JPH05343494A - 半導体装置の製造工程における汚染物の分析法 - Google Patents
半導体装置の製造工程における汚染物の分析法Info
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- JPH05343494A JPH05343494A JP14908192A JP14908192A JPH05343494A JP H05343494 A JPH05343494 A JP H05343494A JP 14908192 A JP14908192 A JP 14908192A JP 14908192 A JP14908192 A JP 14908192A JP H05343494 A JPH05343494 A JP H05343494A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高エネルギーイオンにより不純物（ドーパント
としての不純物を除く）が半導体基板中に押し込まれる
工程における汚染物を正確に分析する。 【構成】酸化膜を形成したシリコン基板をイオン注入工
程に流し、その酸化膜中の不純物を回収して原子吸光分
析装置で分析する。
としての不純物を除く）が半導体基板中に押し込まれる
工程における汚染物を正確に分析する。 【構成】酸化膜を形成したシリコン基板をイオン注入工
程に流し、その酸化膜中の不純物を回収して原子吸光分
析装置で分析する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造工程に
おける汚染物の分析法に関し、特に高エネルギーイオン
により不純物が基板中に押し込まれる工程における不純
物の分析法に関する。
おける汚染物の分析法に関し、特に高エネルギーイオン
により不純物が基板中に押し込まれる工程における不純
物の分析法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子工業分野ではデバイスの微細化に伴
い、材料やプロセス起因の金属不純物によるウェーハ汚
染（金属汚染）が、リーク電流増大，接合耐圧や酸化膜
耐圧の劣化の原因として問題になっている。デバイスの
高信頼性化を図り、生産歩留りを向上させるためには、
材料の高純度化、プロセス汚染の低減等により、金属汚
染を低減しなければならない。よって製造工程の汚染レ
ベルを定量的に把握することが不可決である。今後１０
10原子／ｃｍ2 以下のレベルまで汚染を低減させなけれ
ばならないと言われている。
い、材料やプロセス起因の金属不純物によるウェーハ汚
染（金属汚染）が、リーク電流増大，接合耐圧や酸化膜
耐圧の劣化の原因として問題になっている。デバイスの
高信頼性化を図り、生産歩留りを向上させるためには、
材料の高純度化、プロセス汚染の低減等により、金属汚
染を低減しなければならない。よって製造工程の汚染レ
ベルを定量的に把握することが不可決である。今後１０
10原子／ｃｍ2 以下のレベルまで汚染を低減させなけれ
ばならないと言われている。
【０００３】従来の半導体装置の製造工程における汚染
物の分析法は、２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）や全
反射蛍光×線分析法（ＴＲ−ＲＦ）が用いられていた。
また、半導体基板に弗酸蒸気を吹きつけて分解し、分解
物を回収液で回収してフレームレス原子吸光分析などの
高感度分析法（弗酸蒸気分解−原子吸光分析法）で分析
する方法も用いられていた。この場合、半導体基板は酸
洗浄のみを行なったものであった。
物の分析法は、２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）や全
反射蛍光×線分析法（ＴＲ−ＲＦ）が用いられていた。
また、半導体基板に弗酸蒸気を吹きつけて分解し、分解
物を回収液で回収してフレームレス原子吸光分析などの
高感度分析法（弗酸蒸気分解−原子吸光分析法）で分析
する方法も用いられていた。この場合、半導体基板は酸
洗浄のみを行なったものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の汚染物
の分析法のうち、ＳＩＭＳは元素によっては感度が不足
し、かつ定量分析が難しいという問題があった。また分
析操作に熟練を必要とする欠点があった。ＴＲ−×ＲＦ
も感度が不足するという問題がった。ＳＩＭＳもＴＲ−
×ＲＦも大がかりでかつ高価な測定機器が必要であるた
めに分析コストがかかる。その上、局所分析は可能であ
るが、半導体基板全面の汚染量評価が不可能であるとい
う欠点があった。
の分析法のうち、ＳＩＭＳは元素によっては感度が不足
し、かつ定量分析が難しいという問題があった。また分
析操作に熟練を必要とする欠点があった。ＴＲ−×ＲＦ
も感度が不足するという問題がった。ＳＩＭＳもＴＲ−
×ＲＦも大がかりでかつ高価な測定機器が必要であるた
めに分析コストがかかる。その上、局所分析は可能であ
るが、半導体基板全面の汚染量評価が不可能であるとい
う欠点があった。
【０００５】そのため上記のような機器分析方法に代わ
り、半導体基板全面の汚染度を簡便に測定する方法とし
て、弗酸蒸気分解−原子吸光分析法がある。これは極め
て低量的であり感度も元素によっては１０8 原子／ｃｍ
2 レベルまで検出されるため金属汚染低減に効果を上げ
ている。
り、半導体基板全面の汚染度を簡便に測定する方法とし
て、弗酸蒸気分解−原子吸光分析法がある。これは極め
て低量的であり感度も元素によっては１０8 原子／ｃｍ
2 レベルまで検出されるため金属汚染低減に効果を上げ
ている。
【０００６】しかしながら、この方法では半導体基板表
面は分析できるが、基板内に拡散された不純物は分析で
きない。そのためイオン注入工程、ドライエッチ工程、
プラズマ剥離工程などの、光エネルギーイオンにより不
純物が基板内に押し込まれる工程の場合、従来使用され
ている半導体基板（酸洗浄処理のみ）では、基板内に押
し込まれた不純物は分析できないため、不純物の全量を
正確に分析できないという問題がった。
面は分析できるが、基板内に拡散された不純物は分析で
きない。そのためイオン注入工程、ドライエッチ工程、
プラズマ剥離工程などの、光エネルギーイオンにより不
純物が基板内に押し込まれる工程の場合、従来使用され
ている半導体基板（酸洗浄処理のみ）では、基板内に押
し込まれた不純物は分析できないため、不純物の全量を
正確に分析できないという問題がった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造工程における汚染物の分析法は、酸化膜を形成した半
導体基板を光エネルギーイオンにより不純物が半導体基
板中に起き込まれる半導体製造工程で処理し、工程内の
不純物を酸化膜中に取り込み当該酸化膜を弗酸蒸気で分
解し、基板上の当該分解物を回収液で回収し、その回収
液中の不純物成分を高感度分析装置で分析することを特
徴としている。
造工程における汚染物の分析法は、酸化膜を形成した半
導体基板を光エネルギーイオンにより不純物が半導体基
板中に起き込まれる半導体製造工程で処理し、工程内の
不純物を酸化膜中に取り込み当該酸化膜を弗酸蒸気で分
解し、基板上の当該分解物を回収液で回収し、その回収
液中の不純物成分を高感度分析装置で分析することを特
徴としている。
【０００８】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の汚染物の分析法説明するためのフロ
ーチャートを示す図である。
る。図１は本発明の汚染物の分析法説明するためのフロ
ーチャートを示す図である。
【０００９】第１の実施例としは、高エネルギーイオン
により不純物が基板中に押し込まれる工程としてイオン
注入工程を用い、図１の処理を行い分析した。
により不純物が基板中に押し込まれる工程としてイオン
注入工程を用い、図１の処理を行い分析した。
【００１０】酸洗浄のみの処理を行ったシリコン基板
と、酸洗浄後表面に酸化膜（１００ｎｍ）を形成したシ
リコン基板とを、それぞれ以下の条件でイオン注入処理
を行った。注入イオン：75Ａｓ+ ，加速電圧：７０ｋｅ
Ｖ，ドーズ量５×１０15個／ｃｍ2 ，イオン電流：８ｍ
Ａ。
と、酸洗浄後表面に酸化膜（１００ｎｍ）を形成したシ
リコン基板とを、それぞれ以下の条件でイオン注入処理
を行った。注入イオン：75Ａｓ+ ，加速電圧：７０ｋｅ
Ｖ，ドーズ量５×１０15個／ｃｍ2 ，イオン電流：８ｍ
Ａ。
【００１１】注入後、シリコン基板表面もしくはシリコ
ン基板上の酸化膜を弗酸の発生蒸気で分解し、分解物を
２００μｌの希薄な弗酸−過酸化水素溶液で回収して、
回収液をフレームレス原子吸光分析装置で分析した。
ン基板上の酸化膜を弗酸の発生蒸気で分解し、分解物を
２００μｌの希薄な弗酸−過酸化水素溶液で回収して、
回収液をフレームレス原子吸光分析装置で分析した。
【００１２】
【表１】
【００１３】表１は、酸洗浄のみのシリコン基板と酸化
膜を形成したシリコン基板にイオン注入処理をしたもの
と未処理のもについての金属不純物の定量結果である。
各未処理のもの（バックグランド）の金属は非常に低レ
ベルで、金属不純物の汚染はみられない。
膜を形成したシリコン基板にイオン注入処理をしたもの
と未処理のもについての金属不純物の定量結果である。
各未処理のもの（バックグランド）の金属は非常に低レ
ベルで、金属不純物の汚染はみられない。
【００１４】表１を見ると、酸洗浄のみのシリコン基板
にイオン注入処理を行なっても、高エネルギーイオンに
よりイオン注入工程で生じる金属不純物はシリコン基板
中に叩き押し込まれてしまうため、酸化膜付きのシリコ
ン基板の７割程度しか不純物は検出されていない。イオ
ン注入工程での金属汚染物の全量を正確に知るために
は、酸化膜中に工程内での汚染物を取り込む必要があ
る。本実施例におけるシリコン基板上の酸化膜の膜厚
は、イオン注入により押し込まれる不純物の深さより厚
いものであればよい。
にイオン注入処理を行なっても、高エネルギーイオンに
よりイオン注入工程で生じる金属不純物はシリコン基板
中に叩き押し込まれてしまうため、酸化膜付きのシリコ
ン基板の７割程度しか不純物は検出されていない。イオ
ン注入工程での金属汚染物の全量を正確に知るために
は、酸化膜中に工程内での汚染物を取り込む必要があ
る。本実施例におけるシリコン基板上の酸化膜の膜厚
は、イオン注入により押し込まれる不純物の深さより厚
いものであればよい。
【００１５】第２の実施例としては、プラズマ剥離工程
における不純物を分析した例を説明する。第２の実施例
においても、図１の処理を行い分析した。
における不純物を分析した例を説明する。第２の実施例
においても、図１の処理を行い分析した。
【００１６】酸洗浄のみ処理したシリコン基板と、酸洗
浄後、酸化膜（１００ｎｍ）を形成したシリコン基板を
それぞれ以下の条件でプラズマ剥離を行なった。マイク
ロ波：５００Ｗ，圧力：０．６ｔｏｒｒ，ガス：Ｏ2 ２
５０ｓｃｃｍ，ステージ温度：２００℃，時間：６０ｓ
ｅｃ。
浄後、酸化膜（１００ｎｍ）を形成したシリコン基板を
それぞれ以下の条件でプラズマ剥離を行なった。マイク
ロ波：５００Ｗ，圧力：０．６ｔｏｒｒ，ガス：Ｏ2 ２
５０ｓｃｃｍ，ステージ温度：２００℃，時間：６０ｓ
ｅｃ。
【００１７】剥離後、シリコン基板表面もしくはシリコ
ン基板上酸化膜を弗酸の発生蒸気で分解し、分解物を２
００μｌの希薄な弗酸−過酸化水素溶液で回収して、回
収液をフレームレス原子吸光分析装置で分析した。
ン基板上酸化膜を弗酸の発生蒸気で分解し、分解物を２
００μｌの希薄な弗酸−過酸化水素溶液で回収して、回
収液をフレームレス原子吸光分析装置で分析した。
【００１８】
【表２】
【００１９】表２は、酸洗浄のみのシリコン基板と酸化
膜を形成したシリコン基板に、プラズマ剥離処理をした
ものと未処理のもについての金属不純物の定量の結果で
ある。
膜を形成したシリコン基板に、プラズマ剥離処理をした
ものと未処理のもについての金属不純物の定量の結果で
ある。
【００２０】表２より、酸化膜付きのシリコン基板の方
が剥離工程での不純物の分析に適していることがわか
る。酸洗浄のみのシリコン基板では、酸化膜付きシリコ
ン基板の約６割程度しか不純物は検出されていない。こ
のことから、プラズマ剥離工程の汚染物分析において
も、酸化膜中に汚染物を取り込むことにより、工程にお
ける不純物の全量を分析することが可能となる。第２の
実施例におけるシリコン基板の酸化膜の膜厚も、第１の
実施例と同様に、工程処理で押し込まれる不純物の深さ
より厚いものであればよい。
が剥離工程での不純物の分析に適していることがわか
る。酸洗浄のみのシリコン基板では、酸化膜付きシリコ
ン基板の約６割程度しか不純物は検出されていない。こ
のことから、プラズマ剥離工程の汚染物分析において
も、酸化膜中に汚染物を取り込むことにより、工程にお
ける不純物の全量を分析することが可能となる。第２の
実施例におけるシリコン基板の酸化膜の膜厚も、第１の
実施例と同様に、工程処理で押し込まれる不純物の深さ
より厚いものであればよい。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、高エネル
ギーイオンにより不純物が半導体基板中に押し込まれる
イオン注入工程、ドライエッチング工程、プラズマ剥離
工程で、酸化膜を形成した半導体基板の処理を行い、酸
化膜中に工程内での不純物を取り込みこの酸化膜を弗酸
蒸気で分解し、基板上の分解物を回収液で回収し、回収
液中の不純物成分を高感度分析装置で分析することによ
り、従来基板中に押し込まれていた工程中での汚染物の
分析が、より厳密でかつ正確にできるという効果があ
る。
ギーイオンにより不純物が半導体基板中に押し込まれる
イオン注入工程、ドライエッチング工程、プラズマ剥離
工程で、酸化膜を形成した半導体基板の処理を行い、酸
化膜中に工程内での不純物を取り込みこの酸化膜を弗酸
蒸気で分解し、基板上の分解物を回収液で回収し、回収
液中の不純物成分を高感度分析装置で分析することによ
り、従来基板中に押し込まれていた工程中での汚染物の
分析が、より厳密でかつ正確にできるという効果があ
る。
【００２２】従って、本発明の汚染物の分析法を用いる
ことによって、半導体装置の製造工程での金属汚染の低
減が可能になり、高品質・高生産歩留りの半導体装置を
製造することができる。
ことによって、半導体装置の製造工程での金属汚染の低
減が可能になり、高品質・高生産歩留りの半導体装置を
製造することができる。
【図１】本発明の実施例を説明するためのフローチャー
トを示す図。
トを示す図。
Claims (2)
- 【請求項１】 高エネルギーイオンにより不純物が半導
体基板中に押し込まれる工程における不純物を、酸化膜
を形成させた半導体基板の酸化膜中に取り込んで分析す
ることを特徴とする半導体装置の製造工程における汚染
物の分析法。 - 【請求項２】 酸化膜を弗酸蒸気で分解し、基板上の分
解物を回収液で回収し、当該回収液中の不純物成分を分
析する請求項１記載の半導体装置の製造工程における汚
染物の分析法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14908192A JPH05343494A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 半導体装置の製造工程における汚染物の分析法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14908192A JPH05343494A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 半導体装置の製造工程における汚染物の分析法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05343494A true JPH05343494A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15467284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14908192A Withdrawn JPH05343494A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 半導体装置の製造工程における汚染物の分析法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05343494A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0657924A3 (en) * | 1993-12-09 | 1996-07-10 | Toshiba Kk | Method for the analysis of surface contamination on semiconductor substrates. |
| JP2008244231A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | イオン注入量測定方法、およびイオン注入量推定方法 |
-
1992
- 1992-06-09 JP JP14908192A patent/JPH05343494A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0657924A3 (en) * | 1993-12-09 | 1996-07-10 | Toshiba Kk | Method for the analysis of surface contamination on semiconductor substrates. |
| JP2008244231A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | イオン注入量測定方法、およびイオン注入量推定方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990831 |