JPH05315428A - 汚染不純物の評価方法 - Google Patents
汚染不純物の評価方法Info
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- JPH05315428A JPH05315428A JP12188392A JP12188392A JPH05315428A JP H05315428 A JPH05315428 A JP H05315428A JP 12188392 A JP12188392 A JP 12188392A JP 12188392 A JP12188392 A JP 12188392A JP H05315428 A JPH05315428 A JP H05315428A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、不純物の有無に加え、容易に不純
物の種類等を検知することのできる方法を提供すること
を目的とする。 【構成】 本発明では、汚染状況を検出しようとする同
一工程を経たｎ型半導体基板とｐ型半導体基板とを用意
し、これらについてそれぞれキャリアのライフタイムを
検出し、これを、あらかじめ測定しておいたライフタイ
ムデータと比較し、比較結果から不純物の種類を検知す
るようにしている。
物の種類等を検知することのできる方法を提供すること
を目的とする。 【構成】 本発明では、汚染状況を検出しようとする同
一工程を経たｎ型半導体基板とｐ型半導体基板とを用意
し、これらについてそれぞれキャリアのライフタイムを
検出し、これを、あらかじめ測定しておいたライフタイ
ムデータと比較し、比較結果から不純物の種類を検知す
るようにしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に半導体装置の製造
工程で発生する汚染不純物の種類と量とを評価する評価
方法に関する。
工程で発生する汚染不純物の種類と量とを評価する評価
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＯＳＬＳＩやバイポ−ラＩＣなどの半
導体装置は、洗浄工程、酸化工程、フォトリソグラフィ
工程など数百の製造工程を経て製造される。このような
製造工程では、鉄、ニッケル、クロムなどの重金属が混
入すると半導体装置の性能を劣化させるため、細心の注
意をはらって重金属汚染の排除を行っている。しかしな
がら、高集積化および高密度化が進むにつれて、新しい
製造工程の導入が必要となってきており、また要求され
るクリーン度も従来より大きくなり、重金属汚染の把握
の必要性が従来にもまして大きくなっている。
導体装置は、洗浄工程、酸化工程、フォトリソグラフィ
工程など数百の製造工程を経て製造される。このような
製造工程では、鉄、ニッケル、クロムなどの重金属が混
入すると半導体装置の性能を劣化させるため、細心の注
意をはらって重金属汚染の排除を行っている。しかしな
がら、高集積化および高密度化が進むにつれて、新しい
製造工程の導入が必要となってきており、また要求され
るクリーン度も従来より大きくなり、重金属汚染の把握
の必要性が従来にもまして大きくなっている。
【０００３】このような状況のなかで、重金属による汚
染度を検出する方法としては、オージェ分析（ＡＥ
Ｓ）、ＳＩＭＳ、全反射螢光Ｘ線分析、などの各種物理
分析法がある。こうした分析法は汚染不純物の種類の確
定ができること、またその不純物量も求められること等
の利点がある。しかし前者の２つは半導体基板を切断し
所望の大きさの試料にする必要があること、またその試
料を評価装置の中に入れて真空に引く必要がある、時間
がかかる等の欠点がある。さらには試料を切断する際、
別の汚染不純物が混入し測定データが混乱する可能性も
ある。全反射螢光Ｘ線分析は、半導体基板を切断するこ
となく評価できるという利点があるが、ウェハ（半導体
基板）面内分布を詳細に調べようとすると、測定に時間
がかかるという欠点がある。また物理分析は一般に検出
感度が十分でないことが多く、電気的測定に比べ不満が
残る。
染度を検出する方法としては、オージェ分析（ＡＥ
Ｓ）、ＳＩＭＳ、全反射螢光Ｘ線分析、などの各種物理
分析法がある。こうした分析法は汚染不純物の種類の確
定ができること、またその不純物量も求められること等
の利点がある。しかし前者の２つは半導体基板を切断し
所望の大きさの試料にする必要があること、またその試
料を評価装置の中に入れて真空に引く必要がある、時間
がかかる等の欠点がある。さらには試料を切断する際、
別の汚染不純物が混入し測定データが混乱する可能性も
ある。全反射螢光Ｘ線分析は、半導体基板を切断するこ
となく評価できるという利点があるが、ウェハ（半導体
基板）面内分布を詳細に調べようとすると、測定に時間
がかかるという欠点がある。また物理分析は一般に検出
感度が十分でないことが多く、電気的測定に比べ不満が
残る。
【０００４】一方、半導体基板のライフタイムを測定
し、その値で汚染不純物の有無を検出する方法がある。
これは汚染不純物が半導体基板中に混入すると、キャリ
ア濃度が低下し、キャリアのライフタイムが低下する現
象を利用したもので、簡便であること、感度が良いこと
等の利点がある。またこの方法の場合、非接触法でライ
フタイムを測定することができる上、真空に引く必要も
ないため、測定しようとする半導体基板に何ら加工を加
えることなく短時間で測定することができるという利点
がある。
し、その値で汚染不純物の有無を検出する方法がある。
これは汚染不純物が半導体基板中に混入すると、キャリ
ア濃度が低下し、キャリアのライフタイムが低下する現
象を利用したもので、簡便であること、感度が良いこと
等の利点がある。またこの方法の場合、非接触法でライ
フタイムを測定することができる上、真空に引く必要も
ないため、測定しようとする半導体基板に何ら加工を加
えることなく短時間で測定することができるという利点
がある。
【０００５】ところで、歩留まり向上のために、汚染源
を排除するためには汚染不純物の種類、汚染不純物の量
および汚染源の位置等を検知する必要がある。しかしな
がら従来のライフタイム測定法では、ライフタイム低下
に関与した汚染不純物の種類も汚染不純物の量も汚染源
の位置も検知することができないという問題がある。
を排除するためには汚染不純物の種類、汚染不純物の量
および汚染源の位置等を検知する必要がある。しかしな
がら従来のライフタイム測定法では、ライフタイム低下
に関与した汚染不純物の種類も汚染不純物の量も汚染源
の位置も検知することができないという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の方法
では、非接触で短時間内に容易に汚染不純物の有無を測
定する方法はあるが、不純物の種類等を特定することが
できないという問題があった。
では、非接触で短時間内に容易に汚染不純物の有無を測
定する方法はあるが、不純物の種類等を特定することが
できないという問題があった。
【０００７】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、不純物の有無に加え容易に不純物の種類等を検知す
ることのできる方法を提供することを目的とする。
で、不純物の有無に加え容易に不純物の種類等を検知す
ることのできる方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで本発明では、ｎ型
半導体基板とｐ型半導体基板とを用意し、これらに対
し、汚染発生状況を評価したい工程を付与し、付与後の
ｎ型半導体基板とｐ型半導体基板とに対しそれぞれキャ
リアのライフタイムを検出し、検出値を、あらかじめ測
定しておいた不純物のｎ型半導体基板とｐ型半導体基板
に対するライフタイムデータの相関関係と比較し、比較
結果から不純物の種類およびまたは量を検知するように
している。
半導体基板とｐ型半導体基板とを用意し、これらに対
し、汚染発生状況を評価したい工程を付与し、付与後の
ｎ型半導体基板とｐ型半導体基板とに対しそれぞれキャ
リアのライフタイムを検出し、検出値を、あらかじめ測
定しておいた不純物のｎ型半導体基板とｐ型半導体基板
に対するライフタイムデータの相関関係と比較し、比較
結果から不純物の種類およびまたは量を検知するように
している。
【０００９】
【作用】本発明では半導体基板中に汚染不純物が混入し
た場合、半導体基板のキャリアが電子か正孔か、すなわ
ち導電型によってタイフタイムに与える影響が異なるこ
とに着目してなされたもので、上記方法によれば、汚染
不純物の種類を非接触でかつ容易に検知することが可能
となる。
た場合、半導体基板のキャリアが電子か正孔か、すなわ
ち導電型によってタイフタイムに与える影響が異なるこ
とに着目してなされたもので、上記方法によれば、汚染
不純物の種類を非接触でかつ容易に検知することが可能
となる。
【００１０】すなわち、あらかじめ種々の重金属で汚染
された場合の各導電型における半導体基板のキャリアの
タイフタイムを測定し基準値として記憶しておき、種類
を検知すべき汚染不純物に汚染された半導体基板のライ
フタイムを各導電型について測定し、それぞれの値を前
記基準値と比較することにより、不純物の種類を同定す
る。
された場合の各導電型における半導体基板のキャリアの
タイフタイムを測定し基準値として記憶しておき、種類
を検知すべき汚染不純物に汚染された半導体基板のライ
フタイムを各導電型について測定し、それぞれの値を前
記基準値と比較することにより、不純物の種類を同定す
る。
【００１１】また不純物濃度を変化させてライフタイム
の基準値を測定しこの不純物濃度を定量的に測定してお
くようにすれば、汚染不純物の種類のみならず不純物濃
度についても同定することができる。また非接触で各ウ
ェハ面内での測定を短時間で行うことができるため、不
純物分布についても容易に測定することができる。
の基準値を測定しこの不純物濃度を定量的に測定してお
くようにすれば、汚染不純物の種類のみならず不純物濃
度についても同定することができる。また非接触で各ウ
ェハ面内での測定を短時間で行うことができるため、不
純物分布についても容易に測定することができる。
【００１２】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照しつ
つ詳細に説明する。
つ詳細に説明する。
【００１３】まず、同一の不純物濃度のｐ型不純物とｎ
型不純物とをそれぞれ注入したｐ型シリコン基板および
ｎ型シリコン基板を用意し、第１の加熱炉を用いて１０
００℃〜１１５０℃、１時間の熱処理を行った。このの
ち光導電減衰法を用いてライフタイムを測定した。この
方法は、一定時間試料に光を照射し、キャリアを伝導帯
まで励起した時点から、基底状態に戻るまでの時間を測
定する方法である。ここでは５点について測定しその平
均値をＸＹ座標にプロットした。その結果を図１に黒丸
で示す。なお比較のために汚染なし（加熱前）のｐ型シ
リコン基板およびｎ型シリコン基板のライフタイムを図
１に三角印で示す。ここでは共に４００μｓｅｃであ
る。
型不純物とをそれぞれ注入したｐ型シリコン基板および
ｎ型シリコン基板を用意し、第１の加熱炉を用いて１０
００℃〜１１５０℃、１時間の熱処理を行った。このの
ち光導電減衰法を用いてライフタイムを測定した。この
方法は、一定時間試料に光を照射し、キャリアを伝導帯
まで励起した時点から、基底状態に戻るまでの時間を測
定する方法である。ここでは５点について測定しその平
均値をＸＹ座標にプロットした。その結果を図１に黒丸
で示す。なお比較のために汚染なし（加熱前）のｐ型シ
リコン基板およびｎ型シリコン基板のライフタイムを図
１に三角印で示す。ここでは共に４００μｓｅｃであ
る。
【００１４】ここで、熱処理温度が１０００〜１０５０
℃の範囲では、汚染度は低く、汚染不純物量が少なくｐ
型シリコン基板に対してのみライフタイムが低下する。
この変化は連続的である。
℃の範囲では、汚染度は低く、汚染不純物量が少なくｐ
型シリコン基板に対してのみライフタイムが低下する。
この変化は連続的である。
【００１５】そして１１００℃を越えると汚染不純物量
が増加し、ｐ型、ｎ型ともにライフタイムが低下する。
が増加し、ｐ型、ｎ型ともにライフタイムが低下する。
【００１６】これらのシリコン基板に対して全反射螢光
Ｘ線分析をおこなった結果、ライフタイムの値に対応し
て各濃度の鉄（Ｆｅ）が検出された。図１中の濃度数値
はこのＸ線分析によるものである。
Ｘ線分析をおこなった結果、ライフタイムの値に対応し
て各濃度の鉄（Ｆｅ）が検出された。図１中の濃度数値
はこのＸ線分析によるものである。
【００１７】次に第２の加熱炉を用いて同様に１０００
℃〜１１５０℃、１時間の熱処理を行った。こののち光
導電減衰法を用いてライフタイムを測定し、ここでもＸ
Ｙ座標にプロットした。その結果を図１に白丸で示す。
℃〜１１５０℃、１時間の熱処理を行った。こののち光
導電減衰法を用いてライフタイムを測定し、ここでもＸ
Ｙ座標にプロットした。その結果を図１に白丸で示す。
【００１８】この図から明らかなように、ｐ型、ｎ型シ
リコン基板に対してともにライフタイムが低下する。
リコン基板に対してともにライフタイムが低下する。
【００１９】これらのシリコン基板に対して全反射螢光
Ｘ線分析をおこなった結果、ライフタイムの値に対応し
て各濃度の銅（Ｃｕ）が検出された。図１中の濃度数値
はこのＸ線分析によるものである。
Ｘ線分析をおこなった結果、ライフタイムの値に対応し
て各濃度の銅（Ｃｕ）が検出された。図１中の濃度数値
はこのＸ線分析によるものである。
【００２０】このように黒丸と白丸とは異なる軌跡を描
くため、汚染不純物が不明な場合、ライフタイムを測定
し、この図面上にプロットすれば、鉄と銅の区別は容易
に可能である。
くため、汚染不純物が不明な場合、ライフタイムを測定
し、この図面上にプロットすれば、鉄と銅の区別は容易
に可能である。
【００２１】このように第１および第２の加熱炉で熱処
理した結果を基準値としてＸＹ座標に図１にプロットし
ておく。すなわち、あらかじめ他の方法によって不純物
の種類と濃度を検知したものに対し、不純物の種類と濃
度に対してライフタイムを測定し相関関係を得ておくわ
けである。
理した結果を基準値としてＸＹ座標に図１にプロットし
ておく。すなわち、あらかじめ他の方法によって不純物
の種類と濃度を検知したものに対し、不純物の種類と濃
度に対してライフタイムを測定し相関関係を得ておくわ
けである。
【００２２】このようにして準備をおこなったのち、汚
染測定対象である第３の加熱炉でｐ型、ｎ型シリコン基
板を熱処理する。そして、このｐ型、ｎ型シリコン基板
のライフタイムを光導電減衰法で測定し、図１上にプロ
ットしたところ、図１中にＡで示す位置であった。この
点Ａは鉄の基準曲線上にあり、１×１０11cm-2〜１×１
０10cm-2の間にある。従って第３の加熱炉では鉄が汚染
不純物として、１×１０11cm-2〜１×１０10cm-2が混入
することがわかる。
染測定対象である第３の加熱炉でｐ型、ｎ型シリコン基
板を熱処理する。そして、このｐ型、ｎ型シリコン基板
のライフタイムを光導電減衰法で測定し、図１上にプロ
ットしたところ、図１中にＡで示す位置であった。この
点Ａは鉄の基準曲線上にあり、１×１０11cm-2〜１×１
０10cm-2の間にある。従って第３の加熱炉では鉄が汚染
不純物として、１×１０11cm-2〜１×１０10cm-2が混入
することがわかる。
【００２３】そこで確認のために、全反射螢光Ｘ線分析
をおこなった結果、鉄（Ｆｅ）が２×１０10cm-2検出さ
れた。
をおこなった結果、鉄（Ｆｅ）が２×１０10cm-2検出さ
れた。
【００２４】このように本発明の方法では極めて容易に
短時間で汚染不純物の種類および量が非接触非破壊で測
定できる。この方法では、面内測定が５点測定で２分、
５００点測定でも１時間で行うことができ、極めて短時
間で容易に行うことができる。従って、汚染因子（源）
の抽出が可能となり、汚染低減対策が立て易くなる。
短時間で汚染不純物の種類および量が非接触非破壊で測
定できる。この方法では、面内測定が５点測定で２分、
５００点測定でも１時間で行うことができ、極めて短時
間で容易に行うことができる。従って、汚染因子（源）
の抽出が可能となり、汚染低減対策が立て易くなる。
【００２５】さらにウェハ面内の不純物分布の詳細なデ
ータが短時間で得られるため、汚染源の位置や方向を高
精度に検出することができる。
ータが短時間で得られるため、汚染源の位置や方向を高
精度に検出することができる。
【００２６】なお前記実施例では２種類の汚染不純物に
ついてのみ基準データを測定しておくようにしたが、可
能性のある不純物に対し多数のデータを得、記憶してお
くようにすれば多種の不純物に対して測定可能である。
ついてのみ基準データを測定しておくようにしたが、可
能性のある不純物に対し多数のデータを得、記憶してお
くようにすれば多種の不純物に対して測定可能である。
【００２７】また、前記実施例では測定値をＸＹ座標に
プロットしたが、データベースとして記憶しておくよう
にし、計算機で演算するようにしてもよい。
プロットしたが、データベースとして記憶しておくよう
にし、計算機で演算するようにしてもよい。
【００２８】さらに、ウェハ面内の各位置での測定値の
平均値を用いて汚染量を検出するようにしてもよいが、
各位置での汚染不純物分布を得るようにしてもよい。
平均値を用いて汚染量を検出するようにしてもよいが、
各位置での汚染不純物分布を得るようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、ｐ型基板とｎ型基板の両方に対してキャリアのライ
フタイムを測定することにより、非接触非破壊で容易に
短時間で汚染不純物の種類等を検出することができる。
ば、ｐ型基板とｎ型基板の両方に対してキャリアのライ
フタイムを測定することにより、非接触非破壊で容易に
短時間で汚染不純物の種類等を検出することができる。
【図１】本発明実施例の方法によるライフタイムの測定
結果を示す図。
結果を示す図。
Ａ 検出点
Claims (1)
- 【請求項１】 評価しようとする汚染不純物をｐ型半導
体基板とｎ型半導体基板との両方に混入させ、キャリア
のライフタイムを測定して、それぞれの測定値を基準値
として記憶する工程と、汚染発生状況を評価したい製造
工程でｐ型半導体基板とｎ型半導体基板との両方を同様
に処理し、処理後のｎ型半導体基板とｐ型半導体基板と
の両方についてそれぞれキャリアのライフタイムを検出
し、検出値を、あらかじめ測定しておいた前記基準値と
比較し、比較結果からｐ型およびｎ型のライフタイムの
相関関係に基づき汚染不純物の種類を検知する工程を含
むことを特徴とする汚染不純物の評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12188392A JP2672743B2 (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | 汚染不純物の評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12188392A JP2672743B2 (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | 汚染不純物の評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05315428A true JPH05315428A (ja) | 1993-11-26 |
| JP2672743B2 JP2672743B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=14822283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12188392A Expired - Fee Related JP2672743B2 (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | 汚染不純物の評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2672743B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6884634B2 (en) | 2002-09-27 | 2005-04-26 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Specifying method for Cu contamination processes and detecting method for Cu contamination during reclamation of silicon wafers, and reclamation method of silicon wafers |
| WO2007042606A1 (en) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Teknillinen Korkeakoulu | Measuring method, arrangement and software product |
| US7699997B2 (en) | 2003-10-03 | 2010-04-20 | Kobe Steel, Ltd. | Method of reclaiming silicon wafers |
| JP2016058641A (ja) * | 2014-09-11 | 2016-04-21 | 株式会社Sumco | ボロンドープｐ型シリコンウェーハの金属汚染評価方法および評価装置、ならびにボロンドープｐ型シリコンウェーハの製造方法 |
-
1992
- 1992-05-14 JP JP12188392A patent/JP2672743B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6884634B2 (en) | 2002-09-27 | 2005-04-26 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Specifying method for Cu contamination processes and detecting method for Cu contamination during reclamation of silicon wafers, and reclamation method of silicon wafers |
| US7699997B2 (en) | 2003-10-03 | 2010-04-20 | Kobe Steel, Ltd. | Method of reclaiming silicon wafers |
| WO2007042606A1 (en) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Teknillinen Korkeakoulu | Measuring method, arrangement and software product |
| US8624582B2 (en) | 2005-10-07 | 2014-01-07 | Teknillinen Korkeakoulu | Measuring method, arrangement and software product |
| JP2016058641A (ja) * | 2014-09-11 | 2016-04-21 | 株式会社Sumco | ボロンドープｐ型シリコンウェーハの金属汚染評価方法および評価装置、ならびにボロンドープｐ型シリコンウェーハの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2672743B2 (ja) | 1997-11-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |