JPH11145230A - 多結晶シリコン膜の分析方法 - Google Patents
多結晶シリコン膜の分析方法Info
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- JPH11145230A JPH11145230A JP30714597A JP30714597A JPH11145230A JP H11145230 A JPH11145230 A JP H11145230A JP 30714597 A JP30714597 A JP 30714597A JP 30714597 A JP30714597 A JP 30714597A JP H11145230 A JPH11145230 A JP H11145230A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウェーハに形成された多結晶シリコン膜の全
体に含有される不純物元素についての分析方法を提供す
ること。 【解決手段】 ウェーハＷに形成された多結晶シリコン
膜に対し、溶解液としてのフッ硝酸を、垂直な溶解液保
持棒１２の下端面と多結晶シリコン膜との間隙に保持
し、フッ硝酸を保持したまま溶解液保持棒１２をウェー
ハＷの周縁部から中心部へ向かって移動させ、同時にウ
ェーハＷを回転させる。その結果、フッ硝酸は多結晶シ
リコン膜の全面に接触して多結晶シリコン膜を溶解し、
含有されている不純物元素が溶解されて、ウェーハＷの
中心部に濃縮され集められる。フッ硝酸を蒸発させて残
る不純物元素に対して全反射蛍光Ｘ線法を適用して不純
物元素を分析する。
体に含有される不純物元素についての分析方法を提供す
ること。 【解決手段】 ウェーハＷに形成された多結晶シリコン
膜に対し、溶解液としてのフッ硝酸を、垂直な溶解液保
持棒１２の下端面と多結晶シリコン膜との間隙に保持
し、フッ硝酸を保持したまま溶解液保持棒１２をウェー
ハＷの周縁部から中心部へ向かって移動させ、同時にウ
ェーハＷを回転させる。その結果、フッ硝酸は多結晶シ
リコン膜の全面に接触して多結晶シリコン膜を溶解し、
含有されている不純物元素が溶解されて、ウェーハＷの
中心部に濃縮され集められる。フッ硝酸を蒸発させて残
る不純物元素に対して全反射蛍光Ｘ線法を適用して不純
物元素を分析する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はウェーハに形成され
た多結晶シリコン膜の分析方法に関するものであり、更
に詳しくは、ウェーハに形成される多結晶シリコン膜中
の微量の元素を分析する方法に関するものである。
た多結晶シリコン膜の分析方法に関するものであり、更
に詳しくは、ウェーハに形成される多結晶シリコン膜中
の微量の元素を分析する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造プロセスにおいては、
周知のように、ウェーハの表面にＳｉＯ2 （酸化シリコ
ン）膜を形成させたり、ＳｉＯ2 膜にｐ型またはｎ型の
不純物を拡散させたり、また、ＳｉＯ2 膜の上へ多結晶
シリコン（Ｓｉ）膜を形成させることが行なわれる。そ
して生産管理の面から、各工程において、例えばＳｉＯ
2 膜の形成工程においては、ダミーとしてのウェーハに
ＳｉＯ2 膜を形成させた試料について、意図しない不純
物、例えばＦｅ（鉄）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロ
ム）等による汚染の有無を知るための分析が行なわれ
る。その分析方法の一つに、Ｘ線を入射させた時に発生
する蛍光Ｘ線によって不純物を分析する全反射蛍光Ｘ線
（ＴＲＸＲＦ）法がある。しかし、このＴＲＸＲＦ（Ｔ
ｏｔａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｘｒａｙ Ｆｌｕｏ
ｒｅｓｃｅｎｃｅ）法では膜の深さ方向に５０Å程度ま
でしか分析できないので、例えば膜厚２００Å程度のＳ
ｉＯ2膜の全体に含有される不純物元素を分析するため
には、フッ酸（ＨＦ）によってＳｉＯ2 膜を溶解して不
純物を溶解させた後、フッ酸を蒸発させて残る不純物を
分析する濃縮ＴＲＸＲＦ法が採用されている。そして、
不純物元素の濃縮は、図１に一例として示す濃縮装置１
によって行なわれる。
周知のように、ウェーハの表面にＳｉＯ2 （酸化シリコ
ン）膜を形成させたり、ＳｉＯ2 膜にｐ型またはｎ型の
不純物を拡散させたり、また、ＳｉＯ2 膜の上へ多結晶
シリコン（Ｓｉ）膜を形成させることが行なわれる。そ
して生産管理の面から、各工程において、例えばＳｉＯ
2 膜の形成工程においては、ダミーとしてのウェーハに
ＳｉＯ2 膜を形成させた試料について、意図しない不純
物、例えばＦｅ（鉄）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロ
ム）等による汚染の有無を知るための分析が行なわれ
る。その分析方法の一つに、Ｘ線を入射させた時に発生
する蛍光Ｘ線によって不純物を分析する全反射蛍光Ｘ線
（ＴＲＸＲＦ）法がある。しかし、このＴＲＸＲＦ（Ｔ
ｏｔａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｘｒａｙ Ｆｌｕｏ
ｒｅｓｃｅｎｃｅ）法では膜の深さ方向に５０Å程度ま
でしか分析できないので、例えば膜厚２００Å程度のＳ
ｉＯ2膜の全体に含有される不純物元素を分析するため
には、フッ酸（ＨＦ）によってＳｉＯ2 膜を溶解して不
純物を溶解させた後、フッ酸を蒸発させて残る不純物を
分析する濃縮ＴＲＸＲＦ法が採用されている。そして、
不純物元素の濃縮は、図１に一例として示す濃縮装置１
によって行なわれる。
【０００３】図１を参照して、不純物元素の濃縮装置１
は架台２の表面の一端部において軸受３に支持された回
転軸４の頂部に、ヒータ内蔵部５、分析試料としての例
えばＳｉＯ2 膜の形成されたウェーハＷを載置するター
ンテーブル６が取り付けられており、ターンテーブル６
は回転軸４の直下となる架台１の下方の図示されないモ
ータによって回転される。また軸受３に近接して回動機
構部７が設けられ、回動機構部７から延びる回動アーム
８は、回動機構部７の直下となる架台１の下方の図示さ
れないモータによって、架台１の表面に平行に回動され
る。そして、回動アーム８の先端部に取り付けられた支
柱９の下端は架台１の表面を摺動し得るようになってい
る。また、支柱９の上端部には支持部１０を介して取付
けアーム１１の根元部が固定され、取付けアーム１１の
先端部には溶解液保持棒１２が垂直に取り付けられる。
そして、回動アーム８が回動されると、溶解液保持棒１
２の下端面はターンテーブル６の周縁部Ａの直上から中
心部Ｃの直上へ向かって円弧状の移動されるようになっ
ている。また溶解液保持棒１２とウェーハＷとの位置関
係を示す図２を参照して、溶解液保持棒１２はその下端
面とターンテーブル６上のウェーハＷとの間に所定の間
隔Ｇをあけて垂直に取り付けられており、溶解液として
のフッ酸が溶解液保持棒１２の下端面とウェーハＷとの
間に保持され、一般的には図１のヒータ内蔵部５のヒー
タによって加温される。
は架台２の表面の一端部において軸受３に支持された回
転軸４の頂部に、ヒータ内蔵部５、分析試料としての例
えばＳｉＯ2 膜の形成されたウェーハＷを載置するター
ンテーブル６が取り付けられており、ターンテーブル６
は回転軸４の直下となる架台１の下方の図示されないモ
ータによって回転される。また軸受３に近接して回動機
構部７が設けられ、回動機構部７から延びる回動アーム
８は、回動機構部７の直下となる架台１の下方の図示さ
れないモータによって、架台１の表面に平行に回動され
る。そして、回動アーム８の先端部に取り付けられた支
柱９の下端は架台１の表面を摺動し得るようになってい
る。また、支柱９の上端部には支持部１０を介して取付
けアーム１１の根元部が固定され、取付けアーム１１の
先端部には溶解液保持棒１２が垂直に取り付けられる。
そして、回動アーム８が回動されると、溶解液保持棒１
２の下端面はターンテーブル６の周縁部Ａの直上から中
心部Ｃの直上へ向かって円弧状の移動されるようになっ
ている。また溶解液保持棒１２とウェーハＷとの位置関
係を示す図２を参照して、溶解液保持棒１２はその下端
面とターンテーブル６上のウェーハＷとの間に所定の間
隔Ｇをあけて垂直に取り付けられており、溶解液として
のフッ酸が溶解液保持棒１２の下端面とウェーハＷとの
間に保持され、一般的には図１のヒータ内蔵部５のヒー
タによって加温される。
【０００４】そして不純物元素の濃縮は次ぎのようにし
て行なわれる。すなわち、ターンテーブル６にウェーハ
Ｗを固定して（図１にはウェーハＷは示されていない）
溶解液保持棒１２の下端面の始点の位置をターンテーブ
ル６の周縁部Ａの直上に置き、回動アーム８を回動させ
る。これに伴い、溶解液保持棒１２はその下端面とウェ
ーハＷとの間にフッ酸を保持したまま円弧状に移動され
てターンテーブル６の中心部Ｃの直上に至る。また、こ
れと同時に溶解液保持棒１２の移動に整合して連動され
てターンテーブル６が回転されるようになっており、そ
の結果、溶解液保持棒１２の下端面は保持するフッ酸と
共にウェーハＷの全面を移動することになる。このよう
にして、ウェーハＷの全面に形成されているＳｉＯ2 膜
が溶解され、含有されている不純物元素がフッ酸に溶解
されてウェーハＷの中心部に濃縮され集められる。この
フッ酸を加熱して蒸発させることにより、ＳｉＯ2 膜全
体に含有される不純物元素がウェーハＷの中心部に濃縮
されて残る。この不純物元素の濃縮物をＴＲＸＲＦ法に
よって分析するのが濃縮ＴＲＸＲＦ法である。
て行なわれる。すなわち、ターンテーブル６にウェーハ
Ｗを固定して（図１にはウェーハＷは示されていない）
溶解液保持棒１２の下端面の始点の位置をターンテーブ
ル６の周縁部Ａの直上に置き、回動アーム８を回動させ
る。これに伴い、溶解液保持棒１２はその下端面とウェ
ーハＷとの間にフッ酸を保持したまま円弧状に移動され
てターンテーブル６の中心部Ｃの直上に至る。また、こ
れと同時に溶解液保持棒１２の移動に整合して連動され
てターンテーブル６が回転されるようになっており、そ
の結果、溶解液保持棒１２の下端面は保持するフッ酸と
共にウェーハＷの全面を移動することになる。このよう
にして、ウェーハＷの全面に形成されているＳｉＯ2 膜
が溶解され、含有されている不純物元素がフッ酸に溶解
されてウェーハＷの中心部に濃縮され集められる。この
フッ酸を加熱して蒸発させることにより、ＳｉＯ2 膜全
体に含有される不純物元素がウェーハＷの中心部に濃縮
されて残る。この不純物元素の濃縮物をＴＲＸＲＦ法に
よって分析するのが濃縮ＴＲＸＲＦ法である。
【０００５】このようにして、ＳｉＯ2 膜やＳｉ3 Ｎ4
（窒化シリコン）膜の成膜工程や、ＳｉＯ2 膜へのｐ型
またはｎ型の不純物の拡散工程における意図しない不純
物による汚染がチェックされている。
（窒化シリコン）膜の成膜工程や、ＳｉＯ2 膜へのｐ型
またはｎ型の不純物の拡散工程における意図しない不純
物による汚染がチェックされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ＳｉＯ2 膜やＳｉ3 Ｎ
4 膜はフッ酸に溶解されるので、ＳｉＯ2 膜やＳｉ3 Ｎ
4 膜については上記のフッ酸を溶解液とする濃縮ＴＲＸ
ＲＦ法は極めて有用な分析方法であるが、多結晶シリコ
ン膜はフッ酸に溶解されないので、フッ酸を溶解液とす
る濃縮ＴＲＸＲＦ法を多結晶シリコン膜の分析に適用す
ることができない。しかしまた、フッ酸を使用しないＴ
ＲＸＲＦ法を適用しても十分な分析結果は得られない。
すなわち、多結晶シリコンのグレインによる表面の凹凸
がＸ線を散乱させるので、Ｘ線の全反射を前提とするＴ
ＲＸＲＦ法ではバックグラウンドが増大してＳ／Ｎ比が
低下し、分析方法としては適していないものの、全反射
するように視射角０．１度程度とされるＸ線が膜内に入
り得る深さ５０Å程度までの汚染を分析することはでき
る。しかし、それ以上の深さの汚染は分析できないのが
現状である。
4 膜はフッ酸に溶解されるので、ＳｉＯ2 膜やＳｉ3 Ｎ
4 膜については上記のフッ酸を溶解液とする濃縮ＴＲＸ
ＲＦ法は極めて有用な分析方法であるが、多結晶シリコ
ン膜はフッ酸に溶解されないので、フッ酸を溶解液とす
る濃縮ＴＲＸＲＦ法を多結晶シリコン膜の分析に適用す
ることができない。しかしまた、フッ酸を使用しないＴ
ＲＸＲＦ法を適用しても十分な分析結果は得られない。
すなわち、多結晶シリコンのグレインによる表面の凹凸
がＸ線を散乱させるので、Ｘ線の全反射を前提とするＴ
ＲＸＲＦ法ではバックグラウンドが増大してＳ／Ｎ比が
低下し、分析方法としては適していないものの、全反射
するように視射角０．１度程度とされるＸ線が膜内に入
り得る深さ５０Å程度までの汚染を分析することはでき
る。しかし、それ以上の深さの汚染は分析できないのが
現状である。
【０００７】従って、ＳｉＯ2 膜、Ｓｉ3 Ｎ4 膜の成膜
工程や、ＳｉＯ2 膜へのｐ型またはｎ型の不純物の拡散
工程については、その工程における不純物元素による汚
染や、その汚染と形成された膜の絶縁破壊電圧との相関
等を解析し得るに対して、多結晶シリコン膜の成膜工程
については同様な解析が不能であり、同一水準での評価
ができないという問題がある。
工程や、ＳｉＯ2 膜へのｐ型またはｎ型の不純物の拡散
工程については、その工程における不純物元素による汚
染や、その汚染と形成された膜の絶縁破壊電圧との相関
等を解析し得るに対して、多結晶シリコン膜の成膜工程
については同様な解析が不能であり、同一水準での評価
ができないという問題がある。
【０００８】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、ウェ
ーハに形成された多結晶シリコン膜の全体に含有される
不純物元素の分析が可能である分析方法を提供すること
を課題とする。
ーハに形成された多結晶シリコン膜の全体に含有される
不純物元素の分析が可能である分析方法を提供すること
を課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題は請求項１の
構成によって解決されるが、その解決手段を説明すれ
ば、ウェーハに形成された多結晶シリコン膜に含有され
る不純物元素は次のような方法で分析することができ
る。すなわち、フッ酸と硝酸との混酸であるフッ硝酸を
溶解液とし、このフッ硝酸を多結晶シリコン膜に接触さ
せて、多結晶シリコン膜を溶解して多結晶シリコン膜に
含有されている不純物元素を溶解させる。そして、フッ
硝酸を蒸発させて、後に残る不純物元素に全反射蛍光Ｘ
線法を適用して分析する方法である。
構成によって解決されるが、その解決手段を説明すれ
ば、ウェーハに形成された多結晶シリコン膜に含有され
る不純物元素は次のような方法で分析することができ
る。すなわち、フッ酸と硝酸との混酸であるフッ硝酸を
溶解液とし、このフッ硝酸を多結晶シリコン膜に接触さ
せて、多結晶シリコン膜を溶解して多結晶シリコン膜に
含有されている不純物元素を溶解させる。そして、フッ
硝酸を蒸発させて、後に残る不純物元素に全反射蛍光Ｘ
線法を適用して分析する方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】上述したように、本発明の多結晶
シリコン膜の分析方法は、ウェーハに形成された多結晶
シリコン膜に含有される不純物元素を分析するに際し
て、フッ酸と硝酸との混酸であるフッ硝酸を溶解液と
し、フッ硝酸を多結晶シリコン膜の所定領域に接触させ
て多結晶シリコン膜を溶解し、含有されている不純物元
素を溶解させることによって行うが、溶解液としてのフ
ッ硝酸に不純物元素を溶解させるには如何なる方法を採
用してもよい。しかし、ＳｉＯ2 膜等を濃縮ＴＲＸＲＦ
法で分析する場合に使用されている不純物元素の濃縮装
置を転用するのが簡便である。すなわち、垂直な溶解液
保持棒の下端面と多結晶シリコン膜の表面との間隙にフ
ッ硝酸を保持させ、その状態で溶解液保持棒を多結晶シ
リコン膜の所定領域の全面に沿って順次移動させること
により所定領域に含有されている不順物元素を濃縮する
方法である。従って、以下の実施例においては、図１を
援用して説明する。
シリコン膜の分析方法は、ウェーハに形成された多結晶
シリコン膜に含有される不純物元素を分析するに際し
て、フッ酸と硝酸との混酸であるフッ硝酸を溶解液と
し、フッ硝酸を多結晶シリコン膜の所定領域に接触させ
て多結晶シリコン膜を溶解し、含有されている不純物元
素を溶解させることによって行うが、溶解液としてのフ
ッ硝酸に不純物元素を溶解させるには如何なる方法を採
用してもよい。しかし、ＳｉＯ2 膜等を濃縮ＴＲＸＲＦ
法で分析する場合に使用されている不純物元素の濃縮装
置を転用するのが簡便である。すなわち、垂直な溶解液
保持棒の下端面と多結晶シリコン膜の表面との間隙にフ
ッ硝酸を保持させ、その状態で溶解液保持棒を多結晶シ
リコン膜の所定領域の全面に沿って順次移動させること
により所定領域に含有されている不順物元素を濃縮する
方法である。従って、以下の実施例においては、図１を
援用して説明する。
【００１１】
【実施例】図１において、多結晶シリコン膜が全面に形
成されたウェーハＷを濃縮装置１のターンテーブル６に
載置し固定する。一方、取付けアーム１１の先端部に溶
解液保持棒１２をその下端面がターンテーブル６の周縁
部Ａの直上を移動の開始点として垂直に取り付ける。フ
ッ硝酸を保持させる溶解液保持棒１２にはフッ硝酸に耐
性のある含フッ素樹脂、例えばポリ四エチレンの丸棒が
適している。溶解液保持棒１２の直径や、溶解液保持棒
１２の下端面と多結晶シリコン膜との間の間隙Ｇの大き
さは特に限定されないが、保持させるフッ硝酸の溶解能
力、保持安定性などの点から、溶解液保持棒１２の直径
は１０ｍｍ程度、溶解液保持棒１２の下端面と多結晶シ
リコン膜との間隙Ｇは１．５ｍｍ程度とするのが好まし
い。この間隙Ｇにピペットを使ってフッ硝酸を注入する
が、フッ硝酸はその表面張力によって図２によって示す
ような液状塊１３を形成して保持される。
成されたウェーハＷを濃縮装置１のターンテーブル６に
載置し固定する。一方、取付けアーム１１の先端部に溶
解液保持棒１２をその下端面がターンテーブル６の周縁
部Ａの直上を移動の開始点として垂直に取り付ける。フ
ッ硝酸を保持させる溶解液保持棒１２にはフッ硝酸に耐
性のある含フッ素樹脂、例えばポリ四エチレンの丸棒が
適している。溶解液保持棒１２の直径や、溶解液保持棒
１２の下端面と多結晶シリコン膜との間の間隙Ｇの大き
さは特に限定されないが、保持させるフッ硝酸の溶解能
力、保持安定性などの点から、溶解液保持棒１２の直径
は１０ｍｍ程度、溶解液保持棒１２の下端面と多結晶シ
リコン膜との間隙Ｇは１．５ｍｍ程度とするのが好まし
い。この間隙Ｇにピペットを使ってフッ硝酸を注入する
が、フッ硝酸はその表面張力によって図２によって示す
ような液状塊１３を形成して保持される。
【００１２】なお、溶解液として使用するフッ硝酸は、
多結晶シリコン膜が溶解されればよく、フッ酸と硝酸の
それぞれの濃度や混合割合は特に限定されない。また、
ターンテーブル６の直下の内蔵ヒータによってフッ硝酸
は加温して使用するが、その温度は多結晶シリコン膜の
溶解状態によって適宜決定される。
多結晶シリコン膜が溶解されればよく、フッ酸と硝酸の
それぞれの濃度や混合割合は特に限定されない。また、
ターンテーブル６の直下の内蔵ヒータによってフッ硝酸
は加温して使用するが、その温度は多結晶シリコン膜の
溶解状態によって適宜決定される。
【００１３】以降の不純物元素の濃縮方法は前述したＳ
ｉＯ2 膜の場合と同様である。上記の状態からターンテ
ーブル６を回転させると同時に、回動機構部７によって
回動アーム８を回動させる。回動アーム８の回動によっ
て溶解液保持棒１２の下端面はターンテーブル６の周縁
部Ａの直上から円弧を画いて中央部Ｃの直上へ移動する
が、同時にターンテーブル６を溶解液保持棒１２の移動
にマッチングさせて回転されることにより、溶解液保持
棒１２の下端面に保持されているフッ硝酸の液状塊１３
はウェーハＷの多結晶シリコン膜の全面にくまなく接触
し、その多結晶シリコン膜の表面からウェーハＷとの界
面に至る深さまで溶解され、含有されている不純物元素
の全てが溶解されて、溶解液保持棒１２の移動の終点で
あるウェーハＷの中心部に濃縮して集められる。
ｉＯ2 膜の場合と同様である。上記の状態からターンテ
ーブル６を回転させると同時に、回動機構部７によって
回動アーム８を回動させる。回動アーム８の回動によっ
て溶解液保持棒１２の下端面はターンテーブル６の周縁
部Ａの直上から円弧を画いて中央部Ｃの直上へ移動する
が、同時にターンテーブル６を溶解液保持棒１２の移動
にマッチングさせて回転されることにより、溶解液保持
棒１２の下端面に保持されているフッ硝酸の液状塊１３
はウェーハＷの多結晶シリコン膜の全面にくまなく接触
し、その多結晶シリコン膜の表面からウェーハＷとの界
面に至る深さまで溶解され、含有されている不純物元素
の全てが溶解されて、溶解液保持棒１２の移動の終点で
あるウェーハＷの中心部に濃縮して集められる。
【００１４】その後、フッ硝酸を加熱して蒸発させ、残
る不純物元素に全反射蛍光Ｘ線法を適用することによ
り、不純物元素の種類と量が分析される。不純物元素の
種類はＦｅ（鉄）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロム）
が主たるものであるが、これら遷移金属の場合の分析の
検出下限は、フッ硝酸を使用しないＴＲＸＲＦ法の場合
には１×１０10 atoms/cm2であったものが、フッ硝酸を
使用する濃縮ＴＲＸＲＦ法を採用することによって１×
１０8 〜１×１０9 atoms/cm2 程度に向上し、極く微量
の分析が可能となった。
る不純物元素に全反射蛍光Ｘ線法を適用することによ
り、不純物元素の種類と量が分析される。不純物元素の
種類はＦｅ（鉄）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロム）
が主たるものであるが、これら遷移金属の場合の分析の
検出下限は、フッ硝酸を使用しないＴＲＸＲＦ法の場合
には１×１０10 atoms/cm2であったものが、フッ硝酸を
使用する濃縮ＴＲＸＲＦ法を採用することによって１×
１０8 〜１×１０9 atoms/cm2 程度に向上し、極く微量
の分析が可能となった。
【００１５】本発明の実施の形態による多結晶シリコン
膜の分析方法は以上のように構成され作用するが、勿
論、本発明はこれに限られることなく、本発明の技術的
思想に基づいて種々の変形が可能である。
膜の分析方法は以上のように構成され作用するが、勿
論、本発明はこれに限られることなく、本発明の技術的
思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００１６】例えば本実施の形態においては、多結晶シ
リコン膜に含有される不純物の濃縮に際し、溶解液保持
棒１２の下端面と多結晶シリコン膜との間にフッ硝酸を
保持させ、その状態を維持して溶解液保持棒１２をウェ
ーハＷの周縁部から中心部へ円弧状に移動させると同時
に、ウェーハＷを回転させることによってフッ硝酸を多
結晶シリコン膜の全面に接触させて不純物元素を濃縮し
たが、これ以外の濃縮を採用してもよい。例えば固定し
たウェーハＷの多結晶シリコン膜の周端部に形成させた
囲い内にフッ硝酸を収容して多結晶シリコン膜を溶解
し、含有される不純物元素を所定の地点に残すようにフ
ッ硝酸を蒸発させてもよい。その他、フッ硝酸の蒸気を
多結晶シリコン膜の全面に接触させ、液体として回収す
る操作を繰り返すことによっても不純物を濃縮し得る。
リコン膜に含有される不純物の濃縮に際し、溶解液保持
棒１２の下端面と多結晶シリコン膜との間にフッ硝酸を
保持させ、その状態を維持して溶解液保持棒１２をウェ
ーハＷの周縁部から中心部へ円弧状に移動させると同時
に、ウェーハＷを回転させることによってフッ硝酸を多
結晶シリコン膜の全面に接触させて不純物元素を濃縮し
たが、これ以外の濃縮を採用してもよい。例えば固定し
たウェーハＷの多結晶シリコン膜の周端部に形成させた
囲い内にフッ硝酸を収容して多結晶シリコン膜を溶解
し、含有される不純物元素を所定の地点に残すようにフ
ッ硝酸を蒸発させてもよい。その他、フッ硝酸の蒸気を
多結晶シリコン膜の全面に接触させ、液体として回収す
る操作を繰り返すことによっても不純物を濃縮し得る。
【００１７】また本実施の形態においては、溶解液保持
棒１２の下端面と多結晶シリコン膜との間の間隙Ｇにフ
ッ硝酸を保持させたが、下端面を多結晶シリコン膜に接
触させたポリ四フッ化エチレンのチューブまたは細管の
内部にフッ硝酸を保持させ、その状態を維持して多結晶
シリコン膜の所定領域の全面にチューブまたは細管を移
動させ、不純物元素を濃縮するようにしてもよい。
棒１２の下端面と多結晶シリコン膜との間の間隙Ｇにフ
ッ硝酸を保持させたが、下端面を多結晶シリコン膜に接
触させたポリ四フッ化エチレンのチューブまたは細管の
内部にフッ硝酸を保持させ、その状態を維持して多結晶
シリコン膜の所定領域の全面にチューブまたは細管を移
動させ、不純物元素を濃縮するようにしてもよい。
【００１８】また本実施の形態においては、溶解液保持
棒１２をウェーハＷの周縁部から中心部に向けて円弧状
に移動させたが、直線状に移動させるようにしてもよ
い。また、溶解液保持棒１２をウェーハＷの中心部から
周縁部へ移動させるようにしてもよい。
棒１２をウェーハＷの周縁部から中心部に向けて円弧状
に移動させたが、直線状に移動させるようにしてもよ
い。また、溶解液保持棒１２をウェーハＷの中心部から
周縁部へ移動させるようにしてもよい。
【００１９】また本実施の形態においては、溶解液保持
棒１２をウェーハＷの周縁部から中心部へ向かって移動
させてウェーハ全面における多結晶シリコン膜中の不純
物元素を分析したが、溶解液保持棒の移動の開始点また
は終点の位置を変えて多結晶シリコン膜の一部分におけ
る不純物元素を分析することもできる。
棒１２をウェーハＷの周縁部から中心部へ向かって移動
させてウェーハ全面における多結晶シリコン膜中の不純
物元素を分析したが、溶解液保持棒の移動の開始点また
は終点の位置を変えて多結晶シリコン膜の一部分におけ
る不純物元素を分析することもできる。
【００２０】
【発明の効果】本発明は以上に説明したような形態で実
施され、次ぎに記載するような効果を奏する。
施され、次ぎに記載するような効果を奏する。
【００２１】多結晶シリコン膜の膜厚に関係なく、その
表面から下地のウェーハＷとの界面に至るまでに含有さ
れている不純物元素の分析が可能となるので、半導体装
置の製造の多結晶シリコン膜形成工程における不純物元
素による汚染の管理がＳｉＯ2 膜形成工程、Ｓｉ3 Ｎ4
膜形成工程、ＳｉＯ2 膜へのドーピング工程と同等の検
査水準で可能となり、製造される半導体装置の信頼性を
向上させる。
表面から下地のウェーハＷとの界面に至るまでに含有さ
れている不純物元素の分析が可能となるので、半導体装
置の製造の多結晶シリコン膜形成工程における不純物元
素による汚染の管理がＳｉＯ2 膜形成工程、Ｓｉ3 Ｎ4
膜形成工程、ＳｉＯ2 膜へのドーピング工程と同等の検
査水準で可能となり、製造される半導体装置の信頼性を
向上させる。
【図１】濃縮装置の概略斜視図である。
【図２】溶解液保持棒とウェーハとの位置関係を示す図
である。
である。
１……濃縮装置、４……回転軸、５……ヒータ内蔵部、
６……ターンテーブル、７……回動機構部、８……回動
アーム、９……支柱、１０……支持部、１１……取付け
アーム、１２……溶解液保持棒、１３……フッ硝酸の液
状塊、Ｇ……間隙、Ｗ……ウェーハ。
６……ターンテーブル、７……回動機構部、８……回動
アーム、９……支柱、１０……支持部、１１……取付け
アーム、１２……溶解液保持棒、１３……フッ硝酸の液
状塊、Ｇ……間隙、Ｗ……ウェーハ。
Claims (6)
- 【請求項１】 ウェーハに形成された薄膜に前記薄膜を
溶解し得る溶解液を接触させることにより、前記薄膜を
溶解して前記薄膜中に含有される不純物元素を溶解さ
せ、次いで前記溶解液を蒸発させた後に、残る前記不純
物元素に全反射蛍光Ｘ線法を適用する分析方法におい
て、 前記ウェーハに形成された前記薄膜が多結晶シリコン膜
である場合に前記溶解液としてフッ酸と硝酸との混酸で
あるフッ硝酸を使用することを特徴とする多結晶シリコ
ン膜の分析方法。 - 【請求項２】 前記ウェーハに形成された前記多結晶シ
リコン膜に含有される前記不純物元素を分析するに際
し、 前記フッ硝酸を溶解液保持棒の下端面と前記多結晶シリ
コン膜との間の所定の間隙に保持して、前記溶解液保持
棒の下端面を前記多結晶シリコン膜の所定領域の全面に
沿って順次移動させ、 前記溶解液保持棒の移動の終点において、前記所定領域
における前記不純物元素が濃縮して集められた前記フッ
硝酸を蒸発させた後に、残る前記不純物元素に全反射蛍
光Ｘ線法を適用することを特徴とする請求項１に記載の
多結晶シリコン膜の分析方法。 - 【請求項３】 前記多結晶シリコン膜の前記所定領域の
全面に対する前記溶解液保持棒の前記下端面の移動が、
水平に取り付けられた前記ウェーハの水平面内での回転
と、前記溶解液保持棒の前記下端面が前記所定領域の周
縁部から中心部へ向かう移動とを合成して行なわれるこ
とを特徴とする請求項２に記載の多結晶シリコン膜の分
析方法。 - 【請求項４】 前記溶解液保持棒が前記フッ硝酸に耐性
を有する含フッ素樹脂で作製されていることを特徴とす
る請求項２に記載の多結晶シリコン膜の分析方法。 - 【請求項５】 前記多結晶シリコン膜に接触させる前記
フッ硝酸の温度を前記多結晶シリコン膜の溶解に適した
温度に加温することを特徴とする請求項１に記載の多結
晶シリコン膜の分析方法。 - 【請求項６】 前記不純物元素が鉄、ニッケル、コバル
トであることを特徴とする請求項１に記載の多結晶シリ
コン膜の分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30714597A JPH11145230A (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 多結晶シリコン膜の分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30714597A JPH11145230A (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 多結晶シリコン膜の分析方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11145230A true JPH11145230A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=17965583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30714597A Pending JPH11145230A (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 多結晶シリコン膜の分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11145230A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6916657B2 (en) * | 2000-06-26 | 2005-07-12 | Mitsubishi Materials Silicon Corporation | Evaluation method for polycrystalline silicon |
| US9250221B2 (en) | 2013-09-03 | 2016-02-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Standard sample and method of preparing same |
| JP2019158560A (ja) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | 株式会社リガク | 蛍光ｘ線分析方法、蛍光ｘ線分析装置またはプログラム |
-
1997
- 1997-11-10 JP JP30714597A patent/JPH11145230A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6916657B2 (en) * | 2000-06-26 | 2005-07-12 | Mitsubishi Materials Silicon Corporation | Evaluation method for polycrystalline silicon |
| DE10129489B4 (de) * | 2000-06-26 | 2012-08-16 | Mitsubishi Materials Corp. | Bewertungsmethode für polykristallines Silizium |
| US9250221B2 (en) | 2013-09-03 | 2016-02-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Standard sample and method of preparing same |
| JP2019158560A (ja) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | 株式会社リガク | 蛍光ｘ線分析方法、蛍光ｘ線分析装置またはプログラム |
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