSi基板SI
の表面SにGe混晶比0.15のSiGeを40nm成
膜し、さらにSiを20nm成膜して薄膜SGを形成し
たSiGe基板Wの端面T及び裏面Rに付着したGeの
量を評価する方法である。なお、Si基板SIの表面S
は、予め鏡面研磨されている。まず、溶解皿1に溶解用
の溶液Lを入れる。この溶液Lは、HF(フッ酸):H
NO3(硝酸)=1:1の割合でHFとHNO3とを混合
したフッ硝酸である。
【0013】〔表面保護工程〕また、SiGe基板Wの
表面Sに保護板として表面Sが鏡面研磨されたSi基板
(保護体)Pを載せて軽く押え、張り合わせて接合体2
とする。このとき、SiGe基板Wの表面SとSi基板
Pの表面Sとが互いに鏡面同士であるので、吸着しあう
ことになる。なお、Si基板Pは、成膜処理等を施さな
い清純なSi基板である。
【0014】〔エッチング工程〕次に、この接合体2
を、裏面R側を下にして溶解皿1内の溶液Lに入れる。
なお、本実施形態では、成膜した薄膜SGの膜厚以上を
エッチングするように約20秒間エッチングする。この
とき、SiGe基板Wの表面Sは、Si基板Pで保護さ
れているため、端面Tや裏面Rに付着しているSiGe
が溶液L中に溶解する。
【0015】上記エッチング終了後、SiGe基板Wを
溶解皿1から取り出し、さらに溶解皿1内の溶液Lを2
00mlテフロン(登録商標)ビーカーに移入する。次
に、上記テフロンビーカー内に硫酸(1+1(濃硫酸:
水=1:1))4mlを添加し、加熱して溶液L中に溶
解しているSiをSiF4として揮散・除去する。さら
に、硫酸白煙が生じるまで加熱を続け、完全にHF分を
除く。 〔分析工程〕そして、テフロンビーカー内の溶液LのG
e濃度を、ICP−AES(誘導結合プラズマ発光分析
法(測定波長265.118nm、2次線利用))にて
測定する。
【0016】このようにして、SiGe基板Wの端面T
及び裏面Rに付着したGeの量を測定したところ、24
μgが検出された。なお、同一SiGe基板Wについ
て、もう一度上記エッチングを行って同様に測定した結
果、Geが1μg検出された。したがって、最初のエッ
チングにより94%程度のGeが回収されることがわか
る。また、同様の評価方法を複数の試料で行ったとこ
ろ、Ge濃度が24.0±0.2μgであり、測定誤差
が小さく高い再現性をもってGeが検出された。
【0017】したがって、本実施形態では、表面保護工
程において、SiGe基板Wの表面SにSi基板Pを張
り合わせて保護するので、エッチング工程において、接
合体2を溶液L中に浸けると表面S以外の端面T及び裏
面Rがエッチングされ、分析工程において、この溶液L
中のGe濃度を測定することにより、端面T及び裏面R
に付着していたGeを定量的にかつ正確に求めることが
できる。
【0018】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば、上記実施形態では、Si基板SIの表面S上にS
iGe及びSiの薄膜SGを形成する成膜処理の際に、
端面T及び裏面Rに付着したGeを定量分析したが、他
の物質の付着について評価する方法に適用しても構わな
い。
【0019】すなわち、他の成膜処理として、Si等の
半導体薄膜のエピタキシャル成長、、SiO2等の絶縁
膜や誘電体膜等の成膜処理、Siウェーハ裏面にPol
y−Si膜を成膜する処理、他のCVDやPVDによる
成膜等に適用してもよい。また、不純物注入処理とし
て、B(ボロン)やP(リン)等の不純物のイオン注入
処理、又は熱処理として、不純物の熱拡散処理やRTA
等のアニール処理等に適用してもよい。
【0020】なお、上記イオン注入処理では、ステンレ
スのホルダーから出たFe(鉄)やNi(ニッケル)等
がウェーハに付着する場合があり、また上記熱拡散で
も、ボートから出た汚染物質がウェーハに付着する場合
があり、これらの量を本発明により容易に評価すること
ができる。また、上記実施形態では、SiGe基板Wの
表面SにSi基板Pを張り付けて保護したが、他のもの
で保護しても構わない。例えば、SiGe基板Wの表面
Sに溶液L(フッ硝酸)に溶けない保護膜(保護体)を
形成してもよい。なお、保護膜は、評価対象の物質(G
e等)が含まれていない材質のものが好ましい。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明の基板付着物質の評価方法では、基板の表面を保
護体で覆って保護するので、保護体を付けた基板を溶液
中に浸けると端面及び裏面がエッチングされ、この溶液
中の物質の濃度を測定することにより、端面及び裏面の
付着物質を定量的に求めることができる。これにより、
例えば、SiGe成膜処理におけるGeの端面及び裏面
への回り込み量を容易に把握でき、付着Geと半導体デ
バイスの特性(絶縁膜の絶縁耐圧等)との相関関係を正
確に評価することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る基板付着物質の評価方法の一実
施形態において、評価方法を工程順に示す概略断面図で
ある。
【符号の説明】
2 接合体 L 溶液 P Si基板(保護体) R SiGe基板の裏面 S SiGe基板の表面 W SiGe基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林部 豊 埼玉県大宮市北袋町1丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社総合研究所内 (72)発明者 水嶋 一樹 埼玉県大宮市北袋町1丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社総合研究所内 Fターム(参考) 4M106 AA01 AA10 BA12 CA41 DB01 DB30 5F043 AA01 AA08 BB12 CC20 DD12

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板の端面及び裏面に付着した物質を評
    価する方法であって、 前記基板の表面だけを保護体で覆う表面保護工程と、 前記基板の材料を溶解可能な溶液に、前記保護体を付け
    た基板を浸けるエッチング工程と、 該エッチング工程後に前記溶液中に含まれる物質の濃度
    を測定する分析工程とを有することを特徴とする基板付
    着物質の評価方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の基板付着物質の評価方法
    において、 前記表面保護工程は、前記基板の表面が鏡面であると
    き、表面が鏡面である板状の前記保護体と互いの鏡面同
    士を張り合わせて接合体を形成することを特徴とする基
    板付着物質の評価方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の基板付着物質の評
    価方法において、 前記基板は、成膜処理、不純物注入処理又は熱処理を行
    った後の半導体基板であることを特徴とする基板付着物
    質の評価方法。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の基板付着物質の評価方法
    において、 前記基板は、表面にSiGeを成膜処理したSi基板で
    あり、 前記保護体を、Si基板とし、 前記溶液を、フッ酸と硝酸との混合液とし、 前記分析工程は、前記溶液中のGeの濃度を測定するこ
    とを特徴とする基板付着物質の評価方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009222427A (ja) * 2008-03-13 2009-10-01 Fuji Electric Holdings Co Ltd 合金の組成分析方法及び組成分析装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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