JPH05211223A - 半導体基板表面の不純物の分析方法 - Google Patents
半導体基板表面の不純物の分析方法Info
- Publication number
- JPH05211223A JPH05211223A JP31593091A JP31593091A JPH05211223A JP H05211223 A JPH05211223 A JP H05211223A JP 31593091 A JP31593091 A JP 31593091A JP 31593091 A JP31593091 A JP 31593091A JP H05211223 A JPH05211223 A JP H05211223A
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- Japan
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- silicon substrate
- etching
- impurities
- reaction vessel
- reaction
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- Pending
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体基板表面の不純物を精度良く分析する。
【構成】ビーカ２内にフッ酸と硝酸からなる反応溶液３
と触媒４とを入れ、発生したＮＯX ・ＨＦ混合ガス８を
シリコン基板６の表面に導き、その表面を酸化すると共
にエッチングする。反応生成物は純水７を加えて回収
し、原子吸光分析により分析する。
と触媒４とを入れ、発生したＮＯX ・ＨＦ混合ガス８を
シリコン基板６の表面に導き、その表面を酸化すると共
にエッチングする。反応生成物は純水７を加えて回収
し、原子吸光分析により分析する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体基板表面の不純物
の分析方法に関する。
の分析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコン基板表面及びその表面近傍のデ
バイス形成用の活性領域に存在する金属不純物は、デバ
イス製造において悪影響を与えることが知られている。
そのため、シリコン基板表面、及び活性領域に存在する
不純物を定量的に評価する方法が求められてきている。
バイス形成用の活性領域に存在する金属不純物は、デバ
イス製造において悪影響を与えることが知られている。
そのため、シリコン基板表面、及び活性領域に存在する
不純物を定量的に評価する方法が求められてきている。
【０００３】これまでにシリコン基板表面の不純物分析
法として気相分解と原子吸光分析（ＡＡＳ）とを組合せ
た方法がＡ シマザキ（Ｓｈｉｍａｚａｋｉ）等により
エクステンド アブストラクツ オブ スイックステー
ンス コンファレンス オンソリッド ステート デバ
イセス アンド マテリアルズ（Ｅｘｔｅｎｄ Ａｂｓ
ｔｒａｃｔｓ ｏｆ １６ｔｈ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
ｏｎ ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎ
ｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）Ｐ２８１〜２８４（１９８４
年）に報告されている。
法として気相分解と原子吸光分析（ＡＡＳ）とを組合せ
た方法がＡ シマザキ（Ｓｈｉｍａｚａｋｉ）等により
エクステンド アブストラクツ オブ スイックステー
ンス コンファレンス オンソリッド ステート デバ
イセス アンド マテリアルズ（Ｅｘｔｅｎｄ Ａｂｓ
ｔｒａｃｔｓ ｏｆ １６ｔｈ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
ｏｎ ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎ
ｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）Ｐ２８１〜２８４（１９８４
年）に報告されている。
【０００４】また液相分解とＡＡＳとの組合せが、下野
により日本分析化学会第３６回講演要旨集Ｐ１０５８
（１９８７年）に報告されている。更に全反射蛍光Ｘ線
分析などの方法も検討されている。
により日本分析化学会第３６回講演要旨集Ｐ１０５８
（１９８７年）に報告されている。更に全反射蛍光Ｘ線
分析などの方法も検討されている。
【０００５】気相分解とＡＡＳを用いる方法は、シリコ
ン基板表面の酸化膜をフッ酸で溶解し、その表面の不純
物を微量水溶液として完全に回収し、その中に含まれる
不純物をＡＡＳで分析する方法である。
ン基板表面の酸化膜をフッ酸で溶解し、その表面の不純
物を微量水溶液として完全に回収し、その中に含まれる
不純物をＡＡＳで分析する方法である。
【０００６】この方法は表面の酸化膜とＨＦの反応、 ＳｉＯ2 ＋６ＨＦ→Ｈ2 ＳｉＦ6 ＋２Ｈ2 Ｏ を利用して、不純物を反応生成物、特に水溶液として取
り込むものである。そのためシリコン基板表面近傍の活
性領域中の不純物の分析においては、表面及びバルク中
の不純物を酸化膜中に取り込むための熱酸化を行う必要
がある。この熱酸化を行うために酸化炉からの汚染や、
不純物のウェハー内部への拡散、あるいは表面からの揮
散などの可能性がある。
り込むものである。そのためシリコン基板表面近傍の活
性領域中の不純物の分析においては、表面及びバルク中
の不純物を酸化膜中に取り込むための熱酸化を行う必要
がある。この熱酸化を行うために酸化炉からの汚染や、
不純物のウェハー内部への拡散、あるいは表面からの揮
散などの可能性がある。
【０００７】また液相分解とＡＡＳを用いる方法におい
ては、エッチング液を選択することによりバルク中の不
純物の分析は可能である。例えば、分析するシリコン基
板表面をフッ酸と硝酸等のエッチング液に浸し、そのエ
ッチング液自身を分析する。しかし、この方法では、エ
ッチング薬液中の不純物の影響と、作業中の汚染を考慮
する必要がある。また必要とするエッチング液の量が多
いために不純物の検出下限が低く、不純物を濃縮する必
要もある。
ては、エッチング液を選択することによりバルク中の不
純物の分析は可能である。例えば、分析するシリコン基
板表面をフッ酸と硝酸等のエッチング液に浸し、そのエ
ッチング液自身を分析する。しかし、この方法では、エ
ッチング薬液中の不純物の影響と、作業中の汚染を考慮
する必要がある。また必要とするエッチング液の量が多
いために不純物の検出下限が低く、不純物を濃縮する必
要もある。
【０００８】一方全反射蛍光Ｘ線分析法は、シリコン表
面にＸ線を全反射する様な条件で照射し、発生する蛍光
Ｘ線を検出することにより元素分析を行う方法である。
その方法は、上述した方法の問題点を解消することがで
きるが、定量方法及び検出下限において、シリコン基板
表面の不純物定量分析法としては完成技術とはなってい
ないのが現状である。
面にＸ線を全反射する様な条件で照射し、発生する蛍光
Ｘ線を検出することにより元素分析を行う方法である。
その方法は、上述した方法の問題点を解消することがで
きるが、定量方法及び検出下限において、シリコン基板
表面の不純物定量分析法としては完成技術とはなってい
ないのが現状である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように上述した従
来のシリコン基板表面の不純物の分析法では、バルク中
の不純物を分析する場合、いったん不純物をシリコン酸
化膜中に導入し、そのシリコン酸化膜をフッ酸系のエッ
チング媒体によりエッチングする必要がある。特に酸化
膜の形成を熱酸化により行う場合には、酸化炉からの汚
染による定量精度の劣化、不純物の基板内部への拡散、
あるいは表面からの揮散等により不純物の再分布が発生
し、目的とする測定ができない等の問題点がある。
来のシリコン基板表面の不純物の分析法では、バルク中
の不純物を分析する場合、いったん不純物をシリコン酸
化膜中に導入し、そのシリコン酸化膜をフッ酸系のエッ
チング媒体によりエッチングする必要がある。特に酸化
膜の形成を熱酸化により行う場合には、酸化炉からの汚
染による定量精度の劣化、不純物の基板内部への拡散、
あるいは表面からの揮散等により不純物の再分布が発生
し、目的とする測定ができない等の問題点がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体基板表面
の不純物の分析方法は、シリコン基板表面を酸化窒素ガ
スとフッ酸蒸気により酸化すると共にエッチングする工
程と、前記基板表面に純水を滴下したのち前記エッチン
グ物を純水と共に回収する工程と、この回収されたエッ
チング物を原子吸光分析法により定量する工程とを含む
ものである。
の不純物の分析方法は、シリコン基板表面を酸化窒素ガ
スとフッ酸蒸気により酸化すると共にエッチングする工
程と、前記基板表面に純水を滴下したのち前記エッチン
グ物を純水と共に回収する工程と、この回収されたエッ
チング物を原子吸光分析法により定量する工程とを含む
ものである。
【００１１】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例に用いる反応容器の模式断
面図である。
る。図１は本発明の一実施例に用いる反応容器の模式断
面図である。
【００１２】シリコン基板６は反応容器１中の支持台５
上に水平に置き、測定する面を上にする。反応容器１は
密閉する。反応容器１中にはビーカ２を設置し、このビ
ーカ２の中には５０％ＨＦ水溶液と７０％硝酸とを１：
１の比率で混合した反応溶液３を入れる。更に触媒４と
してシリコン片をこの反応溶液３中に入れ、酸化窒素
（ＮＯX ）ガスとＨＦ蒸気を発生させる。発生したＮＯ
X ・ＨＦ混合ガス８はシリコン基板６の表面に達し、表
面を酸化すると共に、その酸化膜をエッチングする。
上に水平に置き、測定する面を上にする。反応容器１は
密閉する。反応容器１中にはビーカ２を設置し、このビ
ーカ２の中には５０％ＨＦ水溶液と７０％硝酸とを１：
１の比率で混合した反応溶液３を入れる。更に触媒４と
してシリコン片をこの反応溶液３中に入れ、酸化窒素
（ＮＯX ）ガスとＨＦ蒸気を発生させる。発生したＮＯ
X ・ＨＦ混合ガス８はシリコン基板６の表面に達し、表
面を酸化すると共に、その酸化膜をエッチングする。
【００１３】図２はシリコン基板６の表面のエッチング
量とエッチング時間の関係を示す。エッチング量とエッ
チング時間には良好な相関があり、正確にシリコン基板
の深さ方向のエッチングが可能であることが分る。
量とエッチング時間の関係を示す。エッチング量とエッ
チング時間には良好な相関があり、正確にシリコン基板
の深さ方向のエッチングが可能であることが分る。
【００１４】エッチング後のシリコン基板６上のエッチ
ング物、すなわち反応生成物は微小な液滴となっている
が、この反応物はマイクロピペットで回収できるような
液滴にはならないので純水７を約１００μｌ加えて、全
体に行きわたるように基板を回し、反応生成物を集め、
その後ＡＡＳ分析を実施する。
ング物、すなわち反応生成物は微小な液滴となっている
が、この反応物はマイクロピペットで回収できるような
液滴にはならないので純水７を約１００μｌ加えて、全
体に行きわたるように基板を回し、反応生成物を集め、
その後ＡＡＳ分析を実施する。
【００１５】図３に従来の気相分解とＡＡＳを用いる方
法でシリコン基板の表面分析を行った場合と、本実施例
によりシリコン基板の表面及びバルクを分析した結果を
示す。鉄（Ｆｅ）と銅（Ｃｕ）について分析した結果、
Ｆｅにおいては従来例においてもほぼ完全に回収が可能
であるがＣｕの場合は従来例では本実施例の１／５０程
度しか回収できないことが分る。
法でシリコン基板の表面分析を行った場合と、本実施例
によりシリコン基板の表面及びバルクを分析した結果を
示す。鉄（Ｆｅ）と銅（Ｃｕ）について分析した結果、
Ｆｅにおいては従来例においてもほぼ完全に回収が可能
であるがＣｕの場合は従来例では本実施例の１／５０程
度しか回収できないことが分る。
【００１６】このことは、Ｆｅは大部分がシリコン基板
の表面に存在しているため、ほとんどが酸化膜中に捕獲
されて分析されるのに対し、Ｃｕはシリコンのバルクの
中に拡散してゆくために表面に存在する量は少なく、バ
ルク中に留っているものが多いことを示している。この
ことは本実施例の分析方法により確認できるものであ
る。
の表面に存在しているため、ほとんどが酸化膜中に捕獲
されて分析されるのに対し、Ｃｕはシリコンのバルクの
中に拡散してゆくために表面に存在する量は少なく、バ
ルク中に留っているものが多いことを示している。この
ことは本実施例の分析方法により確認できるものであ
る。
【００１７】また、本実施例を繰返し行うことにより、
シリコン表面から深さ方向の不純物の分布より精度良く
分析することができる。
シリコン表面から深さ方向の不純物の分布より精度良く
分析することができる。
【００１８】尚、上記実施例においては、酸化及びエッ
チング反応を反応容器の中で行ったが、図４に示すよう
に、キャリアガスを用いることにより反応容器を用いな
いで行うことができる。
チング反応を反応容器の中で行ったが、図４に示すよう
に、キャリアガスを用いることにより反応容器を用いな
いで行うことができる。
【００１９】すなわち、容器１２中に触媒４及びフッ酸
と硝酸からなる反応容液３を入れ、上部から高純度のＮ
2 ガスを送り、発生したＮＯX ・ＨＦ混合ガス８Ａをラ
ッパ状のガス導出管１０よりふき出させ、支持台９に支
持されたシリコン基板６の表面に均一にあて、酸化及び
エッチング行う。
と硝酸からなる反応容液３を入れ、上部から高純度のＮ
2 ガスを送り、発生したＮＯX ・ＨＦ混合ガス８Ａをラ
ッパ状のガス導出管１０よりふき出させ、支持台９に支
持されたシリコン基板６の表面に均一にあて、酸化及び
エッチング行う。
【００２０】この容器を用いる場合は、図１に示した容
器の場合に比べ、シリコン基板の表面を短時間で均一
に、かつ作業中の汚染なしにエッチングが可能になる利
点がある。
器の場合に比べ、シリコン基板の表面を短時間で均一
に、かつ作業中の汚染なしにエッチングが可能になる利
点がある。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、酸化窒素
ガスとフッ酸蒸気によりシリコン基板の表面を制御性良
くエッチングし、その反応物を回収することによりシリ
コン基板表面の不純物を精度良く分析できるという効果
がある。
ガスとフッ酸蒸気によりシリコン基板の表面を制御性良
くエッチングし、その反応物を回収することによりシリ
コン基板表面の不純物を精度良く分析できるという効果
がある。
【００２２】また本発明の方法を繰返し行うことによ
り、シリコン基板の表面から深さ方向の不純物の分布も
知ることができ、深さ方向のプロファイルも観察できる
という効果がある。
り、シリコン基板の表面から深さ方向の不純物の分布も
知ることができ、深さ方向のプロファイルも観察できる
という効果がある。
【図１】本発明の実施例を説明するための反応容器の模
式断面図。
式断面図。
【図２】実施例によるエッチング時間とエッチング量と
の関係を示す図。
の関係を示す図。
【図３】実施例と従来例による分析結果を示す図。
【図４】実施例に用いる他の容器の模式断面図。
１ 反応容器 ２ ビーカー ３ 反応溶液 ４ 触媒 ５ 支持台 ６ シリコン基板 ７ 純水 ８ ＮＯX ・ＨＦ混合ガス ９ 支持台 １０ ガス導入管 １１ Ｎ2 ガス １２ 容器
Claims (1)
- 【請求項１】 シリコン基板表面を酸化窒素ガスとフッ
酸蒸気により酸化すると共にエッチングする工程と、前
記基板表面に純水を滴下したのち前記エッチング物を純
水と共に回収する工程と、この回収されたエッチング物
を原子吸光分析法により定量する工程とを含むことを特
徴とする半導体基板表面の不純物の分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31593091A JPH05211223A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 半導体基板表面の不純物の分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31593091A JPH05211223A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 半導体基板表面の不純物の分析方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05211223A true JPH05211223A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=18071314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31593091A Pending JPH05211223A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 半導体基板表面の不純物の分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05211223A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7165560B2 (en) * | 2003-02-20 | 2007-01-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Etching method, etching apparatus, and method for manufacturing semiconductor device |
| WO2011083719A1 (ja) * | 2010-01-06 | 2011-07-14 | 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エッチング装置、ならびにシリコンウェーハの金属汚染分析方法 |
| JP2012069855A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Sumco Corp | 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 |
| JP2015063679A (ja) * | 2013-08-30 | 2015-04-09 | 学校法人東京電機大学 | 発光材料の製造方法 |
-
1991
- 1991-11-29 JP JP31593091A patent/JPH05211223A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7165560B2 (en) * | 2003-02-20 | 2007-01-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Etching method, etching apparatus, and method for manufacturing semiconductor device |
| WO2011083719A1 (ja) * | 2010-01-06 | 2011-07-14 | 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エッチング装置、ならびにシリコンウェーハの金属汚染分析方法 |
| JP2012069855A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Sumco Corp | 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 |
| JP2015063679A (ja) * | 2013-08-30 | 2015-04-09 | 学校法人東京電機大学 | 発光材料の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990928 |