TW201617616A - 矽基板的分析方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種可高靈敏度檢測基板中所包含的微量金屬等分析對象物，並且可剖面分析基板深度方向中之分析對象物的濃度之方法。 本發明係關於一種矽基板的分析方法，具有：供給包含臭氧的氧氣而於矽基板表面形成氧化膜之氧化膜形成步驟；以及使用基板分析用噴嘴回收分析對象物之回收步驟；基板分析用噴嘴係由雙層管所構成，且具有將噴嘴本體與外管間之空間當作排氣路徑之排氣手段，並且係一邊藉由排氣手段對基板分析用噴嘴的噴嘴本體與外管間之空間進行排氣一邊進行回收步驟，並將氧化膜形成步驟、回收步驟及任意之乾燥步驟當作1循環而反覆進行1次以上，藉此將基板深度方向中所包含的分析對象物導入分析液中。

Description

矽基板的分析方法
本發明係關於向基板深度方向分析用於半導體製造等之矽基板中所包含的微量金屬等分析對象物之方法。特別是，本發明係關於即使分析對象物包含貴金屬(Au、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag等)時仍合適之分析方法。
用於半導體等的製造中之矽製晶圓等矽基板中，伴隨高積體化，需要可檢測影響裝置特性的金屬等污染之分析方法。就即使矽基板中的金屬量為極微量仍可檢測之分析方法而言，係有使用感應耦合電漿質量分析裝置(ICP-MS)之方法。如此之分析方法中，必需將基板中所包含的金屬等污染源以可導入ICP-MS之形態取出，故持續探討藉由氣相分解法或液滴分解法等將矽基板的形成膜或矽基板本身蝕刻，使包含金屬等的污染源遷移至分析液中而取出之各種方法。例如專利文獻1中揭示使用基板分析用噴嘴，藉由液滴分解法回收矽基板中所包含的污染源之分析方法。
又，如此之微量金屬等的分析當中，不只是矽基板表面的表層分析，尚要求能夠分析到達基板內部 的深度方向之雜質濃度。這是由於在矽基板的製造步驟中，矽基板置於高溫環境時，因為附著於基板表面的微量金屬往內部擴散等，造成連基板內部都存在雜質元素之情況。又，即使於摻雜磷、砷、硼等的矽基板中，必需確認目的元素的摻雜量及雜質混入量等，因此需要於基板深度方向可分析摻雜元素的濃度及雜質濃度之技術。就針對向矽基板的深度方向分析雜質濃度之方法而言，專利文獻2中揭示利用向基板照射離子束而解析釋出的二次離子之二次離子質量分析法(SIMS；Secondary Ion Masspectroscopy)之分析方法。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2011-128033號公報
[專利文獻2]日本特開2002-303595號公報
專利文獻1之使用ICP-MS的分析方法，雖然是也能檢測例如在溶液中的元素為sub-ppt等級(pg/mL)，在矽固體中的元素濃度為109至1012atoms/cm3時的微量污染而實現高靈敏度的分析者，但就矽基板深度方向中之濃度分析而言，有難以正確掌握基板深度與污染物濃度之相關關係之傾向。此係由於在矽基板深度方向中取出雜質元素時，由以往的氣相分解法或液滴分解法等，難以正確蝕 刻去除矽基板的一定深度等。
另一方面，專利文獻2所記載的二次離子質量分析，係藉由照射預定強度的離子束，可對矽基板進行一定深度的濃度分析，但可檢測的金屬元素之濃度，以約1012至1015atoms/cm3為極限。因此，隨著半導體製品的高性能化，需要比二次離子質量分析之檢測靈敏度高，並且可向一定深度方向分析之方法。
又，於矽基板的微量元素分析中，針對大幅影響半導體裝置的性能之重金屬元素，亦需要檢測靈敏度高的分析，惟離子化傾向較矽更小的貴金屬等(Au、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag等)，在上述氣相分解法及液滴分解法等中難以被回收。此係由於將包含貴金屬的矽基板之形成膜以氣相分解法等進行蝕刻時，離子化傾向小的貴金屬容易牢固附著於蝕刻後的基材矽之露出部分，然後即使進行液滴分解法等，也難以完全回收附著於矽的貴金屬。
於是，本發明提供一種可高靈敏度檢測基板中所包含的微量金屬等分析對象物，並且可對基板深度方向中之分析對象物的濃度進行剖面(profile)分析之方法。又，提供一種即使在分析對象物包含貴金屬等時，能夠使貴金屬不殘存於基板表面而進行回收分析之方法。
為了解決上述課題，本案發明人等以使用感應耦合電漿質量分析裝置(ICP-MS)之分析方法為基礎，並且對將基板中之一定深度中所包含的分析對象物進行回 收之方法進行精心探討，認為深度方向中之濃度分析為可行的。於是發現在回收分析對象物之前，藉由設置使矽基板的表層之預定深度氧化以形成預定膜厚的氧化膜之步驟，可進行基板深度方向的階段性分析，從而思及以下的本發明。
亦即，本發明係關於向基板深度方向分析矽基板中所包含的分析對象物之矽基板的分析方法，該分析方法具備：向載置於腔室(chamber)內的矽基板供給包含臭氧的氧氣作為氧化性氣體，使矽基板表面氧化形成氧化膜之氧化膜形成步驟；以及使用從基板分析用噴嘴噴出至基板上的分析液來掃掠(sweep)基板表面，並將使分析對象物遷移後的分析液導入至基板分析用噴嘴內以回收分析對象物之回收步驟；基板分析用噴嘴係由雙層管所構成，該雙層管係包含噴出及吸引分析液的噴嘴本體、以及以包圍所掃掠的分析液之方式配置於噴嘴本體的外周之外管，且具有將噴嘴本體與外管間之空間設為排氣路徑之排氣手段者；並且係一邊利用排氣手段對基板分析用噴嘴的噴嘴本體與外管間之空間進行排氣一邊進行回收步驟，且將氧化膜形成步驟與回收步驟當作1循環而反覆進行1次以上，藉此將基板深度方向中所包含的分析對象物導入分析液中之矽基板的分析方法。
本發明之分析方法中，係具有：使用包含臭氧的氧氣作為氧化性氣體，使矽基板的表層部分氧化而形成氧化膜之氧化膜形成步驟；以及將所形成的氧化膜藉 由基板分析用噴嘴以液滴分解法進行分解，並將分析對象物回收之回收步驟。根據如此之氧化膜形成步驟及回收步驟，即可以預定膜厚形成厚度均勻的氧化膜，且在回收步驟中將氧化膜中所包含的分析對象物導入至分析液中，藉此可向基板深度方向將分析對象物進行剖面分析。
又，本發明係在氧化膜形成步驟後，不進行以含有氟化氫的氣體等蝕刻氣體所進行的氣相分解法，而是將分析液噴出至基板上並進行掃掠，藉此回收分析對象物。在此，就以往的基板分析中一般所進行的手法而言，係有當基板表面存在自然氧化膜、氧化膜或氮化膜等形成膜(以下，會視情況而稱為「初期氧化膜等」)時，將該等初期氧化膜等以使用氟化氫等蝕刻氣體所進行的氣相分解法進行分解，使初期氧化膜等之中所包含的分析對象物殘存於矽基板上之後，將氟化氫與過氧化氫的混合溶液等分析液噴出及掃掠至基板上，而將殘存於基板上的分析對象物回收之方法。相對於此，本發明係以包含臭氧的氧氣使矽基板表面氧化，而對於所形成的氧化膜(以下，會視情況而稱為「臭氧氧化膜」)，不進行藉由氟化氫等蝕刻氣體所進行的氣相分解法，而是在具有臭氧氧化膜的狀態下，向基板表面噴出分析液並進行掃掠而回收分析對象物。
藉由上述方法，本發明中，即使在矽基板中包含金Au、鈀Pd、鉑Pt、銠Rh、釕Ru、銀Ag中任1種以上之貴金屬作為分析對象物時，仍可回收該等貴金屬。如以往方法般，在藉由氣相分解法預先將矽基板上所 具有的初期氧化膜等蝕刻去除時，蝕刻後的矽基板表面容易與貴金屬結合，而結合於矽基板上的貴金屬即使隨後以分析液進行回收步驟，仍難以完全回收，容易於基板上殘存貴金屬。另一方面，在對如此般將初期氧化膜等去除而結合有貴金屬的矽基板進行分析時，若採用本發明，即可回收矽基板上的貴金屬。此係由於在氧化膜形成步驟中，貴金屬周邊的矽基板被包含臭氧的氧氣氧化，貴金屬變成與周圍的臭氧氧化膜接觸的狀態之故。如此，根據本發明，在氧化膜形成步驟前即使貴金屬已結合於矽基板表面，仍可藉由臭氧氧化膜的形成使貴金屬的周圍形成氧化膜，成為容易遷移到分析液中之狀態。藉由以上的方法，不僅在矽基板中包含有貴金屬時，就連於初期氧化膜等包含有貴金屬時，均可提高貴金屬的回收率。
以下，詳細說明本發明之分析方法的各步驟。
氧化膜形成步驟中，係向載置於腔室內的矽基板提供包含臭氧的氧氣作為氧化性氣體。藉由提供氧化性氣體使矽基板氧化，而從基板表層形成預定深度的氧化膜。尚且，本發明雖可進行矽基板本身中所包含的分析對象物之深度方向之分析，惟矽基板中會有已形成自然氧化膜或氮化膜等形成膜(初期氧化膜等)之情況。當具有如此之初期氧化膜等時，可在事前進行氣相分解法或液滴分解法等，將初期氧化膜等去除，亦可在具備初期氧化膜等的狀況下，直接進行氧化膜形成步驟。當初期氧化膜等之 膜厚為約10nm以上時，在氧化膜形成步驟前，以藉由氣相分解法等預先將初期氧化膜等去除為佳。當不將初期氧化膜等去除就進行氧化膜形成步驟時，於第1次的回收步驟中，不只是矽基板中所包含的分析對象物，就連初期氧化膜等膜中所包含的金屬元素等，也會包含於分析結果中。
在此，以往以分析基板中的分析對象物為目的時，通常於矽基板上不會進行強制形成氧化膜。在半導體裝置等之製造步驟中，有時會形成氧化膜，而進行使用高溫的石英爐之方法等，惟在常溫無法形成厚的氧化膜。在高溫進行處理時，有時會混入來自石英等裝置之金屬雜質，無法適用於以測定金屬氧化膜為目的之情況。相對於此，本發明係於矽基板表面有用意地在常溫形成氧化膜，藉由使用包含臭氧的氧氣作為氧化性氣體，可形成膜厚均勻的氧化膜(臭氧氧化膜)。又，藉由如此般強制地使矽基板氧化，如上所述，在分析對象物包含貴金屬時，亦可提高貴金屬的回收率。尚且，就用以分析矽基板中之分析對象物的技術而言，雖已知使用將臭氧氣體與氟化氫的蒸氣混合而成之蝕刻氣體來蝕刻矽基板本身之方法，惟如此之方法中，由氣相分解法所導致之矽基板的蝕刻未必均勻進行，不適用於基板深度方向的剖面分析。
上述包含臭氧的氧氣，可使用藉由對氧氣放電而使臭氧產生的氣體。藉由改變放電條件，可調整氧化性氣體中之臭氧濃度。氧化性氣體中之臭氧濃度，較佳係設為0.5vol%以上。又，往腔室的導入時間，較佳係每1 次步驟為0.5分以上。藉由使用如此之臭氧濃度的氧化性氣體，可在1次的氧化膜形成步驟中形成基板表層上5至20Å之均勻的氧化膜(臭氧氧化膜)。
氧化膜形成步驟中，氧化性氣體亦可使用於上述包含臭氧的氧氣中添加有水蒸氣者。藉由水蒸氣的添加，可促進矽基板的氧化速度。可利用使超純水起泡而產生者作為水蒸氣。
本發明中之氧化膜形成步驟，於腔室內載置矽基板而進行，惟如二次離子質量分析法(SIMS)中所使用的腔室，不需要使內部成為真空，故容易設置大尺寸的腔室。因此，容易使用可對應矽基板的大面積化、不需切斷基板即可直接載置的大容量腔室。
其次，在回收步驟中，將氧化性分析液滴下至氧化膜上，使分析對象物遷移至分析液中以回收氧化膜中所包含的分析對象物。此時，分析液的滴下及基板上的掃掠係使用基板分析用噴嘴。藉由使用基板分析用噴嘴，可利用微量的分析液來回收分析液，且可得到高靈敏度的分析結果。在此，於1循環的回收步驟中，較佳係於已滴下及掃掠過分析液的基板表面，再度滴下及掃掠相同的分析液，亦可將此動作反覆進行2次以上。藉由對於基板上的相同位置進行複數次滴下及掃掠，可將氧化膜中所包含的分析對象物中，僅以一次掃掠無法回收之元素予以回收，而可提高分析對象物的回收率。
分析液較佳係包含體積濃度為2至5%之氟 化氫者，特佳為氟化氫與過氧化氫(體積濃度2至15%為合適)之混合溶液。
本發明所使用的基板分析用噴嘴係可利用如第1圖所示者，其係由包含噴出及吸引分析液的噴嘴本體、以及以包圍所掃掠的分析液之方式配置於噴嘴本體的外周之外管的雙層管所構成，且具有將噴嘴本體與外管間之空間設為排氣路徑之排氣手段。藉由使用如此之基板分析用噴嘴，可避免在不進行氣相分解法而於回收步驟中以液滴分解法去除在氧化膜形成步驟所形成的氧化膜時之弊害。在此，不進行氣相分解法而以液滴分解法去除氧化膜時之弊害，可列舉：向親水性的氧化膜上噴出分析液時，分析液容易成為在氧化膜上潤濕擴散之狀態，而有難以回收分析液之傾向。因此，在本發明之回收步驟中，進行回收步驟時，係藉由排氣手段使基板分析用噴嘴的噴嘴本體與外管間之空間一邊排氣一邊進行分析液的噴出及掃掠。藉由以排氣手段一邊排氣一邊進行回收步驟，可防止噴出於氧化膜上的分析液因潤濕擴散而從基板分析用噴嘴脫離。
在回收步驟所使用的分析液係如上所述，可使用包含液滴分解法中以往所使用的氟化氫之分析液等。又，在矽基板中包含貴金屬作為分析對象物時，較佳係使用以下所示之2種類的分析液。具體而言，使用包含鹽酸或王水但不含氟化氫之溶液作為第1分析液、以及包含氟化氫之溶液作為第2分析液。然後，以ICP-MS分析 下述液體：將第1分析液噴出及掃掠至矽基板上而使氧化膜表面的分析對象物之一部分或全部遷移至第1分析液中而進行回收之液體；以及然後將第2分析液噴出及掃掠至矽基板上而使氧化膜分解，並使殘存於氧化膜中之分析對象物遷移至第2分析液中而進行回收之液體。若與上述相反，先將包含氟化氫的第2分析液噴出及掃掠至基板上時，因第2分析液會使貴金屬附著於氧化膜被分解後的基板上之矽露出部，而有難以回收之傾向。因此，藉由先將包含鹽酸或王水但不含氟化氫之第1分析液噴出及掃掠至基板上，能夠以貴金屬接觸氧化膜的狀態，直接將貴金屬導入第1分析液中，故可防止貴金屬吸附於矽基板表面，提升貴金屬的回收率。藉由上述第1分析液，在矽基板中所包含的分析對象物中，可與貴金屬一起將貴金屬以外的一部分金屬元素回收，惟將第1分析液中難以回收之殘留的金屬元素以第2分析液進行回收，藉此可回收各種金屬元素。
第1分析液包含鹽酸時，以包含體積濃度10至25%者為佳，特佳為鹽酸與硝酸(體積濃度5至15%為合適)之混合溶液。第1分析液包含王水時，王水係可使用濃鹽酸與濃硝酸以3：1的體積比混合而成之王水。又，第2分析液係以包含體積濃度2至5%之氟化氫者為佳，特佳為氟化氫與過氧化氫(體積濃度2至15%為合適)之混合溶液。
在以上的回收步驟後，較佳係進一步進行 將基板加熱至80至110℃而使基板上的分析液乾燥之乾燥步驟。基板加熱溫度特佳為約100℃。藉由如此之乾燥步驟，即使於回收步驟後的基板上殘留有分析液時，仍可使分析液蒸發而完全地去除。在此，於基板上殘留有分析液就直接進行下一循環之氧化膜形成步驟等時，相較於原本的蝕刻量，基板深度方向的蝕刻容易過度進行。亦即，當殘留分析液時，於下一循環中進行由臭氧氣體所導致之氧化時，會同時進行由殘留的分析液所導致之非預期的基板蝕刻，有被蝕刻超過本發明目的之一定深度方向的分析之傾向。又，由於分析液隨機殘留，導致持蝕刻的均勻性難以保持。所以，進行乾燥步驟將殘留於基板表面的分析液去除，藉此提高基板深度方向中之分析的解析度，使每次一定深度之分析容易進行。
然後，在本發明之分析方法中，將以上所說明的氧化膜形成步驟與回收步驟當作1循環反覆進行1次以上，藉此將基板深度方向中所包含的分析對象物導入至分析液中。藉由如此之方法，利用1次的循環，對於矽基板的深度方向，可大致將所形成的氧化膜之膜厚分的深度中所包含的分析對象物回收，藉由將此動作反覆進行複數次，可分段分析基板深度方向中所包含的分析對象物之濃度。在進行上述的乾燥步驟時，將氧化膜形成步驟、回收步驟、以及乾燥步驟當作1循環，較佳係反覆進行1次以上。
如以上所說明，在本發明之分析方法中，對於基板深度方向，可將矽基板中所包含的分析對象物之濃度進行剖面分析。又，即使在分析對象物包含貴金屬時，仍可防止貴金屬附著於基板矽，且可回收並分析基板中之貴金屬。
10‧‧‧噴嘴本體
20‧‧‧外管
D‧‧‧分析液
W‧‧‧晶圓
第1圖係本發明中之基板分析用噴嘴的示意圖。
第2圖係表示實施形態中相對於分析循環數之經ICP-MS分析的B元素濃度之結果圖。
以下，說明本發明之實施形態。
實施例1：將從基板表面至約10nm深處埋入有硼B之8英吋的由矽所構成之晶圓基板設置於腔室內後，進行以下的氧化膜形成步驟、回收步驟、以及乾燥步驟，並以ICP-MS分析基板中所包含的金屬元素。
首先，為了將基板表面原本具有的自然氧化膜及形成膜(初期氧化膜等)去除，藉由液滴分解將初期氧化膜等一邊分解一邊回收。該液滴分解係使用包含2至5%HF與2至15%H2O2的溶液。回收初期氧化膜後，將矽基板以加熱板加溫至約100℃，使殘留於晶圓表面的溶液乾燥。
其次，進行氧化膜形成步驟，該氧化膜形成步驟係將晶圓設置於腔室內，導入臭氧氣體後以常溫於 晶圓形成氧化膜(臭氧氧化膜)。使用將氧氣提供至氣體放電器並使其進行氣體放電後調整為包含0.6vol%臭氧之氧氣作為氧化性氣體。氧化性氣體往腔室內導入約1分鐘。
上述氧化膜形成步驟後，將矽基板的剖面以SEM觀察，結果可確認形成約10Å之均勻氧化膜。
其次，在回收步驟中使用第1圖所示之基板分析用噴嘴。其係由包含噴嘴本體10與外管20的雙層管所構成，其中噴嘴本體10與注射幫浦(syringe pump)(未圖示)連接而可噴出分析液D。又，連接排氣幫浦(未圖示)作為可將噴嘴本體10與外管20間之空間向箭頭方向排氣之排氣手段。
使用上述基板分析用噴嘴，進行以下的回收步驟。將噴嘴浸漬於包含2至5%HF與2至15%H2O2的分析液中，使用注射幫浦進行吸引以將1,000μL之分析液填充至噴嘴本體10的儲液槽內。然後向半導體基板W上噴出800μL之分析液D，並保持以外管20的前端將分析液D包圍的模樣，同時以分析液D通過基板W的全部表面之方式來操作噴嘴。噴嘴操作後，將分析液D導入至基板分析用噴嘴內。以ICP-MS分析如此之分析液，藉此將分析液中所包含的各元素的種類及濃度進行分析。以上的噴嘴操作中，藉由排氣幫浦，以排氣速度0.3至10L/min往第1圖的箭頭方向進行排氣。
上述回收步驟後，將矽基板以加熱板加溫至約100℃，進行使殘留於晶圓表面的分析液D乾燥之乾 燥步驟。
將上述的氧化膜形成步驟、回收步驟、以及乾燥步驟當作1循環，反覆進行60次。針對各循環，以ICP-MS分析在回收步驟所回收的分析液，並且由基板重量的測定結果算出基板的蝕刻量。又，用以比較，針對與上述分析所使用者相同的基板，亦以二次離子質量分析法(SIMS)進行深度方向的分析。針對以ICP-MS所得的分析結果，第2圖中表示相對於分析循環數之硼濃度。
以上的結果如第2圖所示，以硼濃度最高的第23次循環為中心，於其前後的循環中可見緩慢的硼濃度增減曲線，且對於基板深度方向可確認已進行階段性元素分析。其結果與由SIMS所得的分析結果幾乎一致。又，硼濃度最高的第23次循環為埋有硼B的基板之約10nm深度，被認為每1循環可蝕刻約0.43nm的矽基板。尚且，在本實施例中，為了從晶圓的表面側埋入硼，故在比約10nm淺的部分也會檢測硼。另一方面，在循環數約40次前後，硼濃度會急劇地降低，可知第40次以後的分析深度超過埋有硼的部分。
其次，相對於將上述的氧化膜形成步驟、回收步驟、以及乾燥步驟當作1循環的分析，將不進行乾燥步驟、只進行將氧化膜形成步驟及回收步驟當作1循環反覆進行的分析，作為比較試驗。各步驟的分析條件係與上述相同。
如上所述，不進行乾燥步驟時，每1循環的 蝕刻量為約1.5nm，比起進行乾燥步驟時，每1次的蝕刻量是增加的。於是，由ICP-MS所得的元素分析結果中，並未見如第2圖所示般之緩慢的硼濃度增減，而是成稍微絮亂的曲線。因此，認為藉由進行乾燥步驟，可良好地進行每隔一定深度的剖面分析。
實施例2：將作為貴金屬之包含金Au、鈀Pd、鉑Pt、銠Rh、釕Ru、銀Ag的混合標準溶液(各貴金屬分別含有10ppb的溶液)，滴下500μL至12英吋矽晶圓上，使其自然乾燥後針對強制地被貴金屬污染的基板進行分析。
針對上述矽基板，以與實施例1同樣的方法，將初期氧化膜等去除後進行氧化膜形成步驟，然後進行以下的回收步驟。
使用與實施例1相同的基板分析用噴嘴，使用以下2種類的分析液來進行回收步驟。首先，將噴嘴浸漬於由20%鹽酸與6%硝酸之混合溶液所構成的第1分析液中，使用注射幫浦進行吸引將1,000μL之分析液填充至噴嘴本體10的儲液槽內，然後向半導體基板W上噴出800μL之分析液，保持以外管20前端將分析液D包圍的模樣，同時以使分析液D通過基板W的全部表面之方式來操作噴嘴。噴嘴操作後，將分析液D導入基板分析用噴嘴內。以ICP-MS分析如此之分析液，藉此分析由包含貴金屬的第1分析液所回收的元素(第1分析液(第1次))。
又，以與上述同樣的方法，再一次進行以 第1分析液所進行的包含貴金屬的元素之回收，並分析所回收的元素(第1分析液(第2次))。
其次，將噴嘴浸漬於包含3%HF與4%H2O2的第2分析液中，使用注射幫浦進行吸引將1,000μL之分析液填充至噴嘴本體10的儲液槽內，然後使分析液噴出800μL至半導體基板W上，保持以外管20先端將分析液D包圍的模樣，同時以使分析液D通過基板W的全部表面之方式來操作噴嘴，一邊分解臭氧氧化膜一邊進行金屬的回收。噴嘴操作後，將分析液D導入至基板分析用噴嘴內。以ICP-MS分析如此之分析液，藉此分析由第2分析液所回收的元素(第2分析液)。
又，作為相對於上述內容的比較例，對具有自然形成膜等之基板，利用氣相分解法(VPD)來進行由氟化氫氣體所導致之蝕刻後，對於由與上述第2分析液相同之包含3%HF與4%H2O2的分析液所回收的元素，以ICP-MS進行分析(有VPD的第2分析液)。
關於以上的ICP-MS之分析結果，回收液中之金Au、鈀Pd、鉑Pt、銠Rh、釕Ru、銀Ag的元素濃度之結果，表示於下述表中。
由上述結果可知，在分析包含貴金屬的矽基板之情況下，當形成由臭氧氣體所導致的氧化膜，且使用包含鹽酸的溶液作為分析液時，相較於在回收前進行由氣相分解法所導致的蝕刻時，幾乎所有的貴金屬之回收率都提高。又，關於由第1分析液所導致的貴金屬之回收率，藉由反覆進行複數次分析液的噴出及掃掠，可將一次的噴出及掃掠所無法完全回收的貴金屬回收，能提高回收率。
又，觀察貴金屬的種類時，Au、Pd、Ag顯示藉由使用包含鹽酸的第1分析液，能夠以較第2分析液般之包含氟化氫的分析液更高的回收率從晶圓基板回收。另一方面，Ru亦藉由包含氟化氫的第2分析液，成為超過20%的回收率。
(產業上之可利用性)
本發明係可於矽基板的深度方向中進行分析對象物的剖面分析，亦適合於摻雜有磷及/或砷等的矽基板中確認摻雜量等。又，即使在包含Au、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag等貴金屬作為分析對象物時，亦能夠以高回收率將基板 中之貴金屬回收並分析。
由於本案的圖式為本發明中所使用之基板分析用噴嘴及實驗數據，並非本案的代表圖。故本案無指定代表圖。

Claims (9)

  1. 一種矽基板的分析方法，係向基板深度方向分析矽基板中所包含的分析對象物，該分析方法具有：氧化膜形成步驟，係向載置於腔室內的矽基板供給包含臭氧的氧氣作為氧化性氣體，使矽基板表面氧化而形成氧化膜；以及回收步驟，係利用從基板分析用噴嘴噴出的分析液來掃掠矽基板表面，將使分析對象物遷移後的分析液導入基板分析用噴嘴內，藉此回收分析對象物；基板分析用噴嘴係由雙層管所構成，該雙層管係包含噴出及吸引分析液之噴嘴本體、以及以包圍進行掃掠的分析液之方式配置於噴嘴本體的外周之外管，且具有將噴嘴本體與外管間之空間當作排氣路徑之排氣手段，一邊藉由排氣手段對基板分析用噴嘴的噴嘴本體與外管間之空間進行排氣一邊進行回收步驟，將氧化膜形成步驟與回收步驟當作1循環，反覆進行1次以上，藉此將基板深度方向中所包含的分析對象物導入分析液中。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之矽基板的分析方法，其中，分析對象物包含Au、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag中任1種以上之貴金屬。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之矽基板的分析方法，其中，氧化膜形成步驟係對矽基板使用包含0.5vol%以上臭氧之氧氣作為氧化性氣體，於每1次的氧化膜形成 步驟中形成5至20Å的氧化膜。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之矽基板的分析方法，其中，在回收步驟後，進一步進行將基板加熱至80至110℃而使矽基板上之分析液乾燥之乾燥步驟，將氧化膜形成步驟、回收步驟及乾燥步驟當作1循環，反覆進行1次以上。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之矽基板的分析方法，其中，在回收步驟後，進一步進行將基板加熱至80至110℃而使矽基板上之分析液乾燥之乾燥步驟，將氧化膜形成步驟、回收步驟及乾燥步驟當作1循環，反覆進行1次以上。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之矽基板的分析方法，其中，回收步驟係使用包含鹽酸或王水但不含氟化氫的溶液作為第1分析液、以及包含氟化氫的溶液作為第2分析液，將第1分析液噴出及掃掠至矽基板上而使氧化膜中之分析對象物的一部分或全部遷移至第1分析液中而進行回收後，將第2分析液噴出及掃掠至矽基板上而分解氧化膜，使殘存於氧化膜中之分析對象物遷移至第2分析液中而進行回收。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之矽基板的分析方法，其中，回收步驟係使用包含鹽酸或王水但不含氟化氫的溶液作為第1分析液、以及包含氟化氫的溶液作為第2分析液， 將第1分析液噴出及掃掠至矽基板上而使氧化膜中之分析對象物的一部分或全部遷移至第1分析液中而進行回收後，將第2分析液噴出及掃掠至矽基板上而分解氧化膜，使殘存於氧化膜中之分析對象物遷移至第2分析液中而進行回收。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之矽基板的分析方法，其中，回收步驟係使用包含鹽酸或王水但不含氟化氫的溶液作為第1分析液、以及包含氟化氫的溶液作為第2分析液，將第1分析液噴出及掃掠至矽基板上而使氧化膜中之分析對象物的一部分或全部遷移至第1分析液中而進行回收後，將第2分析液噴出及掃掠至矽基板上而分解氧化膜，使殘存於氧化膜中之分析對象物遷移至第2分析液中進行回收。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之矽基板的分析方法，其中，回收步驟係使用包含鹽酸或王水但不含氟化氫的溶液作為第1分析液、以及包含氟化氫的溶液作為第2分析液，將第1分析液噴出及掃掠至矽基板上而使氧化膜中之分析對象物的一部分或全部遷移至第1分析液中而進行回收後，將第2分析液噴出及掃掠至矽基板上而分解氧化膜，使殘存於氧化膜中之分析對象物遷移至第2分析液中進行回收。
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