JP3487334B2 - シリコン基板中の不純物分析方法 - Google Patents
シリコン基板中の不純物分析方法Info
- Publication number
- JP3487334B2 JP3487334B2 JP20359598A JP20359598A JP3487334B2 JP 3487334 B2 JP3487334 B2 JP 3487334B2 JP 20359598 A JP20359598 A JP 20359598A JP 20359598 A JP20359598 A JP 20359598A JP 3487334 B2 JP3487334 B2 JP 3487334B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acid
- decomposition
- silicon substrate
- residue
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 66
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims description 66
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 64
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 51
- 239000012535 impurity Substances 0.000 title claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 84
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 60
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 33
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 26
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 25
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 21
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 16
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 claims description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000001479 atomic absorption spectroscopy Methods 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 33
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 19
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 16
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 15
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 8
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 5
- 239000000538 analytical sample Substances 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011978 dissolution method Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000032750 Device leakage Diseases 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/32—Polishing; Etching
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/40—Concentrating samples
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0095—Semiconductive materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はシリコンウェーハに
代表されるシリコン基板を気相分解してこの基板中に含
まれる不純物を分析する方法に関する。更に詳しくは加
熱又は加圧することなく気相分解によりシリコン基板中
の不純物を分析する方法に関するものである。
代表されるシリコン基板を気相分解してこの基板中に含
まれる不純物を分析する方法に関する。更に詳しくは加
熱又は加圧することなく気相分解によりシリコン基板中
の不純物を分析する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】シリコンウェーハ中に含まれる金属不純
物は、半導体デバイスの高集積化、高性能化に伴い、デ
バイスのリーク電流の増大や酸化膜の耐圧劣化などの特
性に深刻な影響を及ぼすようになってきた。このため、
シリコンウェーハの純度を間接的にその電気的特性から
評価するのでなく、シリコンウェーハ自体を酸により溶
解してその残渣を分析することにより直接的にその純度
を評価する必要性が高まってきている。このシリコンウ
ェーハの溶解方法には、フッ化水素酸と硝酸の混酸とシ
リコンウェーハを混合してウェーハを溶解する直接溶解
法（例えば、M. Shabani et al. 分析化学会 秋期討論
会予稿集 2H 09 p405 (1995)）と、フッ化水素酸と硝
酸の混酸を気化してそのガスでウェーハを気相分解する
間接溶解法が知られている。また間接溶解法には大きく
分けて加圧分解法と加圧しない非加圧分解法がある。
物は、半導体デバイスの高集積化、高性能化に伴い、デ
バイスのリーク電流の増大や酸化膜の耐圧劣化などの特
性に深刻な影響を及ぼすようになってきた。このため、
シリコンウェーハの純度を間接的にその電気的特性から
評価するのでなく、シリコンウェーハ自体を酸により溶
解してその残渣を分析することにより直接的にその純度
を評価する必要性が高まってきている。このシリコンウ
ェーハの溶解方法には、フッ化水素酸と硝酸の混酸とシ
リコンウェーハを混合してウェーハを溶解する直接溶解
法（例えば、M. Shabani et al. 分析化学会 秋期討論
会予稿集 2H 09 p405 (1995)）と、フッ化水素酸と硝
酸の混酸を気化してそのガスでウェーハを気相分解する
間接溶解法が知られている。また間接溶解法には大きく
分けて加圧分解法と加圧しない非加圧分解法がある。
【０００３】非加圧分解法は分解に約５〜１０日間とい
う長時間を要し実用的でないため、これまで加圧分解法
が見直されてきている。この加圧分解法として、例えば
特開平７−３３３１２１号公報には、密閉収容容器内に
ケイ素質分析試料を載置した分析試料容器及びフッ化水
素酸と硝酸の混酸からなる試料分解用溶液をそれぞれ接
触させることなく隔離状態で収納した後、該収容容器を
加熱し、ケイ素質分析試料を分解昇華させ、該分析試料
容器内の残存物を回収することを特徴とするケイ素質分
析試料中の不純物高精度分析のための処理方法が開示さ
れている。この処理方法によれば、短時間で処理可能で
ある上、ケイ素質分析試料を載置する分析試料容器をこ
の試料の分解溶液と直接接触しないように隔離して配置
するため、加熱により気化した試料分解溶液の気相のみ
がケイ素質分析試料と接触してこの試料を分解昇華させ
ることができる。
う長時間を要し実用的でないため、これまで加圧分解法
が見直されてきている。この加圧分解法として、例えば
特開平７−３３３１２１号公報には、密閉収容容器内に
ケイ素質分析試料を載置した分析試料容器及びフッ化水
素酸と硝酸の混酸からなる試料分解用溶液をそれぞれ接
触させることなく隔離状態で収納した後、該収容容器を
加熱し、ケイ素質分析試料を分解昇華させ、該分析試料
容器内の残存物を回収することを特徴とするケイ素質分
析試料中の不純物高精度分析のための処理方法が開示さ
れている。この処理方法によれば、短時間で処理可能で
ある上、ケイ素質分析試料を載置する分析試料容器をこ
の試料の分解溶液と直接接触しないように隔離して配置
するため、加熱により気化した試料分解溶液の気相のみ
がケイ素質分析試料と接触してこの試料を分解昇華させ
ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した加圧
分解法は、加圧加熱雰囲気でケイ素質分析試料を気相分
解するため、収容容器に高い密閉性が要求される上、収
容容器にポリテトラフルオロエチレン（商品名：テフロ
ン、以下ＰＴＦＥという。）を用いる場合に約１０〜２
０ｍｍの肉厚が要求される。また密閉収容容器の上方内
部に液滴が多く発生し、この液滴の試料への落下を防ぐ
ため、この上方内部を凹曲面状に形成する必要がある。
本発明の目的は、加熱又は加圧することなく気相分解に
より比較的短時間でシリコン基板中の不純物を高精度に
分析する方法を提供することにある。
分解法は、加圧加熱雰囲気でケイ素質分析試料を気相分
解するため、収容容器に高い密閉性が要求される上、収
容容器にポリテトラフルオロエチレン（商品名：テフロ
ン、以下ＰＴＦＥという。）を用いる場合に約１０〜２
０ｍｍの肉厚が要求される。また密閉収容容器の上方内
部に液滴が多く発生し、この液滴の試料への落下を防ぐ
ため、この上方内部を凹曲面状に形成する必要がある。
本発明の目的は、加熱又は加圧することなく気相分解に
より比較的短時間でシリコン基板中の不純物を高精度に
分析する方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１及び図２に示すように、支持台１４に置かれたシリ
コン基板１５とこの基板に接触しないようにしてフッ化
水素酸と硝酸と硫酸を混合したシリコン基板の分解液１
１とを密閉された反応容器１０内にそれぞれ収容し、反
応容器１０を加熱及び加圧することなく分解液を気化し
てシリコン基板１５を分解昇華させ、シリコン基板の分
解残渣１８を回収してこの基板に含まれる不純物を分析
することを特徴とするシリコン基板中の不純物分析方法
である。フッ化水素酸と硝酸の混酸に硫酸を加えた分解
液１１を用いることにより、分解液中の硫酸は分解液中
のフッ化水素酸と硝酸の各水分を吸収するとともに、反
応容器１０内の密閉された空気中の水分を吸収し、密閉
空間の湿度を低くする。これにより分解液１１を加熱し
なくても、また密閉された反応容器を特別に加圧しなく
ても分解液１１の気化が促進され、その気化した高濃度
のＨＦ−ＨＮＯ3ガスが支持台１４上のシリコン基板１
５に接触し、この基板を比較的短時間で分解昇華させ
る。
図１及び図２に示すように、支持台１４に置かれたシリ
コン基板１５とこの基板に接触しないようにしてフッ化
水素酸と硝酸と硫酸を混合したシリコン基板の分解液１
１とを密閉された反応容器１０内にそれぞれ収容し、反
応容器１０を加熱及び加圧することなく分解液を気化し
てシリコン基板１５を分解昇華させ、シリコン基板の分
解残渣１８を回収してこの基板に含まれる不純物を分析
することを特徴とするシリコン基板中の不純物分析方法
である。フッ化水素酸と硝酸の混酸に硫酸を加えた分解
液１１を用いることにより、分解液中の硫酸は分解液中
のフッ化水素酸と硝酸の各水分を吸収するとともに、反
応容器１０内の密閉された空気中の水分を吸収し、密閉
空間の湿度を低くする。これにより分解液１１を加熱し
なくても、また密閉された反応容器を特別に加圧しなく
ても分解液１１の気化が促進され、その気化した高濃度
のＨＦ−ＨＮＯ3ガスが支持台１４上のシリコン基板１
５に接触し、この基板を比較的短時間で分解昇華させ
る。
【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、フッ化水素酸と硝酸と硫酸の混合比が重量
濃度比で、フッ化水素酸：硝酸：硫酸＝０．３８〜１．
５：０．３５〜１．０２：０．９８〜２．９４である不
純物分析方法である。請求項２に係る発明では、フッ化
水素酸、硝酸がそれぞれの上限値を越える場合にはシリ
コン基板の溶解に非常に時間を要する。また硫酸がその
上限値を越える場合には相対的にフッ化水素酸及び硝酸
の濃度が低下し、シリコン基板の溶解に非常に時間を要
するため好ましくない。
明であって、フッ化水素酸と硝酸と硫酸の混合比が重量
濃度比で、フッ化水素酸：硝酸：硫酸＝０．３８〜１．
５：０．３５〜１．０２：０．９８〜２．９４である不
純物分析方法である。請求項２に係る発明では、フッ化
水素酸、硝酸がそれぞれの上限値を越える場合にはシリ
コン基板の溶解に非常に時間を要する。また硫酸がその
上限値を越える場合には相対的にフッ化水素酸及び硝酸
の濃度が低下し、シリコン基板の溶解に非常に時間を要
するため好ましくない。
【０００７】請求項３に係る発明は、図３及び図４に示
すように、請求項１又は２に係る発明であって、シリコ
ン基板１５がシリコンウェーハであり、ウェーハの周縁
部が露出するようにシリコンウェーハをこのウェーハよ
り小径でかつ互いに同一径である２枚のフッ素樹脂板２
１及び２２で挟んで支持台１４上に配置する不純物分析
方法である。シリコンウェーハの周縁部を露出させてこ
の部分のみを分解昇華させることにより、搬送用キャリ
ア、熱処理用ボードなどに直接接触し汚染される可能性
が高いシリコンウェーハの周縁部に含まれる不純物の分
析を高精度に行うことができる。
すように、請求項１又は２に係る発明であって、シリコ
ン基板１５がシリコンウェーハであり、ウェーハの周縁
部が露出するようにシリコンウェーハをこのウェーハよ
り小径でかつ互いに同一径である２枚のフッ素樹脂板２
１及び２２で挟んで支持台１４上に配置する不純物分析
方法である。シリコンウェーハの周縁部を露出させてこ
の部分のみを分解昇華させることにより、搬送用キャリ
ア、熱処理用ボードなどに直接接触し汚染される可能性
が高いシリコンウェーハの周縁部に含まれる不純物の分
析を高精度に行うことができる。
【０００８】請求項４に係る発明は、図５及び図６に示
すように、請求項１又は２に係る発明であって、１又は
２以上のフッ素樹脂製のビーカ２６の内部にシリコン基
板２５を入れて支持台２４上に配置する不純物分析方法
である。ビーカ２６にシリコン基板２５を入れて分解す
ることにより、残渣の回収、溶解及び分析が容易にな
る。
すように、請求項１又は２に係る発明であって、１又は
２以上のフッ素樹脂製のビーカ２６の内部にシリコン基
板２５を入れて支持台２４上に配置する不純物分析方法
である。ビーカ２６にシリコン基板２５を入れて分解す
ることにより、残渣の回収、溶解及び分析が容易にな
る。
【０００９】請求項５に係る発明は、請求項１ないし４
いずれかに係る発明であって、回収した分解残渣１８，
２７に塩酸と硝酸の混酸を加えて６０〜９０℃に加熱す
ることにより分解残渣１８，２７を昇華させ、その残留
物を原子吸光分析法又は誘導結合プラズマ質量分析法に
より定量して分析する不純物分析方法である。分解残渣
が比較的多い場合には、塩酸と硝酸の混酸を加えて６０
〜９０℃に加熱すると、分解残渣は比較的短時間に昇華
し、分析までの時間を短縮できる。高精度に分析する場
合には誘導結合プラズマ質量分析法が用いられる。
いずれかに係る発明であって、回収した分解残渣１８，
２７に塩酸と硝酸の混酸を加えて６０〜９０℃に加熱す
ることにより分解残渣１８，２７を昇華させ、その残留
物を原子吸光分析法又は誘導結合プラズマ質量分析法に
より定量して分析する不純物分析方法である。分解残渣
が比較的多い場合には、塩酸と硝酸の混酸を加えて６０
〜９０℃に加熱すると、分解残渣は比較的短時間に昇華
し、分析までの時間を短縮できる。高精度に分析する場
合には誘導結合プラズマ質量分析法が用いられる。
【００１０】請求項６に係る発明は、請求項１ないし４
いずれかに係る発明であって、回収した分解残渣２３に
フッ化水素酸と硝酸の混酸を加えて１５０〜２２０℃に
加熱することにより分解残渣２３を昇華させ、その残留
物を原子吸光分析法又は誘導結合プラズマ質量分析法に
より定量して分析する不純物分析方法である。分解残渣
が少量の場合には、フッ化水素酸と硝酸の混酸を加えて
１５０〜２２０℃に加熱して分解残渣を昇華させること
もできる。
いずれかに係る発明であって、回収した分解残渣２３に
フッ化水素酸と硝酸の混酸を加えて１５０〜２２０℃に
加熱することにより分解残渣２３を昇華させ、その残留
物を原子吸光分析法又は誘導結合プラズマ質量分析法に
より定量して分析する不純物分析方法である。分解残渣
が少量の場合には、フッ化水素酸と硝酸の混酸を加えて
１５０〜２２０℃に加熱して分解残渣を昇華させること
もできる。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図１
及び図２に基づいて説明する。図１及び図２に示すよう
に、反応容器１０はシリコン基板の分解液１１を収容す
る収容容器１２と、この収容容器１２を密閉する蓋１３
とを有する。この容器１２と蓋１３はそれぞれ厚さ１〜
３ｍｍのポリプロピレン、フッ素樹脂の一種であるＰＴ
ＦＥ（商品名：テフロン）等のプラスチック製のボック
スである。この収容容器１２内には支持台１４が配置さ
れる。本発明では反応容器１０を加熱しないため、分解
液と支持台を収容したときに変形しない程度の上記厚さ
で足りる。支持台１４はＰＴＦＥから作られ、スタンド
部１４ａとテーブル１４ｂを有する。スタンド部１４ａ
は収容容器１２の底面に置かれ、分解液１１の液面より
上に突出しかつ容器１２の深さの半分程度の高さを有す
る。テーブル１４ｂはスタンド部１４ａの上部にこのス
タンド部と一体的に形成され、上面にシリコン基板１５
が置かれる。テーブル１４ｂの周縁の大部分にはフラン
ジ１４ｃが突設される。収容容器１２、蓋１３及び支持
台１４はシリコン基板を分解する前に十分に清浄にして
おく必要がある。本発明のシリコン基板の分解は、加熱
を要しないため、また短時間で分解が行われるため、蓋
１３の内面への液滴の付着量は僅かであり、基板の分解
中に滴下しない。このため蓋１３を凹曲面状にしなくて
も済む特長がある。
及び図２に基づいて説明する。図１及び図２に示すよう
に、反応容器１０はシリコン基板の分解液１１を収容す
る収容容器１２と、この収容容器１２を密閉する蓋１３
とを有する。この容器１２と蓋１３はそれぞれ厚さ１〜
３ｍｍのポリプロピレン、フッ素樹脂の一種であるＰＴ
ＦＥ（商品名：テフロン）等のプラスチック製のボック
スである。この収容容器１２内には支持台１４が配置さ
れる。本発明では反応容器１０を加熱しないため、分解
液と支持台を収容したときに変形しない程度の上記厚さ
で足りる。支持台１４はＰＴＦＥから作られ、スタンド
部１４ａとテーブル１４ｂを有する。スタンド部１４ａ
は収容容器１２の底面に置かれ、分解液１１の液面より
上に突出しかつ容器１２の深さの半分程度の高さを有す
る。テーブル１４ｂはスタンド部１４ａの上部にこのス
タンド部と一体的に形成され、上面にシリコン基板１５
が置かれる。テーブル１４ｂの周縁の大部分にはフラン
ジ１４ｃが突設される。収容容器１２、蓋１３及び支持
台１４はシリコン基板を分解する前に十分に清浄にして
おく必要がある。本発明のシリコン基板の分解は、加熱
を要しないため、また短時間で分解が行われるため、蓋
１３の内面への液滴の付着量は僅かであり、基板の分解
中に滴下しない。このため蓋１３を凹曲面状にしなくて
も済む特長がある。
【００１４】シリコン基板の分解液１１はテーブル１４
ｂより僅かに下方をその液面とするように収容容器１２
に貯えられる。即ち反応容器１０の容積を１００％とし
た場合に、シリコン基板の分解を効率よくするために、
分解液１１を容器１０の１０〜２０容積％の割合で貯え
ることが好ましい。この分解液１１はフッ化水素酸と硝
酸の混酸に硫酸を加えたものである。具体的には濃度４
０〜５０重量％のフッ化水素酸（ＨＦ）と濃度５０〜７
０重量％の硝酸（ＨＮＯ3）を重量濃度比でＨＦ：ＨＮ
Ｏ3＝０．３８〜１．５：１で混合したものに濃度５０
〜９８重量％の硫酸（Ｈ2ＳＯ4）を添加して均一に混合
して調製される。この硫酸の添加量は、重量濃度比がフ
ッ化水素酸：硝酸：硫酸＝０．３８〜１．５：０．３５
〜１．０２：０．９８〜２．９４となるように決められ
る。この重量濃度比は好ましくはフッ化水素酸：硝酸：
硫酸＝０．７６〜１．５：０．６８〜１．０２：１．４
７〜２．９４である。なお、図示しないが、反応容器の
中に広口の分解液を貯えた専用の容器を１又は２以上設
置し、その容器の側方に支持台を配置してもよい。これ
により、シリコン基板の分解後に支持台を取出すとき
に、支持台に付着した分解液を拭取る必要がなくなる。
ｂより僅かに下方をその液面とするように収容容器１２
に貯えられる。即ち反応容器１０の容積を１００％とし
た場合に、シリコン基板の分解を効率よくするために、
分解液１１を容器１０の１０〜２０容積％の割合で貯え
ることが好ましい。この分解液１１はフッ化水素酸と硝
酸の混酸に硫酸を加えたものである。具体的には濃度４
０〜５０重量％のフッ化水素酸（ＨＦ）と濃度５０〜７
０重量％の硝酸（ＨＮＯ3）を重量濃度比でＨＦ：ＨＮ
Ｏ3＝０．３８〜１．５：１で混合したものに濃度５０
〜９８重量％の硫酸（Ｈ2ＳＯ4）を添加して均一に混合
して調製される。この硫酸の添加量は、重量濃度比がフ
ッ化水素酸：硝酸：硫酸＝０．３８〜１．５：０．３５
〜１．０２：０．９８〜２．９４となるように決められ
る。この重量濃度比は好ましくはフッ化水素酸：硝酸：
硫酸＝０．７６〜１．５：０．６８〜１．０２：１．４
７〜２．９４である。なお、図示しないが、反応容器の
中に広口の分解液を貯えた専用の容器を１又は２以上設
置し、その容器の側方に支持台を配置してもよい。これ
により、シリコン基板の分解後に支持台を取出すとき
に、支持台に付着した分解液を拭取る必要がなくなる。
【００１５】図１に示すように、分解液１１を収容容器
１２に貯え、テーブル１４ｂの上面にシリコン基板１５
を水平に置き、蓋１３を被せて反応容器１０を密閉状態
にすると、分解液１１中の硫酸が分解液中のフッ化水素
酸と硝酸の各水分を吸収するとともに、反応容器１０内
の密閉された空気中の水分を吸収し、密閉空間１６の湿
度を低くする。これにより分解液を加熱しなくても、ま
た密閉された反応容器を特別に加圧しなくても分解液の
気化が促進され、その気化した高濃度のＨＦ−ＨＮＯ3
ガス１７がテーブル１４ｂ上のシリコン基板１５に接触
し、図２に示すようにこの基板１５を比較的短時間で分
解昇華させる。
１２に貯え、テーブル１４ｂの上面にシリコン基板１５
を水平に置き、蓋１３を被せて反応容器１０を密閉状態
にすると、分解液１１中の硫酸が分解液中のフッ化水素
酸と硝酸の各水分を吸収するとともに、反応容器１０内
の密閉された空気中の水分を吸収し、密閉空間１６の湿
度を低くする。これにより分解液を加熱しなくても、ま
た密閉された反応容器を特別に加圧しなくても分解液の
気化が促進され、その気化した高濃度のＨＦ−ＨＮＯ3
ガス１７がテーブル１４ｂ上のシリコン基板１５に接触
し、図２に示すようにこの基板１５を比較的短時間で分
解昇華させる。
【００１６】このシリコン基板の分解反応は次のように
行われる。先ずＨＮＯ3ガス又はＮＯ2ガスによるＳｉの
酸化と、ＨＦガスによるＳｉＯ2の除去が式（１）及び
（２）に示すように同時に行われる。 Ｓｉ ＋ ４ＨＮＯ3↑ → ＳｉＯ2 ＋ ４ＮＯ↑ ＋ ２Ｈ2Ｏ ……（１） ＳｉＯ2 ＋ ４ＨＦ↑ → ＳｉＦ4↑ ＋ ２Ｈ2Ｏ ……（２） 反応容器内に不安定なガスは全くなく、式（３）に示す
ように上記反応後直ちにＮＯガスは反応容器内の酸素と
反応する。 ２ＮＯ↑ ＋ Ｏ2↑ → ２ＮＯ2↑ ……（３） 式（２）で生じた水蒸気が容器内面に付着して微小な液
滴になった後、式（４）に示すようにＳｉＦ4ガスはこ
の液滴と反応してゲル状のオルトケイ酸（Ｈ4ＳｉＯ4）
を生じる。 ＳｉＦ4↑ ＋ ４Ｈ2Ｏ → Ｈ4ＳｉＯ4↓ ＋ ４ＨＦ↑ ……（４） 式（３）及び（４）でそれぞれ生じたＮＯ2ガスとＨＦ
ガスにより、上記式（１）及び（２）の反応が繰返さ
れ、このＮＯ2ガスとＨＦガスの再循環は反応容器内の
圧力を減じる。上記式（１）及び（３）に示したよう
に、ＨＮＯ3ガスによるＳｉの酸化はＮＯ2を生じる一
方、極めて僅かながらＮＨ3ガスも生じる。
行われる。先ずＨＮＯ3ガス又はＮＯ2ガスによるＳｉの
酸化と、ＨＦガスによるＳｉＯ2の除去が式（１）及び
（２）に示すように同時に行われる。 Ｓｉ ＋ ４ＨＮＯ3↑ → ＳｉＯ2 ＋ ４ＮＯ↑ ＋ ２Ｈ2Ｏ ……（１） ＳｉＯ2 ＋ ４ＨＦ↑ → ＳｉＦ4↑ ＋ ２Ｈ2Ｏ ……（２） 反応容器内に不安定なガスは全くなく、式（３）に示す
ように上記反応後直ちにＮＯガスは反応容器内の酸素と
反応する。 ２ＮＯ↑ ＋ Ｏ2↑ → ２ＮＯ2↑ ……（３） 式（２）で生じた水蒸気が容器内面に付着して微小な液
滴になった後、式（４）に示すようにＳｉＦ4ガスはこ
の液滴と反応してゲル状のオルトケイ酸（Ｈ4ＳｉＯ4）
を生じる。 ＳｉＦ4↑ ＋ ４Ｈ2Ｏ → Ｈ4ＳｉＯ4↓ ＋ ４ＨＦ↑ ……（４） 式（３）及び（４）でそれぞれ生じたＮＯ2ガスとＨＦ
ガスにより、上記式（１）及び（２）の反応が繰返さ
れ、このＮＯ2ガスとＨＦガスの再循環は反応容器内の
圧力を減じる。上記式（１）及び（３）に示したよう
に、ＨＮＯ3ガスによるＳｉの酸化はＮＯ2を生じる一
方、極めて僅かながらＮＨ3ガスも生じる。
【００１７】気相分解或いは液相分解においても、ＨＦ
とＨＮＯ3によりＳｉはその９７％以上が分解してＳｉ
Ｆ4を生成し、一方その３％以下がジアンモニウムヘキ
サフルオロシケート（(ＮＨ4)2ＳｉＦ6）を生成する。
この(ＮＨ4)2ＳｉＦ6は白い結晶である。第１の実施の
形態において、(ＮＨ4)2ＳｉＦ6はシリコン基板の分解
残渣１８としてテーブル１４ｂ上に残る。
とＨＮＯ3によりＳｉはその９７％以上が分解してＳｉ
Ｆ4を生成し、一方その３％以下がジアンモニウムヘキ
サフルオロシケート（(ＮＨ4)2ＳｉＦ6）を生成する。
この(ＮＨ4)2ＳｉＦ6は白い結晶である。第１の実施の
形態において、(ＮＨ4)2ＳｉＦ6はシリコン基板の分解
残渣１８としてテーブル１４ｂ上に残る。
【００１８】支持台１４を反応容器１０から取出し、テ
ーブル１４ｂ上でこの基板１５の分解残渣１８に塩酸と
硝酸の混酸を滴下することによりこの分解残渣を溶解
し、この溶液をフランジ１４ｃのない部分（図示せず）
からＰＴＦＥ製のビーカ（図示せず）に集める。塩酸と
硝酸の混合比は、例えば濃度２０重量％のＨＣｌ：濃度
６８重量％のＨＮＯ3＝２：１である。またこの混酸は
測定試料１ｇ当り０．５〜１ｍｌの割合で滴下する。ビ
ーカ内の溶液を６０〜９０℃の温度で加熱することによ
り、(ＮＨ4)2ＳｉＦ6がケイフッ化水素酸（Ｈ2Ｓｉ
Ｆ6）、四フッ化ケイ素（ＳｉＦ4）になって、比較的短
時間で昇華し、ビーカ内に不純物からなる残留物が残
る。なお、分解残渣１８をビーカに集めた後、このビー
カに塩酸と硝酸の混酸を滴下して分解残渣を溶解しても
よい。ビーカ内に残った不純物は原子吸光分析（ＡＡ
Ｓ）法又は誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）
法で定量的に分析される。
ーブル１４ｂ上でこの基板１５の分解残渣１８に塩酸と
硝酸の混酸を滴下することによりこの分解残渣を溶解
し、この溶液をフランジ１４ｃのない部分（図示せず）
からＰＴＦＥ製のビーカ（図示せず）に集める。塩酸と
硝酸の混合比は、例えば濃度２０重量％のＨＣｌ：濃度
６８重量％のＨＮＯ3＝２：１である。またこの混酸は
測定試料１ｇ当り０．５〜１ｍｌの割合で滴下する。ビ
ーカ内の溶液を６０〜９０℃の温度で加熱することによ
り、(ＮＨ4)2ＳｉＦ6がケイフッ化水素酸（Ｈ2Ｓｉ
Ｆ6）、四フッ化ケイ素（ＳｉＦ4）になって、比較的短
時間で昇華し、ビーカ内に不純物からなる残留物が残
る。なお、分解残渣１８をビーカに集めた後、このビー
カに塩酸と硝酸の混酸を滴下して分解残渣を溶解しても
よい。ビーカ内に残った不純物は原子吸光分析（ＡＡ
Ｓ）法又は誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）
法で定量的に分析される。
【００１９】次に本発明の第２の実施の形態を図３及び
図４に基づいて説明する。図３及び図４において、図１
及び図２と同一部品は同一符号で示す。この実施の形態
では、シリコン基板１５がシリコンウェーハであって、
このウェーハの周縁部が露出するようにシリコンウェー
ハ１５をウェーハより小径でかつ互いに同一径である２
枚のフッ素樹脂板２１及び２２で挟んで支持台１４のテ
ーブル１４ｂ上に配置するようになっている。図３に示
すように、反応容器１０内で高濃度のＨＦ−ＨＮＯ3ガ
ス１７をウェーハ周縁部に曝すことにより、この露出し
た周縁部のみを分解昇華させることができる。支持台１
４を反応容器１０から取出し、図４に示す分解残渣２３
をＰＴＦＥ製のビーカ（図示せず）に集めた後、このビ
ーカ内の分解残渣２３にフッ化水素酸と硝酸の混酸を滴
下することによりこの分解残渣を溶解する。フッ化水素
酸と硝酸の混合比は、例えば濃度３８重量％のＨＦ：濃
度６８重量％のＨＮＯ3＝２：１である。またこの混酸
は測定試料１ｇ当り１ｍｌの割合で滴下する。ビーカ内
の溶液を１５０〜２２０℃の温度で加熱することによ
り、分解残渣２３である(ＮＨ4)2ＳｉＦ6がケイフッ化
水素酸（Ｈ2ＳｉＦ6）、四フッ化ケイ素（ＳｉＦ4）に
なって、比較的短時間で昇華し、ビーカ内に不純物から
なる残留物が残る。ビーカ内に残った不純物は原子吸光
分析法又は誘導結合プラズマ質量分析法で定量的に分析
される。
図４に基づいて説明する。図３及び図４において、図１
及び図２と同一部品は同一符号で示す。この実施の形態
では、シリコン基板１５がシリコンウェーハであって、
このウェーハの周縁部が露出するようにシリコンウェー
ハ１５をウェーハより小径でかつ互いに同一径である２
枚のフッ素樹脂板２１及び２２で挟んで支持台１４のテ
ーブル１４ｂ上に配置するようになっている。図３に示
すように、反応容器１０内で高濃度のＨＦ−ＨＮＯ3ガ
ス１７をウェーハ周縁部に曝すことにより、この露出し
た周縁部のみを分解昇華させることができる。支持台１
４を反応容器１０から取出し、図４に示す分解残渣２３
をＰＴＦＥ製のビーカ（図示せず）に集めた後、このビ
ーカ内の分解残渣２３にフッ化水素酸と硝酸の混酸を滴
下することによりこの分解残渣を溶解する。フッ化水素
酸と硝酸の混合比は、例えば濃度３８重量％のＨＦ：濃
度６８重量％のＨＮＯ3＝２：１である。またこの混酸
は測定試料１ｇ当り１ｍｌの割合で滴下する。ビーカ内
の溶液を１５０〜２２０℃の温度で加熱することによ
り、分解残渣２３である(ＮＨ4)2ＳｉＦ6がケイフッ化
水素酸（Ｈ2ＳｉＦ6）、四フッ化ケイ素（ＳｉＦ4）に
なって、比較的短時間で昇華し、ビーカ内に不純物から
なる残留物が残る。ビーカ内に残った不純物は原子吸光
分析法又は誘導結合プラズマ質量分析法で定量的に分析
される。
【００２０】次に本発明の第３の実施の形態を図５及び
図６に基づいて説明する。図５及び図６において、図１
及び図２と同一部品は同一符号で示す。この実施の形態
では、シリコン基板がシリコンウェーハであって、ＰＴ
ＦＥ製の５個のビーカ２６うちの４個のビーカ２６の内
部にシリコンウェーハの切断片２５を入れ、残りの１個
のビーカ２６は空の状態で支持台２４のテーブル２４ｂ
上に配置するようになっている。図５に示すように、反
応容器１０内で高濃度のＨＦ−ＨＮＯ3ガス１７をビー
カ２６内のウェーハ切断片２５に曝すことにより、ビー
カ内のウェーハ切断片２５を分解昇華させることができ
る。支持台２４を反応容器１０から取出し、図６に示す
ビーカ内の分解残渣２７に第１の実施の形態と同じ塩酸
と硝酸の混酸を滴下することによりこの分解残渣を溶解
する。この場合、ウェーハ切断片２５を入れなかったビ
ーカ２６にも塩酸と硝酸の混酸を滴下しておく。５個の
ビーカ内の溶液を６０〜９０℃の温度で加熱することに
より、４個のビーカでは分解残渣２７である(ＮＨ4)2Ｓ
ｉＦ6がケイフッ化水素酸（Ｈ2ＳｉＦ6）、四フッ化ケ
イ素（ＳｉＦ4）になって、比較的短時間で昇華し、ビ
ーカ内に不純物からなる残留物が残る。ウェーハ切断片
を入れなかったビーカの溶液残留物は比較試料とする。
ビーカ内に残った不純物及び比較試料は原子吸光分析法
又は誘導結合プラズマ質量分析法で定量的に分析され
る。比較試料を作ることにより分析精度が高まる。
図６に基づいて説明する。図５及び図６において、図１
及び図２と同一部品は同一符号で示す。この実施の形態
では、シリコン基板がシリコンウェーハであって、ＰＴ
ＦＥ製の５個のビーカ２６うちの４個のビーカ２６の内
部にシリコンウェーハの切断片２５を入れ、残りの１個
のビーカ２６は空の状態で支持台２４のテーブル２４ｂ
上に配置するようになっている。図５に示すように、反
応容器１０内で高濃度のＨＦ−ＨＮＯ3ガス１７をビー
カ２６内のウェーハ切断片２５に曝すことにより、ビー
カ内のウェーハ切断片２５を分解昇華させることができ
る。支持台２４を反応容器１０から取出し、図６に示す
ビーカ内の分解残渣２７に第１の実施の形態と同じ塩酸
と硝酸の混酸を滴下することによりこの分解残渣を溶解
する。この場合、ウェーハ切断片２５を入れなかったビ
ーカ２６にも塩酸と硝酸の混酸を滴下しておく。５個の
ビーカ内の溶液を６０〜９０℃の温度で加熱することに
より、４個のビーカでは分解残渣２７である(ＮＨ4)2Ｓ
ｉＦ6がケイフッ化水素酸（Ｈ2ＳｉＦ6）、四フッ化ケ
イ素（ＳｉＦ4）になって、比較的短時間で昇華し、ビ
ーカ内に不純物からなる残留物が残る。ウェーハ切断片
を入れなかったビーカの溶液残留物は比較試料とする。
ビーカ内に残った不純物及び比較試料は原子吸光分析法
又は誘導結合プラズマ質量分析法で定量的に分析され
る。比較試料を作ることにより分析精度が高まる。
【００２１】
【実施例】次の本発明の実施例を比較例とともに説明す
る。 ＜実施例１＞たて２５０ｍｍ×よこ２５０ｍｍ×高さ１
５０ｍｍのポリプロピレン製の厚さ２ｍｍの収容容器に
濃度５０重量％のＨＦ３００ｇと濃度６８重量％のＨＮ
Ｏ3２００ｇとを入れて混合し、この混酸に濃度９８重
量％のＨ2ＳＯ4３００ｇを静かに添加して分解液を調製
した。このときの分解液の重量濃度比はＨＦ：ＨＮ
Ｏ3：Ｈ2ＳＯ4＝０．７７：０．７：１．５２であり、
分解液の全量は８００ｇであった。次いでＰＴＦＥ製の
支持台を収容容器の内部に置いた。支持台のテーブルは
分解液の液面より高い位置にあり、このテーブルの上に
５個のＰＴＦＥ製のビーカを配置し、そのうち４個のビ
ーカの内部にシリコンウェーハの切断片を約１ｇずつ入
れた。残りの１個のビーカは空のままにした。これらの
切断片はシリコンウェーハはその表面をＦｅで予め２×
１０13ａｔｏｍｓ／ｃｍ2の濃度で汚染し、その後１０
００℃、２時間窒素雰囲気で熱処理した後、切断したも
のを用いた。収容容器にポリプロピレン製の厚さ２ｍｍ
の蓋をして、室温下、反応容器を密閉状態に保った。Ｈ
2ＳＯ4の存在により、反応容器を加熱及び加圧すること
なく、約１２時間で４個のビーカ内のシリコンウェーハ
の切断片はすべて分解昇華した。
る。 ＜実施例１＞たて２５０ｍｍ×よこ２５０ｍｍ×高さ１
５０ｍｍのポリプロピレン製の厚さ２ｍｍの収容容器に
濃度５０重量％のＨＦ３００ｇと濃度６８重量％のＨＮ
Ｏ3２００ｇとを入れて混合し、この混酸に濃度９８重
量％のＨ2ＳＯ4３００ｇを静かに添加して分解液を調製
した。このときの分解液の重量濃度比はＨＦ：ＨＮ
Ｏ3：Ｈ2ＳＯ4＝０．７７：０．７：１．５２であり、
分解液の全量は８００ｇであった。次いでＰＴＦＥ製の
支持台を収容容器の内部に置いた。支持台のテーブルは
分解液の液面より高い位置にあり、このテーブルの上に
５個のＰＴＦＥ製のビーカを配置し、そのうち４個のビ
ーカの内部にシリコンウェーハの切断片を約１ｇずつ入
れた。残りの１個のビーカは空のままにした。これらの
切断片はシリコンウェーハはその表面をＦｅで予め２×
１０13ａｔｏｍｓ／ｃｍ2の濃度で汚染し、その後１０
００℃、２時間窒素雰囲気で熱処理した後、切断したも
のを用いた。収容容器にポリプロピレン製の厚さ２ｍｍ
の蓋をして、室温下、反応容器を密閉状態に保った。Ｈ
2ＳＯ4の存在により、反応容器を加熱及び加圧すること
なく、約１２時間で４個のビーカ内のシリコンウェーハ
の切断片はすべて分解昇華した。
【００２２】４個のビーカ内のウェーハ切断片の分解残
渣に濃度２０重量％のＨＣｌと濃度６８重量％のＨＮＯ
3を２対１で混合した酸を測定試料１ｇ当り１．０ｍｌ
滴下することによりこの分解残渣を溶解した。ビーカ内
の溶液を８０℃で３０分間加熱することにより、分解残
渣を昇華させた。空のビーカ内にも同量の上記混酸を滴
下しこれを蒸発させ、比較用の分析試料とした。
渣に濃度２０重量％のＨＣｌと濃度６８重量％のＨＮＯ
3を２対１で混合した酸を測定試料１ｇ当り１．０ｍｌ
滴下することによりこの分解残渣を溶解した。ビーカ内
の溶液を８０℃で３０分間加熱することにより、分解残
渣を昇華させた。空のビーカ内にも同量の上記混酸を滴
下しこれを蒸発させ、比較用の分析試料とした。
【００２３】＜比較例１＞M. Shabani et al. 分析化学
会 秋期討論会予稿集 2H 09 p405 (1995)で示された
直接溶解法に基づいてシリコンウェーハを溶解した。即
ち、実施例１で分解液を作るために用いたのと同じフッ
化水素酸（ＨＦ）及び硝酸（ＨＮＯ3）を重量濃度比
０．７６対０．７０の割合で混合した。この混酸２０ｇ
をＰＴＦＥ製のビーカに入れ、この中に実施例１と同じ
Ｆｅを強制汚染したシリコンウェーハの切断片１ｇを浸
漬した。ウェーハ切断片１ｇを入れたビーカを室温で３
０分間放置した後、１２０℃で１時間加熱して混酸を蒸
発させ、更に２００℃で１時間加熱することにより、分
解残渣を昇華させた。
会 秋期討論会予稿集 2H 09 p405 (1995)で示された
直接溶解法に基づいてシリコンウェーハを溶解した。即
ち、実施例１で分解液を作るために用いたのと同じフッ
化水素酸（ＨＦ）及び硝酸（ＨＮＯ3）を重量濃度比
０．７６対０．７０の割合で混合した。この混酸２０ｇ
をＰＴＦＥ製のビーカに入れ、この中に実施例１と同じ
Ｆｅを強制汚染したシリコンウェーハの切断片１ｇを浸
漬した。ウェーハ切断片１ｇを入れたビーカを室温で３
０分間放置した後、１２０℃で１時間加熱して混酸を蒸
発させ、更に２００℃で１時間加熱することにより、分
解残渣を昇華させた。
【００２４】＜比較評価＞実施例１のビーカの残留物を
比較用の分析試料を考慮して誘導結合プラズマ質量分析
法で定量的に分析した。また比較例１のビーカの残留物
を同様に誘導結合プラズマ質量分析法で定量的に分析し
た。その結果、実施例１及び比較例１ともに、Ｆｅ濃度
が約３．１×１０14ａｔｏｍｓ／ｃｍ3であった。これ
により、実施例１の分析方法は正確に不純物を分析でき
ることが判明した。
比較用の分析試料を考慮して誘導結合プラズマ質量分析
法で定量的に分析した。また比較例１のビーカの残留物
を同様に誘導結合プラズマ質量分析法で定量的に分析し
た。その結果、実施例１及び比較例１ともに、Ｆｅ濃度
が約３．１×１０14ａｔｏｍｓ／ｃｍ3であった。これ
により、実施例１の分析方法は正確に不純物を分析でき
ることが判明した。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、シ
リコン基板を分解昇華させる分解液としてフッ化水素酸
と硝酸の混酸に硫酸を加えた液を用いることにより、加
熱又は加圧することなく気相分解により比較的短時間で
シリコン基板中の不純物を高精度に分析することができ
る。
リコン基板を分解昇華させる分解液としてフッ化水素酸
と硝酸の混酸に硫酸を加えた液を用いることにより、加
熱又は加圧することなく気相分解により比較的短時間で
シリコン基板中の不純物を高精度に分析することができ
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるシリコン基
板を気相分解している状況を示す気相分解装置の断面構
成図。
板を気相分解している状況を示す気相分解装置の断面構
成図。
【図２】その気相分解後の断面構成図。
【図３】本発明の第２の実施の形態におけるシリコン基
板を気相分解している状況を示す気相分解装置の断面構
成図。
板を気相分解している状況を示す気相分解装置の断面構
成図。
【図４】その気相分解後の断面構成図。
【図５】本発明の第３の実施の形態におけるシリコン基
板を気相分解している状況を示す気相分解装置の断面構
成図。
板を気相分解している状況を示す気相分解装置の断面構
成図。
【図６】その気相分解後の断面構成図。
１０ 反応容器
１１ シリコン基板の分解液
１２ 収容容器
１３ 蓋
１４，２４ 支持台
１４ａ，２４ａ スタンド部
１４ｂ，２４ｂ テーブル
１５，２５ シリコン基板
１８，２３，２７ 分解残渣
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４５ Ｇ０１Ｎ 21/31
21/66 1/28 Ｚ
// Ｇ０１Ｎ 21/31 Ｘ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 33/00
G01N 1/28
G01N 1/36
G01N 27/62
G01N 31/00
H01L 21/304 645
H01L 21/66
G01N 21/31
Claims (6)
- 【請求項１】 支持台(14,24)に置かれたシリコン基板
(15,25)と、前記基板に接触しないようにしてフッ化水
素酸と硝酸と硫酸を混合したシリコン基板の分解液(11)
とを密閉された反応容器(10)内にそれぞれ収容し、 前記反応容器(10)を加熱及び加圧することなく前記分解
液を気化して前記基板(15,25)を分解昇華させ、 前記基板の分解残渣(18,23,27)を回収して前記基板に含
まれる不純物を分析することを特徴とするシリコン基板
中の不純物分析方法。 - 【請求項２】 フッ化水素酸と硝酸と硫酸の混合比が重
量濃度比で、フッ化水素酸：硝酸：硫酸＝０．３８〜
１．５：０．３５〜１．０２：０．９８〜２．９４であ
る請求項１記載の不純物分析方法。 - 【請求項３】 シリコン基板(15)がシリコンウェーハで
あって、前記ウェーハの周縁部が露出するようにシリコ
ンウェーハを前記ウェーハより小径でかつ互いに同一径
である２枚のフッ素樹脂板(21,22)で挟んで支持台(14)
上に配置する請求項１又は２記載の不純物分析方法。 - 【請求項４】 １又は２以上のフッ素樹脂製のビーカ(2
6)の内部にシリコン基板(25)を入れて支持台(24)上に配
置する請求項１又は２記載の不純物分析方法。 - 【請求項５】 回収した分解残渣(18,27)に塩酸と硝酸
の混酸を加えて６０〜９０℃に加熱することにより前記
分解残渣(18,27)を昇華させ、その残留物を原子吸光分
析法又は誘導結合プラズマ質量分析法により定量して分
析する請求項１ないし４いずれか記載の不純物分析方
法。 - 【請求項６】 回収した分解残渣(23)にフッ化水素酸と
硝酸の混酸を加えて１５０〜２２０℃に加熱することに
より前記分解残渣(23)を昇華させ、その残留物を原子吸
光分析法又は誘導結合プラズマ質量分析法により定量し
て分析する請求項１ないし４いずれか記載の不純物分析
方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20359598A JP3487334B2 (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | シリコン基板中の不純物分析方法 |
| US09/775,209 US6995834B2 (en) | 1998-07-17 | 2001-02-01 | Method for analyzing impurities in a silicon substrate and apparatus for decomposing a silicon substrate through vapor-phase reaction |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20359598A JP3487334B2 (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | シリコン基板中の不純物分析方法 |
| US09/775,209 US6995834B2 (en) | 1998-07-17 | 2001-02-01 | Method for analyzing impurities in a silicon substrate and apparatus for decomposing a silicon substrate through vapor-phase reaction |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000035424A JP2000035424A (ja) | 2000-02-02 |
| JP3487334B2 true JP3487334B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=26514010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20359598A Expired - Fee Related JP3487334B2 (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | シリコン基板中の不純物分析方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6995834B2 (ja) |
| JP (1) | JP3487334B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006058081A (ja) * | 2004-08-18 | 2006-03-02 | Komatsu Electronic Metals Co Ltd | 処理装置 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100271762B1 (ko) * | 1997-12-05 | 2000-12-01 | 윤종용 | 반도체 제조설비 시료 용융용 케미컬 및 이를 이용한 불순물 분석방법 |
| 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 |
| JP3473699B2 (ja) * | 2001-10-24 | 2003-12-08 | 三菱住友シリコン株式会社 | シリコンウェーハのエッチング方法とその装置及び不純物分析方法 |
| US20040241867A1 (en) * | 2003-01-17 | 2004-12-02 | Jones Mark L. | Method of analyzing a wafer for metal impurities |
| JP2004358283A (ja) * | 2003-05-30 | 2004-12-24 | Seiko Epson Corp | 薬液処理装置、薬液処理方法および回路基板の製造方法 |
| JP3804864B2 (ja) | 2004-05-24 | 2006-08-02 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | 不純物の分析方法 |
| DE102005060211B4 (de) * | 2005-12-14 | 2007-09-13 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Bestimmung der Oberflächenbelegung eines Quarzglasbauteils |
| US8008107B2 (en) * | 2006-12-30 | 2011-08-30 | Calisolar, Inc. | Semiconductor wafer pre-process annealing and gettering method and system for solar cell formation |
| FR2933811B1 (fr) * | 2008-07-09 | 2010-09-17 | Soitec Silicon On Insulator | Procede de gravure en phase vapeur d'un materiau, en vue d'en decomposer une partie definie |
| JP5459053B2 (ja) * | 2010-05-11 | 2014-04-02 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶の不純物評価方法 |
| JP5413342B2 (ja) * | 2010-09-27 | 2014-02-12 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | シリコンウェーハ表層部のエッチング方法およびシリコンウェーハの金属汚染分析方法 |
| JP2021196190A (ja) * | 2020-06-10 | 2021-12-27 | 株式会社Sumco | 分析容器、半導体試料の分析方法および半導体基板の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10154713A (ja) * | 1996-11-22 | 1998-06-09 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコンウエーハの熱処理方法およびシリコンウエーハ |
| US5849597A (en) * | 1996-12-18 | 1998-12-15 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Treatment apparatus for high-precision analysis of impurities in silicic material |
-
1998
- 1998-07-17 JP JP20359598A patent/JP3487334B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-02-01 US US09/775,209 patent/US6995834B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006058081A (ja) * | 2004-08-18 | 2006-03-02 | Komatsu Electronic Metals Co Ltd | 処理装置 |
| JP4516379B2 (ja) * | 2004-08-18 | 2010-08-04 | Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 | 処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000035424A (ja) | 2000-02-02 |
| US6995834B2 (en) | 2006-02-07 |
| US20020101576A1 (en) | 2002-08-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3487334B2 (ja) | シリコン基板中の不純物分析方法 | |
| JP3051023B2 (ja) | 珪素質分析試料中の不純物高精度分析のための処理方法及びその装置 | |
| JP3832204B2 (ja) | シリコン基板中の微量不純物分析方法 | |
| KR100225832B1 (ko) | 규소재의 에칭방법 및 에칭장치 | |
| EP0137409B1 (en) | Resolution device for semiconductor thin films | |
| JP3755586B2 (ja) | 珪素脱離方法及びシリコンウェーハの不純物分析方法 | |
| JP3933090B2 (ja) | シリコン基板からの金属不純物の回収方法 | |
| WO2003036706A1 (fr) | Procede et dispositif de gravure de plaquettes de silicium et procede d'analyse d'impuretes | |
| US8815107B2 (en) | Method of etching surface layer portion of silicon wafer and method of analyzing metal contamination of silicon wafer | |
| JP4078980B2 (ja) | シリコン基板表面の金属不純物分析方法 | |
| JP3753805B2 (ja) | 半導体試料の分解装置および試料分解方法 | |
| JP4337607B2 (ja) | アルカリ溶液中のＮｉ濃度を分析する方法 | |
| JPH11183342A (ja) | 珪素質材料の不純物高精度分析のための試料処理方法及びそれに用いる処理器 | |
| JP3804864B2 (ja) | 不純物の分析方法 | |
| KR102299861B1 (ko) | 실리콘 웨이퍼의 금속 오염 분석 방법 및 실리콘 웨이퍼의 제조 방법 | |
| JPH09145569A (ja) | 半導体薄膜または半導体基板の不純物分析方法 | |
| JP4760458B2 (ja) | 半導体ウェーハ収納容器の金属汚染分析方法 | |
| JP4000027B2 (ja) | 半導体試料の不純物分析方法および半導体試料の不純物濃縮装置 | |
| JPH10253511A (ja) | 不純物分析試料用容器 | |
| JP2009294091A (ja) | シリコンウェーハ中の汚染物の分析方法 | |
| JP2006156766A (ja) | シリコンウェーハの不純物分析方法 | |
| JPH01189558A (ja) | Ｓｉ半導体基板の表面分析方法 | |
| JP3477216B2 (ja) | シリコンウェハ表面の超微量金属分析におけるエッチング方法 | |
| JPH06160256A (ja) | 試料分解方法及びその装置 | |
| JPH1137992A (ja) | シリコンウエハの表層分析方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081031 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081031 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091031 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091031 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101031 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101031 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111031 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121031 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131031 Year of fee payment: 10 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |