JPH11190730A - 半導体基板表面及び基板中の金属不純物分析方法 - Google Patents

半導体基板表面及び基板中の金属不純物分析方法

Info

Publication number
JPH11190730A
JPH11190730A JP36071897A JP36071897A JPH11190730A JP H11190730 A JPH11190730 A JP H11190730A JP 36071897 A JP36071897 A JP 36071897A JP 36071897 A JP36071897 A JP 36071897A JP H11190730 A JPH11190730 A JP H11190730A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor substrate
mixed
recovery
solution
hydrofluoric acid
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.)
Granted
Application number
JP36071897A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2950310B2 (ja
Inventor
Kaori Watanabe
かおり 渡辺
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC 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 NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP36071897A priority Critical patent/JP2950310B2/ja
Publication of JPH11190730A publication Critical patent/JPH11190730A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2950310B2 publication Critical patent/JP2950310B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Weting (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体基板表面及び基板中の金属不純物、特
にPt、Rb等貴金属不純物を高精度に、効率良く、安
全かつ容易に分析可能な分析方法を提供する。 【解決手段】 VPD(Vapor Phase Decomposition )
プロセスにおいて、非イオン性表面活性剤、又は当該表
面活性剤と希薄な酸との混合溶液を分解回収用液として
用いる。得られた回収液と、その後さらに純水で半導体
基板上を走査及び回収して得られる純水回収液とを混合
し、得られた混合回収液を定量した後に化学分析を行
う。又は定量した後に濃縮し、その後に化学分析を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属不純物分析方
法に関し、特に半導体シリコン基板表面及び基板中の金
属不純物分析方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電子工業分やにおいては、デバイスの微
細化に伴い、材料やプロセス起因の不純物、特に金属に
よるウェハ汚染が、リーク電流増大、及び接合耐圧や酸
化膜耐圧の劣化の原因として問題となっている。従っ
て、デバイスの信頼性を高め、生産歩留りを向上させる
ためには、材料の高純度化及びプロセス汚染の低減によ
り、金属によるウェハ汚染を低減しなければならない。
そのためにはまず、製造工程における汚染レベルを定量
的に把握することが不可欠である。現在要求されている
ライン汚染レベルは1×1010atoms/cm2 以下
であり、これを分析する技術は109atoms/cm2
レベルあるいはそれ以下の感度を有するものでなければ
ならない。
【0003】また、近年、ULSI製造プロセスにおい
ては、Pt、RuO2 、Ir/IrO2 等の電極や、S
BT(SrBi2Ta29 )、PTZ(Pb(Zr,T
i)O3 )等の強誘電体膜等、新規材料が使用されるよ
うになってきている。そして、これら新規材料による金
属汚染はデバイスへの影響が推測できないため、より厳
しい汚染管理を必要とする。従って、これら新規材料に
使用されている元素を高感度に分析可能な技術が要求さ
れている。
【0004】半導体シリコン基板表面及び基板中の金属
不純物分析方法には、物理分析と化学分析とがある。物
理分析として代表的なものには、全反射蛍光X線分析法
(TXRF;Total reflection X-Ray Florescence spe
ctrometry )や、2次イオン質量分析法(SIMS;Se
condary Ion Mass Spectroscopy )等がある。また、化
学分析として代表的なものには、弗化水素酸蒸気分解−
原子吸光分析法(VDP−AAS;Vapor Phase Decomp
osition - Atomic Absorption Spectrometry)や、弗化
水素酸蒸気分解−ICP−MS分析法(VDP−ICP
−MS;VaporPhase Decomposition - Inductivily Cou
pled Plasma - Mass Spectrometry)等VDPプロセス
を用いた方法が挙げられる。VDPプロセスとは、弗化
水素酸蒸気により半導体基板表面の自然酸化膜、酸化
膜、窒化膜等の薄膜を分解した後に残留した金属不純物
を回収用液を用いて回収し、得られた回収液をAASや
ICP−MS等で分析する方法である。このようなVD
Pプロセスを用いた分析方法は、前記物理分析に比較し
て高感度な分析が可能であるため、特に近年、用いられ
ることが多い。
【0004】通常のVDPプロセスにおいては、回収用
液として純水、又は希薄な弗酸、又は希薄な弗酸と過酸
化水素水との混合溶液が使用されるが、シリコンよりも
イオン化傾向の小さい貴金属元素の分析に際しては王水
を使用する。特にPtは回収が困難であるため、半導体
基板を加熱した状態で王水を用いて回収する方法(SD
M−159)が用いられている。
【0005】また、王水にも溶解しないRu等の金属元
素を分析する場合には、半導体基板表面をエッチングし
た後にエッチング液を回収し、このエッチング液を分析
する方法がある。また、弗化水素酸及び硝酸を加熱して
気化させた密閉容器中又は大気中にウェハを数時間放置
して表面を分解し、付着している結露液を回収して分析
を行う方法が特開平6−213805号において開示さ
れている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
各種分析法にはそれぞれに問題点があった。まず、TX
RFやSIMS等、物理分析は、測定感度が悪い点、装
置が大がかり分析コストがかかる点、局所分析はできる
が全面的な評価が不可能である点等が問題であった。
【0007】また、VPDプロセスを用いる化学分析に
おいて、純水、又は弗化水素酸と過酸化水素水との混合
溶液を分解回収用液として用いる場合には、回収可能な
金属元素が限られてしまい、実用的でない点が問題であ
った。
【0008】また、王水を用いる場合には、作業者が酸
系の雰囲気を吸引しないように局所排気設備を持ち、通
常よりも安全性に留意したクリーンドラフト内で作業を
行う必要がある。また、半導体基板を加熱する場合に
は、わずかでも過熱状態になると滴下された王水が強烈
に弾けて飛び散り、危険が大きい。また、このような王
水の飛散や加熱時の蒸発が、回収液の定量に対して悪影
響を及ぼす点も問題であった。さらに、王水は半導体基
板上において親水性であるため、回収操作が難しく、作
業に際しては熟練が必要であるという問題もあった。
【0009】弗化水素酸と硝酸との混合溶液、又は蒸気
を用いて半導体基板をエッチングする方法においては、
シリコン基板のエッチングレートの制御が難しく、エッ
チングが進行しすぎてしまうため、極表面近傍の分析が
困難である点が問題であった。また、王水を用いる方法
と同様に、半導体基板表面において親水性であるため、
回収操作が困難である点も問題であった。
【0010】そこで、本発明の課題は、半導体基板表面
及び基板中の金属不純物、特にPt、Rb等貴金属不純
物を効率良く、安全かつ容易に分析可能な分析方法を提
供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の、本発明の半導体基板表面及び基板中の金属不純物分
析方法は、VPD(Vapor Phase Decomposition )プロ
セスにおいて、非イオン性表面活性剤、又は当該表面活
性剤と希薄な酸との混合溶液を分解回収用液として用い
ることを特徴とする。
【0012】また、本発明の半導体基板表面及び基板中
の金属不純物分析方法は、半導体基板表面に弗化水素酸
蒸気を噴霧して自然酸化膜又は金属不純物を分解し、分
解回収用液を適下して前記半導体基板の少なくとも表面
部分を分解した後にこれを回収して得られる回収液と、
その後さらに純水で前記半導体基板上を走査及び回収し
て得られる純水回収液とを混合し、得られた混合回収液
を定量した後に化学分析を行うことを特徴とする。
【0013】また、本発明の半導体基板表面及び基板中
の金属不純物分析方法は、半導体基板表面に弗化水素酸
蒸気を噴霧して自然酸化膜又は金属不純物を分解し、分
解回収用液を適下して前記半導体基板の少なくとも表面
部分を分解した後にこれを回収して得られる回収液と、
その後さらに純水で前記半導体基板上を走査及び回収し
て得られる純水回収液とを混合し、得られた混合回収液
を定量した後に濃縮し、その後に化学分析を行うことを
特徴とする。
【0014】また、本発明の半導体基板表面及び基板中
の金属不純物分析方法は、濃度が4%以下の非イオン性
表面活性剤を用いることを特徴とする。
【0015】また、本発明の半導体基板表面及び基板中
の金属不純物分析方法は、非イオン性表面活性剤とし
て、ポリエチレングリコールエステル又はポリエチレン
グリコールエーテルを用いることを特徴とする。
【0016】また、本発明の半導体基板表面及び基板中
の金属不純物分析方法は、非イオン性表面活性剤に混合
する酸として、濃度が5%以下の酸を用いることを特徴
とする。
【0017】また、本発明の半導体基板表面及び基板中
の金属不純物分析方法は、非イオン性表面活性剤に混合
する酸として、弗化水素酸、又は弗化水素酸と過酸化水
素水との混合溶液、又は弗化水素酸と弗化アンモニウム
との混合溶液を用いることを特徴とする。
【0018】本発明の半導体基板表面及び基板中の金属
不純物分析方法のフローチャートを図1に示す。本発明
においては、分解回収用液として非イオン性表面活性剤
を用いてシリコンをエッチングし、同時に、半導体基板
表面に存在する金属を回収液中に取り込む。このとき使
用する非イオン性表面活性剤は、金属不純物の定量に影
響を及ばさない程度の濃度、望ましくは4%以下の濃度
とする。
【0019】また、シリコンエッチングレートを制御す
る目的で、純水又は希薄な酸を混合してさらに濃度調整
を行ってもよい。このとき使用する酸は、金属不純物の
定量に影響を及ぼさず、かつシリコンエッチングレート
を増大させない程度の濃度、望ましくは5%以下の濃度
とする。具体的には、当該濃度に調整された弗化水素
酸、又は弗化水素酸と過酸化水素水との混合溶液、又は
弗化水素酸と弗化アンモニウムとの混合溶液を使用す
る。
【0020】また、本発明における分解回収用液は、基
板表面において親水性であり、回収操作が難しい。そこ
で、分解回収用液による半導体基板表面の走査及び回収
の後に、純水を用いて再度走査及び回収を行うことによ
り、すべての金属不純物を回収する。
【0021】また、回収液と純水回収液とを混合して得
られる混合回収液を定量し、そのまま化学分析を行って
も良いが、分析の精度をより向上させるために必要に応
じて前記混合回収液を蒸発乾固等の手段で濃縮し、これ
を用いて分析を行っても良い。
【0022】
【実施例】本発明の一実施例を以下に示す。Ruを用い
て故意に1×1011atoms/cm2 の金属汚染を施
した半導体基板を用いて、以下の手順で分析を行った。
まず弗化水素酸蒸気により半導体基板表面の自然酸化膜
を分解した。次に、分解回収用液として1%ポリエチレ
ングリコールエーテルと0.1%弗化水素酸との混合溶
液3mlを用いて半導体基板全面の走査及び回収を行
い、その後、純水2mlを用いて再度走査及び回収を行
った。得られた回収液と純水回収液とを混合し、液量定
容後、蒸発乾固を行い、0.7%硝酸に溶解してその液
中の金属量をICP−MSにより測定した。
【0023】また、上記サンプルについて、分解回収用
液として純水を用いた従来の方法、及び弗化水素酸と硝
酸との混合溶液を用いた従来の方法により分析を行い、
これを比較例とした。
【0024】図2に、上記実施例及び比較例におけるR
uの回収率を示す。純水を用いた場合には、半導体基板
表面のRuを溶解することができないので回収は全く不
可能であった。弗化水素酸と硝酸との混合溶液を用いた
場合には、半導体基板の表面を基板ごとエッチングする
ため、約95%の高い回収率であった。また、本発明の
実施例においても、同様に100%近い回収率であっ
た。
【0025】図3に、上記実施例及び、弗化水素酸と硝
酸との混合溶液を用いた比較例について、分析の再現性
を示す。弗化水素酸と硝酸との混合溶液を分解回収用液
として用いた場合には、前記分解回収用液は半導体基板
表面において親水性であるため、全量回収が難しい。従
って図3に示されるように、サンプルごと分析ごとに毎
回の回収率が異なり、再現性に乏しく信頼性に欠けてい
た。本発明の実施例においては、分解回収溶液は比較例
と同様に半導体基板表面において親水性であって、全量
回収は困難である。しかし、その後に純水を用いて再度
走査及び回収を行っているため、回収時の誤差が小さ
い。従って図3に示されるようにサンプルごと分析ごと
の回収率は安定しており、しかも常に高い回収率であっ
た。
【0026】本発明の第2の実施例について以下に示
す。SIMOX基板について、第1の実施例と同様の分
析を繰り返し行い、基板中に存在するAlを基板表面か
ら内部方向に順に分析した。その結果を図4に示す。上
部Si(SOI)のSi/SiO2 界面近傍にAl汚染
が局在していることがうかがえる。本発明において使用
される濃度4%以下の非イオン性表面活性剤はシリコン
エッチングレートが小さく、必要に応じて純水や希薄な
酸を混合して濃度を変えることにより、容易にエッチン
グレートを制御できる。従って、単に表面部分をエッチ
ングして金属不純物の分析を行うにとどまらず、本実施
例に示されるように表面から内部方向に段階的にエッチ
ングを行い、そのそれぞれの段階における金属不純物濃
度を高精度に分析することが可能である。
【0027】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、半導体
基板表面及び基板中の金属不純物、特に貴金属不純物を
高精度に、効率良く、安全に分析することが可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の分析手順を示すフローチャートであ
る。
【図2】 本発明の一実施例における分析結果を示す図
である。
【図3】 本発明の一実施例における分析結果を示す図
である。
【図3】 本発明の第2の実施例における分析結果を示
す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年6月18日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の分析手順を示すフローチャートであ
る。
【図2】 本発明の一実施例における分析結果を示す図
である。
【図3】 本発明の一実施例における分析結果を示す図
である。
【図4】 本発明の第2の実施例における分析結果を示
す図である。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 VDP(Vapor Phase Decomposition )
    プロセスにおいて、非イオン性表面活性剤、又は当該表
    面活性剤と希薄な酸との混合溶液を分解回収用液として
    用いることを特徴とする半導体基板表面及び基板中の金
    属不純物分析方法。
  2. 【請求項2】 半導体基板表面に弗化水素酸蒸気を噴霧
    して自然酸化膜又は金属不純物を分解し、分解回収用液
    を適下して前記半導体基板の少なくとも表面部分を分解
    した後にこれを回収して得られる回収液と、その後さら
    に純水で前記半導体基板上を走査及び回収して得られる
    純水回収液とを混合し、得られた混合回収液を定量した
    後に化学分析を行うことを特徴とする請求項1に記載の
    半導体基板表面及び基板中の金属不純物分析方法。
  3. 【請求項3】 半導体基板表面に弗化水素酸蒸気を噴霧
    して自然酸化膜又は金属不純物を分解し、分解回収用液
    を適下して前記半導体基板の少なくとも表面部分を分解
    した後にこれを回収して得られる回収液と、その後さら
    に純水で前記半導体基板上を走査及び回収して得られる
    純水回収液とを混合し、得られた混合回収液を定量した
    後に濃縮し、その後に化学分析を行うことを特徴とする
    請求項1に記載の半導体基板表面及び基板中の金属不純
    物分析方法。
  4. 【請求項4】 濃度が4%以下の非イオン性表面活性剤
    を用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一に
    記載の半導体基板表面及び基板中の金属不純物分析方
    法。
  5. 【請求項5】 非イオン性表面活性剤として、ポリエチ
    レングリコールエステル又はポリエチレングリコールエ
    ーテルを用いることを特徴とする請求項4に記載の半導
    体基板表面及び基板中の金属不純物分析方法。
  6. 【請求項6】 非イオン性表面活性剤に混合する酸とし
    て、濃度が5%以下の酸を用いることを特徴とする請求
    項1〜5のいずれか一に記載の半導体基板表面及び基板
    中の金属不純物分析方法。
  7. 【請求項7】 非イオン性表面活性剤に混合する酸とし
    て、弗化水素酸、又は弗化水素酸と過酸化水素水との混
    合溶液、又は弗化水素酸と弗化アンモニウムとの混合溶
    液を用いることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一
    に記載の半導体基板表面及び基板中の金属不純物分析方
    法。
JP36071897A 1997-12-26 1997-12-26 半導体基板表面及び基板中の金属不純物分析方法 Expired - Fee Related JP2950310B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP36071897A JP2950310B2 (ja) 1997-12-26 1997-12-26 半導体基板表面及び基板中の金属不純物分析方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP36071897A JP2950310B2 (ja) 1997-12-26 1997-12-26 半導体基板表面及び基板中の金属不純物分析方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11190730A true JPH11190730A (ja) 1999-07-13
JP2950310B2 JP2950310B2 (ja) 1999-09-20

Family

ID=18470620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP36071897A Expired - Fee Related JP2950310B2 (ja) 1997-12-26 1997-12-26 半導体基板表面及び基板中の金属不純物分析方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2950310B2 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011018781A (ja) * 2009-07-09 2011-01-27 Shin Etsu Handotai Co Ltd シリコンウェーハの評価方法
JP2015232167A (ja) * 2014-06-10 2015-12-24 Jx日鉱日石金属株式会社 微量貴金属の分離方法及び分析方法
JP6156893B1 (ja) * 2016-03-01 2017-07-05 株式会社 イアス 基板分析用のノズル
CN108426978A (zh) * 2017-02-14 2018-08-21 无锡华瑛微电子技术有限公司 晶圆局部处理方法
WO2024001016A1 (zh) * 2022-06-29 2024-01-04 江苏鲁汶仪器有限公司 一种晶圆表面贵金属元素的富集方法及分析方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011018781A (ja) * 2009-07-09 2011-01-27 Shin Etsu Handotai Co Ltd シリコンウェーハの評価方法
JP2015232167A (ja) * 2014-06-10 2015-12-24 Jx日鉱日石金属株式会社 微量貴金属の分離方法及び分析方法
JP6156893B1 (ja) * 2016-03-01 2017-07-05 株式会社 イアス 基板分析用のノズル
JP2017156338A (ja) * 2016-03-01 2017-09-07 株式会社 イアス 基板分析用のノズル
WO2017149833A1 (ja) * 2016-03-01 2017-09-08 株式会社 イアス 基板分析用のノズル
CN108426978A (zh) * 2017-02-14 2018-08-21 无锡华瑛微电子技术有限公司 晶圆局部处理方法
CN108426978B (zh) * 2017-02-14 2021-01-01 无锡华瑛微电子技术有限公司 晶圆局部处理方法
WO2024001016A1 (zh) * 2022-06-29 2024-01-04 江苏鲁汶仪器有限公司 一种晶圆表面贵金属元素的富集方法及分析方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2950310B2 (ja) 1999-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6108367B1 (ja) シリコン基板用分析装置
JP3473699B2 (ja) シリコンウェーハのエッチング方法とその装置及び不純物分析方法
JP2950310B2 (ja) 半導体基板表面及び基板中の金属不純物分析方法
JP3358604B2 (ja) 白金族不純物回収液及びその回収方法
JP2002368052A (ja) 珪素脱離方法及びシリコンウェーハの不純物分析方法
Beebe et al. Monitoring wafer cleanliness and metal contamination via VPD ICP-MS: case studies for next generation requirements
JP2973638B2 (ja) 不純物の分析方法
JP2001242052A (ja) 半導体基板又は薬品の不純物分析方法
JP3439395B2 (ja) シリコンウェーハ表面の金属汚染分析方法
JP4000027B2 (ja) 半導体試料の不純物分析方法および半導体試料の不純物濃縮装置
JP3286215B2 (ja) シリコンウエハの表層分析方法
WO2019198651A1 (ja) シリコン基板の分析方法
JPH10332554A (ja) 表面不純物測定方法
WO2019181104A1 (ja) ボロンドープp型シリコンウェーハのエッチング方法、金属汚染評価方法および製造方法
JPH07193035A (ja) シリコンウェハー表面の不純物元素の回収方法
JP2000332072A (ja) 半導体基板の表面分析方法
JPH10339691A (ja) 表面不純物測定方法
EP1542006B1 (en) Impurity measuring method for GE substrates
JPH01189558A (ja) Si半導体基板の表面分析方法
JP2701813B2 (ja) 半導体基板表面及び基板上薄膜の不純物分析方法
JP2007243107A (ja) 半導体ウェーハ収納容器の金属汚染分析方法
JP3807265B2 (ja) 基板表面多層膜の層別分析方法
JPH06213805A (ja) シリコンウェハ表面の超微量金属分析におけるエッチング方法
Savage et al. Applications of Optical Emission Spectroscopy to Semiconductor Processing
Chung et al. Determination of metallic impurities in a silicon wafer by local etching and electrothermal atomic absorption spectrometry

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees