JPH09270411A - 半導体装置の製造環境の汚染度の測定方法 - Google Patents

半導体装置の製造環境の汚染度の測定方法

Info

Publication number
JPH09270411A
JPH09270411A JP10374096A JP10374096A JPH09270411A JP H09270411 A JPH09270411 A JP H09270411A JP 10374096 A JP10374096 A JP 10374096A JP 10374096 A JP10374096 A JP 10374096A JP H09270411 A JPH09270411 A JP H09270411A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide film
cleaning
semiconductor substrate
metal impurities
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP10374096A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshinori Obayashi
美紀 尾林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP10374096A priority Critical patent/JPH09270411A/ja
Publication of JPH09270411A publication Critical patent/JPH09270411A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗浄液や半導体洗浄装置等の半導体装置の製
造環境の汚染度を正確に且つ高感度で測定する。 【解決手段】 n型の半導体基板の表面に膜厚が100
〜700Åの酸化膜を形成し(ステップS2)、洗浄液
で洗浄(ステップS3)した後に酸化膜の表面の固定電
荷量を測定し(ステップS4)、固定電荷量と金属不純
物量との相関関係から金属不純物量を求める(ステップ
S5)。半導体基板がn型であるので、多種類の金属不
純物を検出することができ、また、膜厚が100〜70
0Åの酸化膜を予め形成しているので、洗浄後の自然酸
化膜の経時的な成長を防止することができて、洗浄から
の経過時間によって固定電荷量が変動しにくく且つ固定
電荷量の絶対値が大きい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体洗浄装置や
洗浄液などの半導体装置の製造環境が金属不純物で汚染
されている度合いを測定する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体基板の表面に金属不純物が付着す
ると、この金属不純物に起因する固定電荷が半導体基板
の表面に発生し、固定電荷と逆導電型の反転層または空
乏層が半導体基板に形成されるので、表面光電圧法(S
PV法)で固定電荷量を測定することによって、予め分
かっている固定電荷量と金属不純物量との相関関係から
半導体基板の表面における金属不純物量を求めることが
できる(例えば、特開平4−48628号公報及び特開
平5−41433号公報)。
【0003】従って、例えば半導体洗浄装置内に貯留さ
れていた洗浄液で半導体基板の表面を洗浄した後に、上
述の方法で半導体基板の表面における金属不純物量を求
めれば、洗浄液が金属不純物で汚染されている度合い引
いてはこの洗浄液が貯留されていた半導体洗浄装置が金
属不純物で汚染されている度合いを間接的に測定するこ
とができるので、半導体洗浄装置の清浄化が必要な時期
等を知ることができる。
【0004】そして、表面に付着している金属不純物の
量を表面光電圧法で求める際の半導体基板としては、弗
酸水溶液が洗浄液である場合は表面が露出しているp型
の半導体基板が用いられ、アンモニア水溶液(NH4
H)と過酸化水素水(H2 2 )と水(H2 O)との混
合液から成るアルカリ性溶液または塩酸(HCl)と過
酸化水素水と水との混合液から成る酸性溶液が洗浄液で
ある場合は表面が露出しているn型の半導体基板が用い
られてきた(例えば、特開平4−48628号公報)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図4から明
らかなように、n型の半導体基板をモニターとして用い
た場合は、鉄、ニッケル、銅の遷移金属や、カルシウ
ム、マグネシウム、アルミニウムの軽金属等のように、
半導体装置の製造工程で特に制御が必要とされている殆
どの金属不純物において、洗浄液による処理(洗浄)前
と処理(洗浄)後とで半導体基板の表面における固定電
荷量が大幅に変化しているので、これらの金属不純物を
表面光電圧法で検出することが可能である。
【0006】しかし、図5から明らかなように、p型の
半導体基板をモニターとして用いた場合は、洗浄液によ
る処理(洗浄)前と処理(洗浄)後とで半導体基板の表
面における固定電荷量が大幅に変化するのは、ナトリウ
ムやタングステン等の一部の金属不純物のみであるの
で、表面光電圧法ではこれらの金属不純物しか良好な感
度で検出することができない。従って、金属不純物を表
面光電圧法で検出するためには、n型の半導体基板をモ
ニターとして用いる必要がある。
【0007】ところが、表面が露出している半導体基板
を洗浄液で洗浄すると、洗浄後の半導体基板の表面に自
然酸化膜(化学的酸化膜)が経時的に成長することが知
られている。自然酸化膜は、半導体基板の表面付近の酸
素原子が半導体元素同士の結合を切断し、この切断され
た結合手と酸素原子とが結びつくことによって成長す
る。
【0008】そして、酸素は電気陰性度が高いので、自
然酸化膜が成長する過程で半導体基板の表面における固
定電荷量が経時的に変化する。このため、図6に示すよ
うに、特に、半導体基板の内部におけるフェルミレベル
と半導体基板の表面におけるフェルミレベルとの差であ
る表面バリアが低いn型の半導体基板では、自然酸化膜
の影響によって、半導体基板を洗浄液で洗浄してから固
定電荷量を測定するまでの時間に依存して、求められた
金属不純物量が大幅に変動していた。
【0009】つまり、表面が露出しているp型の半導体
基板をモニターとして用いると、一部の金属不純物しか
検出することができず、表面が露出しているn型の半導
体基板をモニターとして用いると、洗浄からの経過時間
に依存して、求められた金属不純物量が大幅に変動し、
何れにしても、従来の方法では、半導体洗浄装置が金属
不純物で汚染されている度合いを正確に測定することが
困難であった。
【0010】そこで、本発明は、遷移金属から軽金属ま
で多種類の金属不純物を検出することができ且つ金属不
純物に起因する固定電荷量が洗浄からの経過時間によっ
て変動しにくく、洗浄液が使用される半導体洗浄装置等
の半導体装置の製造環境の汚染度を正確に測定すること
ができ、しかも、金属不純物に起因する固定電荷量の絶
対値が大きく半導体装置の製造環境の汚染度を高感度で
測定することができる方法を提供することを目的として
いる。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による半導体装置の製造環境の汚染度の測定
方法は、n型の半導体基板の表面に酸化膜を形成する工
程と、洗浄液により前記酸化膜の表面を洗浄する工程
と、前記洗浄の後に、前記酸化膜上に存在する金属不純
物に起因する固定電荷量を測定する工程とを具備してお
り、前記固定電荷量と前記酸化膜上における金属不純物
量との相関関係に基づいてこの金属不純物量を求める。
【0012】本発明の一態様においては、前記酸化膜の
膜厚が100〜700Åである。
【0013】本発明による半導体装置の製造環境の汚染
度の測定方法では、金属不純物量とこの金属不純物に起
因する固定電荷量との相関関係から半導体装置の製造環
境の汚染度を測定するに際して、n型の半導体基板をモ
ニターとして用いているので、遷移金属から軽金属まで
多種類の金属不純物を検出することができる。
【0014】また、n型の半導体基板の表面に膜厚が例
えば100〜700Åの酸化膜を予め形成した後に、例
えば半導体洗浄装置内に貯留されていた洗浄液で酸化膜
の表面を洗浄している。このため、洗浄後の半導体基板
の表面に自然酸化膜が経時的に成長することを防止する
ことができて、金属不純物に起因する固定電荷量が洗浄
からの経過時間によって変動しにくく、しかも、この固
定電荷量の絶対値が大きい。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図1〜3を参照しながら説明する。
【0016】本実施形態の方法では、図3に示すよう
に、まずn型の半導体基板を準備し(ステップS1)、
その表面に膜厚が例えば100〜700Åの熱酸化膜を
形成した後(ステップS2)、例えば半導体洗浄装置内
に貯留されており、半導体洗浄装置の汚染が吸収された
洗浄液で熱酸化膜の表面を洗浄する(ステップS3)。
但し、弗酸等のように熱酸化膜を容易にエッチングする
洗浄液を用いる場合は、半導体基板の表面に形成した熱
酸化膜が完全には除去されない程度の洗浄時間を選択す
る。
【0017】そして、洗浄後に半導体基板の表面におけ
る固定電荷量を表面光電圧法で測定し(ステップS
4)、予め分かっている固定電荷量と金属不純物量との
相関関係に基づいて半導体基板の表面における金属不純
物量を定量し(ステップS5)、この金属不純物量に基
づいて半導体洗浄装置の汚染度を得る。
【0018】次に、本実施形態において、酸化膜の膜厚
の好適な範囲について説明する。
【0019】図1は、銅の濃度が10ppmである洗浄
液でn型の半導体基板を洗浄してからの経過時間と、こ
の半導体基板の表面における固定電荷量との関係を、熱
酸化膜の膜厚別に示している。この図1から、熱酸化膜
の膜厚が100Å以上であれば、洗浄からの経過時間に
よる固定電荷量の変動が少なく、特に洗浄からの経過時
間が100時間以下の場合に固定電荷量の変動が少ない
ことが分かる。
【0020】一方、図2は、図1の場合と同様の洗浄を
行ってから30分を経過した時点における熱酸化膜の膜
厚と半導体基板の表面における固定電荷量との関係を示
している。この図2から、熱酸化膜の膜厚が100Å以
上且つ700Å以下であれば、熱酸化膜を形成しない場
合つまり熱酸化膜の膜厚が0Åである場合よりも固定電
荷量の絶対値が大きく、熱酸化膜の膜厚が100Å以上
且つ400Å以下であれば、固定電荷量の絶対値が特に
大きいことが分かる。
【0021】つまり、本実施形態では、n型の半導体基
板をモニターとして用いているので、遷移金属から軽金
属まで多種類の金属不純物を検出することができる。し
かも、n型の半導体基板の表面に膜厚が100〜700
Åの熱酸化膜を予め形成した後に洗浄液で熱酸化膜の表
面を洗浄しているので、洗浄からの経過時間による固定
電荷量の変動が少なく且つ固定電荷量の絶対値が大き
い。
【0022】なお、以上の実施形態では、洗浄液による
洗浄の前に半導体基板の表面に熱酸化膜を形成している
が、熱酸化膜を形成する代わりに、減圧CVD法等で半
導体基板の表面に酸化膜を堆積させてもよい。また、本
実施形態において、実際の半導体製造工程で用いられる
洗浄液を用いることにより、この洗浄液の汚染度を含ん
だ半導体装置の製造環境の汚染度を得ることができる。
例えば、半導体洗浄装置の汚染度が低い場合には、洗浄
液の汚染度だけを高い精度で知ることができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による半導
体装置の製造環境の汚染度の測定方法では、遷移金属か
ら軽金属まで多種類の金属不純物を検出することができ
且つ金属不純物に起因する固定電荷量が洗浄からの経過
時間によって変動しにくいので、洗浄液や半導体洗浄装
置等の半導体装置の製造環境の汚染度を正確に測定する
ことができ、しかも、金属不純物に起因する固定電荷量
の絶対値が大きいので、半導体装置の製造環境の汚染度
を高感度で測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】銅の濃度が10ppmである洗浄液でn型の半
導体基板を洗浄してからの経過時間と、この半導体基板
の表面における固定電荷量との関係を、熱酸化膜の膜厚
別に示すグラフである。
【図2】図1の場合と同様の洗浄を行ってから30分を
経過した時点における熱酸化膜の膜厚と半導体基板の表
面における固定電荷量との関係を示すグラフである。
【図3】本発明の一実施形態のフローチャートである。
【図4】各種の金属不純物で汚染されている洗浄液でn
型の半導体基板を洗浄する前後のこの半導体基板の表面
における固定電荷量の変化を示すグラフである。
【図5】各種の金属不純物で汚染されている洗浄液でp
型の半導体基板を洗浄する前後のこの半導体基板の表面
における固定電荷量の変化を示すグラフである。
【図6】弗酸及びアンモニア過水で半導体基板を洗浄し
てからの経過時間と、この半導体基板の表面における固
定電荷量との関係を示すグラフである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 n型の半導体基板の表面に酸化膜を形成
    する工程と、 洗浄液により前記酸化膜の表面を洗浄する工程と、 前記洗浄の後に、前記酸化膜上に存在する金属不純物に
    起因する固定電荷量を測定する工程とを具備しており、 前記固定電荷量と前記酸化膜上における金属不純物量と
    の相関関係に基づいてこの金属不純物量を求めることを
    特徴とする半導体装置の製造環境の汚染度の測定方法。
  2. 【請求項2】 前記酸化膜の膜厚が100〜700Åで
    あることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製
    造環境の汚染度の測定方法。
JP10374096A 1996-03-29 1996-03-29 半導体装置の製造環境の汚染度の測定方法 Withdrawn JPH09270411A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10374096A JPH09270411A (ja) 1996-03-29 1996-03-29 半導体装置の製造環境の汚染度の測定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10374096A JPH09270411A (ja) 1996-03-29 1996-03-29 半導体装置の製造環境の汚染度の測定方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09270411A true JPH09270411A (ja) 1997-10-14

Family

ID=14362020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10374096A Withdrawn JPH09270411A (ja) 1996-03-29 1996-03-29 半導体装置の製造環境の汚染度の測定方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09270411A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6037182A (en) * 1997-12-29 2000-03-14 Vlsi Technology, Inc. Method for detecting a location of contaminant entry in a processing fluid production and distribution system
KR100424120B1 (ko) * 1996-12-18 2004-06-16 주식회사 하이닉스반도체 감광막이 아민에 오염되는 정도를 측정하는 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100424120B1 (ko) * 1996-12-18 2004-06-16 주식회사 하이닉스반도체 감광막이 아민에 오염되는 정도를 측정하는 방법
US6037182A (en) * 1997-12-29 2000-03-14 Vlsi Technology, Inc. Method for detecting a location of contaminant entry in a processing fluid production and distribution system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0185180B1 (ko) 반도체 디바이스 제조방법 및 그 제조장치
JP3044881B2 (ja) 半導体基板の表面酸化膜における金属不純物の分析方法
JPH09270411A (ja) 半導体装置の製造環境の汚染度の測定方法
Kuo et al. Reactive Ion Etching of PECVD n+ a‐Si: H: Plasma Damage to PECVD Silicon Nitride Film and Application to Thin Film Transistor Preparation
Cady et al. RCA clean replacement
Comizzoli et al. Corrosion of Aluminum IC Metaillization with Defective Surface Passivation Layer
US8236580B2 (en) Copper contamination detection method and system for monitoring copper contamination
Akiya et al. Thin‐Oxide Dielectric Strength Improvement by Adding a Phosphonic Acid Chelating Agent into NH 4 OH‐H 2 O 2 Solution
Harten The surface recombination on silicon contacting an electrolyte
JP5564928B2 (ja) Dlts測定用電極及びその製造方法
US3824453A (en) Method of determining concentrations
JP3040067B2 (ja) 半導体層を有する基板の洗浄方法
Munukutla et al. Correlation between interface nitrogen and the fixed charge in thermally nitrided silicon dioxide on silicon
Kashkoush et al. In-Situ Chemical Concentration control cor Wafer Wet Cleaning
Chiang et al. Sensing characteristics of ISFET based on AlN thin film
US5838716A (en) Leak check procedure for a dry oxidation furnace tube
KR100872958B1 (ko) 구리 데코레이션 장치를 이용한 웨이퍼 결함 유무 판단시스템의 오류 검사 방법
Murali et al. A novel technique for in-line monitoring of micro-contamination and process induced damage
Tardif et al. DETECTION OF NOBLE METALS IN HF BASED CHEMISTRIES BY MICROWAVE PHOTOCONDUCTIVE DECAY (μ-PCD)
US7957917B2 (en) Copper contamination detection method and system for monitoring copper contamination
JP2003100831A (ja) シリコンウエーハの評価方法
Stacey et al. Using surface charge analysis to characterize the radiation response of Si/SiO/sub 2/structures
Venkataraman et al. Evaluation of Copper oxide to copper selectivity of chemical systems for BEOL cleaning through electrochemical investigations
Vermeire et al. The effect of hafnium or zirconium contamination on MOS processes
JP2002368053A (ja) 金属汚染評価方法およびFe汚染評価装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20030603