TW200528405A - Inspection method and inspection assisting device of quartz product in semiconductor processing system - Google Patents

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200528405 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於鑑定半導體處理裝置之石英產品之檢查對 象部中所含之金屬雜質之檢查方法及使用同方法之檢查輔 助設備。石英產品包含例如接於熱處理裝置的處理環境氣 體之反應管、基板載具及隔熱構件。在此，半導體處理是 指，於半導體晶圓或LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯 不器）及FPD(Flat Panel Display，平面顯示器）用的玻璃基 板等被處理基板上以特定圖案形成半導體層、絕緣層及導 電層等，而於該被處理基板上製造包含半導體裝置及連接 於半導體裝置的配線、電極等構造物所需實施之各種處 理。 【先前技術】 在半導體裝置之製造中使用到多種處理裝置，裨便於被 處理基板例如半導體晶圓上實施㈣⑽⑽^丨

DeP〇Sltl〇n ’化學氣相沉積）、氧化、擴散、摻雜、退火、 姓刻等處理。這類處理裝置中，習知有一種一次將多片晶 □進仃熱處理之垂直型熱處理裝置。垂直型熱處理裝置一 1又具有用以收納晶圓之氣密式垂直型反應管（處理室）。於 反㈣:底部形成有载入口’該載入口藉由以升降機予以 料之盖體而選擇性開放及關閉。晶圓藉由所謂晶舟之載 、Π ^堆®的狀態而保持於反應管内。晶舟於#載 晶圓且支持於筌w L 1 w、？ 口戰 、 #狀態，藉由升降機經由載入口载入 反應&内或從中卸載。 93495.doc 200528405 垂直型熱處理裝置中存在著金屬雜質，雖然極為少量， 但卻可能被吸入晶圓表面的薄膜中造成金屬；亏染。隨著半 導體裝置的兩密度化及高集成化，半導體裝置中的膜日趨 薄化’其裝置特性對金屬；亏染益發敏感。因此，要使裝置 特性提高’勢必須針對此種金屬污染提出對策。根據本發 明者等人之研判’發現此金屬污染涉及到反應管、晶舟、 及支持晶舟的保溫筒等石英產品中所含的金屬雜質。 【發明内容】 導 質 本…目的在於實現藉由非破壞性檢驗而得以鏗定半 體處理裝置的石英產品之檢查對象部中所含之金屬雜 本發明之第1觀點係一檢查輔助設備，其係用於使半導 體處㈣置的石英製棒狀構件之檢查對象部接觸包含敍刻 2之處理液’其次分析前述處理液而鑑定前述檢查對 中所含之金屬雜質者，1中，俞 a、. 八中别述棒狀構件具有夾住固定 别述檢查對象部之-對凹部，且前述設備包含： 與前述一對凹部扣合之一對端板； 連接前述一對端板之框體；及 义=於前述-對端板間之受液部；前述受液部具有貯留 則述處理液並使前述檢查對象部接觸前述處理液。 本發明之第2觀點係一檢查輔助設傷，其、 體處理裝置的石英f反;/、”用於使半導 w L 查對象部接觸包含敍刻液 2理液’其次分析前述處料㈣定前料 所含之金屬雜質之檢查者，1中，义 一t象邛中 、 刖述石英製反應管於曲 93495.doc 200528405 面狀表面上具有前述檢查對象部，且前述設備包含： 環狀構件，其具有密接於前述曲面狀表面之底面，與前 述曲面狀表面協同而包圍前述檢查對象部且形成用以貯留 前述處理液之受液部。 本發明之第3觀點係鑑定半導體處理裝置之石英製品之 檢查對象部中所含之金屬雜質之檢查方法，其包含以下步 驟： 將形成用以使前述檢查對象部接觸液體的受液部之檢查 辅助設備配置於前述石英產品上； 藉由使如述檢查對象部接觸裝入前述受液部之包含韻刻 液之處理液達特定時間，進行前述檢查對象部之蝕刻；及 以分析裝置分析前述蝕刻後之前述處理液，鑑定前述檢 查對象部中所含之前述金屬雜質。 【實施方式】 本發明者等在本發明的開發過程中，針對垂直型熱處理 裝置中產生的晶圓之金屬污染進行研究。其結果，本發明 者等得出如下所述之見解。 反應管、晶舟'保溫筒等石英產品中含有微量的銅、鐵 等金屬雜質。據判金屬雜質係石英素材原本含有者，或是 在加工石英素材的過程中混人者。使用含有金屬雜質的石 英產品對晶圓W進行熱處理時，金屬雜質會從石英產品脫 離而擴散到處理環境氣體中。因此雖然含量極微，然而金 屬雜質會被吸人晶圓Μ面的薄財造成金屬污染。 隨著半導體裝置的高密度化及高集成化，半導體裝置中 93495.doc 200528405 的膜曰趨薄化，裝置的特性對於金屬污染益發敏感。故有 必要預先查驗石英產品的表層部内之金屬雜質濃度，以保 障其裝置之規格無問題。此外，對於新品之石英產品，為 此女吏用洗/T後之石英產品，必須確立高精度的分析技 術’以保p羊貫際使用該石英產品時晶圓^不會遭受污染。 求取石英製試料片中所含金屬雜質的濃度之方法，例如 專利文獻1(日本專利特表細3_5227G8號公報，第1實施方 Ί Θ及圖2)及專利文獻2(日本專利特開2__223251號 公報’第1實施方式、圖1及圖2)中有揭示。在該等方法 中’係將試料片浸潰於例如氫氟酸等㈣液中，使金屬雜 貝/合於蝕刻液中。其:欠，使用例如原子吸收光譜儀 (AAS)、感應耦合電漿原子發射光譜儀（icp_AEs)、感應耦 合«質譜儀（ICP-MS)等分析該姓刻液。藉此求得試料片 中所含金屬雜質之濃度。 在專利文獻1或專利文獻2所揭示的方法中，使用垂直型 …處理波置等半導體處理裝置之情形時，必須從石英產品 上切出4料片。因為垂直型熱處理裝置之反應管或晶舟等 石英產品一般均相當大型，難以直接對石英產品蝕刻檢查 對象部再回收其蝕刻液。因此，根據該等方法，以反應管 的h开y為例，必須將石英產品放入塑膠袋以鎚擊碎，又或 於曰曰舟的情形中，必須以切取一部分等方式取得試料片進 行檢查。 目别由於尚無法將造成晶圓W金屬污染的石英產品回收 用 因此此種擊碎石英產品的做法並無問題。然而最 93495.doc 200528405 近例如使用氯化氫氣體之石英產品洗淨技術開始 t。因此，在鐘定石英產品的檢查對象部中所含金屬雜質 日守’幻！進<了非破壞性檢查，以Μ英產品之回收 用。此外’將試料片浸潰㈣刻液中日夺，試料片的切斷面 之金屬雜質亦會溶人_液中。此情形會導致無法高精度 檢測出檢查對象部之金屬雜質。 以下參照圖式，說明基於上述見解而構成之本發明之杏 施形態。又於此下說明中，針對具有功能及構造大致相二 之構成要素標註相同符號’僅於必要情形時進行重複說 圖12係進行半導體晶圓熱處理（在此為氧化處理）之垂直 型熱處理裝置之概略圖。如圖12所示，該處理裝置具有石 夬製的垂直型反應管(處理室”，用以區隔熱處理基板即半 導體晶圓W之熱處理環境氣體。於反應管1内的下端部形 成有載入口16,其藉由可升降之蓋體n予以開閉。於蓋體 11上，介以隔熱構件即保溫筒1〇，支持有可裝卸之支持多 片晶圓W之晶舟（基板载具）2。保溫筒1〇及晶舟2為石英 製。晶舟2可於垂直方向以間隔堆疊的狀態支持例如25〜5〇 片的晶圓W。 以包圍反應管1外側的方式，配設用以加熱反應管丨内的 % i兄氣體（於氧化處理時，例如加熱至丨〇〇〇。(〕）之加熱器1 3 及13 a於反應：1的下端附近之側面，插通將處理氣體 (例如包含氫氣及氧氣）導入反應管丨内之處理氣體導入管 Μ。處理氣體導入管14介以質流控制器（MFC，未予圖示） 93495.doc 200528405 連接於處理氣體供給源GS。另一方面，於反應管丨之上端 形成排氣口 15，其連接於包含真空排氣幫浦等之排氣部 GE。藉由排氣部GE排出反應管1内的環境氣體外，並可設 定特定之壓力（真空度）。 圖1係圖12所示裝置之晶舟（基板载具）2之立體圖。如圖 1所示，晶舟2具有例如上下配置之環狀支持板2〇，及連接 支持板20之例如4條支柱（棒狀構件）21。支持板2〇及支柱21 為石英製。於支柱21上，以4條支柱21彼此高度對齊的方 式’於上下方向間隔形成多個凹槽（凹部）22。各個晶圓w 係以邊緣插入位在各高度位標上的4條支柱21之凹槽22的 狀態受到水平支持。 圖2係圖12所示裝置之反應管（處理室}1之縱剖侧面圖。 如圖2所示，反應管1包含石英製之筒狀體，其係於上端部 具有排氣口 15’並於下端部具有載入口 μ。圖1所示之晶 舟2係介以載入口 16載入反應管1或從中卸載。 圖3 A〜C係鑑疋晶舟2的支柱21之表面層中所含金屬雜質 之檢查用之檢查輔助設備3之立體圖、縱剖側面圖及端面 圖。如圖3A〜C所示，檢查輔助設備3具有形成作為長方體 形狀的容器之框體30。框體30較佳包含對後述之蝕刻液具 有耐腐蝕性之材質，例如包含PFA、PTFE等氟系樹脂構 成。 於框體30的兩端部之些許内側，配設有一對端板32。藉 由一對端板3 2及框體3 0的一對側板3 5和底板3 6，形成液密 式叉液部3 1。受液部3 1設定為具有貯留後述蝕刻液的處理 93495.doc -10- 200528405 液、並使支柱21之檢查對象部接觸處理液之尺寸。一對端 板32係為插入支柱21之隔有特定間隔之兩個凹槽（凹部）22 而配設。側板35之高度大於端板32，且大於從支柱21的全 面至背面之高度（參照圖3C)。於端板32插入支柱21的兩個 凹槽22之狀態下，檢查對象部即兩個凹槽22之間的部分會 浸潰在貯留於受液部3 1内的處理液中。 側板35之兩端部突出而延伸於比端板32更外方側。在側 板35之兩端部上，於兩個側板35之間，配設用以將檢查輔 助。又備3衣附於支柱21之閂鎖3 3。將檢查輔助設備3裝附於 支柱21之狀態下，於一對閂鎖33與一對端板32之間夾著支 柱21。各閂鎖33的基端部介以螺絲3乜而軸支於其中一方 的側板35之上面。另一方面，於各閂鎖33之前端部，形成 有扣合配設在另一方側板35上面的螺絲34b之缺口 33&。因 此，各閂鎖33能夠以螺絲34a為中心，於用以將檢查輔助 没備3扣止於支柱2丨之位置（缺口 33a與螺絲34b扣合）以及用 以將檢查輔助設備3從支柱21解開之位置（缺口 33a與螺絲 34b脫離）之間回旋。 圖4A、B係鑑定反應管丨的曲面狀内面之表面層中所含 金屬雜質之檢查用之檢查輔助設備4之立體圖及縱剖側面 圖。如圖4所示，檢查辅助設備4包含環狀構件4〇，其較佳 υ έ對後述之餘刻液具有耐腐钱性之材質，例如包含 PFA、PTFE等氟系樹脂構成。如圖4β所示，環狀構件糾協 同反應官1的曲面狀内面，包圍檢查對象部且形成用以貯 留後述蝕刻液的處理液之受液部41。因此，環狀構件仙具 93495.doc 200528405 有能夠與反應管1的曲面狀内面在毫無隙縫的液密狀態下 密接之凸狀曲面之底面（相對於反應管1之曲面狀内面之互 補形狀）。 例如’當檢查輔助設備4以反應管1的周身部作為檢查對 象部之情形時，設定使環狀構件40之底面彎曲較小。再 者’當檢查輔助設備4以反應管1的排氣口 1 5之頸部作為檢 查對象部之情形時，設定使環狀構件4〇之底面彎曲較大。 如此一來，藉由環狀構件4之底面與反應管1之内面密接， 封住環狀構件4〇之下侧開口部而形成以反應管1之内面為 _ 底面之受液部41。環狀構件40之厚度及直徑，以能夠貯留 特定量的處理液為準予以設定。 其次’說明檢查輔助設備3之使用方法。圖5A、C係使 用k查辅助设備3鑑定晶舟2的支柱21之表面層中所含金屬 雜質之檢查步驟順序圖。圖5B係放大顯示圖5a中的部分 VB之立體圖。 首先，如圖5A、B所示，以形成於包含檢查對象部的支 籲 柱21 a上之凹槽22朝下的方式將晶舟2橫置。針對此狀態下 之曰曰舟2 ’將檢查辅助設備3的兩個閂鎖33保持於開放狀 ^ 從下方將端板32插入支柱21 a的凹槽22而使檢查輔助 4備3扣合。其次，使閂鎖33旋轉形成閉鎖狀態（閂鎖33的 缺口 33a與螺絲34b扣合），將檢查輔助設備3扣止固定於支 柱21 a。此時，檢查輔助設備3的框體％宜盡可能保持水平 姿態。 · 將榀查辅助設備3固定於支柱21a後，如圖5C所示，使用 93495.doc -12- 200528405 :入益5例如滴管、微量注射器等1包含韻刻液之處理 給至檢查輔助設傷3之受液部31。處理液（韻刻液）包含 „重量比〇〜i0%的石肖酸、及重量比〇 5〜25%的氯氣 δ夂^液。處理液量u設定為在受液部31内能夠將檢查對 象部（形成有支柱21的凹槽22之部分）浸潰於處理液之值， ^ 〇·5〜4〇 W。此外，將檢查輔助設備3裝附於jt柱21a之 别，亦可預先將特定量的處理液注入受液部3丨内。 圖6係將石英從表面餘刻至j㈣的深度所需之氣酸濃度 與钱刻時間之關係圖。如圖所示，根據處理液之成分與處 理日寸間之關係，進行經由預先實驗而得的特定蝕刻深度所 需之處理。亦即，經過特定時間，於常溫、常壓下將檢查 對象部浸潰於處理液，對其進行蝕刻。藉此，使浸潰於處 理液之檢查對象部之石英及金屬雜質溶入該處理液中。此 外，如果氫氟酸的濃度過高，會產生大量氣泡而無法進行 面内均勻的餘刻。又，如果氫氟酸的濃度過低，則需要較 長的蝕刻時間。基於該等理由，最好選擇包含重量比〇.1% 的硝酸之重量比10%之氫氟酸，在常溫、常壓下進行15分 鐘的餘刻。 其夂’說明檢查輔助設備4之使用方法。圖7 A、B係使 用檢查辅助設備4鑑定反應管1的曲面狀内面之表面層中所 含金屬雜質之檢查步驟順序圖。 首先，如圖7 A所示，以例如排氣口 15垂直向上的方式將 反應管1橫置。對此狀態的反應管1，經由載入口 16導入檢 查輔助設備4，將檢查輔助設備4的環狀構件40載置於曲面 93495.doc -13- 200528405 狀内面上。此時，使環狀構件40的背面與反應管1的曲面 狀内面密接，藉此形成包含檢查對象部之受液部41。 將檢查輔助設備4配置於反應管丨的曲面狀内面後，如圖 7B所不，使用注入器5例如滴管、微量注射器等，將包含 蝕刻液之處理液供給至受液部41。處理液之成分、供給量 及處理時間均如同參照圖5 A〜c所述之檢查輔助設備3之情 形。 其次’使用例如原？吸收光譜儀（AAS)、感應輕合電裝 原子發射光譜儀（ICP_AES)、感應耦合電漿質譜儀（icp_ MS)等分析裝置，進行㈣後的處理液之分析。此分析步 驟為榀查辅助設備3、4兩者的共通步驟。圖8 係蝕刻 後的處理液之分析步驟順序圖。 百先，如圖8的步驟S1所示，使用例如注入器5將受液部 31(41)中的處理液（一次處理液）移放至其他容器如蒸發皿 61(回收作業）。其次，如圖8的步驟s2所示，將蒸發皿61 置於精由蒸發器62所形成之例如20(rc的加熱環境氣體中 =如30刀#。藉此，使處理液中的水分、i化氫及硝酸蒸 2 ’析出石英及金屬雜質。接著’從加熱環境氣體中取出 条發皿61，使其自然冷卻至例如室溫。 刀其次，如圖8的步驟S3所示，以蝕刻液之二次處理液（溶 解幻溶解蒸發皿61中析出的石英及金屬雜質之析出物。 一次處理液（蝕刻液）包含例如含重量比%以下之氟化氫及 頌酉夂之稀薄氫氟酸。二次處理液使用比處理液的液量^更 >、之/夜量L2，例如僅使用4.5 mi。 93495.doc 14 200528405 其次，如圖8的步驟S4所示，使用感應耦合電漿質譜儀 (ICP-MS)分析溶解有析出物之二次處理液。例如，測量二 次處理液中之金屬雜質（在含有銅、鐵等多種金屬之情形 時測量每種金屬）之質量ml(g)及石英之質量m2(g)。使用 由此而得的檢測值，求出石英中的金屬雜質濃度 CW(=m1/(ml+m2)xl00)。又，二次處理液中之金屬 之質量為奈克(ng)’相當微量，目此石英中之金屬雜質濃 度為例如ppb十億分點。 上述方法係從溶解於二次處理液中之石英求出檢查對象 部蝕刻後之石英之質量。若改用以下之方法，亦可求出從 檢查對象部㈣後之石英之質量。亦即，耗職的一次 處理液從檢查輔助設備移放至蒸發皿61等其他容器時，將 處理液分為金屬分析用及石英分析用而分別移放至不同的 容器。其中-方容器内的一次處理液除了如上述方式蒸發 乾固以外’並加入二次處理液，以求取金屬之質量。另一 方容器内之-次處理液同樣蒸發乾固I，加入與上述二次 處理液相同成分或不同成分之處理液，以求取石英之質 量0 根據上述貫施形態，苴择驻 可配置於任意場所之檢查 辅助扠備3、4，將石英產品 刀反潰於包含蝕刻液之 處理液，然後鑑定溶入該處 * ^ 夜之金屬。因此，在檢杳反 應管1、晶舟2等石英產品之檢杳 一反 一對象口Μ守，無需擊碎石英 產口口或切取出其中一部分。 ^ ^ ^ ^ Ρ，對於新品之石英產品及 洗序後的石英產品等，能夠 非破壞性分析該等產品，裨 93495.doc 200528405 便確保其中所含的金屬雜質在容限值以下。使用如此經過 保證石英產品，可抑止晶圓w的金屬污染。此外，由於可 精確掌握檢查對象部的金屬雜質濃度，故可輕鬆進行採 樣，作業性佳。 在檢查過程中，由於石英產品的檢查對象部（表面）以外 的金屬不會溶入處理液中，故可高精度分析檢查對象部。 尤其，形成於晶舟2的支柱21上之凹槽22為加工石英時與 金屬加工器接觸之部位。由於凹槽22會接觸到晶圓w，其 表面部之金屬雜質濃度尤其必須精確測量。就上述觀點而 言’檢查輔助設備3極為有效。 根據上述實施形態，使一次處理液蒸發乾固而析出金 屬，再使該析出物溶解於比一次處理液的液量更少之二次 處理液。此情況下，由於是在溶解金屬的溶媒液量較少的 狀態下藉由ICP-MS進行分析，故可降低分析誤差。亦 即，由於溶入一次處理液中之金屬極為微量，其金屬濃产 有時甚至低於分析設備的檢測下限。相對於此，若如二次 處理液的方式將溶媒之液量減少，即可提高金屬雜質濃 度。因此，即使溶入一次處理液之金屬之濃度在分析裝2 之檢測下限值附近，也能夠將其提高至足以獲得可靠=分 析結果之濃度。換言之，藉由減少如二次處理液之溶媒之 液量，即可使用檢測下限值高的廉價裝置。 、 根據上述實施形態，使一次處理液中所含高濃度之氟化 氫蒸發後，將溶媒換成例如重量比〇.1%以下之稀薄的气氟 酸二次處理液。此情況下，於分析時，從溶媒蒸發之 93495.doc -16- 200528405 壓中之氟化氫的量相對減少，使得氟化氫對重量比的干涉 減小。因此可降低分析誤差，而能夠進行高精度分析。 根據上述貫施形態，依據處理液（蝕刻液）的成分與處理 時間之關係，進行蝕刻深度達丨μηι之蝕刻。此情況下，由 於可依每1 μηι之深度進行分析，故可高精度分析存在於容 易附著金屬雜質的表層部附近極薄層内之金屬雜質。再者 可省去使用膜厚計等於每次分析時測量實際的蝕刻深度之 麻煩，故可望縮短分析時間。更且，各種氫氟酸濃度的蝕 刻時間與蝕刻深度之關係存在著線性相關關係。此情況 下’藉由改變處理時間，可將蝕刻深度控制在例如丨〜… μηι的選擇範圍。 圖9 Α〜C係鑑定晶舟2的支柱21之表面層中所含金屬雜質 之檢查用之其他檢查輔助設備3χ之立體圖、縱剖侧面圖及 端面圖。如圖9A〜C所示，檢查輔助設備3Χ不具有圖3A〜C 所示之檢查輔助設備3的閂鎖3 2。取而代之，檢查辅助設 備3X具有配設於一對端板32的外側之多個扣合板32X。一 對知板32及扣合板32X以密著扣合之狀態插入支柱21之凹 槽22。藉由端板32及扣合板32X與凹槽22之密著扣合（表面 摩擦力），將檢查輔助設備3X裝附於支柱21。又，僅藉由 端板32與凹槽22之密著扣合即可將檢查輔助設備裝附於支 柱21之情形，不需要扣合板32X。 使用檢查輔助設備3X進行檢查之情形，如同參照5 A〜C 之說明，首先，將檢查輔助設備3X水平裝附於支柱21。其 一人’將包含蝕刻液之處理液供給至檢查輔助設備3χ之受液 93495.doc 200528405 部31，將檢查對象部（支柱21之形成有凹槽22之部分）浸潰 於處理液。此外，將檢查輔助設備3X裝附於支柱21之前， 亦可預先將特定量的處理液注入受液部3 1内。以處理液名虫 刻經過特定時間後，依圖8A〜D之步驟，進行钱刻後之處 理液分析。 圖l〇A、B係鑑定反應管1的曲面狀内面之表面層中所含 金屬雜質之檢查用之其他檢查輔助設備4χ、4γ之縱剖側 面圖。圖10A所示的檢查輔助設備4X之情形中，於環狀構 件40之背面側配設有例如具柔軟性的密封構件42。藉由從 上押壓環狀構件40使密封構件42與反應管！密著，可形成 液密性更高之受液部41。 圖10B所示之檢查輔助設備4Y之情 狀構件4。的内部之磁石43。此情況下，環狀構 爽住反應管1且與環狀構件4_對向配置之其他磁石44的 =力而固^藉由該其他固定手段’亦可將環狀構件侧 定於反應管1上〇 4口，μ»，站丄r 如此，猎由固定環狀構件40，可於、、主入 處理液經過特定處料間之期間内防止環狀構㈣偏離而 -入铋查對象部以外的石英。此外，可省去作業者必須以 手壓住環狀構件4〇之麻須。 者環::=4。不限於環狀，亦可以是例如從上俯視為矩形 ^此外亦可變更環狀構件以檢查反應管心 互補形狀，故形成為H對於反應管1的曲面狀外面成 ’亦可不依據使 藉由-次處理液予以蝕刻之石英之質量 93495.doc 200528405 用刀析裝置的貢料而求出。例如，依據浸潰於處理液的區 域之面積、蝕刻深度（在上述例中為1 藉由計算蝕刻容 積而求出。其次，將該蝕刻容積乘以石英之密度而得之值 推定為石英之質量。 一次處理液亦不限於完全蒸發而析出石英及金屬雜質之 方弋例如，亦可使一定程度的溶液蒸發而減少液量，再 分析該濃縮液。由於在此種構造下亦可使處理液的液量減 ’故可得到與上述情形相同的效果。再者，由於可降低 因則述氟化氫的影響所造成之Icp_MS分析誤差，故亦可 在回收後的處理液中添加例如鹼性成分，使氟化氫分解。 <實驗> 其次’為確認上述實施形態之效果，進行實驗如下。 (實驗1) 在實驗1中，測定出ICP_MS對於各種金屬之檢測下限 值。首先調製包含特定量的石英、且包含銅濃度達各種濃 度的特定量之試藥銅之樣本液（相當於處理液）。將該樣本 _ 液瘵發乾固後，使析出的銅溶解於溶解液而調製成稀薄的 樣本液’並藉由分析銅和石英的質量。將使用此 刀析結果換异成石英中的銅濃度之值、與前述既知的濃度 之值致的遭度之最小值作為檢測下限值。針對鈉（Na)、 1呂（A1)、絡（Cr)、鐵（Fe)、鎳（Ni)、鋅（Zn)進行相同的實 驗。 ^ (實驗2) · 在實驗2中’除了使用AAS直接分析樣本液之做法以 93495.doc -19- 200528405 外，其餘如同貫驗1之做法進行。 (貫驗1、2之結果與考察） 圖π係藉由貫驗1、2而得的ICP_MS&AAS之檢測下限值 之特性圖。由此結果明顯可知，例如以銅來看，AAS的檢 測下限為36 Ppb，相對的，ICP-MS的檢測下限極低，為 4·5 ppb。此外對於其他金屬，Icp_MS的檢測下限也比 AAS的檢測下限大幅降低。亦即，由此判定使用icp_Ms進 行分析能夠進行極高精度的分析。 惟當未蒸發乾固而直接以ICP_MS分析高濃度的氫氟酸 之h形，會如上所述產生分析誤差。因此，該種分析結果 並不可靠，故排除於實驗丨、2的比較對象之外。亦即，藉 由包含蒸發乾固步驟，可提高ICP_MS分析技術之可靠 性。 產業利用之可能性 根據本發明之檢查方法及檢查輔助設備，可藉由非破壞 性檢查鑑定半導體處理裝置之石英產品之檢查對象部中所 含之金屬雜質。 【圖式簡單說明】 圖1係圖12所示裝置之晶舟（基板載具）之立體圖。 圖2係圖12所示裝置之反應管（處理室）之縱剖側面圖。 圖3 A係鑑定晶舟的支柱之表面層中所含金屬雜質之檢杳 用之檢查輔助設備之立體圖。 圖3B係圖3A所示檢查輔助設備之縱剖側面圖。 圖3 C係圖3 A所示檢查輔助設備之端面圖。 93495.doc -20- 200528405 圖4A係鑑定反應管的曲面狀内面之表面層中所含金屬雜 質之檢查用檢查輔助設備之立體圖。 圖4B係圖4A所示檢查輔助設備之縱剖側面圖。 圖5 A係使用檢查輔助設備鑑定晶舟的支柱之表面層中所 含金屬雜質之檢查步驟圖。 圖5B係放大顯示圖5A中的部分VB之立體圖。 圖5C係接續圖5A之檢查步驟圖。 圖6係將石英從表面蝕刻至1 μηι的深度所需之氟酸濃度 與蝕刻時間之關係圖。 圖7Α係使用檢查輔助設備鑑定反應管的曲面狀内面之表 面層中所含金屬雜質之檢查步驟圖。 圖7Β係接續圖7Α之檢查步驟圖。 圖8 Α係蝕刻後之處理液之分析步驟圖。 圖8B係接續圖8A之檢查步驟圖。 圖8C係接續圖8B之檢查步驟圖。 圖8D係接續圖8C之檢查步驟圖。 圖9 A係鑑定晶舟的支柱之表面層中所含金屬雜質之檢查 用之其他檢查輔助設備之立體圖。 圖9B係圖9A所示檢查輔助設備之縱剖側面圖。 圖9C係圖9A所示檢查輔助設備之端面圖。 圖10 A係鑑定反應管的曲面狀内面之表面層中所含金屬 雜質之檢查用之其他檢查輔助設備之立體圖。 圖10B係鑑定反應管的曲面狀内面之表面層中所含金屬 雜質之檢查用之又一其他檢查輔助設備之立體圖。 93495.doc -21 - 200528405 圖11係藉由實驗1、2而得之ICP-MS及AAS之檢測下限值 之特性圖。 圖12係進行半導體晶圓熱處理（在此為氧化處理）之垂直 型熱處理裝置之概略圖。 【主要元件符號說明】 1 反應管 2 晶舟 3、4 檢查辅助設備 5 注入器 10 保溫筒 11 蓋體 13 、 13a 加熱器 14 處理氣體導入管 15 排氣口 16 載入口 20 支持板 21 支柱 22 凹槽 30 框體 31、41 受液部 32 端板 33 閂鎖 33a 缺口 34a 、 34b 螺絲

93495.doc -22- 200528405 35 側板 36 底板 40 環狀構件 42 密封構件 43 - 44 磁石 61 蒸發JHI 62 蒸發器

93495.doc -23-

Claims (1)

1. 200528405 十、申請專利範圍： 工.-種檢查輔助設傷，其係用於使半導體處理裝置的石英 製棒狀構件之檢查對象部接觸包m夜之處理液，I 次分析前述處理液而以前述檢查對㈣mu㈣ 雜質之檢查者’其中’前述棒狀構件具有夾住固定前述 檢查對象部之一對凹部，且前述設備包含： 與前述一對凹部扣合之一對端板； 連接前述一對端板之框體；及 配設於前述一對端板間之受液部；前述受液部具有貯 留前述處㈣並使前述檢查對象料觸前料理液之尺 寸。 2·如請求項1之設備，其中向冬脸‘、+、 τ匕3將則述設備裝附於前述棒 ㈣件之：對問鎖’而於前述-對閃鎖及前述-對端： 之間夾住前述棒狀構件。 I Γ=2之設備？中前述―_係軸支於前述框 置、Γ用於設備扣切前述棒狀構件之位 =與用以將前述設備從前述棒狀構件解開之位置之間 端板之備’其中精由前述—對凹部與前述一對 5二請口合’將前述設備裝附於前述棒狀構件。 員1之设傷，其中前述棒狀構 前述半導體處理震置予以處理之被處理=支持以 槽，前、+、 土扳之多個凹 —子凹部係前述多個凹槽中之兩個。 請求項5之設備，其中除前述-對端板以外更進4 93495.doc 200528405 包含插入前述多個凹槽之多片扣 a丄 双猎由月丨J述多個凹 才曰與別述一對端板及前述扣合 備裝附於前述棒狀構件 供驻糾认-«、丄、 汉疋在者扣合，將前述設 7. 如請求们之設傷’其中前述受液部包含藉由前述—對 端板及前述框體而形成之容器内之空間。 8. 如請求項7之設備’其中前述一對：：及前述 上由氟系樹脂所形成。 、貝 9· -種檢查輔助設備’其制於使何體處理裝置的 製反應管之檢查對象部接觸包含韻刻液之處理液、其次 分析前述處理液而鑑定前述檢查對象部中所含之金屬二 質之檢查者，其中，前述石英製 ，’、 为表汉應^於曲面狀表面上 具有削述檢查對象部，且前述設備包含： 環狀構件，其具有密接於前述曲面狀表面之底面’盘 剛述曲面狀表面協同而包圍前述檢查對象部且形= 貯留前述處理液之受液部。 10·如請求項9之設備，其中前述環狀構件實 脂所形成。 田鼠糸Μ 11·如請求項9之設備，其中前述環狀構件進一步包含配执 於前述底面且具柔軟性之密封構件。 a 又 12·如請求項9之設備，其中前述環狀構件 之磁石。 夕包含埋設 ⑶-種鐘定半導體處理裝置之石英產品之檢查對 含金屬雜質之檢查方法，包含以下步驟： 將形成用以使前述檢查對象部接觸液體的受液部 93495.doc 200528405 查輔助設備配置於前述石英產品上； 藉由使前述檢查對象部接觸裝入前述受液 <包含名4 刻液之處理液達特定時間，谁耔今、+、纟入太 门進仃則述檢查對象部之蝕 刻；及 以分析裝置分析前述蝕刻後之前述處理液，、 j|if 檢查對象部中所含之前述金屬雜質。 14_如請求項13之方法，其中鑑定前述檢查對象部中 屬雜質之步驟包含以下步驟： ^金 藉由蒸發乾固前述蝕刻後之前述處理液， 又七央及^前 述金屬雜質析出而獲得析出物； 以比前述處理液量更少量的钮刻液之二次處 前述析出物；及 解 以分析裝置分析溶解有前述析出物之前述二次 液。 处 15. 如請求項13之方法，其中鑑定前述檢查對象部中所含金 屬雜質之步驟包含以下步驟： 、 將前述接觸後之前述處理液濃縮而獲得濃縮液；及 以分析裝置分析前述濃縮液。 16. 如請求項13之方法，其中料前述檢查對象部中所含金 屬雜質之步驟，係以感應耦合電漿質譜儀進行。 17·如睛求項13之方法，其中進行前述檢查對象部之钱刻之 步驟中之前述特定時間，係根據以前述蝕刻液蝕刻石英 時的處理時間與石英之蝕刻量之預定關係，對應目標之 姓刻深度而決定。 93495.doc 200528405 18.如請求们3之方法，其中鐘定前述檢查對象 屬雜質之步驟包含以下步驟： 3金 分析前述蝕刻後之前述處理液，檢測石 金屬雜質之量；及 央之篁與前述 根據前述石英之量與前述金屬雜質之量，推a，、、 查對象部中之前述金屬雜質之濃度。 引述4欢 19.如請求項13之方法，其中 則述石英產品係包含多個凹槽之棒狀構件，用以支 以前述半導體處理裝置予以處理之被處理基板；前述棒 狀構件包含夾住固定前述檢查對象部之一對凹部丨^ 前述檢查輔助設備包含與前述一對凹部扣合之一對端 板、連接前述-對端板之框體、及配設於前述一對端= j之則述受液部，·前述受液部具有貯留前述處理液並使 前述檢查對象部接觸前述處理液之尺寸。 20.如請求項13之方法，其中 〜前述石英產品係前述半導體處理裝置之石英製反應 & ’月’J述石英製反應管於曲面狀表面上具有前述檢查對 象部； 前述檢查輔助設備包含環狀構件，該環狀構件具有密 接於前述曲面狀表面之底面，與前述曲面狀表面協同而 包圍前述檢查對象部且形成用以貯留前述處理液之前述 受液部。 93495.doc