JPH11248693A - Method for analyzing impurities in liquid - Google Patents

Method for analyzing impurities in liquid

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JPH11248693A
JPH11248693A JP4794098A JP4794098A JPH11248693A JP H11248693 A JPH11248693 A JP H11248693A JP 4794098 A JP4794098 A JP 4794098A JP 4794098 A JP4794098 A JP 4794098A JP H11248693 A JPH11248693 A JP H11248693A
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JP
Japan
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silicon wafer
liquid
impurities
analyzing
analysis
Prior art date
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Application number
JP4794098A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriaki Kubota
憲章 久保田
Shinichi Yamaguchi
進一 山口
Hideyuki Fujisawa
秀行 藤沢
Tadao Tanaka
忠雄 田中
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Shin Etsu Handotai Co Ltd
Nagano Electronics Industrial Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Nagano Electronics Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple and convenient method for analyzing impurities in liquid by using the characteristics of a silicon wafer. SOLUTION: This analyzing method comprises dipping a silicon wafer in a liquid and then analyzing matters deposited on the surface of the silicon wafer taken out of the liquid to analyze impurities contained in the liquid. In this case, after the surface of the silicon wafer is hydrotreated, it is dipped in the liquid. The hydrogenation treatment is preferably conducted by bringing the silicon wafer into contact with hydrofluoric acid and then rinsing it with water.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウェーハ
を用いた液体中の不純物の分析方法に関する。
The present invention relates to a method for analyzing impurities in a liquid using a silicon wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種製品の製造現場では、多くの洗浄水
や、保管液等が用いられ、製品によっては、これら洗浄
水や保管液等の不純物の濃度を一定の値以下に保つこと
が求められる。
2. Description of the Related Art A lot of washing water, storage solution, etc. are used in a manufacturing site of various products. Some products require that the concentration of impurities in the washing water, storage solution, etc. be kept below a certain value. Can be

【0003】例えば、半導体基板用のシリコンウェーハ
は、金属等に汚染されると電気的特性の劣化をもたらす
ことから、シリコンウェーハの製造方法の各工程に用い
られる洗浄水、保管液等の不純物の濃度は、一定の値以
下であるよう管理され、そのために各種方法により分析
が行われている。従来行われている金属等の不純物の分
析方法の1つとして、シリコンウェーハを用いる方法が
ある。これは、不純物の分析の対象となる液体をシリコ
ンウェーハに滴下等の後、シリコンウェーハの表面を分
析することにより、間接的に液体中の不純物の分析を行
う方法であり、たとえば、特開平4−136738号公
報、特開平5−251542号公報、特開平9−151
74号公報に開示されている。
For example, a silicon wafer for a semiconductor substrate is deteriorated in electrical characteristics when contaminated with a metal or the like. Therefore, impurities such as cleaning water and a storage solution used in each step of a method for manufacturing a silicon wafer are used. The concentration is controlled so as to be equal to or less than a certain value, and for that purpose, analysis is performed by various methods. As one of conventional methods for analyzing impurities such as metals, there is a method using a silicon wafer. This is a method of indirectly analyzing impurities in a liquid by, for example, dropping a liquid to be analyzed for impurities on a silicon wafer and then analyzing the surface of the silicon wafer. JP-A-136738, JP-A-5-251542, JP-A-9-151
No. 74 discloses this.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報で開
示されている方法では、試料となる液体の濃縮等の作業
を必要とすることから、濃縮等のための装置や時間を要
していた。また、上記公報の方法においては、シリコン
ウェーハを利用してはいるものの、単なるクリーンな試
料台としての利用であって、その特性を積極的に利用し
ているものではなかった。
However, the method disclosed in the above publication requires an operation such as concentration of a liquid serving as a sample, and thus requires an apparatus and time for concentration. . Further, in the method disclosed in the above publication, although a silicon wafer is used, it is merely used as a clean sample stage and its characteristics are not actively used.

【0005】以上の課題を鑑み、本発明は、シリコンウ
ェーハの特性を利用した、簡便な液体中の不純物の分析
方法を提供することを目的とする。
[0005] In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a simple method for analyzing impurities in a liquid utilizing characteristics of a silicon wafer.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべ
く、本発明の請求項1に記載の発明は、シリコンウェー
ハを液体に浸漬し、その後、前記液体より取り出した前
記シリコンウェーハの表面に付着した物質を分析するこ
とにより、前記液体に含まれる不純物を分析する、液体
中の不純物の分析方法であって、前記シリコンウェーハ
の表面を水素化処理した後、前記液体に浸漬することを
特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to the first aspect of the present invention is to immerse a silicon wafer in a liquid and then apply the silicon wafer to the surface of the silicon wafer taken out of the liquid. A method for analyzing impurities in a liquid, comprising analyzing an attached substance to analyze impurities contained in the liquid, wherein the surface of the silicon wafer is hydrogenated, and then immersed in the liquid. And

【0007】水素化処理とは、シリコンウェーハの表面
のシリコン結晶層の終端を、水素原子に置換するための
処理である。例えば、シリコンウェーハの表面を、フッ
化水素酸(フッ化水素の水溶液、以下、フッ酸という)
及び水で処理することによって、シリコンウェーハ表面
の自然酸化膜がエッチングされ、シリコン結晶層の終端
が水素原子に置換されることが知られていて、これを請
求項1における水素化処理に好適に用いることができ
る。具体的な方法としては、請求項5のように、フッ酸
にシリコンウェーハを浸漬したり、あるいはシリコンウ
ェーハにフッ酸の蒸気をあてる等の何らかの方法により
シリコンウェーハをフッ酸と接触させて、その後、水に
よりリンスする。また、請求項1の発明においては、フ
ッ酸の代わりに塩酸等で水素化処理を行ってもよい。あ
るいは、水素化処理は、請求項6のように、シリコンウ
ェーハを水素を含む雰囲気下で熱処理したり、請求項7
のように、シリコンウェーハの表面にエピタキシャル成
長させることによって行ってもよい。
The hydrogenation process is a process for replacing the terminal of the silicon crystal layer on the surface of the silicon wafer with hydrogen atoms. For example, the surface of a silicon wafer is treated with hydrofluoric acid (aqueous solution of hydrogen fluoride, hereinafter referred to as hydrofluoric acid).
It is known that a natural oxide film on the surface of a silicon wafer is etched by being treated with water and the terminal of the silicon crystal layer is replaced with a hydrogen atom, which is suitable for the hydrogenation treatment in claim 1. Can be used. As a specific method, as in claim 5, immersing the silicon wafer in hydrofluoric acid, or contacting the silicon wafer with hydrofluoric acid by any method such as applying hydrofluoric acid vapor to the silicon wafer, and then Rinse with water. In the invention of claim 1, the hydrogenation treatment may be performed with hydrochloric acid or the like instead of hydrofluoric acid. Alternatively, in the hydrogenation treatment, the silicon wafer may be heat-treated in an atmosphere containing hydrogen,
As described above, the epitaxial growth may be performed on the surface of the silicon wafer.

【0008】シリコンウェーハに対し、このように水素
化処理を施すことによって、シリコンウェーハ表面には
Si−H結合が生成し、すなわち水素原子によりシリコ
ン結晶層の終端の多くが置換されるようになる(水素終
端)。
By subjecting a silicon wafer to such a hydrogenation treatment, Si—H bonds are generated on the surface of the silicon wafer, that is, most of the ends of the silicon crystal layer are replaced by hydrogen atoms. (Hydrogen termination).

【0009】請求項2に記載の発明は、シリコンウェー
ハを液体に浸漬し、その後、前記液体より取り出した前
記シリコンウェーハの表面に付着した物質を分析するこ
とにより、前記液体に含まれる不純物を分析する、液体
中の不純物の分析方法であって、前記シリコンウェーハ
の表面の一部を水素化処理した後、前記液体に浸漬する
ことを特徴とする。請求項2において、水素化処理の方
法については請求項1と同様である。
According to a second aspect of the present invention, an impurity contained in the liquid is analyzed by immersing the silicon wafer in a liquid and then analyzing a substance attached to the surface of the silicon wafer taken out of the liquid. A method for analyzing impurities in a liquid, wherein a part of the surface of the silicon wafer is subjected to hydrogenation treatment and then immersed in the liquid. In claim 2, the method of hydrotreating is the same as in claim 1.

【0010】請求項2に記載の発明のシリコンウェーハ
は、表面の水素化処理された以外の部分に、請求項3に
記載の発明のように自然酸化膜が形成されていたり、あ
るいは請求項4に記載の発明のように熱酸化膜を形成さ
れていてもよい。
In the silicon wafer according to the second aspect of the present invention, a natural oxide film is formed on a portion of the surface other than the surface which has been subjected to the hydrogenation treatment, as in the third aspect of the invention, or in the fourth aspect of the present invention. The thermal oxide film may be formed as in the invention described in (1).

【0011】さらに、請求項2〜4において、シリコン
ウェーハの表面には、水素化処理された部分と、酸化膜
が形成されている部分以外の、特定の処理等が施された
部分が形成されていてもよい。
Further, in the second to fourth aspects, a portion subjected to a specific treatment or the like other than a portion subjected to a hydrogenation treatment and a portion where an oxide film is formed is formed on the surface of the silicon wafer. May be.

【0012】請求項1〜7のいずれかに記載の液体の不
純物の分析方法において、前記シリコンウェーハの表面
に付着した物質は、請求項8に記載の発明のように全反
射蛍光X線分析法によって分析してもよい。
[0012] In the method for analyzing impurities in a liquid according to any one of claims 1 to 7, the substance adhering to the surface of the silicon wafer may be a total reflection X-ray fluorescence analysis method as in the invention according to claim 8. May be analyzed by

【0013】また、請求項1〜7のいずれかに記載の液
体の不純物の分析方法において、請求項9に記載の発明
のように、シリコンウェーハの表面に付着した物質の分
析は、化学的な分析方法によって行ってもよい。化学的
な分析方法としては、例えば、何らかの薬液によって、
シリコンウェーハ表面に付着した不純物を回収し、その
回収液を、必要に応じてさらに処理を加えて、プラズマ
発光分析法、原子吸光分析法、イオン対クロマトグラフ
法、電気泳動法等の各種分析方法によって分析する方法
が挙げられる。また、不純物が金属である場合には、特
定の試薬と反応させて錯体を生成し、その金属錯体をこ
れら各種分析方法により分析してもよい。
In the method for analyzing impurities in a liquid according to any one of the first to seventh aspects, the analysis of the substance attached to the surface of the silicon wafer as in the invention according to the ninth aspect is performed by chemical analysis. It may be performed by an analysis method. Chemical analysis methods include, for example,
The impurities attached to the silicon wafer surface are collected, and the collected liquid is further processed as necessary, and various analysis methods such as plasma emission analysis, atomic absorption analysis, ion pair chromatography, and electrophoresis are performed. Analysis method. When the impurity is a metal, it may be reacted with a specific reagent to form a complex, and the metal complex may be analyzed by these various analysis methods.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の液体中の不純物の
分析方法について説明する。本発明の液体中の不純物の
分析方法は、シリコンウェーハを液体に浸漬し、その
後、前記液体より取り出した前記シリコンウェーハの表
面に付着した物質を分析することにより、前記液体に含
まれる不純物を分析する、液体中の不純物の分析方法に
おいて、シリコンウェーハの表面を水素化処理した後、
前記液体に浸漬することを特徴とする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The method for analyzing impurities in a liquid according to the present invention will be described below. In the method for analyzing impurities in a liquid according to the present invention, the impurities contained in the liquid are analyzed by immersing the silicon wafer in the liquid and then analyzing the substance attached to the surface of the silicon wafer taken out of the liquid. In the method of analyzing impurities in a liquid, after hydrogenating the surface of the silicon wafer,
It is characterized by being immersed in the liquid.

【0015】本発明において、不純物の分析の対象であ
る液体は、各種工業製品の製造工程において用いられ
る、水や薬液であって、例えば、半導体基板の製造プロ
セスにおける、研磨後のシリコンウェーハを保管する水
槽の水、研磨剤、エッチング用のリンス液等である。
In the present invention, the liquid to be analyzed for impurities is water or a chemical used in the manufacturing process of various industrial products. For example, a silicon wafer after polishing in a semiconductor substrate manufacturing process is stored. Water, an abrasive, a rinsing liquid for etching, and the like.

【0016】本発明に用いられるシリコンウェーハに
は、半導体基板用に加工、研磨されたものに、その表面
に対して、水素化処理を施したものを用いる。水素化処
理はシリコンウェーハの表面のシリコン結晶層の終端
を、水素原子に置換するための処理である。シリコンウ
ェーハの表面をフッ化水素酸(フッ化水素の水溶液、以
下、フッ酸という)、続いて、水で処理することによっ
て、シリコンウェーハ表面の自然酸化膜がエッチングさ
れ、シリコン結晶層の終端が水素原子に置換されること
が知られていて、これを本発明の水素化処理に好適に用
いることができる。具体的な方法としては、フッ酸にシ
リコンウェーハを数十秒間浸漬し、その後、純水槽中に
おいて数十秒間リンスする。ここで用いるフッ酸は、半
導体基板の製造プロセスにおいて、一般的に用いられて
いるものでよく、フッ化水素の濃度が、0.5重量%〜
50重量%である。また、シリコンウェーハにフッ酸の
蒸気をあててもよい。この場合、浸漬する方法における
ものと同程度の濃度のフッ酸を、24℃、760tor
rの条件下、気化させ、そのガス中にシリコンウェーハ
を置く。その後、前述同様に、純水槽中においてリンス
する。また、上記と同様の方法で、フッ酸の代わりに塩
酸、水酸化ナトリウム等で水素化処理を行ってもよい。
As the silicon wafer used in the present invention, a silicon wafer which has been processed and polished for a semiconductor substrate and whose surface has been subjected to a hydrogenation treatment is used. The hydrogenation process is a process for replacing the terminal of the silicon crystal layer on the surface of the silicon wafer with hydrogen atoms. By treating the surface of the silicon wafer with hydrofluoric acid (aqueous solution of hydrogen fluoride, hereinafter referred to as hydrofluoric acid) and then with water, the natural oxide film on the silicon wafer surface is etched, and the terminal of the silicon crystal layer is terminated. It is known that it is substituted by a hydrogen atom, and this can be suitably used for the hydrogenation treatment of the present invention. As a specific method, a silicon wafer is immersed in hydrofluoric acid for several tens of seconds, and then rinsed in a pure water tank for several tens of seconds. The hydrofluoric acid used here may be one generally used in a semiconductor substrate manufacturing process, and the concentration of hydrogen fluoride is 0.5% by weight or more.
50% by weight. Further, a hydrofluoric acid vapor may be applied to the silicon wafer. In this case, hydrofluoric acid having the same concentration as that in the immersion method is applied at 24 ° C. and 760 torr.
Vaporization is performed under the conditions of r, and the silicon wafer is placed in the gas. After that, similarly to the above, rinsing is performed in the pure water tank. Further, in the same manner as described above, hydrogenation treatment may be performed with hydrochloric acid, sodium hydroxide, or the like instead of hydrofluoric acid.

【0017】さらに、シリコンウェーハを水素雰囲気下
で熱処理することによって、水素化処理を行ってもよ
い。また、本発明のシリコンウェーハは、いわゆるエピ
ウェーハであってもよい。これは、エピ成長直後のウェ
ーハは、通常、表面が水素終端された状態になっている
ので、本発明のシリコンウェーハとして使用できるもの
である。
Further, the silicon wafer may be subjected to a heat treatment in a hydrogen atmosphere to perform a hydrogenation treatment. Further, the silicon wafer of the present invention may be a so-called epi wafer. This is because the wafer immediately after the epitaxial growth is usually in a state in which the surface is terminated with hydrogen, and can be used as the silicon wafer of the present invention.

【0018】本発明のシリコンウェーハについては、そ
の表面の一部のみを、前記の方法により、水素化処理し
てもよい。この場合、シリコンウェーハの表面の、水素
化処理を施していない部分については、自然酸化膜が形
成された状態のままでよい。また、化学的に形成する酸
化膜、たとえば、洗浄で用いられているアンモニア、過
酸化水素及び水の混合液(SC−1液)等の、過酸化水
素を含む溶液によって形成した酸化膜であってもよい。
With respect to the silicon wafer of the present invention, only a part of the surface may be hydrogenated by the above-described method. In this case, the part of the surface of the silicon wafer that has not been subjected to the hydrogenation treatment may be in a state where the natural oxide film is formed. In addition, an oxide film formed chemically, for example, an oxide film formed using a solution containing hydrogen peroxide such as a mixed solution of ammonia, hydrogen peroxide and water (SC-1 solution) used for cleaning. You may.

【0019】また、シリコンウェーハの表面の、水素化
処理を施していない部分に、熱酸化膜が形成されていて
もよい。この場合の熱酸化方法は、ドライO2酸化、ウ
ェットO2酸化、スチーム酸化、水素燃焼酸化等の各種
方法を用いることができる。例えば、ドライO2酸化の
場合、900℃〜1200℃の炉内にシリコンウェーハ
を設置し、窒素と酸素の混合ガスを炉に流すことによっ
て熱酸化を行う。
A thermal oxide film may be formed on a portion of the surface of the silicon wafer that has not been subjected to the hydrogenation treatment. In this case, as the thermal oxidation method, various methods such as dry O 2 oxidation, wet O 2 oxidation, steam oxidation, and hydrogen combustion oxidation can be used. For example, in the case of dry O 2 oxidation, a silicon wafer is placed in a furnace at 900 ° C. to 1200 ° C., and thermal oxidation is performed by flowing a mixed gas of nitrogen and oxygen into the furnace.

【0020】さらに、本発明のシリコンウェーハは、そ
の表面が、水素化処理された部分と、酸化膜が形成され
た部分と、その他の処理が施された部分を有していても
よく、例えば、窒化膜などを有していてもよい。
Further, the surface of the silicon wafer of the present invention may have a hydrogenated portion, an oxide film formed portion, and a portion subjected to other processes. , A nitride film or the like.

【0021】本発明の分析方法においては、このような
処理を行ったシリコンウェーハを、分析の対象となる液
体に浸漬する。浸漬することによって、水素によって終
端されているシリコンウェーハに付着しやすい物質が選
択的に付着する。具体的には、液体中に、水素終端され
ているシリコンウェーハを浸漬すると、金、銀、銅のよ
うな水素原子よりイオン化傾向が小さい金属原子など
は、水素原子と置換し、シリコンウェーハ表面に付着す
る。浸漬する時間は、シリコンウェーハ表面に、吸着さ
れるべき不純物が十分に吸着されるために、十分な時間
であり、液体の種類や、不純物の種類によって、数十秒
間〜数日間、浸漬する。
In the analysis method of the present invention, the silicon wafer subjected to such a treatment is immersed in a liquid to be analyzed. By immersion, a substance that easily adheres to the silicon wafer terminated by hydrogen selectively adheres. Specifically, when a hydrogen-terminated silicon wafer is immersed in a liquid, metal atoms such as gold, silver, and copper, which have a lower ionization tendency than hydrogen atoms, are replaced with hydrogen atoms, and the silicon wafer surface is replaced with hydrogen atoms. Adhere to. The immersion time is sufficient for the impurities to be adsorbed to be sufficiently adsorbed on the surface of the silicon wafer, and is immersed for several tens of seconds to several days depending on the type of liquid and the type of impurities.

【0022】水素化処理された部分と、酸化膜が形成さ
れた部分を有するシリコンウェーハを液体に浸漬する
と、酸化膜が形成された部分は、水素化処理された部分
とは異なる性質を示し、金、銀、銅のような金属原子は
付着しにくく、水素化処理された表面にはあまり付着し
ない、亜鉛などが、選択的に付着する。
When a silicon wafer having a hydrogenated portion and an oxide film-formed portion is immersed in a liquid, the oxide film-formed portion exhibits different properties from the hydrogenated portion, Metal atoms, such as gold, silver, and copper, are unlikely to adhere and zinc, which does not adhere very much to the hydrogenated surface, selectively adheres.

【0023】上記浸漬後、シリコンウェーハを引き上
げ、乾燥する。乾燥は自然乾燥でもよいし、スピンナで
回転したり、減圧下で乾燥させたり等、強制的に乾燥し
てもよいし、さらに、必要に応じて、熱をかけてもよ
い。
After the immersion, the silicon wafer is pulled up and dried. Drying may be natural drying, forced drying, such as spinning with a spinner, drying under reduced pressure, etc., and further, if necessary, heating.

【0024】次に、乾燥させたシリコンウェーハの表面
に付着した不純物を、各種方法を用いて分析する。特に
有用な分析方法は、全反射蛍光エックス(X)線分析法
である。この分析法は、乾燥後のシリコンウェーハを全
反射蛍光X線分析装置の所定の箇所に載置し、シリコン
ウェーハにX線を照射すると、不純物の種類と、量によ
って、特定のエネルギーや強度を有する蛍光X線が発せ
られ、これを検出するものである。また、化学的な分析
方法も有用であって、例えば、何らかの薬液によって、
シリコンウェーハ表面に付着した不純物を回収し、その
回収液を、必要に応じてさらに処理を加えて、プラズマ
発光分析法、原子吸光分析法、イオン対クロマトグラフ
法、電気泳動法等の各種分析方法によって分析する方法
が挙げられる。また、不純物が金属である場合には、特
定の試薬と反応させて錯体を生成し、その金属錯体をこ
れら各種分析方法により分析してもよい。
Next, impurities adhering to the surface of the dried silicon wafer are analyzed using various methods. A particularly useful analytical method is total reflection X-ray fluorescence analysis. In this analysis method, a dried silicon wafer is placed on a predetermined position of a total reflection X-ray fluorescence spectrometer, and when the silicon wafer is irradiated with X-rays, specific energy and intensity are determined depending on the type and amount of impurities. The emitted fluorescent X-rays are emitted and are detected. In addition, a chemical analysis method is also useful.
The impurities attached to the silicon wafer surface are collected, and the collected liquid is further processed as necessary, and various analysis methods such as plasma emission analysis, atomic absorption analysis, ion pair chromatography, and electrophoresis are performed. Analysis method. When the impurity is a metal, it may be reacted with a specific reagent to form a complex, and the metal complex may be analyzed by these various analysis methods.

【0025】以上の液体中の不純物の分析方法によれ
ば、表面を水素化処理したシリコンウェーハを被分析物
質である液体に浸漬することから、水素原子によって終
端されているシリコンウェーハに付着しやすい物質を分
析することが可能となる。すなわち、シリコンウェーハ
の表面の特性を利用して、特定の物質についての、選択
的な分析が可能となる。また、シリコンウェーハの表面
に特定の物質が吸着することを利用した分析方法である
ことから、液体の濃縮等を行わなくても不純物の分析を
行うことが可能となり、簡便な不純物の分析方法とな
る。
According to the method for analyzing impurities in a liquid described above, the silicon wafer whose surface has been hydrogenated is immersed in the liquid to be analyzed, so that it can easily adhere to the silicon wafer terminated by hydrogen atoms. The substance can be analyzed. That is, it is possible to selectively analyze a specific substance by utilizing the characteristics of the surface of the silicon wafer. In addition, since the analysis method utilizes the adsorption of a specific substance on the surface of the silicon wafer, it is possible to analyze impurities without performing concentration of a liquid or the like. Become.

【0026】さらに、本発明の液体中の不純物の分析方
法である、表面の一部を水素化処理されたシリコンウェ
ーハを用いる場合には、1枚のシリコンウェーハを液体
に浸漬すると、水素化処理を施した表面に付着しやすい
物質と、水素化処理されていない部分に付着しやすい物
質と、を一度に分析できることになる。この場合、水素
化処理されていない部分に酸化膜が形成されているシリ
コンウェーハを液体に浸漬すると、水素化処理を施した
表面に付着しやすい物質と、酸化膜が形成されている部
分に付着しやすい物質と、を一度に分析できることにな
り、より利便性の高い分析方法となる。
Further, in the method of analyzing impurities in a liquid according to the present invention, when a silicon wafer whose surface is partially hydrogenated is used, one silicon wafer is immersed in the liquid, and the hydrogenation treatment is performed. A substance that easily adheres to the surface subjected to the treatment and a substance that easily adheres to the part that has not been hydrogenated can be analyzed at a time. In this case, if a silicon wafer with an oxide film formed on the non-hydrogenated part is immersed in a liquid, a substance that easily adheres to the hydrogenated surface and a substance that adheres to the part where the oxide film is formed This makes it possible to analyze substances that are easy to perform at once, which is a more convenient analysis method.

【0027】また、本発明においては、シリコンウェー
ハに付着した物質を、全反射蛍光X線分析法を用いて分
析することから、液体中の不純物が付着したシリコンウ
ェーハを、そのまま測定機器にセットすればよく、シリ
コンウェーハに対する他の処理等は不要であって、より
一層、簡便な不純物の分析方法となる。
In the present invention, since the substance adhering to the silicon wafer is analyzed by the total reflection X-ray fluorescence spectroscopy, the silicon wafer adhering to the impurities in the liquid can be directly set in a measuring instrument. It is only necessary to perform other processing on the silicon wafer, and the method for analyzing impurities is simpler.

【0028】なお、本発明においては、酸化膜が形成さ
れているシリコンウェーハと、水素化処理された別のシ
リコンウェーハを用い、不純物の分析を行ってもよい。
In the present invention, impurities may be analyzed using a silicon wafer on which an oxide film is formed and another hydrogenated silicon wafer.

【0029】また、本発明の液体中の不純物の分析方法
は、多段階に亘って、各種液体を使用し、しかも不純物
による汚染を嫌う、半導体の製造プロセスにおいて、特
に有用であるが、本発明はこれに限らず、その他の工業
的に用いられる各種洗浄液や、浸漬液等の不純物の分析
に用いることができる。
The method for analyzing impurities in a liquid according to the present invention is particularly useful in a semiconductor manufacturing process in which various liquids are used in multiple stages and contamination by impurities is reluctant. However, the present invention is not limited to this, and can be used for analysis of impurities such as various other industrially used cleaning liquids and immersion liquids.

【0030】さらに、上記発明の実施の形態では、不純
物として金属を例示したが、本発明の分析対象となる不
純物は、水素化処理、さらには酸化膜が形成されたシリ
コンウェーハに付着しやすいものであれば、分析の対象
となり、例えば、金属以外の無機物や、あるいは有機化
合物や蛋白質等であってもよい。
Further, in the above embodiment of the present invention, a metal is exemplified as an impurity. However, an impurity to be analyzed in the present invention is one which is liable to adhere to a silicon wafer on which a hydrogenation treatment or an oxide film is formed. If this is the case, it may be an analysis target, for example, an inorganic substance other than metal, or an organic compound or protein.

【0031】[0031]

【実施例】以下に、実施例を用いて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 1.シリコンウェーハ表面の水素化処理 鏡面研磨されたシリコンウェーハ(直径8インチ、厚さ
725ミクロン)を複数枚用意し、表面の半分をテープ
によってマスクする。ビーカー中に、フッ酸(フッ化水
素、1.5重量%)を入れて、このフッ酸の中に、上記
のマスクした状態のシリコンウェーハをそれぞれ約30
秒間浸漬した。自然酸化膜が除去されると、その部分の
ウェーハ表面が液をはじくようになり(撥水性にな
る)、外部からの観察でも酸化膜が除去されたことが分
かった。これにより、図1に示す、半分のみ水素化処理
を施した、処理ウェーハを得た。図1において、A部分
は水素化処理された部分であり、Bはマスクしていた自
然酸化膜が形成されている部分である。
EXAMPLES The present invention will be described below in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. 1. Hydrogenation treatment of silicon wafer surface A plurality of mirror-polished silicon wafers (8 inches in diameter, 725 microns in thickness) are prepared, and half of the surface is masked with a tape. Hydrofluoric acid (hydrogen fluoride, 1.5% by weight) is put into a beaker, and each of the masked silicon wafers is placed in the hydrofluoric acid for about 30 minutes.
Soaked for seconds. When the natural oxide film was removed, the wafer surface in that portion repelled the liquid (made water-repellent), and observation from the outside also revealed that the oxide film was removed. As a result, a processed wafer shown in FIG. 1 in which only half was subjected to the hydrogenation treatment was obtained. In FIG. 1, the portion A is a portion subjected to a hydrogenation treatment, and the portion B is a portion where a masked natural oxide film is formed.

【0032】2.不純物の分析 (1)シリコンウェーハ保管用水槽の分析 通常の半導体基板は研磨終了等の後、純水をためた水槽
に保管することが多い。このシリコンウェーハ保管用水
槽中の不純物の分析を行った。まず、水槽に純水20l
(リットル)を貯めてから、研磨後の基板用シリコンウ
ェーハ(直径8インチ)を入れて、5時間保管した。そ
の後それら基板用シリコンウェーハを全て取り出し、次
に、1で得たフッ酸で水素化処理を施した処理ウェーハ
を浸漬した。この処理ウェーハを、240分後に取り出
し、12時間放置し、自然乾燥により乾燥させた。
2. Analysis of Impurities (1) Analysis of Water Tank for Storage of Silicon Wafer Ordinary semiconductor substrates are often stored in a water tank filled with pure water after polishing is completed. The impurities in the silicon wafer storage tank were analyzed. First, add 20 l of pure water to the water tank.
(Liter) was stored, and a polished silicon wafer for a substrate (diameter: 8 inches) was put therein and stored for 5 hours. Thereafter, all of the silicon wafers for the substrate were taken out, and then the treated wafer subjected to the hydrogenation treatment with the hydrofluoric acid obtained in 1 was immersed. The processed wafer was taken out after 240 minutes, left for 12 hours, and dried by natural drying.

【0033】乾燥後の処理ウェーハの表面を、全反射蛍
光エックス線分析装置(TREX610、テクノス
(株))で分析した。その結果を図2(a)に示した。
図2(a)は、シリコンウェーハに付着している銅(C
u)についての結果を示したもので、各棒の長さは、そ
の部分における銅原子の密度を示している。このグラフ
で、最大値は、100×1010atoms/cm2であった。
The surface of the dried processed wafer was analyzed by a total reflection X-ray fluorescence analyzer (TREX610, Technos Co., Ltd.). The result is shown in FIG.
FIG. 2A shows copper (C) adhering to a silicon wafer.
The results for u) are shown, where the length of each bar indicates the density of copper atoms in that portion. In this graph, the maximum value was 100 × 10 10 atoms / cm 2 .

【0034】また、比較として、フッ酸処理を施してい
ない、自然酸化膜が表面に形成されたままのシリコンウ
ェーハ(未処理ウェーハ)についても、同時に、240
分間、前記水槽の中に浸漬し、同様に分析を行い、図2
(b)に示した。図2から明らかなように、自然酸化膜
に被われたシリコンウェーハや、自然酸化膜が形成され
ている部分については、ほとんど、銅が付着していない
が、水素化処理を行った部分については、銅が多く付着
していることが分かる。
For comparison, a silicon wafer (unprocessed wafer) on which a natural oxide film has not been subjected to hydrofluoric acid treatment and on which a natural oxide film has been formed is also simultaneously subjected to 240 μm.
2 minutes in the water tank and analyzed in the same manner.
(B). As is clear from FIG. 2, copper is hardly adhered to the silicon wafer covered with the natural oxide film and the portion where the natural oxide film is formed, but the portion subjected to the hydrogenation treatment is not It can be seen that much copper adhered.

【0035】したがって、水素化処理を施したシリコン
ウェーハに対して、銅が選択的に付着し、不純物として
分析できることが分かった。
Therefore, it was found that copper selectively adhered to the hydrogenated silicon wafer and could be analyzed as impurities.

【0036】(2)故意に汚染したシリコンウェーハ保
管用水槽の分析 前記水槽に純水20lを貯めてから、銅(Cu)、鉄
(Fe)、亜鉛(Zn)の粉末を、それぞれ、0.8p
pbの濃度になるように加えた。これら金属が添加され
た純水中に、1で得た処理ウェーハを浸漬した。10時
間後に取り出し、12時間放置し、自然乾燥により乾燥
させた。
(2) Analysis of Water Tank for Storing Silicon Wafers Contaminated intentionally After 20 l of pure water was stored in the water tank, copper (Cu), iron (Fe), and zinc (Zn) powders were respectively added to a water tank. 8p
It was added to a concentration of pb. The treated wafer obtained in 1 was immersed in pure water to which these metals were added. It was taken out after 10 hours, left for 12 hours, and dried by natural drying.

【0037】乾燥後の処理ウェーハの表面を、全反射蛍
光エックス線分析装置(TREX610、テクノス
(株))で表面を分析した。その結果を図3に示した。
図3(a)は銅について、同じく(b)は鉄について、
同じく(c)は亜鉛についての結果を示したもので、各
棒の長さは、その部分における原子の密度を示してい
る。これらのグラフで示されている最大値は、銅は19
4×1010atoms/cm2、鉄は66×1010atoms/cm2、亜
鉛は252×1010atoms/cm2であった。図3から明ら
かなように、自然酸化膜が形成されている部分について
は、亜鉛が多く付着し、ほとんど銅は付着していない
が、水素化処理を行った部分については、銅が多く付着
し、亜鉛はあまり付着していないことが分かる。また、
鉄はいずれの面にも、あまり付着しなかった。
The surface of the treated wafer after drying was analyzed with a total reflection X-ray fluorescence analyzer (TREX610, Technos Co., Ltd.). The result is shown in FIG.
FIG. 3A is for copper, and FIG.
Similarly, (c) shows the results for zinc, and the length of each bar indicates the density of atoms in that portion. The maximum value shown in these graphs is 19 for copper.
4 × 10 10 atoms / cm 2 , iron was 66 × 10 10 atoms / cm 2 , and zinc was 252 × 10 10 atoms / cm 2 . As is clear from FIG. 3, a large amount of zinc adheres to the portion where the native oxide film is formed, and almost no copper adheres, but a large amount of copper adheres to the hydrogenated portion. It can be seen that zinc does not adhere much. Also,
Iron did not adhere very much to either side.

【0038】したがって、水素化処理を施した部分に対
しては銅が選択的に付着し、また、酸化膜が形成されて
いる部分については亜鉛が選択的に付着し、これらを不
純物として分析できることが分かった。
Therefore, copper selectively adheres to the portion subjected to the hydrogenation treatment, and zinc selectively adheres to the portion where the oxide film is formed, and these can be analyzed as impurities. I understood.

【0039】また、選択的に不純物をウェーハの表面に
付着・濃縮することで分析時の余計なノイズも減少でき
る。加えて、本実施例では、不純物の存在の有無及び定
性的な評価結果のみ記載したが、水素化処理方法、浸漬
時間、液温、分析方法等を統一し、あらかじめ、分析対
象の液中の不純物濃度とウェーハへの付着量の検量線を
作成しておくことにより、液中の不純物を定量的に分析
することもできる。
Further, by selectively adhering and concentrating impurities on the surface of the wafer, unnecessary noise at the time of analysis can be reduced. In addition, in this example, only the presence / absence of impurities and qualitative evaluation results are described, but the hydrogenation method, immersion time, liquid temperature, analysis method, etc. are unified, and the By preparing a calibration curve of the impurity concentration and the amount of adhesion to the wafer, the impurities in the liquid can be quantitatively analyzed.

【0040】[0040]

【発明の効果】請求項1、5、6及び7に記載の発明に
よれば、水素化処理されたシリコンウェーハの表面に特
定の物質が吸着することを利用し、液体の濃縮等を行わ
なくても不純物の分析を行うことが可能となり、簡便な
不純物の分析方法となる。
According to the first, fifth, sixth and seventh aspects of the present invention, a specific substance is adsorbed on the surface of a hydrogenated silicon wafer, and the liquid is not concentrated. This makes it possible to analyze impurities, which is a simple method for analyzing impurities.

【0041】請求項2、5、6及び7に記載の発明によ
れば、シリコンウェーハの表面のうちの水素化処理され
た部分に特定の物質が吸着することを利用し、液体の濃
縮等を行わなくても不純物の分析を行うことが可能とな
り、簡便な不純物の分析方法となる。
According to the second, fifth, sixth and seventh aspects of the present invention, the concentration of a liquid or the like is performed by utilizing the fact that a specific substance is adsorbed on a hydrogenated portion of the surface of a silicon wafer. The analysis of the impurities can be performed without performing the method, and the method for analyzing impurities is simple.

【0042】請求項3及び4に記載の発明によれば、シ
リコンウェーハの表面特性を利用して、水素化処理を施
した表面に付着しやすい物質と、酸化膜が形成されてい
る部分に付着しやすい物質と、を一度に分析できること
になり、より利便性の高い分析方法となる。
According to the third and fourth aspects of the present invention, by utilizing the surface characteristics of a silicon wafer, a substance which easily adheres to a surface subjected to hydrogenation treatment and a substance which adheres to a portion where an oxide film is formed This makes it possible to analyze substances that are easy to perform at once, which is a more convenient analysis method.

【0043】請求項8及び9に記載の発明によれば、請
求項1〜7の発明の効果に加えて、より一層、簡便に分
析することができる。
According to the eighth and ninth aspects of the present invention, in addition to the effects of the first to seventh aspects, the analysis can be performed more easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の用いられるシリコンウェーハの例を示
した、斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a silicon wafer used in the present invention.

【図2】実施例における、シリコンウェーハ保管用水槽
中の不純物を分析した結果を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a result of analyzing impurities in a water tank for storing silicon wafers in Examples.

【図3】実施例における、故意に汚染したシリコンウェ
ーハ保管用水槽中の不純物を分析した結果を示すグラフ
である。
FIG. 3 is a graph showing a result of analyzing impurities in a water tank for storing silicon wafers intentionally contaminated in an example.

フロントページの続き (72)発明者 藤沢 秀行 長野県更埴市大字屋代1393番地 長野電子 工業株式会社内 (72)発明者 田中 忠雄 長野県更埴市大字屋代1393番地 長野電子 工業株式会社内Continued on the front page (72) Inventor Hideyuki Fujisawa 1393, Ojiro, Yashiro, Nagano Prefecture Nagano Electronics Industry Co., Ltd. (72) Inventor Tadao Tanaka, 1393, Oyashiro, Daishodai, Nagano Prefecture, Japan

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコンウェーハを液体に浸漬し、その
後、前記液体より取り出した前記シリコンウェーハの表
面に付着した物質を分析することにより、前記液体に含
まれる不純物を分析する、液体中の不純物の分析方法で
あって、 前記シリコンウェーハの表面を水素化処理した後、前記
液体に浸漬することを特徴とする液体中の不純物の分析
方法。
1. A method for analyzing impurities contained in a liquid by immersing a silicon wafer in a liquid and then analyzing a substance attached to a surface of the silicon wafer taken out of the liquid to analyze impurities contained in the liquid. An analysis method, wherein the surface of the silicon wafer is hydrogenated, and then immersed in the liquid.
【請求項2】 シリコンウェーハを液体に浸漬し、その
後、前記液体より取り出した前記シリコンウェーハの表
面に付着した物質を分析することにより、前記液体に含
まれる不純物を分析する、液体中の不純物の分析方法で
あって、 前記シリコンウェーハの表面の一部を水素化処理した
後、前記液体に浸漬することを特徴とする液体中の不純
物の分析方法。
2. A method in which a silicon wafer is immersed in a liquid, and then a substance attached to a surface of the silicon wafer taken out of the liquid is analyzed to analyze impurities contained in the liquid. An analysis method, wherein a part of the surface of the silicon wafer is hydrogenated and then immersed in the liquid.
【請求項3】 前記表面の前記一部以外の部分に自然酸
化膜が形成されているシリコンウェーハを前記液体中に
浸漬することを特徴とする請求項2に記載の液体中の不
純物の分析方法。
3. The method for analyzing impurities in a liquid according to claim 2, wherein a silicon wafer having a natural oxide film formed on a part other than the part of the surface is immersed in the liquid. .
【請求項4】 前記表面の前記一部以外の部分に熱酸化
膜が形成されているシリコンウェーハを、前記液体中に
浸漬することを特徴とする請求項2に記載の液体中の不
純物の分析方法。
4. The analysis of impurities in a liquid according to claim 2, wherein a silicon wafer having a thermal oxide film formed on a part other than the part of the surface is immersed in the liquid. Method.
【請求項5】 前記水素化処理は、前記シリコンウェー
ハをフッ化水素酸と接触させ、その後、水でリンスする
ことによって行うことを特徴とする請求項1〜4のいず
れかに記載の液体中の不純物の分析方法。
5. The method according to claim 1, wherein the hydrogenation treatment is performed by bringing the silicon wafer into contact with hydrofluoric acid and then rinsing with water. Analysis method of impurities.
【請求項6】 前記水素化処理は、前記シリコンウェー
ハを水素を含む雰囲気下で熱処理することによって行う
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の液体
中の不純物の分析方法。
6. The method for analyzing impurities in a liquid according to claim 1, wherein the hydrogenation treatment is performed by heat-treating the silicon wafer in an atmosphere containing hydrogen.
【請求項7】 前記水素化処理は、前記シリコンウェー
ハの表面に、エピタキシャル成長させることによって行
うことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の液
体中の不純物の分析方法。
7. The method for analyzing impurities in a liquid according to claim 1, wherein the hydrogenation treatment is performed by epitaxial growth on the surface of the silicon wafer.
【請求項8】 前記シリコンウェーハの表面に付着した
物質は、全反射蛍光X線分析法によって分析することを
特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の液体中の不
純物の分析方法。
8. The method for analyzing impurities in a liquid according to claim 1, wherein the substance attached to the surface of the silicon wafer is analyzed by total reflection X-ray fluorescence analysis.
【請求項9】 前記シリコンウェーハの表面に付着した
物質は、化学的な分析方法によって分析することを特徴
とする請求項1〜7のいずれかに記載の液体中の不純物
の分析方法。
9. The method for analyzing impurities in a liquid according to claim 1, wherein the substance attached to the surface of the silicon wafer is analyzed by a chemical analysis method.
JP4794098A 1998-02-27 1998-02-27 Method for analyzing impurities in liquid Pending JPH11248693A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008180590A (en) * 2007-01-24 2008-08-07 Sumco Techxiv株式会社 Method of evaluating cleanliness in semiconductor wafer storing container
JP2012093217A (en) * 2010-10-27 2012-05-17 Japan Organo Co Ltd Water quality evaluation method

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