JPH11174006A - 不純物濃縮点の探索方法およびそれに用いる濃縮装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 濃縮ＴＸＲＦ法では、通常はＦｅ−Ｋαを測
定して濃縮点を求めるが、Ｆｅが検出されない場合には
他の元素によって濃縮点を探索するために二度手間とな
り、また検出限界値以下の場合には濃縮点の位置が誤判
定される。 【解決手段】 ウエハ１１の表面の全面に広がった不純
物を一か所に集めて不純物領域２１を形成した後、その
不純物領域２１の表面にＸ線５１を照射した際に検出さ
れる特定の物質、例えばＢｒ−Ｋαの蛍光Ｘ線５２の検
出量が最大となる位置を濃縮点３１とする不純物濃縮点
の探索方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、不純物濃縮点の探
索方法に関し、詳しくは蛍光Ｘ線を測定することにより
不純物濃縮点の探索方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】全反射蛍光Ｘ線を測定することによりウ
エハ表面の不純物を分析する場合、最近では装置のクリ
ーン化が進んだために、全反射蛍光Ｘ線では検出限界以
下となって定量値を得ることが困難になってきている。
具体的には、検出限界値が５×１０⁹ ａｔｏｍｓ／ｃｍ
² 程度に対し、多くの分析対象物は１０⁸ ａｔｏｍｓ／
ｃｍ² 〜１０⁹ ａｔｏｍｓ／ｃｍ² 台である。そこで、
ウエハ表面に広がった不純物をフッ化水素酸等を用いて
一か所に集め定量値が得られるように高濃度化する。そ
してこの部分の分析結果を、濃縮点の面積に対するウエ
ハの表面積（８インチウエハの場合１０² πｃｍ² 程
度）で除算することによって、１０⁸ ａｔｏｍｓ／ｃｍ
² 〜１０⁹ ａｔｏｍｓ／ｃｍ² といった通常の全反射蛍
光Ｘ線では検出限界以下となる範囲に対しても測定を可
能としている。この方法を一般に濃縮全反射蛍光Ｘ線法
（濃縮ＴＸＲＦ法）と呼んでいる。この方法で分析を行
う場合、最も濃度の高い部分を濃縮点として測定する。
測定する元素としては、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、
ニッケル（Ｎｉ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃ
ａ）、マンガン（Ｍｎ）のうちの特定の元素を選択して
測定を行う。

【０００３】この濃縮点の探索方法としては、通常、濃
縮点と推定される位置を中心にして、その周辺の９点程
度を測定し、最も濃縮の高い位置を見いだしている。９
点を測定する場合、測定準備と測定とを順に９回繰り返
すために、１枚のウエハの分析にかかる時間はおよそ７
２分となる。その内訳は、１回の測定時間が５分でそれ
を９回行うために総測定時間は４５分になり、１回の準
備時間が３分でそれを９回行うために総準備時間は２７
分になる。一方、この分析時間を短縮するソフトウエア
もある。そのソフトウエアを用いた分析では、測定準備
と濃縮点の探索とを順に９回繰り返した後、測定を行
う。そのため、３８分程度の分析時間を必要としてい
た。その内訳は、１回の準備時間が３分でそれを９回行
うために総準備時間は２７分になり、１回の濃縮点探索
のための測定時間が２０秒でそれを９回行うために総探
索時間は３分になり、さらに測定時間に５分を必要とし
ていた。このように分析時間の多くは、角度調整、ステ
ージの移動等の測定前の準備のかかる時間である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
元素間では、それぞれ検出レベルに差があり、検出され
ない場合もある。通常は鉄（Ｆｅ）の検出量が比較的多
く、測定グラフ上においてＦｅのピークに重なる状態で
表れるピークもないことから、Ｆｅ−Ｋαの値より濃縮
点を求めるが、Ｆｅが検出されない場合もある。このよ
うな時は他の元素に切り換えて濃縮点を探索しなければ
ならず、二度手間となる。さらには、濃縮点と思われる
近辺の複数個所を測定した検出量の結果を濃淡で表す
と、例えば図１０の（１）に示すような結果を得た。こ
の場合、ウエハ１１上の濃縮点と思われる位置３２の検
出量が検出限界以下の値であっても、図１０の（２）に
示すように、各測定位置において検出量が数値として現
れるために、図面矢印で示す方向の横一列の５点とも信
頼できる値ではないにもかかわらず、言い換えれば検出
限界値以下の値であるにもかかわらず、左から２点目の
位置３２が濃縮点であると、誤った判断をする場合があ
った。

【０００５】従来の濃縮点の探索方法では、角度調整、
ステージの移動等にかかる時間が長いため、１枚のウエ
ハの分析時間が長くなっていた。そのため、測定前の準
備にかかる時間の短縮が望まれていた。

【０００６】また、不純物の濃縮点はシリコン基板の表
面上で求めているため、その濃縮点を全反射Ｘ線蛍光分
析法によって分析を行った場合、シリコン結晶の規則性
のために反射するＸ線の強度は測定部分によってさまざ
まな値となって出力されることになる。通常、測定しよ
うとする座標を（ｒ，θ）座標で表すと、シリコンの蛍
光Ｘ線の出力強度（積分強度）はθの変化とともに規則
的に変化する。また、シリコンの出力強度（積分強度）
のピークが強くなる位置を測定したときには、図１１に
示すように、シリコンのいわゆるサムピーク（３．４７
８ｋｅＶ）が、カリウムのピークＫ−Ｋα（３．３１２
ｋｅＶ）とカルシウムのピークＣａ−Ｋα（３．６９０
ｋｅＶ）との間に出現し、カリウムとカルシウムの定量
精度が失われることになる。このサムピークは、スズの
ピークＳｎ−Ｋα（３．４４３ｋｅＶ）に非常に近いた
め、これとも間違え易い。さらに、シリコンのピークの
近くに表れるアルミニウム等のピークが見えにくくな
り、その定量精度が落ちることになる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた不純物濃縮点の探索方法およびそ
れに用いる濃縮装置である。第１の不純物濃縮点の探索
方法は、ウエハ表面上の不純物を一か所に集めて不純物
領域を形成した後、その不純物領域の表面にＸ線を照射
した際に検出される特定の物質からの蛍光Ｘ線の検出量
が最大となる濃縮点を探索する不純物濃縮点の探索方法
において、その特定の物質を臭素（Ｂｒ）として、その
Ｂｒからの蛍光Ｘ線の検出量が最大となる位置を濃縮点
とすることを特徴とする。また有機膜を形成したウエハ
の表面上に不純物を集めた不純物領域を移して濃縮点を
探索することを特徴とする。

【０００８】上記不純物濃縮点の探索方法では、特定の
物質をＢｒとして、Ｂｒからの蛍光Ｘ線におけるＢｒの
検出量が最大となる位置を濃縮点とすることから、従
来、検出元素としていた鉄、クロム、ニッケル、カリウ
ム、カルシウム、マンガン等の元素よりも検出量が多く
なるので検出し易くなる。また、測定グラフ上において
他の物質とピークが重なったりすることもない。このた
め、他の元素に切り換えて濃縮点を探索し直すという、
二度手間となることがなくなる。さらには、検出限界値
以上の値で確実に濃縮点が探索される。また有機膜を形
成したウエハの表面上に不純物領域を移して濃縮点を探
索する方法では、その濃縮点を求めた後の蛍光Ｘ線分析
における測定においてシリコン基板のシリコン格子から
の回折の影響が上記有機膜によって抑えられる。

【０００９】第２の不純物濃縮点の探索方法は、ウエハ
の表面上の不純物を一か所に集めて不純物領域を形成し
た後、この不純物領域からなる濃縮点を探索する不純物
濃縮点の探索方法において、上記不純物領域およびその
近傍の表面にレーザ光線を照射した際に検出されるレー
ザ光の散乱光の検出量が最大となる位置を濃縮点とする
ことを特徴とする。また有機膜を形成したウエハの表面
上に不純物を集めた不純物領域を移して濃縮点を探索す
ることを特徴とする。

【００１０】上記第２の不純物濃縮点の探索方法では、
不純物領域およびその近傍の表面にレーザ光線を照射し
た際に検出されるレーザ光の散乱光の検出量が最大とな
る位置を濃縮点とすることから、ウエハ面内にレーザ光
を連続的に照射するとともに走査して、散乱光量を連続
的に測定することが可能になる。そのため、Ｘ線を照射
した際に発生する蛍光Ｘ線の強度を１点ごとに測定する
従来の方法よりも、濃縮点の探索時間が大幅に短縮され
る。また有機膜を形成したウエハの表面上に不純物領域
を移して濃縮点を探索する方法では、その濃縮点を求め
た後の蛍光Ｘ線分析における測定においてシリコン基板
のシリコン格子からの回折の影響が上記有機膜によって
抑えられる。

【００１１】不純物濃縮点の探索方法に用いる濃縮装置
は、被分析ウエハの表面全域にわたって回収液の液滴を
滑らせて、この被分析ウエハの表面上の不純物をその液
滴中に吸収させた後、上記液滴を被分析ウエハの表面上
の一か所に集めてから被分析ウエハから離して保持し、
その後この液滴を有機膜が形成されたウエハ上に移す濃
縮部が備えられている。さらに液滴が濃縮部に保持され
た状態のときに、不純物が回収された被分析ウエハを濃
縮部より搬出し、かつ有機膜が形成されているウエハを
濃縮部に搬入する搬送部が備えられていることを特徴と
している。

【００１２】不純物濃縮点の探索方法に用いる濃縮装置
では、被分析ウエハの表面上の不純物を回収して一か所
に集められた回収液の液滴を一時保持する濃縮部が備え
られ、また不純物が回収された被分析ウエハを濃縮部よ
り搬出し、かつ有機膜が形成されているウエハを濃縮部
に搬入する搬送部が備えられていることから、一時保持
していた上記液滴をシリコンの回折の影響を抑えること
が可能な有機膜が形成されたウエハ上に移すことが可能
になる。すなわち、濃縮部によって不純物を吸収した液
滴を保持している間に、搬送部により被分析ウエハを搬
出し、その被分析ウエハの表面に有機膜を形成してか
ら、再び搬送部により、その有機膜が形成されたウエハ
を濃縮部に搬入する。または濃縮部によって不純物を吸
収した液滴を保持している間に、搬送部により、被分析
ウエハを搬出し、別の有機膜が形成されたウエハを濃縮
部に搬入する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に係わる第１の不純物濃縮
点の探索方法の実施形態の一例を、図１の不純物濃縮点
の探索方法の説明図によって説明する。

【００１４】図１の（１）に示すように、ウエハ１１の
表面上の不純物（例えば金属不純物）を一か所に集めて
不純物領域２１を形成する。例えば、ウエハ表面に広が
った不純物をフッ化水素酸等を用いて一か所に集めて不
純物濃度を高濃度化した上記不純物領域２１を形成す
る。

【００１５】その後図１の（２）に示すように、ウエハ
１１上の不純物領域２１の表面にＸ線５１を照射し、そ
の際に特定の物質から放出される蛍光Ｘ線５２を検出器
６１で検出して、その検出量が最大となる濃縮点を探索
する、いわゆる、濃縮全反射蛍光Ｘ線法（濃縮ＴＸＲＦ
法）を用いる。上記Ｘ線５１の照射位置は、濃縮点と思
われる位置を中心に、例えばｘ軸方向およびｙ軸方向に
±５ｍｍずつの間隔で、２ｃｍ四方の計２５点を測定し
た。そして特定の物質として臭素（Ｂｒ−Ｋα）を検出
した。そこで、上記Ｘ線５１には１１．９１ｋｅＶ以上
のエネルギーを有するものを用いる必要があり、ここで
はＸ線源にモリブデン（Ｍｏ）（エネルギー：１７．４
４ｋｅＶ）を用いた。

【００１６】上記検出結果の蛍光Ｘ線５２の検出量の分
布を、図１の（３）の分布図によって説明する。図１の
（３）は、濃縮点３１の近傍の２５点を測定した場合の
Ｂｒ−Ｋαの検出量を濃淡で表したものである。この結
果、（０、−５）の位置が最大の検出量を示したことか
らその位置が濃縮点３１となり、この点から離れるにし
たがって、Ｂｒ−Ｋαは検出されなくなる。このように
して、Ｂｒ−Ｋαからの蛍光Ｘ線の検出量が最大となる
位置を濃縮点３１として求める。図では、濃淡により検
出量を表示しているが、濃縮点３１を判断する際には、
検出量の数値の大小によって判断する。

【００１７】一例として、前記図１の（３）に示すよう
なＢｒ−Ｋαの検出量分布において、濃縮点３１を通る
ｙ軸方向のＢｒ−Ｋαの検出量分布を模式的に図２の
（１）に示し、前記図１の（３）においてＢｒ−Ｋαが
検出されなかった位置（１０，−１０）の各元素の検出
状態を図２の（２）に示す。図２の（１）では、縦軸に
蛍光Ｘ線の強度Ｉ（積分強度）を示し、横軸にｙ軸方向
の測定位置を示す。また図２の（２）では、縦軸に蛍光
Ｘ線の強度Ｉ（積分強度）を示し、横軸にＸ線のエネル
ギー値を示す。

【００１８】図２の（１）に示すように、位置（０，−
５）、すなわち、ｘ軸方向０、ｙ軸方向−５ｍｍの位置
でＢｒ−Ｋαのピークが最も大きく表れている。しか
も、Ｂｒ−Ｋαは検出限界値よりも高い値となって表れ
ている。したがって、その位置（０，−５）が濃縮点と
なる。

【００１９】一方、図２の（２）に示すように、濃縮点
を外れると、Ｂｒ−Ｋα（１１．９１ｋｅＶ）は検出さ
れなくなる。このとき、Ｆｅ−Ｋα（６．４０ｋｅＶ）
も検出されていない。したがって、測定時においてＢｒ
はウエハ全域に分布しているのではなく、上記不純物領
域に集められていることがわかる。

【００２０】また一例として、３３台の装置におけるＦ
ｅ−Ｋαで測定した場合のＦｅの検出量と、Ｂｒ−Ｋα
で測定した場合のＢｒの検出量とを比較した結果を、図
３の（１）および（２）によって説明する。なお、図３
の（１）および（２）では、縦軸にそれぞれの元素の検
出量を示し、横軸に装置名を示す。また、縦軸の検出量
の１Ｅ＋１１は１×１０¹¹を意味しており、その他の縦
軸の数値もこれと同様に１０の整数乗倍を表している。

【００２１】Ｂｒ−Ｋαを用いてＢｒの検出量を測定し
た結果〔図３の（２）参照〕は、Ｆｅ−Ｋαを用いてＦ
ｅの検出量を測定した結果〔図３の（１）参照〕と比較
して、検出量が多く、Ｂｒが検出されている装置からは
いずれも同じ程度の量が検出されている。つまり、Ｂｒ
−Ｋαの１１．９１ｋｅＶ以上のエネルギーのＸ線で分
析を行う場合、Ｂｒ−Ｋαのピークはどんな試料から
も、多くかつ安定的に検出されている。そのため、濃縮
点を探索するにはＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ等の金属よりもＢｒ
を用いたほうが都合が良いことがわかる。

【００２２】また、例えば図４の（１）に示すように、
装置「Ｈ」では、Ｆｅ−Ｋαで測定した場合であって
も、Ｂｒ−Ｋαで測定した場合であっても、濃縮点の検
出に可能な検出量が得られている。しかしながら、例え
ば図４の（２）に示すように、装置「Ｗ」では、Ｆｅ−
Ｋαで測定した場合が測定限界値（５×１０⁹ ａｔｏｍ
ｓ／ｃｍ² ）以下の検出量となっていても、Ｂｒ−Ｋα
で測定した場合には測定限界値（５×１０⁹ ａｔｏｍｓ
／ｃｍ² ）を越える検出量となっていることがわかる。
このように、Ｂｒ−Ｋαで測定することによって、従
来、検出限界値以下のために濃縮点の判別が困難であっ
た場合であっても、その判別が可能になる。なお、ここ
での説明に用いた図４の（１）および（２）では、縦軸
に蛍光Ｘ線の強度Ｉ（積分強度）を示し、横軸にＸ線の
エネルギーを示す。

【００２３】上記不純物濃縮点の探索方法では、特定の
物質をＢｒ−Ｋαとして、Ｂｒ−Ｋαの検出量が最大と
なる位置を濃縮点３１とすることから、従来、検出元素
としていたＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｎ等の元素
よりも検出量が多くなるので検出し易くなる。また、測
定グラフ上において他の物質とピークが重なったりする
こともない。さらには、検出限界値以上の値で濃縮点が
探索される。このため、他の元素に切り換えて濃縮点を
探索し直すという、二度手間となることがなくなり、安
定的に濃縮点の探索が可能になる。

【００２４】次に本発明に係わる第２の不純物濃縮点の
探索方法の実施形態の一例を、図５の不純物濃縮点の探
索方法の説明図によって説明する。この図５では、前記
図１によって説明した構成部品と同様のものには同一符
号を付与する。

【００２５】図５に示すように、ステージ７１上にウエ
ハ１１を載置し、前記図１によって説明した方法と同様
にフッ化水素酸等の液滴を利用してウエハ１１の表面上
の不純物を一か所に集め、ウエハ１１上で不純物を吸収
した液滴を乾燥させて不純物領域２１を形成する。その
後、上記不純物領域２１を中心とする近傍の領域の表面
にレーザ発振器８１から発振されるレーザ光Ｌｉを照射
するとともに、ステージ７１を、例えばθ方向に回転さ
せかつｒ方向に移動させて、ウエハ１１の表面上でレー
ザ光Ｌｉがスキャニングされる状態にする。上記レーザ
発振器８１には、例えばヘリウム−ネオン（Ｈｅ−Ｎ
ｅ）レーザ発振器を用いる。そしてウエハ１１の表面か
らの散乱光Ｌｓを受光部８２により検出し、その際、最
も高いレベルの散乱光Ｌｓを発したｒ−θ座標における
位置を不純物濃縮点とする。ここで用いた上記受光部８
２は、上記レーザ光Ｌｉの波長に感度を有するような、
例えば、光電子倍増管、フォトダイオード等の光電変換
素子を備えたものであり、上記レーザ光Ｌｉの反射光Ｌ
ｒが入射しないような位置に設置しておくことが望まし
い。

【００２６】上記ステージ７１の移動方法は、上記説明
したようにｒ−θ座標系に限定されることはなく、例え
ば、ｘ−ｙ座標における移動であってもよく、またはス
テージ７１はθ方向への回転のみとし、レーザ光Ｌｉを
反射光学系（図示省略）を用いてウエハ１１の半径ｒ方
向に走査してもよい。このように、レーザ光Ｌｉは不純
物領域２１を中心とする近傍の領域の全域にわたって走
査されればよく、その走査形態は、上記説明した方法に
限定されることはない。なお、上記レーザ発振器８１
は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ発振器に限定されることはなく、
アルゴンレーザ発振器、半導体レーザ発振器等の上記不
純物領域２１で散乱を起こすような波長のレーザ光を発
振するものであればいかなるレーザ発振器も用いること
が可能である。

【００２７】上記第２の不純物濃縮点の探索方法では、
不純物領域２１およびその近傍の表面にレーザ光Ｌｉを
照射した際に検出されるレーザＬｉの散乱光Ｌｓの検出
量が最大となる位置を濃縮点とすることから、ウエハ１
１面内にレーザ光Ｌｉを連続的に照射するとともに走査
して、散乱光Ｌｓの光量を連続的に測定することが可能
になる。そのため、Ｘ線を照射した際に発生する蛍光Ｘ
線の強度を１点ごとに測定する従来の方法よりも、濃縮
点の探索時間が大幅に短縮される。一例としては、レー
ザ光Ｌｉを用いた濃縮点の探索には２分かかり、全反射
蛍光Ｘ線での測定準備に３分かかり、さらに全反射蛍光
Ｘ線での測定に５分かかるので、分析にかかる総時間は
１０分である。このように、本発明の探索方法によれば
分析時間は従来よりも１／４〜１／７程度に短縮され
る。このため、分析装置の有効活用が図れるとともに分
析装置の稼働率の向上が図れる。

【００２８】上記レーザ光による不純物濃縮点の探索方
法においては、上記ウエハ８１の表面上の不純物を一か
所に集めて不純物領域２１を形成する際に用いる回収液
には予め上記レーザ光Ｌｉを散乱する粒子として例えば
０．１μｍ径程度ラテックス粒子（図示省略）を混入し
ておくことが望ましい。上記粒子には、その粒子の周囲
に分析しようとするような不純物が付着していない清浄
なものを用いることが必要である。

【００２９】次に上記粒子を混入した回収液の液滴の供
給方法の一例を図６によって説明する。図６に示すよう
に、回収液貯蔵部９１にラテックス粒子（図示省略）を
混入させた回収液９２を貯蔵しておく。この回収液貯蔵
部９１には配管９３を介してポンプ９４が接続され、こ
のポンプ９４には配管９５を介して液滴保持部９６が接
続されている。さらに液滴保持９６の排出端部の下方に
は、ウエハ１１が載置されている。上記ポンプ９４によ
って回収液貯蔵部９１より適量の回収液９２を吸い上
げ、液滴保持部９６に送出して排出端部に回収液の液滴
Ｄを形成する。

【００３０】その液滴Ｄの状態を保った状態で、液滴Ｄ
をウエハ１１の表面全域にわたってむらなく滑らせるこ
とにより、ウエハ１１の表面に付着している不純物（図
示省略）を液滴Ｄ中に吸収させる。その方法の一例とし
ては、ウエハ１１をθ方向に回転させながら液滴Ｄをウ
エハ１１の中心よりエッジ方向に、すなわちウエハ１１
の半径方向ｒに移動させることにより行う。

【００３１】その後、上記不純物を吸収した液滴Ｄをウ
エハ１１のほぼ中央部に移動させて液滴保持部９６より
ウエハ１１上に放す。そして液滴Ｄを乾燥させた後、図
６中のウエハの平面図に示すように、液滴Ｄが放された
ウエハ１１上の位置に不純物領域２１が形成される。こ
の乾燥方法は、赤外線照射による乾燥、ホットプレート
を用いた乾燥等の方法を採用することが可能である。

【００３２】上記説明したように、ラテックス粒子を混
入することによって、レーザ光の散乱が多くなり、濃縮
点の検出感度が向上する。

【００３３】また、上記第１，第２の不純物濃縮点の探
索方法においては、ウエハの表面上の不純物を集めた不
純物領域を、有機膜が形成されたウエハ上に移した後、
上記濃縮点を探索することが好ましい。上記有機膜に
は、Ｘ線を透過しない厚さを有する有機膜、例えば５ｎ
ｍよりも厚い、通常の半導体装置の製造で用いるレジス
ト膜で形成することが可能である。なお、上記５ｎｍよ
りも薄いレジスト膜を用いた場合には、レジスト膜をＸ
線が透過してシリコン格子の回折の影響が出る可能性が
ある。

【００３４】この有機膜を形成したウエハの表面上に不
純物領域を移して濃縮点を探索する方法では、その濃縮
点を求めた後の蛍光Ｘ線分析における測定においてシリ
コン基板のシリコン格子からの回折の影響が上記有機膜
によって抑えられる。そのため、いわゆるシリコンのサ
ムピークが表れることはないので、高精度な測定が行え
る。その測定結果を図７に示す。図７では、縦軸に積分
強度を示し、横軸にエネルギー値を示す。

【００３５】図７に示すように、カリウムのピークＫ−
Ｋα（３．３１２ｋｅＶ）とカルシウムのピークＣａ−
Ｋα（３．６９０ｋｅＶ）との間には、３．４７８ｋｅ
Ｖのエネルギー値の位置に出現していたシリコンのサム
ピークは現れていない。この結果より、シリコン格子に
よる回折の影響が有機膜によって防止されていることが
わかる。

【００３６】次に上記説明した有機膜上で濃縮点を探索
する方法を実現する濃縮装置の一例としての第１実施形
態を、図８の概略構成図によって説明する。図８では、
前記図１によって説明した構成部品と同様のものには同
一符号を付与する。

【００３７】図８に示すように、濃縮装置１０１は、濃
縮部１１１、搬送部１２１、有機膜塗布部１２６、ウエ
ハ収納部１３１とからなる。

【００３８】上記濃縮部１１１は、ウエハ（被分析ウエ
ハ）１１の表面全域にわたって回収液の液滴（図８では
図示を省略するが、前記図６で説明した液滴Ｄと同様で
あり、以下液滴Ｄと記す）を滑らせて、ウエハ１１の表
面上の不純物を上記液滴Ｄ中に吸収した後、この液滴Ｄ
をウエハ１１の表面上の一か所に集める。そして液滴Ｄ
をウエハ１１から離して保持し、その液滴Ｄを有機膜が
形成されたウエハ（以下、有機膜形成ウエハという）１
２上に移して不純物領域（図示省略）を形成するもので
ある。具体的には、回収液の液滴Ｄを排出端部に形成さ
せるノズル状の液滴保持部１１２と、この液滴保持部１
１２を駆動する駆動部１１３と、ウエハ１１が載置され
るステージ１１４とが備えられているものである。上記
駆動部１１３は、例えば、液滴保持部１１２を、昇降自
在かつステージ１１４に載置されるウエハ１１の略半径
方向に移動自在に駆動させるものである。また上記ステ
ージ１１４は例えばθ方向に回動自在な構成になってい
る。

【００３９】上記搬送部１２１は、上記回収液の液滴Ｄ
が濃縮部１１１の液滴保持部１１２によってウエハ１１
より離されて保持された状態のときに、上記不純物が回
収されたウエハ１１を上記濃縮部１１１より搬出し、か
つ有機膜形成ウエハ１２を濃縮部１１１のステージ１１
４上にに搬入するものであり、例えばアーム搬送方式の
ものである。

【００４０】上記有機膜塗布部１２６は、上記ウエハ１
２の表面上に有機膜（図示省略）を塗布形成して有機膜
形成ウエハ１２を形成するものである。また上記ウエハ
収納部１３１は、ウエハ１１を収納しておくものであ
る。さらにこの有機膜塗布部１２６には、有機膜が形成
（例えば塗布）されたウエハ１１を加熱するベーキング
部（図示省略）を併設することも可能である。

【００４１】次に上記図８によて説明した濃縮装置１０
１の動作方法を説明する。まず搬送部１２１によりウエ
ハ収納部１３１に収納されているウエハ（被分析ウエ
ハ）１１を濃縮部１１１のステージ１１４に搬送し、そ
のウエハ１１をステージ１１４に載置する。次いで上記
液滴保持部１１２の排出端部に回収液の液滴Ｄを形成
し、それを上記ウエハ１１の表面の全域にわたって滑ら
せ、ウエハ１１の表面の不純物をその液滴Ｄに吸収させ
る。それには、液滴Ｄウエハ１１の表面に接触するよう
な状態を保ちつつ、例えばステージ１１４をθ方向に回
転させ、駆動部１１３によって液滴保持部１１２をウエ
ハ１１の半径方向に移動すればよい。

【００４２】その後、不純物を吸収した液滴Ｄをウエハ
１１の中央に集め、上記液滴保持部１１２の排出端部に
その液滴Ｄを保持した状態でウエハ１１より液滴Ｄを離
す。その間に、搬送部１２１によりウエハ１１を有機膜
形成部１２６に搬送し、そこでウエハ１１の表面に有機
膜を形成する。この有機膜の形成は、例えばレジストを
塗布することにより行う。その後、ウエハ１１をベーキ
ングすることによって、有機膜が形成されたウエハ（有
機膜形成ウエハ）１２が完成する。次いで搬送部１２１
により、その有機膜形成ウエハ１２を濃縮部１１１のス
テージ１１４に搬送して載置する。

【００４３】次いで駆動部１１３により上記液滴保持部
１１２を駆動して、その排出端部に保持しておいた液滴
Ｄを上記有機膜形成ウエハ１２上に接触させて静かに放
つ。その後、液滴Ｄを乾燥させて、有機膜形成ウエハ１
２上に不純物領域（図示省略、前記図６の不純物領域２
１に相当）を形成する。この乾燥は、例えば赤外線照射
による乾燥、ホットプレートを用いた乾燥等により行
う。

【００４４】したがって、上記濃縮装置１０１では、ウ
エハ（被分析ウエハ）１１の表面にシリコンの回折の影
響を抑えることが可能な有機膜を形成して有機膜形成ウ
エハ１２とすることが可能になり、さらにその有機膜形
成ウエハ１２の表面上に、液滴保持部１１２によって保
持されていた液滴Ｄを静かに放して不純物領域２１を形
成することから、その後の全反射蛍光Ｘ線分析では、シ
リコン格子による回折の影響を受けることなく、高精度
な分析が可能になる。

【００４５】次に有機膜上で濃縮点を探索する方法を実
現する濃縮装置の一例としての第２実施形態を、図９の
概略構成図によって説明する。図９では、前記図８によ
って説明した構成部品と同様のものには同一符号を付与
する。

【００４６】図９に示すように、濃縮装置１０６は、濃
縮部１１１、搬送部１２１、第１ウエハ収納部１４１、
第２ウエハ収納部１４２とからなる。

【００４７】上記濃縮部１１１は、ウエハ（被分析ウエ
ハ）１１の表面全域にわたって回収液の液滴（図９では
図示を省略するが、前記図６で説明した液滴Ｄと同様で
あり、以下液滴Ｄと記す）を滑らせて、ウエハ１１の表
面上の不純物を液滴Ｄ中に吸収した後、この液滴Ｄをウ
エハ１１の表面上の一か所に集めるとともに、その液滴
Ｄをウエハ１１から離して保持し、その液滴Ｄを有機膜
が形成されたウエハ（以下、有機膜形成ウエハという）
１２上に移して不純物領域（図示省略）を形成するもの
である。具体的には、液滴Ｄを排出端部に形成させるノ
ズル状の液滴保持部１１２と、この液滴保持部１１２を
駆動する駆動部１１３と、ウエハ１１が載置されるステ
ージ１１４とが備えられているものである。上記駆動部
１１３は、例えば、液滴保持部１１２を、昇降自在かつ
ステージ１１４に載置されるウエハ１１の略半径方向に
移動自在に駆動させるものである。また上記ステージ１
１４は例えばθ方向に回動自在な構成になっている。

【００４８】上記搬送部１２１は、上記液滴Ｄが濃縮部
１１１の液滴保持部１１２によってウエハ１１より離さ
れて保持された状態のときに、上記不純物が回収された
ウエハ１１を上記濃縮部１１１より搬出し、かつ有機膜
形成ウエハ１２を濃縮部１１１のステージ１１４上にに
搬入するものであり、例えばアーム搬送方式のものであ
る。

【００４９】上記第１ウエハ収納部１４１は、分析する
ウエハ１１を収納するものであり、上記第２ウエハ収納
部１４２は、有機膜が形成されたウエハ１２を収納して
おくものである。

【００５０】次に上記図９によて説明した濃縮装置１０
６の動作方法を説明する。まず搬送部１２１によりウエ
ハ収納部１４１に収納されているウエハ（被分析ウエ
ハ）１１を濃縮部１１１のステージ１１４に搬送し、そ
のウエハ１１をステージ１１４に載置する。次いで上記
液滴保持部１１２の排出端部に回収液の液滴Ｄを形成
し、それを上記ウエハ１１の表面の全域にわたって滑ら
せ、ウエハ１１の表面の不純物をその液滴Ｄに吸収させ
る。それには、液滴Ｄウエハ１１の表面に接触するよう
な状態を保ちつつ、例えばステージ１１４をθ方向に回
転させ、駆動部１１３によって液滴保持部１１２をウエ
ハ１１の半径方向に移動すればよい。

【００５１】その後、不純物を吸収した液滴Ｄをウエハ
１１の中央に集める。そして、上記液滴保持部１１２の
排出端部にその液滴Ｄを保持した状態でウエハ１１より
液滴Ｄを離す。その間に、搬送部１２１によりウエハ１
１を第１ウエハ収納部１４１に搬送し、第２ウエハ収納
部１４６より有機膜を形成した有機膜形成ウエハ１２を
上記ステージ１１４上に搬送して載置する。

【００５２】次いで駆動部１１３により上記液滴保持部
１１２を駆動して、その排出端部に保持しておいた液滴
Ｄを上記有機膜形成ウエハ１２上に接触させて静かに放
つ。その後、液滴Ｄを乾燥させて、有機膜形成ウエハ１
２上に不純物領域（図示省略、前記図６の不純物領域２
１に相当）を形成する。この乾燥は、例えば赤外線照射
による乾燥、ホットプレートを用いた乾燥等により行
う。したがって、不純物領域は、シリコンの回折の影響
を受けることがない有機膜を形成して有機膜形成ウエハ
１２上に形成されることから、その後の全反射蛍光Ｘ線
分析では、シリコン格子による回折の影響を受けること
なく、高精度な分析が可能になる。またＸ線の入射方位
によらず測定を行うことが可能になるので、エスケープ
ピーク、不純線ピーク等の影響を受けることがない。

【００５３】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の第１の探
索方法によれば、ウエハの表面の全面に広がった不純物
を一か所に集めた不純物領域の表面にＸ線を照射した際
に検出される臭素からの蛍光Ｘ線の検出量が最大となる
位置を濃縮点とするので、１回の検出作業で濃縮点を見
いだすことが可能になる。そのため、作業時間の短縮が
図れる。それとともに、測定器の検出限界値よりも大き
な値で検出することが可能になるので、データの信頼性
の向上が図れる。

【００５４】本発明の第２の探索方法よれば、ウエハ面
内にレーザ光を連続的に照射するとともに走査して、散
乱光量を連続的に測定することが可能になるため、Ｘ線
を用いた従来の探索方法よりも、濃縮点の探索時間が大
幅に短縮できる。

【００５５】また上記第１，第２の探索方法で有機膜を
形成したウエハの表面上に不純物領域を移して濃縮点を
探索する方法によれば、その濃縮点を求めた後の蛍光Ｘ
線分析における測定においてシリコン基板のシリコン格
子からの回折の影響を上記有機膜によって抑えることが
できるので、高精度な分析が可能になる。

【００５６】本発明の濃縮装置によれば、被分析ウエハ
の表面上の不純物を回収して一か所に集められた回収液
の液滴を一時保持する濃縮部が備えられ、また不純物が
回収された被分析ウエハを濃縮部より搬出し、かつ有機
膜が形成されているウエハを濃縮部に搬入する搬送部が
備えられているので、一時保持していた回収液の液滴を
シリコン格子による回折の影響を抑えることが可能な有
機膜が形成されたウエハ上に移すことが可能になる。そ
の結果、蛍光Ｘ線分析におけるシリコン格子の回折の影
響は無くして分析精度の向上を図ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の不純物濃縮点の探索方法に係わる実施形
態の一例の説明図である。

【図２】不純物領域内の任意の測定点における検出量と
Ｘ線のエネルギー値との関係図である。

【図３】装置ごとのＦｅ−Ｋαでの検出量とＢｒ−Ｋα
での検出量との比較の説明図である。

【図４】装置間におけるＦｅ−Ｋαでの検出とＢｒ−Ｋ
αでの検出との比較の説明図である。

【図５】第２の不純物濃縮点の探索方法に係わる実施形
態の一例の説明図である。

【図６】回収液の液滴の供給方法に係わる一例の説明図
である。

【図７】有機膜の効果の説明図である。

【図８】第１の濃縮装置に係わる実施形態の一例の説明
図である。

【図９】第２の濃縮装置に係わる実施形態の一例の説明
図である。

【図１０】濃縮点と誤った判断をする場合に係わる課題
の説明図である。

【図１１】サムピークの説明図である。

【符号の説明】

１１…ウエハ、２１…不純物領域、３１…濃縮点、５１
…Ｘ線、５２…蛍光Ｘ線

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハの表面上の不純物を一か所に集め
   て不純物領域を形成した後、該不純物領域からなる濃縮
   点を探索する不純物濃縮点の探索方法において、 前記不純物領域の表面にＸ線を照射した際に検出される
   特定の物質からの蛍光Ｘ線の検出量が最大となる位置を
   探索する際に、 前記特定の物質を臭素として、 前記臭素からの蛍光Ｘ線の検出量が最大となる位置を前
   記濃縮点とすることを特徴とする不純物濃縮点の探索方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の不純物濃縮点の探索方法
   において、 前記Ｘ線は臭素の検出が可能なエネルギーを有すること
   を特徴とする不純物濃縮点の探索方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の不純物濃縮点の探索方法
   において、 前記ウエハの表面上の不純物を集めた不純物領域を有機
   膜が形成されたウエハ上に移して前記濃縮点を探索する
   ことを特徴とする不純物濃縮点の探索方法。
4. 【請求項４】 請求項２記載の不純物濃縮点の探索方法
   において、 前記ウエハの表面上の不純物を集めた不純物領域を有機
   膜が形成されたウエハ上に移して前記濃縮点を探索する
   ことを特徴とする不純物濃縮点の探索方法。
5. 【請求項５】 ウエハの表面上の不純物を一か所に集め
   て不純物領域を形成した後、該不純物領域からなる濃縮
   点を探索する不純物濃縮点の探索方法において、 前記不純物領域およびその近傍の表面にレーザ光を照射
   した際に検出される該レーザ光の散乱光の検出量が最大
   となる位置を前記濃縮点とすることを特徴とする不純物
   濃縮点の探索方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の不純物濃縮点の探索方法
   において、 前記不純物領域を形成する際に用いる回収液に、予め前
   記レーザ光を散乱させる粒子を混入しておくことを特徴
   とする不純物濃縮点の探索方法。
7. 【請求項７】 請求項５記載の不純物濃縮点の探索方法
   において、 前記不純物領域を有機膜が形成されたウエハ上に移して
   前記濃縮点を探索することを特徴とする不純物濃縮点の
   探索方法。
8. 【請求項８】 請求項６記載の不純物濃縮点の探索方法
   において、 前記不純物領域を有機膜が形成されたウエハ上に移して
   前記濃縮点を探索することを特徴とする不純物濃縮点の
   探索方法。
9. 【請求項９】 被分析ウエハの表面上の不純物を一か所
   に集めて不純物領域を形成した後、該不純物領域におけ
   る濃縮点を探索する不純物濃縮点の探索方法に用いる濃
   縮装置であって、 前記被分析ウエハの表面全域にわたって回収液の液滴を
   滑らせて、該被分析ウエハの表面上の不純物を該液滴中
   に吸収させた後、該液滴を被分析ウエハの表面上の一か
   所に集めるとともに、該一か所に集めた液滴を該被分析
   ウエハから離して保持し、該液滴を有機膜が形成された
   ウエハ上に移して前記不純物領域を形成する濃縮部と、 前記液滴が前記濃縮部に保持された状態のときに、前記
   不純物が回収された被分析ウエハを前記濃縮部より搬出
   し、かつ前記有機膜が形成されているウエハを前記濃縮
   部に搬入する搬送部とを備えたことを特徴とする不純物
   濃縮点の探索方法に用いる濃縮装置。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の不純物濃縮点の探索方
    法に用いる濃縮装置において、 前記被分析ウエハの表面上に有機膜を塗布形成する有機
    膜塗布部を備えたことを特徴とする不純物濃縮点の探索
    方法に用いる濃縮装置。
11. 【請求項１１】 請求項９記載の不純物濃縮点の探索方
    法に用いる濃縮装置において、 前記不純物が前記液滴に吸収された被分析ウエハを収納
    する第１ウエハ収納部と、 前記有機膜が形成されたウエハが収納されている第２ウ
    エハ収納部とを備え、 前記搬送部は、液滴中に不純物を吸収された被分析ウエ
    ハを前記濃縮部から前記第１ウエハ収納部に搬送した
    後、前記第２ウエハ収納部より有機膜が形成されたウエ
    ハを前記濃縮部に搬送することを特徴とする不純物濃縮
    点の探索方法に用いる濃縮装置。