JP3116871B2 - 半導体基板表面分析の前処理方法及びその装置 - Google Patents
半導体基板表面分析の前処理方法及びその装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板表面分
析の前処理方法及びその装置に関し、特に半導体シリコ
ン基板表面の汚染物質を分析するために行う前処理方法
およびその装置に関するものである。
析の前処理方法及びその装置に関し、特に半導体シリコ
ン基板表面の汚染物質を分析するために行う前処理方法
およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子工業分野では、デバイスの微
細化に伴い、材料やプロセス起因の不純物、特に金属に
よるウェハ汚染が、リーク電流増大、接合耐圧や酸化膜
耐圧の劣化の原因として問題となっている。従って、デ
バイスの高信頼性化を図り、生産歩留りを向上させるた
めには、材料高純度化、プロセス汚染低減により、金属
によるウェハ汚染を低減しなければならない。よって、
製造工程の汚染レベルを定量的に把握することが不可欠
である。
細化に伴い、材料やプロセス起因の不純物、特に金属に
よるウェハ汚染が、リーク電流増大、接合耐圧や酸化膜
耐圧の劣化の原因として問題となっている。従って、デ
バイスの高信頼性化を図り、生産歩留りを向上させるた
めには、材料高純度化、プロセス汚染低減により、金属
によるウェハ汚染を低減しなければならない。よって、
製造工程の汚染レベルを定量的に把握することが不可欠
である。
【０００３】従来、ライン汚染レベルは１×１０ 10 ａｔ
ｏｍｓ／ｃｍ2 以下まで低減させなければならないとい
われており、それを分析する金属汚染評価技術は１０9
ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 レベル、あるいはそれ以下の感度を
有していなければならない。係る半導体シリコン基板表
面の金属不純物分析方法には、例えば、特開平２−２８
５３３号公報に示されている様に、弗化水素酸（弗酸）
蒸気分解−原子吸光分析法（ＶＰＤ−ＡＡＳ;Vapor Pha
se Decomposition-Atomic Absorption Spectrometry ）
や弗酸蒸気分解−ＩＣＰ−ＭＳ分析法（ＶＰＤ−ＩＣＰ
−ＭＳ;VaporPhase Decomposition-Inductively Couple
d Plasma-Mass Spectrometry ）のような化学分析が行
われるのが一般的である。
ｏｍｓ／ｃｍ2 以下まで低減させなければならないとい
われており、それを分析する金属汚染評価技術は１０9
ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 レベル、あるいはそれ以下の感度を
有していなければならない。係る半導体シリコン基板表
面の金属不純物分析方法には、例えば、特開平２−２８
５３３号公報に示されている様に、弗化水素酸（弗酸）
蒸気分解−原子吸光分析法（ＶＰＤ−ＡＡＳ;Vapor Pha
se Decomposition-Atomic Absorption Spectrometry ）
や弗酸蒸気分解−ＩＣＰ−ＭＳ分析法（ＶＰＤ−ＩＣＰ
−ＭＳ;VaporPhase Decomposition-Inductively Couple
d Plasma-Mass Spectrometry ）のような化学分析が行
われるのが一般的である。
【０００４】ここで用いられている前処理法のＶＰＤと
は、図７に示す様に、密閉容器１０内のウェハー支持台
１１に搭載された半導体基板１４に、溝部１３に保持さ
れたフッ化水素酸溶液１５を加熱して発生した弗酸の弗
酸蒸気により半導体基板上の自然酸化膜、酸化膜や窒化
膜等の薄膜を分解する様に構成したものである。さらに
は、図８（Ａ）に示す様に、同公報中に示された他の具
体例によれば、ウェハー支持台１１に搭載された半導体
基板１４上にフッ化水素酸溶液の液滴１７を配置させ、
当該フッ化水素酸溶液の液滴１７を、当該ウェハー支持
台１１の両端を図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）に示す様に上
下揺動させて、当該液滴１７を、図８（Ｄ）及び図８
（Ｆ）に示す様な軌跡を描かせて該半導体基板１４の表
面を移動させる様にして残留した金属不純物を回収液で
回収する方法が示されており、係る方法で回収した回収
液をＡＡＳやＩＣＰ−ＭＳなどで測定する方法であり、
二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）や全反射蛍光Ｘ線分
析法（ＴＸＲＦ）などの物理分析よりも高感度な分析が
可能である。
は、図７に示す様に、密閉容器１０内のウェハー支持台
１１に搭載された半導体基板１４に、溝部１３に保持さ
れたフッ化水素酸溶液１５を加熱して発生した弗酸の弗
酸蒸気により半導体基板上の自然酸化膜、酸化膜や窒化
膜等の薄膜を分解する様に構成したものである。さらに
は、図８（Ａ）に示す様に、同公報中に示された他の具
体例によれば、ウェハー支持台１１に搭載された半導体
基板１４上にフッ化水素酸溶液の液滴１７を配置させ、
当該フッ化水素酸溶液の液滴１７を、当該ウェハー支持
台１１の両端を図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）に示す様に上
下揺動させて、当該液滴１７を、図８（Ｄ）及び図８
（Ｆ）に示す様な軌跡を描かせて該半導体基板１４の表
面を移動させる様にして残留した金属不純物を回収液で
回収する方法が示されており、係る方法で回収した回収
液をＡＡＳやＩＣＰ−ＭＳなどで測定する方法であり、
二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）や全反射蛍光Ｘ線分
析法（ＴＸＲＦ）などの物理分析よりも高感度な分析が
可能である。
【０００５】さらに近年では、特開平２−２２９４２８
号公報に示され、且つ図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示さ
れている様な、ＶＰＤ処理を自動化した前処理装置も開
発されている。図９に於いては、容器２内に設けられた
キャリヤー５に搭載された半導体基板１２をフッ酸４等
により気相分解させる気相分解装置と半導体基板搬送装
置７と当該半導体基板１２を半導体基板支持装置６で支
持すると共に、液滴手段８により当該半導体基板１２の
表面に液滴保持部１８に保持された液滴を接触させると
共にこれを走査させ、その後当該液滴を液滴回収手段９
で回収する装置が示されている。
号公報に示され、且つ図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示さ
れている様な、ＶＰＤ処理を自動化した前処理装置も開
発されている。図９に於いては、容器２内に設けられた
キャリヤー５に搭載された半導体基板１２をフッ酸４等
により気相分解させる気相分解装置と半導体基板搬送装
置７と当該半導体基板１２を半導体基板支持装置６で支
持すると共に、液滴手段８により当該半導体基板１２の
表面に液滴保持部１８に保持された液滴を接触させると
共にこれを走査させ、その後当該液滴を液滴回収手段９
で回収する装置が示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、上述した
従来の化学分析方法のうち、図７及び図８に示す様な作
業者が手動で行うＶＰＤ法では、数100 μl の回収液で
基板表面全面を走査しなければならないために、回収液
を走査させる作業は作業者の熟練を要する。特に係る方
法に於いては、基板周辺部の不純物の回収が難しく、回
収ムラが生じて基板毎での回収率が異なり定量分析に障
害が出る。
従来の化学分析方法のうち、図７及び図８に示す様な作
業者が手動で行うＶＰＤ法では、数100 μl の回収液で
基板表面全面を走査しなければならないために、回収液
を走査させる作業は作業者の熟練を要する。特に係る方
法に於いては、基板周辺部の不純物の回収が難しく、回
収ムラが生じて基板毎での回収率が異なり定量分析に障
害が出る。
【０００７】一方、近年、半導体産業では基板の大口径
化が進められており、基板サイズが大きくなるほど回収
率のバラツキが大きくなることや回収時間の増加による
雰囲気からの汚染が起こる。そのために近年では自動化
された前処理装置が開発されたが、弗酸蒸気による基板
表面分析に数時間を要し、さらに回収作業に８インチ基
板１枚あたり約１０分の時間を費やさなければならず時
間を要することや基板の周辺部まで基板全面を回収液で
走査、回収することが不可能であり、これもまた回収率
や測定誤差の問題が生じてしまう。
化が進められており、基板サイズが大きくなるほど回収
率のバラツキが大きくなることや回収時間の増加による
雰囲気からの汚染が起こる。そのために近年では自動化
された前処理装置が開発されたが、弗酸蒸気による基板
表面分析に数時間を要し、さらに回収作業に８インチ基
板１枚あたり約１０分の時間を費やさなければならず時
間を要することや基板の周辺部まで基板全面を回収液で
走査、回収することが不可能であり、これもまた回収率
や測定誤差の問題が生じてしまう。
【０００８】また近年ではＶＰＤ処理の分解回収液も多
種が使われるようになってきたために、ガスが発生して
安全性に欠ける回収液や、シリコン基板上では親水性と
なり回収が容易でない回収液など様々な問題が生じてい
る。本発明ではこれらの問題を解決することができる。
更に、本発明に係る基板表面分析は、定量分析を実施す
る為に、不純物を当該基板表面から略１００％回収する
と共に、当該分解回収液を正確に全量回収する必要があ
り、その為に自動化が遅れている分野でもある。
種が使われるようになってきたために、ガスが発生して
安全性に欠ける回収液や、シリコン基板上では親水性と
なり回収が容易でない回収液など様々な問題が生じてい
る。本発明ではこれらの問題を解決することができる。
更に、本発明に係る基板表面分析は、定量分析を実施す
る為に、不純物を当該基板表面から略１００％回収する
と共に、当該分解回収液を正確に全量回収する必要があ
り、その為に自動化が遅れている分野でもある。
【０００９】本発明の目的は、上記した従来技術の欠点
を改良し、簡易な装置を使用して、分析操作が容易で然
も分析データの正確度の高い半導体基板表面分析の前処
理方法を提供するものである。
を改良し、簡易な装置を使用して、分析操作が容易で然
も分析データの正確度の高い半導体基板表面分析の前処
理方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、以下に記載されたような技術構成を採用
するものである。即ち、本発明に於ける第１の態様とし
ては、半導体基板表面分析の前処理方法において、被表
面分析用の基板の裏面を保持し、この基板の表面全面に
分解回収液を接触させた状態で、当該分解回収液に超音
波処理若しくは加熱処理を施す半導体基板表面分析の前
処理方法であり、又第２の態様としては、被表面分析用
の分解回収液を保持する基板処理部と、被表面分析用の
基板の裏面を保持し、基板キャリア部から前記基板処理
部へ移送して前記基板の表面全面に分解回収液を接触さ
せる基板搬送部と、前記分解回収液の供給排出装置と、
前記基板処理部に超音波処理若しくは加熱処理を施す処
理操作手段とが設けられている半導体基板表面分析の前
処理装置である。
達成するため、以下に記載されたような技術構成を採用
するものである。即ち、本発明に於ける第１の態様とし
ては、半導体基板表面分析の前処理方法において、被表
面分析用の基板の裏面を保持し、この基板の表面全面に
分解回収液を接触させた状態で、当該分解回収液に超音
波処理若しくは加熱処理を施す半導体基板表面分析の前
処理方法であり、又第２の態様としては、被表面分析用
の分解回収液を保持する基板処理部と、被表面分析用の
基板の裏面を保持し、基板キャリア部から前記基板処理
部へ移送して前記基板の表面全面に分解回収液を接触さ
せる基板搬送部と、前記分解回収液の供給排出装置と、
前記基板処理部に超音波処理若しくは加熱処理を施す処
理操作手段とが設けられている半導体基板表面分析の前
処理装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】つまり、本発明に係る半導体基板
表面分析の前処理方法及びその装置に於いては、被分析
用の半導体基板に於ける、基板表面全面に分解回収液を
接触した状態で超音波処理操作または加熱処理操作を併
用して基板表面全面の分解回収を一度に短時間で行える
ことを特徴としている。
表面分析の前処理方法及びその装置に於いては、被分析
用の半導体基板に於ける、基板表面全面に分解回収液を
接触した状態で超音波処理操作または加熱処理操作を併
用して基板表面全面の分解回収を一度に短時間で行える
ことを特徴としている。
【００１２】具体的には、一般に半導体基板表面の汚染
物質は金属やイオンの吸着したものとパーティクルの付
着が多く、係る汚染物質、不純物を、洗浄に広く使われ
ておりパーティクル除去に効果がある超音波手段或いは
加熱手段とを金属および吸着分子の溶解が可能な薬液に
よる回収操作と併用することによりこれら汚染物質、不
純物の除去が確実に行われることになる。
物質は金属やイオンの吸着したものとパーティクルの付
着が多く、係る汚染物質、不純物を、洗浄に広く使われ
ておりパーティクル除去に効果がある超音波手段或いは
加熱手段とを金属および吸着分子の溶解が可能な薬液に
よる回収操作と併用することによりこれら汚染物質、不
純物の除去が確実に行われることになる。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明に係る半導体基板表面分析の
前処理方法及びその装置の一具体例の構成を図面を参照
しながら詳細に説明する。次に本発明について図面を参
照して説明する。即ち、図１は、本発明に係る半導体基
板表面分析の前処理装置の一具体例の構成を示す断面図
であり、図中、被表面分析用の基板２０の一表面、つま
り被検査表面２１の全面に接触させる分解回収液２２を
保持する基板処理部２４、被表面分析用の基板２０を保
持し、且つ当該被表面分析用の基板２０を基板キャリア
部（図示せず）と当該基板処理部２４との間で移送処理
する基板搬送部２５、及び当該分解回収液２２の供給排
出装置２６、及び当該基板処理部２４に超音波処理若し
くは加熱処理を施す処理操作手段２３とが設けられてい
る半導体基板表面分析の前処理装置３０が示されてい
る。
前処理方法及びその装置の一具体例の構成を図面を参照
しながら詳細に説明する。次に本発明について図面を参
照して説明する。即ち、図１は、本発明に係る半導体基
板表面分析の前処理装置の一具体例の構成を示す断面図
であり、図中、被表面分析用の基板２０の一表面、つま
り被検査表面２１の全面に接触させる分解回収液２２を
保持する基板処理部２４、被表面分析用の基板２０を保
持し、且つ当該被表面分析用の基板２０を基板キャリア
部（図示せず）と当該基板処理部２４との間で移送処理
する基板搬送部２５、及び当該分解回収液２２の供給排
出装置２６、及び当該基板処理部２４に超音波処理若し
くは加熱処理を施す処理操作手段２３とが設けられてい
る半導体基板表面分析の前処理装置３０が示されてい
る。
【００１４】本発明に於ける当該基板処理部２４の構
造、形状は特に限定されるものではなく、当該分解回収
液の所定の量を安定的に保持しえるものであればよく、
またその材質についても特に限定されるものではない
が、好ましくは、当基板処理部２４に於ける当該分解回
収液２２と接触する部分は、フッ素系樹脂で構成されて
いるか、或いはフッ素系樹脂で被覆されている事が望ま
しい。
造、形状は特に限定されるものではなく、当該分解回収
液の所定の量を安定的に保持しえるものであればよく、
またその材質についても特に限定されるものではない
が、好ましくは、当基板処理部２４に於ける当該分解回
収液２２と接触する部分は、フッ素系樹脂で構成されて
いるか、或いはフッ素系樹脂で被覆されている事が望ま
しい。
【００１５】又、本発明に於て使用される、当該半導体
基板の表面の分析に使用される分解回収液としては、例
えば、純水、弗酸、弗酸−過酸化水素水、弗酸−硝酸、
塩酸−過酸化水素水、アンモニア−過酸化水素水、硫酸
−過酸化水素水、塩酸−硝酸から選択された少なくとも
一つの希薄な水溶液又は希薄な混合水溶液である事が望
ましい。
基板の表面の分析に使用される分解回収液としては、例
えば、純水、弗酸、弗酸−過酸化水素水、弗酸−硝酸、
塩酸−過酸化水素水、アンモニア−過酸化水素水、硫酸
−過酸化水素水、塩酸−硝酸から選択された少なくとも
一つの希薄な水溶液又は希薄な混合水溶液である事が望
ましい。
【００１６】更に、本発明に於いては、当該分解回収液
２２に、界面活性剤が含まれている事も好ましい。又、
本発明に於ては、当該基板処理部２４に保持されている
分解回収液に超音波処理及び加熱処理を行うことを特徴
とするものであり、当該超音波処理の条件に関しては特
に限定されるものではなく、任意の周波数のものが使用
でき、又加熱操作に於いても、とくにその温度条件を限
定するものではない。
２２に、界面活性剤が含まれている事も好ましい。又、
本発明に於ては、当該基板処理部２４に保持されている
分解回収液に超音波処理及び加熱処理を行うことを特徴
とするものであり、当該超音波処理の条件に関しては特
に限定されるものではなく、任意の周波数のものが使用
でき、又加熱操作に於いても、とくにその温度条件を限
定するものではない。
【００１７】使用される分解回収液、回収すべき物質等
の条件に応じて上記各処理操作の条件を任意に最適なも
のに設定する事が出来る。本発明に於いては、特に当該
超音波処理と加熱処理とを併用する操作を実施する事が
特に好ましい。以下に本発明に係る当該半導体基板表面
分析の前処理装置を使用した、半導体基板表面分析の前
処理方法の具体例及びその操作手順に付いて図面を参照
しながら詳細に説明する。
の条件に応じて上記各処理操作の条件を任意に最適なも
のに設定する事が出来る。本発明に於いては、特に当該
超音波処理と加熱処理とを併用する操作を実施する事が
特に好ましい。以下に本発明に係る当該半導体基板表面
分析の前処理装置を使用した、半導体基板表面分析の前
処理方法の具体例及びその操作手順に付いて図面を参照
しながら詳細に説明する。
【００１８】即ち、本発明に於て、図１に示された装置
を使用して、半導体基板表面分析の前処理方法を実行す
るに際して、例えば、当該分解回収液を保持する基板処
理部２４としては、弗素樹脂製で半導体基板２０が収ま
る大きさの丸型皿状構造物を使用し、当該皿状の基板処
理部２４の下部に超音波発生装置２３’および加熱ヒー
ター２３”を兼ね備えた半導体基板表面分析の前処理装
置３０が使用される。
を使用して、半導体基板表面分析の前処理方法を実行す
るに際して、例えば、当該分解回収液を保持する基板処
理部２４としては、弗素樹脂製で半導体基板２０が収ま
る大きさの丸型皿状構造物を使用し、当該皿状の基板処
理部２４の下部に超音波発生装置２３’および加熱ヒー
ター２３”を兼ね備えた半導体基板表面分析の前処理装
置３０が使用される。
【００１９】図２（Ａ）から図２（Ｅ）に示す様に、先
ず、当該弗素樹脂製の皿状の基板処理部２４に、例え
ば、数mlの分解回収液２２を滴下し（図２（Ａ））、そ
の上から裏面を真空チャック等で構成された基板搬送部
２５で保持された半導体基板２０を基板裏面に回収液が
回り込まない程度の距離まで低速で水平に下ろし、当該
半導体基板２０の被分析面２１を当該分解回収液２２に
接触させる。
ず、当該弗素樹脂製の皿状の基板処理部２４に、例え
ば、数mlの分解回収液２２を滴下し（図２（Ａ））、そ
の上から裏面を真空チャック等で構成された基板搬送部
２５で保持された半導体基板２０を基板裏面に回収液が
回り込まない程度の距離まで低速で水平に下ろし、当該
半導体基板２０の被分析面２１を当該分解回収液２２に
接触させる。
【００２０】この状態で超音波処理を行うか、加熱処理
操作を行い、又必要であれば超音波処理と加熱処理とを
同時に実行して当該半導体基板２０の一面２１上に付着
している汚染物を回収液２２中に取り込む。（図２
（Ｂ））当該不純物或いは汚染物を分解回収液に回収し
た後は、当該超音波処理操作或いは加熱処理操作若しく
はその双方の操作を停止し、当該半導体基板２０を当該
半導体基板２０の端３１から低速で持ち上げていく。こ
のとき、図２（Ｃ）のように基板２０の反対側の端３２
は回収液２２に接触した状態におき、図２（Ｄ）のよう
に徐々にその分離角度を大きくして行き、図２（Ｅ）に
示す様に、最後にその部分３２を引き上げる。
操作を行い、又必要であれば超音波処理と加熱処理とを
同時に実行して当該半導体基板２０の一面２１上に付着
している汚染物を回収液２２中に取り込む。（図２
（Ｂ））当該不純物或いは汚染物を分解回収液に回収し
た後は、当該超音波処理操作或いは加熱処理操作若しく
はその双方の操作を停止し、当該半導体基板２０を当該
半導体基板２０の端３１から低速で持ち上げていく。こ
のとき、図２（Ｃ）のように基板２０の反対側の端３２
は回収液２２に接触した状態におき、図２（Ｄ）のよう
に徐々にその分離角度を大きくして行き、図２（Ｅ）に
示す様に、最後にその部分３２を引き上げる。
【００２１】こうすることにより、回収液２２だけをき
れいに当該半導体基板の基板面２１から分離することが
でき、然も、当該分解回収液２２は、最初に投入した量
と同量の分解回収液を完全に回収する事が可能となる。
この事は、本発明で対象とする半導体基板の分析が、定
量評価である事を考慮すると極めて重要な事である。
れいに当該半導体基板の基板面２１から分離することが
でき、然も、当該分解回収液２２は、最初に投入した量
と同量の分解回収液を完全に回収する事が可能となる。
この事は、本発明で対象とする半導体基板の分析が、定
量評価である事を考慮すると極めて重要な事である。
【００２２】本発明に於いては、この液をＡＡＳやＩＣ
Ｐ-ＭＳなどの高感度金属不純物分析装置で濃度測定を
する。測定感度の向上、濃酸による測定装置への悪影響
を考慮して、回収液を蒸発乾固後、微量の希酸または純
水に溶解させて測定するとさらに良い。上記半導体基板
表面分析の前処理装置３０を用いて、前処置を行い分析
した結果を示す。
Ｐ-ＭＳなどの高感度金属不純物分析装置で濃度測定を
する。測定感度の向上、濃酸による測定装置への悪影響
を考慮して、回収液を蒸発乾固後、微量の希酸または純
水に溶解させて測定するとさらに良い。上記半導体基板
表面分析の前処理装置３０を用いて、前処置を行い分析
した結果を示す。
【００２３】即ち、本発明に於ける上記半導体基板表面
分析の前処理方法で使用した処理条件は次の通りであ
る。分解回収液２２には１％弗酸−５％過酸化水素水混
合水溶液を5ml用い、超音波により分解をした。当該半
導体基板２０は、弗素樹脂皿からなる基板処理部２４の
底面から２ｍｍ離して回収液２２に接触させる。こうす
ることにより、基板表面２１の全面に回収液２２を接触
させることができる。
分析の前処理方法で使用した処理条件は次の通りであ
る。分解回収液２２には１％弗酸−５％過酸化水素水混
合水溶液を5ml用い、超音波により分解をした。当該半
導体基板２０は、弗素樹脂皿からなる基板処理部２４の
底面から２ｍｍ離して回収液２２に接触させる。こうす
ることにより、基板表面２１の全面に回収液２２を接触
させることができる。
【００２４】又、超音波による分解処理時間は３０秒で
ある。この一連の作業は基板２０のサイズに関係なく基
板２０の１枚あたり約１分で処理可能である。当該分解
回収液２２は蒸発乾固後、0.7%硝酸に溶解してその液中
の金属量をＩＣＰ−ＭＳにより測定した。図３に、１×
1011atoms/cm2 の状態に故意に鉄（Ｆｅ）を金属汚染せ
しめた基板を用いて、従来のＶＰＤ法と本発明の前処理
方法で回収し分析を行った時の回収率のばらつきの比較
実験結果を示す。
ある。この一連の作業は基板２０のサイズに関係なく基
板２０の１枚あたり約１分で処理可能である。当該分解
回収液２２は蒸発乾固後、0.7%硝酸に溶解してその液中
の金属量をＩＣＰ−ＭＳにより測定した。図３に、１×
1011atoms/cm2 の状態に故意に鉄（Ｆｅ）を金属汚染せ
しめた基板を用いて、従来のＶＰＤ法と本発明の前処理
方法で回収し分析を行った時の回収率のばらつきの比較
実験結果を示す。
【００２５】この結果から本発明による前処理方法は従
来方法よりもばらつきが小さく回収率の再現性が高いこ
とがわかる。図４に、1011atoms/cm2 の状態に故意に鉄
（Ｆｅ）を金属汚染せしめた基板を用いて、本発明の前
処理方法における超音波の動作時間による回収率の違い
を示す。
来方法よりもばらつきが小さく回収率の再現性が高いこ
とがわかる。図４に、1011atoms/cm2 の状態に故意に鉄
（Ｆｅ）を金属汚染せしめた基板を用いて、本発明の前
処理方法における超音波の動作時間による回収率の違い
を示す。
【００２６】この結果から、表面に付着しているＦｅを
回収する場合には、回収液に基板が接触した状態ですで
に５０％の回収がされ、超音波動作３０秒でほぼ１００
％近い回収率が得られていることがわかる。つまり、本
発明に於ける半導体基板表面分析の前処理方法として
は、半導体基板表面分析の前処理方法において、被表面
分析用の基板表面全面に分解回収液を接触させた状態
で、当該分解回収液に超音波処理若しくは加熱処理を施
すことが基本的な技術思想を構成しており、又装置的に
は、図１に示されている基本的な半導体基板表面分析の
前処理装置３０に更に当該基板搬送部２５は、当該被表
面分析用の基板表面２１を該分解回収液２２に接触させ
る機能と当該分解回収液から離反させる機能とを含み、
少なくとも、当該被表面分析用の基板表面２１を該分解
回収液２２から離反させる際には、当該基板２０を当該
分解回収液２２の液面と当該基板の該分解回収液との接
触面とが交差する様な角度を形成する様に離反せしめる
機能を有しているものである。
回収する場合には、回収液に基板が接触した状態ですで
に５０％の回収がされ、超音波動作３０秒でほぼ１００
％近い回収率が得られていることがわかる。つまり、本
発明に於ける半導体基板表面分析の前処理方法として
は、半導体基板表面分析の前処理方法において、被表面
分析用の基板表面全面に分解回収液を接触させた状態
で、当該分解回収液に超音波処理若しくは加熱処理を施
すことが基本的な技術思想を構成しており、又装置的に
は、図１に示されている基本的な半導体基板表面分析の
前処理装置３０に更に当該基板搬送部２５は、当該被表
面分析用の基板表面２１を該分解回収液２２に接触させ
る機能と当該分解回収液から離反させる機能とを含み、
少なくとも、当該被表面分析用の基板表面２１を該分解
回収液２２から離反させる際には、当該基板２０を当該
分解回収液２２の液面と当該基板の該分解回収液との接
触面とが交差する様な角度を形成する様に離反せしめる
機能を有しているものである。
【００２７】本発明に係る当該半導体基板表面分析の前
処理方法の第２の具体例で、特に半自動化された前処理
装置の例を図５に示す。本具体例に於いては、中央に向
かって下り傾斜のある弗素樹脂製の丸型基板処理部２４
の、中央下部に設けてあるバルブ３６、３７の切換によ
って、分解回収液２２を分解回収液タンク４１、４２か
ら当該基板処理部２４へ導入させる。
処理方法の第２の具体例で、特に半自動化された前処理
装置の例を図５に示す。本具体例に於いては、中央に向
かって下り傾斜のある弗素樹脂製の丸型基板処理部２４
の、中央下部に設けてあるバルブ３６、３７の切換によ
って、分解回収液２２を分解回収液タンク４１、４２か
ら当該基板処理部２４へ導入させる。
【００２８】回収液タンクは各酸の入ったボトル数本４
１、４２に接続してあり、基板処理部導入時には、バル
ブ３５と３６、３７の開度を調整して、任意の液性、濃
度に混合する。当該基板処理部２４に導入された回収液
２２の上から、シリコン基板裏面を真空チャック等で構
成された基板搬送部２５で保持した基板２０の基板表面
２０を水平に接触させ、基板表面全面に回収液を浸漬さ
せる。
１、４２に接続してあり、基板処理部導入時には、バル
ブ３５と３６、３７の開度を調整して、任意の液性、濃
度に混合する。当該基板処理部２４に導入された回収液
２２の上から、シリコン基板裏面を真空チャック等で構
成された基板搬送部２５で保持した基板２０の基板表面
２０を水平に接触させ、基板表面全面に回収液を浸漬さ
せる。
【００２９】この状態で当該分解回収液２２に対して超
音波或いは加熱を施し、基板表面に付着している金属汚
染物が分解、または溶解されて回収液に取り込まれる。
当該分解回収液２２の回収後は、当該基板をその一端３
１から低速で、徐々に引き上げて回収液と分離させる。
このとき、基板２０の反対側の端３２は回収液に接触し
た状態におき、最後にその部分を引き上げる。
音波或いは加熱を施し、基板表面に付着している金属汚
染物が分解、または溶解されて回収液に取り込まれる。
当該分解回収液２２の回収後は、当該基板をその一端３
１から低速で、徐々に引き上げて回収液と分離させる。
このとき、基板２０の反対側の端３２は回収液に接触し
た状態におき、最後にその部分を引き上げる。
【００３０】その後、バルブ３６、３７からバルブ３８
に切り換えて回収液２２を回収液回収タンク４３に捕集
し、この液をＡＡＳやＩＣＰ−ＭＳなどの高感度金属不
純物分析装置で濃度測定をする。第３の実施例では、本
発明の一実施例として、さらに自動化を進めた前処理装
置の例を示す。図６に、図５よりもさらに自動化の進ん
だ前処理装置を示す。
に切り換えて回収液２２を回収液回収タンク４３に捕集
し、この液をＡＡＳやＩＣＰ−ＭＳなどの高感度金属不
純物分析装置で濃度測定をする。第３の実施例では、本
発明の一実施例として、さらに自動化を進めた前処理装
置の例を示す。図６に、図５よりもさらに自動化の進ん
だ前処理装置を示す。
【００３１】図６（Ａ）は、本発明に係る第３の具体例
に於ける半導体基板表面分析の前処理装置３０の側面図
であり、図６（Ｂ）は、その平面図である。即ち、中央
に向かって下り傾斜のある弗素樹脂製の丸型基板処理部
２４の、中央下部に設けてあるバルブ３５の切換によっ
て回収液タンク３６、３７から回収液２２を導入させ
る。
に於ける半導体基板表面分析の前処理装置３０の側面図
であり、図６（Ｂ）は、その平面図である。即ち、中央
に向かって下り傾斜のある弗素樹脂製の丸型基板処理部
２４の、中央下部に設けてあるバルブ３５の切換によっ
て回収液タンク３６、３７から回収液２２を導入させ
る。
【００３２】回収液タンク４１、４２は各酸の入ったボ
トル数本に接続してあり、基板処理部導入時に任意の液
性、濃度に混合する。半導体基板２０をキャリア４０か
ら搬送し、基板処理部２４に導入された回収液２２の上
から、シリコン基板裏面２１を真空チャック等からなる
基板搬送部２５で保持した基板表面を水平に接触させ、
基板表面全面に回収液を浸漬させる。
トル数本に接続してあり、基板処理部導入時に任意の液
性、濃度に混合する。半導体基板２０をキャリア４０か
ら搬送し、基板処理部２４に導入された回収液２２の上
から、シリコン基板裏面２１を真空チャック等からなる
基板搬送部２５で保持した基板表面を水平に接触させ、
基板表面全面に回収液を浸漬させる。
【００３３】この状態で超音波、加熱を施し、基板表面
に付着している金属汚染物が分解、または溶解して回収
液に取り込まれる。回収後は基板を端から低速で引き上
げて回収液と分離させる。このとき、基板の反対側の端
は回収液に接触した状態におき、最後にその部分を引き
上げる。その後、バルブを切り換えて回収液回収タンク
に回収液を捕集し、この液をＡＡＳやＩＣＰ−ＭＳなど
の高感度金属不純物分析装置で濃度測定をする。
に付着している金属汚染物が分解、または溶解して回収
液に取り込まれる。回収後は基板を端から低速で引き上
げて回収液と分離させる。このとき、基板の反対側の端
は回収液に接触した状態におき、最後にその部分を引き
上げる。その後、バルブを切り換えて回収液回収タンク
に回収液を捕集し、この液をＡＡＳやＩＣＰ−ＭＳなど
の高感度金属不純物分析装置で濃度測定をする。
【００３４】尚、本具体例に於ける各手段、装置を総合
的に制御する制御手段５０が設けられている。
的に制御する制御手段５０が設けられている。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は超音波ま
たは加熱機能を用いて基板表面全面の分解回収を行うこ
とにより、回収率の再現性向上、前処理時間の短縮、様
々な分解回収液への対応が容易、半導体基板の大口径化
への対応が容易となり、その効果は非常に大きい。
たは加熱機能を用いて基板表面全面の分解回収を行うこ
とにより、回収率の再現性向上、前処理時間の短縮、様
々な分解回収液への対応が容易、半導体基板の大口径化
への対応が容易となり、その効果は非常に大きい。
【００３６】さらに本発明の装置は、従来のものに比べ
て操作を簡素化したことにより、装置の小型化およびコ
ストダウンが可能である。従って、本発明に於いては、
半導体製造における金属元素の汚染を正確に把握するこ
とができ、さらに汚染低減により高品質、高生産歩留り
な半導体製品を生産することができるという効果があ
る。
て操作を簡素化したことにより、装置の小型化およびコ
ストダウンが可能である。従って、本発明に於いては、
半導体製造における金属元素の汚染を正確に把握するこ
とができ、さらに汚染低減により高品質、高生産歩留り
な半導体製品を生産することができるという効果があ
る。
【図１】図１は、本発明に係る半導体基板表面分析の前
処理装置の一具体例の構成を示す側面図である。
処理装置の一具体例の構成を示す側面図である。
【図２】図２は、（Ａ）〜図２（Ｅ）は、本発明に係る
半導体基板表面分析の前処理方法の操作の例を示す側面
図である。
半導体基板表面分析の前処理方法の操作の例を示す側面
図である。
【図３】図３は、本発明に係る半導体基板表面分析の前
処理方法および従来技術の前処理方法で分析したときの
回収率を示す比較データである。
処理方法および従来技術の前処理方法で分析したときの
回収率を示す比較データである。
【図４】図４は、本発明の前処理方法による超音波操作
の効果を説明するグラフである。
の効果を説明するグラフである。
【図５】図５は、本発明に係る半導体基板表面分析の前
処理装置の他の具体例の構成を示す側面図である。
処理装置の他の具体例の構成を示す側面図である。
【図６】図６は、本発明に係る半導体基板表面分析の前
処理装置の更に別の具体例の構成を示すであり、図６
（Ａ）はその側面図で、図６（Ｂ）はその平面図であ
る。
処理装置の更に別の具体例の構成を示すであり、図６
（Ａ）はその側面図で、図６（Ｂ）はその平面図であ
る。
【図７】図７は、従来技術の前処理方法で使用される弗
酸蒸気分解のための密閉容器を示す側面図である。
酸蒸気分解のための密閉容器を示す側面図である。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｅ）は、従来技術の前処理
方法である分解回収の操作を示す側面図、及び平面図で
ある。
方法である分解回収の操作を示す側面図、及び平面図で
ある。
【図９】図９は、従来技術の自動前処理装置の一具体例
の構成を示す図であり、図９（Ａ）はその側面図であり
又図９（Ｂ）はその平面図である。
の構成を示す図であり、図９（Ａ）はその側面図であり
又図９（Ｂ）はその平面図である。
２０…半導体基板 ２１…半導体基板の一面 ２２…分解回収液 ２３…超音波処理及び加熱処理手段 ２３’…超音波処理手段 ２３”…加熱処理手段 ２４…基板処理部 ２５…基板搬送部 ２６…分解回収液供給排出装置 ３０…半導体基板表面分析の前処理装置 ３５〜３８…バルブ ４０…基板キャリヤ ４１、４２…分解回収液タンク ４３…分解回収液回収タンク ５０…制御手段
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体基板表面分析の前処理方法におい
て、被表面分析用の基板の裏面を保持し、この基板の表
面全面に分解回収液を接触させた状態で、当該分解回収
液に超音波処理若しくは加熱処理を施すことを特徴とす
る半導体基板表面分析の前処理方法。 - 【請求項２】 当該分解回収液に超音波処理及び加熱処
理を行うことを特徴とする請求項１記載の前処理方法。 - 【請求項３】 当該分解回収液は、純水、弗酸、弗酸−
過酸化水素水、弗酸−硝酸、塩酸−過酸化水素水、アン
モニア−過酸化水素水、硫酸−過酸化水素水、塩酸−硝
酸から選択された少なくとも一つの希薄な水溶液又は混
合水溶液で構成されている事を特徴とする請求項１又は
２に記載の前処理方法。 - 【請求項４】 当該分解回収液に、界面活性剤が含まれ
ている事を特徴とする請求項３記載の前処理方法。 - 【請求項５】 被表面分析用の分解回収液を保持する基
板処理部と、被表面分析用の基板の裏面を保持し、基板
キャリア部から前記基板処理部へ移送して前記基板の表
面全面に分解回収液を接触させる基板搬送部と、前記分
解回収液の供給排出装置と、前記基板処理部に超音波処
理若しくは加熱処理を施す処理操作手段とが設けられて
いる事を特徴とする半導体基板表面分析の前処理装置。 - 【請求項６】 当該基板処理部に於ける少なくとも当該
分解回収液と接触する部分は、フッ素系樹脂で構成され
ている事を特徴とする請求項５記載の前処理装置。 - 【請求項７】 当該基板搬送部は、当該被表面分析用の
基板表面を該分解回収液に接触させる機能と当該分解回
収液から離反させる機能とを含み、少なくとも、当該被
表面分析用の基板表面を該分解回収液から離反させる際
には、当該基板を当該分解回収液の液面と当該基板の該
分解回収液との接触面とが交差する様な角度を形成する
様に離反せしめる機能を有している事を特徴とする請求
項５記載の前処理装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09237912A JP3116871B2 (ja) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | 半導体基板表面分析の前処理方法及びその装置 |
| US09/146,434 US6164133A (en) | 1997-09-03 | 1998-09-03 | Method and apparatus for pre-processing of semiconductor substrate surface analysis |
| CN98117901A CN1113228C (zh) | 1997-09-03 | 1998-09-03 | 半导体衬底表面分析的预处理方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09237912A JP3116871B2 (ja) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | 半導体基板表面分析の前処理方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1183704A JPH1183704A (ja) | 1999-03-26 |
| JP3116871B2 true JP3116871B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=17022292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09237912A Expired - Fee Related JP3116871B2 (ja) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | 半導体基板表面分析の前処理方法及びその装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6164133A (ja) |
| JP (1) | JP3116871B2 (ja) |
| CN (1) | CN1113228C (ja) |
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| FR2808120B1 (fr) * | 2000-04-20 | 2002-07-26 | Karl Suss France | Procede et dispositif pour le traitement du substrat d'un circuit integre ou d'un produit analogue en cours de fabrication |
| JP4108941B2 (ja) * | 2000-10-31 | 2008-06-25 | 株式会社荏原製作所 | 基板の把持装置、処理装置、及び把持方法 |
| US6460414B1 (en) * | 2000-11-17 | 2002-10-08 | Sonoscan, Inc. | Automated acoustic micro imaging system and method |
| FR2820821B1 (fr) * | 2001-02-13 | 2003-08-29 | Soitec Silicon Insulator Techn | Procede de dosage d'elements dans un substrat pour l'optique, l'electronique ou l'optoelectronique |
| JP3603278B2 (ja) * | 2001-09-06 | 2004-12-22 | 理学電機工業株式会社 | 蛍光ｘ線分析システムおよびそれに用いるプログラム |
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| US20060026807A1 (en) * | 2003-08-07 | 2006-02-09 | Carnevali Jeffrey D | Quick release mounting apparatus |
| US8083862B2 (en) * | 2007-03-09 | 2011-12-27 | Tokyo Electron Limited | Method and system for monitoring contamination on a substrate |
| US20080228308A1 (en) * | 2007-03-13 | 2008-09-18 | Tokyo Electron Limited | Critical dimension uniformity optimization |
| US8612864B2 (en) * | 2008-02-22 | 2013-12-17 | Applied Materials, Inc. | User interface with visualization of real and virtual data |
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| CN102214591A (zh) * | 2011-05-23 | 2011-10-12 | 叶伟清 | 晶圆端面采样方法 |
| JP6118031B2 (ja) | 2012-03-15 | 2017-04-19 | 株式会社東芝 | 不純物分析装置及び方法 |
| CN104568535A (zh) * | 2013-10-29 | 2015-04-29 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | Vpd样品收集方法 |
| CN107567652A (zh) * | 2015-03-12 | 2018-01-09 | 非视觉污染分析科学技术有限公司 | 基板污染物分析装置及基板污染物分析方法 |
| CN106841364A (zh) * | 2015-12-03 | 2017-06-13 | 有研半导体材料有限公司 | 一种vpd用金属回收液及其配制方法 |
| CN108885186B (zh) * | 2017-03-07 | 2019-11-12 | 株式会社理学 | 样品回收装置、样品回收方法及使用它们的荧光x射线分析装置 |
| CN111336792B (zh) * | 2018-12-19 | 2022-03-11 | 江苏鲁汶仪器有限公司 | 一种干燥微水珠的腔体 |
| CN111579349A (zh) * | 2020-06-09 | 2020-08-25 | 福建天甫电子材料有限公司 | Icp-ms样品的浓缩制备方法 |
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| CN113760020B (zh) * | 2021-09-26 | 2023-06-02 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体设备的压力控制装置及半导体设备 |
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| JP2604037B2 (ja) * | 1988-07-11 | 1997-04-23 | 株式会社東芝 | 半導体処理装置 |
| JP2653511B2 (ja) * | 1989-03-30 | 1997-09-17 | 株式会社東芝 | 半導体装置の洗浄方法及びその洗浄装置 |
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1998
- 1998-09-03 US US09/146,434 patent/US6164133A/en not_active Expired - Lifetime
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