JPH09260448A - Ｓｉｍｓによる分析方法 - Google Patents
Ｓｉｍｓによる分析方法Info
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- JPH09260448A JPH09260448A JP8072327A JP7232796A JPH09260448A JP H09260448 A JPH09260448 A JP H09260448A JP 8072327 A JP8072327 A JP 8072327A JP 7232796 A JP7232796 A JP 7232796A JP H09260448 A JPH09260448 A JP H09260448A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】被測定試料の表面にｃａｐ−Ｓｉ層を形成する
手法において、本来の被測定試料の表面を正確に検出
し、半導体基板表面付近の不純物濃度を正確に測定する
ことが可能となるＳＩＭＳによる分析方法の提供。 【解決手段】本発明による分析方法では、測定対象とし
ている半導体基板１の表面２上に、半導体基板内のＳＩ
ＭＳにより検出しようとしている不純物元素とは異なる
不純物元素を含んだＳｉ層５を重ね合わせる被測定試料
準備工程と、該工程により形成された被測定試料のＳｉ
層５の側から一次イオンビームを照射して質量分析を行
うＳＩＭＳ工程を含み、ＳＩＭＳ計測工程の際に、Ｓｉ
層内の不純物元素を、本来の測定を行なおうとしていた
半導体基板の表面を検出するための表面検出モニターと
して用いる。これにより半導体基板の表面の検出が正確
になり、表面近傍の不純物濃度測定及びプロファイルの
形状を正確に得ることができる。
手法において、本来の被測定試料の表面を正確に検出
し、半導体基板表面付近の不純物濃度を正確に測定する
ことが可能となるＳＩＭＳによる分析方法の提供。 【解決手段】本発明による分析方法では、測定対象とし
ている半導体基板１の表面２上に、半導体基板内のＳＩ
ＭＳにより検出しようとしている不純物元素とは異なる
不純物元素を含んだＳｉ層５を重ね合わせる被測定試料
準備工程と、該工程により形成された被測定試料のＳｉ
層５の側から一次イオンビームを照射して質量分析を行
うＳＩＭＳ工程を含み、ＳＩＭＳ計測工程の際に、Ｓｉ
層内の不純物元素を、本来の測定を行なおうとしていた
半導体基板の表面を検出するための表面検出モニターと
して用いる。これにより半導体基板の表面の検出が正確
になり、表面近傍の不純物濃度測定及びプロファイルの
形状を正確に得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板内の不
純物元素のプロファイルをＳＩＭＳにより分析する分析
方法に関する。
純物元素のプロファイルをＳＩＭＳにより分析する分析
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】二次イオン質量分析法（以下、ＳＩＭＳ
法という）は、測定しようとする試料に一次イオンを照
射し、一次イオンによりスパッタされた二次イオンを質
量分析して計数することにより被測定試料中に存在する
不純物を定量測定することができる分析方法である。ま
たＳＩＭＳ法では、表面から順次スパッタしていくこと
により不純物の深さ方向へのプロファイルも知ることが
できる。このため、ＳＩＭＳ法を用いた元素分析は、半
導体装置製造の分野において、拡散させた不純物のプロ
ファイルの評価及び製造プロセス中に意図せずに付着し
てしまった汚染物質の検出などに利用されている。しか
しながら、ＳＩＭＳ法では、試料の最表面付近における
一次イオンによる二次イオンのイオン化率の不安定さ、
あるいは、ＳｉＯ2 中とＳｉ中でのイオン化率が異なっ
ているためによるＳｉ／ＳｉＯ2 界面付近のイオン化率
の不安定さにより、被測定試料の表面及び異なった層の
界面付近で再現性の良い信頼のおけるデータを得ること
は困難である。
法という）は、測定しようとする試料に一次イオンを照
射し、一次イオンによりスパッタされた二次イオンを質
量分析して計数することにより被測定試料中に存在する
不純物を定量測定することができる分析方法である。ま
たＳＩＭＳ法では、表面から順次スパッタしていくこと
により不純物の深さ方向へのプロファイルも知ることが
できる。このため、ＳＩＭＳ法を用いた元素分析は、半
導体装置製造の分野において、拡散させた不純物のプロ
ファイルの評価及び製造プロセス中に意図せずに付着し
てしまった汚染物質の検出などに利用されている。しか
しながら、ＳＩＭＳ法では、試料の最表面付近における
一次イオンによる二次イオンのイオン化率の不安定さ、
あるいは、ＳｉＯ2 中とＳｉ中でのイオン化率が異なっ
ているためによるＳｉ／ＳｉＯ2 界面付近のイオン化率
の不安定さにより、被測定試料の表面及び異なった層の
界面付近で再現性の良い信頼のおけるデータを得ること
は困難である。
【０００３】以上のようなＳＩＭＳ法の問題点を解決す
るため、被測定試料をＳＩＭＳ計測にかける前に、図６
に示すようにあらかじめ被測定試料（半導体基板）１の
表面２にＣＶＤ法によりポリシリコン３を堆積させてＳ
ＩＭＳ計測用の試料を作成し、ＳＩＭＳ計測の際にこの
ポリシリコン層側からスパッタしていくことにより、本
来測ろうと意図している最表面から安定した計測を可能
とする手法（以下、ＰＣ−ＳＩＭＳ法という）が知られ
ている。また、特願平２−２５３９３７号明細書（半導
体ウエ−ハの清浄化方法及び半導体ウエーハ表面の分析
方法）に示されている手法では、被測定試料をＳＩＭＳ
計測にかける前に、被測定試料の鏡面研磨された被測定
面に別の表面研磨されたキャップＳｉウエーハ（ｃａｐ
−Ｓｉ層）を重ね合わせて熱処理をかけ、接合させた
後、接合させたキャップＳｉウエーハ（ｃａｐ−Ｓｉ
層）の側を研磨し、ｃａｐ−Ｓｉ層を薄膜化する。この
後にｃａｐ−Ｓｉ層側から一次イオンの照射を行ない、
ＳＩＭＳ計測を行なう（以下、直接張り合わせ法とい
う）。
るため、被測定試料をＳＩＭＳ計測にかける前に、図６
に示すようにあらかじめ被測定試料（半導体基板）１の
表面２にＣＶＤ法によりポリシリコン３を堆積させてＳ
ＩＭＳ計測用の試料を作成し、ＳＩＭＳ計測の際にこの
ポリシリコン層側からスパッタしていくことにより、本
来測ろうと意図している最表面から安定した計測を可能
とする手法（以下、ＰＣ−ＳＩＭＳ法という）が知られ
ている。また、特願平２−２５３９３７号明細書（半導
体ウエ−ハの清浄化方法及び半導体ウエーハ表面の分析
方法）に示されている手法では、被測定試料をＳＩＭＳ
計測にかける前に、被測定試料の鏡面研磨された被測定
面に別の表面研磨されたキャップＳｉウエーハ（ｃａｐ
−Ｓｉ層）を重ね合わせて熱処理をかけ、接合させた
後、接合させたキャップＳｉウエーハ（ｃａｐ−Ｓｉ
層）の側を研磨し、ｃａｐ−Ｓｉ層を薄膜化する。この
後にｃａｐ−Ｓｉ層側から一次イオンの照射を行ない、
ＳＩＭＳ計測を行なう（以下、直接張り合わせ法とい
う）。
【０００４】しかしながら、以上説明したＰＣ−ＳＩＭ
Ｓ法も直接張り合わせ法も、ＳＩＭＳ計測にかける前の
被測定試料に対して行なう試料作成工程において高温の
熱処理が必要となる。このため、高温の熱処理により被
測定試料中の不純物が拡散してしまい、このような試料
に対してＳＩＭＳ計測を行なうと、本来測りたい被測定
試料中の不純物のプロファイルとは異なったプロファイ
ルが得られることになる。
Ｓ法も直接張り合わせ法も、ＳＩＭＳ計測にかける前の
被測定試料に対して行なう試料作成工程において高温の
熱処理が必要となる。このため、高温の熱処理により被
測定試料中の不純物が拡散してしまい、このような試料
に対してＳＩＭＳ計測を行なうと、本来測りたい被測定
試料中の不純物のプロファイルとは異なったプロファイ
ルが得られることになる。
【０００５】以上の問題点を解決するために提案された
のが特開平７−５８３０４号公報記載の発明（半導体ウ
エーハの製造方法及びＳＩＭＳによる分析方法）であ
る。この公報記載の発明では、被測定試料（半導体基
板）の表面にｃａｐ−Ｓｉ層を張り合わせ、熱処理によ
り接合させる点では前述の直接張り合わせ法と同じであ
るが、ｃａｐ−Ｓｉ層となるべき張り合わされるＳｉウ
エーハに特性の異なる２種以上のＳｉウエーハを用いる
ことにより、ｃａｐ−Ｓｉ層を薄層化する際に研磨では
なく、薬液によるエッチングを可能にしている。このこ
とにより、ｃａｐ−Ｓｉ層を張り合わせ、接合させる際
の熱処理の温度を引き下げることができ、被測定試料中
の本来測りたい不純物プロファイルと非常に近いプロフ
ァイルがＳＩＭＳ計測により得ることが可能となった。
のが特開平７−５８３０４号公報記載の発明（半導体ウ
エーハの製造方法及びＳＩＭＳによる分析方法）であ
る。この公報記載の発明では、被測定試料（半導体基
板）の表面にｃａｐ−Ｓｉ層を張り合わせ、熱処理によ
り接合させる点では前述の直接張り合わせ法と同じであ
るが、ｃａｐ−Ｓｉ層となるべき張り合わされるＳｉウ
エーハに特性の異なる２種以上のＳｉウエーハを用いる
ことにより、ｃａｐ−Ｓｉ層を薄層化する際に研磨では
なく、薬液によるエッチングを可能にしている。このこ
とにより、ｃａｐ−Ｓｉ層を張り合わせ、接合させる際
の熱処理の温度を引き下げることができ、被測定試料中
の本来測りたい不純物プロファイルと非常に近いプロフ
ァイルがＳＩＭＳ計測により得ることが可能となった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】特開平７−５８３０４
号公報記載の発明では、ｃａｐ−Ｓｉ層に用いるＳｉウ
エーハに特性の異なる２層以上のＳｉウエーハを用いる
ことにより、ｃａｐ−Ｓｉ層を薄層化する際に薬液によ
るエッチングを可能とし、ｃａｐ−Ｓｉ層を張り合わ
せ、接合させる際の熱処理の温度を引き下げ、被測定試
料中の本来測りたい不純物プロファイルと非常に近いプ
ロファイルをＳＩＭＳ計測により得ることを可能とした
が、ＰＣ−ＳＩＭＳ法、直接張り合わせ法及び特開平７
−５８３０４号公報記載の分析方法では、本来測ろうと
している被測定試料の最表面は、本来測ろうとしている
被測定試料とｃａｐ−Ｓｉ層との接合界面に置き換えら
れる。このため、本来測ろうとしている被測定試料の最
表面の検出は、スパッタ時間と被測定試料の最表面に存
在している不純物により行なうことになる。半導体装置
の製造プロセス中の汚染により最表面へ付着した不純物
を検出する場合には、検出する不純物プロファイルが図
７のごとくなることから、被測定試料の本来の表面の検
出は、この手法により十分である。特開平７−５８３０
４号公報記載の発明が半導体装置の表面汚染物質の検出
を目的としたものであることは、その記載されている実
施例からも明らかである。
号公報記載の発明では、ｃａｐ−Ｓｉ層に用いるＳｉウ
エーハに特性の異なる２層以上のＳｉウエーハを用いる
ことにより、ｃａｐ−Ｓｉ層を薄層化する際に薬液によ
るエッチングを可能とし、ｃａｐ−Ｓｉ層を張り合わ
せ、接合させる際の熱処理の温度を引き下げ、被測定試
料中の本来測りたい不純物プロファイルと非常に近いプ
ロファイルをＳＩＭＳ計測により得ることを可能とした
が、ＰＣ−ＳＩＭＳ法、直接張り合わせ法及び特開平７
−５８３０４号公報記載の分析方法では、本来測ろうと
している被測定試料の最表面は、本来測ろうとしている
被測定試料とｃａｐ−Ｓｉ層との接合界面に置き換えら
れる。このため、本来測ろうとしている被測定試料の最
表面の検出は、スパッタ時間と被測定試料の最表面に存
在している不純物により行なうことになる。半導体装置
の製造プロセス中の汚染により最表面へ付着した不純物
を検出する場合には、検出する不純物プロファイルが図
７のごとくなることから、被測定試料の本来の表面の検
出は、この手法により十分である。特開平７−５８３０
４号公報記載の発明が半導体装置の表面汚染物質の検出
を目的としたものであることは、その記載されている実
施例からも明らかである。
【０００７】しかしながら、半導体装置の製造プロセス
において、製造者が意図して導入した不純物のプロファ
イルが製造プロセスの終了後あるいは特定の工程の後
に、どのようなプロファイルになっているのか、特に表
面の不純物濃度がどのようになっているのかを知りたい
場合が数多くある。このような目的の場合には、測定し
ようとする被測定試料内の不純物のプロファイルは図８
のごとくなっていることから、被測定試料の表面にｃａ
ｐ−Ｓｉ層を張り合わせ、接合させる手法を用いた場合
に、本来の表面の位置の検出は表面の不純物濃度を測定
する上で非常に重要である。
において、製造者が意図して導入した不純物のプロファ
イルが製造プロセスの終了後あるいは特定の工程の後
に、どのようなプロファイルになっているのか、特に表
面の不純物濃度がどのようになっているのかを知りたい
場合が数多くある。このような目的の場合には、測定し
ようとする被測定試料内の不純物のプロファイルは図８
のごとくなっていることから、被測定試料の表面にｃａ
ｐ−Ｓｉ層を張り合わせ、接合させる手法を用いた場合
に、本来の表面の位置の検出は表面の不純物濃度を測定
する上で非常に重要である。
【０００８】従来法のＰＣ−ＳＩＭＳ法、直接張り合わ
せ法及び特開平７−５８３０４号公報記載の分析方法に
おいて、本来の表面位置の検出の際に測定誤差の要因と
なっているのは、ｃａｐ−Ｓｉ層の厚さの不確かさと、
深さの管理をスパッタ時間によっているという点であ
る。ｃａｐ−Ｓｉ層の厚さを得る方法としては、ＰＣ−
ＳＩＭＳ法では、堆積させるポリシリコンの厚さは同じ
条件で堆積させた別の試料でその厚さを実測することに
より得られる。また、直接張り合わせ法では、ｃａｐ−
Ｓｉ層をどれだけ研磨したかによって、薄膜化し残され
たｃａｐ−Ｓｉ層の厚さを得られるが、これは大きな誤
差を含む。また、特開平７−５８３０４号公報記載の発
明においては、ｃａｐ−Ｓｉ層となるＳｉウエーハを張
り合わせる際に、エッチング薬液のエッチングストッパ
ーとなる層を張り合わせる面側に有する２層以上のＳｉ
ウエーハを用いることにより、薬液によるエッチングの
後にｃａｐ−Ｓｉ層となる層においてエッチングをほぼ
自動的に停止させるのであるが、多少のオーバーエッチ
ングは存在するため、これもｃａｐ−Ｓｉ層の厚さを知
る際の誤差となる。また、ＰＣ−ＳＩＭＳ法、直接張り
合わせ法、特開平７−５８３０４号公報記載の分析方法
に共通している点は、さらにスパッタ時間による深さ管
理によって、本来の被測定試料の表面である界面を予想
している点であり、これも本来の被測定試料の表面を検
出する際の誤差となっている。以上述べたように、従来
法では、被測定試料の表面にｃａｐ−Ｓｉ層を形成する
手法において、本来の被測定試料の表面を正確に検出で
きないという点に問題点を有している。
せ法及び特開平７−５８３０４号公報記載の分析方法に
おいて、本来の表面位置の検出の際に測定誤差の要因と
なっているのは、ｃａｐ−Ｓｉ層の厚さの不確かさと、
深さの管理をスパッタ時間によっているという点であ
る。ｃａｐ−Ｓｉ層の厚さを得る方法としては、ＰＣ−
ＳＩＭＳ法では、堆積させるポリシリコンの厚さは同じ
条件で堆積させた別の試料でその厚さを実測することに
より得られる。また、直接張り合わせ法では、ｃａｐ−
Ｓｉ層をどれだけ研磨したかによって、薄膜化し残され
たｃａｐ−Ｓｉ層の厚さを得られるが、これは大きな誤
差を含む。また、特開平７−５８３０４号公報記載の発
明においては、ｃａｐ−Ｓｉ層となるＳｉウエーハを張
り合わせる際に、エッチング薬液のエッチングストッパ
ーとなる層を張り合わせる面側に有する２層以上のＳｉ
ウエーハを用いることにより、薬液によるエッチングの
後にｃａｐ−Ｓｉ層となる層においてエッチングをほぼ
自動的に停止させるのであるが、多少のオーバーエッチ
ングは存在するため、これもｃａｐ−Ｓｉ層の厚さを知
る際の誤差となる。また、ＰＣ−ＳＩＭＳ法、直接張り
合わせ法、特開平７−５８３０４号公報記載の分析方法
に共通している点は、さらにスパッタ時間による深さ管
理によって、本来の被測定試料の表面である界面を予想
している点であり、これも本来の被測定試料の表面を検
出する際の誤差となっている。以上述べたように、従来
法では、被測定試料の表面にｃａｐ−Ｓｉ層を形成する
手法において、本来の被測定試料の表面を正確に検出で
きないという点に問題点を有している。
【０００９】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、被測定試料の表面にｃａｐ−Ｓｉ層を形成する手
法において、本来の被測定試料の表面を正確に検出し、
半導体基板表面付近の不純物濃度を従来法よりも正確に
測定することが可能となるＳＩＭＳによる分析方法を提
供することを課題（目的）とするものである。
って、被測定試料の表面にｃａｐ−Ｓｉ層を形成する手
法において、本来の被測定試料の表面を正確に検出し、
半導体基板表面付近の不純物濃度を従来法よりも正確に
測定することが可能となるＳＩＭＳによる分析方法を提
供することを課題（目的）とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の発明は、半導体基板内の
不純物元素のプロファイルをＳＩＭＳにより求める分析
方法において、測定対象としている半導体基板の表面上
に、半導体基板内のＳＩＭＳにより検出しようとしてい
る不純物元素とは異なる不純物元素を含んだＳｉ層を重
ね合わせる被測定試料準備工程と、上記被測定試料準備
工程により形成された被測定試料の検出しようとしてい
る不純物元素とは異なる不純物元素を含んでいる重ね合
わせられたＳｉ層の側から一次イオンビームを照射して
質量分析を行なうＳＩＭＳ計測工程を含み、上記ＳＩＭ
Ｓ計測工程の際に、上記Ｓｉ層の不純物元素を、本来の
測定を行なおうとしていた半導体基板の表面を検出する
ための表面検出モニターとして用いることを特徴として
いる。
の手段として、請求項１記載の発明は、半導体基板内の
不純物元素のプロファイルをＳＩＭＳにより求める分析
方法において、測定対象としている半導体基板の表面上
に、半導体基板内のＳＩＭＳにより検出しようとしてい
る不純物元素とは異なる不純物元素を含んだＳｉ層を重
ね合わせる被測定試料準備工程と、上記被測定試料準備
工程により形成された被測定試料の検出しようとしてい
る不純物元素とは異なる不純物元素を含んでいる重ね合
わせられたＳｉ層の側から一次イオンビームを照射して
質量分析を行なうＳＩＭＳ計測工程を含み、上記ＳＩＭ
Ｓ計測工程の際に、上記Ｓｉ層の不純物元素を、本来の
測定を行なおうとしていた半導体基板の表面を検出する
ための表面検出モニターとして用いることを特徴として
いる。
【００１１】すなわち、請求項１に記載する分析方法で
は、半導体基板内の不純物プロファイルを測定する際
に、被測定試料を準備する工程において、測定対象とし
ている半導体基板の表面上に、プロファイルを測定しよ
うとする不純物元素とは異なる不純物元素を含んだＳｉ
層（ｃａｐ−Ｓｉ層）を重ね合わせる。したがって、こ
の被測定試料準備工程において、測定対象としている半
導体基板の表面は半導体基板とｃａｐ−Ｓｉ層との界面
に置き換えられる。この後に、ＳＩＭＳ計測工程におい
て重ね合わされたＳｉ層（ｃａｐ−Ｓｉ層）の側から一
次イオンビームを照射して質量分析を行なうのである
が、この際に、ｃａｐ−Ｓｉ層中に含まれている不純物
元素からの信号を界面検出モニターとしてモニターして
いることにより、界面検出モニターの不純物からの信号
強度が無くなったところで、半導体基板とｃａｐ−Ｓｉ
層との界面の位置を検出することができる。このように
して、本来の測定を行なおうとしていた半導体基板の表
面の位置を正確に検出できるため、半導体基板内の不純
物プロファイルの正確な測定が可能となる。特に、この
分析方法では、半導体基板表面付近の不純物濃度を従来
法よりも正確に測定することが可能となる。
は、半導体基板内の不純物プロファイルを測定する際
に、被測定試料を準備する工程において、測定対象とし
ている半導体基板の表面上に、プロファイルを測定しよ
うとする不純物元素とは異なる不純物元素を含んだＳｉ
層（ｃａｐ−Ｓｉ層）を重ね合わせる。したがって、こ
の被測定試料準備工程において、測定対象としている半
導体基板の表面は半導体基板とｃａｐ−Ｓｉ層との界面
に置き換えられる。この後に、ＳＩＭＳ計測工程におい
て重ね合わされたＳｉ層（ｃａｐ−Ｓｉ層）の側から一
次イオンビームを照射して質量分析を行なうのである
が、この際に、ｃａｐ−Ｓｉ層中に含まれている不純物
元素からの信号を界面検出モニターとしてモニターして
いることにより、界面検出モニターの不純物からの信号
強度が無くなったところで、半導体基板とｃａｐ−Ｓｉ
層との界面の位置を検出することができる。このように
して、本来の測定を行なおうとしていた半導体基板の表
面の位置を正確に検出できるため、半導体基板内の不純
物プロファイルの正確な測定が可能となる。特に、この
分析方法では、半導体基板表面付近の不純物濃度を従来
法よりも正確に測定することが可能となる。
【００１２】次に、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の分析方法において、被測定試料準備工程における重
ね合わせられるＳｉ層内の不純物元素が、ＳＩＭＳによ
り検出しようとしている半導体基板内の不純物元素とは
異なり、かつ、２種以上の元素であることを特徴として
いる。
載の分析方法において、被測定試料準備工程における重
ね合わせられるＳｉ層内の不純物元素が、ＳＩＭＳによ
り検出しようとしている半導体基板内の不純物元素とは
異なり、かつ、２種以上の元素であることを特徴として
いる。
【００１３】すなわち、請求項２に記載する分析方法で
は、半導体基板内の不純物プロファイルを測定する際
に、被測定試料を準備する工程において、測定対象とし
ている半導体基板の表面上に、プロファイルを測定しよ
うとする不純物とは異なる２種類以上の不純物元素を含
んだＳｉ層（ｃａｐ−Ｓｉ層）を重ね合わせる。この
際、ｃａｐ−Ｓｉ層中の２種類以上の不純物元素につい
て、ｃａｐ−Ｓｉ層中の第１の不純物元素は、その質量
数が本来の測定対象としている半導体基板内の不純物元
素の質量数に近いことが好ましく、さらに、ｃａｐ−Ｓ
ｉ層中の第２の不純物元素は、その質量数が本来の測定
対象としている半導体基板内の不純物元素の質量数より
も十分大きいことが好ましい。
は、半導体基板内の不純物プロファイルを測定する際
に、被測定試料を準備する工程において、測定対象とし
ている半導体基板の表面上に、プロファイルを測定しよ
うとする不純物とは異なる２種類以上の不純物元素を含
んだＳｉ層（ｃａｐ−Ｓｉ層）を重ね合わせる。この
際、ｃａｐ−Ｓｉ層中の２種類以上の不純物元素につい
て、ｃａｐ−Ｓｉ層中の第１の不純物元素は、その質量
数が本来の測定対象としている半導体基板内の不純物元
素の質量数に近いことが好ましく、さらに、ｃａｐ−Ｓ
ｉ層中の第２の不純物元素は、その質量数が本来の測定
対象としている半導体基板内の不純物元素の質量数より
も十分大きいことが好ましい。
【００１４】この被測定試料準備工程において、測定対
象としている半導体基板の表面は半導体基板とｃａｐ−
Ｓｉ層の界面に置き換えられる。この後に、ＳＩＭＳ計
測工程において、重ね合わされたＳｉ層（ｃａｐ−Ｓｉ
層）の側から一次イオンビームを照射して質量分析を行
なうのであるが、この際に、ｃａｐ−Ｓｉ層中に含まれ
ている第１の不純物元素からの信号と第２の不純物元素
からの信号を界面検出モニターとして用いる。
象としている半導体基板の表面は半導体基板とｃａｐ−
Ｓｉ層の界面に置き換えられる。この後に、ＳＩＭＳ計
測工程において、重ね合わされたＳｉ層（ｃａｐ−Ｓｉ
層）の側から一次イオンビームを照射して質量分析を行
なうのであるが、この際に、ｃａｐ−Ｓｉ層中に含まれ
ている第１の不純物元素からの信号と第２の不純物元素
からの信号を界面検出モニターとして用いる。
【００１５】ＳＩＭＳ計測工程において、ノックオン現
象が小さく良好な条件で計測が行われている場合には、
第１の不純物元素からの信号と第２の不純物元素からの
信号は、ほぼ同じ点において信号強度が無くなる。しか
しながら、ノックオン現象が大きく発生している場合に
は、第２の不純物元素からの信号強度が無くなった後で
も、第１の不純物元素からの信号強度は無くならず、徐
々に減少していく。このような場合には、本来の測定対
象である半導体基板内の不純物元素のＳＩＭＳ計測によ
るプロファイルはノックオン現象によりブロードニング
がおきており、本来の不純物プロファイルとは異なった
ものが計測により得られる。このように、ノックオン現
象による計測プロファイルの歪みが発生しているかどう
かを検出することができるので、ノックオン現象による
プロファイルの歪みがひどい場合には、計測条件を再設
定する必要があることを、ＳＩＭＳ計測工程中に知るこ
とが可能となる。また、ＳＩＭＳ計測工程における半導
体基板とｃａｐ−Ｓｉ層との界面付近において、第１の
不純物元素からの信号と第２の不純物元素からの信号の
減少の仕方の比較を行なうことにより、ノックオン現象
が発生していても、許容できる程度のものであるかどう
かも判断できるようになる。尚、従来法では、ノックオ
ン現象による測定プロファイルの歪みが少ない計測条件
の設定を、測定者の経験により行なっていた。
象が小さく良好な条件で計測が行われている場合には、
第１の不純物元素からの信号と第２の不純物元素からの
信号は、ほぼ同じ点において信号強度が無くなる。しか
しながら、ノックオン現象が大きく発生している場合に
は、第２の不純物元素からの信号強度が無くなった後で
も、第１の不純物元素からの信号強度は無くならず、徐
々に減少していく。このような場合には、本来の測定対
象である半導体基板内の不純物元素のＳＩＭＳ計測によ
るプロファイルはノックオン現象によりブロードニング
がおきており、本来の不純物プロファイルとは異なった
ものが計測により得られる。このように、ノックオン現
象による計測プロファイルの歪みが発生しているかどう
かを検出することができるので、ノックオン現象による
プロファイルの歪みがひどい場合には、計測条件を再設
定する必要があることを、ＳＩＭＳ計測工程中に知るこ
とが可能となる。また、ＳＩＭＳ計測工程における半導
体基板とｃａｐ−Ｓｉ層との界面付近において、第１の
不純物元素からの信号と第２の不純物元素からの信号の
減少の仕方の比較を行なうことにより、ノックオン現象
が発生していても、許容できる程度のものであるかどう
かも判断できるようになる。尚、従来法では、ノックオ
ン現象による測定プロファイルの歪みが少ない計測条件
の設定を、測定者の経験により行なっていた。
【００１６】このように本発明を用いることにより、本
来測定を行なおうとしていた半導体基板の表面の位置を
正確に検出でき、また、ノックオン現象によるプロファ
イルの歪みが発生しているかどうかも判定することがで
きるので、半導体基板内の不純物プロファイルの正確な
測定が可能となる。特に、この分析方法では、半導体基
板表面付近の不純物濃度を従来法よりも正確に測定する
ことが可能となる。
来測定を行なおうとしていた半導体基板の表面の位置を
正確に検出でき、また、ノックオン現象によるプロファ
イルの歪みが発生しているかどうかも判定することがで
きるので、半導体基板内の不純物プロファイルの正確な
測定が可能となる。特に、この分析方法では、半導体基
板表面付近の不純物濃度を従来法よりも正確に測定する
ことが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的な実施例を用いて詳細に説明する。
的な実施例を用いて詳細に説明する。
【００１８】［実施例１］本実施例は請求項１記載の発
明を実施した例であり、半導体製造工程において燐（リ
ン（Ｐ））のイオン注入を行ない、ある熱処理工程後の
プロファイルを測定する場合を例にとる。このイオン注
入条件と熱処理条件は、その処理後のリンのプロファイ
ルが測定対象となるわけであるから、任意である。
明を実施した例であり、半導体製造工程において燐（リ
ン（Ｐ））のイオン注入を行ない、ある熱処理工程後の
プロファイルを測定する場合を例にとる。このイオン注
入条件と熱処理条件は、その処理後のリンのプロファイ
ルが測定対象となるわけであるから、任意である。
【００１９】図１に被測定試料準備工程の流れを示す。
図１（ａ）に示すように、測定対象としている半導体基
板１の表面２上に重ね合わせてｃａｐ−Ｓｉ層を形成す
るためのＳｉウェハには、硼素（ボロン（Ｂ））を１０
18ｃｍ~3含んだＳｉ基板４上に、ボロンを１０20ｃｍ~3
含んだエピタキシャルＳｉ層５を形成したエピタキシャ
ルＳｉウェハを用いる。また、この際のエピタキシャル
Ｓｉ層５の厚さは６０００Åとした。エピタキシャル成
長する前のＳｉウェハは、通常用いられているように、
鏡面研磨された側を成長面に用いる。次に測定対象とし
ている試料基板１と用意したエピタキシャルＳｉウェハ
を、通常の半導体の製造工程で用いている洗浄工程にか
ける。ただし、洗浄の最終工程において、ＨＦ洗浄によ
るシリコン酸化膜除去を行なう。
図１（ａ）に示すように、測定対象としている半導体基
板１の表面２上に重ね合わせてｃａｐ−Ｓｉ層を形成す
るためのＳｉウェハには、硼素（ボロン（Ｂ））を１０
18ｃｍ~3含んだＳｉ基板４上に、ボロンを１０20ｃｍ~3
含んだエピタキシャルＳｉ層５を形成したエピタキシャ
ルＳｉウェハを用いる。また、この際のエピタキシャル
Ｓｉ層５の厚さは６０００Åとした。エピタキシャル成
長する前のＳｉウェハは、通常用いられているように、
鏡面研磨された側を成長面に用いる。次に測定対象とし
ている試料基板１と用意したエピタキシャルＳｉウェハ
を、通常の半導体の製造工程で用いている洗浄工程にか
ける。ただし、洗浄の最終工程において、ＨＦ洗浄によ
るシリコン酸化膜除去を行なう。
【００２０】次に図１（ｂ）に示すように、洗浄を行な
った後の測定対象としている試料基板１と用意したエピ
タキシャルＳｉウェハは、測定対象の試料基板１の測定
しようと考えている側の表面２とエピタキシャルＳｉウ
ェハのエピタキシャルＳｉ層５を重ね合わせる。この重
ね合わされた基板を、窒素（Ｎ2)ガス雰囲気中で６００
℃、２時間の熱処理を行ない、重ね合わされた面を接合
させる。この熱処理工程は、比較的低温であるため、本
来測ろうとしている試料基板中のリンのプロファイルに
影響を与えることはない。熱処理が終わり、接合された
基板の本来測ろうとしている試料基板側と接合面の外周
部について、エッチング薬液に耐えることができるシー
ル剤でシールする。このシール剤は、このような場合に
通常用いられるワックス等で良い。
った後の測定対象としている試料基板１と用意したエピ
タキシャルＳｉウェハは、測定対象の試料基板１の測定
しようと考えている側の表面２とエピタキシャルＳｉウ
ェハのエピタキシャルＳｉ層５を重ね合わせる。この重
ね合わされた基板を、窒素（Ｎ2)ガス雰囲気中で６００
℃、２時間の熱処理を行ない、重ね合わされた面を接合
させる。この熱処理工程は、比較的低温であるため、本
来測ろうとしている試料基板中のリンのプロファイルに
影響を与えることはない。熱処理が終わり、接合された
基板の本来測ろうとしている試料基板側と接合面の外周
部について、エッチング薬液に耐えることができるシー
ル剤でシールする。このシール剤は、このような場合に
通常用いられるワックス等で良い。
【００２１】シール剤により、保護するべき部分につい
てシールした後の基板は、Ｈ2Ｏ(６３．３重量％）、Ｋ
ＯＨ（２３．４重量％）、イソプロパノール（１３．３
重量％）で構成されるエッチング薬液にさらすことによ
り、エッチングを行なう。基板の本来測ろうとしている
試料基板１側はシール剤でシールされているため、エッ
チングはエピタキシャルＳｉウェハの側から進行する。
このエッチング薬液は、ボロン濃度１０18ｃｍ~3のＳｉ
に対してはエッチング効果があるが、ボロン濃度１０20
ｃｍ~3のＳｉに対してはほとんどエッチング効果がな
い。ここでのエッチング薬液による処理は、ボロン濃度
１０18ｃｍ~3のＳｉ基板４が全て除去され、ボロン濃度
１０20ｃｍ~3のＳｉ層５が表われて、エッチングが停止
されるまで行なう。エッチング薬液によるエッチング工
程が終了した基板は、シール剤の除去を行なう。シール
剤にワックスを用いた場合には、有機溶媒による洗浄に
より、ワックスを除去することができる。以上で、被測
定試料準備工程は終了し、図１（ｃ）に示すように、測
定対象である半導体基板１の被測定側表面２上に重ね合
わせて、ボロン濃度１０20ｃｍ~3のＳｉ層５がｃａｐ−
Ｓｉ層として形成された被測定試料が得られる。
てシールした後の基板は、Ｈ2Ｏ(６３．３重量％）、Ｋ
ＯＨ（２３．４重量％）、イソプロパノール（１３．３
重量％）で構成されるエッチング薬液にさらすことによ
り、エッチングを行なう。基板の本来測ろうとしている
試料基板１側はシール剤でシールされているため、エッ
チングはエピタキシャルＳｉウェハの側から進行する。
このエッチング薬液は、ボロン濃度１０18ｃｍ~3のＳｉ
に対してはエッチング効果があるが、ボロン濃度１０20
ｃｍ~3のＳｉに対してはほとんどエッチング効果がな
い。ここでのエッチング薬液による処理は、ボロン濃度
１０18ｃｍ~3のＳｉ基板４が全て除去され、ボロン濃度
１０20ｃｍ~3のＳｉ層５が表われて、エッチングが停止
されるまで行なう。エッチング薬液によるエッチング工
程が終了した基板は、シール剤の除去を行なう。シール
剤にワックスを用いた場合には、有機溶媒による洗浄に
より、ワックスを除去することができる。以上で、被測
定試料準備工程は終了し、図１（ｃ）に示すように、測
定対象である半導体基板１の被測定側表面２上に重ね合
わせて、ボロン濃度１０20ｃｍ~3のＳｉ層５がｃａｐ−
Ｓｉ層として形成された被測定試料が得られる。
【００２２】次にＳＩＭＳ計測工程として、被測定試料
準備工程終了後の基板に対して、ｃａｐ−Ｓｉ層の側、
すなわち、重ね合わせて接合されたボロン濃度１０20ｃ
ｍ~3のＳｉ層５の側から一次イオンビームを照射して、
常法のＳＩＭＳにより測定を行なう。このときのリンと
ボロンの信号強度の変化の様子を図２に示す。図２にお
いて、リンの二次イオン信号強度が急激に落ちる位置か
ら、接合された界面、すなわち、本来測定しようと考え
ていた試料基板１の表面２を検出することができ、本来
測定しようと考えていた試料基板内のリンの濃度プロフ
ァイルを正確に得ることができる。特に、試料基板の表
面を正確に検出できるため、基板表面付近のリンの濃度
とプロファイルを正確に得ることができる。
準備工程終了後の基板に対して、ｃａｐ−Ｓｉ層の側、
すなわち、重ね合わせて接合されたボロン濃度１０20ｃ
ｍ~3のＳｉ層５の側から一次イオンビームを照射して、
常法のＳＩＭＳにより測定を行なう。このときのリンと
ボロンの信号強度の変化の様子を図２に示す。図２にお
いて、リンの二次イオン信号強度が急激に落ちる位置か
ら、接合された界面、すなわち、本来測定しようと考え
ていた試料基板１の表面２を検出することができ、本来
測定しようと考えていた試料基板内のリンの濃度プロフ
ァイルを正確に得ることができる。特に、試料基板の表
面を正確に検出できるため、基板表面付近のリンの濃度
とプロファイルを正確に得ることができる。
【００２３】［実施例２］本実施例は請求項２記載の発
明を実施した例であり、半導体製造工程においてボロン
のイオン注入を行ない、ある熱処理工程後のプロファイ
ルを測定する場合を例にとる。このイオン注入条件と熱
処理条件は、その処理後のボロンのプロファイルが測定
対象となるわけであるから、任意である。
明を実施した例であり、半導体製造工程においてボロン
のイオン注入を行ない、ある熱処理工程後のプロファイ
ルを測定する場合を例にとる。このイオン注入条件と熱
処理条件は、その処理後のボロンのプロファイルが測定
対象となるわけであるから、任意である。
【００２４】図３に被測定試料準備工程の流れを示す。
図３（ａ）に示すように、測定対象としている半導体基
板１の表面２上に重ね合わせてｃａｐ−Ｓｉ層を形成す
るためのＳｉウェハには、リンを１０19ｃｍ~3含んだＳ
ｉ基板６上に、リンを１０17ｃｍ~3含んだエピタキシャ
ルＳｉ層７を形成し、次に図３（ｂ）に示すように、そ
のエピタキシャルＳｉ層７の側から、ＣＦ2 イオン８を
注入条件３０ｋｅＶ、１．０×１０13ｃｍ~2でイオン注
入を行なったエピタキシャルＳｉウェハを用いる。ま
た、この際のエピタキシャルＳｉ層５の厚さは６０００
Åとした。エピタキシャル成長する前のＳｉウェハは、
通常用いられているように、鏡面研磨された側を成長面
に用いる。次に測定対象としている試料基板１と用意し
たエピタキシャルＳｉウェハを、通常の半導体の製造工
程で用いている洗浄工程にかける。ただし、洗浄の最終
工程においてＨＦ洗浄によるシリコン酸化膜除去を行な
う。
図３（ａ）に示すように、測定対象としている半導体基
板１の表面２上に重ね合わせてｃａｐ−Ｓｉ層を形成す
るためのＳｉウェハには、リンを１０19ｃｍ~3含んだＳ
ｉ基板６上に、リンを１０17ｃｍ~3含んだエピタキシャ
ルＳｉ層７を形成し、次に図３（ｂ）に示すように、そ
のエピタキシャルＳｉ層７の側から、ＣＦ2 イオン８を
注入条件３０ｋｅＶ、１．０×１０13ｃｍ~2でイオン注
入を行なったエピタキシャルＳｉウェハを用いる。ま
た、この際のエピタキシャルＳｉ層５の厚さは６０００
Åとした。エピタキシャル成長する前のＳｉウェハは、
通常用いられているように、鏡面研磨された側を成長面
に用いる。次に測定対象としている試料基板１と用意し
たエピタキシャルＳｉウェハを、通常の半導体の製造工
程で用いている洗浄工程にかける。ただし、洗浄の最終
工程においてＨＦ洗浄によるシリコン酸化膜除去を行な
う。
【００２５】次に図３（ｃ）に示すように、洗浄を行な
った後の測定対象としている試料基板１と用意したエピ
タキシャルＳｉウェハは、測定対象の試料基板１の測定
しようと考えている側の表面２とエピタキシャルＳｉウ
ェハのエピタキシャルＳｉ層７を重ね合わせる。この重
ね合わされた基板を、窒素（Ｎ2)ガス雰囲気中で６００
℃、２時間の熱処理を行ない、重ね合わされた面を接合
させる。この熱処理工程は、比較的低温であるため、本
来測ろうとしている試料基板中のボロンのプロファイル
に影響を与えることはない。熱処理が終わり、接合され
た基板の本来測ろうとしている試料基板側と接合面の外
周部について、エッチング薬液に耐えることができるシ
ール剤でシールする。このシール剤は、このような場合
に通常用いられるワックス等で良い。
った後の測定対象としている試料基板１と用意したエピ
タキシャルＳｉウェハは、測定対象の試料基板１の測定
しようと考えている側の表面２とエピタキシャルＳｉウ
ェハのエピタキシャルＳｉ層７を重ね合わせる。この重
ね合わされた基板を、窒素（Ｎ2)ガス雰囲気中で６００
℃、２時間の熱処理を行ない、重ね合わされた面を接合
させる。この熱処理工程は、比較的低温であるため、本
来測ろうとしている試料基板中のボロンのプロファイル
に影響を与えることはない。熱処理が終わり、接合され
た基板の本来測ろうとしている試料基板側と接合面の外
周部について、エッチング薬液に耐えることができるシ
ール剤でシールする。このシール剤は、このような場合
に通常用いられるワックス等で良い。
【００２６】シール剤により、保護するべき部分につい
てシールした後の基板は、ＨＦ：ＨＮＯ3：ＣＨ3ＣＯＯ
Ｈ溶液（容量比１：３：８）にさらすことにより、エッ
チングを行なう。基板の本来測ろうとしている試料基板
１側はシール剤でシールされているため、エッチングは
エピタキシャルＳｉウェハの側から進行する。このエッ
チング薬液は、リン濃度１０19ｃｍ~3のＳｉに対しては
エッチング効果があるが、リン濃度１０17ｃｍ~3のＳｉ
に対してはほとんどエッチング効果がない。ここでのエ
ッチング薬液による処理は、リン濃度１０19ｃｍ~3のＳ
ｉ基板６が全て除去され、リン濃度１０17ｃｍ~3のＳｉ
層７が表われて、エッチングが停止されるまで行なう。
エッチング薬液によるエッチング工程が終了した基板
は、シール剤の除去を行なう。シール剤にワックスを用
いた場合には、有機溶媒による洗浄により、ワックスを
除去することができる。以上で、被測定試料準備工程は
終了し、図３（ｄ）に示すように、測定対象である半導
体基板１の被測定側表面２上に重ね合わせて、リン濃度
１０17ｃｍ~3のＳｉ層７がｃａｐ−Ｓｉ層として形成さ
れた被測定試料が得られる。
てシールした後の基板は、ＨＦ：ＨＮＯ3：ＣＨ3ＣＯＯ
Ｈ溶液（容量比１：３：８）にさらすことにより、エッ
チングを行なう。基板の本来測ろうとしている試料基板
１側はシール剤でシールされているため、エッチングは
エピタキシャルＳｉウェハの側から進行する。このエッ
チング薬液は、リン濃度１０19ｃｍ~3のＳｉに対しては
エッチング効果があるが、リン濃度１０17ｃｍ~3のＳｉ
に対してはほとんどエッチング効果がない。ここでのエ
ッチング薬液による処理は、リン濃度１０19ｃｍ~3のＳ
ｉ基板６が全て除去され、リン濃度１０17ｃｍ~3のＳｉ
層７が表われて、エッチングが停止されるまで行なう。
エッチング薬液によるエッチング工程が終了した基板
は、シール剤の除去を行なう。シール剤にワックスを用
いた場合には、有機溶媒による洗浄により、ワックスを
除去することができる。以上で、被測定試料準備工程は
終了し、図３（ｄ）に示すように、測定対象である半導
体基板１の被測定側表面２上に重ね合わせて、リン濃度
１０17ｃｍ~3のＳｉ層７がｃａｐ−Ｓｉ層として形成さ
れた被測定試料が得られる。
【００２７】次にＳＩＭＳ計測工程として、被測定試料
準備工程終了後の基板に対して、ｃａｐ−Ｓｉ層の側、
すなわち、重ね合わせて接合されたリン濃度１０17ｃｍ
~3のＳｉ層７の側から一次イオンビームを照射して、常
法のＳＩＭＳにより測定を行なう。この際に、半導体基
板１内の不純物元素であるボロンと、Ｓｉ層７側の２種
の不純物元素であるリンと炭素の信号出力をモニターし
ておく。ノックオン現象が著しい場合には、図４に示す
ごとく、リンの信号出力が落ちていっても、炭素の信号
出力は徐々に減少していってる。このような場合には、
一次イオンのエネルギー、イオン種などの条件を再設定
し、ボロンとリンと炭素の信号出力の変化が図５に示す
ごとく、リンの信号出力の落ち方と炭素の信号出力の落
ち方がほぼ等しくなるようにする。このような状態にす
ることにより、接合された界面、すなわち、本来測定し
ようと考えていた試料基板の表面を正確に検出すること
ができ、また、ノックオン現象による試料基板内のボロ
ンの濃度プロファイルの歪みも少ない。したがって、本
来測定しようと考えていた試料基板内のボロンの濃度プ
ロファイルを正確に得ることができる。特に、試料基板
の表面を正確に検出できるため、基板表面付近のボロン
の濃度とプロファイルを正確に得ることができる。
準備工程終了後の基板に対して、ｃａｐ−Ｓｉ層の側、
すなわち、重ね合わせて接合されたリン濃度１０17ｃｍ
~3のＳｉ層７の側から一次イオンビームを照射して、常
法のＳＩＭＳにより測定を行なう。この際に、半導体基
板１内の不純物元素であるボロンと、Ｓｉ層７側の２種
の不純物元素であるリンと炭素の信号出力をモニターし
ておく。ノックオン現象が著しい場合には、図４に示す
ごとく、リンの信号出力が落ちていっても、炭素の信号
出力は徐々に減少していってる。このような場合には、
一次イオンのエネルギー、イオン種などの条件を再設定
し、ボロンとリンと炭素の信号出力の変化が図５に示す
ごとく、リンの信号出力の落ち方と炭素の信号出力の落
ち方がほぼ等しくなるようにする。このような状態にす
ることにより、接合された界面、すなわち、本来測定し
ようと考えていた試料基板の表面を正確に検出すること
ができ、また、ノックオン現象による試料基板内のボロ
ンの濃度プロファイルの歪みも少ない。したがって、本
来測定しようと考えていた試料基板内のボロンの濃度プ
ロファイルを正確に得ることができる。特に、試料基板
の表面を正確に検出できるため、基板表面付近のボロン
の濃度とプロファイルを正確に得ることができる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載のＳ
ＩＭＳによる分析方法では、被測定試料準備工程におい
て重ね合わせられたＳｉ層内の半導体基板内の検出を行
なおうとする不純物元素とは異なる不純物元素を、ＳＩ
ＭＳ計測工程の際に、本来の測定を行なおうとしていた
半導体基板の表面を検出するための表面検出モニターと
して用いることにより、半導体基板の表面の検出が正確
になり、半導体基板中の不純物プロファイルを測定する
際に、表面近傍の濃度測定及びプロファイルの形状を正
確に得ることができるようになる。
ＩＭＳによる分析方法では、被測定試料準備工程におい
て重ね合わせられたＳｉ層内の半導体基板内の検出を行
なおうとする不純物元素とは異なる不純物元素を、ＳＩ
ＭＳ計測工程の際に、本来の測定を行なおうとしていた
半導体基板の表面を検出するための表面検出モニターと
して用いることにより、半導体基板の表面の検出が正確
になり、半導体基板中の不純物プロファイルを測定する
際に、表面近傍の濃度測定及びプロファイルの形状を正
確に得ることができるようになる。
【００２９】また、請求項２記載のＳＩＭＳによる分析
方法では、本来の測定を行なおうとしていた半導体基板
の表面を検出するための表面検出モニターとして用いる
不純物元素を２種類以上用いることにより、半導体基板
の表面の検出をより正確に行なうことが可能になるだけ
ではなく、ＳＩＭＳ計測工程の際の一次イオンによるノ
ックオン現象が発生しているかどうかを確認することも
できるようになる。このことにより、ノックオン現象発
生の少ないＳＩＭＳ計測条件を選定することが容易にな
り、半導体基板中の不純物プロファイルを正確に得るこ
とが可能になる。特に、表面近傍の濃度測定及びプロフ
ァイルの形状を正確に得ることが可能になる。
方法では、本来の測定を行なおうとしていた半導体基板
の表面を検出するための表面検出モニターとして用いる
不純物元素を２種類以上用いることにより、半導体基板
の表面の検出をより正確に行なうことが可能になるだけ
ではなく、ＳＩＭＳ計測工程の際の一次イオンによるノ
ックオン現象が発生しているかどうかを確認することも
できるようになる。このことにより、ノックオン現象発
生の少ないＳＩＭＳ計測条件を選定することが容易にな
り、半導体基板中の不純物プロファイルを正確に得るこ
とが可能になる。特に、表面近傍の濃度測定及びプロフ
ァイルの形状を正確に得ることが可能になる。
【図１】請求項１の実施例（実施例１）を示す図であっ
て、被測定試料準備工程の説明図である。
て、被測定試料準備工程の説明図である。
【図２】実施例１の被測定試料準備工程により形成され
た被測定試料のＳＩＭＳによる分析結果を示す図であっ
て、被測定試料の表面からの深さに対する二次イオン信
号強度変化（不純物プロファイル）を示す図である。
た被測定試料のＳＩＭＳによる分析結果を示す図であっ
て、被測定試料の表面からの深さに対する二次イオン信
号強度変化（不純物プロファイル）を示す図である。
【図３】請求項２の実施例（実施例２）を示す図であっ
て、被測定試料準備工程の説明図である。
て、被測定試料準備工程の説明図である。
【図４】実施例２の被測定試料準備工程により形成され
た被測定試料のＳＩＭＳによる分析結果を示す図であっ
て、被測定試料の表面からの深さに対する二次イオン信
号強度変化（不純物プロファイル；ノックオン現象が著
しいとき）を示す図である。
た被測定試料のＳＩＭＳによる分析結果を示す図であっ
て、被測定試料の表面からの深さに対する二次イオン信
号強度変化（不純物プロファイル；ノックオン現象が著
しいとき）を示す図である。
【図５】実施例２の被測定試料準備工程により形成され
た被測定試料のＳＩＭＳによる分析結果を示す図であっ
て、被測定試料の表面からの深さに対する二次イオン信
号強度変化（不純物プロファイル；ノックオン現象の影
響が少ないとき）を示す図である。
た被測定試料のＳＩＭＳによる分析結果を示す図であっ
て、被測定試料の表面からの深さに対する二次イオン信
号強度変化（不純物プロファイル；ノックオン現象の影
響が少ないとき）を示す図である。
【図６】従来のＰＣ−ＳＩＭＳ法による被測定試料準備
工程の説明図である。
工程の説明図である。
【図７】基板表面への汚染物質がある場合の不純物プロ
ファイルを示す図である。
ファイルを示す図である。
【図８】基板表面へ意図して導入した不純物の特定工程
後の不純物プロファイルを示す図である。
後の不純物プロファイルを示す図である。
１：半導体基板（被測定基板） ２：半導体基板表面（被測定側表面） ３：ポリシリコン ４：半導体基板に重ね合わされるＳｉ基板（ボロン濃
度：１０18ｃｍ~3） ５：エピタキシャルＳｉ層（ボロン濃度：１０20ｃｍ
~3） ６：半導体基板に重ね合わされるＳｉ基板（リン濃度：
１０19ｃｍ~3） ７：エピタキシャルＳｉ層（リン濃度：１０17ｃｍ~3） ８：ＣＦ2 イオン
度：１０18ｃｍ~3） ５：エピタキシャルＳｉ層（ボロン濃度：１０20ｃｍ
~3） ６：半導体基板に重ね合わされるＳｉ基板（リン濃度：
１０19ｃｍ~3） ７：エピタキシャルＳｉ層（リン濃度：１０17ｃｍ~3） ８：ＣＦ2 イオン
Claims (2)
- 【請求項１】半導体基板内の不純物元素のプロファイル
をＳＩＭＳ（二次イオン質量分析法）により求める分析
方法において、測定対象としている半導体基板の表面上
に、半導体基板内のＳＩＭＳにより検出しようとしてい
る不純物元素とは異なる不純物元素を含んだＳｉ層を重
ね合わせる被測定試料準備工程と、上記被測定試料準備
工程により形成された被測定試料の検出しようとしてい
る不純物元素とは異なる不純物元素を含んでいる重ね合
わせられたＳｉ層の側から一次イオンビームを照射して
質量分析を行なうＳＩＭＳ計測工程を含み、上記ＳＩＭ
Ｓ計測工程の際に、上記Ｓｉ層の不純物元素を、本来の
測定を行なおうとしていた半導体基板の表面を検出する
ための表面検出モニターとして用いることを特徴とする
ＳＩＭＳによる分析方法。 - 【請求項２】請求項１記載の分析方法において、被測定
試料準備工程における重ね合わせられるＳｉ層内の不純
物元素が、ＳＩＭＳにより検出しようとしている半導体
基板内の不純物元素とは異なり、かつ、２種以上の元素
であることを特徴とするＳＩＭＳによる分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8072327A JPH09260448A (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | Ｓｉｍｓによる分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8072327A JPH09260448A (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | Ｓｉｍｓによる分析方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09260448A true JPH09260448A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=13486089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8072327A Pending JPH09260448A (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | Ｓｉｍｓによる分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09260448A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104215634A (zh) * | 2014-09-16 | 2014-12-17 | 湖南有色新田岭钨业有限公司 | 一种测定钨精矿中锡含量的方法 |
| KR20200107119A (ko) * | 2019-03-06 | 2020-09-16 | 에스케이실트론 주식회사 | 웨이퍼의 평가 방법 |
-
1996
- 1996-03-27 JP JP8072327A patent/JPH09260448A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104215634A (zh) * | 2014-09-16 | 2014-12-17 | 湖南有色新田岭钨业有限公司 | 一种测定钨精矿中锡含量的方法 |
| KR20200107119A (ko) * | 2019-03-06 | 2020-09-16 | 에스케이실트론 주식회사 | 웨이퍼의 평가 방법 |
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