JPH08330271A - シリコンウエーハ表面のエッチング方法及び装置 - Google Patents
シリコンウエーハ表面のエッチング方法及び装置Info
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シリコンウエーハ表面あるいは表層の重金属
不純物の高感度分析に好適で、エッチング量のウエーハ
面内均一性が高く、かつ面荒れを生じないシリコンウエ
ーハ表面のエッチング方法を提供する。 【構成】 密閉容器内１にシリコンウエーハＷをシリコ
ンウエーハ保持手段２で水平に保持するとともに、該保
持手段２を冷却手段１２で冷却し、密閉容器１内に設け
られた貯蔵容器４に高純度硝酸を貯蔵し、貯蔵容器４を
加熱手段５で加熱して硝酸のガスを発生させ、該ガスを
シリコンウエーハＷ表面に結露させて薄膜を形成するこ
とによりシリコンウエーハＷ表面を親水性とした後、高
純度弗化水素酸を酸滴下手段６により貯蔵容器４内の高
純度硝酸に滴下して弗化水素酸のガスを発生させ、該ガ
スをシリコンウエーハＷ表面に形成されている第１成分
の酸の薄膜に取り込ませることによりシリコンウエーハ
Ｗ表面の面状態を良好に保ちながらエッチングする。
不純物の高感度分析に好適で、エッチング量のウエーハ
面内均一性が高く、かつ面荒れを生じないシリコンウエ
ーハ表面のエッチング方法を提供する。 【構成】 密閉容器内１にシリコンウエーハＷをシリコ
ンウエーハ保持手段２で水平に保持するとともに、該保
持手段２を冷却手段１２で冷却し、密閉容器１内に設け
られた貯蔵容器４に高純度硝酸を貯蔵し、貯蔵容器４を
加熱手段５で加熱して硝酸のガスを発生させ、該ガスを
シリコンウエーハＷ表面に結露させて薄膜を形成するこ
とによりシリコンウエーハＷ表面を親水性とした後、高
純度弗化水素酸を酸滴下手段６により貯蔵容器４内の高
純度硝酸に滴下して弗化水素酸のガスを発生させ、該ガ
スをシリコンウエーハＷ表面に形成されている第１成分
の酸の薄膜に取り込ませることによりシリコンウエーハ
Ｗ表面の面状態を良好に保ちながらエッチングする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウエーハ表
面、該表面に形成された薄膜中、及び表層の超微量金属
不純物を分析するためのエッチング方法および装置に関
し、特にはシリコンウエーハ表層に存在する超微量金属
不純物を分析するためのエッチング方法及び装置に関す
るものである。
面、該表面に形成された薄膜中、及び表層の超微量金属
不純物を分析するためのエッチング方法および装置に関
し、特にはシリコンウエーハ表層に存在する超微量金属
不純物を分析するためのエッチング方法及び装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】シリコンウエーハ表面や表層、あるいは
その表面に形成された薄膜中の金属不純物は半導体素子
の電気特性に悪影響を与えることが知られている。この
ため、従来からシリコンウエーハ表面や表層、あるいは
その表面に形成された熱酸化膜等の薄膜中の金属不純物
を分析する方法が検討されて来た。従来検討されている
代表的な方法は気相分解法と呼ばれるもので、例えば特
公平６−５８９２７号公報には、半導体薄膜中の不純物
分析方法及び分析用分解試料液の回収装置として、密閉
容器内にウエーハを垂直に載置して弗化水素蒸気で半導
体表面の薄膜を分解し、分解液を下部に設けた回収容器
に回収し分析するものが開示されている。また、特公平
５−４３２８９号公報には、半導体薄膜の分解方法及び
装置として、ウエーハを水平に載置してウエーハの片面
のみを弗化水素の蒸気にさらし、薄膜の分解を行うもの
が開示されている。これらの発明は、いずれも半導体基
板表面の薄膜の分解に弗化水素ガスを用いており、シリ
コンウエーハ表面の自然酸化膜あるいは熱酸化膜といっ
た薄膜の分解は可能ではあるが、弗化水素ガスにはシリ
コン自体に対するエッチング効果がなく、したがってウ
エーハ表面近傍すなわち表層の不純物を回収することは
出来ない。
その表面に形成された薄膜中の金属不純物は半導体素子
の電気特性に悪影響を与えることが知られている。この
ため、従来からシリコンウエーハ表面や表層、あるいは
その表面に形成された熱酸化膜等の薄膜中の金属不純物
を分析する方法が検討されて来た。従来検討されている
代表的な方法は気相分解法と呼ばれるもので、例えば特
公平６−５８９２７号公報には、半導体薄膜中の不純物
分析方法及び分析用分解試料液の回収装置として、密閉
容器内にウエーハを垂直に載置して弗化水素蒸気で半導
体表面の薄膜を分解し、分解液を下部に設けた回収容器
に回収し分析するものが開示されている。また、特公平
５−４３２８９号公報には、半導体薄膜の分解方法及び
装置として、ウエーハを水平に載置してウエーハの片面
のみを弗化水素の蒸気にさらし、薄膜の分解を行うもの
が開示されている。これらの発明は、いずれも半導体基
板表面の薄膜の分解に弗化水素ガスを用いており、シリ
コンウエーハ表面の自然酸化膜あるいは熱酸化膜といっ
た薄膜の分解は可能ではあるが、弗化水素ガスにはシリ
コン自体に対するエッチング効果がなく、したがってウ
エーハ表面近傍すなわち表層の不純物を回収することは
出来ない。
【０００３】シリコンウエーハ表層の金属不純物評価方
法としては、例えば特公平５−４４８３０号公報や特公
平５−３１９４０号公報に開示されているような、特殊
な反応装置内で低温の酸化を行うとともに、形成した酸
化膜の気相分解を同じ装置で引き続き行うものがある。
この方法では、特殊な反応装置が必要であるとともに、
金属不純物の酸化膜への取り込まれ方に元素間で差があ
るために一部の元素については高感度の評価が出来ない
欠点がある。
法としては、例えば特公平５−４４８３０号公報や特公
平５−３１９４０号公報に開示されているような、特殊
な反応装置内で低温の酸化を行うとともに、形成した酸
化膜の気相分解を同じ装置で引き続き行うものがある。
この方法では、特殊な反応装置が必要であるとともに、
金属不純物の酸化膜への取り込まれ方に元素間で差があ
るために一部の元素については高感度の評価が出来ない
欠点がある。
【０００４】他方、シリコンウエーハを弗化水素酸と硝
酸の混酸でエッチングし、エッチング液を回収して回収
液中の金属不純物を分析することが知られている。例え
ば特公平５−３０２０９号公報や特公平３−５７４２２
号公報には、試料分解装置及びそれを用いた試料分解方
法として、シリコンウエーハを純水中に入れた容器を密
閉容器内に載置し、該密閉容器内に載置した弗化水素酸
溶液と硝酸との容器を加熱して酸のガスを発生させ、ウ
エーハをエッチングして純水中に溶出した金属不純物を
フレームレス原子吸光分析装置で分析するものが開示さ
れている。しかしながら、実施例でシリコンウエーハ全
体をエッチングしているように、この方法ではシリコン
ウエーハが純水中に入れられているためエッチング量の
コントロールが難しく、ウエーハ表層の分析を精度よく
行うことは出来ない。
酸の混酸でエッチングし、エッチング液を回収して回収
液中の金属不純物を分析することが知られている。例え
ば特公平５−３０２０９号公報や特公平３−５７４２２
号公報には、試料分解装置及びそれを用いた試料分解方
法として、シリコンウエーハを純水中に入れた容器を密
閉容器内に載置し、該密閉容器内に載置した弗化水素酸
溶液と硝酸との容器を加熱して酸のガスを発生させ、ウ
エーハをエッチングして純水中に溶出した金属不純物を
フレームレス原子吸光分析装置で分析するものが開示さ
れている。しかしながら、実施例でシリコンウエーハ全
体をエッチングしているように、この方法ではシリコン
ウエーハが純水中に入れられているためエッチング量の
コントロールが難しく、ウエーハ表層の分析を精度よく
行うことは出来ない。
【０００５】この点を解決するために、シリコンウエー
ハ表層のみを分析するための方法として、特開平５−２
１１２２３号公報では密閉容器内にシリコンウエーハを
水平に載置し、弗化水素酸と硝酸の混酸にガス発生用の
触媒としてシリコン片を入れてＮＯX とＨＦの混合ガス
を発生させ、シリコンウエーハ表面のエッチングを行
い、エッチング後の表面に純水を滴下して不純物を回収
し原子吸光で分析するものが開示されている。また、特
開平６−２１３８０５号公報には、混酸中の硝酸及び弗
化水素の含有量を規定し、混酸を加熱してシリコンウエ
ーハ表面のエッチングを行い、薬液を使わずに結露液を
回収し分析する方法が開示されている。
ハ表層のみを分析するための方法として、特開平５−２
１１２２３号公報では密閉容器内にシリコンウエーハを
水平に載置し、弗化水素酸と硝酸の混酸にガス発生用の
触媒としてシリコン片を入れてＮＯX とＨＦの混合ガス
を発生させ、シリコンウエーハ表面のエッチングを行
い、エッチング後の表面に純水を滴下して不純物を回収
し原子吸光で分析するものが開示されている。また、特
開平６−２１３８０５号公報には、混酸中の硝酸及び弗
化水素の含有量を規定し、混酸を加熱してシリコンウエ
ーハ表面のエッチングを行い、薬液を使わずに結露液を
回収し分析する方法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記した方法では、理
由は不明だが反応の初期に弗化水素ガスが多量に発生
し、この弗化水素ガスによりシリコン表面は水素終端さ
れ、ひいては部分的にシリコンウエーハ表面が疎水性と
なるためか、エッチングにむらが生じ易くウエーハ面内
でのエッチング量が均一にならない、あるいは面荒れを
生じるといった欠点がある。エッチング後のウエーハ表
面に面荒れが生じた場合には、特開平５−２１１２２３
号公報に開示された純水液滴による回収時にウエーハ面
内の液滴走査が困難になるし、特開平６−２１３８０５
号公報に開示された清浄ガスの吹き付けによる結露液の
回収も困難になる。
由は不明だが反応の初期に弗化水素ガスが多量に発生
し、この弗化水素ガスによりシリコン表面は水素終端さ
れ、ひいては部分的にシリコンウエーハ表面が疎水性と
なるためか、エッチングにむらが生じ易くウエーハ面内
でのエッチング量が均一にならない、あるいは面荒れを
生じるといった欠点がある。エッチング後のウエーハ表
面に面荒れが生じた場合には、特開平５−２１１２２３
号公報に開示された純水液滴による回収時にウエーハ面
内の液滴走査が困難になるし、特開平６−２１３８０５
号公報に開示された清浄ガスの吹き付けによる結露液の
回収も困難になる。
【０００７】本発明は上記の問題を解消し、シリコンウ
エーハ表面あるいは表層の重金属不純物の高感度分析に
好適で、エッチング量のウエーハ面内均一性が高くかつ
面荒れを生じないシリコンウエーハの表面エッチング方
法及び装置を提供することを目的とする。
エーハ表面あるいは表層の重金属不純物の高感度分析に
好適で、エッチング量のウエーハ面内均一性が高くかつ
面荒れを生じないシリコンウエーハの表面エッチング方
法及び装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のシリコンウエー
ハ表面のエッチング方法は、密閉容器内にシリコンウエ
ーハを水平に保持し、該密閉容器内に第１成分の酸のガ
スを供給するか、または該密閉容器内で第１成分の酸の
ガスを発生させ、該ガスを前記シリコンウエーハ表面に
結露させて薄膜を形成することによりシリコンウエーハ
表面を親水性とした後、第２成分の酸のガスを前記密閉
容器内に供給するか、または該密閉容器内で第２成分の
酸のガスを発生させ、該ガスを前記シリコンウエーハ表
面に形成されている第１成分の酸の薄膜に取り込ませる
ことによりシリコンウエーハ表面をエッチングすること
を特徴とするものである。
ハ表面のエッチング方法は、密閉容器内にシリコンウエ
ーハを水平に保持し、該密閉容器内に第１成分の酸のガ
スを供給するか、または該密閉容器内で第１成分の酸の
ガスを発生させ、該ガスを前記シリコンウエーハ表面に
結露させて薄膜を形成することによりシリコンウエーハ
表面を親水性とした後、第２成分の酸のガスを前記密閉
容器内に供給するか、または該密閉容器内で第２成分の
酸のガスを発生させ、該ガスを前記シリコンウエーハ表
面に形成されている第１成分の酸の薄膜に取り込ませる
ことによりシリコンウエーハ表面をエッチングすること
を特徴とするものである。
【０００９】本発明のシリコンウエーハ表面のエッチン
グ方法において、密閉容器内に第１成分の酸のガスを供
給するには、密閉容器外に設けた酸貯蔵容器内の第１成
分の酸を加熱し、発生したガスを配管を介して密閉容器
内に供給する方法が採用できる。密閉容器内に第２成分
の酸のガスを供給する場合も、同様の方法に従えばよ
い。密閉容器内で第１成分の酸のガスを発生させるに
は、該密閉容器内に設けた貯蔵容器に第１成分の酸を貯
蔵し、該第１成分の酸を加熱する方法が採用できる。そ
れには、貯蔵容器を加熱するか、または加熱手段を第１
成分の酸に浸漬配備すればよい。また、加熱した第１成
分の酸の液面に第２成分の酸を滴下させることにより簡
便に、第２成分の酸を加熱してそのガスを発生させるこ
とができる。第１成分の酸のガスまたは、第２成分の酸
のガスをシリコンウエーハ表面に結露させるには、シリ
コンウエーハを冷却手段により適宜温度に冷却すること
が好ましい。第１成分の酸と第２成分の酸の組合せとし
ては、高純度硝酸／高純度弗化水素酸が好ましく用いら
れる。
グ方法において、密閉容器内に第１成分の酸のガスを供
給するには、密閉容器外に設けた酸貯蔵容器内の第１成
分の酸を加熱し、発生したガスを配管を介して密閉容器
内に供給する方法が採用できる。密閉容器内に第２成分
の酸のガスを供給する場合も、同様の方法に従えばよ
い。密閉容器内で第１成分の酸のガスを発生させるに
は、該密閉容器内に設けた貯蔵容器に第１成分の酸を貯
蔵し、該第１成分の酸を加熱する方法が採用できる。そ
れには、貯蔵容器を加熱するか、または加熱手段を第１
成分の酸に浸漬配備すればよい。また、加熱した第１成
分の酸の液面に第２成分の酸を滴下させることにより簡
便に、第２成分の酸を加熱してそのガスを発生させるこ
とができる。第１成分の酸のガスまたは、第２成分の酸
のガスをシリコンウエーハ表面に結露させるには、シリ
コンウエーハを冷却手段により適宜温度に冷却すること
が好ましい。第１成分の酸と第２成分の酸の組合せとし
ては、高純度硝酸／高純度弗化水素酸が好ましく用いら
れる。
【００１０】すなわち、本発明のシリコンウエーハ表面
のエッチング方法では、密閉容器内にシリコンウエーハ
を水平に保持し、該密閉容器内に設けた貯蔵容器に高純
度硝酸を貯蔵し、該硝酸を加熱してそのガスを発生さ
せ、該ガスをシリコンウエーハ表面に結露させて薄膜を
形成することによりシリコンウエーハ表面を親水性とし
た後、高純度弗化水素酸を前記貯蔵容器内の硝酸上に滴
下・加熱して該弗化水素酸のガスを発生させ、該ガスを
前記シリコンウエーハ表面に形成されている第１成分の
酸の薄膜に取り込ませることによりシリコンウエーハ表
面をエッチングすることが特に好ましい。以下、このエ
ッチング方法を硝酸・弗化水素酸法という。
のエッチング方法では、密閉容器内にシリコンウエーハ
を水平に保持し、該密閉容器内に設けた貯蔵容器に高純
度硝酸を貯蔵し、該硝酸を加熱してそのガスを発生さ
せ、該ガスをシリコンウエーハ表面に結露させて薄膜を
形成することによりシリコンウエーハ表面を親水性とし
た後、高純度弗化水素酸を前記貯蔵容器内の硝酸上に滴
下・加熱して該弗化水素酸のガスを発生させ、該ガスを
前記シリコンウエーハ表面に形成されている第１成分の
酸の薄膜に取り込ませることによりシリコンウエーハ表
面をエッチングすることが特に好ましい。以下、このエ
ッチング方法を硝酸・弗化水素酸法という。
【００１１】上記硝酸・弗化水素酸法によるエッチング
後において、シリコンウエーハ表面を「良好な面状態」
（後述の説明を参照）に保ち、かつ充分なエッチング速
度を得るためには、硝酸に対する弗化水素酸の滴下比率
すなわち添加比率が重要であり、該添加比率を硝酸１モ
ルに対し０．００８〜０．０３モルとし、弗化水素酸の
滴下による前記貯蔵容器内の硝酸・弗化水素酸混合液中
の水分の合計量は、硝酸１モルに対して１．４５〜１．
５５モルの割合とすることが好ましい。弗化水素酸の添
加比率が０．００８よりも少ない場合には充分なエッチ
ング速度が得られず、０．０３より多い場合にはシリコ
ンウエーハ表面が部分的に疎水性となりエッチング後に
良好な面状態が得られない。また、前記貯蔵容器内の硝
酸・弗化水素酸混合液中の水分の合計量が、硝酸１モル
に対して１．４５モル未満ではエッチング後に良好な面
状態を得にくくなり、１．５５モルを超えると充分なエ
ッチング速度が得られなくなる。
後において、シリコンウエーハ表面を「良好な面状態」
（後述の説明を参照）に保ち、かつ充分なエッチング速
度を得るためには、硝酸に対する弗化水素酸の滴下比率
すなわち添加比率が重要であり、該添加比率を硝酸１モ
ルに対し０．００８〜０．０３モルとし、弗化水素酸の
滴下による前記貯蔵容器内の硝酸・弗化水素酸混合液中
の水分の合計量は、硝酸１モルに対して１．４５〜１．
５５モルの割合とすることが好ましい。弗化水素酸の添
加比率が０．００８よりも少ない場合には充分なエッチ
ング速度が得られず、０．０３より多い場合にはシリコ
ンウエーハ表面が部分的に疎水性となりエッチング後に
良好な面状態が得られない。また、前記貯蔵容器内の硝
酸・弗化水素酸混合液中の水分の合計量が、硝酸１モル
に対して１．４５モル未満ではエッチング後に良好な面
状態を得にくくなり、１．５５モルを超えると充分なエ
ッチング速度が得られなくなる。
【００１２】硝酸・弗化水素酸法においては、硝酸の加
熱温度は９０〜１１０℃であることが好ましい。これ
は、９０℃より低いと硝酸ガスの蒸発効率が低く、シリ
コンウエーハ表面に薄膜を形成するための時間が長くな
るためであり、１１０℃より高いと弗化水素酸の添加時
に弗化水素ガスの発生が急激になり、エッチング後にお
いてシリコンウエーハ表面を良好な面状態に保てないか
らである。
熱温度は９０〜１１０℃であることが好ましい。これ
は、９０℃より低いと硝酸ガスの蒸発効率が低く、シリ
コンウエーハ表面に薄膜を形成するための時間が長くな
るためであり、１１０℃より高いと弗化水素酸の添加時
に弗化水素ガスの発生が急激になり、エッチング後にお
いてシリコンウエーハ表面を良好な面状態に保てないか
らである。
【００１３】本発明のエッチング方法におけるシリコン
ウエーハ表面あるいは表層のエッチング量は、含まれて
いる重金属不純物の濃度にもよるが、これを０．１〜
３．０μm とすることが好ましい。エッチング量が０．
１μm より少ないと不純物に対する感度が低下し、かつ
エッチング量の正確な測定が難しくなり、３．０μm よ
り多いとエッチングに時間を要することになる。
ウエーハ表面あるいは表層のエッチング量は、含まれて
いる重金属不純物の濃度にもよるが、これを０．１〜
３．０μm とすることが好ましい。エッチング量が０．
１μm より少ないと不純物に対する感度が低下し、かつ
エッチング量の正確な測定が難しくなり、３．０μm よ
り多いとエッチングに時間を要することになる。
【００１４】本発明エッチング方法において上記「良好
な面状態」とは、純水あるいは希弗化水素酸、希弗化水
素酸＋過酸化水素水、希塩酸＋過酸化水素水等の薬液に
よる液滴走査、あるいは清浄ガスの吹き付けによる凝結
水回収が容易に行える程度であって、触針式粗さ計で測
定した粗さがＲａ値で０．５〜５．０ｎｍの範囲にある
ものをいう。触針式粗さ計では、Ｒａ値で０．５ｎｍ未
満の測定は不可能であるので、測定可能な粗さであって
５．０ｎｍを超えないことが好ましい。また、「面状態
が良好」であると、深さ方向の金属不純物分布を高精度
に分析することが可能になる。
な面状態」とは、純水あるいは希弗化水素酸、希弗化水
素酸＋過酸化水素水、希塩酸＋過酸化水素水等の薬液に
よる液滴走査、あるいは清浄ガスの吹き付けによる凝結
水回収が容易に行える程度であって、触針式粗さ計で測
定した粗さがＲａ値で０．５〜５．０ｎｍの範囲にある
ものをいう。触針式粗さ計では、Ｒａ値で０．５ｎｍ未
満の測定は不可能であるので、測定可能な粗さであって
５．０ｎｍを超えないことが好ましい。また、「面状態
が良好」であると、深さ方向の金属不純物分布を高精度
に分析することが可能になる。
【００１５】また、本発明のシリコンウエーハ表面のエ
ッチング装置は、密閉容器と、該密閉容器内にシリコン
ウエーハを水平に保持する保持手段と、第１成分の酸を
貯蔵する酸貯蔵容器と、該酸貯蔵容器内の第１成分の酸
を加熱する加熱手段と、前記酸貯蔵容器に第２成分の酸
を滴下可能な酸滴下手段とを具備することを特徴とする
ものである。この装置は、上記硝酸・弗化水素酸法によ
るエッチングを実施するのに好適である。
ッチング装置は、密閉容器と、該密閉容器内にシリコン
ウエーハを水平に保持する保持手段と、第１成分の酸を
貯蔵する酸貯蔵容器と、該酸貯蔵容器内の第１成分の酸
を加熱する加熱手段と、前記酸貯蔵容器に第２成分の酸
を滴下可能な酸滴下手段とを具備することを特徴とする
ものである。この装置は、上記硝酸・弗化水素酸法によ
るエッチングを実施するのに好適である。
【００１６】前記酸貯蔵容器内の第１成分の酸を加熱す
る加熱手段は、電熱により前記酸貯蔵容器を加熱し、前
記密閉容器内壁を加熱する加熱手段も電熱により加熱す
るものであることが好ましい。これらの加熱手段、これ
らの加熱手段を電源に接続する電線は、四弗化エチレン
系樹脂で被覆するか、またはこれらの加熱手段を四弗化
エチレン系樹脂中に埋め込んだ構造とすることが好まし
い。前記密閉容器、シリコンウエーハ保持手段、酸貯蔵
容器、および酸滴下手段は四弗化エチレン系樹脂で被覆
するか、または四弗化エチレン系樹脂製とすることが好
ましい。このように、本発明のエッチング装置の要部表
面を四弗化エチレン系樹脂で形成することにより、エッ
チング工程におけるシリコンウエーハ表面の汚染を防止
することができる。
る加熱手段は、電熱により前記酸貯蔵容器を加熱し、前
記密閉容器内壁を加熱する加熱手段も電熱により加熱す
るものであることが好ましい。これらの加熱手段、これ
らの加熱手段を電源に接続する電線は、四弗化エチレン
系樹脂で被覆するか、またはこれらの加熱手段を四弗化
エチレン系樹脂中に埋め込んだ構造とすることが好まし
い。前記密閉容器、シリコンウエーハ保持手段、酸貯蔵
容器、および酸滴下手段は四弗化エチレン系樹脂で被覆
するか、または四弗化エチレン系樹脂製とすることが好
ましい。このように、本発明のエッチング装置の要部表
面を四弗化エチレン系樹脂で形成することにより、エッ
チング工程におけるシリコンウエーハ表面の汚染を防止
することができる。
【００１７】シリコンウエーハ保持手段は、ウエーハの
片面のみがエッチングされるようにウエーハより僅かに
大きな凹部が形成されていることが好ましい。シリコン
ウエーハ保持手段は、ウエーハの最外周部のみを押さえ
る構造になっていてもよい。酸滴下手段は四弗化エチレ
ン系樹脂製の管とし、滴下量の計量が可能な、第２成分
の酸を貯蔵する貯蔵容器を密閉容器の外部に設け、該貯
蔵容器と酸滴下手段を、弁を備えた配管により接続する
ことが好ましい。
片面のみがエッチングされるようにウエーハより僅かに
大きな凹部が形成されていることが好ましい。シリコン
ウエーハ保持手段は、ウエーハの最外周部のみを押さえ
る構造になっていてもよい。酸滴下手段は四弗化エチレ
ン系樹脂製の管とし、滴下量の計量が可能な、第２成分
の酸を貯蔵する貯蔵容器を密閉容器の外部に設け、該貯
蔵容器と酸滴下手段を、弁を備えた配管により接続する
ことが好ましい。
【００１８】シリコンウエーハ直上の密閉容器内壁に結
露した酸の結露液がシリコンウエーハ表面に落下し、該
表面が汚染することを防止するために、シリコンウエー
ハが保持される位置の直上の密閉容器内壁を加熱する加
熱手段を適宜位置、例えば密閉容器内壁に設けることが
好ましい。
露した酸の結露液がシリコンウエーハ表面に落下し、該
表面が汚染することを防止するために、シリコンウエー
ハが保持される位置の直上の密閉容器内壁を加熱する加
熱手段を適宜位置、例えば密閉容器内壁に設けることが
好ましい。
【００１９】シリコンウエーハ保持手段は、第１または
第２成分の酸のガスがシリコンウエーハ表面で結露し易
いように、シリコンウエーハを冷却する冷却手段を具備
することが好ましい。該冷却手段にはクーラントを供給
する配管を接続するとともに、これら冷却手段および配
管を四弗化エチレン系樹脂で被覆するか、または四弗化
エチレン系樹脂製とすることが好ましい。
第２成分の酸のガスがシリコンウエーハ表面で結露し易
いように、シリコンウエーハを冷却する冷却手段を具備
することが好ましい。該冷却手段にはクーラントを供給
する配管を接続するとともに、これら冷却手段および配
管を四弗化エチレン系樹脂で被覆するか、または四弗化
エチレン系樹脂製とすることが好ましい。
【００２０】
【作用】本発明のエッチング方法は、第１成分の酸とし
て例えば硝酸を用い、硝酸ガスをシリコンウエーハ表面
に結露させることにより、硝酸の薄膜を形成してシリコ
ンウエーハ表面を親水性とした後に、第２成分の酸とし
て例えば弗化水素酸を用い、弗化水素ガスをシリコンウ
エーハ表面に形成されている第１成分の酸の薄膜に取り
込ませることにより、弗化水素酸の薄膜を形成してシリ
コンウエーハ表面をエッチングを行う方法であり、この
方法によれば、最初に形成した硝酸の薄膜により表面が
親水性に保たれるためにエッチング速度の面内均一性が
向上し、「良好な面状態」が保たれる。
て例えば硝酸を用い、硝酸ガスをシリコンウエーハ表面
に結露させることにより、硝酸の薄膜を形成してシリコ
ンウエーハ表面を親水性とした後に、第２成分の酸とし
て例えば弗化水素酸を用い、弗化水素ガスをシリコンウ
エーハ表面に形成されている第１成分の酸の薄膜に取り
込ませることにより、弗化水素酸の薄膜を形成してシリ
コンウエーハ表面をエッチングを行う方法であり、この
方法によれば、最初に形成した硝酸の薄膜により表面が
親水性に保たれるためにエッチング速度の面内均一性が
向上し、「良好な面状態」が保たれる。
【００２１】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、シリコンウエーハＷの表面をエッチング
する装置の断面概要図である。密閉容器１内にはシリコ
ンウエーハ保持手段２と、該ウエーハ保持手段を支える
台３と、該ウエーハ保持手段の直下に設けられた第１成
分の酸貯蔵容器４と、該酸貯蔵容器４の側壁および底壁
に埋設された加熱手段５と、酸貯蔵容器４の直上に設け
られた第２成分の酸滴下手段（管状部材）６とを備えて
構成されている。
する。図１は、シリコンウエーハＷの表面をエッチング
する装置の断面概要図である。密閉容器１内にはシリコ
ンウエーハ保持手段２と、該ウエーハ保持手段を支える
台３と、該ウエーハ保持手段の直下に設けられた第１成
分の酸貯蔵容器４と、該酸貯蔵容器４の側壁および底壁
に埋設された加熱手段５と、酸貯蔵容器４の直上に設け
られた第２成分の酸滴下手段（管状部材）６とを備えて
構成されている。
【００２２】シリコンウエーハ保持手段２の下部には、
配管１３によりクーラントの供給が可能な冷却手段１２
が設けられている。第２成分の酸滴下手段６は、密閉容
器１の外部にある弁７を介して第２成分の酸貯蔵容器８
に接続されている。第２成分の酸貯蔵容器８は密閉され
ており、弁１０が設けられた高純度窒素の配管９から供
給される高純度窒素により加圧されている。酸貯蔵容器
８の内部に貯蔵された第２成分の酸は、弁７を開くこと
によって密閉容器１内の第１成分の酸貯蔵容器４の直上
にある酸滴下手段６から滴下される。
配管１３によりクーラントの供給が可能な冷却手段１２
が設けられている。第２成分の酸滴下手段６は、密閉容
器１の外部にある弁７を介して第２成分の酸貯蔵容器８
に接続されている。第２成分の酸貯蔵容器８は密閉され
ており、弁１０が設けられた高純度窒素の配管９から供
給される高純度窒素により加圧されている。酸貯蔵容器
８の内部に貯蔵された第２成分の酸は、弁７を開くこと
によって密閉容器１内の第１成分の酸貯蔵容器４の直上
にある酸滴下手段６から滴下される。
【００２３】密閉容器１、シリコンウエーハ保持手段
２、台３、第１成分の酸貯蔵容器４、第２成分の酸滴下
手段６、弁７、第２成分の酸貯蔵容器８、配管９、弁１
０、冷却手段１２、配管１３はいずれも四弗化エチレン
系樹脂製のものである。尚、密閉容器１には内部を観察
するための覗き窓（図示せず）が設けられている。密閉
容器１内壁のシリコンウエーハ保持手段２の直上部に
は、四弗化エチレン系樹脂で被覆された加熱手段１１が
具備されている。
２、台３、第１成分の酸貯蔵容器４、第２成分の酸滴下
手段６、弁７、第２成分の酸貯蔵容器８、配管９、弁１
０、冷却手段１２、配管１３はいずれも四弗化エチレン
系樹脂製のものである。尚、密閉容器１には内部を観察
するための覗き窓（図示せず）が設けられている。密閉
容器１内壁のシリコンウエーハ保持手段２の直上部に
は、四弗化エチレン系樹脂で被覆された加熱手段１１が
具備されている。
【００２４】つぎに、上記装置を用いて行ったエッチン
グ試験例について説明する。被検用のシリコンウエーハ
として、Ｐ型０．０１５Ω・ｃｍの基板にＰ型１０Ω・
ｃｍで厚さ１０μm のエピタキシャル層を成長したシリ
コンエピタキシャルウエーハを用いた。この試料につい
て、予めエピタキシャル層の厚さをフーリエ変換型赤外
分光器で測定した後に、この試料をシリコンウエーハ保
持手段２に載置した。
グ試験例について説明する。被検用のシリコンウエーハ
として、Ｐ型０．０１５Ω・ｃｍの基板にＰ型１０Ω・
ｃｍで厚さ１０μm のエピタキシャル層を成長したシリ
コンエピタキシャルウエーハを用いた。この試料につい
て、予めエピタキシャル層の厚さをフーリエ変換型赤外
分光器で測定した後に、この試料をシリコンウエーハ保
持手段２に載置した。
【００２５】第１成分の酸貯蔵容器４に６１重量％の高
純度硝酸１９７〜１９９ｍｌを注入した後に、高純度硝
酸の温度が１００℃となるように加熱手段５による加熱
を開始し、同時にシリコンウエーハ直上の密閉容器１内
壁の結露防止のために加熱手段１１による加熱も開始し
た。高純度硝酸の温度が１００℃になり、シリコンウエ
ーハ全面に硝酸が薄膜状に結露したのを確認して、第２
成分の酸貯蔵容器８中の５０重量％の高純度弗化水素酸
の所定量を第２成分の酸滴下手段から滴下した。硝酸：
弗化水素酸：水のモル比を１：０．０２６：１．５２、
１：０．０１７：１．５１、１：０．００８６：１．５
０と３通りとして、弗化水素酸滴下後の保持時間に対す
るエッチング量を求めた。その結果を図２に示す。エッ
チング量はエッチング前後のエピタキシャル層の厚さを
測定して算出した。
純度硝酸１９７〜１９９ｍｌを注入した後に、高純度硝
酸の温度が１００℃となるように加熱手段５による加熱
を開始し、同時にシリコンウエーハ直上の密閉容器１内
壁の結露防止のために加熱手段１１による加熱も開始し
た。高純度硝酸の温度が１００℃になり、シリコンウエ
ーハ全面に硝酸が薄膜状に結露したのを確認して、第２
成分の酸貯蔵容器８中の５０重量％の高純度弗化水素酸
の所定量を第２成分の酸滴下手段から滴下した。硝酸：
弗化水素酸：水のモル比を１：０．０２６：１．５２、
１：０．０１７：１．５１、１：０．００８６：１．５
０と３通りとして、弗化水素酸滴下後の保持時間に対す
るエッチング量を求めた。その結果を図２に示す。エッ
チング量はエッチング前後のエピタキシャル層の厚さを
測定して算出した。
【００２６】図２から、エッチング量は弗化水素酸滴下
後の保持時間に比例して増加し、弗化水素酸の滴下量を
増加させるとエッチング速度が速くなることが読み取れ
るが、弗化水素酸の滴下量を増加させるとシリコンウエ
ーハ面内のエッチング速度のむらが大きくなるととも
に、面荒れが増加する傾向が見られた。弗化水素酸の滴
下量を減少させると面状態は良好に保たれるが、エッチ
ング速度が遅くなり目的とするエッチング量を得ること
が困難になった。所望のエッチング量を得るのに最適な
条件は、モル比が硝酸：弗化水素酸：水＝１：０．０１
７：１．５１であり、弗化水素酸滴下後の保持時間が３
時間であった。
後の保持時間に比例して増加し、弗化水素酸の滴下量を
増加させるとエッチング速度が速くなることが読み取れ
るが、弗化水素酸の滴下量を増加させるとシリコンウエ
ーハ面内のエッチング速度のむらが大きくなるととも
に、面荒れが増加する傾向が見られた。弗化水素酸の滴
下量を減少させると面状態は良好に保たれるが、エッチ
ング速度が遅くなり目的とするエッチング量を得ること
が困難になった。所望のエッチング量を得るのに最適な
条件は、モル比が硝酸：弗化水素酸：水＝１：０．０１
７：１．５１であり、弗化水素酸滴下後の保持時間が３
時間であった。
【００２７】最適条件でエッチングが終了したウエーハ
を純水でリンスした後に、触針式粗さ計で面粗さを測定
した結果を図３〔（ａ）〕に示す。図３には比較のため
に、図１の装置を用い第１成分の酸貯蔵容器４に高純度
硝酸と高純度弗化水素酸を、本実施例の最適条件と同じ
モル比となるように入れて加熱しシリコンウエーハのエ
ッチングを行った（従来法に相当する）後のウエーハの
面粗さを触針式粗さ計で測定した結果〔図３（ｂ）〕
と、エピタキシャルウエーハ（ＥＰＷ）の面粗さと〔図
３（ｃ）〕、エッチングを行う前の鏡面研磨ウエーハ
（ＰＷ）の面粗さ〔図３（ｄ）〕測定結果とを示した。
尚、図３の横軸の「測定長さ」は、ウエーハ表面の粗さ
を触針式粗さ計の探針で測定した長さを示している。
を純水でリンスした後に、触針式粗さ計で面粗さを測定
した結果を図３〔（ａ）〕に示す。図３には比較のため
に、図１の装置を用い第１成分の酸貯蔵容器４に高純度
硝酸と高純度弗化水素酸を、本実施例の最適条件と同じ
モル比となるように入れて加熱しシリコンウエーハのエ
ッチングを行った（従来法に相当する）後のウエーハの
面粗さを触針式粗さ計で測定した結果〔図３（ｂ）〕
と、エピタキシャルウエーハ（ＥＰＷ）の面粗さと〔図
３（ｃ）〕、エッチングを行う前の鏡面研磨ウエーハ
（ＰＷ）の面粗さ〔図３（ｄ）〕測定結果とを示した。
尚、図３の横軸の「測定長さ」は、ウエーハ表面の粗さ
を触針式粗さ計の探針で測定した長さを示している。
【００２８】従来法に従い、硝酸と弗化水素酸を同時に
加熱してエッチングしたウエーハの面粗さはＲａでおよ
そ２５ｎｍであり、面が親水性であったために液滴操作
による不純物回収は困難であった。これに対し、本発明
の方法でエッチングを行ったウエーハの面粗さはＲａで
５ｎｍ以下であり、弗化水素酸＋過酸化水素水液滴の滴
下直後には親水性を示すものの、エッチングにより生じ
た薄膜が弗化水素酸により分解されると疎水性となり、
液滴による不純物回収は容易であった。
加熱してエッチングしたウエーハの面粗さはＲａでおよ
そ２５ｎｍであり、面が親水性であったために液滴操作
による不純物回収は困難であった。これに対し、本発明
の方法でエッチングを行ったウエーハの面粗さはＲａで
５ｎｍ以下であり、弗化水素酸＋過酸化水素水液滴の滴
下直後には親水性を示すものの、エッチングにより生じ
た薄膜が弗化水素酸により分解されると疎水性となり、
液滴による不純物回収は容易であった。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シリコンウエーハ表面あるいは表層の重金属不純物の高
感度分析に好適で、エッチング量のウエーハ面内均一性
が高く、かつ面荒れを生じないシリコンウエーハの表面
エッチング方法及び装置を提供することができる。尚、
本発明によれば、シリコンウエーハとして鏡面研磨ウエ
ーハやエピタキシャルウエーハのみならず、ＳＩＭＯＸ
や結合ウエーハ等のＳＯＩウエーハも分析が可能であ
り、さらには、イオン注入やドライエッチングのような
半導体製造工程の汚染評価を行うこともできる。
シリコンウエーハ表面あるいは表層の重金属不純物の高
感度分析に好適で、エッチング量のウエーハ面内均一性
が高く、かつ面荒れを生じないシリコンウエーハの表面
エッチング方法及び装置を提供することができる。尚、
本発明によれば、シリコンウエーハとして鏡面研磨ウエ
ーハやエピタキシャルウエーハのみならず、ＳＩＭＯＸ
や結合ウエーハ等のＳＯＩウエーハも分析が可能であ
り、さらには、イオン注入やドライエッチングのような
半導体製造工程の汚染評価を行うこともできる。
【図１】本発明のエッチング装置の１例を示す模式断面
図である。
図である。
【図２】本発明のエッチング装置を用いて行った試験例
の結果を示すグラフであって、弗化水素酸滴下後の保持
時間とエッチング量の関係を示すものである。
の結果を示すグラフであって、弗化水素酸滴下後の保持
時間とエッチング量の関係を示すものである。
【図３】本発明の試験例によりエッチングされたシリコ
ンウエーハ、従来のエッチング方法によりエッチングさ
れたシリコンウエーハ、エピタキシャルウエーハ、鏡面
研磨ウエーハのそれぞれについて触針式粗さ計で測定し
て得られた、シリコンウエーハ表面の面粗さを示すチャ
ートである。
ンウエーハ、従来のエッチング方法によりエッチングさ
れたシリコンウエーハ、エピタキシャルウエーハ、鏡面
研磨ウエーハのそれぞれについて触針式粗さ計で測定し
て得られた、シリコンウエーハ表面の面粗さを示すチャ
ートである。
１ 密閉容器 ２ シリコンウエーハ保持手段 ３ ウエーハ保持手段を支える台 ４ 第１成分の酸貯蔵容器 ５ 加熱手段 ６ 第２成分の酸滴下手段 ７ 弁 ８ 第２成分の酸貯蔵容器 ９ 配管 １０ 弁 １１ 加熱手段 １２ 冷却手段 １３ 配管
Claims (12)
- 【請求項１】 密閉容器内にシリコンウエーハを水平に
保持し、該密閉容器内に第１成分の酸のガスを供給する
か、または該密閉容器内で第１成分の酸のガスを発生さ
せ、該ガスを前記シリコンウエーハ表面に結露させて薄
膜を形成することによりシリコンウエーハ表面を親水性
とした後、第２成分の酸のガスを前記密閉容器内に供給
するか、または該密閉容器内で第２成分の酸のガスを発
生させ、該ガスを前記シリコンウエーハ表面に形成され
ている第１成分の酸の薄膜に取り込ませることによりシ
リコンウエーハ表面をエッチングすることを特徴とする
シリコンウエーハ表面のエッチング方法。 - 【請求項２】 密閉容器内にシリコンウエーハを水平に
保持し、該密閉容器内に設けた貯蔵容器に第１成分の酸
を貯蔵し、該第１成分の酸を加熱して第１成分の酸のガ
スを発生させ、該ガスをシリコンウエーハ表面に結露さ
せて薄膜を形成することによりシリコンウエーハ表面を
親水性とした後、第２成分の酸を前記貯蔵容器内の第１
成分の酸上に滴下・加熱して第２成分の酸のガスを発生
させ、該ガスを前記シリコンウエーハ表面に形成されて
いる第１成分の酸の薄膜に取り込ませることによりシリ
コンウエーハ表面をエッチングすることを特徴とするシ
リコンウエーハ表面のエッチング方法 - 【請求項３】 第１成分の酸が高純度硝酸である請求項
１または２に記載のシリコンウエーハ表面のエッチング
方法。 - 【請求項４】 第２成分の酸が高純度弗化水素酸である
請求項１，２または３に記載のシリコンウエーハ表面の
エッチング方法。 - 【請求項５】 第１成分の酸に対する第２成分の酸の滴
下量は、第１成分の酸の１モルに対して０．００８〜
０．０３モルの割合とし、第２成分の酸の滴下による前
記貯蔵容器内の酸混合液中の水分の合計量は、第１成分
の酸の１モルに対して１．４５〜１．５５モルの割合と
する請求項３または４に記載のシリコンウエーハ表面の
エッチング方法。 - 【請求項６】 第１成分の酸の加熱温度が９０〜１１０
℃である請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載
のシリコンウエーハ表面のエッチング方法。 - 【請求項７】 エッチング量が０．１〜３．０μm であ
る請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のシリ
コンウエーハ表面のエッチング方法。 - 【請求項８】 エッチング終了後に触針式粗さ計で測定
したシリコンウエーハ表面の粗さがＲａ値で０．５〜
５．０ｎｍの範囲にある請求項１ないし請求項７のいず
れか１項に記載のシリコンウエーハ表面のエッチング方
法。 - 【請求項９】 密閉容器と、該密閉容器内にシリコンウ
エーハを水平に保持する保持手段と、第１成分の酸を貯
蔵する酸貯蔵容器と、該酸貯蔵容器内の第１成分の酸を
加熱する加熱手段と、前記酸貯蔵容器に第２成分の酸を
滴下可能な酸滴下手段とを具備することを特徴とするシ
リコンウエーハ表面のエッチング装置。 - 【請求項１０】 シリコンウエーハが保持される位置の
直上の密閉容器内壁を加熱する加熱手段を適所に具備す
る請求項９に記載のシリコンウエーハ表面のエッチング
装置。 - 【請求項１１】 前記酸貯蔵容器内の第１成分の酸を加
熱する加熱手段は、電熱により前記酸貯蔵容器を加熱
し、前記密閉容器内壁を加熱する加熱手段も電熱により
加熱するものであり、これらの加熱手段、これらの加熱
手段を電源に接続する電線は四弗化エチレン系樹脂で被
覆され、前記密閉容器、シリコンウエーハ保持手段、酸
貯蔵容器、および酸滴下手段は四弗化エチレン系樹脂で
被覆されているか、または四弗化エチレン系樹脂製であ
る請求項９または請求項１０に記載のシリコンウエーハ
表面のエッチング装置。 - 【請求項１２】 前記シリコンウエーハ保持手段は、シ
リコンウエーハを冷却する冷却手段および該冷却手段に
クーラントを供給する配管を具備し、これら冷却手段お
よび配管は四弗化エチレン系樹脂で被覆されている請求
項９ないし請求項１１のいずれか１項に記載のシリコン
ウエーハ表面のエッチング装置。
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|---|---|---|---|
| JP7160001A JPH08330271A (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | シリコンウエーハ表面のエッチング方法及び装置 |
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| JP7160001A JPH08330271A (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | シリコンウエーハ表面のエッチング方法及び装置 |
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Cited By (7)
| 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 |
| JP2006059926A (ja) * | 2004-08-18 | 2006-03-02 | Komatsu Electronic Metals Co Ltd | 処理装置 |
| JP2006059925A (ja) * | 2004-08-18 | 2006-03-02 | Komatsu Electronic Metals Co Ltd | 処理装置 |
| JP2010062288A (ja) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 基板処理装置及びシリコン基板の不純物分析方法 |
| US7686973B2 (en) | 2001-10-24 | 2010-03-30 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corporation | Silicon wafer etching method and apparatus, and impurity analysis method |
| 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 |
| CN105334141A (zh) * | 2015-12-01 | 2016-02-17 | 浙江晶科能源有限公司 | 一种硅片亲水性检测平台 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6222196B1 (en) * | 1998-11-19 | 2001-04-24 | Axcelis Technologies, Inc. | Rotatable workpiece support including cyclindrical workpiece support surfaces for an ion beam implanter |
| US6337277B1 (en) * | 2000-06-28 | 2002-01-08 | Lam Research Corporation | Clean chemistry low-k organic polymer etch |
| JP3603278B2 (ja) * | 2001-09-06 | 2004-12-22 | 理学電機工業株式会社 | 蛍光ｘ線分析システムおよびそれに用いるプログラム |
| JP3584262B2 (ja) * | 2001-09-18 | 2004-11-04 | 理学電機工業株式会社 | 蛍光ｘ線分析用試料前処理システムおよびそれを備えた蛍光ｘ線分析システム |
| JP2004288920A (ja) * | 2003-03-24 | 2004-10-14 | Denso Corp | 半導体基板のエッチング方法 |
| KR100793935B1 (ko) * | 2006-05-10 | 2008-01-16 | 주식회사 포스코 | 시편부식 촉진장치 |
| KR20100084563A (ko) * | 2007-12-21 | 2010-07-26 | 가부시키가이샤 사무코 | 에피택셜 실리콘 웨이퍼의 제조 방법 |
| 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 |
| 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 |
| KR20140097244A (ko) * | 2011-11-08 | 2014-08-06 | 토소우 에스엠디, 인크 | 특별한 표면 처리를 하고 양호한 입자 성능을 가진 실리콘 스퍼터링 타겟 및 그 제조 방법들 |
| DK3229262T3 (en) | 2016-04-05 | 2018-12-03 | Siltronic Ag | PROCEDURE FOR STEAM PHASE Etching of a Semiconductor Wafer for Trace Metal Analysis |
| CN109119368B (zh) * | 2018-10-08 | 2023-09-29 | 广西中科蓝谷半导体科技有限公司 | 一种用于晶圆生产刻蚀的均匀性的控制装置 |
| US20210288207A1 (en) * | 2020-03-16 | 2021-09-16 | 1366 Technologies Inc. | High temperature acid etch for silicon |
| KR200495803Y1 (ko) | 2021-06-23 | 2022-08-23 | (주)포스-테크 | 조립식 울타리 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1696625C3 (de) * | 1966-10-07 | 1979-03-08 | Syumpei, Yamazaki | Verfahren zum Erzeugen einer Nitridschutzschicht auf einem Halbleiterkörper |
| DE3143440A1 (de) * | 1981-11-02 | 1983-05-19 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Verfahren zur dekontamination von radioaktiv kontaminierten oberflaechen metallischer werkstoffe |
| US5129955A (en) * | 1989-01-11 | 1992-07-14 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Wafer cleaning method |
| US5174855A (en) * | 1989-04-28 | 1992-12-29 | Dainippon Screen Mfg. Co. Ltd. | Surface treating apparatus and method using vapor |
| US5242831A (en) * | 1991-07-10 | 1993-09-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for evaluating roughness on silicon substrate surface |
| US5395482A (en) * | 1992-11-13 | 1995-03-07 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Ultra high purity vapor phase treatment |
-
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-
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- 1996-06-03 EP EP96303987A patent/EP0750336A3/en not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7686973B2 (en) | 2001-10-24 | 2010-03-30 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corporation | Silicon wafer etching method and apparatus, and impurity analysis method |
| JP2006058081A (ja) * | 2004-08-18 | 2006-03-02 | Komatsu Electronic Metals Co Ltd | 処理装置 |
| JP2006059926A (ja) * | 2004-08-18 | 2006-03-02 | Komatsu Electronic Metals Co Ltd | 処理装置 |
| JP2006059925A (ja) * | 2004-08-18 | 2006-03-02 | Komatsu Electronic Metals Co Ltd | 処理装置 |
| JP2010062288A (ja) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 基板処理装置及びシリコン基板の不純物分析方法 |
| 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 |
| CN105334141A (zh) * | 2015-12-01 | 2016-02-17 | 浙江晶科能源有限公司 | 一种硅片亲水性检测平台 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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