JPS61294825A - 薄膜分解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は、半導体ウェハ等の表面に形成された薄膜を
分解し、その薄膜分解液を回収するための薄膜分解装置
に関するものである。

［発明の技術的背景］ 半導体素子の製造工程においては、半導体ウェハの表面
に多種類の薄膜が形成される。　これらの薄膜は半導体
素子に所定の電気的特性を与えるために高純度に形成さ
れていることが必要である。

特に最近では半導体素子の微細化と高集積化が進んでい
るため、該薄膜中の極めて微ｍの不純物も半導体素子の
電気的特性に大きな影響を及ぼすことになるので薄膜の
化学的組成は厳重に制御されなければならない。

従来、半導体素子の製造工程では、薄膜形成侵に各、ロ
フトからテストサンプルを取り出し、該テストサンプル
の表面の薄膜を第２図に示すごとき構造の公知の３１１
１分解装置によって分解し、その薄膜分解液の組成を測
定することにより該薄膜中の微量不純物量を測定してい
た。

第２図に示した公知の薄膜分解装置は、同図に示すよう
に、密閉筐体１内に、弗化水素酸液りを満たした液槽２
、周壁面に多数の孔３ａが貫設されているほぼ簾形のウ
ェハキャリヤ３、該ウェハキャリヤ３を支持する支持台
４、該支持台４に収容されて該ウェハキャリヤ３内の半
導体ウェハＷから滴下してくる薄膜溶解液滴りを回収す
る分解液受皿５が収容された構造を有している。

この公知の薄膜分解装置においては、ウェハキャリヤ３
内に直立状態で収容されている半導体ウェハＷの表面の
薄膜ｆ、と裏面の薄膜「２とに弗化水素酸液りの蒸気Ｖ
が作用して該薄膜ｆ１およびｆ２を溶解させ、その分解
液滴りが分解液受皿５に溜められるようになっている。

　そして分解液受皿５に溜まった液滴りをマイクロピペ
ットで回収した後、攪拌し、計量し、更に吸光分析装置
などで不純物ωを測定している。

［背景技術の問題点］ 前記のごとき公知の薄膜分解装置には次のような問題点
があった。

（ａ　）　　薄膜分解液が自然落下によって回収される
ような構造であるため、半導体ウェハの面に薄膜分解液
が付着したまま、なかなか落下しない。このため、マイ
クロピペットを用いて半導体ウェハの面に付着している
ｉｉＩ！膜分解液滴も吸い上げなければならないが、こ
の作業は時間がかかり、その上、回収率も低く、従って
該薄膜中の不純物含有量の測定精度も低かった。

（ｂ）　　半導体ウェハＷの表面薄膜ｆ、と裏面の薄膜
ｔ２とが同時に溶解してしまうので、れぞれの薄膜ｆ、
と　「２とについて別々に不純物含有量を測定すること
ができない。

従って各薄膜について正確な不純物含有データが得られ
なかったので薄膜形成工程における正確な制御ができな
かった。

［発明の目的］ この発明の目的は、前記のごとき問題点を有することの
ない新規な薄膜分解装置を提供することである。　すな
わち、本発明の目的は、薄膜溶解液を−か所に集めてこ
れを完全に回収することができるとともに半導体ウェハ
の表面の薄膜と裏面の薄膜とを別々に溶解してその溶解
液を別々に回収することができる新規な薄膜分解装置を
提供することである。

［発明の概要］ 本発明による薄膜分解装置の特徴は、半導体ウェハをほ
ぼ水平な面内で回転させる回転テーブルを密閉筐体内に
設けるとともに該回転テーブルの物体取付面の周囲に該
物体取付面よりも低い位置にある薄膜溶解液回収溝を形
成し、更に置溝の外周部の壁を該物体取付面よりも高く
しかつ溝底面を水平面に対して傾斜させたことである。

前記構成の本発明の装置においては、半導体ウェハの上
面の薄膜のみが溶解され、溶解液は遠心力によって回転
テーブルの外周部の溝内の−か所に完全に排出されるの
で、半導体ウェハ表面の付着液滴をマイクロピペット等
によって回収する必要はなくなり、また溶解液を高い回
収率で回収することができる。

［発明の実施例コ 以下に第１図を参照して本発明装置の一実施例を説明す
る。

第１図において、１は密閉筐体、６は弗水素酸液りを満
たし該密閉筐体１の内周壁に沿って環状に形成された液
槽、７は半導体ウェハＷを取り付けるほぼ水平な物体取
付面７ａを備えるとともに該物体取付面７ａの周縁に沿
って薄膜溶解液回収溝７ｂを備えた回転テーブルである
。　該回収溝７ｂは図に示されるように物体取付面より
も低い位置に形成されており、また、置溝７ｂの外周部
の壁７Ｃは物体取付面７ａよりも高く形成されるととも
に置溝７ｂの外周部壁面は上方において物体取付面７ａ
の周縁部上方に張り出す一方、該壁面の不法部分はやや
下拡がりに外側に向かってわん曲している。　該回収溝
７ｂの底面は、水平面に対して傾斜し、水平面から最も
深い溝底面７ｄが形成されている。

物体取付面７ａはほぼ水平であり、置部は半導体ウェハ
Ｗの面に密着しうるように平滑に形成されており、且つ
その面積及び平面形状は半導体ウェハの面と等しくなる
ように構成されている。

回転テーブル７は鉛直な軸８の上端に着脱可能に固定さ
れており、該軸８は密閉筒体１外の駆動装置９（たとえ
ばマグネットスターラー）により駆動されている。　本
発明の実施例では軸８の回転速度は０．１〜１０ｒｐｍ
の場合が最もよい効果を示したが、０．０１〜１１００
ｐｐでもかなりの効果が得られることがわかっている。

なお、密閉筺体１及び液槽６並びに回転テーブル７は、
酸や弗素に侵されず且つ液付着性のない弗素樹脂で構成
されており、また軸８は弗素樹脂コーティングされた耐
酸鋼もしくは弗素樹脂強化樹脂体で構成されている。

前記のごとき構造の本発明の装置において半導体ウェハ
Ｗを図の如く、その一方の面を回転テーブル７の物体取
付面７ａに密着させて取り付けた後、回転テーブル７を
回転させると、半導体ウェハの上面の薄膜のみが弗化水
素酸の蒸気によって溶解され、その薄膜溶解液では遠心
力によって半導体ウェハ上からはねとばされて薄膜溶解
液回収溝７ｂの中に溜まることになる。　そして回転テ
ーブルが停止すると溶解液ｌは溝底面の傾斜に沿って流
れ水平面から最も深い溝底面７ｄに集められる。　従っ
て、装置使用後の薄膜溶解液回収時にはマイクロピペッ
ト等の器具を使用すれば該溝７ｄ内の薄膜溶解液ｌを完
全に回収することができる。

なお、回転テーブル７内と該軸８内とに薄膜溶解液回収
通路を設け、密閉筐体外に設けた真空吸引装置を該軸８
の前記回収通路に接続するなどの変型をしてもよい。

［発明の効果］ 前記説明から明らかであるように、本発明の装置によれ
ば、半導体ウェハの各面の薄膜を別々に溶解させて、し
かもそれぞれの薄膜溶解液を完全に回収することができ
るようになったため（因みに従来装置における回収率は
４０〜５０％であった）、薄膜の不純物含有率の測定精
度が著しく向上して薄膜の評価精度が向上する一方、薄
膜溶解液回収時間が大幅に短縮した。　また、薄膜の評
価精度の向上に伴って薄膜形成工程における制御性も改
善することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一実施例を示す断面図、第２図
は従来の薄膜分解装置の断面図である。 １・・・密閉筐体、　２・・・液槽、　３・・・ウェハ
キャリヤ、　４・・・支持台、　５・・・分解液受皿、
　６・・・液槽、　７・・・回転テーブル、　８・・・
軸、　７ａ・・・物体取付面、　７ｂ・・・薄膜溶解液
回収溝、　７Ｃ・・・壁、　９・・・駆動装置、　Ｌ・
・・弗化水素酸液、１・・・薄膜溶解液、　　ｆ、、ｆ
２・・・薄膜。 特許出願人　株式会社　東　　芝 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　表面に薄膜を形成した半導体ウェハ等の物体を密閉
   筐体内に収容して反応性蒸気により該薄膜を溶解させる
   とともにその溶解液を回収するための薄膜分解装置にお
   いて、 該密閉筐体内に該物体を水平面内で回転させる回転テー
   ブルが設けられており、該回転テーブルには該物体の一
   面全体に密着するほぼ水平な物体取付面が設けられると
   ともに該物体取付面の周囲に薄膜溶解液回収溝が設けら
   れ、更に該薄膜溶解液回収溝の外周部の壁が該物体取付
   面よりも高くかつ溝底面が水平面に対して傾斜するよう
   に形成されていることを特徴とする薄膜分解装置。