JPH09264824A - ケイ素材試料の分解方法 - Google Patents
ケイ素材試料の分解方法Info
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- JPH09264824A JPH09264824A JP8073400A JP7340096A JPH09264824A JP H09264824 A JPH09264824 A JP H09264824A JP 8073400 A JP8073400 A JP 8073400A JP 7340096 A JP7340096 A JP 7340096A JP H09264824 A JPH09264824 A JP H09264824A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ケイ素材試料中に含有される微量不純物の測
定をする際のケイ素材試料の分解を短時間で処理する。 【解決手段】 ケイ素材試料Ｍを分解するように、フッ
化キセノン、フッ化水素、フッ化酸素およびフッ素化ハ
ロゲンの群から選ばれる少なくとも１種のフッ素化合物
を含有する分解ガスＡを前記ケイ素材試料表面に接触さ
せることで速やかに短時間でケイ素材試料を分解する。
定をする際のケイ素材試料の分解を短時間で処理する。 【解決手段】 ケイ素材試料Ｍを分解するように、フッ
化キセノン、フッ化水素、フッ化酸素およびフッ素化ハ
ロゲンの群から選ばれる少なくとも１種のフッ素化合物
を含有する分解ガスＡを前記ケイ素材試料表面に接触さ
せることで速やかに短時間でケイ素材試料を分解する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はケイ素材試料の分解
方法に関し、特に半導体に使用するケイ素材料の分析の
際の試料分解方法に関する。
方法に関し、特に半導体に使用するケイ素材料の分析の
際の試料分解方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｓｉ、ＳｉＯ2 などの結晶からなるケイ
素材は、半導体基板などとして使用されている。この結
晶中にナトリウム、カリウムあるいは鉄などの不純物が
存在すると、その存在量が極微量であっても、これら結
晶から形成される半導体素子の電気特性が不安定になる
など大きな影響を与えることが知られている。したがっ
て、半導体素子の特性を高めるには、これら不純物の含
有量を可能な限り低く抑えることが必要とされる。不純
物量を抑える処置をとる前提として、結晶中の不純物濃
度を正確に分析することが不可欠になる。
素材は、半導体基板などとして使用されている。この結
晶中にナトリウム、カリウムあるいは鉄などの不純物が
存在すると、その存在量が極微量であっても、これら結
晶から形成される半導体素子の電気特性が不安定になる
など大きな影響を与えることが知られている。したがっ
て、半導体素子の特性を高めるには、これら不純物の含
有量を可能な限り低く抑えることが必要とされる。不純
物量を抑える処置をとる前提として、結晶中の不純物濃
度を正確に分析することが不可欠になる。
【０００３】その分析手法は、まずケイ素材試料を分解
した後に、分解物をフレームレス原子吸光法や誘導結合
プラズマ質量分析装置などの分析装置を用いて分析を行
っていた。
した後に、分解物をフレームレス原子吸光法や誘導結合
プラズマ質量分析装置などの分析装置を用いて分析を行
っていた。
【０００４】図２は従来のケイ素材の分解装置の概略図
である。従来、図２に示す試料分解装置を用いていた。
図中、密閉容器１内には、純水Ｗおよび試料Ｍを収納す
る試料収納容器３、フッ化水素酸Ａを収納するフッ化水
素酸容器５Ａ内および硝酸Ｂを収納する硝酸容器５Ｂが
設置されている。
である。従来、図２に示す試料分解装置を用いていた。
図中、密閉容器１内には、純水Ｗおよび試料Ｍを収納す
る試料収納容器３、フッ化水素酸Ａを収納するフッ化水
素酸容器５Ａ内および硝酸Ｂを収納する硝酸容器５Ｂが
設置されている。
【０００５】前記フッ化水素酸および硝酸をヒータ７
Ａ、７Ｂで加熱することで、密閉容器中を不純物の極め
て少ないフッ化水素酸ガスおよび硝酸ガスからなる酸蒸
気が飽和状態になるまで充満させ、これらを純水に溶す
ことで試料収納容器内の試料を溶解していた。
Ａ、７Ｂで加熱することで、密閉容器中を不純物の極め
て少ないフッ化水素酸ガスおよび硝酸ガスからなる酸蒸
気が飽和状態になるまで充満させ、これらを純水に溶す
ことで試料収納容器内の試料を溶解していた。
【０００６】しかしながら、密閉容器中を酸蒸気の飽和
状態にし、さらにフッ化水素酸や硝酸を純水に溶すため
に、２〜３時間加熱する必要がある。さらに、この酸蒸
気を含む純水によって、試料を分解するの時間も考慮す
ると１ｇの試料を分解するために１０〜１２時間必要と
する。このように、試料の分解に長時間必要で、非効率
的であった。さらに、試料の分解に長時間かかると、環
境からの汚染量が増加し、高感度の分析ができなくなる
という問題が生じる。
状態にし、さらにフッ化水素酸や硝酸を純水に溶すため
に、２〜３時間加熱する必要がある。さらに、この酸蒸
気を含む純水によって、試料を分解するの時間も考慮す
ると１ｇの試料を分解するために１０〜１２時間必要と
する。このように、試料の分解に長時間必要で、非効率
的であった。さらに、試料の分解に長時間かかると、環
境からの汚染量が増加し、高感度の分析ができなくなる
という問題が生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の試料分解方法では試料の分解に長時間を要し、非効率
的であった。本発明はこのような問題に鑑みて為された
ものであり、分解時間の短いケイ素材試料の分解方法を
提供することを目的とする。
の試料分解方法では試料の分解に長時間を要し、非効率
的であった。本発明はこのような問題に鑑みて為された
ものであり、分解時間の短いケイ素材試料の分解方法を
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】本願第一の発明は、ケイ
素材試料を分解するように、フッ化キセノン、フッ化水
素、フッ化酸素およびフッ素化ハロゲンの群から選ばれ
る少なくとも１種のフッ素化合物を含有する分解ガスを
前記ケイ素材試料表面に接触させるケイ素材試料の分解
方法である。
素材試料を分解するように、フッ化キセノン、フッ化水
素、フッ化酸素およびフッ素化ハロゲンの群から選ばれ
る少なくとも１種のフッ素化合物を含有する分解ガスを
前記ケイ素材試料表面に接触させるケイ素材試料の分解
方法である。
【０００９】本願第二の発明は、前記フッ素化合物は、
試料分解用の液体あるいは固体を加熱して生じる気体で
ある前記第１の発明に記載のケイ素材試料の分解方法で
ある。
試料分解用の液体あるいは固体を加熱して生じる気体で
ある前記第１の発明に記載のケイ素材試料の分解方法で
ある。
【００１０】本願第三の発明は、前記ケイ素材試料に前
記フッ素化合物を含有する分解ガスを接触させる際に、
前記ケイ素材試料を回転させる前記第一の発明に記載の
ケイ素材試料の分解方法である。本願第四の発明は、前
記ケイ素材試料を８０乃至１３０℃に加熱する前記第一
の発明に記載のケイ素材試料の分解方法である。
記フッ素化合物を含有する分解ガスを接触させる際に、
前記ケイ素材試料を回転させる前記第一の発明に記載の
ケイ素材試料の分解方法である。本願第四の発明は、前
記ケイ素材試料を８０乃至１３０℃に加熱する前記第一
の発明に記載のケイ素材試料の分解方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、酸蒸気を直接試料に接
触させることで、短時間で試料の溶解を可能にすること
を骨子としたものである。本発明に係る試料は、半導体
基板に用いられる基板材料であり、例えばＳｉあるいは
ＳｉＯ2 を主成分とし、これに不純物が含有した試料で
ある。
触させることで、短時間で試料の溶解を可能にすること
を骨子としたものである。本発明に係る試料は、半導体
基板に用いられる基板材料であり、例えばＳｉあるいは
ＳｉＯ2 を主成分とし、これに不純物が含有した試料で
ある。
【００１２】本発明に係るフッ素化合物は、フッ化キセ
ノン、フッ化水素、フッ化酸素およびフッ素化ハロゲン
の群から選ばれる。前記フッ化キセノンとしては例えば
ＸｅＦ2 、ＸｅＦ4 やＸｅＦ6 を用いることができる。
前記フッ化酸素としてはＯＦ2 やＯ2 Ｆ2 を用いること
ができる。前記ハロゲン化フッ素としては例えばＣｌＦ
3 、ＣｌＦ、ＢｒＦ、ＢｒＦ3 、ＢｒＦ5 、ＩＦ5 ある
いはＩＦ6 などを使用することができる。
ノン、フッ化水素、フッ化酸素およびフッ素化ハロゲン
の群から選ばれる。前記フッ化キセノンとしては例えば
ＸｅＦ2 、ＸｅＦ4 やＸｅＦ6 を用いることができる。
前記フッ化酸素としてはＯＦ2 やＯ2 Ｆ2 を用いること
ができる。前記ハロゲン化フッ素としては例えばＣｌＦ
3 、ＣｌＦ、ＢｒＦ、ＢｒＦ3 、ＢｒＦ5 、ＩＦ5 ある
いはＩＦ6 などを使用することができる。
【００１３】これらフッ素化合物とＳｉを分解する時の
反応式を以下に示す。 ＸｅＦ4 ＋Ｓｉ → Ｘｅ ＋ＳｉＦ4 （１） ２Ｏ2 Ｆ2 ＋Ｓｉ → ＳｉＦ4 ＋２Ｏ2 （２） ２ＣｌＦ3 ＋Ｓｉ → ＳｉＦ4 ＋２ＣｌＦ （３） このような反応を可能にするために、必要に応じ反応時
の環境を適宜調整することが望ましい。例えば、前記反
応式（２）、（３）は常温で反応可能であるが、反応式
（１）は、例えば１００〜１５０℃に加熱したＸｅＦ4
をＳｉに接触させることが望まれる。
反応式を以下に示す。 ＸｅＦ4 ＋Ｓｉ → Ｘｅ ＋ＳｉＦ4 （１） ２Ｏ2 Ｆ2 ＋Ｓｉ → ＳｉＦ4 ＋２Ｏ2 （２） ２ＣｌＦ3 ＋Ｓｉ → ＳｉＦ4 ＋２ＣｌＦ （３） このような反応を可能にするために、必要に応じ反応時
の環境を適宜調整することが望ましい。例えば、前記反
応式（２）、（３）は常温で反応可能であるが、反応式
（１）は、例えば１００〜１５０℃に加熱したＸｅＦ4
をＳｉに接触させることが望まれる。
【００１４】また、必要に応じ含水素雰囲気下で反応さ
せる、２段階で反応させるなどすることで、前記（１）
乃至（３）で使用したフッ素化合物以外のものを使用し
てＳｉ試料を分解することができる。
せる、２段階で反応させるなどすることで、前記（１）
乃至（３）で使用したフッ素化合物以外のものを使用し
てＳｉ試料を分解することができる。
【００１５】例えばＯＦ2 などの場合を例示すると、下
記（４）および（５）の２段階の反応を得て分解され
る。 ２ＯＦ2 ＋ Ｓｉ → ＳｉＯ2 ＋２Ｆ2 （４） ＳｉＯ2 ＋２Ｆ2 → ＳｉＦ4 ＋ Ｏ2 （５） また、ＸｅＦ2 などの場合には、含水素雰囲気下で下記
（６）および（７）の２段階の反応を得て分解される。
記（４）および（５）の２段階の反応を得て分解され
る。 ２ＯＦ2 ＋ Ｓｉ → ＳｉＯ2 ＋２Ｆ2 （４） ＳｉＯ2 ＋２Ｆ2 → ＳｉＦ4 ＋ Ｏ2 （５） また、ＸｅＦ2 などの場合には、含水素雰囲気下で下記
（６）および（７）の２段階の反応を得て分解される。
【００１６】 ＸｅＦ2 ＋２Ｈ+ ＋２ｅ → Ｘｅ ＋２ＨＦ （６） ４ＨＦ ＋ＳｉＯ2 → ＳｉＦ4 ＋ Ｈ2 Ｏ （７） 上記（１）〜（７）で示した反応以外にも、上記式
（７）で示すように、ＳｉＯ2 はＨＦと反応させること
で溶解できるため、フッ化キセノン、フッ化酸素および
ハロゲン化フッ素を含有する気体とＳｉを反応させ、Ｓ
ｉＯ2 とＨＦを生成することで、最終的にはＳｉを溶解
することが可能となる。また、通常ケイ素材試料は試料
台上に載置されるために、ケイ素材試料中に含有されて
いた不純物はケイ素材を溶解した結果試料台上に残留さ
れる。
（７）で示すように、ＳｉＯ2 はＨＦと反応させること
で溶解できるため、フッ化キセノン、フッ化酸素および
ハロゲン化フッ素を含有する気体とＳｉを反応させ、Ｓ
ｉＯ2 とＨＦを生成することで、最終的にはＳｉを溶解
することが可能となる。また、通常ケイ素材試料は試料
台上に載置されるために、ケイ素材試料中に含有されて
いた不純物はケイ素材を溶解した結果試料台上に残留さ
れる。
【００１７】ここで含水素雰囲気下とは、例えばアセト
ニトリル、アセトン、エタノールあるいはメタノールな
どの沸点１００℃以下の有機溶媒を気化した状態にすれ
ばよい。
ニトリル、アセトン、エタノールあるいはメタノールな
どの沸点１００℃以下の有機溶媒を気化した状態にすれ
ばよい。
【００１８】上記（１）〜（７）で示した反応では、最
終的にＳｉＦ4 が生成される。このとき、反応雰囲気を
８０〜１００℃にすることで、ケイ素材試料中に含有さ
れていた不純物を気化させることなく、速やかにＳｉＦ
4 のみをを気化することが可能なため、ＳｉＦ4 と金属
不純物との分離が容易となる。
終的にＳｉＦ4 が生成される。このとき、反応雰囲気を
８０〜１００℃にすることで、ケイ素材試料中に含有さ
れていた不純物を気化させることなく、速やかにＳｉＦ
4 のみをを気化することが可能なため、ＳｉＦ4 と金属
不純物との分離が容易となる。
【００１９】また、フッ化化合物としてフッ化キセノン
を使用する場合、前記反応式（６）の反応を速やかに行
うことを考慮すると反応雰囲気を８０〜１３０℃に設定
することが望ましい。
を使用する場合、前記反応式（６）の反応を速やかに行
うことを考慮すると反応雰囲気を８０〜１３０℃に設定
することが望ましい。
【００２０】このようにフッ素化合物とＳｉあるいはＳ
ｉＯ2 とを反応させ、残存した不純物を既存の分析装置
にて分析することで、ケイ素材試料中に含有される不純
物量を測定することが可能となる。通常用いられる分析
装置として、フレームレス原子光吸法、誘導結合プラズ
マ質量分析装置などが使用できる。
ｉＯ2 とを反応させ、残存した不純物を既存の分析装置
にて分析することで、ケイ素材試料中に含有される不純
物量を測定することが可能となる。通常用いられる分析
装置として、フレームレス原子光吸法、誘導結合プラズ
マ質量分析装置などが使用できる。
【００２１】このような分析装置で試料を分析すること
を考慮すれば、不純物がイオン性の状態で溶媒中に溶解
された状態が必要であることから、必要に応じ試料台上
に残存する不純物を例えば塩酸、硝酸あるいは硫酸など
に溶解した後、これを採取して分析装置にかけることが
望ましい。
を考慮すれば、不純物がイオン性の状態で溶媒中に溶解
された状態が必要であることから、必要に応じ試料台上
に残存する不純物を例えば塩酸、硝酸あるいは硫酸など
に溶解した後、これを採取して分析装置にかけることが
望ましい。
【００２２】以下、図面を用いて本発明をより詳細に説
明する。図１は本発明に係るケイ素材試料の分解装置の
概略図である。密閉容器１１は、フッ素化合物ガス発生
手段１７と導入バルブ１８を有する導入路１９を介して
接続されており、バルブ１８を調整することで密閉容器
内に導入されるフッ素化合物の量を制限している。必要
に応じ、排気手段（図示せず）に接続される排出バルブ
２０を有する排出路２１を設けることもできる。
明する。図１は本発明に係るケイ素材試料の分解装置の
概略図である。密閉容器１１は、フッ素化合物ガス発生
手段１７と導入バルブ１８を有する導入路１９を介して
接続されており、バルブ１８を調整することで密閉容器
内に導入されるフッ素化合物の量を制限している。必要
に応じ、排気手段（図示せず）に接続される排出バルブ
２０を有する排出路２１を設けることもできる。
【００２３】密閉容器１１中には、ケイ素材試料Ｍを載
置でき、回転可能なボート状の試料台１２が配置されて
おり、さらに試料台１２を加熱するように、密閉容器１
１の外側に加熱手段１３が配置されている。
置でき、回転可能なボート状の試料台１２が配置されて
おり、さらに試料台１２を加熱するように、密閉容器１
１の外側に加熱手段１３が配置されている。
【００２４】本発明に係る試料分解装置に使用する材料
は、本発明で使用されるフッ化水素など各種酸蒸気に浸
食されず、また加熱にも耐え得るものを使用する必要が
ある。このような特性を有する材料として例えばテフロ
ンなどを用いることが可能である。密閉容器の容積は特
に制限されないが、通常３０００〜５０００ｃｃ程度の
ものが使用できる。
は、本発明で使用されるフッ化水素など各種酸蒸気に浸
食されず、また加熱にも耐え得るものを使用する必要が
ある。このような特性を有する材料として例えばテフロ
ンなどを用いることが可能である。密閉容器の容積は特
に制限されないが、通常３０００〜５０００ｃｃ程度の
ものが使用できる。
【００２５】フッ素化合物ガスの導入量は、特に制限さ
れないが導入量を多くしたほうが分解時間をより短縮す
ることが可能となる。ただし、導入量が多すぎるとケイ
素材が分解された後に試料台上に残存する不純物が、試
料台の外に飛ばされる恐れがある。そのため通常０．１
〜２ｍｌ／ｓｅｃ程度でフッ素化合物ガスを導入すれば
良い。
れないが導入量を多くしたほうが分解時間をより短縮す
ることが可能となる。ただし、導入量が多すぎるとケイ
素材が分解された後に試料台上に残存する不純物が、試
料台の外に飛ばされる恐れがある。そのため通常０．１
〜２ｍｌ／ｓｅｃ程度でフッ素化合物ガスを導入すれば
良い。
【００２６】前記加熱手段は、前述したようにＳｉＦ4
のみを気化し、不純物とＳｉＦ4 とを分離するためのも
のである。したがって、ケイ素材試料、あるいは試料台
を８０〜１３０℃程度に加熱できる電気抵抗加熱器など
のヒータを使用すれば良い。この加熱手段は密閉容器内
部に設置することもできるが、図示するように密閉容器
の外部に設置することが望ましい。これは加熱手段が汚
染源となって密閉容器内を汚染するのを防ぐためであ
る。
のみを気化し、不純物とＳｉＦ4 とを分離するためのも
のである。したがって、ケイ素材試料、あるいは試料台
を８０〜１３０℃程度に加熱できる電気抵抗加熱器など
のヒータを使用すれば良い。この加熱手段は密閉容器内
部に設置することもできるが、図示するように密閉容器
の外部に設置することが望ましい。これは加熱手段が汚
染源となって密閉容器内を汚染するのを防ぐためであ
る。
【００２７】前記フッ素化合物ガス発生手段は本発明の
フッ素化合物を含有する分解ガスを密閉容器内に導入で
きるものであれば特に制限されずに用いることができ
る。例えばフッ化キセノンを導入し、前記反応式
（１）、（６）、（７）の反応でＳｉ基板を分解する場
合、フッ化キセノンをフッ化臭素あるいはアセトニトリ
ルなどに溶解し、これを１００〜１２０℃程度で加熱す
ることで、フッ化キセノンおよびアセトニトリルを気化
し、密閉容器内に導入する。溶液の加熱温度によって
は、フッ化キセノンとアセトニトリルとが反応し、一部
ＸｅとＨＦが生成された状態で密閉容器中に導入される
が、前述したように、最終的にはケイ素材試料はＸｅ、
あるいはＸｅとＨＦと反応し分解するため特に問題はな
い。
フッ素化合物を含有する分解ガスを密閉容器内に導入で
きるものであれば特に制限されずに用いることができ
る。例えばフッ化キセノンを導入し、前記反応式
（１）、（６）、（７）の反応でＳｉ基板を分解する場
合、フッ化キセノンをフッ化臭素あるいはアセトニトリ
ルなどに溶解し、これを１００〜１２０℃程度で加熱す
ることで、フッ化キセノンおよびアセトニトリルを気化
し、密閉容器内に導入する。溶液の加熱温度によって
は、フッ化キセノンとアセトニトリルとが反応し、一部
ＸｅとＨＦが生成された状態で密閉容器中に導入される
が、前述したように、最終的にはケイ素材試料はＸｅ、
あるいはＸｅとＨＦと反応し分解するため特に問題はな
い。
【００２８】フッ化水素を導入する場合には、５０℃以
上に加熱することで速やかに導入することができる。フ
ッ化酸素を導入する場合、水酸化ナトリウム水溶液にフ
ッ素ガスを通すことで二フッ化酸素を得ることができ、
これを密閉容器内に導入すれば良い。
上に加熱することで速やかに導入することができる。フ
ッ化酸素を導入する場合、水酸化ナトリウム水溶液にフ
ッ素ガスを通すことで二フッ化酸素を得ることができ、
これを密閉容器内に導入すれば良い。
【００２９】ハロゲン化フッ素、例えば塩化フッ素ガス
の場合、常温で０．３ｍｌ／ｍｉｎで導入すれば良い。
また、上述したように、フッ素化合物ガスをケイ素材試
料に直接接触させることでケイ素材試料を分解する場
合、ケイ素材試料あるいは試料台を回転させることが有
効である。これはケイ素材試料あるいは試料台を回転す
ることにより、拡散律速領域下での温度境界層が狭くな
ることによるものであり、例えば０．１〜１００ｒｐｍ
の回転速度で回転させることが好ましい。
の場合、常温で０．３ｍｌ／ｍｉｎで導入すれば良い。
また、上述したように、フッ素化合物ガスをケイ素材試
料に直接接触させることでケイ素材試料を分解する場
合、ケイ素材試料あるいは試料台を回転させることが有
効である。これはケイ素材試料あるいは試料台を回転す
ることにより、拡散律速領域下での温度境界層が狭くな
ることによるものであり、例えば０．１〜１００ｒｐｍ
の回転速度で回転させることが好ましい。
【００３０】
実施例１ 本実施例は図１に示すような試料分解装置を用いてケイ
素材試料の分解を行った。試料分解装置の密閉容器、ボ
ート、導入管あるいはフッ素化合物発生手段の内壁面は
すべてテフロン加工を施したものを用いた。また、本実
施例では試料台は固定し、回転させなかった。
素材試料の分解を行った。試料分解装置の密閉容器、ボ
ート、導入管あるいはフッ素化合物発生手段の内壁面は
すべてテフロン加工を施したものを用いた。また、本実
施例では試料台は固定し、回転させなかった。
【００３１】本実施例においては、ケイ素材試料として
比抵抗１．２Ωｃｍ、厚さ６２５μｍ、１０ｇのリンド
ープシリコンウエハを使用した。このケイ素材試料を密
閉容器内のボード上に載置し、この試料が９０℃となる
ようにヒータを設定した。
比抵抗１．２Ωｃｍ、厚さ６２５μｍ、１０ｇのリンド
ープシリコンウエハを使用した。このケイ素材試料を密
閉容器内のボード上に載置し、この試料が９０℃となる
ようにヒータを設定した。
【００３２】次に、フッ化キセノン（ＸｅＦ2 ）１０ｇ
をアセトニトリル１００ｍｌに溶解した溶液を収納する
フッ素化合物発生手段を１３０℃で加熱し、溶液から発
生する蒸気を密閉容器中に導入した。
をアセトニトリル１００ｍｌに溶解した溶液を収納する
フッ素化合物発生手段を１３０℃で加熱し、溶液から発
生する蒸気を密閉容器中に導入した。
【００３３】加熱を始めてから２時間後に、ケイ素材試
料は全て分解された。分解後、密閉容器中のガスを排気
手段によって排出し、ボートに０．１ｍｏｌの希硫酸を
注ぎ、ボート上に残存する不純物の試料溶解を調製し
た。
料は全て分解された。分解後、密閉容器中のガスを排気
手段によって排出し、ボートに０．１ｍｏｌの希硫酸を
注ぎ、ボート上に残存する不純物の試料溶解を調製し
た。
【００３４】この試料溶液を誘導プラズマ質量分析装置
にかけ、Ｆｅ、Ｃｒ、ＮｉおよびＣｕの分析を行った。
測定条件は、乾燥：１２０℃で３０秒、灰化：４００℃
で２０秒、さらに１０００℃で１０秒、キャリアガス：
アルゴンで３００ｍｌ／分、ただし原子化のときは通流
しない。
にかけ、Ｆｅ、Ｃｒ、ＮｉおよびＣｕの分析を行った。
測定条件は、乾燥：１２０℃で３０秒、灰化：４００℃
で２０秒、さらに１０００℃で１０秒、キャリアガス：
アルゴンで３００ｍｌ／分、ただし原子化のときは通流
しない。
【００３５】以上の結果、ケイ素材試料中に含有されて
いたＦｅ、Ｃｒ、ＮｉおよびＣｕの不純物量は、それぞ
れ０．０１ｐｐｂ、０．０１ｐｐｂ、０．００１ｐｐ
ｂ、０．００３ｐｐｂであった。
いたＦｅ、Ｃｒ、ＮｉおよびＣｕの不純物量は、それぞ
れ０．０１ｐｐｂ、０．０１ｐｐｂ、０．００１ｐｐ
ｂ、０．００３ｐｐｂであった。
【００３６】実施例２ 本実施例においては、フッ素化合物としてフッ化酸素を
用いたことを除いて実施例１と同様に行なった。
用いたことを除いて実施例１と同様に行なった。
【００３７】フッ化酸素を密閉容器に導入するために、
２５℃の室温で、流速０．３ｍｌ／ｓｅｃでフッ素ガス
を１ｌ、１０％の水酸化ナトリウム溶液に通すことで生
成されたＯＦ2 密閉容器に導入した。
２５℃の室温で、流速０．３ｍｌ／ｓｅｃでフッ素ガス
を１ｌ、１０％の水酸化ナトリウム溶液に通すことで生
成されたＯＦ2 密閉容器に導入した。
【００３８】その結果、密閉容器内にフッ化酸素を導入
し始めてから１時間でケイ素材試料を完全に溶解した。
その後、実施例１と全く同様にしてケイ素材試料中に含
有されていたＦｅ、Ｃｒ、ＮｉおよびＣｕの不純物量を
測定したところ、それぞれ０．０１ｐｐｂ、０．０１ｐ
ｐｂ、０．００１ｐｐｂ、０．００３ｐｐｂであり、実
施例１と同様の値が得られた。
し始めてから１時間でケイ素材試料を完全に溶解した。
その後、実施例１と全く同様にしてケイ素材試料中に含
有されていたＦｅ、Ｃｒ、ＮｉおよびＣｕの不純物量を
測定したところ、それぞれ０．０１ｐｐｂ、０．０１ｐ
ｐｂ、０．００１ｐｐｂ、０．００３ｐｐｂであり、実
施例１と同様の値が得られた。
【００３９】比較例１ 本比較例は、実施例と同じケイ素材試料を使用し、図４
に示す装置を用いて行なった。
に示す装置を用いて行なった。
【００４０】ケイ素材料を試料収納容器内に収容された
５０ｍｌの純水中に浸漬した。２００ｍｌ、５０％フッ
化水素酸を収容したフッ化水素酸容器と、１００ｍｌ、
６０％の硝酸を収容した硝酸容器とをそれぞれ２１０℃
で加熱した。
５０ｍｌの純水中に浸漬した。２００ｍｌ、５０％フッ
化水素酸を収容したフッ化水素酸容器と、１００ｍｌ、
６０％の硝酸を収容した硝酸容器とをそれぞれ２１０℃
で加熱した。
【００４１】ケイ素材試料を完全に分解するのに５０時
間を要した。試料収納容器中の溶液を、実施例１の試料
溶液と同様に誘導プラズマ質量分析装置にかけ、Ｆｅ、
Ｃｒ、ＮｉおよびＣｕの分析を行った。
間を要した。試料収納容器中の溶液を、実施例１の試料
溶液と同様に誘導プラズマ質量分析装置にかけ、Ｆｅ、
Ｃｒ、ＮｉおよびＣｕの分析を行った。
【００４２】ケイ素材試料中に含有されていたＮｉの量
は０．００１ｐｐｂと検出できたが、Ｆｅ、Ｃｒ、およ
びＣｕは、長時間の分解により密閉容器中で汚染された
ため不純物量の測定ができなかった。
は０．００１ｐｐｂと検出できたが、Ｆｅ、Ｃｒ、およ
びＣｕは、長時間の分解により密閉容器中で汚染された
ため不純物量の測定ができなかった。
【００４３】以上の結果から、本発明の試料分解方法を
用いることで、１０-2乃至１０-3ｐｐｂレベルの不純物
の検出が可能であり、また前記不純物の検出に必要なケ
イ素材試料の分解を、環境からの汚染も最小限に抑え、
従来法（比較例）の２５乃至５０分の１の時間で行うこ
とができることがわかる。
用いることで、１０-2乃至１０-3ｐｐｂレベルの不純物
の検出が可能であり、また前記不純物の検出に必要なケ
イ素材試料の分解を、環境からの汚染も最小限に抑え、
従来法（比較例）の２５乃至５０分の１の時間で行うこ
とができることがわかる。
【００４４】実施例３ 本実施例ではケイ素材試料として比抵抗２．３Ωｃｍ、
厚さ６２５μｍ、１０ｇのホウ素ドープシリコンウエハ
を使用した。
厚さ６２５μｍ、１０ｇのホウ素ドープシリコンウエハ
を使用した。
【００４５】さらに試料台を０．５ｒｐｍで回転させた
ことを除いて実施例１と同様にしてケイ素材試料の分
解、分析を行なった。その結果、ケイ素材試料は１時間
で分解することができた。
ことを除いて実施例１と同様にしてケイ素材試料の分
解、分析を行なった。その結果、ケイ素材試料は１時間
で分解することができた。
【００４６】またケイ素材試料中に含有されていたＦ
ｅ、Ｃｒ、ＮｉおよびＣｕの不純物量は、それぞれ０．
０２ｐｐｂ、０．０１ｐｐｂ、０．００１ｐｐｂ、０．
００５ｐｐｂであった。ケイ素材試料を回転させること
で、ケイ素材試料の分解時間を短縮化できることが確認
できた。
ｅ、Ｃｒ、ＮｉおよびＣｕの不純物量は、それぞれ０．
０２ｐｐｂ、０．０１ｐｐｂ、０．００１ｐｐｂ、０．
００５ｐｐｂであった。ケイ素材試料を回転させること
で、ケイ素材試料の分解時間を短縮化できることが確認
できた。
【００４７】実施例４ フッ素化合物としてＣｌＦ3 ガスを用い１０ｍｌ／ｍｉ
ｎで密閉容器に導入し、試料台の回転速度を１ｒｐｍと
したことを除けば、実施例３と全く同様にしてケイ素材
試料の分解、分析を行なった。
ｎで密閉容器に導入し、試料台の回転速度を１ｒｐｍと
したことを除けば、実施例３と全く同様にしてケイ素材
試料の分解、分析を行なった。
【００４８】その結果ケイ素材試料の溶解に４０分間を
要した。またケイ素材試料中に含有されていたＦｅ、Ｃ
ｒ、ＮｉおよびＣｕの不純物量は、それぞれ０．０２ｐ
ｐｂ、０．０１ｐｐｂ、０．００１ｐｐｂ、０．００５
ｐｐｂであった。
要した。またケイ素材試料中に含有されていたＦｅ、Ｃ
ｒ、ＮｉおよびＣｕの不純物量は、それぞれ０．０２ｐ
ｐｂ、０．０１ｐｐｂ、０．００１ｐｐｂ、０．００５
ｐｐｂであった。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば、ケイ素材試料中に含有
される微量不純物の測定をする際のケイ素材試料の溶解
を短時間で行うことが可能となる。
される微量不純物の測定をする際のケイ素材試料の溶解
を短時間で行うことが可能となる。
【図１】 本発明に係る試料分解装置の概略図。
【図２】 従来の試料分解装置の概略図。
１１・・・密閉容器 １２・・・試料台 １３・・・回転体 １７・・・フッ素化合物ガス発生手段 １８・・・導入バルブ １９・・・導入路 ２０・・・排出路 ２１・・・排出バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 章 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 松永 秀樹 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内
Claims (4)
- 【請求項１】 ケイ素材試料を分解するように、フッ化
キセノン、フッ化水素、フッ化酸素およびフッ素化ハロ
ゲンの群から選ばれる少なくとも１種のフッ素化合物を
含有する分解ガスを前記ケイ素材試料表面に接触させる
ことを特徴とするケイ素材試料の分解方法。 - 【請求項２】 前記フッ素化合物は、試料分解用の液体
あるいは固体を加熱して生じる気体であることを特徴と
する請求項１記載のケイ素材試料の分解方法。 - 【請求項３】 前記ケイ素材試料に前記フッ素化合物を
含有する分解ガスを接触させる際に、前記ケイ素材試料
を回転させることを特徴とする請求項１記載のケイ素材
試料の分解方法。 - 【請求項４】 前記ケイ素材試料を８０乃至１３０℃に
加熱することを特徴とする請求項１記載のケイ素材試料
の分解方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8073400A JPH09264824A (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | ケイ素材試料の分解方法 |
| US08/826,162 US6077451A (en) | 1996-03-28 | 1997-03-27 | Method and apparatus for etching of silicon materials |
| DE19713090A DE19713090B4 (de) | 1996-03-28 | 1997-03-27 | Verfahren und Apparatur zum Ätzen von Silicium-Materialien |
| KR1019970011155A KR100225832B1 (ko) | 1996-03-28 | 1997-03-28 | 규소재의 에칭방법 및 에칭장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8073400A JPH09264824A (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | ケイ素材試料の分解方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09264824A true JPH09264824A (ja) | 1997-10-07 |
Family
ID=13517118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8073400A Pending JPH09264824A (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | ケイ素材試料の分解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09264824A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010135372A (ja) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Sumco Corp | 半導体基板の金属汚染評価方法 |
-
1996
- 1996-03-28 JP JP8073400A patent/JPH09264824A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010135372A (ja) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Sumco Corp | 半導体基板の金属汚染評価方法 |
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| A521 | Written amendment |
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| A521 | Written amendment |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041014 |