JP2007208198A - Impurity analysis method, and impurity analysis jig of semiconductor substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体基板の不純物分析方法および不純物分析用冶具に関する。 The present invention relates to an impurity analysis method for a semiconductor substrate and an impurity analysis jig.
半導体製造プロセスにおいて、半導体基板表層または半導体基板上に形成されたポリシリコン等の各種薄膜表層中にNa、K、Fe等の金属不純物が存在すると、たとえ、その量が微量であっても電気的特性に悪影響を与えることは周知である。 In the semiconductor manufacturing process, if metal impurities such as Na, K, and Fe are present in the surface layer of the semiconductor substrate or various thin film surfaces such as polysilicon formed on the semiconductor substrate, even if the amount is small, it is electrically It is well known to adversely affect properties.
また、デバイスの高密度化、高集積化にともない、活性領域である半導体基板表層、または、半導体基板上に形成されたポリシリコン薄膜表層等の表層の極浅い領域の不純物の影響が問題となっている。 In addition, as the density and integration of devices increase, the influence of impurities on the surface of the semiconductor substrate, which is the active region, or on the surface of the superficial layer such as the surface of the polysilicon thin film formed on the semiconductor substrate becomes a problem. ing.
半導体素子の電気的特性を向上させるためには、半導体に含まれる不純物量を正確に把握する事および極浅い領域の不純物量の深さ方向の分布(以下不純物プロファイルという)を測定し汚染分布を把握する事により、半導体基板表層または半導体基板上に形成されたポリシリコン等薄膜表層中への不純物混入を抑制或いは、除去をする必要がある。 In order to improve the electrical characteristics of semiconductor devices, the amount of impurities contained in the semiconductor must be accurately grasped, and the distribution in the depth direction (hereinafter referred to as impurity profile) of the amount of impurities in the extremely shallow region can be measured. By grasping, it is necessary to suppress or remove impurities from being mixed into the surface layer of the semiconductor substrate or the surface layer of the thin film such as polysilicon formed on the semiconductor substrate.
従来、半導体基板上に形成されたポリシリコン等の薄膜表層を溶解して、不純物が溶解した溶解液を分析することにより、表層の不純物量を求める方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a method is known in which a surface layer impurity amount is obtained by dissolving a surface layer of a thin film such as polysilicon formed on a semiconductor substrate and analyzing a solution in which the impurity is dissolved (for example, Patent Document 1). reference.).
特許文献1に開示された半導体基板表層等の不純物分析方法は、基台に載置された半導体基板上に保護枠を密着固定させ、その枠の内側に被測定物を目的量(目的深さ)溶解するためのエッチング液を満たし、一定時間接触させることにより、半導体基板表層をエッチングしている。
In the method for analyzing impurities such as the surface layer of a semiconductor substrate disclosed in
このとき、酸化剤を含むエッチング液中のフッソ系ガスの濃度を徐々に増大させることにより、初期のエッチング速度を制御してエッチングの面内深さの均一性を向上させている。 At this time, the uniformity of the in-plane depth of etching is improved by controlling the initial etching rate by gradually increasing the concentration of the fluorine-based gas in the etching solution containing the oxidizing agent.
然しながら、特許文献1に開示された半導体基板の表層等の不純物分析方法は、エッチングを繰り返して不純物プロファイルを求める場合に、保護枠が密着してエッチングされなかった半導体基板の表層の未エッチング領域の影響を受けて、分析精度が低下するという問題がある。
本発明は、十分な精度を有する半導体基板の不純物分析方法および不純物分析用冶具を提供する。 The present invention provides a semiconductor substrate impurity analysis method and impurity analysis jig having sufficient accuracy.
本発明の一態様の半導体基板の不純物分析方法は、半導体基板の主面を中央部に開口を有する保護板でマスクし、前記保護板の開口内にエッチング液を満たし、前記半導体基板の表層をエッチングする第1の工程と、前記エッチング液を回収し、前記半導体基板の表層中の不純物を分析する第2の工程と、前記半導体基板の主面と前記保護板との間に隙間を設け、前記隙間にエッチング液を挟み込み、前記半導体基板の表層の未エッチング領域をエッチングする第3の工程とを具備し、前記第1乃至第3の工程を所定回数繰り返すことを特徴としている。 In the impurity analysis method for a semiconductor substrate of one embodiment of the present invention, the main surface of the semiconductor substrate is masked with a protective plate having an opening in the center, the opening of the protective plate is filled with an etching solution, and the surface layer of the semiconductor substrate is formed A first step of etching, a second step of collecting the etchant and analyzing impurities in a surface layer of the semiconductor substrate, and providing a gap between the main surface of the semiconductor substrate and the protective plate; And a third step of etching an unetched region of the surface layer of the semiconductor substrate by sandwiching an etching solution in the gap, and repeating the first to third steps a predetermined number of times.
本発明の他態様の半導体基板の不純物分析方法は、半導体基板の主面を中央部に開口を有する保護板でマスクし、前記保護板の開口内にエッチング液を満たし、前記半導体基板の表層をエッチングする第1の工程と、前記エッチング液を回収し、前記半導体基板の表層中の不純物を分析する第2の工程と、前記保護板より小さい開口を有する保護板で前記半導体基板の表層の未エッチング領域をマスクする第3の工程とを具備し、前記第1乃至第3の工程を所定回数繰り返すことを特徴としている。 The impurity analysis method for a semiconductor substrate according to another aspect of the present invention masks the main surface of the semiconductor substrate with a protective plate having an opening in the center, fills the opening of the protective plate with an etchant, and forms a surface layer of the semiconductor substrate. A first step of etching, a second step of collecting the etchant and analyzing impurities in a surface layer of the semiconductor substrate, and a protective plate having an opening smaller than the protective plate, And a third step of masking the etching region, and the first to third steps are repeated a predetermined number of times.
本発明の一態様の半導体基板の不純物分析用冶具は、半導体基板を載置する基台と、中央部に前記半導体基板より小さく、且つ互いに異なる開口を有する複数の保護板と、前記半導体基板の主面上に前記開口を有する保護板を密着させて固定する手段とを具備することを特徴としている。 A jig for analyzing an impurity of a semiconductor substrate according to one embodiment of the present invention includes a base on which the semiconductor substrate is placed, a plurality of protective plates that are smaller than the semiconductor substrate and have different openings at the center, and the semiconductor substrate. And means for adhering and fixing the protective plate having the opening on the main surface.
本発明によれば、十分な精度を有する半導体基板の不純物分析方法および不純物分析用冶具が得られる。 According to the present invention, a semiconductor substrate impurity analysis method and impurity analysis jig having sufficient accuracy can be obtained.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明の実施例1に係る半導体基板の不純物分析方法について、図1乃至図4を用いて説明する。図1は半導体基板の不純物分析方法を示すフローチャート、図2は半導体基板の不純物分析用冶具を示す図で、図2(a)はその斜視図、図2(b)はA−A線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図、図3および図4は分析工程を順に示す図である。
A method for analyzing impurities in a semiconductor substrate according to
始めに、半導体基板の不純物分析用冶具について説明する。図2に示すように、半導体基板の不純物分析用冶具10は、半導体基板11を載置する基台12と、半導体基板11上に載置され、中央部に半導体基板11よりひとまわり小さい開口14aを有する保護板14とを具備している。
半導体基板11が、例えば直径200mmのシリコンウェーハの場合に、開口14aは直径180〜190mm程度が適当である。
First, an impurity analysis jig for a semiconductor substrate will be described. As shown in FIG. 2, a
In the case where the
基台12は四隅に基台12を貫通するネジ孔(図示せず)を有し、保護板14は基台12のネジ孔に対応する位置に貫通孔(図示せず)を有している。
基台12と保護板14との間に半導体基板11を挟んでネジ15でネジ止めすることにより、半導体基板11上に保護板14が密着固定される。
The
By sandwiching the
基台12および保護板14には、半導体基板11の位置決めをするために、例えば半導体基板11の厚さの1/2より浅い座繰り孔を形成しておくことが好ましい。
In order to position the
基台12、保護板14およびネジ15の材質は、エッチング液に耐性を有していることが必要であり、例えばフッソ系樹脂などが適している。
The material of the
図1に示すように、本実施例の半導体基板の不純物分析方法は、始めに半導体基板11を基台12にセットし、(ステップS01)、次に、開口14aを有する保護板14で半導体基板11をマスクする(ステップS02)。
As shown in FIG. 1, according to the semiconductor substrate impurity analysis method of the present embodiment, the
具体的には、図3(a)に示すように、基台12上に半導体基板11を載置し、半導体基板11上に開口14aを有する保護板14を載置し、ネジ15でネジ止めして半導体基板11上に保護板14を密着固定する。これにより、半導体基板11の被エッチング領域がマスクされる。
Specifically, as shown in FIG. 3A, a
次に、保護板14の開口14aの内側にエッチング液を張り(ステップS03)、所定時間接触させて半導体基板11をエッチングする(ステップS04)。
Next, an etching solution is applied to the inside of the opening 14a of the protective plate 14 (step S03), and the
具体的には、図3(b)に示すように、ピペット16を用いて、開口14aの内側に半導体基板11を設定量(目的深さ)溶解するためのエッチング液17、例えばフッ酸と硝酸の混合溶液を最少量、例えば数十ml満たし、所定時間接触させて半導体基板11をエッチングする。
Specifically, as shown in FIG. 3 (b), using a
これにより、図3(c)に示すように、半導体基板11の表層が所定のエッチング深さΔx、例えば10nmだけエッチングされる。
保護板14でマスクされた半導体基板11の表層はΔxと同程度のエッチング深さΔyだけサイドエッチングされるので、サイドエッチング領域18が生じ、未エッチング領域19が残される。
Thereby, as shown in FIG. 3C, the surface layer of the
Since the surface layer of the
次に、エッチング液17を回収し(ステップS05)、エッチング液中に溶解した不純物を分析する(ステップS06)。
具体的には、図4(a)に示すように、分析用冶具10を傾けてエッチング液17をフッソ系樹脂製のビーカ20に注いで回収する。回収されたエッチング液21は、例えばフレームレス原子吸光装置(図示せず)により分析され、半導体基板11の表層中の金属不純物が測定される。
Next, the
Specifically, as shown in FIG. 4A, the
次に、半導体基板11と保護板14との間に隙間を設け(ステップS07)、隙間にエッチング液を挟みこみ(ステップS08)、保護板14でマスクされていた未エッチング領域19を所定時間エッチングする(ステップS09)。
具体的には、図4(b)に示すように、ネジ15を緩めて保護板14を基台12より浮かせることにより、半導体基板11と保護板14との間に、例えば数mm程度の隙間δを確保する。
Next, a gap is provided between the
Specifically, as shown in FIG. 4B, a gap of, for example, several millimeters is provided between the
次に、図4(c)に示すように、ピペット22を用いて半導体基板11と保護板14との間の隙間δにエッチング液23を、例えば数ml垂らすと、エッチング液23は表面張力により隙間δに吸い込まれ、半導体基板11と保護板14との間の隙間δにエッチング液24が満たされる。
エッチング液24により未エッチング領域19をエッチングすることにより、ほぼ平坦な表面を有する半導体基板11が得られる。
Next, as shown in FIG. 4C, when the
By etching the
尚、エッチング液24を半導体基板11の未エッチング領域19の全面に行き渡らせるためには、半導体基板11と保護板14との間の隙間δの数箇所にエッチング液23を垂らすことが好ましい。
In order to spread the
次に、エッチング液24を、例えばピペット22を用いて吸い上げて廃棄する(ステップS10)。
Next, the
次に、ステップS02からステップS09が所定回数実行されたかをチェックし(ステップS11)、所定回数を満たしていなければ(ステップS11のNo)、ステップS02に戻りステップS02からステップS09を実行する。
一方、所定回数に満たしていれば(ステップS11のYes)、半導体基板11の不純物分析を終了する。
Next, it is checked whether step S02 to step S09 have been executed a predetermined number of times (step S11). If the predetermined number of times has not been satisfied (No in step S11), the process returns to step S02 and steps S02 to S09 are executed.
On the other hand, if the predetermined number of times is satisfied (Yes in step S11), the impurity analysis of the
これにより、半導体基板11の不純物プロファイル分析において、誤差要因となる半導体基板11の未エッチング領域19を毎回除去することができるので、より正確な不純物プロファイルを得ることが可能である。
Thereby, in the impurity profile analysis of the
図5は半導体基板11の表面に高濃度の不純物、例えはコバルト(Co)をイオン注入した場合の不純物プロファイルの測定結果を従来例と比較して示したもので、図中の実線30が本実施例により得られた不純物プロファイル、図中の破線31が未エッチング領域19を除去しない従来例により得られた不純物プロファイルである。
FIG. 5 shows a measurement result of an impurity profile in the case where a high concentration impurity such as cobalt (Co) is ion-implanted into the surface of the
図5に示すように、本実施例により得られた不純物プロファイル30は半導体基板11の表面から20nmまでは7E18atoms/cm3と高い濃度を示している。
20nmを超えると、不純物濃度は急激に2E15atoms/cm3まで低下し、100nmにかけて2E14atoms/cm3まで減少している。
As shown in FIG. 5, the
Exceeds 20 nm, the impurity concentration is reduced to rapidly 2E15atoms / cm 3, it has decreased over the 100nm to 2E14atoms / cm 3.
一方、従来例により得られた不純物プロファイル31は半導体基板11の表面から20nmまでは7E17atoms/cm3と本実施例による不純物プロファイル30と等しい値が得られている。
しかし、20nmを超えると(つまりステップ02以降)、不純物濃度は5E16atoms/cm3と本実施例による不純物プロファイル30より1桁以上高い値を示し、100nmにかけて2E15atoms/cm3まで緩やかに減少するなど不純物プロファイルにだれが見られる。
On the other hand, the
However, when it exceeds 20 nm (that is, after step 02), the impurity concentration is 5E16 atoms / cm 3, which is one digit higher than the
これから、従来例により得られた不純物プロファイル31は未エッチング領域19からの汚染の影響を受けており、バックグランドレベルも1桁以上高くなっていることを示している。
From this, it is shown that the
例えば、半導体基板11の直径が200mm、開口14aの直径が180mm、半導体基板11の表層10nmの不純物濃度が1E14atoms/cm2、サイドエッチング量Δyが10nmの場合に、計算では未エッチング領域19から汚染量は6E10atoms(2E8atoms/cm2)と推定されるが、実測では更にサイドエッチングが進行して1E10〜11atoms/cm2以上検出される場合も見られた。
For example, when the diameter of the
従って、本実施例によれば、特に表面が高濃度で急峻な不純物プロファイルの場合に、プロファイルが裾を引くことなく、正確な不純物プロファイルを得ることが可能である。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to obtain an accurate impurity profile without the tail of the profile particularly when the surface has a high concentration and a steep impurity profile.
以上説明したように、本実施例の半導体基板の不純物分析方法は、保護板14でマスクされた半導体基板11の未エッチング領域19を毎回除去している。
As described above, in the semiconductor substrate impurity analysis method of this embodiment, the
その結果、未エッチング領域19からの汚染が防止され、十分な精度を有する半導体基板の不純物分析方法が得られる。
As a result, contamination from the
ここでは、半導体基板11の表層の不純物プロファイルを分析する場合について説明したが、半導体基板11上に形成された膜、例えばポリシリコン膜や絶縁膜の表層の不純物プロファイルを分析しても良い。
Here, the case of analyzing the impurity profile of the surface layer of the
また、半導体基板11のエッチング毎に不純物分析(ステップS06)を行なうとして説明したが、所定回数のエッチングが終了した後に一括して不純物分析を行なうほうが、分析の再現性を確保する上で好ましい。
Further, it has been described that impurity analysis (step S06) is performed every time the
更に、不純物をフレームレス原子吸光装置にて分析する場合について説明したが、目的の物質の濃度を計測できるものであれば、特に限定されない。 Further, the case of analyzing impurities with a flameless atomic absorption device has been described, but there is no particular limitation as long as the concentration of the target substance can be measured.
本発明の実施例2に係る半導体基板の不純物分析方法について、図6乃至図8を用いて説明する。図6は半導体基板の不純物分析方法を示すフローチャート、図7は半導体基板の不純物分析用冶具を示す図、図8は半導体基板の不純物分析工程を示す図である。 A semiconductor substrate impurity analysis method according to Example 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart showing a method for analyzing impurities in a semiconductor substrate, FIG. 7 is a diagram showing a tool for analyzing impurities in a semiconductor substrate, and FIG. 8 is a diagram showing a process for analyzing impurities in a semiconductor substrate.
本実施例において、上記実施例1と同一の構成部分には同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。 In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and only different portions will be described.
本実施例が実施例1と異なる点は、未エッチング領域をマスクしてエッチング液から隔離し、実質的に未エッチング領域を除去するようにしたことにある。 This embodiment differs from the first embodiment in that the unetched region is masked and isolated from the etching solution, and the unetched region is substantially removed.
即ち、図6に示すように、本実施例の半導体基板の不純物分析方法は、図1に示すステップS07乃至ステップS10に代えて、半導体基板11の未エッチング領域19を、より小さい開口を有する保護板を用いてマスクする工程(ステップS21)を具備している。
That is, as shown in FIG. 6, the impurity analysis method for a semiconductor substrate according to the present embodiment protects the
具体的には、図7に示すように、本実施例の半導体基板の不純物分析用冶具40は、基台12と保護板14に加えて、保護板14の開口14aより小さく、且つ互いに異なる開口41a、42a、43aを有する複数の保護板41、42、43を具備している。
Specifically, as shown in FIG. 7, the
保護板41の開口41aは保護板14の開口14aより、小さく、保護板42の開口42aは保護板41の開口41aより小さく、保護板43の開口43aは保護板42の開口42aより小さく設定されている。
開口14a、41a、42a、43aのサイズは、例えばそれぞれ5mmずつ小さくなるように設定する。
The
The sizes of the
図8に示すように、保護板41には半導体基板11側の開口41a端部に未エッチング部19により生じる段差を塞ぐためのシール材44、例えばフッソ系樹脂製のOリングが取り付けられている。同様に、保護板42、43にも同じシール材(図示せず)が取り付けられている。
As shown in FIG. 8, a sealing
始に、開口14aを有する保護板14を用いて1回目のステップS02からステップS06までを実行する。これにより、サイドエッチング領域18が生じ、未エッチング領域19が残される。
First, the first step S02 to step S06 are executed using the
次に、保護板14を保護板41に交換すると、未エッチング領域19は保護板41によりマスクされてエッチング液17から隔離されるので、実質的に未エッチング領域19が除去される。
Next, when the
保護板41を用いて2回目のステップS02からステップS06までを実行すると、半導体基板11の表層がΔxだけエッチングされるとともに、サイドエッチング領域45が生じ、未エッチング領域46が残される。
When the second step S02 to step S06 are performed using the
次に、保護板41を保護板42に交換して3回目のステップS02からステップS06までを実行し、保護板42を保護板43に交換して4回目のステップS02からステップS06までを実行する。
Next, the
これにより、次のエッチング工程(ステップS04)において、前のエッチング工程(ステップS04)で生じた未エッチング領域からの汚染を防止して、半導体基板の不純物分析を行なうことが可能である。 Thereby, in the next etching process (step S04), it is possible to prevent contamination from the unetched region generated in the previous etching process (step S04) and to perform impurity analysis of the semiconductor substrate.
以上説明したように、本実施例の半導体基板の不純物分析方法は、保護板14の開口14aより小さく、且つ互いに異なる開口41a、42a、43aを有する複数の保護板41、42、43で未エッチング領域をマスクして実質的に除去しているので、未エッチング領域をエッチングして除去する必要がなく、分析工程が削減できる利点がある。
As described above, the impurity analysis method of the semiconductor substrate of this embodiment is not etched in the plurality of
ここでは、シール材44としてフッソ系樹脂のOリングを用いた場合について説明したが、未エッチング領域19による段差は僅かなので、分析目的の元素を含まない材料であればペースト状のワックスやグリースなどを用いることもできる。
Here, the case where an O-ring made of a fluorine-based resin is used as the sealing
更には、未エッチング領域19へのエッチング液17の廻り込みが分析精度に与える影響が無視できる範囲においては、シール材44は無くても構わない。
Further, the sealing
また、保護板14に3の保護板41、42、43を加える場合について説明したが、保護板は繰り返し回数だけ必要なことは勿論である。
Moreover, although the case where the three
図9は本発明の実施例3に係る半導体基板の不純物分析用冶具を示す図である。本実施例において、上記実施例2と同一の構成部分には同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。 FIG. 9 is a diagram showing a jig for impurity analysis of a semiconductor substrate according to Example 3 of the present invention. In the present embodiment, the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different portions will be described.
本実施例が実施例2と異なる点は、環状の保護板を同軸的に嵌め合わせるようにしたことにある。 This embodiment is different from the second embodiment in that an annular protective plate is fitted coaxially.
即ち、図9に示すように、本実施例の半導体基板の不純物分析用冶具50は、基台12と保護板14に加えて、保護板14の開口14aの内側に嵌め合わされ、且つ互いに径の異なる複数の環状の保護板51、52、53と、保護板51、52、53を押圧して半導体基板11に密着して固定する手段(図示せず)とを具備している。
That is, as shown in FIG. 9, the
保護板51は保護板14の開口14aの側壁に内接し、保護板52は保護板51の開口51aの側壁に内接し、保護板53は保護板52の開口52aの側壁に内接するように設定されている。
The
図10に示すように、始に、開口14aを有する保護板14を用いて、1回目のステップS02からステップS06までを実行する。これにより、サイドエッチング領域18と未エッチング領域19が生じる。
As shown in FIG. 10, first, the first step S02 to step S06 are executed using the
次に、保護板14に保護板51を同軸的に嵌め合わせると、保護板51は保護板14の開口14aの側壁に内接して半導体基板11に当接するように落とし込まれる。
Next, when the
保護板51を上方から押圧すると、保護板51は半導体基板11上に密着して固定され、未エッチング領域19がマスクされてエッチング液17から隔離されるので、実質的に未エッチング領域19が除去される。
When the
保護板51を用いて2回目のステップS02からステップS06までを実行すると、半導体基板11の表層がΔxだけエッチングされるとともに、サイドエッチング領域54が生じ、未エッチング領域55が残される。
When the second step S02 to step S06 are executed using the
次に、保護板51に保護板52を同軸的に嵌め合わせ、保護板52を半導体基板11に当接するように落とし込んで上方から押圧した後、3回目のステップS02からステップS06までを実行する。
次に、保護板52に保護板53を同軸的に嵌め合わせ、保護板53を半導体基板11に当接するように落とし込んで上方から押圧した後、4回目のステップS02からステップS06までを実行する。
Next, after the
Next, the
これにより、次のエッチング工程(ステップS04)において、前のエッチング工程(ステップS04)で生じた未エッチング領域からの汚染を防止して、半導体基板11の不純物分析を行なうことが可能である。
Thereby, in the next etching process (step S04), it is possible to prevent contamination from the unetched region generated in the previous etching process (step S04), and to perform the impurity analysis of the
以上説明したように、本実施例の半導体基板の不純物分析方法は、保護板14の開口14aの内側に同軸的に嵌め合わされる複数の環状の保護板51、52、53を用いるので、複数の保護板41、42、43を交換しながら行なう場合に比べて、分析作業が容易になる利点がある。
As described above, the impurity analysis method for a semiconductor substrate according to the present embodiment uses a plurality of
また、保護板51、52、53がそれぞれ半導体基板11に当接し、密着して固定されるので、シール材43が不要になる利点がある。
Further, since the
ここでは、保護板51、52、53がそれぞれ内接する場合について説明したが、内接していなくても構わない。その場合は補助冶具を用いて位置決めを行っても良く、また目視で行なうこともできる。
Here, a case has been described in which the
図11は本発明の実施例4に係る半導体基板の不純物分析用冶具を示す図である。本実施例において、上記実施例2と同一の構成部分には同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
FIG. 11 is a view showing a jig for analyzing an impurity of a semiconductor substrate according to
本実施例が実施例2と異なる点は、開口縁から半導体基板側に突出した筒状部を有する保護板を同軸的に嵌め合わせるようにしたことにある。 This embodiment differs from the second embodiment in that a protective plate having a cylindrical portion protruding from the opening edge toward the semiconductor substrate is fitted coaxially.
即ち、図11に示すように、本実施例の半導体基板の不純物分析用冶具60は、基台12と保護板14に加えて、保護板14の開口14aの内側に嵌め合わされ、且つ互いに径の異なる筒状部61b、62b、63bを有する保護板61、62、63と、保護板61、62、63を押圧して半導体基板11に密着して固定する手段(図示せず)とを具備している。
That is, as shown in FIG. 11, the
筒状部61bは保護板61の開口61a縁から半導体基板側に突出し、筒状部61bの外側壁は保護板14の開口14aの側壁に内接するように設定されている。
筒状部62bは保護板62の開口62a縁から半導体基板側に突出し、筒状部62bの外側壁は保護板61の筒状部61bの内側壁に内接するように設定されている。
筒状部63bは保護板63の開口63a縁から半導体基板側に突出し、筒状部63bの外側壁は保護板62の筒状部62bの内側壁に内接するように設定されている。
The
The
The
図12に示すように、始に、開口14aを有する保護板14を用いて、1回目のステップS02からステップS06までを実行する。これにより、サイドエッチング領域18が生じ、未エッチング領域19が残される。
As shown in FIG. 12, first, Step S02 to Step S06 are executed using the
次に、保護板14に保護板61を同軸的に嵌め合わせると、保護板61の筒状部61bが半導体基板11に当接するように重ね合わされる。
Next, when the
保護板61を上方から押圧することにより、保護板61は半導体基板11上に密着固定され未エッチング領域19がマスクされてエッチング液17から隔離されるので、実質的に未エッチング領域19が除去される。
By pressing the
保護板61を用いて2回目のステップS02からステップS06までを実行すると、半導体基板11の表層がΔxだけエッチングされるとともに、サイドエッチング領域64が生じ、未エッチング領域65が残される。
When the second step S02 to step S06 are executed using the
次に、保護板61に保護板62を同軸的に嵌め合わせ、保護板62の筒状部62bが半導体基板11に当接するように重ね合わせて上方から押圧した後、3回目のステップS02からステップS06までを実行する。
次に、保護板62に保護板63を同軸的に嵌め合わせ、保護板63の筒状部63bが半導体基板11に当接するように重ね合わせて上方から押圧した後、4回目のステップS02からステップS06までを実行する。
Next, the
Next, the
これにより、次のエッチング工程(ステップS04)において、前のエッチング工程(ステップS04)で生じた未エッチング領域からの汚染を防止して、半導体基板11の不純物分析を行なうことが可能である。
Thereby, in the next etching process (step S04), it is possible to prevent contamination from the unetched region generated in the previous etching process (step S04), and to perform the impurity analysis of the
以上説明したように、本実施例の半導体基板の不純物分析方法は、外形が保護板14と同じ矩形状の保護板61、62、63を用いるので、環状の保護板51、52、53を用いる場合に比べて、筒状部61b、62b、63bの嵌め合わせから密着して固定する作業が容易になる利点がある。
As described above, the impurity analysis method for the semiconductor substrate of this embodiment uses the
上述した実施例においては、保護板の開口サイズが一定である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、開口サイズが可変できるもの、例えばアイリス絞り状の保護板を用いることもできる。 In the above-described embodiments, the case where the opening size of the protective plate is constant has been described. However, the present invention is not limited to this, and an opening size that can be varied, for example, an iris diaphragm-like protective plate can also be used. .
図13に示すように、アイリス絞り状の保護板71は、開口71aを囲む薄いフッ素系樹脂製の複数の羽根72と、羽根72の一端を回動自在に固定するフッ素系樹脂製の固定リング73と、羽根72の他端を摺動自在に保持するフッ素系樹脂製の制御リング74(図示せず)と、制御リングを回転させて開口サイズを調節するレベルアクチュエータ75とを有している。
As shown in FIG. 13, the iris diaphragm-shaped protective plate 71 includes a plurality of thin
羽根72は一端に低いスタッド(図示せず)を有し、他端に高いスタッド(図示せず)を有している。低いスタッドは固定リング73内の穴76に落ち込み、回動自在に固定されている。高いスタッドは回転する制御リング74の放射方向の溝に摺動自在に保持されている。
The
制御リング74を回転させると、高いスタッドは制御リング74の放射方向の溝に沿ってスライドし、羽根72が低いスタッドを中心に回動するので、開口71aのサイズが可変される。羽根72の枚数が多いほど真円に近くなる。
When the control ring 74 is rotated, the high stud slides along the radial groove of the control ring 74, and the
10、40、50、60 分析用冶具
11 半導体基板
12 基台
14、41、42、43、51、52、53、61、62、63、71 保護板
14a、41a、42a、43a、51a、52a、53a、61a、62a、63a、71a 開口
15 ネジ
16、22 ピペット
17、21、23、24 エッチング液
18、45、54、64 サイドエッチング領域
19、46、55、65 未エッチチング領域
20 ビーカ
30 本実施例の不純物プロファイル
31 従来例の不純物プロファイル
44 シール材
61b、62b、63b 筒状部
72 羽根
73 固定リング
75 レベルアクチュエータ
76 穴
Δx、Δy エッチング深さ
δ 隙間
10, 40, 50, 60
Claims (5)
前記エッチング液を回収し、前記半導体基板の表層中の不純物を分析する第2の工程と、
前記半導体基板の主面と前記保護板との間に隙間を設け、前記隙間にエッチング液を挟み込み、前記半導体基板の表層の未エッチング領域をエッチングする第3の工程と、
を具備し、
前記第1乃至第3の工程を所定回数繰り返すことを特徴とする半導体基板の不純物分析方法。 A first step of masking a main surface of the semiconductor substrate with a protective plate having an opening in the center, filling an opening in the protective plate with an etching solution, and etching a surface layer of the semiconductor substrate;
A second step of recovering the etchant and analyzing impurities in a surface layer of the semiconductor substrate;
A third step of providing a gap between the main surface of the semiconductor substrate and the protective plate, sandwiching an etching solution in the gap, and etching an unetched region of the surface layer of the semiconductor substrate;
Comprising
A method for analyzing impurities in a semiconductor substrate, wherein the first to third steps are repeated a predetermined number of times.
前記エッチング液を回収し、前記半導体基板の表層中の不純物を分析する第2の工程と、
前記保護板より小さい開口を有する保護板で前記半導体基板の表層の未エッチング領域をマスクする第3の工程と、
を具備し、
前記第1乃至第3の工程を所定回数繰り返すことを特徴とする半導体基板の不純物分析方法。 A first step of masking a main surface of the semiconductor substrate with a protective plate having an opening in the center, filling an opening in the protective plate with an etching solution, and etching a surface layer of the semiconductor substrate;
A second step of recovering the etchant and analyzing impurities in a surface layer of the semiconductor substrate;
A third step of masking an unetched region of the surface layer of the semiconductor substrate with a protective plate having an opening smaller than the protective plate;
Comprising
A method for analyzing impurities in a semiconductor substrate, wherein the first to third steps are repeated a predetermined number of times.
中央部に前記半導体基板より小さく、且つ互いに異なる開口を有する複数の保護板と、
前記半導体基板の主面上に前記開口を有する保護板を密着させて固定する手段と、
を具備することを特徴とする半導体基板の不純物分析用冶具。 A base on which a semiconductor substrate is placed;
A plurality of protective plates having openings that are smaller than the semiconductor substrate at the center and different from each other;
Means for closely fixing the protective plate having the opening on the main surface of the semiconductor substrate;
A jig for impurity analysis of a semiconductor substrate, comprising:
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JP2006028643A JP2007208198A (en) | 2006-02-06 | 2006-02-06 | Impurity analysis method, and impurity analysis jig of semiconductor substrate |
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