JP2847228B2 - 半導体治具材料の評価方法 - Google Patents
半導体治具材料の評価方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体治具材料の評価方
法に関し、より詳細には、ウエハボートやプロセスチュ
ーブ等、半導体の熱処理に用いられる半導体治具材料か
ら半導体への汚染に対する評価を行う半導体治具材料の
評価方法に関する。
法に関し、より詳細には、ウエハボートやプロセスチュ
ーブ等、半導体の熱処理に用いられる半導体治具材料か
ら半導体への汚染に対する評価を行う半導体治具材料の
評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体産業の発達に伴い、シリコ
ンウエハ等の半導体基板上に種々の素子等を形成する際
に、様々な半導体製造プロセスが採用されている。
ンウエハ等の半導体基板上に種々の素子等を形成する際
に、様々な半導体製造プロセスが採用されている。
【０００３】これらの半導体製造プロセスにおいては、
熱酸化処理等、種々の熱処理が行われるが、この種の熱
処理を行う際に用いられる容器や半導体基板を保持等す
る半導体治具が十分に高純度でない場合、これらの半導
体治具から半導体基板への金属等の汚染が発生し、この
汚染が半導体装置の誤動作の原因になる等の問題があ
る。
熱酸化処理等、種々の熱処理が行われるが、この種の熱
処理を行う際に用いられる容器や半導体基板を保持等す
る半導体治具が十分に高純度でない場合、これらの半導
体治具から半導体基板への金属等の汚染が発生し、この
汚染が半導体装置の誤動作の原因になる等の問題があ
る。
【０００４】従って、これらの半導体治具が、半導体基
板に悪影響を与えないか否かにつき、その純度等を厳し
くチェックしておく必要があり、また実際の熱処理条件
下で、半導体治具により半導体基板がどの程度汚染され
るかも詳しく調べておく必要がある。
板に悪影響を与えないか否かにつき、その純度等を厳し
くチェックしておく必要があり、また実際の熱処理条件
下で、半導体治具により半導体基板がどの程度汚染され
るかも詳しく調べておく必要がある。
【０００５】従来から行われている、ウエハボートやプ
ロセスチューブなどに用いられる半導体治具材料の評価
方法としては、 半導体治具材料を加圧・溶解し、原子吸光分析法、
ＩＣＰ分析法等を用いて溶液中の金属不純物を定量する
ことにより、半導体治具材料に含まれる不純物の量を分
析する方法、 半導体治具材料による半導体ウエハの汚染の度合い
を調べるため、その半導体治具材料を用いて作製したプ
ロセスチューブやウエハボート等の半導体治具を実際に
使用し、金属の拡散係数がシリコンと同等かそれ以下の
金属捕集用物体を熱処理することにより、前記金属捕集
物体の汚染の程度等を測定する方法（特開平４−２６７
３２７号公報）、 前記金属捕集用物体等を用い、この金属捕集用物体
と半導体治具とを接触させた状態で熱処理し、金属捕集
物体に捕集された金属を定量する方法（月間Semiconduc
tor World ６月号 １９９２年 ５８−６５頁）、等
が挙げられる。
ロセスチューブなどに用いられる半導体治具材料の評価
方法としては、 半導体治具材料を加圧・溶解し、原子吸光分析法、
ＩＣＰ分析法等を用いて溶液中の金属不純物を定量する
ことにより、半導体治具材料に含まれる不純物の量を分
析する方法、 半導体治具材料による半導体ウエハの汚染の度合い
を調べるため、その半導体治具材料を用いて作製したプ
ロセスチューブやウエハボート等の半導体治具を実際に
使用し、金属の拡散係数がシリコンと同等かそれ以下の
金属捕集用物体を熱処理することにより、前記金属捕集
物体の汚染の程度等を測定する方法（特開平４−２６７
３２７号公報）、 前記金属捕集用物体等を用い、この金属捕集用物体
と半導体治具とを接触させた状態で熱処理し、金属捕集
物体に捕集された金属を定量する方法（月間Semiconduc
tor World ６月号 １９９２年 ５８−６５頁）、等
が挙げられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記に記載
の半導体治具材料を溶解し、化学分析等で定量する方法
では、不純物の存在量はわかるが、石英、炭化珪素、炭
素等の半導体治具材料に含まれる不純物が使用される際
の条件、例えば雰囲気や温度等の違いによってどの程度
汚染度が異なるかが明確にならず、また、０．１ｐｐｍ
以下といった超微量分析は簡単に行うことができないと
いう課題があった。
の半導体治具材料を溶解し、化学分析等で定量する方法
では、不純物の存在量はわかるが、石英、炭化珪素、炭
素等の半導体治具材料に含まれる不純物が使用される際
の条件、例えば雰囲気や温度等の違いによってどの程度
汚染度が異なるかが明確にならず、また、０．１ｐｐｍ
以下といった超微量分析は簡単に行うことができないと
いう課題があった。
【０００７】また、上記に記載の半導体治具材料で作
製されたプロセスチューブやウエハボート等を実際に用
いて金属捕集用物体の熱処理を行なう方法では、複雑な
形状の治具を試作しなければならないため、評価のため
のコストが高くなり、また時間がかかる等の課題があっ
た。また金属捕集用物体と治具との距離が遠いため半導
体治具材料からの汚染が少なく精度の高い評価ができな
い等の課題もあった。
製されたプロセスチューブやウエハボート等を実際に用
いて金属捕集用物体の熱処理を行なう方法では、複雑な
形状の治具を試作しなければならないため、評価のため
のコストが高くなり、また時間がかかる等の課題があっ
た。また金属捕集用物体と治具との距離が遠いため半導
体治具材料からの汚染が少なく精度の高い評価ができな
い等の課題もあった。
【０００８】さらに、上記に記載の金属捕集用物体を
半導体治具材料で挟んで熱処理を行う、いわゆるサンド
イッチアニール法では、物理的な接触によって金属捕集
用物体等の表面が機械的に傷付けられるため、ＯＳＦ等
により汚染を評価する方法を用いることができないとい
う課題があった。また、特殊な金属捕集用物体を必要と
するのでコストが高くなるという課題もあった。
半導体治具材料で挟んで熱処理を行う、いわゆるサンド
イッチアニール法では、物理的な接触によって金属捕集
用物体等の表面が機械的に傷付けられるため、ＯＳＦ等
により汚染を評価する方法を用いることができないとい
う課題があった。また、特殊な金属捕集用物体を必要と
するのでコストが高くなるという課題もあった。
【０００９】なお、前記ＯＳＦ特性を用いる評価とは、
Ｓｉウエハ上に拡散した不純物が長時間の熱処理により
大きな積層欠陥を形成することを利用し、この積層欠陥
を顕微鏡等で観察することにより不純物の数や分布等を
評価する方法である。
Ｓｉウエハ上に拡散した不純物が長時間の熱処理により
大きな積層欠陥を形成することを利用し、この積層欠陥
を顕微鏡等で観察することにより不純物の数や分布等を
評価する方法である。
【００１０】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、直接接触させることにより評価用のモニター
用ウエハを傷付けるということがなく、高温熱処理中に
治具材料から放出される金属不純物を容易かつ高感度に
検出することができるとともに半導体特性への影響を明
確化することが可能となる半導体治具材料の評価方法を
提供することを目的としている。
のであり、直接接触させることにより評価用のモニター
用ウエハを傷付けるということがなく、高温熱処理中に
治具材料から放出される金属不純物を容易かつ高感度に
検出することができるとともに半導体特性への影響を明
確化することが可能となる半導体治具材料の評価方法を
提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る半導体治具材料の評価方法は、プロセス
チューブ内に設けた高純度石英又は高純度炭化珪素から
なるウエハボート上に、モニター用ウエハとウエハ状に
加工した半導体治具材料の成形体とを併立させて熱処理
を行い、モニター用ウエハの特性を測定することを特徴
としている。
に本発明に係る半導体治具材料の評価方法は、プロセス
チューブ内に設けた高純度石英又は高純度炭化珪素から
なるウエハボート上に、モニター用ウエハとウエハ状に
加工した半導体治具材料の成形体とを併立させて熱処理
を行い、モニター用ウエハの特性を測定することを特徴
としている。
【００１２】以下、本発明に係る半導体治具材料の評価
方法について、図面に基づいて説明を行う。
方法について、図面に基づいて説明を行う。
【００１３】図１は、本発明に係る半導体治具材料の評
価方法を実施するための装置を模式的に示した断面図で
あり、図中、１１は石英製のプロセスチューブを示して
いる。
価方法を実施するための装置を模式的に示した断面図で
あり、図中、１１は石英製のプロセスチューブを示して
いる。
【００１４】図１に示したように、ウエハボート１２の
上に２個の半導体治具材料の成形体１３をモニター用ウ
エハ１４を間に一定の間隔をおいて併立状態で立て、こ
のウエハボート１２を石英製のプロセスチューブ１１の
内部に載置する。半導体治具材料の成形体１３及びモニ
ター用ウエハ１４をウエハボート１２に立てる際には、
半導体治具材料の成形体１３とモニター用ウエハ１４と
が直接接触しないように所定の間隔を保って立てる必要
がある。
上に２個の半導体治具材料の成形体１３をモニター用ウ
エハ１４を間に一定の間隔をおいて併立状態で立て、こ
のウエハボート１２を石英製のプロセスチューブ１１の
内部に載置する。半導体治具材料の成形体１３及びモニ
ター用ウエハ１４をウエハボート１２に立てる際には、
半導体治具材料の成形体１３とモニター用ウエハ１４と
が直接接触しないように所定の間隔を保って立てる必要
がある。
【００１５】半導体治具材料の成形体１３等が立てられ
たウエハボート１２を石英製のプロセスチューブ１１に
載置した後、一定のガス雰囲気中、所定の温度、時間で
熱処理を行う。
たウエハボート１２を石英製のプロセスチューブ１１に
載置した後、一定のガス雰囲気中、所定の温度、時間で
熱処理を行う。
【００１６】処理温度は実際にシリコンウエハを熱処理
する温度であることが正確な評価を行うためには好まし
いが、処理時間を短縮するためにより高い温度で行うこ
とも可能である。処理時間、雰囲気についても実際にシ
リコンウエハを熱処理する条件と同一の条件であること
が半導体治具材料の正確な評価には好ましいが、他の条
件でも行った場合でも、同一条件でそれぞれの半導体治
具材料を処理することにより半導体治具材料の相対的な
評価を行うことができる。
する温度であることが正確な評価を行うためには好まし
いが、処理時間を短縮するためにより高い温度で行うこ
とも可能である。処理時間、雰囲気についても実際にシ
リコンウエハを熱処理する条件と同一の条件であること
が半導体治具材料の正確な評価には好ましいが、他の条
件でも行った場合でも、同一条件でそれぞれの半導体治
具材料を処理することにより半導体治具材料の相対的な
評価を行うことができる。
【００１７】前記熱処理によって、半導体治具材料の成
形体１３から放出される金属不純物がモニター用ウエハ
１４上に付着する。そこで、この金属不純物を含有する
このモニター用ウエハ１４の種々の特性の測定を行う。
ここで、モニター用ウエハ１４の物性の測定とは、モニ
ター用ウエハ１４の物理的、化学的な種々の特性を測定
することをいい、詳しくは後述するが、不純物含有量や
不純物分布等の分析も、この場合の特性の測定に含まれ
る。これにより、半導体治具材料の成形体１３の加熱に
より移動し易い金属不純物の種類、量及びその分布等が
わかり、またこれらの金属の移動（汚染）により半導体
に与える影響等を評価することができる。
形体１３から放出される金属不純物がモニター用ウエハ
１４上に付着する。そこで、この金属不純物を含有する
このモニター用ウエハ１４の種々の特性の測定を行う。
ここで、モニター用ウエハ１４の物性の測定とは、モニ
ター用ウエハ１４の物理的、化学的な種々の特性を測定
することをいい、詳しくは後述するが、不純物含有量や
不純物分布等の分析も、この場合の特性の測定に含まれ
る。これにより、半導体治具材料の成形体１３の加熱に
より移動し易い金属不純物の種類、量及びその分布等が
わかり、またこれらの金属の移動（汚染）により半導体
に与える影響等を評価することができる。
【００１８】本発明で用いられるモニター用ウエハ１４
は、このモニター用ウエハ１４に不純物が付着した場合
等に、その特性を良好に測定することができるように作
製されたものであり、例えば裏面にゲッタリング機能を
持たせる、いわゆるＢＤ（バックダメージ）処理を行っ
ておらず、その抵抗値が５〜３０Ω・ｃｍ程度、結晶方
位が（１００）のＮ型半導体ウエハである。また、この
モニター用ウエハ１４は通常熱処理等も行われていな
い。
は、このモニター用ウエハ１４に不純物が付着した場合
等に、その特性を良好に測定することができるように作
製されたものであり、例えば裏面にゲッタリング機能を
持たせる、いわゆるＢＤ（バックダメージ）処理を行っ
ておらず、その抵抗値が５〜３０Ω・ｃｍ程度、結晶方
位が（１００）のＮ型半導体ウエハである。また、この
モニター用ウエハ１４は通常熱処理等も行われていな
い。
【００１９】本発明で評価の対象となる半導体治具材料
の成形体１３は、ウエハボート１２の上にセットする必
要があるため、モニター用ウエハ１４と同一の形状ある
いは若干大きな径を持った形状のものであることが好ま
しい。モニター用ウエハ１４と比べて著しく形状が異な
るものやサイズの違うものは拡散炉内の正常なガスの流
通を妨げることにより、評価面積が減少したり、ウエハ
ボート１２にセットするのに特別の治具が必要となり好
ましくない。
の成形体１３は、ウエハボート１２の上にセットする必
要があるため、モニター用ウエハ１４と同一の形状ある
いは若干大きな径を持った形状のものであることが好ま
しい。モニター用ウエハ１４と比べて著しく形状が異な
るものやサイズの違うものは拡散炉内の正常なガスの流
通を妨げることにより、評価面積が減少したり、ウエハ
ボート１２にセットするのに特別の治具が必要となり好
ましくない。
【００２０】評価対象となっている半導体治具材料で作
製したウエハボート１２等を用いて測定を行うと汚染量
は少なく、汚染領域に分布ができるため正確な評価が難
しくなる。
製したウエハボート１２等を用いて測定を行うと汚染量
は少なく、汚染領域に分布ができるため正確な評価が難
しくなる。
【００２１】半導体治具材料の成形体１３およびモニタ
ー用ウエハ１４をセットするために必要なウエハボート
１２は高純度なものである必要があることはもちろんで
あり、一般には石英ガラス、特に高純度な合成石英ガラ
スで、含有金属不純物の含有量が０．１ｐｐｍ以下のも
のであることが好ましい。また、必要とする処理温度が
１１００℃を超える高温の場合は、石英ガラスよりも耐
熱性の高い高純度炭化珪素を用いるのが好ましい。この
高純度炭化珪素も含有金属不純物の含有量が０．１ｐｐ
ｍ以下であることが好ましい。また、半導体治具材料の
成形体１３とモニター用ウエハ１４とは直接接触しない
ようにセットする必要がある。半導体治具材料の成形体
１３とモニター用ウエハ１４が物理的に接触すると傷等
による欠陥生成の要因となり、前記したＯＳＦ等の形成
による評価が正確にできなくなる。半導体治具材料の成
形体１３とモニター用ウエハ１４との距離は、０．５〜
２０ｍｍ、さらには２〜４ｍｍ程度が好ましい。
ー用ウエハ１４をセットするために必要なウエハボート
１２は高純度なものである必要があることはもちろんで
あり、一般には石英ガラス、特に高純度な合成石英ガラ
スで、含有金属不純物の含有量が０．１ｐｐｍ以下のも
のであることが好ましい。また、必要とする処理温度が
１１００℃を超える高温の場合は、石英ガラスよりも耐
熱性の高い高純度炭化珪素を用いるのが好ましい。この
高純度炭化珪素も含有金属不純物の含有量が０．１ｐｐ
ｍ以下であることが好ましい。また、半導体治具材料の
成形体１３とモニター用ウエハ１４とは直接接触しない
ようにセットする必要がある。半導体治具材料の成形体
１３とモニター用ウエハ１４が物理的に接触すると傷等
による欠陥生成の要因となり、前記したＯＳＦ等の形成
による評価が正確にできなくなる。半導体治具材料の成
形体１３とモニター用ウエハ１４との距離は、０．５〜
２０ｍｍ、さらには２〜４ｍｍ程度が好ましい。
【００２２】なお、石英製のプロセスチューブ１１もモ
ニター用ウエハ１４への汚染を防止するためにできるだ
け高純度のものが好ましく、金属不純物含有量は０．１
ｐｐｍ以下が好ましい。
ニター用ウエハ１４への汚染を防止するためにできるだ
け高純度のものが好ましく、金属不純物含有量は０．１
ｐｐｍ以下が好ましい。
【００２３】熱処理されたモニター用ウエハ１４の不純
物の分析は、モニター用ウエハ１４の特性を評価するこ
とにより行うが、その方法としては、ライフタイム測定
法（μ−ＰＣＤ法）、ＯＳＦ法、表面酸化膜分析法等が
挙げられる。なお、必要に応じて他の特性評価を行って
も良い。
物の分析は、モニター用ウエハ１４の特性を評価するこ
とにより行うが、その方法としては、ライフタイム測定
法（μ−ＰＣＤ法）、ＯＳＦ法、表面酸化膜分析法等が
挙げられる。なお、必要に応じて他の特性評価を行って
も良い。
【００２４】前記ライフタイム測定法は、レーザー光を
照射し、マイクロ波の反射強度によりモニター用ウエハ
の抵抗値を求める。そして、この値よりモニター用ウエ
ハ１４中のキャリヤのライフタイムを計算する方法であ
る。また前記ＯＳＦ法は、前述したモニター用ウエハ１
４にＯＳＦを形成する方法であり、前記表面酸化膜分析
法は、酸化性雰囲気で熱処理した際に生成するモニター
用ウエハ１４の酸化膜をフッ酸等の酸に溶解し、原子吸
光法により前記溶液に含有されている不純物を定量する
方法である。
照射し、マイクロ波の反射強度によりモニター用ウエハ
の抵抗値を求める。そして、この値よりモニター用ウエ
ハ１４中のキャリヤのライフタイムを計算する方法であ
る。また前記ＯＳＦ法は、前述したモニター用ウエハ１
４にＯＳＦを形成する方法であり、前記表面酸化膜分析
法は、酸化性雰囲気で熱処理した際に生成するモニター
用ウエハ１４の酸化膜をフッ酸等の酸に溶解し、原子吸
光法により前記溶液に含有されている不純物を定量する
方法である。
【００２５】前記ライフタイム測定法では、キャリヤの
ライフタイムの低下という半導体特性の低下に関与する
不純物がどの程度含まれているかを評価することがで
き、ＯＳＦ法では欠陥生成の要因となりやすい重金属に
よる汚染がどの場所でどの程度発生しているかを具体的
に知ることができる。また、表面酸化膜分析法では、ど
の金属がどの程度含まれているかについて、金属の種類
別に汚染の程度を知ることができ、汚染源が明確化され
る。
ライフタイムの低下という半導体特性の低下に関与する
不純物がどの程度含まれているかを評価することがで
き、ＯＳＦ法では欠陥生成の要因となりやすい重金属に
よる汚染がどの場所でどの程度発生しているかを具体的
に知ることができる。また、表面酸化膜分析法では、ど
の金属がどの程度含まれているかについて、金属の種類
別に汚染の程度を知ることができ、汚染源が明確化され
る。
【００２６】
【作用】上記構成の半導体治具材料の評価方法によれ
ば、プロセスチューブ内に設けた高純度石英又は高純度
炭化珪素からなるウエハボート上に、モニター用ウエハ
とウエハ状に加工した半導体治具材料の成形体とを併立
させて熱処理を行い、モニター用ウエハの半導体特性を
測定するので、直接接触させることにより評価用のモニ
ター用ウエハを傷付けるということがなく、高温熱処理
中に半導体治具材料から放出される金属不純物が容易か
つ高感度に検出される。また、これらの特性の測定によ
り、不純物の半導体特性への影響を明確化することが可
能となる。
ば、プロセスチューブ内に設けた高純度石英又は高純度
炭化珪素からなるウエハボート上に、モニター用ウエハ
とウエハ状に加工した半導体治具材料の成形体とを併立
させて熱処理を行い、モニター用ウエハの半導体特性を
測定するので、直接接触させることにより評価用のモニ
ター用ウエハを傷付けるということがなく、高温熱処理
中に半導体治具材料から放出される金属不純物が容易か
つ高感度に検出される。また、これらの特性の測定によ
り、不純物の半導体特性への影響を明確化することが可
能となる。
【００２７】
【実施例】以下、本発明に係る半導体治具材料の評価方
法の実施例を図面に基づいて説明する。
法の実施例を図面に基づいて説明する。
【００２８】［実施例１］図１に示したように、４イン
チウエハと同一の形状、寸法に加工した炭化珪素より構
成される評価用の半導体治具材料の成形体１３を４イン
チのモニター用ウエハ１４とともに、石英製のウエハボ
ート１２（金属不純物含有量：約０．２ｐｐｍ）上にセ
ットし、これらを石英製のプロセスチューブ１１の中に
載置し、ドライ酸素気流中、１２００℃で２時間熱処理
を行う。上記の処理を、それぞれ純度の異なる３種類
（Ａ，Ｂ，Ｃ）の炭化珪素より構成される半導体治具材
料の成形体１３につき３回行った。
チウエハと同一の形状、寸法に加工した炭化珪素より構
成される評価用の半導体治具材料の成形体１３を４イン
チのモニター用ウエハ１４とともに、石英製のウエハボ
ート１２（金属不純物含有量：約０．２ｐｐｍ）上にセ
ットし、これらを石英製のプロセスチューブ１１の中に
載置し、ドライ酸素気流中、１２００℃で２時間熱処理
を行う。上記の処理を、それぞれ純度の異なる３種類
（Ａ，Ｂ，Ｃ）の炭化珪素より構成される半導体治具材
料の成形体１３につき３回行った。
【００２９】上記処理を行ったモニター用ウエハ１４を
用い、ライフタイム測定法によりライフタイムを測定
し、ＯＳＦ法によりモニター用ウエハ１４中のＯＳＦを
観察し、さらに表面酸化膜分析法により不純物の分析を
行った。
用い、ライフタイム測定法によりライフタイムを測定
し、ＯＳＦ法によりモニター用ウエハ１４中のＯＳＦを
観察し、さらに表面酸化膜分析法により不純物の分析を
行った。
【００３０】なお、前記ライフタイム測定法では、測定
器機としてレオ技研製のＬＴＡ−３３０Ａを用い、レー
ザー波長：９０４ｎｍ、レーザー電流値：２０Ａでレー
ザー光を照射し、マイクロ波の反射強度によりモニター
用ウエハ１４の抵抗値を求めることによりキャリヤのラ
イフタイムを計算し、その平均値を算出した。
器機としてレオ技研製のＬＴＡ−３３０Ａを用い、レー
ザー波長：９０４ｎｍ、レーザー電流値：２０Ａでレー
ザー光を照射し、マイクロ波の反射強度によりモニター
用ウエハ１４の抵抗値を求めることによりキャリヤのラ
イフタイムを計算し、その平均値を算出した。
【００３１】また前記ＯＳＦ法では、前記処理を行った
モニター用ウエハ１４をＨＦで洗浄後、１０００℃で１
６時間熱処理し、さらにエッチングを行った後に成長し
たＯＳＦを顕微鏡で観察してその数を数えた。
モニター用ウエハ１４をＨＦで洗浄後、１０００℃で１
６時間熱処理し、さらにエッチングを行った後に成長し
たＯＳＦを顕微鏡で観察してその数を数えた。
【００３２】また前記表面酸化膜分析法では、前記熱処
理を行い、表面を酸化させたモニター用ウエハ１４にＨ
Ｆ蒸気を接触させることによりＳｉＯ2 膜の分解を行
い、このＨＦ蒸気を純水で希釈、回収し、得られたフッ
酸溶液中の不純物を原子吸光法を用いて分析した。
理を行い、表面を酸化させたモニター用ウエハ１４にＨ
Ｆ蒸気を接触させることによりＳｉＯ2 膜の分解を行
い、このＨＦ蒸気を純水で希釈、回収し、得られたフッ
酸溶液中の不純物を原子吸光法を用いて分析した。
【００３３】以上の分析結果を表１に示した。また、ラ
イフタイム値についての分析結果を示したモニター用ウ
エハ１４上のライフタイム値分布の平面図を図２及び図
３に示した。なお、図２は材料Ａについてのライフタイ
ム値分布を示した平面図であり、図３は材料Ｃについて
のライフタイム値分布を示した平面図である。図２及び
図３において、黒点が大きいほどライフタイムが長いこ
とを示している。
イフタイム値についての分析結果を示したモニター用ウ
エハ１４上のライフタイム値分布の平面図を図２及び図
３に示した。なお、図２は材料Ａについてのライフタイ
ム値分布を示した平面図であり、図３は材料Ｃについて
のライフタイム値分布を示した平面図である。図２及び
図３において、黒点が大きいほどライフタイムが長いこ
とを示している。
【００３４】表１より明らかなように、半導体治具材料
の汚染性が高精度に評価できている。また、図２及び図
３に示したように、モニター用ウエハ１４上のライフタ
イム値は全面にほぼ均一であった。
の汚染性が高精度に評価できている。また、図２及び図
３に示したように、モニター用ウエハ１４上のライフタ
イム値は全面にほぼ均一であった。
【００３５】［実施例２］実施例１で用いたものと同様
の半導体治具材料の成形体１３とモニター用ウエハ１４
とを、高純度炭化珪素製のウエハボート１４（金属不純
物含有量：約０．２ｐｐｍ）上にセットした以外は実施
例１と同一の条件で熱処理し、実施例１と同様の測定を
行った。結果を下記の表１に示した。
の半導体治具材料の成形体１３とモニター用ウエハ１４
とを、高純度炭化珪素製のウエハボート１４（金属不純
物含有量：約０．２ｐｐｍ）上にセットした以外は実施
例１と同一の条件で熱処理し、実施例１と同様の測定を
行った。結果を下記の表１に示した。
【００３６】炭化珪素製のウエハボート１２の影響で、
モニター用ウエハ１４の下部ではライフタイム値が低下
したが、その他に関しては、表１に示しているように実
施例１の結果とほぼよい一致を示した。
モニター用ウエハ１４の下部ではライフタイム値が低下
したが、その他に関しては、表１に示しているように実
施例１の結果とほぼよい一致を示した。
【００３７】［比較例１］実施例１で用いた評価用の半
導体治具材料を加圧溶解し、原子吸光分析により不純物
金属を定量した。その結果を下記の表２に示した。
導体治具材料を加圧溶解し、原子吸光分析により不純物
金属を定量した。その結果を下記の表２に示した。
【００３８】表２より明らかなように、試料を加圧、溶
解して、原子吸光分析法により分析する方法では、１ｐ
ｐｍ以下での値を正確に分析することができないため、
実施例１の結果と異なり、はっきりとした値を出すこと
ができず、不純物含有量の差を明確に説明できるような
分析結果となっていない。
解して、原子吸光分析法により分析する方法では、１ｐ
ｐｍ以下での値を正確に分析することができないため、
実施例１の結果と異なり、はっきりとした値を出すこと
ができず、不純物含有量の差を明確に説明できるような
分析結果となっていない。
【００３９】［比較例２］実施例１で用いた半導体治具
材料の成形体１３とモニター用ウエハ１４とを石英製の
ウエハボート１２上の溝に接触させてセットした以外は
実施例１と同一の条件で熱処理し、実施例１と同様の測
定を行った。結果を下記の表１に示した。
材料の成形体１３とモニター用ウエハ１４とを石英製の
ウエハボート１２上の溝に接触させてセットした以外は
実施例１と同一の条件で熱処理し、実施例１と同様の測
定を行った。結果を下記の表１に示した。
【００４０】表１より明らかなように、ＯＳＦについて
は観察結果が実施例１〜２の結果と大きく異なり、評価
に信頼性がないことがわかる。
は観察結果が実施例１〜２の結果と大きく異なり、評価
に信頼性がないことがわかる。
【００４１】［比較例３］実施例１で用いたものと同様
の３種の純度の異なる炭化珪素製の半導体治具材料
（Ａ，Ｂ，Ｃ）を用いて、実施例１で用いたウエハボー
ト１２と同様の形状のウエハボートを作製した。次に、
この炭化珪素製のウエハボート１２にモニター用ウエハ
１４のみをにセットし、実施例１と同様に熱処理し、実
施例１と同様の測定を行った。結果を下記の表１に示し
た。また、材料Ａをウエハボートとして用いて場合に得
られたモニター用ウエハ１２上のライフタイム値の分布
を図４に示した。
の３種の純度の異なる炭化珪素製の半導体治具材料
（Ａ，Ｂ，Ｃ）を用いて、実施例１で用いたウエハボー
ト１２と同様の形状のウエハボートを作製した。次に、
この炭化珪素製のウエハボート１２にモニター用ウエハ
１４のみをにセットし、実施例１と同様に熱処理し、実
施例１と同様の測定を行った。結果を下記の表１に示し
た。また、材料Ａをウエハボートとして用いて場合に得
られたモニター用ウエハ１２上のライフタイム値の分布
を図４に示した。
【００４２】表１より明らかなように、半導体治具材料
より構成されるウエハボート１２とモニターウエハ１４
との距離が離れているので、不純物金属による汚染が少
なく、各材料による金属不純物含有量の差がほとんどわ
からない。また、図４に示したように、半導体治具材料
による汚染はモニター用ウエハ１４の下部に、また炉内
雰囲気による汚染はモニター用ウエハ周辺部に限定され
ており、半導体治具材料からの汚染の評価をはっきり行
うことができなかった。
より構成されるウエハボート１２とモニターウエハ１４
との距離が離れているので、不純物金属による汚染が少
なく、各材料による金属不純物含有量の差がほとんどわ
からない。また、図４に示したように、半導体治具材料
による汚染はモニター用ウエハ１４の下部に、また炉内
雰囲気による汚染はモニター用ウエハ周辺部に限定され
ており、半導体治具材料からの汚染の評価をはっきり行
うことができなかった。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】以上のように、上記実施例で用いたライフ
タイム測定法、ＯＳＦ法及び表面酸化膜分析法を用いる
ことにより、高温熱処理中に半導体治具材料から放出さ
れる金属不純物を容易かつ高感度に検出することができ
るとともに半導体特性への影響を明確化することが可能
となる。
タイム測定法、ＯＳＦ法及び表面酸化膜分析法を用いる
ことにより、高温熱処理中に半導体治具材料から放出さ
れる金属不純物を容易かつ高感度に検出することができ
るとともに半導体特性への影響を明確化することが可能
となる。
【００４６】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る半導体
治具材料の評価方法にあっては、プロセスチューブ内に
設けた高純度石英又は高純度炭化珪素からなるウエハボ
ート上に、モニター用ウエハとウエハ状に加工した半導
体治具材料の成形体とを併立して熱処理を行い、モニタ
ー用ウエハの半導体特性を測定するので、直接接触させ
ることにより評価用のモニター用ウエハを傷付けるとい
うことがなく、高温熱処理中に半導体治具材料から放出
される金属不純物を容易かつ高感度に検出することがで
きるとともに半導体特性への影響を明確化することが可
能となり、半導体の製造歩留および信頼性向上に寄与す
るところが大きい。
治具材料の評価方法にあっては、プロセスチューブ内に
設けた高純度石英又は高純度炭化珪素からなるウエハボ
ート上に、モニター用ウエハとウエハ状に加工した半導
体治具材料の成形体とを併立して熱処理を行い、モニタ
ー用ウエハの半導体特性を測定するので、直接接触させ
ることにより評価用のモニター用ウエハを傷付けるとい
うことがなく、高温熱処理中に半導体治具材料から放出
される金属不純物を容易かつ高感度に検出することがで
きるとともに半導体特性への影響を明確化することが可
能となり、半導体の製造歩留および信頼性向上に寄与す
るところが大きい。
【図１】本発明に係る半導体治具材料の評価方法を模式
的に示した断面図である。
的に示した断面図である。
【図２】実施例１の半導体治具材料Ａにつき、熱処理に
より得られたモニター用ウエハのライフタイム値分布を
示した平面図である。
より得られたモニター用ウエハのライフタイム値分布を
示した平面図である。
【図３】実施例１の半導体治具材料Ｃにつき、熱処理に
より得られたモニター用ウエハのライフタイム値分布を
示した平面図である。
より得られたモニター用ウエハのライフタイム値分布を
示した平面図である。
【図４】比較例３の半導体治具材料Ａにつき、熱処理に
より得られたモニター用ウエハのライフタイム値分布を
示した平面図である。
より得られたモニター用ウエハのライフタイム値分布を
示した平面図である。
１１ 石英製のプロセスチューブ １２ ウエハボート １３ 半導体治具材料の成形体 １４ モニター用ウエハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池 康夫 佐賀県杵島郡江北町大字上小田2201番地 住友シチックス株式会社 九州事業所 内 (56)参考文献 特開 平３−272125（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/66 G01N 21/88
Claims (1)
- 【請求項１】 プロセスチューブ内に設けた高純度石英
又は高純度炭化珪素からなるウエハボート上に、モニタ
ー用ウエハとウエハ状に加工した半導体治具材料の成形
体とを併立させて熱処理を行い、モニター用ウエハの特
性を測定することを特徴とする半導体治具材料の評価方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32362593A JP2847228B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 半導体治具材料の評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32362593A JP2847228B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 半導体治具材料の評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07183347A JPH07183347A (ja) | 1995-07-21 |
| JP2847228B2 true JP2847228B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=18156828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32362593A Expired - Fee Related JP2847228B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 半導体治具材料の評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2847228B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5018682B2 (ja) * | 2008-08-04 | 2012-09-05 | 信越半導体株式会社 | シリコン基板の評価方法、汚染検出方法及びエピタキシャル基板の製造方法 |
| JP5024224B2 (ja) * | 2008-08-06 | 2012-09-12 | 信越半導体株式会社 | シリコン基板の評価方法、汚染検出方法及びエピタキシャル基板の製造方法 |
| JP5212426B2 (ja) * | 2010-06-16 | 2013-06-19 | 信越半導体株式会社 | Ｃｖｄ炉の清浄度評価方法及びエピタキシャル基板の製造方法 |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP32362593A patent/JP2847228B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07183347A (ja) | 1995-07-21 |
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