JPH0820433B2 - シリコン中の酸素濃度測定方法 - Google Patents
シリコン中の酸素濃度測定方法Info
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- JPH0820433B2 JPH0820433B2 JP40673990A JP40673990A JPH0820433B2 JP H0820433 B2 JPH0820433 B2 JP H0820433B2 JP 40673990 A JP40673990 A JP 40673990A JP 40673990 A JP40673990 A JP 40673990A JP H0820433 B2 JPH0820433 B2 JP H0820433B2
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- measuring
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコン中の酸素濃度
測定方法に係り、特に不活性ガス溶解分析法および真空
溶解法による酸素濃度測定に用いられる試料の保存方法
に関する。
測定方法に係り、特に不活性ガス溶解分析法および真空
溶解法による酸素濃度測定に用いられる試料の保存方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体技術の進歩、特に微細加工
技術の進歩により、素子の高集積化、微細化は進む一方
である。
技術の進歩により、素子の高集積化、微細化は進む一方
である。
【０００３】このようななかで、基板として用いられる
シリコンの純度は素子特性を大きく左右し、極めて大き
な問題となる。
シリコンの純度は素子特性を大きく左右し、極めて大き
な問題となる。
【０００４】シリコンの純度を測定するためにいろいろ
な面での測定がなされているが、なかでもシリコン中の
酸素濃度はデバイスの設計に大きな影響を与えるため、
精度を得るために種々の方法が研究されている。
な面での測定がなされているが、なかでもシリコン中の
酸素濃度はデバイスの設計に大きな影響を与えるため、
精度を得るために種々の方法が研究されている。
【０００５】シリコン中の酸素濃度の測定には、荷電粒
子による放射化分析法や二次イオン質量分析法、赤外吸
収法、不活性ガス溶解分析法あるいは真空溶解法が用い
られている。
子による放射化分析法や二次イオン質量分析法、赤外吸
収法、不活性ガス溶解分析法あるいは真空溶解法が用い
られている。
【０００６】これらの方法のうち、不活性ガス溶解分析
法あるいは真空溶解法では、所定の大きさのシリコンを
不活性ガスあるいは真空中で加熱溶融せしめ、溶融時に
発生する酸素を一酸化炭素または二酸化炭素のかたちで
測定するという方法がとられる。
法あるいは真空溶解法では、所定の大きさのシリコンを
不活性ガスあるいは真空中で加熱溶融せしめ、溶融時に
発生する酸素を一酸化炭素または二酸化炭素のかたちで
測定するという方法がとられる。
【０００７】この方法を採用するにあたって、従来はシ
リコンをウエハ状にスライスしたものを所定の大きさに
ダイシングしこれを数枚程度重ねたものを試料として用
いている。
リコンをウエハ状にスライスしたものを所定の大きさに
ダイシングしこれを数枚程度重ねたものを試料として用
いている。
【０００８】この場合、試料を作成してから測定まで
に、試料は大気中に晒されるため、室温でも、表面に酸
化膜が形成される（森田他：Ｓｉ表面自然酸化膜形成工
程．８ｔｈ Ｓｙｎｐｏｓｉｕｍ ｏｎ ＵＬＳＩ Ｕ
ｌｔｒａ Ｃｌｅａｎ Ｔｅｃｈｈｎｏｌｏｇｙ；１６
９，１９８９）。また、長時間保存すると微少量の酸素
によってさえも酸化膜が成長してしまうという問題があ
る。
に、試料は大気中に晒されるため、室温でも、表面に酸
化膜が形成される（森田他：Ｓｉ表面自然酸化膜形成工
程．８ｔｈ Ｓｙｎｐｏｓｉｕｍ ｏｎ ＵＬＳＩ Ｕ
ｌｔｒａ Ｃｌｅａｎ Ｔｅｃｈｈｎｏｌｏｇｙ；１６
９，１９８９）。また、長時間保存すると微少量の酸素
によってさえも酸化膜が成長してしまうという問題があ
る。
【０００９】このような酸化膜が表面に生成されると、
溶融のしかたにばらつきが生じる上、この表面の酸素が
大きく作用し酸素濃度の定量値が大きくばらつくことに
なり、高精度の内部酸素濃度を測定することができない
という問題があった。
溶融のしかたにばらつきが生じる上、この表面の酸素が
大きく作用し酸素濃度の定量値が大きくばらつくことに
なり、高精度の内部酸素濃度を測定することができない
という問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のシリ
コンの酸素濃度の測定に際しては、シリコンの保存に際
し、表面に酸化膜が生成され、これが測定精度にばらつ
きを生じる原因となっていた。
コンの酸素濃度の測定に際しては、シリコンの保存に際
し、表面に酸化膜が生成され、これが測定精度にばらつ
きを生じる原因となっていた。
【００１１】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、高精度の内部酸素濃度測定を行うことのできるシリ
コンの保存方法を提供することを目的とする。
で、高精度の内部酸素濃度測定を行うことのできるシリ
コンの保存方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】そこで本発明では、測定
しようとするシリコンを所望の大きさに切断したのち、
有機溶媒に浸漬しておくようにし、これを試料片とし
て、溶解させて発生する酸素濃度を測定するようにして
いる。
しようとするシリコンを所望の大きさに切断したのち、
有機溶媒に浸漬しておくようにし、これを試料片とし
て、溶解させて発生する酸素濃度を測定するようにして
いる。
【００１３】また本発明では測定しようとするシリコン
を所望の大きさに切断したのち、フッ酸処理により表面
の自然酸化膜を除去しこの直後に有機溶媒に浸漬し表面
の水素を有機溶媒で置換しておくようにし、これを試料
片として、溶解させて発生する一酸化炭素または二酸化
炭素を測定することにより試料内部の酸素濃度を測定す
るようにしている。
を所望の大きさに切断したのち、フッ酸処理により表面
の自然酸化膜を除去しこの直後に有機溶媒に浸漬し表面
の水素を有機溶媒で置換しておくようにし、これを試料
片として、溶解させて発生する一酸化炭素または二酸化
炭素を測定することにより試料内部の酸素濃度を測定す
るようにしている。
【００１４】望ましくは、この試料片をバルク状とす
る。
る。
【００１５】
【作用】上記方法によれば、測定しようとするシリコン
を有機溶媒に浸漬することにより、表面を有機溶媒の被
膜で被覆しているため、表面の汚染および酸化を防止
し、測定に際して表面の酸素の影響を排除することがで
きる上、溶融状態が一定でバラツキが少なくなり、測定
精度の向上をはかることが可能となる。
を有機溶媒に浸漬することにより、表面を有機溶媒の被
膜で被覆しているため、表面の汚染および酸化を防止
し、測定に際して表面の酸素の影響を排除することがで
きる上、溶融状態が一定でバラツキが少なくなり、測定
精度の向上をはかることが可能となる。
【００１６】また、この試料片の形状を直方体、立方体
あるいは球などのバルク状とすることにより、より表面
積を小さくすることができ、測定精度をさらに向上する
ことができる。
あるいは球などのバルク状とすることにより、より表面
積を小さくすることができ、測定精度をさらに向上する
ことができる。
【００１７】さらにまた、フッ酸処理により表面の自然
酸化膜を除去しこの直後に有機溶媒に浸漬し表面の酸素
を有機溶媒で置換しておくようにし、これを試料片とし
て、溶解させて発生する一酸化炭素または二酸化炭素を
測定することにより試料内部の酸素濃度を測定するよう
にすれば、有機溶媒自体から発生する水素、炭化水素水
等のガスは赤外線検出器の一酸化炭素または二酸化炭素
の検出波長とは大きく異なり、また熱伝導度検出器にあ
っては試料から放出される各ガスの脱離温度が異なり、
誤動作の原因となることもないため、測定精度をさらに
向上することができる。
酸化膜を除去しこの直後に有機溶媒に浸漬し表面の酸素
を有機溶媒で置換しておくようにし、これを試料片とし
て、溶解させて発生する一酸化炭素または二酸化炭素を
測定することにより試料内部の酸素濃度を測定するよう
にすれば、有機溶媒自体から発生する水素、炭化水素水
等のガスは赤外線検出器の一酸化炭素または二酸化炭素
の検出波長とは大きく異なり、また熱伝導度検出器にあ
っては試料から放出される各ガスの脱離温度が異なり、
誤動作の原因となることもないため、測定精度をさらに
向上することができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ詳細に説明する。
つつ詳細に説明する。
【００１９】実施例１ まず、図１にフローチャートを示すように、ダイシング
によりバルク状のシリコン１を得た後、アセトンを用い
た超音波洗浄を用いて脱脂処理を行い（ステップ１０
１）、さらにフッ酸と硝酸（１：４）のエッチングによ
る表面平滑化処理工程（ステップ１０２）、水洗工程
（ステップ１０３）、自然酸化膜除去のためのフッ酸溶
液中での超音波洗浄工程（ステップ１０４）、水洗工程
（ステップ１０５）、アセトン中での２回の超音波洗浄
工程（ステップ１０６）を経て、試料を大気中に保存す
る。
によりバルク状のシリコン１を得た後、アセトンを用い
た超音波洗浄を用いて脱脂処理を行い（ステップ１０
１）、さらにフッ酸と硝酸（１：４）のエッチングによ
る表面平滑化処理工程（ステップ１０２）、水洗工程
（ステップ１０３）、自然酸化膜除去のためのフッ酸溶
液中での超音波洗浄工程（ステップ１０４）、水洗工程
（ステップ１０５）、アセトン中での２回の超音波洗浄
工程（ステップ１０６）を経て、試料を大気中に保存す
る。
【００２０】このときの自然酸化膜の成長を測定した結
果を図２に曲線Ａ，Ｂ，Ｃで示す。この結果から明らか
なように１０5 分経過後もほとんど自然酸化膜の生成は
みられなかった。曲線Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ不純物濃度
１０15cm-3の（１００）ｎ型シリコン、不純物濃度１０
20cm-3の（１００）ｎ+ 型シリコン、不純物濃度１０20
cm-3の（１００）ｐ+ 型シリコンについて、アセトン中
での２回の超音波洗浄工程後１０5 分経過した後に自然
酸化膜の膜厚を測定した結果を示す。
果を図２に曲線Ａ，Ｂ，Ｃで示す。この結果から明らか
なように１０5 分経過後もほとんど自然酸化膜の生成は
みられなかった。曲線Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ不純物濃度
１０15cm-3の（１００）ｎ型シリコン、不純物濃度１０
20cm-3の（１００）ｎ+ 型シリコン、不純物濃度１０20
cm-3の（１００）ｐ+ 型シリコンについて、アセトン中
での２回の超音波洗浄工程後１０5 分経過した後に自然
酸化膜の膜厚を測定した結果を示す。
【００２１】比較のためにステップ１０４まですなわち
脱脂処理、エッチング、水洗、フッ酸溶液中での超音波
洗浄のみでアセトンによる置換工程を行わなかった場合
の、各試料すなわち不純物濃度１０15cm-3の（１００）
ｎ型シリコン、不純物濃度１０20cm-3の（１００）ｎ+
型シリコン、不純物濃度１０20cm-3の（１００）ｐ+型
シリコンについて、１０5 分経過した後の表面酸化膜の
膜厚の変化を測定した結果を曲線ａ，ｂ，ｃで示す。
脱脂処理、エッチング、水洗、フッ酸溶液中での超音波
洗浄のみでアセトンによる置換工程を行わなかった場合
の、各試料すなわち不純物濃度１０15cm-3の（１００）
ｎ型シリコン、不純物濃度１０20cm-3の（１００）ｎ+
型シリコン、不純物濃度１０20cm-3の（１００）ｐ+型
シリコンについて、１０5 分経過した後の表面酸化膜の
膜厚の変化を測定した結果を曲線ａ，ｂ，ｃで示す。
【００２２】これらの比較から、アセトンによる置換に
よって自然酸化膜の成長は大幅に抑制されていることが
わかる。
よって自然酸化膜の成長は大幅に抑制されていることが
わかる。
【００２３】図３に示すように、この様にして得られた
縦５mm横５mm高さ５mmのバルク状のシリコン１を２個カ
ーボン製のるつぼ２に入れ、キャリアガスとしてＨｅガ
スを流しながら、シリコンの融点（１４２０℃）以上に
加熱し、シリコン中の酸素とるつぼのカーボンとの反応
によって生成される一酸化炭素ＣＯまたは二酸化炭素Ｃ
Ｏ2 の濃度を赤外線検出器３で検出する。
縦５mm横５mm高さ５mmのバルク状のシリコン１を２個カ
ーボン製のるつぼ２に入れ、キャリアガスとしてＨｅガ
スを流しながら、シリコンの融点（１４２０℃）以上に
加熱し、シリコン中の酸素とるつぼのカーボンとの反応
によって生成される一酸化炭素ＣＯまたは二酸化炭素Ｃ
Ｏ2 の濃度を赤外線検出器３で検出する。
【００２４】この測定結果を、図３に示すようにこの方
法によれば極めてばらつきのすくない測定値を得ること
ができることがわかる。
法によれば極めてばらつきのすくない測定値を得ること
ができることがわかる。
【００２５】このように、本発明の方法によれば測定値
のばらつきを大幅に低減することができることがわか
る。
のばらつきを大幅に低減することができることがわか
る。
【００２６】また、窒素ガス中、空気中、石油ベンゼ
ン、アセトン、フッ化炭素溶液中で保持した場合および
前処理直後の試料表面の酸素および炭素およびシリコン
の原子数濃度を図４に示す。
ン、アセトン、フッ化炭素溶液中で保持した場合および
前処理直後の試料表面の酸素および炭素およびシリコン
の原子数濃度を図４に示す。
【００２７】この結果からも、空気中で保持した場合に
比べ、石油ベンゼン、アセトン、フッ化水素溶液等の有
機溶媒中で保持した場合、酸化を大幅に抑制することが
できることがわかる。
比べ、石油ベンゼン、アセトン、フッ化水素溶液等の有
機溶媒中で保持した場合、酸化を大幅に抑制することが
できることがわかる。
【００２８】なお、前記実施例では有機溶媒としてアセ
トンを用いた例について説明したが、トリクロロエチレ
ン、アルコール、石油ベンゼン等他の有機溶媒を用いて
も良いことはいうまでもない。
トンを用いた例について説明したが、トリクロロエチレ
ン、アルコール、石油ベンゼン等他の有機溶媒を用いて
も良いことはいうまでもない。
【００２９】なお、前記実施例では赤外線検出器を用い
て酸素濃度を測定したが、熱伝導度検出器を用いて測定
する場合にも有効であることはいうまでもない。
て酸素濃度を測定したが、熱伝導度検出器を用いて測定
する場合にも有効であることはいうまでもない。
【００３０】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の方法
によれば、測定しようとするシリコン表面を有機溶媒に
浸漬したのち保存するようにしているため、表面酸化を
防止し高精度の酸素濃度測定を行うことができる。
によれば、測定しようとするシリコン表面を有機溶媒に
浸漬したのち保存するようにしているため、表面酸化を
防止し高精度の酸素濃度測定を行うことができる。
【図１】本発明実施例の方法を示すフローチャート図。
【図２】本発明実施例の保存方法を用いた場合と従来例
の方法とによる表面酸化膜の膜厚と経過時間との関係を
示す図である。
の方法とによる表面酸化膜の膜厚と経過時間との関係を
示す図である。
【図３】本発明実施例の酸素濃度の測定方法を示す図で
ある。
ある。
【図４】窒素ガス中、空気中、石油ベンゼン、アセト
ン、フッ化炭素溶液中で保持した場合および前処理直後
の試料表面の酸素および炭素およびシリコンの原子数濃
度を従来例の方法で得られた酸素濃度の測定結果を示す
図である。
ン、フッ化炭素溶液中で保持した場合および前処理直後
の試料表面の酸素および炭素およびシリコンの原子数濃
度を従来例の方法で得られた酸素濃度の測定結果を示す
図である。
１ 試料（シリコン） ２ るつぼ ３ 赤外線検出器
Claims (4)
- 【請求項１】測定しようとするシリコンを所望の大きさ
に切断する試料片作成工程と、 切断後直ちに、前記試料片を有機溶媒に浸漬し、表面を
有機溶媒の被膜で被覆する工程と、 前記試料片を黒鉛るつぼにいれ不活性ガス中または真空
中で加熱溶解させ、発生する酸素濃度を測定する酸素濃
度測定工程とを含むことを特徴とするシリコン中の酸素
濃度測定方法。 - 【請求項２】前記有機溶媒はアセトンであることを特徴
とする請求項１に記載のシリコン中の酸素濃度測定方
法。 - 【請求項３】前記有機溶媒はトリクロルエチレンである
ことを特徴とする請求項１に記載のシリコン中の酸素濃
度測定方法。 - 【請求項４】測定しようとするシリコンを所望の大きさ
に切断する試料片作成工程と、 前記試料片の表面の自然酸化膜を除去する自然酸化膜除
去工程と前記自然酸化膜除去後直ちに試料片を有機溶媒
に浸漬し、表面を有機溶媒の被膜で被覆する工程と、 前記試料片をを黒鉛るつぼにいれ不活性ガス中または真
空中で加熱溶解させ、発生する一酸化炭素を測定するこ
とにより試料内部の酸素濃度を測定する酸素濃度測定工
程とを含むことを特徴とするシリコン中の酸素濃度測定
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40673990A JPH0820433B2 (ja) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | シリコン中の酸素濃度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40673990A JPH0820433B2 (ja) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | シリコン中の酸素濃度測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04223265A JPH04223265A (ja) | 1992-08-13 |
| JPH0820433B2 true JPH0820433B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=18516360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40673990A Expired - Lifetime JPH0820433B2 (ja) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | シリコン中の酸素濃度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820433B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111579340A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-25 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 超高纯铝/铝合金样品的预处理方法及氧含量检测方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111912811B (zh) * | 2020-08-05 | 2023-07-25 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 测量单晶硅中元素含量的方法及装置 |
| CN111965129A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-11-20 | 西安奕斯伟硅片技术有限公司 | 测量单晶硅间隙氧含量的方法及装置 |
-
1990
- 1990-12-26 JP JP40673990A patent/JPH0820433B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111579340A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-25 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 超高纯铝/铝合金样品的预处理方法及氧含量检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04223265A (ja) | 1992-08-13 |
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