JP2843600B2 - ウェハ表面の不純物量の測定方法 - Google Patents
ウェハ表面の不純物量の測定方法Info
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- JP2843600B2 JP2843600B2 JP1093051A JP9305189A JP2843600B2 JP 2843600 B2 JP2843600 B2 JP 2843600B2 JP 1093051 A JP1093051 A JP 1093051A JP 9305189 A JP9305189 A JP 9305189A JP 2843600 B2 JP2843600 B2 JP 2843600B2
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- wafer
- oxide film
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ウェハ表面の不純物量の測定方法の改良に
関する。
関する。
［従来の技術］ 近年、半導体の高集積化が進み、ディバイス特性の高
信頼性が求められている。このため、製造環境のクリー
ン化と共に、直接材料のウェハについても表面の清浄度
を直接評価する手法の導入が求められている。
信頼性が求められている。このため、製造環境のクリー
ン化と共に、直接材料のウェハについても表面の清浄度
を直接評価する手法の導入が求められている。
従来、ウェハ表面の清浄度を評価するために、ウェハ
表面の不純物の量を測定する手段がとられている（特開
昭61−96736号）。この方法は、テフロン製の密閉容
器の中に複数枚のウェハを立設したテフロン製のキャリ
ア，及びHF系の分解液を収容したビーカを配置し、密
閉閉容器の外側から前記分解液に熱をかけて分解液を蒸
発させ、前記ウェハ主面にこの蒸気化した分解液を接
触させ、ウェハ主面から流れ落ちた分解液を回収して
分析を行うものである。
表面の不純物の量を測定する手段がとられている（特開
昭61−96736号）。この方法は、テフロン製の密閉容
器の中に複数枚のウェハを立設したテフロン製のキャリ
ア，及びHF系の分解液を収容したビーカを配置し、密
閉閉容器の外側から前記分解液に熱をかけて分解液を蒸
発させ、前記ウェハ主面にこの蒸気化した分解液を接
触させ、ウェハ主面から流れ落ちた分解液を回収して
分析を行うものである。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来技術によれば、密閉容器の外側か
ら前記分解液に熱をかけて分解液を蒸発させ、この蒸気
化した分解液をウェハ主面に接触させる方式であるた
め、長時間必要である。また、通常ウェハは予め弗酸で
洗浄したものを用いるが、弗酸による洗浄、及び／又は
気相の前記分解液とウェハ表面の酸化膜との気一固相で
の分解反応によってウェハ表面が活性化し、イオン化傾
向の小さい金属例えばCu,Cr等を吸着するため、それら
の回収率が低下するという問題点を有する。更に、テフ
ロン製の密閉容器を純化するために長時間を要する。更
には、分解液の回収に熟練を必要とするという問題点を
要する。
ら前記分解液に熱をかけて分解液を蒸発させ、この蒸気
化した分解液をウェハ主面に接触させる方式であるた
め、長時間必要である。また、通常ウェハは予め弗酸で
洗浄したものを用いるが、弗酸による洗浄、及び／又は
気相の前記分解液とウェハ表面の酸化膜との気一固相で
の分解反応によってウェハ表面が活性化し、イオン化傾
向の小さい金属例えばCu,Cr等を吸着するため、それら
の回収率が低下するという問題点を有する。更に、テフ
ロン製の密閉容器を純化するために長時間を要する。更
には、分解液の回収に熟練を必要とするという問題点を
要する。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ウェハ表
面にHF系溶液を滴下し、一定時間後の分解液を収集して
分析するだけでウェハ表面の不純物量を測定しえる簡便
かつ高精度のウェハ表面の不純物量の測定方法を提供す
ることを目的とする。
面にHF系溶液を滴下し、一定時間後の分解液を収集して
分析するだけでウェハ表面の不純物量を測定しえる簡便
かつ高精度のウェハ表面の不純物量の測定方法を提供す
ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、表面に酸化膜を形成し、表面が活性化され
ていない半導体ウェハ上にHF系溶液を滴下し、滴下され
た溶液で酸化膜が表面から除去されるまでの間滴下され
た溶液をウェハ上に支持し、半導体ウェハ上からその滴
下液を捕集して滴下液中の不純物を分析することを特徴
とするウェハ表面の不純物量の測定方法である。
ていない半導体ウェハ上にHF系溶液を滴下し、滴下され
た溶液で酸化膜が表面から除去されるまでの間滴下され
た溶液をウェハ上に支持し、半導体ウェハ上からその滴
下液を捕集して滴下液中の不純物を分析することを特徴
とするウェハ表面の不純物量の測定方法である。
本発明に係るHF系溶液としては、例えばHF＋H2SO4,HF
＋HCl,HF＋HNO3等の分解液が挙げられる。
＋HCl,HF＋HNO3等の分解液が挙げられる。
本発明において、被対象物である半導体ウェハの分解
液滴下面にはSiO2膜などの酸化膜が形成されている必要
がある。これは、もしウェハ主面に酸化膜が形成されて
いなければ、分解液の化学反応が進行しないからであ
る。
液滴下面にはSiO2膜などの酸化膜が形成されている必要
がある。これは、もしウェハ主面に酸化膜が形成されて
いなければ、分解液の化学反応が進行しないからであ
る。
本発明において、被対象物である半導体ウェハの分解
液滴下面は活性化されていないことが必要である。表面
が活性化されていると、イオン化傾向の小さい金属例え
ばCu、Crなどを吸着するため、それらの回収率が低下す
る。表面は例えば弗酸洗浄（表面の酸化膜を除去しない
程度の洗浄）や、気相の弗酸蒸気との接触等により活性
化してしまう。
液滴下面は活性化されていないことが必要である。表面
が活性化されていると、イオン化傾向の小さい金属例え
ばCu、Crなどを吸着するため、それらの回収率が低下す
る。表面は例えば弗酸洗浄（表面の酸化膜を除去しない
程度の洗浄）や、気相の弗酸蒸気との接触等により活性
化してしまう。
［作用］ 本発明においては、まず洗浄を施した表面に酸化膜を
形成した半導体ウェハ上にHF系溶液を滴下する。この際
に、ウェハ表面が活性化されないような雰囲気中で行う
ことが必要である。このような雰囲気としてはクリーン
ルーム等の清浄な空気中等で行えばよい。つづいて、こ
のまま一定時間放置する。ウェハ上に滴下された分解液
が酸化膜と化学反応を起こし、酸化膜を分解して分解液
中に酸化膜及び酸化膜中に含まれている不純物を取り込
むことになる。ウェハ上に滴下された分解液は酸化膜と
の反応領域を徐々に広げていき（第１図（Ａ），
（Ｂ））ウェハ表面上のすべての酸化膜との反応を修了
すると、酸化膜が除去された（シリコン）表面が疎水性
であるので表面張力により球状になる（第１図
（Ｃ））。
形成した半導体ウェハ上にHF系溶液を滴下する。この際
に、ウェハ表面が活性化されないような雰囲気中で行う
ことが必要である。このような雰囲気としてはクリーン
ルーム等の清浄な空気中等で行えばよい。つづいて、こ
のまま一定時間放置する。ウェハ上に滴下された分解液
が酸化膜と化学反応を起こし、酸化膜を分解して分解液
中に酸化膜及び酸化膜中に含まれている不純物を取り込
むことになる。ウェハ上に滴下された分解液は酸化膜と
の反応領域を徐々に広げていき（第１図（Ａ），
（Ｂ））ウェハ表面上のすべての酸化膜との反応を修了
すると、酸化膜が除去された（シリコン）表面が疎水性
であるので表面張力により球状になる（第１図
（Ｃ））。
このように、ウェハ上の酸化膜すべての分解（HF系溶
液に溶解）後にこの球状の溶液をピペットなどで回収
し、これをフレームレス原子吸光光度計で溶液中の不純
物量を測定する。
液に溶解）後にこの球状の溶液をピペットなどで回収
し、これをフレームレス原子吸光光度計で溶液中の不純
物量を測定する。
上述のように、ウェハ上に滴下した溶液を、特に機械
的手段などでウェハ表面を操作するように動かさなくと
も溶液をウェハ上に支持することによって、溶液とウェ
ハとの反応性及び酸化膜除去後の表面の疎水性により溶
液が自動的にウェハ表面全面の酸化膜を分解して分析に
供することができ、また、分解終了後には分解液が球状
となるので分解液の回収が容易であり、分析（反応用）
容器を使用することもなく操作も簡単であるので外部か
らの不純物が混入せず高精度の分析を行うことができ
る。
的手段などでウェハ表面を操作するように動かさなくと
も溶液をウェハ上に支持することによって、溶液とウェ
ハとの反応性及び酸化膜除去後の表面の疎水性により溶
液が自動的にウェハ表面全面の酸化膜を分解して分析に
供することができ、また、分解終了後には分解液が球状
となるので分解液の回収が容易であり、分析（反応用）
容器を使用することもなく操作も簡単であるので外部か
らの不純物が混入せず高精度の分析を行うことができ
る。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図（Ａ）〜（Ｃ）を参
照して説明する。なお、一連の操作はクリーンルーム内
で行った。
照して説明する。なお、一連の操作はクリーンルーム内
で行った。
まず、洗浄により清浄した半導体ウェハ表面に既知量
（10ng）の不純物を滴下した後、赤外線で乾燥し、試料
（半導体ウェハ）１とした。ここに、試料１の表面に
は、薄い酸化膜（SiO2膜）２が形成されている。次に、
前記試料１上に例えばHF＋H2SO4（分解液）３を0.5ml滴
下した。この結果、滴下後１分間放置すると第１図
（Ａ）に示す如く分解液３が酸化膜２を溶解し始め、２
分経過すると同図（Ｂ）に示す如く酸化膜２の溶解が更
に広がり、３分館経過すると分解液３による酸化膜２の
溶解が完了して、同図（Ｃ）に示す如く球状になる。こ
の後、球状に変形した分解液３を例えばピペットで回収
し、これをフレームレス原子吸光光度計にセットし、分
解液中の各不純物の量を測定した。
（10ng）の不純物を滴下した後、赤外線で乾燥し、試料
（半導体ウェハ）１とした。ここに、試料１の表面に
は、薄い酸化膜（SiO2膜）２が形成されている。次に、
前記試料１上に例えばHF＋H2SO4（分解液）３を0.5ml滴
下した。この結果、滴下後１分間放置すると第１図
（Ａ）に示す如く分解液３が酸化膜２を溶解し始め、２
分経過すると同図（Ｂ）に示す如く酸化膜２の溶解が更
に広がり、３分館経過すると分解液３による酸化膜２の
溶解が完了して、同図（Ｃ）に示す如く球状になる。こ
の後、球状に変形した分解液３を例えばピペットで回収
し、これをフレームレス原子吸光光度計にセットし、分
解液中の各不純物の量を測定した。
しかして、上記実施例によれば、表面に薄い酸化膜
（SiO2膜）２を形成した半導体ウェハ（試料）１上に例
えばHF＋H2SO4（分解液）３を0.5ml滴下した後一定時間
放置するだけで、不純物が凝縮した分解液が得られ、こ
の分解液をピペットで回収しフレームレス原子吸光光度
計により、分解液中の各不純物の量を短時間でかつ簡単
に行うことができる。また、イオン化傾向の小さい銅，
クロムなどについても完全に回収できることが確認でき
た。
（SiO2膜）２を形成した半導体ウェハ（試料）１上に例
えばHF＋H2SO4（分解液）３を0.5ml滴下した後一定時間
放置するだけで、不純物が凝縮した分解液が得られ、こ
の分解液をピペットで回収しフレームレス原子吸光光度
計により、分解液中の各不純物の量を短時間でかつ簡単
に行うことができる。また、イオン化傾向の小さい銅，
クロムなどについても完全に回収できることが確認でき
た。
事実、測定前の不純物量（レファレンス）が分ってい
る試料について、分析を行ったところ、後記する第１表
に示す結果が得られた。但し、各分析は２個の試料につ
いて行ない、表の値はその平均値を示す。
る試料について、分析を行ったところ、後記する第１表
に示す結果が得られた。但し、各分析は２個の試料につ
いて行ない、表の値はその平均値を示す。
なお、上記実施例では、分解液としてHF＋H2SO4を用
いた場合について述べたが、これに限定されず、HF＋HC
l,HF＋HNO3等の分解液でもよい。
いた場合について述べたが、これに限定されず、HF＋HC
l,HF＋HNO3等の分解液でもよい。
［発明の効果］ 以上詳述した如く本発明によれば、ウェハ表面に適宜
なHF系溶液を滴下し、一定時間後のHF系溶液を収集して
分析するだけで、ウェハ表面の不純物量を測定しえる簡
便かつ高精度のウェハ表面の不純物量の測定方法を提供
できる。
なHF系溶液を滴下し、一定時間後のHF系溶液を収集して
分析するだけで、ウェハ表面の不純物量を測定しえる簡
便かつ高精度のウェハ表面の不純物量の測定方法を提供
できる。
第１図（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実施例に係るウェハ
表面の不純物量の測定方法を工程順に示す説明図であ
る。 １……半導体ウェハ、２……酸化膜（SiO2膜）、３……
分解液。
表面の不純物量の測定方法を工程順に示す説明図であ
る。 １……半導体ウェハ、２……酸化膜（SiO2膜）、３……
分解液。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今 幸雄 山形県西置賜郡小国町大字小国町378番 地 東芝セラミックス株式会社小国製造 所内 (56)参考文献 特開 昭62−47557（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 33/00 G01N 31/00
Claims (1)
- 【請求項１】表面に酸化膜を形成し、表面が活性化され
ていない半導体ウェハ上にHF系溶液を滴下し、滴下され
た溶液で酸化膜が表面から除去されるまでの間滴下され
た溶液をウェハ上に支持し、半導体ウェハ上からその滴
下液を捕集して滴下液中の不純物を分析することを特徴
とするウェハ表面の不純物量の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1093051A JP2843600B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | ウェハ表面の不純物量の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1093051A JP2843600B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | ウェハ表面の不純物量の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02272359A JPH02272359A (ja) | 1990-11-07 |
| JP2843600B2 true JP2843600B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=14071710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1093051A Expired - Lifetime JP2843600B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | ウェハ表面の不純物量の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2843600B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3336898B2 (ja) | 1997-02-28 | 2002-10-21 | 三菱電機株式会社 | シリコンウエハ表面の不純物回収方法およびその装置 |
| JP3494102B2 (ja) * | 2000-01-26 | 2004-02-03 | 信越半導体株式会社 | シリコンウエーハ中の金属不純物濃度評価方法 |
| JP4664818B2 (ja) | 2004-01-29 | 2011-04-06 | 有限会社Ｎａｓ技研 | 基板検査装置と基板検査方法と回収治具 |
| JP5042445B2 (ja) * | 2004-04-14 | 2012-10-03 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | シリコンウェーハのゲッタリング効率を評価する方法 |
| JP4732908B2 (ja) * | 2006-01-26 | 2011-07-27 | 有限会社Ｎａｓ技研 | 基板処理方法と基板処理装置 |
| CN117393452B (zh) * | 2023-12-11 | 2024-03-22 | 合肥晶合集成电路股份有限公司 | 采集晶圆表面金属的方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6247551A (ja) * | 1985-08-28 | 1987-03-02 | Toshiba Corp | 半導体基板の薄膜分解方法及び装置 |
-
1989
- 1989-04-14 JP JP1093051A patent/JP2843600B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02272359A (ja) | 1990-11-07 |
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