JPH0964133A - 半導体基板内部のCu濃度の検出方法 - Google Patents

半導体基板内部のCu濃度の検出方法

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JPH0964133A
JPH0964133A JP24547295A JP24547295A JPH0964133A JP H0964133 A JPH0964133 A JP H0964133A JP 24547295 A JP24547295 A JP 24547295A JP 24547295 A JP24547295 A JP 24547295A JP H0964133 A JPH0964133 A JP H0964133A
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JP
Japan
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concentration
semiconductor substrate
silicon wafer
wafer
bulk
Prior art date
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Pending
Application number
JP24547295A
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English (en)
Inventor
Toshihiro Yoshimi
年弘 吉見
Bii Shiyabanii Emu
エム・ビー・シャバニー
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.)
Mitsubishi Materials Silicon Corp
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Silicon Corp
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリコンウェーハ内部に拡散したCuの非破
壊分析に関する手法を提供する。 【解決手段】 P型シリコンウェーハを500℃・15
分間大気中で加熱する。バルク中の80%以上のCuが
表面側に移動する。表面側のCuはそのままTXRFで
分析できる。ウェーハ表面にHF(2%)溶液を100
〜200μlだけ滴下し、Cuを回収すれば、TXR
F,AASで容易に分析が可能である。裏面側のCuも
併せて回収・分析すれば、バルク中のCuの総量を測定
できる。この結果、バルク中のCu汚染を確実に把握で
きる。検出は、1.6×1010atoms/cm3程度
の高感度で行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体基板内部の
Cu濃度の検出方法、例えばシリコンウェーハ内部のC
u濃度の検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】シリコンウェーハの酸化、拡散プロセス
で生じる汚染金属のうち、Cuは非常に拡散速度が速く
容易にシリコンウェーハ内部に拡散する。この拡散した
Cuはデバイス特性(電気特性等)を劣化させる。この
ため、このCuを低減し、熱プロセスを管理することが
重要となる。
【0003】このウェーハ内部のCuの濃度測定には、
AAS(原子吸光分析)、SIMS(二次イオン質量分
析)を使った分析方法が主に用いられている。特に、A
AS法は高感度分析が可能である。しかし、このAAS
では、シリコンウェーハをHF/HNO3でいったんケ
ミカルエッチングして分析する必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】これらの方法には以下
の問題があった。すなわち、測定に非常に手間がかか
り、測定前の前処理中にさらに汚染が生じることがあっ
た。また、いずれの方法もウェーハを破壊して行うた
め、そのウェーハを再利用することはできなかった。
【0005】
【発明の目的】そこで、この発明は、シリコンウェーハ
内部に拡散したCuの非破壊分析に関する手法を提供す
ることを、その目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、半導体基板を600℃以下の温度で加熱する工程
と、この半導体基板表面のCu濃度を測定する工程と、
を備えた半導体基板内部のCu濃度の検出方法である。
【0007】請求項2に記載の発明は、上記Cu濃度の
測定はAASで行う請求項1に記載の半導体基板内部の
Cu濃度の検出方法である。
【0008】請求項3に記載の発明は、上記Cu濃度の
測定はTXRFで行う請求項1に記載の半導体基板内部
のCu濃度の検出方法である。
【0009】
【作用】この発明に係る半導体基板内部のCu濃度の測
定方法では、半導体基板を600℃以下の温度で例えば
15分間だけ加熱する。この結果、半導体基板内部のC
uが拡散して半導体基板表面に集められる。この半導体
基板表面のCuの濃度を、例えばAAS、TXRF(全
反射蛍光X線分析)等で測定することにより、基板内部
のCu汚染を確実に把握することができる。そして、こ
の場合の検出は、1.6×1010atoms/cm3
度の高感度で行うことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照して説明する。図1は、この発明の一実施例に係る
シリコンウェーハ内部のCu汚染の分析方法(Cu濃度
測定方法)を示す工程図である。図2は、この発明の一
実施例に係るCu濃度の測定結果を示すグラフである
(AASによる)。図3は、この方法によるシリコンウ
ェーハ表面でのCuの回収率を示すグラフである。
【0011】図1に示すように、バルク中にCu汚染の
生じたシリコンウェーハで表面に酸化膜を有する場合、
まず、所定のHF溶液で洗浄してこの表面酸化膜(Si
2)を除去する。具体的には、20〜50%HF溶液
中にシリコンウェーハを約10分間浸漬する。次に、こ
のシリコンウェーハを、その鏡面側を上にして、清浄な
シリコンウェーハ上に載せる。この清浄なシリコンウェ
ーハはホットプレート(表面はセラミックス製)上に載
置されている。
【0012】このシリコンウェーハがPタイプの場合、
大気中で500℃・15分間の加熱を行う。Nタイプの
場合、500℃で2時間の加熱を行う。この環境はウェ
ーハを汚染しないクリーンルームで行う。なお、ホット
プレートに代えて熱処理炉でシリコンウェーハを加熱し
てもよい。この場合、大気中、N2/O2、または、Ar
/O2雰囲気中で加熱するものとする。
【0013】この熱処理後、バルク中のほとんどのCu
は表裏面側へそれぞれ移動する。特に、80%以上のC
uが表面側に移動する。このCuは、表面側はそのまま
TXRFで分析することができる。また、このウェーハ
表面にHF(2%)またはHF(2%)/H22(2
%)混合溶液を100〜200μlだけ滴下し、この回
収液でCuを回収すれば、回収後TXRF,AASで容
易に分析が可能である。裏面側のCuも併せて回収して
分析すれば、シリコンウェーハ中のCuの総量を測定す
ることができる。
【0014】図3に、この場合のシリコンウェーハ表面
からのCuの回収率を示す。この図に示すように、HF
溶液により、ウェーハ表面からのCuの回収率は飛躍的
に高められる。2%HF溶液でのウェーハ表面からの回
収の場合も、HF(2%)/H22(2%)溶液での回
収の場合も、いずれもCuの回収率は高められる。
【0015】図2には、従来法と本法(実施例に係る濃
度測定方法)とのバルク内部のCuの検出能力を比較結
果を示している。例1は、高温熱処理(1200℃)し
た6インチ径のシリコンウェーハの定量分析結果を示
す。例2は、ウェーハ表面に1011atoms/cm2
のCuを強制汚染した後、900℃,1時間,N2雰囲
気中でCuをバルク中に拡散したシリコンウェーハのそ
れである。また、併せて従来法と本法との検出下限を示
す。従来法とは、ウェーハ表面をHF/HNO3溶液で
1μmエッチングしてAASでこれを測定する方法であ
る。本法は上記図1に示すフローチャートにしたがい5
00℃,15分間の加熱を行い、希HF溶液でウェーハ
表面のCuの回収後、AASで測定する方法である。
【0016】この図に示すように、本法によれば従来法
に比べてCuの検出量を高めることができる。検出下限
を高めることもできる。
【0017】
【発明の効果】この発明によれば、半導体基板内部のC
u濃度を簡単に測定することができる。また、測定に際
して半導体基板を汚染することがない。さらに、この測
定を非破壊で行うことができる。また、そのCu濃度の
検出限界を高めることができる。例えば1.6×1010
atoms/cm3程度までの測定を行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係るシリコンウェーハ内
部のCu濃度測定方法を説明するための工程図である。
【図2】この発明の一実施例に係るCu濃度の測定結果
を示すグラフである。
【図3】この発明の一実施例に係るウェーハ内部のCu
濃度測定方法によるシリコンウェーハ表面でのCuの回
収率を示すグラフである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板を600℃以下の温度で加熱
    する工程と、この半導体基板表面のCu濃度を測定する
    工程と、を備えた半導体基板内部のCu濃度の検出方
    法。
  2. 【請求項2】 上記Cu濃度の測定はAASで行う請求
    項1に記載の半導体基板内部のCu濃度の検出方法。
  3. 【請求項3】 上記Cu濃度の測定はTXRFで行う請
    求項1に記載の半導体基板内部のCu濃度の検出方法。
JP24547295A 1995-08-29 1995-08-29 半導体基板内部のCu濃度の検出方法 Pending JPH0964133A (ja)

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