JP3867014B2 - Semiconductor wafer metal contamination evaluation method, semiconductor wafer manufacturing method, these apparatuses and dummy wafer - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハの金属汚染を評価する方法、半導体ウェーハを製造する方法、これらの装置およびこれらに用いられるダミーウェーハに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シリコンウェーハなどの半導体ウェーハ（以下シリコンウェーハで代表させる）は、金属によって汚染されると品質が低下する。このためシリコンウェーハの製造の各プロセスではシリコンウェーハの金属汚染を避けるためクリーンな環境を確保している。
【０００３】
しかしシリコンウェーハを加工する際に研磨剤、ワイヤ、工具などを使用しているため、これら研磨剤等を構成する金属が、シリコンウェーハの内部つまりバルクに入り込みシリコンウェーハが金属によって汚染することがある。とりわけ銅（Ｃu）はシリコン内で正に帯電しており、また拡散速度が速いため、容易にシリコンウェーハのバルクに入り込む。
【０００４】
このため、シリコンウェーハの製造現場ではシリコンウェーハを抜き取り、シリコンウェーハ内部の金属汚染量を測定して、いずれのプロセスで金属汚染が発生しているのかを定量的に測定する抜き取り検査を行う場合がある。
【０００５】
シリコンウェーハ内部（バルク）の金属汚染量を測定する方法の一つに、ホットプレート法がある。
【０００６】
（従来技術１）
ホットプレート法に関する公知文献としては、たとえば特開平９−６４１３３号公報、特開平９−２６０３２５号公報などがある。
【０００７】
これら公報などに記載されたホットプレート法の概要は以下のとおりである。すなわち、未知量のＣuにより汚染されたシリコンウェーハ（以下、Ｃu汚染ウェーハ）を、１枚ずつホットプレート上に載置し、加熱装置としてのホットプレートを作動させて、測定対象のＣu汚染ウェーハを、クラス１０００以上のクリーンルーム内で、３００゜Ｃ〜６００゜Ｃで２時間、熱処理（アニール）する。熱処理が始まると、熱によってＣu汚染ウェーハのバルク中に存在している銅が動き出し拡散して、Ｃu汚染ウェーハの表面に析出される。このため熱処理後にはバルク内の銅が表面に濃縮されることになる。そして熱処理直後のＣu汚染ウェーハを、アルミニウム（Ａl）プレート上に載置して、急冷する。たとえば５００゜Ｃまで加熱されたＣu汚染ウェーハは約２０秒で５０゜Ｃにまで急冷される。そして表面分析法の一方法である全反射蛍光Ｘ線分析法（ＴＸＲＦ）を用いて、Ｃu汚染ウェーハの表面分析を行う。たとえば全反射蛍光Ｘ線分析装置ＴＸＲＦを用いてＣu汚染ウェーハの表面に浅い角度でＸ線を入射させ表面上で全反射させることにより、表面に集中している銅の量（銅の濃度）を測定する。
【０００８】
（従来技術２）
また特開平９−２６０３２５号公報には、Ｐ型シリコンウェーハの表面の酸化膜を除去してから、ウェーハケース内に収容し、クリーンルーム内に１００゜Ｃであれば４８時間、８０゜Ｃであれば１２０時間、４０゜Ｃであれば１６８時間、２５゜Ｃであれば１６８時間、０゜Ｃであれば１９２時間保管し、Ｃu汚染ウェーハ内部の銅を表面に析出させるという発明が記載されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしホットプレート法でＣu汚染ウェーハ内部の銅を表面に析出させるという上記従来技術１によれば、２時間という短時間でＣu汚染ウェーハ内部の銅を表面に析出させることができるものの、３００゜Ｃ〜６００゜Ｃという高温で加熱しなければならないためエネルギーコストが大きい。またＣu汚染ウェーハを１枚ずつホットプレート上に載置しなければならず一度に多数枚、大量のウェーハを処理することができない。またクリーンルーム内とはいえウェーハ自体は外気に暴露されており雰囲気からの汚染の可能性がある。
【００１０】
これに対して上記従来技術２によれば、Ｃu汚染ウェーハを多数枚ウェーハケースに収容した上で比較的低温（１００゜Ｃ以下）で加熱するか常温以下にするかして保管しているため、従来技術１の上述した問題は解決されてはいるものの、最短でも４８時間もの長期の保管が必要となり、作業効率がよくない。
【００１１】
本発明はこうした実状に鑑みてされたものであり、半導体ウェーハの内部の汚染金属を、低温かつ短時間で表面に析出させて、エネルギーコストの低減と作業効率の向上を図ることを解決課題とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
そこで、第１発明は、
半導体ウェーハの表面に析出された銅の量を測定することにより、当該半導体ウェーハの内部の金属汚染を評価する半導体ウェーハの金属汚染評価方法において、
前記半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅の拡散を促進して表面に析出させる脱ガス成分を有するウェーハケースを用意し、前記半導体ウェーハを、前記ウェーハケース内に収容する工程と、
前記ウェーハケースを加熱することによりウェーハケースからの脱ガスを促進して、脱ガス成分を前記半導体ウェーハの表面に付着させる工程と、
前記半導体ウェーハの表面に析出された銅の量を測定する工程と
を含むことを特徴とする。
【００１３】
第２発明は、
半導体ウェーハの表面に析出された銅をエッチングにより除去することにより、半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハの製造方法において、
前記半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅の拡散を促進して表面に析出させる脱ガス成分を有するウェーハケースを用意し、前記半導体ウェーハを、前記ウェーハケース内に収容する工程と、
前記ウェーハケースを加熱することによりウェーハケースからの脱ガスを促進して、脱ガス成分を前記半導体ウェーハの表面に付着させる工程と、
前記半導体ウェーハの表面に析出された銅をエッチングにより除去する工程と
を含むことを特徴とする。
【００１４】
第３発明は、
半導体ウェーハの表面に析出された銅の量を測定することにより、当該半導体ウェーハの内部の金属汚染を評価する半導体ウェーハの金属汚染評価方法において、
前記半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅の拡散を促進して表面に析出させる脱ガス成分を有する素材とともに、当該半導体ウェーハをウェーハケース内に収容する工程と、
前記ウェーハケースを加熱することにより前記素材からの脱ガスを促進して、脱ガス成分を前記半導体ウェーハの表面に付着させる工程と、
前記半導体ウェーハの表面に析出された銅の量を測定する工程と
を含むことを特徴とする。
【００１５】
第４発明は、
半導体ウェーハの表面に析出された銅をエッチングにより除去することにより、半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハの製造方法において、
前記半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅の拡散を促進して表面に析出させる脱ガス成分を有する素材とともに、当該半導体ウェーハをウェーハケース内に収容する工程と、
前記ウェーハケースを加熱することにより前記素材からの脱ガスを促進して、脱ガス成分を前記半導体ウェーハの表面に付着させる工程と、
前記半導体ウェーハの表面に析出された銅をエッチングにより除去する工程と
を含むことを特徴とする。
【００１８】
第５発明は、
半導体ウェーハの表面に析出された銅の量を測定することにより、当該半導体ウェーハの内部の金属汚染を評価する半導体ウェーハの金属汚染評価方法において、
前記半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅を拡散して表面に析出させる物質を、当該表面に塗布する工程と、
前記半導体ウェーハの表面に析出された銅の量を測定する工程と
を含むことを特徴とする。
【００１９】
第６発明は、
半導体ウェーハの表面に析出された銅をエッチングにより除去することにより、半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハの製造方法において、
前記半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅を拡散して表面に析出させる物質を、当該表面に塗布する工程と、
前記半導体ウェーハの表面に析出された銅をエッチングにより除去する工程と
を含むことを特徴とする。
【００２０】
第７発明は、
半導体ウェーハの表面に析出された銅の量を測定することにより、当該半導体ウェーハの内部の金属汚染を評価する半導体ウェーハの金属汚染評価装置において、
前記半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅を拡散して表面に析出させる脱ガス成分を有し、前記半導体ウェーハを収容するウェーハケースと、
前記ウェーハケースからの脱ガスを促進する温度で当該ウェーハケースを加熱する加熱手段と、
加熱後の半導体ウェーハの表面に析出された銅の量を測定する測定手段と
を備えたことを特徴とする。
【００２１】
第８発明は、半導体ウェーハの表面に析出された銅をエッチングにより除去することにより、半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハの製造装置において、
前記半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅を拡散して表面に析出させる脱ガス成分を有し、前記半導体ウェーハを収容するウェーハケースと、
前記ウェーハケースからの脱ガスを促進する温度で当該ウェーハケースを加熱する加熱手段と、
加熱後の半導体ウェーハの表面に析出された銅を除去するエッチング処理手段と
を備えたことを特徴とする。
【００２２】
第９発明は、
半導体ウェーハの表面に析出された銅の量を測定することにより、当該半導体ウェーハの内部の金属汚染を評価する半導体ウェーハの金属汚染評価装置において、
前記半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅を拡散して表面に析出させる脱ガス成分を有する素材とともに、前記半導体ウェーハを収容するウェーハケースと、
前記素材の脱ガスを促進する温度で前記ウェーハケースを加熱する加熱手段と、加熱後の半導体ウェーハの表面に析出された銅の量を測定する測定手段と
を備えたことを特徴とする。
【００２３】
第１０発明は、
半導体ウェーハの表面に析出された銅をエッチングにより除去することにより、半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハの製造装置において、
前記半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅を拡散して表面に析出させる脱ガス成分を有する素材とともに、前記半導体ウェーハを収容するウェーハケースと、
前記素材からの脱ガスを促進する温度で前記ウェーハケースを加熱する加段と、加熱後の半導体ウェーハの表面に析出された銅を除去するエッチング処理手段と
を備えたことを特徴とする。
【００２４】
第１１発明は、第３発明または第４発明において、
前記素材を、前記ウェーハケース内の半導体ウェーハ収容用のポケットに収容する工程を含むこと
を特徴とする。
【００２５】
第１２発明は、第９発明または第１０発明において、
前記素材は、前記半導体ウェーハと同一形状であること
を特徴とする。
【００２６】
第１３発明は、
半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅を拡散して表面に析出させる脱ガス成分を有する材料で構成され、前記半導体ウェーハと同一形状に形成されているダミーウェーハであることを特徴とする。
【００２７】
第１発明、第７発明では、半導体ウェーハの内部の金属汚染を評価するに際して、脱ガス成分を有するウェーハケースを用意して、このウェーハケース内に半導体ウェーハを収容し、このウェーハケースからの脱ガスを促進する温度でウェーハケースを加熱することにより、ウェーハケース中の脱ガス成分を半導体ウェーハの表面に付着させる。これにより半導体ウェーハの内部の銅の拡散が促進して表面に析出される。
【００２８】
ウェーハケースからの脱ガスを促進する温度は、ウェーハケースを変質させない温度以下、例えば１００゜Ｃ以下であって８０゜Ｃが望ましい。この温度で加熱することによりウェーハケースからの脱ガスが促進され、ウェーハケース中の脱ガス成分が半導体ウェーハの表面に付着する。これにより半導体ウェーハの表面が負に帯電し、半導体ウェーハ内部の汚染金属が表面に引き寄せられ拡散が促進される。拡散が促進されるため、例えば２４時間（加熱温度８０゜Ｃ）という短時間で表面に析出される。このように半導体ウェーハの内部の汚染金属を、低温かつ短時間で表面に析出させることができるので、エネルギーコストの低減と作業効率の向上が図られる。また第１発明、第９発明によれば、半導体ウェーハをウェーハケースに収容しているので、一度に多数枚、大量のウェーハを処理することができるとともに、ウェーハ自体が外気に暴露されることがなく雰囲気からの汚染が防止される。
【００２９】
ここで上記従来技術２と比較すると、ウェーハケース内に半導体ウェーハを収容している点は同じではあるものの、従来技術２には「半導体ウェーハの表面を負に帯電させる脱ガス成分を有するウェーハケースを用意する」点の開示がない。同じ８０゜Ｃで比較すると、従来技術２ではウェーハ内部の銅を表面に析出させるのに４８時間もの長時間を要しているのに対して、本発明では２４時間という半分の短時間で済むということは、従来技術２に用いられたウェーハケースは、「半導体ウェーハの表面を負に帯電させる脱ガス成分を有するもの」ではないことを示している。
【００３０】
第２発明、第８発明では、半導体ウェーハを製造するに際して、第１発明、第７発明と同様の方法、装置が使用される。
【００３１】
第３発明、第９発明では、図３に示すように、半導体ウェーハ１０の内部の金属汚染を評価するに際して、脱ガス成分を有する素材（ダミーウェーハ）２０とともに、半導体ウェーハ１０をウェーハケース３内に収容し、素材２０からの脱ガスを促進する温度でウェーハケース３を加熱することにより、素材２０中の脱ガス成分を半導体ウェーハ１０の表面に付着させる。これにより半導体ウェーハ１０の内部の銅の拡散が促進され表面に析出される。
【００３２】
第３発明、第９発明によれば、上述した第１発明、第７発明と同様の効果が得られる。
【００３３】
更に第３発明、第９発明によれば、ウェーハケースに収容する素材２０に脱ガス成分が含まれていればよく、ウェーハケース自体は脱ガス成分の有無如何を問わず任意のものを選択することができる。このためウェーハケースの選択の幅が広いという利点がある。
【００３４】
またウェーハケースとして、脱ガス成分を有せずとも、耐熱温度の高いものを選択して使用することが可能になる。一般的に脱ガス成分が無いか殆ど有しないフッ素樹脂製のウェーハケース３は、脱ガス成分を有するポリプロピレン製のウェーハケース１、２と比較して耐熱温度が高い。一般的に、フッ素樹脂製のウェーハケース３の場合、耐熱温度は２００゜Ｃであり実際上は１５０゜Ｃ以下の高耐熱温度であるのに対して、ポリプロピレン製のウェーハケース１、２の耐熱温度は１２０゜Ｃと低く実際上は１００゜Ｃ以下の耐熱温度であるといわれている。
【００３５】
一方、素材２０は脱ガス成分を有する材料（たとえば主成分がポリプロピレンでアミンが含まれていることが望ましい）で構成されていれさえすればよく、ウェーハケースと異なり強度を必要としない。このため高い温度で加熱処理することが可能である。
【００３６】
このため第１発明、第７発明の加熱温度よりも高い温度で加熱することが可能であり、より短時間で半導体ウェーハ１０の表面に銅を析出させることができる。第４発明、第１０発明では、半導体ウェーハを製造するに際して、第３発明、第９発明と同様の方法、装置が使用される。
【００３７】
第１１発明、第１２発明、第１３発明は、図３に示すようにウェーハケース３に収容する素材として、半導体ウェーハ１０と同一形状のダミーウェーハ２０を使用するものであり、半導体ウェーハ１０と同じ態様でウェーハケース３内のポケットに収容させることができる。
【００３８】
第５発明では、半導体ウェーハの内部の金属汚染を評価するに際して、半導体ウェーハの表面に物質を塗布することで、内部の銅の拡散を促進して表面に析出させる。
【００３９】
第５発明によれば、加熱は不要であり、物質を塗布するという簡易な作業で、半導体ウェーハ内部の銅を短時間で表面に析出させることができる。この結果エネルギーコストの大幅な低減と作業効率の向上が図られる。
【００４０】
第６発明では、半導体ウェーハを製造するに際して、第５発明と同様の方法が使用される。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお本実施形態では半導体ウェーハとしてシリコンウェーハを想定し、汚染金属として銅を想定している。以下に述べる実施形態はシリコン以外のガリウム砒素ウェーハなどに対しても適用することができ、銅（Ｃu）以外の汚染金属、たとえばニッケル（Ｎi）、クロム（Ｃr）、鉄（Ｆe）などに対しても適用することができる。
【００４２】
以下の実施例１、２は、シリコンウェーハを抜き取り、シリコンウェーハ内部の金属汚染量を測定して、いずれのプロセスで金属汚染が発生しているのかを定量的に測定する抜き取り検査が行われている。
【００４３】
（実施例１）
銅によって内部（バルク）が汚染されたシリコンウェーハ１０の金属汚染量は、以下のような手順を経て測定され、金属汚染が評価される。
【００４４】
（前処理工程）
まず未知量のＣuにより内部（バルク）が故意に汚染されたシリコンウェーハ１０つまりＣu汚染ウェーハ１０が測定対象として用意される。実施例では直径２００ｍｍのＰ型（１００）鏡面ウェーハ１０を用意した。
【００４５】
そして後述する脱ガス成分が、表面に付着し易くするためにＣu汚染ウェーハ１０が洗浄される。洗浄方法は、ＳＣ−１洗浄などの洗浄アンモニア−過酸化水素混合溶液洗浄（ＡＰＭ洗浄）、希フッ酸溶液洗浄（ＤＨＦ洗浄）、硫酸−過酸化水素混合溶液洗浄（ＳＰＭ洗浄）、ＳＣ−２洗浄などの塩酸−過酸化水素混合溶液洗浄（ＨＰＭ洗浄）等、既存の任意の洗浄方法を用いることができる。
【００４６】
実施例ではＣu汚染ウェーハ１０にスクラブ洗浄、Ｏ３ /ＨＦ洗浄を施し、ウェーハ表面のパーティクル、金属汚染物を除去し、清浄な化学酸化膜を形成させた。
【００４７】
（加熱工程）
つぎにＣu汚染ウェーハ１０の表面を負に帯電させる脱ガス成分を有するウェーハケース２が用意される。図１で後述するように各ウェーハケース１、２、３の中から特にアミンを脱ガス成分として含むウェーハケース２が選択された。
【００４８】
つぎにＣu汚染ウェーハ１０を上記ウェーハケース２内に多数枚収容し、このウェーハケース２をオーブンによって、８０゜Ｃで２４時間、加熱した。なおクラス１０００以上のクリーンルーム内で熱処理を行った。
【００４９】
ここで加熱温度８０゜Ｃは、ウェーハケース２からの脱ガスを促進する温度として設定されたものであり、脱ガスを促進できる温度であれば任意の温度でもよい。ただしウェーハケース２自体の変質を防止するために１００゜Ｃ以下で加熱することが望ましい。
【００５０】
ウェーハケース２が加熱されることによりウェーハケース２からの脱ガスが促進され、ウェーハケース２中の脱ガス成分がＣu汚染ウェーハ１０の表面に付着する。これによりＣu汚染ウェーハ１０の表面が負に帯電する。この負に帯電した脱ガス成分がバルク内の銅と反応して安定した状態となるべく、Ｃu汚染ウェーハ１０内部の銅が表面に引き寄せられ拡散が促進される。拡散が促進されるため、２４時間（加熱温度８０゜Ｃ）という短時間でＣu汚染ウェーハ１０の内部の銅が表面に析出される。
【００５１】
このようにＣu汚染ウェーハ１０の内部の銅を、低温（８０゜Ｃ）かつ短時間（２４時間）で表面に析出させることができるので、エネルギーコストの低減と作業効率の向上が図られる。またこの実施例によれば、Ｃu汚染ウェーハ１０をウェーハケース２に収容しているので、一度に多数枚、大量のウェーハを処理することができるとともに、ウェーハ自体が外気に暴露されることがなく雰囲気からの汚染が防止される。
【００５２】
（測定工程）
つぎに表面分析法の一方法である全反射蛍光Ｘ線分析法（ＴＸＲＦ）を用いて、Ｃu汚染ウェーハ１０の表面分析を行った。すなわち全反射蛍光Ｘ線分析装置ＴＸＲＦを用いてＣu汚染ウェーハ１０の表面に浅い角度でＸ線を入射させ表面上で全反射させることにより、表面に集中している銅の量（銅の濃度）を測定した。
【００５３】
実施例の試料の測定結果を図２に示す。図２はＣu汚染ウェーハ１０の表面のＣu汚染量（銅の面積密度； atoms/ｃｍ２）の分布を示している。図２においてウェーハ面内各部の○印の大きさは、面内各部のＣu汚染量を示している。図２においてウェーハ面内各部の位置は、ウェーハ１０の中心をＸーＹ座標系の原点（０，０）とするＸ、Ｙ座標位置（Ｘ、Ｙ）で特定される。
【００５４】
実施例では本発明の効果を検証するために、Ｃu汚染ウェーハ１０の半面１０Ｂをウェーハケース２の脱ガス成分が付着しないように遮蔽し、Ｃu汚染ウェーハ１０の残りの半面１０Ａをウェーハケース２の脱ガス成分が付着するように暴露した。同図２に示すようにウェーハケース２の脱ガス成分が付着した半面１０Ａで測定されるＣu汚染量（ atoms/ｃｍ２）は、ウェーハケース２の脱ガス成分が付着しなかった半面１０Ｂで測定されるＣu汚染量（ atoms/ｃｍ２）よりも一桁以上高い値を示している。このことからウェーハケース２の脱ガス成分の付着によって、バルク内の銅の表面への拡散が促進されていることがわかる。
【００５５】
図１は、Ｃu汚染ウェーハ１０の表面のＣu汚染量（atoms/ｃｍ２）を、ウェーハケースの種類毎に比較して示している。なお図１において、同じ種類のウェーハケースについてプロットが複数あるのは、同じ種類のウェーハケースを複数のサンプルについて測定したためである。
【００５６】
ウェーハケース１、ウェーハケース２はポリプロピレン（Ｐ．Ｐ）を主な組成とするウェーハケースであり、ウェーハケース２は前述したようにアミンを脱ガス成分として含むウェーハケースであり、そうでないウェーハケース１と比較してＣu汚染量（ atoms/ｃｍ２）は高い値を示している。
【００５７】
ウェーハケース３はＴＦＥ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂（商標名：テフロン）を主な組成とするウェーハケースであり、ウェーハケース１、ウェーハケース２と比較して、Ｃu汚染量（ atoms/ｃｍ２）は一桁以上低い値を示している。このことからウェーハケース３は、脱ガス成分そのものがないか（脱ガスが発生しないか）、Ｃu汚染ウェーハ１０の表面を負に帯電させる脱ガス成分が少ないものと考えられる。
【００５８】
図１からウェーハケースの種類によって、バルク内の銅を表面へ拡散させる（拡散を促進させる）効果が異なることがわかる。
【００５９】
（実施例２）
つぎに上記実施例１の変形例について図３を参照して説明する。なお実施例１の（前処理工程）、（加熱工程）、（測定工程）の手順自体は同じであるので以下異なる部分のみ説明する。
【００６０】
本実施例では、同図３に示すように、脱ガス成分が無いか殆ど有しないフッ素樹脂製のウェーハケース３を使用する。フッ素樹脂製のウェーハケース３は、脱ガス成分を有するポリプロピレン製のウェーハケース１、２と比較して耐熱温度が高い。一般的に、フッ素樹脂製のウェーハケース３の場合、耐熱温度は２００゜Ｃであり実際上は１５０゜Ｃ以下の高耐熱温度であるのに対して、ポリプロピレン製のウェーハケース１、２の耐熱温度は１２０゜Ｃと低く実際上は１００゜Ｃ以下の耐熱温度であるといわれている。
【００６１】
そして、Ｃu汚染ウェーハ１０の表面を負に帯電させる脱ガス成分を有するダミーウェーハ２０が用意され、Ｃu汚染ウェーハ１０とともにダミーウェーハ２０がウェーハケース３内に収容される。ダミーウェーハ２０はＣu汚染ウェーハ１０と同一形状に形成されており、Ｃu汚染ウェーハ１０と同じ態様でウェーハケース３内のポケットに収容させることができる。
【００６２】
ダミーウェーハ２０は、脱ガス成分を有する材料（たとえば主成分がポリプロピレンでアミンが含まれていることが望ましい）で構成されていれさえすればよく、ウェーハケースと異なり強度を必要としない。このため高い温度で加熱処理することが可能である。
【００６３】
このようにＣu汚染ウェーハ１０とともにダミーウェーハ２０がウェーハケース３内に収容されると、ウェーハケース３にフタ３ａが被せられ、その後オーブンで加熱される。上述したようにウェーハケース３の耐熱温度は高く、ダミーウェーハ２０には強度を必要としないので、実施例１の場合の加熱温度よりも高い温度で加熱することが可能である。このため、実施例１の場合よりも短時間でＣu汚染ウェーハ１０の表面に汚染金属である銅を析出させることができる。
【００６４】
もちろんウェーハケース３の代わりにウェーハケース１、２を使用してもよい。またウェーハケースに収容させる素材として、Ｃuウェーハ１０と同一形状のダミーウェーハ２０を用いているが、他の形状の素材を使用する実施も可能である。
【００６５】
このように本実施例によれば、ウェーハケースに収容する素材２０に、Ｃu汚染ウェーハ１０の表面を負に帯電させる脱ガス成分が含まれていればよく、ウェーハケース自体は脱ガス成分の有無如何を問わず任意のものを選択することができる。このためウェーハケースの選択の幅が広いという利点がある。
【００６６】
（実施例３）
この実施例３では、上記実施例１、実施例２の（加熱工程）の代わりに下記の（塗布工程）が実施される。
【００６７】
（塗布工程）
Ｃu汚染ウェーハ１０の表面を負に帯電させる物質、たとえば上記ウェーハケース２の脱ガス成分に相当する物質が、Ｃu汚染ウェーハ１０の表面に塗布される。これによりＣu汚染ウェーハ１０の表面が負に帯電し、内部の銅の拡散が促進して表面に析出される。
【００６８】
この実施例３によれば、加熱は不要であり、物質を塗布するという簡易な作業で、Ｃu汚染ウェーハ１０内部の銅を短時間で表面に析出させることができる。この結果エネルギーコストの大幅な低減と作業効率の向上が図られる。
【００６９】
なお上記実施例１、実施例２、実施例３において（前処理工程）を省略してもよい。
【００７０】
（実施例４）
上述した実施例１、実施例２、実施例３は、Ｃu汚染を評価する場合を想定して説明したが、本発明としては、実施例１、実施例２、実施例３を、シリコンウェーハの製造工程の１プロセスとして、実施してもよい。
【００７１】
この場合、上記実施例１、実施例２、実施例３における（測定工程）の代わりに、（エッチング処理工程）が実施される。すなわちＣuウェーハ１０の内部の銅を表面に析出させた後に、表面の銅がエッチング処理によって除去される。
【００７２】
この実施例４によれば、シリコンウェーハの製造の過程で内部に入り込んだ銅を確実に低減させることができるので、シリコンウェーハに基づき製造される半導体デバイスの歩留まりを飛躍的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はウェーハケースの種類毎に、銅汚染量を比較して示した図である。
【図２】図２はシリコンウェーハの銅汚染量の測定結果を示す図である。
【図３】図３はウェーハケース内にシリコンウェーハとともにダミーウェーハを収容する様子を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ Ｃu汚染ウェーハ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for evaluating metal contamination of a semiconductor wafer, a method for manufacturing a semiconductor wafer, these apparatuses, and a dummy wafer used in them.
[0002]
[Prior art]
The quality of semiconductor wafers such as silicon wafers (hereinafter represented by silicon wafers) deteriorates when contaminated with metal. For this reason, in each process of manufacturing a silicon wafer, a clean environment is secured in order to avoid metal contamination of the silicon wafer.
[0003]
However, since abrasives, wires, tools, etc. are used when processing silicon wafers, the metal that constitutes these abrasives may enter the silicon wafer, that is, in the bulk, and the silicon wafer may be contaminated by the metal. . In particular, copper (Cu) is positively charged in silicon and has a high diffusion rate, so that it easily enters the bulk of a silicon wafer.
[0004]
For this reason, there are cases where silicon wafers are extracted at the production site of silicon wafers, the amount of metal contamination inside the silicon wafer is measured, and a sampling inspection is carried out to quantitatively measure in which process the metal contamination occurs. is there.
[0005]
One method for measuring the amount of metal contamination inside (bulk) a silicon wafer is a hot plate method.
[0006]
(Prior art 1)
Known documents relating to the hot plate method include, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-64133 and 9-260325.
[0007]
The outline of the hot plate method described in these publications is as follows. That is, silicon wafers contaminated with an unknown amount of Cu (hereinafter referred to as “Cu-contaminated wafers”) are placed one by one on a hot plate, and the hot plate as a heating device is operated to obtain a Cu-contaminated wafer to be measured. In a clean room of class 1000 or higher, heat treatment (annealing) is performed at 300 ° C. to 600 ° C. for 2 hours. When the heat treatment is started, copper existing in the bulk of the Cu-contaminated wafer is moved and diffused by heat, and is deposited on the surface of the Cu-contaminated wafer. For this reason, the copper in the bulk is concentrated on the surface after the heat treatment. Then, the Cu-contaminated wafer immediately after the heat treatment is placed on an aluminum (Al) plate and rapidly cooled. For example, a Cu-contaminated wafer heated to 500 ° C. is rapidly cooled to 50 ° C. in about 20 seconds. Then, the surface analysis of the Cu-contaminated wafer is performed using a total reflection fluorescent X-ray analysis method (TXRF) which is one method of the surface analysis method. For example, by using a total reflection fluorescent X-ray analyzer TXRF, X-rays are incident on the surface of a Cu-contaminated wafer at a shallow angle and totally reflected on the surface, thereby reducing the amount of copper concentrated on the surface (copper concentration). taking measurement.
[0008]
(Prior art 2)
Japanese Patent Laid-Open No. 9-260325 discloses that the oxide film on the surface of the P-type silicon wafer is removed and then stored in a wafer case. If it is 100 ° C. in a clean room, it can be at 48 ° C. for 48 hours. For example, 120 hours, 40 ° C for 168 hours, 25 ° C for 168 hours, 0 ° C for 192 hours, and Cu inside the contaminated wafer is deposited on the surface. Yes.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the prior art 1 in which the copper inside the Cu-contaminated wafer is deposited on the surface by the hot plate method, the copper inside the Cu-contaminated wafer can be deposited on the surface in a short time of 2 hours. Energy cost is high because it must be heated at a high temperature of ~ 600 ° C. In addition, Cu-contaminated wafers must be placed one by one on the hot plate, and a large number of wafers cannot be processed at a time. Even in a clean room, the wafer itself is exposed to the outside air, and there is a possibility of contamination from the atmosphere.
[0010]
On the other hand, according to the above prior art 2, since many Cu-contaminated wafers are stored in a wafer case, they are stored at a relatively low temperature (100 ° C. or lower) or below a normal temperature. Although the above-mentioned problem of the prior art 1 has been solved, long-term storage of 48 hours is required at the shortest, and the work efficiency is not good.
[0011]
The present invention has been made in view of such a situation, and the problem to be solved is to deposit the contaminated metal inside the semiconductor wafer on the surface at a low temperature in a short time to reduce the energy cost and improve the working efficiency. To do.
[0012]
[Means for solving the problems and effects]
Therefore, the first invention is
By measuring the amount of copper deposited on the surface of the semiconductor wafer, the metal contamination evaluation method for a semiconductor wafer that evaluates the metal contamination inside the semiconductor wafer,
Said charges the surface of the semiconductor wafer negatively prepared wafer case having a degassing component to be deposited on the surface to promote diffusion of copper inside of the semiconductor wafer, the semiconductor wafer, accommodated in the U Ehakesu And a process of
Promoting the degassing from the wafer case by heating the wafer case, and attaching a degassing component to the surface of the semiconductor wafer;
Measuring the amount of copper deposited on the surface of the semiconductor wafer.
[0013]
The second invention is
In the semiconductor wafer manufacturing method of manufacturing a semiconductor wafer by removing the copper deposited on the surface of the semiconductor wafer by etching,
Preparing a wafer case having a degassing component that negatively charges the surface of the semiconductor wafer and promotes diffusion of copper inside the semiconductor wafer to deposit on the surface, and the semiconductor wafer is accommodated in the wafer case; And a process of
Promoting the degassing from the wafer case by heating the wafer case, and attaching a degassing component to the surface of the semiconductor wafer;
And a step of removing copper deposited on the surface of the semiconductor wafer by etching.
[0014]
The third invention is
By measuring the amount of copper deposited on the surface of the semiconductor wafer, the metal contamination evaluation method for a semiconductor wafer that evaluates the metal contamination inside the semiconductor wafer,
A step of accommodating the semiconductor wafer in a wafer case, together with a material having a degassing component that negatively charges the surface of the semiconductor wafer and promotes diffusion of copper inside the semiconductor wafer to precipitate on the surface;
Accelerating degassing from the material by heating the wafer case and attaching a degassing component to the surface of the semiconductor wafer;
Measuring the amount of copper deposited on the surface of the semiconductor wafer.
[0015]
The fourth invention is
In the semiconductor wafer manufacturing method of manufacturing a semiconductor wafer by removing the copper deposited on the surface of the semiconductor wafer by etching,
A step of accommodating the semiconductor wafer in a wafer case, together with a material having a degassing component that negatively charges the surface of the semiconductor wafer and promotes diffusion of copper inside the semiconductor wafer to precipitate on the surface;
Accelerating degassing from the material by heating the wafer case and attaching a degassing component to the surface of the semiconductor wafer;
And a step of removing copper deposited on the surface of the semiconductor wafer by etching.
[0018]
The fifth invention
By measuring the amount of copper deposited on the surface of the semiconductor wafer, the metal contamination evaluation method for a semiconductor wafer that evaluates the metal contamination inside the semiconductor wafer,
Applying to the surface a substance that negatively charges the surface of the semiconductor wafer and diffuses copper inside the semiconductor wafer to deposit on the surface;
Measuring the amount of copper deposited on the surface of the semiconductor wafer.
[0019]
The sixth invention
In the semiconductor wafer manufacturing method of manufacturing a semiconductor wafer by removing the copper deposited on the surface of the semiconductor wafer by etching,
Applying to the surface a substance that negatively charges the surface of the semiconductor wafer and diffuses copper inside the semiconductor wafer to deposit on the surface;
And a step of removing copper deposited on the surface of the semiconductor wafer by etching.
[0020]
The seventh invention
By measuring the amount of copper deposited on the surface of the semiconductor wafer, in the metal contamination evaluation apparatus for a semiconductor wafer for evaluating the metal contamination inside the semiconductor wafer,
A degassing component that negatively charges the surface of the semiconductor wafer and diffuses copper inside the semiconductor wafer to deposit on the surface; a wafer case that houses the semiconductor wafer; and
Heating means for heating the wafer case at a temperature that promotes degassing from the wafer case;
Measuring means for measuring the amount of copper deposited on the surface of the heated semiconductor wafer.
[0021]
The eighth invention relates to a semiconductor wafer manufacturing apparatus for manufacturing a semiconductor wafer by removing copper deposited on the surface of the semiconductor wafer by etching.
A degassing component that negatively charges the surface of the semiconductor wafer and diffuses copper inside the semiconductor wafer to deposit on the surface; a wafer case that houses the semiconductor wafer; and
Heating means for heating the wafer case at a temperature that promotes degassing from the wafer case;
Etching processing means for removing copper deposited on the surface of the heated semiconductor wafer.
[0022]
The ninth invention
By measuring the amount of copper deposited on the surface of the semiconductor wafer, in the metal contamination evaluation apparatus for a semiconductor wafer for evaluating the metal contamination inside the semiconductor wafer,
A wafer case that houses the semiconductor wafer, together with a material having a degassing component that negatively charges the surface of the semiconductor wafer and diffuses copper inside the semiconductor wafer to deposit on the surface,
A heating means for heating the wafer case at a temperature that promotes degassing of the material, and a measuring means for measuring the amount of copper deposited on the surface of the heated semiconductor wafer are provided.
[0023]
The tenth invention is
In the semiconductor wafer manufacturing apparatus for manufacturing a semiconductor wafer by removing the copper deposited on the surface of the semiconductor wafer by etching,
A wafer case that houses the semiconductor wafer, together with a material having a degassing component that negatively charges the surface of the semiconductor wafer and diffuses copper inside the semiconductor wafer to deposit on the surface,
A heating stage for heating the wafer case at a temperature that promotes degassing from the material, and etching processing means for removing copper deposited on the surface of the semiconductor wafer after heating are provided.
[0024]
The eleventh invention is the third invention or the fourth invention,
The method includes the step of accommodating the material in a pocket for accommodating a semiconductor wafer in the wafer case.
[0025]
The twelfth invention is the ninth invention or the tenth invention,
The material has the same shape as the semiconductor wafer.
[0026]
The thirteenth invention
It is a dummy wafer that is formed of a material having a degassing component that negatively charges the surface of the semiconductor wafer and diffuses copper inside the semiconductor wafer to deposit on the surface, and is formed in the same shape as the semiconductor wafer. It is characterized by that.
[0027]
In the first and seventh inventions , when evaluating metal contamination inside a semiconductor wafer, a wafer case having a degas component is prepared, the semiconductor wafer is accommodated in the wafer case, and the wafer case is removed from the wafer case. By heating the wafer case at a temperature that promotes gas, a degassing component in the wafer case is adhered to the surface of the semiconductor wafer. Thereby, the diffusion of copper inside the semiconductor wafer is promoted and deposited on the surface.
[0028]
The temperature that promotes degassing from the wafer case is not more than a temperature at which the wafer case is not altered, for example, 100 ° C. or less and preferably 80 ° C. By heating at this temperature, degassing from the wafer case is promoted, and degassing components in the wafer case adhere to the surface of the semiconductor wafer. As a result, the surface of the semiconductor wafer is negatively charged, and the contaminated metal inside the semiconductor wafer is attracted to the surface to promote diffusion. Since diffusion is promoted, it is deposited on the surface in a short time, for example, 24 hours (heating temperature 80 ° C.). Thus, the contaminated metal inside the semiconductor wafer can be deposited on the surface at a low temperature and in a short time, so that the energy cost can be reduced and the working efficiency can be improved. According to the first and ninth inventions, since the semiconductor wafer is accommodated in the wafer case, a large number of wafers can be processed at a time and the wafer itself can be exposed to the outside air. And contamination from the atmosphere is prevented.
[0029]
Here, compared with the above-mentioned prior art 2, the semiconductor wafer is accommodated in the wafer case in the same way, but in the prior art 2, “a wafer case having a degassing component that negatively charges the surface of the semiconductor wafer” There is no disclosure of the point “ When compared at the same 80 ° C., it takes 48 hours to deposit the copper inside the wafer on the surface in the prior art 2, whereas in the present invention, it takes only half as short as 24 hours. This means that the wafer case used in the prior art 2 is not “having a degassing component that negatively charges the surface of the semiconductor wafer”.
[0030]
In the second and eighth inventions , the same method and apparatus as in the first and seventh inventions are used when manufacturing a semiconductor wafer.
[0031]
In the third and ninth inventions , as shown in FIG. 3, when evaluating the metal contamination inside the semiconductor wafer 10, the semiconductor wafer 10 is placed in the wafer case 3 together with the material (dummy wafer) 20 having a degassing component. The degassing component in the material 20 is adhered to the surface of the semiconductor wafer 10 by heating the wafer case 3 at a temperature that promotes degassing from the material 20. Thereby, the diffusion of copper inside the semiconductor wafer 10 is promoted and deposited on the surface.
[0032]
According to the third and ninth inventions , the same effects as the first and seventh inventions described above can be obtained.
[0033]
Further, according to the third and ninth inventions , the raw material 20 accommodated in the wafer case only needs to contain a degassing component, and the wafer case itself is selected with or without the degassing component. be able to. For this reason, there exists an advantage that the selection range of a wafer case is wide.
[0034]
Further, it is possible to select and use a wafer case having a high heat-resistant temperature without having a degassing component. Generally, the fluororesin wafer case 3 having no or almost no degassing component has a higher heat resistance temperature than the polypropylene wafer cases 1 and 2 having the degassing component. Generally, in the case of the wafer case 3 made of fluororesin, the heat resistance temperature is 200 ° C., and in fact, the heat resistance temperature is 150 ° C. or less, whereas the heat resistance of the wafer cases 1 and 2 made of polypropylene is high. It is said that the temperature is as low as 120 ° C. and practically a heat resistant temperature of 100 ° C. or less.
[0035]
On the other hand, the material 20 only needs to be made of a material having a degassing component (for example, it is desirable that the main component is polypropylene and an amine is contained), and does not require strength unlike the wafer case. For this reason, it is possible to heat-process at high temperature.
[0036]
For this reason, it is possible to heat at a temperature higher than the heating temperature of the first invention and the seventh invention , and copper can be deposited on the surface of the semiconductor wafer 10 in a shorter time. In the fourth and tenth inventions , the same method and apparatus as in the third and ninth inventions are used when manufacturing a semiconductor wafer.
[0037]
In the eleventh invention, the twelfth invention and the thirteenth invention , a dummy wafer 20 having the same shape as that of the semiconductor wafer 10 is used as a material accommodated in the wafer case 3 as shown in FIG. In this manner, the wafer case 3 can be accommodated in a pocket.
[0038]
In 5th invention , when evaluating the metal contamination inside a semiconductor wafer, the spreading | diffusion of internal copper is accelerated | stimulated and it deposits on the surface by apply | coating a substance to the surface of a semiconductor wafer.
[0039]
According to the fifth invention , heating is unnecessary, and copper in the semiconductor wafer can be deposited on the surface in a short time by a simple operation of applying a substance. As a result, energy costs can be greatly reduced and work efficiency can be improved.
[0040]
In the sixth invention , a method similar to that of the fifth invention is used when manufacturing a semiconductor wafer.
[0041]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, a silicon wafer is assumed as the semiconductor wafer, and copper is assumed as the contaminating metal. The embodiments described below can also be applied to gallium arsenide wafers other than silicon, etc., and to contaminating metals other than copper (Cu), such as nickel (Ni), chromium (Cr), iron (Fe), etc. Even can be applied.
[0042]
In the following Examples 1 and 2, a silicon wafer is extracted, a metal contamination amount inside the silicon wafer is measured, and a sampling inspection is performed to quantitatively measure in which process the metal contamination occurs. Yes.
[0043]
Example 1
The amount of metal contamination of the silicon wafer 10 whose inside (bulk) is contaminated with copper is measured through the following procedure, and the metal contamination is evaluated.
[0044]
(Pretreatment process)
First, a silicon wafer 10 whose inside (bulk) is intentionally contaminated with an unknown amount of Cu, that is, a Cu-contaminated wafer 10 is prepared as a measurement target. In the example, a P-type (100) mirror wafer 10 having a diameter of 200 mm was prepared.
[0045]
Then, the Cu-contaminated wafer 10 is cleaned so that a degassing component described later easily adheres to the surface. Cleaning methods include cleaning ammonia-hydrogen peroxide mixed solution cleaning such as SC-1 cleaning (APM cleaning), dilute hydrofluoric acid solution cleaning (DHF cleaning), sulfuric acid-hydrogen peroxide mixed solution cleaning (SPM cleaning), and SC-2. Any existing cleaning method such as hydrochloric acid-hydrogen peroxide mixed solution cleaning (HPM cleaning) such as cleaning can be used.
[0046]
In the example, the Cu-contaminated wafer 10 was scrubbed and O 3 / HF washed to remove particles and metal contaminants on the wafer surface, thereby forming a clean chemical oxide film.
[0047]
(Heating process)
Next, a wafer case 2 having a degassing component that negatively charges the surface of the Cu-contaminated wafer 10 is prepared. As will be described later with reference to FIG. 1, wafer case 2 containing amine as a degassing component was selected from among wafer cases 1, 2, and 3.
[0048]
Next, many Cu-contaminated wafers 10 were accommodated in the wafer case 2, and the wafer case 2 was heated in an oven at 80 ° C. for 24 hours. Heat treatment was performed in a clean room of class 1000 or higher.
[0049]
Here, the heating temperature of 80 ° C. is set as a temperature that promotes degassing from the wafer case 2, and may be any temperature as long as it can promote degassing. However, it is desirable to heat at 100 ° C. or less in order to prevent the wafer case 2 itself from being altered.
[0050]
By heating the wafer case 2, degassing from the wafer case 2 is promoted, and degassing components in the wafer case 2 adhere to the surface of the Cu-contaminated wafer 10. As a result, the surface of the Cu-contaminated wafer 10 is negatively charged. In order for this negatively charged degassing component to react with the copper in the bulk to be in a stable state, the copper inside the Cu-contaminated wafer 10 is attracted to the surface and diffusion is promoted. Since diffusion is promoted, copper inside the Cu-contaminated wafer 10 is deposited on the surface in a short time of 24 hours (heating temperature 80 ° C.).
[0051]
Thus, since the copper inside the Cu-contaminated wafer 10 can be deposited on the surface at a low temperature (80 ° C.) and in a short time (24 hours), the energy cost can be reduced and the working efficiency can be improved. According to this embodiment, since the Cu-contaminated wafer 10 is accommodated in the wafer case 2, a large number of wafers can be processed at a time, and the wafer itself is not exposed to the outside air. Contamination from the atmosphere is prevented.
[0052]
(Measurement process)
Next, the surface analysis of the Cu-contaminated wafer 10 was performed using total reflection X-ray fluorescence analysis (TXRF) which is one method of surface analysis. That is, by using a total reflection fluorescent X-ray analyzer TXRF, X-rays are incident on the surface of the Cu-contaminated wafer 10 at a shallow angle and totally reflected on the surface, whereby the amount of copper concentrated on the surface (copper concentration). Was measured.
[0053]
The measurement result of the sample of an Example is shown in FIG. FIG. 2 shows the distribution of the amount of Cu contamination (copper area density; atoms / cm 2 ) on the surface of the Cu-contaminated wafer 10. In FIG. 2, the size of the circles in each part in the wafer surface indicates the amount of Cu contamination in each part in the surface. In FIG. 2, the position of each part in the wafer plane is specified by the X and Y coordinate positions (X, Y) with the center of the wafer 10 being the origin (0, 0) of the XY coordinate system.
[0054]
In the embodiment, in order to verify the effect of the present invention, the half surface 10B of the Cu-contaminated wafer 10 is shielded from the degassing component of the wafer case 2 and the remaining half surface 10A of the Cu-contaminated wafer 10 is shielded from the wafer case 2. It was exposed so that degassed components would adhere. As shown in FIG. 2, the amount of Cu contamination (atoms / cm 2 ) measured on the half surface 10A of the wafer case 2 to which the degassed component has adhered is measured on the half surface 10B of the wafer case 2 to which the degassed component has not adhered. The value is higher by one digit or more than the amount of Cu contamination (atoms / cm 2 ). From this, it is understood that the diffusion of the degassing component of the wafer case 2 promotes the diffusion of copper in the bulk to the surface.
[0055]
FIG. 1 shows the amount of Cu contamination (atoms / cm 2 ) on the surface of the Cu-contaminated wafer 10 in comparison with each type of wafer case. In FIG. 1, there are a plurality of plots for the same type of wafer case because the same type of wafer case was measured for a plurality of samples.
[0056]
The wafer case 1 and the wafer case 2 are wafer cases mainly composed of polypropylene (PP), and the wafer case 2 is a wafer case containing amine as a degassing component as described above. The amount of Cu contamination (atoms / cm 2 ) is higher than that in FIG.
[0057]
The wafer case 3 is a wafer case whose main composition is a fluororesin (trade name: Teflon) such as TFE and PTFE. Compared with the wafer case 1 and the wafer case 2, the amount of Cu contamination (atoms / cm 2 ) is The value is one digit lower. From this, it is considered that the wafer case 3 has no degassing component itself (whether degassing is generated) or has few degassing components that negatively charge the surface of the Cu-contaminated wafer 10.
[0058]
It can be seen from FIG. 1 that the effect of diffusing copper in the bulk to the surface (promoting diffusion) differs depending on the type of wafer case.
[0059]
(Example 2)
Next, a modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. In addition, since the procedure itself of (pretreatment process), (heating process), and (measurement process) of Example 1 is the same, only different parts will be described below.
[0060]
In this embodiment, as shown in FIG. 3, a fluororesin wafer case 3 having no or almost no degassing component is used. The fluororesin wafer case 3 has a higher heat resistant temperature than the polypropylene wafer cases 1 and 2 having a degassing component. Generally, in the case of the wafer case 3 made of fluororesin, the heat resistance temperature is 200 ° C., and in fact, the heat resistance temperature is 150 ° C. or less, whereas the heat resistance of the wafer cases 1 and 2 made of polypropylene is high. It is said that the temperature is as low as 120 ° C. and practically a heat resistant temperature of 100 ° C. or less.
[0061]
A dummy wafer 20 having a degassing component that negatively charges the surface of the Cu-contaminated wafer 10 is prepared, and the dummy wafer 20 is accommodated in the wafer case 3 together with the Cu-contaminated wafer 10. The dummy wafer 20 is formed in the same shape as the Cu-contaminated wafer 10 and can be accommodated in a pocket in the wafer case 3 in the same manner as the Cu-contaminated wafer 10.
[0062]
The dummy wafer 20 only needs to be made of a material having a degassing component (for example, the main component is preferably polypropylene and contains an amine), and does not require strength unlike the wafer case. For this reason, it is possible to heat-process at high temperature.
[0063]
Thus, when the dummy wafer 20 is accommodated in the wafer case 3 together with the Cu-contaminated wafer 10, the lid 3a is placed on the wafer case 3, and then heated in an oven. As described above, the heat-resistant temperature of the wafer case 3 is high, and the dummy wafer 20 does not require strength, so that it can be heated at a temperature higher than the heating temperature in the first embodiment. For this reason, copper which is a contaminated metal can be deposited on the surface of the Cu-contaminated wafer 10 in a shorter time than the case of the first embodiment.
[0064]
Of course, the wafer cases 1 and 2 may be used instead of the wafer case 3. Further, although the dummy wafer 20 having the same shape as the Cu wafer 10 is used as the material to be accommodated in the wafer case, it is possible to use a material having another shape.
[0065]
As described above, according to the present embodiment, the raw material 20 accommodated in the wafer case only needs to contain a degassing component that negatively charges the surface of the Cu-contaminated wafer 10, and the wafer case itself has no degassing component. Any one can be selected regardless. For this reason, there exists an advantage that the selection range of a wafer case is wide.
[0066]
(Example 3)
In the third embodiment, the following (coating step) is performed instead of the (heating step) of the first and second embodiments.
[0067]
(Coating process)
A substance that negatively charges the surface of the Cu-contaminated wafer 10, for example, a substance corresponding to a degassing component of the wafer case 2 is applied to the surface of the Cu-contaminated wafer 10. As a result, the surface of the Cu-contaminated wafer 10 is negatively charged, and the diffusion of internal copper is promoted and deposited on the surface.
[0068]
According to the third embodiment, heating is unnecessary, and the copper inside the Cu-contaminated wafer 10 can be deposited on the surface in a short time by a simple operation of applying a substance. As a result, energy costs can be greatly reduced and work efficiency can be improved.
[0069]
In addition, in the said Example 1, Example 2, Example 3, you may abbreviate | omit (pre-processing process).
[0070]
Example 4
In the first, second, and third embodiments described above, the case where the Cu contamination is evaluated has been described. However, as the present invention, the first, second, and third embodiments may be used for silicon wafers. You may implement as one process of a manufacturing process.
[0071]
In this case, instead of the (measuring step) in the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment, an (etching process step) is performed. That is, after the copper inside Cu wafer 10 is deposited on the surface, the copper on the surface is removed by an etching process.
[0072]
According to the fourth embodiment, it is possible to reliably reduce the copper that has entered the silicon wafer during the manufacturing process, and thus it is possible to dramatically improve the yield of semiconductor devices manufactured based on the silicon wafer. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a comparison of the amount of copper contamination for each type of wafer case.
FIG. 2 is a diagram showing a measurement result of a copper contamination amount of a silicon wafer.
FIG. 3 is a perspective view showing a state in which a dummy wafer is housed together with a silicon wafer in a wafer case.
[Explanation of symbols]
10 Cu contaminated wafer

Claims (13)

半導体ウェーハの表面に析出された銅の量を測定することにより、当該半導体ウェーハの内部の金属汚染を評価する半導体ウェーハの金属汚染評価方法において、
前記半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅の拡散を促進して表面に析出させる脱ガス成分を有するウェーハケースを用意し、前記半導体ウェーハを、前記ウェーハケース内に収容する工程と、
前記ウェーハケースを加熱することによりウェーハケースからの脱ガスを促進して、脱ガス成分を前記半導体ウェーハの表面に付着させる工程と、
前記半導体ウェーハの表面に析出された銅の量を測定する工程と
を含むことを特徴とする半導体ウェーハの金属汚染評価方法。By measuring the amount of copper deposited on the surface of the semiconductor wafer, the metal contamination evaluation method for a semiconductor wafer that evaluates the metal contamination inside the semiconductor wafer,
Said charges the surface of the semiconductor wafer negatively prepared wafer case having a degassing component to be deposited on the surface to promote diffusion of copper inside of the semiconductor wafer, the semiconductor wafer, accommodated in the U Ehakesu And a process of
Promoting the degassing from the wafer case by heating the wafer case, and attaching a degassing component to the surface of the semiconductor wafer;
And a step of measuring an amount of copper deposited on the surface of the semiconductor wafer. 半導体ウェーハの表面に析出された銅をエッチングにより除去することにより、半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハの製造方法において、
前記半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅の拡散を促進して表面に析出させる脱ガス成分を有するウェーハケースを用意し、前記半導体ウェーハを、前記ウェーハケース内に収容する工程と、
前記ウェーハケースを加熱することによりウェーハケースからの脱ガスを促進して、脱ガス成分を前記半導体ウェーハの表面に付着させる工程と、
前記半導体ウェーハの表面に析出された銅をエッチングにより除去する工程と
を含むことを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。In the semiconductor wafer manufacturing method of manufacturing a semiconductor wafer by removing the copper deposited on the surface of the semiconductor wafer by etching,
Preparing a wafer case having a degassing component that negatively charges the surface of the semiconductor wafer and promotes diffusion of copper inside the semiconductor wafer to deposit on the surface, and the semiconductor wafer is accommodated in the wafer case; And a process of
Promoting the degassing from the wafer case by heating the wafer case, and attaching a degassing component to the surface of the semiconductor wafer;
And a step of removing the copper deposited on the surface of the semiconductor wafer by etching. 半導体ウェーハの表面に析出された銅の量を測定することにより、当該半導体ウェーハの内部の金属汚染を評価する半導体ウェーハの金属汚染評価方法において、
前記半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅の拡散を促進して表面に析出させる脱ガス成分を有する素材とともに、当該半導体ウェーハをウェーハケース内に収容する工程と、
前記ウェーハケースを加熱することにより前記素材からの脱ガスを促進して、脱ガス成分を前記半導体ウェーハの表面に付着させる工程と、
前記半導体ウェーハの表面に析出された銅の量を測定する工程と
を含むことを特徴とする半導体ウェーハの金属汚染評価方法。By measuring the amount of copper deposited on the surface of the semiconductor wafer, the metal contamination evaluation method for a semiconductor wafer that evaluates the metal contamination inside the semiconductor wafer,
A step of accommodating the semiconductor wafer in a wafer case, together with a material having a degassing component that negatively charges the surface of the semiconductor wafer and promotes diffusion of copper inside the semiconductor wafer to precipitate on the surface;
Accelerating degassing from the material by heating the wafer case and attaching a degassing component to the surface of the semiconductor wafer;
And a step of measuring an amount of copper deposited on the surface of the semiconductor wafer. 半導体ウェーハの表面に析出された銅をエッチングにより除去することにより、半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハの製造方法において、
前記半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅の拡散を促進して表面に析出させる脱ガス成分を有する素材とともに、当該半導体ウェーハをウェーハケース内に収容する工程と、
前記ウェーハケースを加熱することにより前記素材からの脱ガスを促進して、脱ガス成分を前記半導体ウェーハの表面に付着させる工程と、
前記半導体ウェーハの表面に析出された銅をエッチングにより除去する工程と
を含むことを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。In the semiconductor wafer manufacturing method of manufacturing a semiconductor wafer by removing the copper deposited on the surface of the semiconductor wafer by etching,
A step of accommodating the semiconductor wafer in a wafer case, together with a material having a degassing component that negatively charges the surface of the semiconductor wafer and promotes diffusion of copper inside the semiconductor wafer to precipitate on the surface;
Accelerating degassing from the material by heating the wafer case and attaching a degassing component to the surface of the semiconductor wafer;
And a step of removing the copper deposited on the surface of the semiconductor wafer by etching. 半導体ウェーハの表面に析出された銅の量を測定することにより、当該半導体ウェーハの内部の金属汚染を評価する半導体ウェーハの金属汚染評価方法において、
前記半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅を拡散して表面に析出させる物質を、当該表面に塗布する工程と、
前記半導体ウェーハの表面に析出された銅の量を測定する工程と
を含むことを特徴とする半導体ウェーハの金属汚染評価方法。By measuring the amount of copper deposited on the surface of the semiconductor wafer, the metal contamination evaluation method for a semiconductor wafer that evaluates the metal contamination inside the semiconductor wafer,
Applying to the surface a substance that negatively charges the surface of the semiconductor wafer and diffuses copper inside the semiconductor wafer to deposit on the surface;
And a step of measuring an amount of copper deposited on the surface of the semiconductor wafer. 半導体ウェーハの表面に析出された銅をエッチングにより除去することにより、半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハの製造方法において、
前記半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅を拡散して表面に析出させる物質を、当該表面に塗布する工程と、
前記半導体ウェーハの表面に析出された銅をエッチングにより除去する工程と
を含むことを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
製造方法。In the semiconductor wafer manufacturing method of manufacturing a semiconductor wafer by removing the copper deposited on the surface of the semiconductor wafer by etching,
Applying to the surface a substance that negatively charges the surface of the semiconductor wafer and diffuses copper inside the semiconductor wafer to deposit on the surface;
And a step of removing the copper deposited on the surface of the semiconductor wafer by etching.
Production method. 半導体ウェーハの表面に析出された銅の量を測定することにより、当該半導体ウェーハの内部の金属汚染を評価する半導体ウェーハの金属汚染評価装置において、
前記半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅を拡散して表面に析出させる脱ガス成分を有し、前記半導体ウェーハを収容するウェーハケースと、
前記ウェーハケースからの脱ガスを促進する温度で当該ウェーハケースを加熱する加熱手段と、
加熱後の半導体ウェーハの表面に析出された銅の量を測定する測定手段と
を備えたことを特徴とする半導体ウェーハの金属汚染評価装置。By measuring the amount of copper deposited on the surface of the semiconductor wafer, in the metal contamination evaluation apparatus for a semiconductor wafer for evaluating the metal contamination inside the semiconductor wafer,
A degassing component that negatively charges the surface of the semiconductor wafer and diffuses copper inside the semiconductor wafer to deposit on the surface; a wafer case that houses the semiconductor wafer; and
Heating means for heating the wafer case at a temperature that promotes degassing from the wafer case;
An apparatus for evaluating metal contamination of a semiconductor wafer, comprising: measuring means for measuring the amount of copper deposited on the surface of the heated semiconductor wafer. 半導体ウェーハの表面に析出された銅をエッチングにより除去することにより、半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハの製造装置において、
前記半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅を拡散して表面に析出させる脱ガス成分を有し、前記半導体ウェーハを収容するウェーハケースと、
前記ウェーハケースからの脱ガスを促進する温度で当該ウェーハケースを加熱する加熱手段と、
加熱後の半導体ウェーハの表面に析出された銅を除去するエッチング処理手段と
を備えたことを特徴とする半導体ウェーハの製造装置。In the semiconductor wafer manufacturing apparatus for manufacturing a semiconductor wafer by removing the copper deposited on the surface of the semiconductor wafer by etching,
A degassing component that negatively charges the surface of the semiconductor wafer and diffuses copper inside the semiconductor wafer to deposit on the surface; a wafer case that houses the semiconductor wafer; and
Heating means for heating the wafer case at a temperature that promotes degassing from the wafer case;
An apparatus for manufacturing a semiconductor wafer, comprising: etching processing means for removing copper deposited on the surface of the heated semiconductor wafer. 半導体ウェーハの表面に析出された銅の量を測定することにより、当該半導体ウェーハの内部の金属汚染を評価する半導体ウェーハの金属汚染評価装置において、
前記半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅を拡散して表面に析出させる脱ガス成分を有する素材とともに、前記半導体ウェーハを収容するウェーハケースと、
前記素材の脱ガスを促進する温度で前記ウェーハケースを加熱する加熱手段と、
加熱後の半導体ウェーハの表面に析出された銅の量を測定する測定手段と
を備えたことを特徴とする半導体ウェーハの金属汚染評価装置。By measuring the amount of copper deposited on the surface of the semiconductor wafer, in the metal contamination evaluation apparatus for a semiconductor wafer for evaluating the metal contamination inside the semiconductor wafer,
A wafer case that houses the semiconductor wafer, together with a material having a degassing component that negatively charges the surface of the semiconductor wafer and diffuses copper inside the semiconductor wafer to deposit on the surface,
Heating means for heating the wafer case at a temperature that promotes degassing of the material;
An apparatus for evaluating metal contamination of a semiconductor wafer, comprising: measuring means for measuring the amount of copper deposited on the surface of the heated semiconductor wafer. 半導体ウェーハの表面に析出された銅をエッチングにより除去することにより、半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハの製造装置において、
前記半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅を拡散して表面に析出させる脱ガス成分を有する素材とともに、前記半導体ウェーハを収容するウェーハケースと、
前記素材からの脱ガスを促進する温度で前記ウェーハケースを加熱する加熱手段と、
加熱後の半導体ウェーハの表面に析出された銅を除去するエッチング処理手段と
を備えたことを特徴とする半導体ウェーハの製造装置。In the semiconductor wafer manufacturing apparatus for manufacturing a semiconductor wafer by removing the copper deposited on the surface of the semiconductor wafer by etching,
A wafer case that houses the semiconductor wafer, together with a material having a degassing component that negatively charges the surface of the semiconductor wafer and diffuses copper inside the semiconductor wafer to deposit on the surface,
Heating means for heating the wafer case at a temperature that promotes degassing from the material;
An apparatus for manufacturing a semiconductor wafer, comprising: etching processing means for removing copper deposited on the surface of the heated semiconductor wafer. 前記素材を、前記ウェーハケース内の半導体ウェーハ収容用のポケットに収容する工程を含むこと
を特徴とする請求項３記載の半導体ウェーハの金属汚染評価方法または請求項４記載の半導体ウェーハの製造方法。5. The method for evaluating metal contamination of a semiconductor wafer according to claim 3, or the method for manufacturing a semiconductor wafer according to claim 4, comprising the step of storing the material in a pocket for storing a semiconductor wafer in the wafer case. 前記素材は、前記半導体ウェーハと同一形状であること
を特徴とする請求項９記載の半導体ウェーハの金属汚染評価装置または請求項１０記載の半導体ウェーハの製造装置。The semiconductor contamination evaluation apparatus for a semiconductor wafer according to claim 9 or the manufacturing apparatus for a semiconductor wafer according to claim 10, wherein the material has the same shape as the semiconductor wafer. 半導体ウェーハの表面を負に帯電させて当該半導体ウェーハの内部の銅を拡散して表面に析出させる脱ガス成分を有する材料で構成され、前記半導体ウェーハと同一形状に形成されているダミーウェーハ。A dummy wafer made of a material having a degassing component that negatively charges the surface of a semiconductor wafer to diffuse copper inside the semiconductor wafer and deposit it on the surface, and is formed in the same shape as the semiconductor wafer.
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