KR19980071753A - 실리콘웨이퍼표면의 불순물 회수방법 및 그 장치 - Google Patents

실리콘웨이퍼표면의 불순물 회수방법 및 그 장치 Download PDF

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KR19980071753A
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Abstract

표면에 산화막, 질화막 또는 산화질화막이 형성된 실리콘 웨이퍼표면의 불순물을 회수할때에, 회수액적의 주사를 필요로 하지 않고 자연히 반응액적을 포집할 수 있는, 또 실리콘웨이퍼 단부의 국소적인 오염물을 회수하지 않고 실리콘웨이퍼 표면이 평균적으로 함유하는 불순물만을 회수할 수 있는 회수방법을 위한 방법과 장치를 제공한다.
표면에 산화막(3)또는 질화막이 형성된 실리콘웨이퍼(1)의 단부(4)를 전처리용 용액(2)에 침지하고, 실리콘웨이퍼를 회전함으로써 단부의 산화막, 질화막 또는 산화질화막을 분해하는 동시에 단부표면의 불순물을 제거하는 제1공정을 실시한 후 실리콘웨이퍼를 경사시켜서 배치하고, 아래쪽에 불순물회수용 용액(6)을 적하해서 일정시간 방치한 후 회수함으로써, 산화막, 질화막 또는 산화질화막을 분해하는 동시에 불순물을 회수하는 제2공정을 실시한다.

Description

실리콘웨이퍼표면의 불순물회수방법 및 그장치
본 발명은, 실리콘웨이퍼 표면의 불순물 회수방법 및 그장치에 관한 것이다.
반도체 제조프로세스의 수율이나 디바이스의 신뢰성을 확보하기 위해서는, 제조프로세스 전반에 걸친 토털클린화 기술이 불가 결한 것이 되어있다. 이 때문에, 제조공정의 클린화와 함께 웨이퍼 재료표면의 청정화가 필요하게 되었다. 실리콘웨이퍼 표면의 청정화를 도모하기 위해 관리해야할 항목의 하나로서 금속불순물량이 있다. 실리콘웨이퍼 표면의 금속불순물은 디바이스특성과 밀접한 관계가 있고, 접합리크전류의 증대나 게이트산화막의 내압특성의 열화를 야기해서 디바이스의 신뢰성에 큰 영향을 미친다. 이 때문에, 실리콘웨이퍼의 표면의 금속불순물량을 정밀도 좋게 분석하고, 금속불순물량과 디바이스의 특성의 관련성을 파악하는 것은 반도체 디바이스의 신뢰성 및 수율의 향상을 도모해가는데 극히 중요한 것이다.
예를들면, 산화막(SiO2)를 갖는 반도체(Si)웨이퍼표면의 금속불순물의 정량법으로, 종래로부터, HF증기 또는 HF계 용액에 의해 실리콘웨이퍼 표면의 불순물을 용해 회수한후, 프레임레스원자 흡광분석법이나 유도결합 플라즈마질량 분석법에 의해 회수액중의 각 불순물량을 측정하는 방법이 시도되어있다.
더욱 상세하게는 실리콘웨이퍼 표면 불순물의 회수방법으로써, 산화막을 갖는 실리콘웨이퍼와 HF용액을 밀폐용기에 밀폐시켜 산화막을 HF증기와 일정시간 반응시켜서 불순물을 용해하고, 그 반응액을 회수하는 기상분해법이 있다(일본국 특개평 2-192750호 공보, 특개평 5-283381호 공보).
이때. 실리콘웨이퍼를 수직으로 배치하면, 불순물을 포함한 반응액적이 낙하해서 실리콘웨이퍼 하방에 설치한 반응액 수기에 자연적으로 포집되고, 실리콘웨이퍼 표면 전면의 불순물이 회수된다(「분석화학」 Vol. 37. T215p (1988)).
또, 자연 산화막을 갖는 실리콘웨이퍼의 경우는 반응액적이 형성되지 않고 낙하하지 않으므로, HF증기에 의한 분해 공정전에 열산화막을 형성하는 공정을 두어, 반응액적이 형성되기 쉽게 해서 액적을 포집한다(Extended Abstract of the 16th Conference on Solid Devices and Materials A.Shima zaki. H. Hiratsuka, Y. Matsushita and A Yoshi p281 1984).
또는 열산화막을 형성하는 공정을 설치하지 않을 때는 HF증기에 의한 분해공정후, 실리콘 웨이퍼 표면에 소량의 초순수 또는 HF수용액을 적하해서 액적으로 실리콘 웨이퍼 표면 전면을 주사함으로써 불순물을 회수한다(「분석화학」Vol.38 177p 1989).
또, 산화막을 갖는 실리콘 웨이퍼 표면에 HF계용액을 소량적하해서, 일정시간 방치함으로써, 실리콘 웨이퍼 표면 전면의 산화막과 반응시켜서 불순물을 용해하고, 실리콘 웨이퍼면내의 한 장소에 집합하는 반응액적을 마이크로 피펫으로 회수하는 액상분해법이 있다(일본국 특개평 2-272359 호 공보).
자연산화막을 갖는 실리콘 웨이퍼 경우는, HF계용액으로 실리콘 웨이퍼 표면 전면을 주사하고, 불순물을 용해해서 회수한다(일본국 특개평 3-239343 호 공보).
또, 프레임 레스원자 흡광분석법 및 유도결합 플라즈마 질량분석법의 측정원리나 장치구성에 대해서는 예를 들면 간행물(「퍼네스원자 흡광분석-극미량을 측정한다」1∼56p. 학회출판센터 발행) 및 (「플라즈마 이온 원질량분석」), 13∼43p 학회출판센터 발행)에 상세하게 기재되어 있다.
산화막을 갖는 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물을 회수하는 경우, HF증기 또는 HF계 용액, 어느 회수법에서도 반응액적은 자연으로 포집되고, 실리콘 웨이퍼 표면전면의 불순물을 회수할 수가 있다.
그러나, 자연산화막을 갖는 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물을 회수할때에, HF증기로는 반응액적이 형성되지 않고, 또 HF계 용액을 적하한 경우, 액적은 흐트러져서 불순물의 회수가 곤란해진다.
이 때문에, 열산화막을 형성해서 산화막의 막두께를 두껍게 함으로써 반응액적을 회수하기 쉽게 할 필요가 있다.
이때, 산화공정시에 분위가스로부터 산화막에 오염물이 다시 혼입하거나 불순물이 휘산할 가능성이 있다.
또 열산화공정을 설치하지 않을 때는, HF계 용액 또는 초순수로 실리콘 웨이퍼 표면 전면을 주사해서, 불순물을 회수할 필요가 있다.
이때, 실리콘 웨이퍼 표면을 샅샅이 주사해야 하며, 액적을 실리콘 웨이퍼 표면에서 낙하시키지 않고 불순물을 회수하는 것은 상당한 숙련을 요한다.
또, 액적주사의 시간 또는 회수가 웨이퍼면내에서의 흐트러짐이 있기 때문에 균일한 회수는 극히 곤란하다.
또, 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물량으로 파악되는 불순물이라는 것은 실리콘 웨이퍼 표면에 원래 포함되어 있는 불순물 및 반도체 제조프로세스에서 실리콘 웨이퍼 표면이 면내에서 평균적으로 받는 오염물이고 웨이퍼의 반송 케리어나 핀셋등의 접촉에 의해 실리콘 웨이퍼 단부가 국소적으로 받는 오염물은 불순물 분석의 대상에 포함되지 않도록 해야 한다.
그러나, 종래기술에서는 웨이퍼의 반송 케리어나 핀셋등에 접촉하는 실리콘 웨이퍼 단부의 표면불순물도 포함해서 전면 회수하기 위해, 국소적인 불순물도 포함해서 분석에 재공할 가능성이 있다.
이결과, 본래 불순물량으로 파악해야 할 정량치가 얻어지지 않고, 정의 오차를 포함하는 경우가 있다고 생각된다.
이 때문에 충분한 정밀도를 보존하는 정량분석이 곤란해진다.
본 발명은 이런 과제로 보아 발명된 것으로 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물량을 정밀도 좋게 분석하기 위해 실리콘 웨이퍼 단부의 국소적인 오염물을 회수하지 않고, 실리콘 웨이퍼 표면이 평균적으로 함유하는 불순물만을 회수할 수 있는 회수방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고, 또 표면에 산화막이 형성된 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물을 회수할 때에, 회수액적의 주사를 필요로 하지 않고, 자연히 반응액적을 포집할 수 있는 회수방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
제 1 의 발명에 관한 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물 회수방법은, 표면에 산화막, 질화막 또는 산화질화막이 형성된 실리콘 웨이퍼의 단부 표면의 상기 막을 전처리용 용액을 사용해서 분해하는 동시에 상기 단부 표면의 불순물을 제거하는 제 1 공정을 실시한 후, 상기 실리콘 웨이퍼의 단부이외의 표면의 불순물을 회수하는 것이다.
제 2 의 발명에 관한 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물 회수방법은, 제 1 공정에서는 실리콘 웨이퍼 단부를 전처리용 용액에 침지하고, 상기 실리콘 웨이퍼를 회전함으로써 상기 단부의 산화막, 질화막 또는 산화질화막을 분해하는 동시에 상기 단부 표면의 불순물을 제거하는 것이다.
제 3 의 발명에 관한 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물 회수방법은, 표면에 산화막, 질화막 또는 산화질화막이 형성된 실리콘 웨이퍼를 경사시켜서 배치하고 하방에 불순물 회수용 용액을 적하해서 일정시간 방치한 후에 이 적하액을 포집함으로써, 상기 산화막, 질화막 또는 산화질화막을 분해하는 동시에 불순물을 회수하는 제 2 공정을 실시하는 것이다.
제 4 의 발명에 관한 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물 회수방법은 제 1 의 발명에서의 실리콘 웨이퍼의 단부이외의 표면의 불순물의 회수는, 상기 제 3 의 발명 기재의 제 2 공정에 의해 실시하는 것이다.
제 5 의 발명에 관한 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물 회수방법은, 전처리용 용액으로써 농도 30∼0.01wt％의 HF수용액을 사용하는 것이다.
제 6 의 발명에 관한 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물 회수방법은 제 1 공정에서 전처리용 용액에 침지후의 단부 표면에 가스를 분사해서 건조시키는 것이다.
제 7 의 발명에 관한 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물 회수방법은 제 2 공정에서, 실리콘 웨이퍼의 경사각을 수평면에 대해 30∼0.5도로 하는 것이다.
제 8 의 발명에 관한 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물 회수장치는 표면에 산화막, 질화막 또는 산화질화막이 형성된 실리콘 웨이퍼의 단부를 전처리용액에 침지하는 수단, 상기 실리콘 웨이퍼를 그 단부를 전처리용 용액에 침지하면서 회전함으로써 상기 단부의 산화막, 질화막 또는 산화질화막을 분해하는 동시에 상기 단부 표면의 불순물을 제거하는 수단, 및 상기 실리콘 웨이퍼의 단부이외의 표면의 불순물을 회수하는 수단을 구비한 것이다.
제 9 의 발명에 관한 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물 회수장치는 표면에 산화막, 질화막 또는 산화질화막이 형성된 실리콘 웨이퍼를 경사시켜서 배치하는 수단, 상기 실리콘 웨이퍼의 하방에 불순물 회수용 용액을 적하해서 상기 산화막, 질화막 또는 산화질화막을 분해하는 동시에 불순물을 회수하는 수단 및 상기 적하액을 포집하는 수단을 구비한 것이다.
제 10 의 발명에 관한 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물 회수장치는 표면에 산화막, 질화막 또는 산화질화막이 형성된 실리콘 웨이퍼의 단부를 전처리용 용액에 침지하는 수단, 상기 실리콘 웨이퍼를 그 단부를 전처리용 용액에 침지하면서 회전함으로써 상기 단부의 산화막, 질화막 또는 산화질화막을 분해하는 동시에 상기 단부 표면의 불순물을 제거하는 수단, 상기 단부의 산화막, 질화막 또는 산화질화막을 분해하는 동시에 상기 단부 표면의 불순물을 제거한 실리콘 웨이퍼를 경사시켜서 배치하는 수단, 상기 실리콘 웨이퍼의 하방에 불순물 회수용 용액을 적하해서 상기 단부이외의 산화막, 질화막 또는 산화질화막을 분해하는 동시에 불순물을 회수하는 수단 및 상기 적하액을 포집하는 수단을 구비한 것이다.
도 1a는 1b, 1c, 1d는 본 발명의 한 실시예에 의한 실리콘웨이퍼 표면의 불순물 회수방법을 공정순으로 표시하는 도면
도 1e는 본 발명에 의한 지지체의 1예를 표시하는 측면도
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1: 실리콘웨이퍼 2: HF수용액
3: 자연산화막(SiO2) 4: 표면개질면(Si면)
5: 가스분사노즐 6; HF/H2O2수용액
7: 회수용기 8: 모터
실시의 형태 1
본 발명의 실시의 형태 1 에 의한 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물 회수방법 및 그 장치는 표면에 산화막이 형성된 실리콘 웨이퍼의 단부를 전처리용 용액에 침지하고, 상기 실리콘 웨이퍼를 회전함으로써 상기 단부의 산화막을 분해하는 동시에 상기 단부 표면의 불순물을 제거한 후, 상기 실리콘 웨이퍼의 단부이외의 표면의 불순물을 회수하는 것으로, 전처리용 용액에 의해 실리콘 웨이퍼의 단부 표면의 산화막을 분해함으로써 단부가 불순물 회수용 요액을 튀기는 표면이 되기 때문에 불순물 회수시에 불순물 회수용 용액의 액적이 단부에 진입하거나 반응액적이 분산하는 것을 방지할 수 있고 회수가 쉽고 또 확실해진다.
또, 단부의 국소적인 오염물을 회수하지 않고, 실리콘 웨이퍼 표면이 평균적으로 함유하는 불순물만을 회수하기 위해, 분석치의 정확도가 향상된다.
또, 단부이외의 표면의 불순물을 회수하는 방법으로는, 일반적인 예를 들어 종래예에서도 언급한 바와 같이, HF중기에 의한 분해후, 표면의 액적을 마이크로 피펫으로 회수하는 방법이나, HF중기에 의한 분해후 소량의 초순수를 적하해서 주사함으로써 회수하는 방법이나, HF계 용액을 소량적하후 잠시 방치해서 실리콘 웨이퍼의 한 개소에 집합되는 반응액적을 마이크로 피펫으로 회수하는 방법이나 HF계 용액을 적하해서 주사함으로써 회수하는 방법을 들 수 있다.
또, 실리콘 웨이퍼의 회전에 따라 전처리용 용액에 침지후의 실리콘 웨이퍼 단부에 부착하는 전처리용 용액을 가수의 분사로 축차건조함으써, 실리콘 웨이퍼 단부의 산화막을 분해하는 단계로, 단부이외의 표면부분에 전처리용 용액이 진입하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 불순물 회수면의 면적을 일정하게 알 수 있고 분석치의 정밀도가 더욱 향상한다.
또 분사하는 가스로서 불활성 가스로서 불활성 가스를 사용하면 전처리용 용액등과 반응할 걱정이 없어 좋다.
또, 전처리용 용액으로는 예를 들면 30％∼0.01wt％(바람직하게는 3％∼0.1wt％)의 HF수용액이 사용된다.
30wt％이상에서는 불순물을 회수해야 할 웨이퍼의 중심부도 분해되어 0.01wt％이하에서는 전처리시간이 길게 된다.
실시의 형태 2
본 발명의 실시의 형태 2 에 의한 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물 회수방법 및 그 장치는, 표면에 산화막이 형성된 실리콘 웨이퍼를 경사시켜서 배치하고, 아래에 불순물 회수용 용액을 적하해서 일정시간 방치한 후에 그 적하액을 포집함으로써, 상기 산화막을 분해하는 동시에 불순물을 회수하는 것이고, 이와 같이 불순물 회수시에 실리콘 웨이퍼를 경사시켜서 배치함으로써 불순물 회수용 용액과의 반응시간을 조정할 수가 있고, 불순물 회수용 용액을 적하함으로써 적하액이 상방으로 진행하기 때문에, 실리콘 웨이퍼면에의 균일하고 충분한 회수가 쉽게 된다.
또, 반응액적이 일정시간후에는 자연히 실리콘 웨이퍼 상방의 한 장소에 모이기 때문에 액적의 주사에 의한 회수가 필요치 않고 회수 조작이 쉬워지는 동시에 분석치의 정확도가 향상된다.
또, 불순물 회수용 용액을 회수할 때, 실리콘 웨이퍼를 경사시킴으로써 액적이 실리콘 웨이퍼로부터 낙하하는 것을 이용해서, 웨이퍼 하방에 배치한 회수용기에 받음으로써, 웨이퍼로부터 회수용기에 회수용액을 이동시킬 때의 오염을 최소한으로 할 수가 있고 분석치의 정밀도가 더욱 향상된다.
또, 실리콘 웨이퍼의 단부 표면을 불순물 회수용 용액을 튀기는 것 같이 전처리 해두면, 불순물 회수시에 불순물 회수용 용액의 액적이 단부에 진입하거나, 반응액적이 분산하는 것을 방지할 수 있고, 보다 회수가 쉽고 확실해진다.
또, 단부의 국소적 오염물을 회수하지 않고, 실리콘 웨이퍼 표면이 평균적으로 함유하는 불순물만을 회수하기 때문에 분석치의 정확도가 더욱 향상된다.
또, 불순물 회수용 용액으로는 예를 들면 H2O2나 HNO3가 30wt％∼0.01％(바람직하기는 3wt％∼0.05wt％)첨가된 30wt％∼0.01wt％(바람직하기는 3wt％∼0.05wt％)의 HF수용액이나, H2SO4나 Hcl이 첨가된 HF수용액을 들 수 있다.
또 HF의 첨가량은 30wt％이상에서는 액적이 분산해 버려 한 곳으로 모이지 않고 0.01wt％이하에서는 회수액적이 산화막을 분해하지 않아 회수가 진행되지 않는다.
또 실리콘 웨이퍼의 경사각도로는 수평면에 대해 30∼0.5도, 바람직하기는 10∼2도가 적절하다.
즉 30도 보다 크면 하방에 적하한 액적이 웨이퍼 상방에 오르기 힘들 때가 있고, 0.5도보다 작으면 불순물을 회수한 액적이 웨이퍼면에서 미끄러 내리기가 어려울 때가 있다.
실시의 형태 3
본 발명의 실시의 형태 3 에 의한 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물 회수방법 및 그 장치는 표면에 산화막이 형성된 실리콘 웨이퍼의 단부를 전처리용 용액에 침지시키고, 상기 실리콘 웨이퍼를 회전시킴으로써 상기 단부의 산화막을 분해하는 동시에 상기 단부 표면의 불순물을 제거한 후, 상기 실리콘 웨이퍼를 경사시켜 배치하고, 하방에 불순물 회수용 용액을 적하해서 일정시간 방치한 후에 그 적하액을 포집함으로써, 상기 산화막을 분해하는 동시에 불순물을 회수하는 것으로, 전처리용 용액에 의해 실리콘 웨이퍼의 단부 표면의 산화막을 분해함으로써 단부가 불순물 회수용 용액을 튀기는 표면이 되고, 불순물 회수용 용액의 단부에의 진입이나 불순물 회수반응액적의 분산을 방지할 수 있고, 반응액적이 일정시간후에는 자연히 실리콘 웨이퍼의 한 장소로 모이기 때문에, 액적의 주사에 의한 회수가 필요없게 되며, 회수조작이 용이해진다.
또, 불순물 회수시에 실리콘 웨이퍼를 경사시켜서 배치함으로써, 불순물 회수용 용액과의 반응시간을 조정할 수가 있고 실리콘 웨이퍼면내의 균일하고 충분한 회수가 용이해진다.
따라서, 회수에 숙련을 요하지 않는다.
또, 불순물의 회수 조작에서 액적의 주사를 필요로 하지 않으므로, 분석치의 정확도가 향상된다.
또, 실리콘 웨이퍼 단부 표면의 산화막을 분해함으로써, 단부에의 불순물 회수용 용액의 진입을 방지할 수 있고 단부의 국소적인 오염물을 회수하지 않고 실리콘 웨이퍼 표면이 평균적으로 함유하는 불순물만을 회수하기 때문에, 분석치의 정확도가 더욱 향상된다.
이와 같이 국소적인 오염물을 제한 평균적인 불순물만을 자연히 회수할 수가 있고 이로인해, 종래의 기술에서는 곤란했던 자연산화막을 표면에 갖는 실리콘 웨이퍼에의 적용도 가능해진다.
또, 실리콘 웨이퍼의 회전에 따라 전처리용 용액에 침지후, 실리콘 웨이퍼 단부에 부착하는 전처리용 용액을 가스의 분사로 축차 건조함으로써, 실리콘 웨이퍼 단부의 산화막을 분해하는 단계에서, 단부이외의 표면부분에 전처리용 용액이 진입하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 불순물 회수면의 면적을 일정하게 할 수 있고 분석치의 정밀도가 더욱 향상된다.
또, 분사하는 가스로서 불활성 가스를 사용하면 전처리용 용액과 반응하는 걱적이 없다.
또, 불순물 회수용 용액을 회수할 때 액적이 실리콘 웨이퍼로부터 낙하하는 것을 이용해서, 웨이퍼 하방에 배치한 회수용기로 받으므로, 웨이퍼로부터 회수용기에 회수용액을 이동시킬 때의 오염을 최소한으로 할 수가 있고 분석치의 정밀도가 더욱 향상된다.
또, 전처리용 용액 및 불순물 회수용 용액으로는 예를 들어 실시의 형태 1, 2 와 같은 것이 사용된다.
또, 실리콘 웨이퍼의 경사각도도 실시의 형태 2 와 같다.
실시의 형태 4
또, 상기 각 실시의 형태에서는 산화막(예를 들어 SiO2)가 형성된 실리콘 웨이퍼에 대해 설명하였으나, 질화막(예를 들어 Si3N4)나 산화질화막(SiNO)가 형성된 실리콘 웨이퍼에도 적용가능하고 이 경우, 상기 각 실시의 형태와 같이 불순물 회수용 용액으로는 예를 들어 HNO3나 H2O2가 첨가된 HF수용액이 사용되고 전처리용액으로는 예를 들면 HF수용액이 사용된다.
(실시예)
이하, 본 발명에 관한 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물 회수방법 및 그 장치의 구체적인 1 실시예를 도면에 따라 설명한다.
우선 실리콘 웨이퍼로 직경 6인치의 자연산화막(SiO2)을 갖는 청정한 실리콘 웨이퍼를 사용해, 이 웨이퍼에 Na, Al, Fe, Cu의 10 ppb용액 1ml를 적하하고, 웨이퍼 단부 원주를 뺀 중앙부근에 액적을 주사함으로써, 용액중의 Na, Al, Fe, Cu를 웨이퍼에 균일하게 펴서 자연건조시키는 방법으로 소정량의 오염처리를 하였다.
도 1 은 1 실시예에 의한 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물 회수방법의 순서를 설명하는 것으로, 도면에서 1 은 실리콘 웨이퍼, 2 는 1％ HF수용액, 3 은 실리콘 웨이퍼 1 표면에 형성된 두께 20Å의 자연산화막(SiO2), 4 는 개질면(Si면), 5 는 가스분사노즐, 6 은 0.5％ HF/1％ H2O2수용액, 7 은 회수용기, 8 은 모터이다.
이하, 도면에 따라 설명한다.
우선, 도 1(a)와 같이 자연산화막(3)이 형성된 실리콘 웨이퍼(1)의 단부를 전처리용 용액인 1％ HF 수용액(2)에 침지하고 실리콘 웨이퍼(1)의 이면을 처킹하고 모터(8)를 사용해서 회전함으로써 실리콘 웨이퍼(1) 단부의 전원주상의 자연산화막(3)을 분해, 제거하였다.
이때 실리콘 웨이퍼 단부의 표면 개질면(Si면)(4)에 잔류하는 1％ HF 수용액을 가스분사노즐(5)로부터 질소가스를 분사함으로써 축차건조하고 1％ HF 수용액이 단부이외의 부분에 진입하는 것을 방지하였다.
다음에, 도 1(b)와 같이 실리콘 웨이퍼(1)의 불순물 회수면을 위로해서 수평면 H에 대해 약 4도(θ)의 경사를 갖게 해서 배치한 후, 실리콘 웨이퍼(1) 단부이외의 자연 산화막(3)을 갖는 표면부분의 하단에 불순물 회수용 용액인 0.5％ HF/1％ H2O2수용액(6)을 1ml 적하하였다.
또, 도 1(b)에서 부호 9 는 실리콘 웨이퍼(1)을 경사시켜 유지하기 위한 유지체이다.
도1(c) 및(d)에서는 간략화 때문에 지지체는 생략하였다. 도(1e)에는 지지체 9의 1예의 측면도를 표시한다.
액적(6)은 도 1(c)와 같이 자연산화막(3)을 분해하면서 힌줄의 액적(6)이 되고, 화살표와 같이 실리콘 웨이퍼(1) 단부이외의 표면부분의 상단까지 도달하고, 불순물을 회수한다.
소요시간은 약 5분이었다.
도 1(d)와 같이 하나의 구상의 액적이 된 회수액적(6)을 화살표와 같이 실리콘 웨이퍼(1)의 상부에서 하부는 미끄러져 떨어져, 실리콘 웨이퍼(1)하방에 배치한 회수용기인 분석용 시료병(7)에 포집되었다.
이 포집중의 각 불순물량을 프레임 레스원자 흡광분석장치로 정량분석하였다.
또, 오염처리를 하지 않은 기초시료인 실리콘 웨이퍼(1)을 사용해서 상기와 같은 조작을 하였다.
이상과 같이 해서 회수되어 정량된 금속의 정량치로부터 기초시료의 공시험치를 빼낸 수치와, 처음 오염시킨 때의 오염금속량을 비교해서 회수율을 구한 결과를 표 1 에 표시한다.
〔표 1〕
금속원소 회수율(％)
Na 100
Al 99
Fe 99
Cu 98
표 1에서 명백한 바와 같이 오염금속을 높은 회수율로 회수할 수가 있고 높은 정밀도로 오염금속을 정량할 수가 있다.
이상과 같이, 제 1 의 발명에 의하면 표면에 산화막, 질화막 또는 산화질화막이 형성된 실리콘 웨이퍼의 단부 표면의 상기 막을 전처리용 용액을 사용해서 분해하는 동시에 상기 단부 표면의 불순물을 제거하는 제 1 공정을 실시한 후, 상기 실리콘 웨이퍼의 단부이외의 표면의 불순물을 회수하므로, 불순물 회수시에 불순물 회수용 용액의 액적이 단부에 진입하는 것이나 반응액적이 분산하는 것을 방지할 수 있고 회수가 쉽고 확실해진다.
또, 단부의 국소적인 오염물을 회수하지 않고 실리콘 웨이퍼 표면이 평균적으로 함유하는 불순물만을 회수하므로 분석치의 정확도가 향상된다.
또, 제 2 의 발명에 의하면 제 1 공정에서는 실리콘 웨이퍼 단부를 전처리용 용액에 침지하고 상기 실리콘 웨이퍼를 회전함으로써 상기 단부의 산화막, 질화막 또는 산화질화막을 분해하는 동시에 상기 단부 표면의 불순물을 제거하므로, 쉽게 상기 단부의 막을 분해하는 동시에 단부 표면의 불순물을 제거할 수 있고, 불순물 회수시에 불순물 회수용 용액의 액적이 단부에 진입하는 것이나 반응액적이 분산하는 것을 방지할 수 있고, 회수가 용이하고 확실해진다.
또, 단부의 국소적인 오염물을 회수하지 않고 실리콘 웨이퍼 표면이 평균적으로 함유하는 불순물만을 회수하기 때문에 분석치의 정확도가 향상된다.
또, 제 3 의 발명에 의하면 표면에 산화막, 질화막 또는 산화질화막이 형성된 실리콘 웨이퍼를 경사시켜서 배치하고, 하방에 불순물 회수용 용액을 적하해서 일정시칸 방치한 후에 그 적하액을 포집함으로써, 상기 산화막, 질화막 또는 산화질화막을 분해하는 동시에 불순물을 회수하는 제 2 공정을 실시하므로, 불순물 회수용 용액과의 반응시간을 조정할 수가 있고 실리콘 웨이퍼면내의 균일하고 충분한 회수가 용이해진다.
또, 반응액적이 일정시간후에는 자연히 실리콘 웨이퍼의 한 장소로 모이기 때문에, 액적의 주사에 의한 회수가 필요치 않으며 회수조작이 용이해지는 동시에 분석치의 정확도가 향상된다.
또, 제 4 의 발명에 의하면 제 1 의 발명에서의 실리콘 웨이퍼의 단부이외의 표면의 불순물의 회수는 상기 제 3 의 발명기재의 제 2 공정에 의해 하므로, 실리콘 웨이퍼 면내의 균일하고 또 충분한 회수가 용이하게 되는 동시에, 분석치의 정확도가 향상된다.
또, 제 5 의 발명에 의하면, 전처리용 용액으로 농도 30∼0.01％ HF수용액을 사용하므로, 단시간에 효율적으로 실리콘 웨이퍼 단부의 산화막, 질화막 또는 산화질화막을 분해하는 동시에 불순물을 제거할 수 있다.
또, 제 6 의 발명에 의하면, 제 1 공정에서, 전처리용 용액에 침지후의 단부 표면에 가스를 분사해서 건조시키므로, 실리콘 웨이퍼 단부의 산화막, 질화막 또는 산화질화막을 분해하는 단계에서, 단부이외의 표면 부분에 전처리용 용액이 진입하는 것을 방지할 수 있으므로, 불순물 회수면의 면적을 일정하게 할 수 있고, 분석치의 정밀도가 더욱 향상된다.
또, 제 7 의 발명에 의하면 제 2 공정에서, 실리콘 웨이퍼의 경사각을 수평면에 대해 30∼0.5도로 하므로, 실리콘 웨이퍼의 하방에 적하한 불순물 회수용 액적이 상방으로 이동하기 쉽고 불순물을 회수한 포집액적이 웨이퍼로부터 미끄러져 떨어지기 쉽다.
또, 제 8 의 발명에 의하면 표면에 산화막, 질화막 또는 산화질화막이 형성된 실리콘 웨이퍼의 단부를 전처리용 용액에 침지하는 수단, 상기 실리콘 웨이퍼를 그 단부를 전처리용 용액에 침지하면서 회전함으로써 상기 단부의 산화막, 질화막 또는 산화질화막을 분해하는 동시에 상기 단부 표면에 불순물을 제거하는 수단 및 상기 실리콘 웨이퍼의 단부이외의 표면의 불순물을 회수하는 수단을 구비하였으므로 불순물 회수시에 불순물 회수용 용액의 액적이 단부에 진입하는 것이나, 반응액적이 분산하는 것을 방지할 수 있고, 회수도 용이하고 또 확실하다.
또, 단부의 국소적인 오염물을 회수하지 않고 실리콘 웨이퍼 표면이 평균적으로 함유하는 불순물만을 회수하므로, 분석치의 정확도가 향상된다.
또, 제 9 의 발명에 의하면 표면에 산화막, 질화막 또는 산화질화막이 형성된 실리콘 웨이퍼를 경사시켜서 배치하는 수단, 상기 실리콘 웨이퍼의 하방에 불순물 회수용 용액을 적하해서 상기 산화막, 질화막 또는 산화질화막을 분해하는 동시에 불순물을 회수하는 수단 및 상기 적하액을 포집하는 수단을 구비하였으므로, 불순물 회수용 용액과의 반응시간을 조정할 수가 있고, 실리콘 웨이퍼면내의 균일하고 충분한 회수가 용이해진다.
또, 반응액적이 일정시간후에는 자연히 실리콘 웨이퍼의 한 장소로 모이게 되므로, 액적의 주사에 의한 회수가 불필요해지고, 회수조작이 용이해지는 동시에 분석치의 정확도가 향상된다.
또, 제 10 의 발명에 의하면, 표면에 산화막, 질화막 또는 산화질화막이 형성된 실리콘 웨이퍼의 단부를 전처리용 용액에 침지하는 수단, 상기 실리콘 웨이퍼를 그 단부를 전처리용 용액에 침지하면서 회전함으로써 상기 단부의 산화막, 질화막 또는 산화질화막을 분해하는 동시에 상기 단부 표면의 불순물을 제거하는 수단, 상기 단부의 산화막, 질화막 또는 산화질화막을 분해하는 동시에 상기 단부 표면의 불순물을 제거한 실리콘 웨이퍼를 경사시켜서 배치하는 수단, 상기 실리콘 웨이퍼의 하방에 불순물 회수용 용액을 적하해서 상기 단부이외의 산화막, 질화막 또는 산화질화막을 분해하는 동시에 불순물을 회수하는 수단 및 상기 적하액을 포집하는 수단을 구비하였으므로 실리콘 웨이퍼면내의 균일하고 충분한 회수가 용이하게 할 수 있는 동시에 분석치의 정확도가 향상된다.

Claims (3)

  1. 표면에 산화막, 질화막 또는 산화질화막이 형성된 실리콘 웨이퍼의 단부 표면의 상기 막을 전처리용 용액을 사용해서 분해하는 동시에 상기 단부 표면의 불순물을 제거하는 제 1 공정을 실시한 후, 상기 실리콘 웨이퍼의 단부이외의 표면의 불순물을 회수하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물 회수방법.
  2. 표면에 산화막, 질화막 또는 산화질화막이 형성된 실리콘 웨이퍼의 단부를 전처리용 용액에 침지하는 수단, 상기 실리콘 웨이퍼를 그 단부를 전처리용 용액에 침지하면서 회전함으로써 상기 단부의 산화막, 질화막 또는 산화질화막을 분해하는 동시에 상기 단부 표면의 불순물을 제거하는 수단 및 상기 실리콘 웨이퍼의 단부이외의 표면의 불순물을 회수하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물 회수장치.
  3. 표면에 산화막, 질화막 또는 산화질화막이 형성된 실리콘 웨이퍼를 경사시켜 배치하는 수단, 상기 실리콘 웨이퍼의 하방에 불순물 회수용 용액을 적하하고 상기 산화막, 질화막 또는 산화질화막을 분해하는 동시에 불순물을 회수하는 수단 및 상기 적하액을 포집하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼 표면의 불순물 회수장치.
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