JP4401008B2 - 半導体表面の不純物分析前処理方法およびその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体表面の不純物分析前処理方法およびその装置に係わり、特に半導体ウェハ表面の不純物を分析するためにこの不純物を採取する不純物分析前処理方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの微細化、高集積化に伴って、たとえ微量であっても各種金属が存在した場合に、デバイス特性に与える影響は無視できなくなっている。また、半導体ウェハの大口径化も進み、３００ｍｍの工場の立ち上げも盛んになりつつある。そのため、半導体ウェハ表面上の微量金属不純物の制御レベルを向上させることが必要となる。そこで、半導体ウェハ表面上の金属不純物の高感度測定並びに半導体ウェハ上の特定の箇所における金属不純物の測定技術の開発が重要な課題となっている。
【０００３】
特に、新材料としてのＣｕ等の裏面やエッジ部への汚染の転写等は、洗浄除去する必要があるため高感度測定をする有効な前処理技術、すなわち不純物（汚染物）を有効に採取する技術が必要になってくる。
【０００４】
従来より半導体ウェハ表面上の不純物、汚染物を測定するために採取する種々の技術が提案されている。例えば特開２０００−２６３２号公報には、拭取材および拭取液を用いて半導体ウェハ表面に吸着していた不純物を拭取り、この拭取材および拭取液を回収して拭取った不純物を分析する技術を開示している。
【０００５】
また特開平２０００−７７４９２号公報には、容器に長手方向湾曲した船底状の溝を形成し、溝の最深部分に凹部を形成し、溝に溶解液を滴下し、周辺部を溶解液に浸漬した半導体ウェハを回転させ、半導体ウェハ周辺部の不純物を溶解した溶解液をピペットで回収して分析する技術を開示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前者の拭取材および拭取液を用いて半導体ウェハ表面に吸着していた不純物を拭取る方法は、半導体ウェハ表面の特定の箇所における不純物を採取して測定することができない。
【０００７】
一方、後者の半導体ウェハの周辺部を溶解液に浸漬して回転させる方法は、半導体ウェハの周辺部の不純物しか採取することができない。また回転させながら採取するから、周辺部分の特定の箇所における不純物を採取して測定することができない。
【０００８】
さらにこれらの従来技術では、不純物を採取（回収）する際に、回収液の飛散や落下が発生し、大気中や人からのコンタミネーション（パーティクルや有機物等）が侵入して精密な分析を困難にする。
【０００９】
したがって本発明の目的は、半導体ウェハ上の特定の箇所における不純物を効率よく採取することが可能な半導体表面の不純物分析前処理方法およびその装置を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、不純物を採取する際に、回収液の飛散や落下を防止し、また、大気中や人からのコンタミネーションの侵入を防止することが可能な半導体表面の不純物分析前処理方法およびその装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、円筒体の底面に蓋を有し、前記底面から所定の距離だけ複数の切り込みが前記円筒体に形成された回収管を用い、前記回収管を半導体表面に押し付けることにより前記切り込みから前記回収管の下部の各片を拡げてその間隙から前記半導体表面の不純物を含有した媒体を回収し、前記回収管を持ち上げることにより前記蓋を閉塞する半導体表面の不純物分析前処理方法にある。ここで、前記回収管は弾性材料で疎水性であり、且つそれ自体のコンタミネーションが少ないプラスチックで構成することが好ましい。
【００１２】
また、前記回収される媒体は液体であることができる。あるいは、前記回収される媒体は気体であることができる。
【００１３】
さらに、前記半導体を回転させて前記回収を行うことができる。あるいは、前記半導体を固定させて前記回収を行うことができる。これらの場合、前記回収管を移動させて前記回収を行うことができる。あるいは、前記回収管を固定させて前記回収を行うことができる。
【００１４】
また、複数の前記回収管を同時に駆動させて、前記半導体表面の複数箇所の不純部を含有する媒体を同時に回収することができる。
【００１５】
本発明の他の特徴は、円筒体の底面に蓋を有し、前記底面から所定の距離だけ複数の切り込みが前記円筒体に形成され、半導体表面に押し付けることにより前記切り込みから下部の各片を拡げてその間隙から前記半導体表面の不純物を含有した媒体を回収する回収管を具備する半導体表面の不純物分析前処理の装置にある。ここで、前記回収管は弾性体材で構成されていることが好ましい。
【００１６】
あるいは本発明の他の特徴は、上記したいずれかの半導体表面の不純物分析前処理を行う装置にある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明を説明する。図１に実施の形態のピペット状の回収管１０を示す。回収管１０はプラスチック製、例えばＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）製である。あるいは、プラスチックのＰＰまたはＰＥＥＫ製でもよい。回収管１０は、内径１０ｍｍ程度の円筒体１４の底部１３に蓋１５を有し、さらに底面１３から所定の寸法の切り込み１１が複数形成されている。
【００１８】
図１（Ａ）において、回収管１０が上方から半導体ウェハ２１に近づく様子を示している。この状態では底部１３は蓋１５により閉塞されている。
【００１９】
次に、図１（Ｂ）において、回収管１０が上方から半導体ウェハ２１に押し付けられる。切り込み１１が形成されているから、押し付けられるとプラスチックの弾性により下部の各片１２が拡がり、その間隙１６から不純物を含有した回収液が内部に吸引回収される。あるいは半導体ウェハを加熱して不純物を含有した蒸気が内部に回収される。
【００２０】
次に、図１（Ｃ）において、回収管１０を上方に持ち上げると、プラスチックの弾性により切り込み１１が閉じられて、蓋１５により閉塞され不純物を含有した媒体２０を内部に有する状態となる。
【００２１】
この状態で不純物を含有した、滴下した例えばＨＦ，ＨＦ／Ｈ2 Ｏ2 、ＨＣｌ／Ｈ2 Ｏ2 等の回収液を回収した場合は、ＡＡＳ（原子吸光分析）やＩＣＰ−ＭＳ（誘導結合高周波プラズマ分光分析）等の化学分析部に送られて、不純物の化学分析がされる。
【００２２】
あるいは半導体ウェハを赤外線加熱して不純物を含有した蒸気を回収した乾燥回収の場合は、全反射蛍光Ｘ線やＴＯＦ−ＳＩＭＳ（飛行時間型二次イオン質量分析装置）等の物理分析部に送られ、物理分析がされる。
【００２３】
尚、回収管１０はピペットと同様に上方にも何らかの閉塞手段が設けられ、このように密封した状態で、化学分析部もしくは物理分析部に送られる。
【００２４】
図２は半導体ウェハ２１表面における不純物測定個所２２、すなわち回収液を回収する箇所或いは蒸気を回収する箇所を示す。
【００２５】
図２（Ａ）のように半導体ウェハ２１の不純物回収個所２２が周辺の箇所の場合は、半導体ウェハを回転させ、回収管を固定もしくは左右に微小運動させて回収する。
【００２６】
図２（Ｂ）のように、半導体ウェハ２１の不純物回収個所２２が中央の箇所の場合は、半導体ウェハを固定もしくは回転させ、回収管を固定もしくは左右に微小運動させて回収する。
【００２７】
図２（Ｃ）のように、半導体ウェハ２１の不純物測定個所２２が中央箇所を除く特定の箇所の場合は、半導体ウェハを固定させ、回収管を固定もしくは左右に微小運動させて回収する。
【００２８】
図３は支持棒１８に支持された回収管１０と半導体ウェハ２１の回転を示す。図２（Ａ）や図２（Ｂ）のような場合は、半導体ウェハ２１を回転させて、支持棒１８を固定もしくは微小な直線運動をさせて回収する。
【００２９】
半導体ウェハ２１の全表面の回収をする場合や、同心円状の広い幅に亘って回収する場合は、半導体ウェハ２１を回転させて、支持棒１８を所定の距離だけ直線運動をさせて回収する。
【００３０】
図４は半導体ウェハ表面の複数箇所の回収を同時に行う部分回収を示す図であり、回収を行う箇所に応じて複数の回収管１０が同時に上下、左右に動かして回収を行う。
【００３１】
また、半導体ウェハを縦にして、回転させ、下部に回収液をおき、それよりも上の箇所において回収管１０で不純物を含有した回収液を回収して半導体ウェハのエッジ部の不純物を分析することもできる。
【００３２】
図３や図４あるいは上記した半導体ウェハのエッジ部の回収は自動操作によることが好ましい。しかし手動操作で、回収管を動かして部分回収や全体回収を行うことも可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように円筒状の回収管を用いて不純物を含有した媒体を回収するから、回収の際に円筒体で囲いを設けた状態となる。したがって、回収液の飛散や落下を防止することができる。さらに、大気から遮断されているので、大気中のコンタミネーション（パーティクルや有機物等）の侵入を防止することができる。
【００３４】
また、回収後に持ち上げるとにより自動的に底部が閉塞する回収管を用いているから、所定の箇所の不純物を自由に回収することができる。また、人によるコンタミネーションの侵入を極力抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の回収管およびその動作を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における不純物の回収箇所を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態において、回転する半導体ウェハと回収管との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態において、半導体ウェハと複数の回収管との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０ 回収管
１１ 切り込み
１２ 下部の片
１３ 底面
１４ 円筒体
１５ 蓋
１６ 間隙
１８ 支持棒
２０ 不純物を含有した媒体
２１ 半導体ウェハ
２２ 回収箇所
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体表面の不純物分析前処理方法およびその装置に係わり、特に半導体ウェハ表面の不純物を分析するためにこの不純物を採取する不純物分析前処理方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの微細化、高集積化に伴って、たとえ微量であっても各種金属が存在した場合に、デバイス特性に与える影響は無視できなくなっている。また、半導体ウェハの大口径化も進み、３００ｍｍの工場の立ち上げも盛んになりつつある。そのため、半導体ウェハ表面上の微量金属不純物の制御レベルを向上させることが必要となる。そこで、半導体ウェハ表面上の金属不純物の高感度測定並びに半導体ウェハ上の特定の箇所における金属不純物の測定技術の開発が重要な課題となっている。
【０００３】
特に、新材料としてのＣｕ等の裏面やエッジ部への汚染の転写等は、洗浄除去する必要があるため高感度測定をする有効な前処理技術、すなわち不純物（汚染物）を有効に採取する技術が必要になってくる。
【０００４】
従来より半導体ウェハ表面上の不純物、汚染物を測定するために採取する種々の技術が提案されている。例えば特開２０００−２６３２号公報には、拭取材および拭取液を用いて半導体ウェハ表面に吸着していた不純物を拭取り、この拭取材および拭取液を回収して拭取った不純物を分析する技術を開示している。
【０００５】
また特開平２０００−７７４９２号公報には、容器に長手方向湾曲した船底状の溝を形成し、溝の最深部分に凹部を形成し、溝に溶解液を滴下し、周辺部を溶解液に浸漬した半導体ウェハを回転させ、半導体ウェハ周辺部の不純物を溶解した溶解液をピペットで回収して分析する技術を開示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前者の拭取材および拭取液を用いて半導体ウェハ表面に吸着していた不純物を拭取る方法は、半導体ウェハ表面の特定の箇所における不純物を採取して測定することができない。
【０００７】
一方、後者の半導体ウェハの周辺部を溶解液に浸漬して回転させる方法は、半導体ウェハの周辺部の不純物しか採取することができない。また回転させながら採取するから、周辺部分の特定の箇所における不純物を採取して測定することができない。
【０００８】
さらにこれらの従来技術では、不純物を採取（回収）する際に、回収液の飛散や落下が発生し、大気中や人からのコンタミネーション（パーティクルや有機物等）が侵入して精密な分析を困難にする。
【０００９】
したがって本発明の目的は、半導体ウェハ上の特定の箇所における不純物を効率よく採取することが可能な半導体表面の不純物分析前処理方法およびその装置を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、不純物を採取する際に、回収液の飛散や落下を防止し、また、大気中や人からのコンタミネーションの侵入を防止することが可能な半導体表面の不純物分析前処理方法およびその装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、円筒体の底面に蓋を有し、前記底面から所定の距離だけ複数の切り込みが前記円筒体に形成された回収管を用い、前記回収管を半導体表面に押し付けることにより前記切り込みから前記回収管の下部の各片を拡げてその間隙から前記半導体表面の不純物を含有した媒体を回収し、前記回収管を持ち上げることにより前記蓋を閉塞する半導体表面の不純物分析前処理方法にある。ここで、前記回収管は弾性材料で疎水性であり、且つそれ自体のコンタミネーションが少ないプラスチックで構成することが好ましい。
【００１２】
また、前記回収される媒体は液体であることができる。あるいは、前記回収される媒体は気体であることができる。
【００１３】
さらに、前記半導体を回転させて前記回収を行うことができる。あるいは、前記半導体を固定させて前記回収を行うことができる。これらの場合、前記回収管を移動させて前記回収を行うことができる。あるいは、前記回収管を固定させて前記回収を行うことができる。
【００１４】
また、複数の前記回収管を同時に駆動させて、前記半導体表面の複数箇所の不純部を含有する媒体を同時に回収することができる。
【００１５】
本発明の他の特徴は、円筒体の底面に蓋を有し、前記底面から所定の距離だけ複数の切り込みが前記円筒体に形成され、半導体表面に押し付けることにより前記切り込みから下部の各片を拡げてその間隙から前記半導体表面の不純物を含有した媒体を回収する回収管を具備する半導体表面の不純物分析前処理の装置にある。ここで、前記回収管は弾性体材で構成されていることが好ましい。
【００１６】
あるいは本発明の他の特徴は、上記したいずれかの半導体表面の不純物分析前処理を行う装置にある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明を説明する。図１に実施の形態のピペット状の回収管１０を示す。回収管１０はプラスチック製、例えばＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）製である。あるいは、プラスチックのＰＰまたはＰＥＥＫ製でもよい。回収管１０は、内径１０ｍｍ程度の円筒体１４の底部１３に蓋１５を有し、さらに底面１３から所定の寸法の切り込み１１が複数形成されている。
【００１８】
図１（Ａ）において、回収管１０が上方から半導体ウェハ２１に近づく様子を示している。この状態では底部１３は蓋１５により閉塞されている。
【００１９】
次に、図１（Ｂ）において、回収管１０が上方から半導体ウェハ２１に押し付けられる。切り込み１１が形成されているから、押し付けられるとプラスチックの弾性により下部の各片１２が拡がり、その間隙１６から不純物を含有した回収液が内部に吸引回収される。あるいは半導体ウェハを加熱して不純物を含有した蒸気が内部に回収される。
【００２０】
次に、図１（Ｃ）において、回収管１０を上方に持ち上げると、プラスチックの弾性により切り込み１１が閉じられて、蓋１５により閉塞され不純物を含有した媒体２０を内部に有する状態となる。
【００２１】
この状態で不純物を含有した、滴下した例えばＨＦ，ＨＦ／Ｈ2 Ｏ2 、ＨＣｌ／Ｈ2 Ｏ2 等の回収液を回収した場合は、ＡＡＳ（原子吸光分析）やＩＣＰ−ＭＳ（誘導結合高周波プラズマ分光分析）等の化学分析部に送られて、不純物の化学分析がされる。
【００２２】
あるいは半導体ウェハを赤外線加熱して不純物を含有した蒸気を回収した乾燥回収の場合は、全反射蛍光Ｘ線やＴＯＦ−ＳＩＭＳ（飛行時間型二次イオン質量分析装置）等の物理分析部に送られ、物理分析がされる。
【００２３】
尚、回収管１０はピペットと同様に上方にも何らかの閉塞手段が設けられ、このように密封した状態で、化学分析部もしくは物理分析部に送られる。
【００２４】
図２は半導体ウェハ２１表面における不純物測定個所２２、すなわち回収液を回収する箇所或いは蒸気を回収する箇所を示す。
【００２５】
図２（Ａ）のように半導体ウェハ２１の不純物回収個所２２が周辺の箇所の場合は、半導体ウェハを回転させ、回収管を固定もしくは左右に微小運動させて回収する。
【００２６】
図２（Ｂ）のように、半導体ウェハ２１の不純物回収個所２２が中央の箇所の場合は、半導体ウェハを固定もしくは回転させ、回収管を固定もしくは左右に微小運動させて回収する。
【００２７】
図２（Ｃ）のように、半導体ウェハ２１の不純物測定個所２２が中央箇所を除く特定の箇所の場合は、半導体ウェハを固定させ、回収管を固定もしくは左右に微小運動させて回収する。
【００２８】
図３は支持棒１８に支持された回収管１０と半導体ウェハ２１の回転を示す。図２（Ａ）や図２（Ｂ）のような場合は、半導体ウェハ２１を回転させて、支持棒１８を固定もしくは微小な直線運動をさせて回収する。
【００２９】
半導体ウェハ２１の全表面の回収をする場合や、同心円状の広い幅に亘って回収する場合は、半導体ウェハ２１を回転させて、支持棒１８を所定の距離だけ直線運動をさせて回収する。
【００３０】
図４は半導体ウェハ表面の複数箇所の回収を同時に行う部分回収を示す図であり、回収を行う箇所に応じて複数の回収管１０が同時に上下、左右に動かして回収を行う。
【００３１】
また、半導体ウェハを縦にして、回転させ、下部に回収液をおき、それよりも上の箇所において回収管１０で不純物を含有した回収液を回収して半導体ウェハのエッジ部の不純物を分析することもできる。
【００３２】
図３や図４あるいは上記した半導体ウェハのエッジ部の回収は自動操作によることが好ましい。しかし手動操作で、回収管を動かして部分回収や全体回収を行うことも可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように円筒状の回収管を用いて不純物を含有した媒体を回収するから、回収の際に円筒体で囲いを設けた状態となる。したがって、回収液の飛散や落下を防止することができる。さらに、大気から遮断されているので、大気中のコンタミネーション（パーティクルや有機物等）の侵入を防止することができる。
【００３４】
また、回収後に持ち上げるとにより自動的に底部が閉塞する回収管を用いているから、所定の箇所の不純物を自由に回収することができる。また、人によるコンタミネーションの侵入を極力抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の回収管およびその動作を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における不純物の回収箇所を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態において、回転する半導体ウェハと回収管との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態において、半導体ウェハと複数の回収管との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０ 回収管
１１ 切り込み
１２ 下部の片
１３ 底面
１４ 円筒体
１５ 蓋
１６ 間隙
１８ 支持棒
２０ 不純物を含有した媒体
２１ 半導体ウェハ
２２ 回収箇所
Claims (12)
- 円筒体の底面に蓋を有し、前記底面から所定の距離だけ複数の切り込みが前記円筒体に形成された回収管を用い、前記回収管を半導体表面に押し付けることにより前記切り込みから前記回収管の下部の各片を拡げてその間隙から前記半導体表面の不純物を含有した媒体を回収し、しかる後、前記回収管を持ち上げることにより前記蓋を閉塞することを特徴とする半導体表面の不純物分析前処理方法。
- 前記回収管はプラスチック製であることを特徴とする請求項１記載の半導体表面の不純物分析前処理方法。
- 前記回収される媒体は液体であることを特徴とする請求項１記載の半導体表面の不純物分析前処理方法。
- 前記回収される媒体は気体であることを特徴とする請求項１記載の半導体表面の不純物分析前処理方法。
- 前記半導体を回転させて前記回収を行うことを特徴とする請求項１記載の半導体表面の不純物分析前処理方法。
- 前記半導体を固定させて前記回収を行うことを特徴とする請求項１記載の半導体表面の不純物分析前処理方法。
- 前記回収管を移動させて前記回収を行うことを特徴とする請求項５または請求項６記載の半導体表面の不純物分析前処理方法。
- 前記回収管を固定させて前記回収を行うことを特徴とする請求項５または請求項６記載の半導体表面の不純物分析前処理方法。
- 複数の前記回収管を同時に駆動させて、前記半導体表面の複数箇所の不純部を含有する媒体を同時に回収することを特徴とする請求項１記載の半導体表面の不純物分析前処理方法。
- 円筒体の底面に蓋を有し、前記底面から所定の距離だけ複数の切り込みが前記円筒体に形成され、半導体表面に押し付けることにより前記切り込みから下部の各片を拡げてその間隙から前記半導体表面の不純物を含有した媒体を回収する回収管を具備することを特徴とする半導体表面の不純物分析前処理の装置。
- 前記回収管は弾性体材で構成されていることを特徴とする請求項１０記載の装置。
- 請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の半導体表面の不純物分析前処理を行う装置。
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|---|---|---|---|
| JP2000219583A JP4401008B2 (ja) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | 半導体表面の不純物分析前処理方法およびその装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP4897870B2 (ja) * | 2009-12-18 | 2012-03-14 | 株式会社 イアス | 基板分析用ノズル及び基板分析方法 |
| CN113311057A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-27 | 上海富乐德智能科技发展有限公司 | 一种半导体制造设备部件表面痕量污染的测试方法 |
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- 2000-07-19 JP JP2000219583A patent/JP4401008B2/ja not_active Expired - Fee Related
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