JPH0625717B2 - 不純物の測定方法 - Google Patents

不純物の測定方法

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JPH0625717B2 JP63102198A JP10219888A JPH0625717B2 JP H0625717 B2 JPH0625717 B2 JP H0625717B2 JP 63102198 A JP63102198 A JP 63102198A JP 10219888 A JP10219888 A JP 10219888A JP H0625717 B2 JPH0625717 B2 JP H0625717B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は被測定物の表面、特に半導体基板の表面に付
着している不純物の種類及び濃度を測定する不純物の測
定方法に関する。
（従来の技術） 半導体基板上に形成された酸化膜等の薄膜中にナトリウ
ム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、鉄（Ｆｅ）等の不純物が
含まれていると、その量が微量であっても、半導体素子
の電気的特性に大きな影響を与えることは良く知られて
いる。従って、半導体素子の電気的特性を向上させるた
めには、基板表面からの不純物の混入をでき得る限り抑
制することが必要であり、そのためには基板表面上の汚
染度を正確に分析、測定する必要がある。
従来、基板表面上の汚染度の測定には、二次イオン質量
分析法、オージェ分光分析法や中性子放射化分析法など
による方法が用いられている。このような方法は、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
トがかかり、また分析操作に熟練を必要とする欠点があ
る。また、電子ビームや光ビームを使用した分析法であ
るため、局所分析が可能である反面、全面の汚染量評価
が不可能であるという欠点がある。
上記のような機器分析方法に代わり、基板表面全面の汚
染度を簡便に測定する方法として、基板の表面上に予め
所定膜厚の酸化膜を形成しておき、この酸化膜を弗酸蒸
気を用いて溶解し、その溶解液を回収して分光分析装置
を用いて不純物を測定する方法がある。この方法は気相
分解法と呼ばれている。しかし、この方法では酸化膜形
成工程が必要になる。この酸化膜形成工程の際には酸化
雰囲気から酸化膜に対して不純物が混入したり、これと
は反対に基板表面から酸化雰囲気中に不純物が蒸発した
り、さらには基板内部に含まれている不純物が表面に拡
散したりするため、この方法は分析値の信頼性という観
点からは望ましくない。
さらに従来では、基板表面上に酸化工程による酸化膜を
形成することなく、基板全体を弗酸溶液中に浸すことに
より、基板表面に自然に形成されている自然酸化膜を溶
解し、この溶解液を回収して分光分液装置を用いて不純
物量を測定する方法がある。ところが、この方法では、
不純物を回収するために必要な弗酸溶液の量が極めて多
くなるため、溶液中に含まれる不純物の濃度が著しく低
下し、分析の感度及び精度が落ちるという欠点がある。
しかもこの方法では、容器に付着している不純物により
弗酸溶液が汚染される可能性が極めて高い。
（発明が解決しようとする課題） このように従来方法では、測定コストが高価である、信
頼性が低い、感度及び精度が低い等の欠点がある。
この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
あり、その目的は、測定物の表面に付着している不純物
量を高感度及び高精度に測定することができ、かつ分析
コストが安く信頼性も高い不純物の測定方法を提供する
ことにある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明の不純物の測定方法は、被測定物を駆動し、上
記被測定物の表面上に溶解液を棒状に冷却、疑固したス
ティックを接触させることにより被測定物の表面に形成
されている自然酸化膜を溶解し上記スティックの先端部
にこの溶解液を保持しつつ回収し、上記スティックを上
記被測定物の全面に接触させた後にスティックの先端部
に回収された溶解液を化学的分析法により分析して上記
被測定物の表面上に付着していた不純物量を測定するよ
うに構成したことを特徴とする。
（作用） この発明の測定方法では、被測定物を駆動し、被測定物
の表面上にスティックを接触させるようにしているの
で、被測定物表面に形成されている自然酸化膜の溶解
と、この溶解液の回収とが同時に行われる。
しかも回収された溶解液は被測定物表面以外の物には一
切接触せず、被測定物表面上の不純物を含む自然酸化膜
のみが溶解されており、溶解液は適当な量となり、十分
な不純物濃度となるため、高信頼性の測定が高感度及び
高精度で行うことができる。
（実施例） 以下、図面を参照してこの発明を実施例により説明す
る。
第１図はこの発明の方法を実施するための装置の構成を
示す図である。まず、被測定物としてシリコン半導体基
板10を用意し、この基板10を水平方向に回転駆動させ
る。そして、回転している基板10の表面にスティック11
を接触させる。このスティック11は、上記基板表面に付
着している不純物を含む自然酸化膜を溶解するための溶
解溶液を冷却し、疑固させて棒状にしたものであり、溶
解液としては例えば０．５％〜２％の濃度の弗化水素酸
（ＨＦ）溶液が使用される。また、上記スティック11は
チャック12によって挟持され、その先端部が基板10の表
面と接触するように保持される。そしてスティック11が
基板10の外周から回転の中心方向もしくはその反対の方
向に平行移動するように、上記チャック12が駆動され
る。
このような装置において、基板10が回転することによ
り、スティック11が基板表面との面内圧力によって順次
溶解する。この溶解液13は接触している基板表面上に形
成された図示しない自然酸化膜が存在するうちは基板表
面になじんだ状態をとり、基板表面は親水性を保つ。と
ころが、自然酸化膜が溶解液13により溶解されてくると
基板表面の疎水性が高まり、溶解液13は基板表面から、
はじかれた状態で存在するようになる。他方、溶解液13
はスティック11に対しては常に親水性を保つため、溶解
液13はスティック11の先端部付近で保持され、スティッ
ク11の移動に伴って同時に移動する。
スティック11を基板10の全面に接触させた後は、スティ
ック11の先端部に溶解液13が回収される。この後は、回
収された溶解液13を採取し、それを分光分析装置を使用
した化学的分析法により分析して不純物量及び濃度の測
定を行ない、元の基板10の汚染度を判断する。
上記実施例の方法では、高価な測定機器を必要としない
ために測定コストが安くなる。また、被測定物である基
板10を駆動し、基板10の表面上にスティック11を接触さ
せるようにしているので、基板表面に形成されている自
然酸化膜の溶解と、この溶解液13の回収とが同時に行わ
れ、測定時間の短縮化を図ることができる。
しかも回収された溶解液13は基板表面以外の物には一切
接触せず、基板表面上の不純物を含む自然酸化膜のみが
溶解されている。このため、溶解液13は適度な量とな
り、十分な不純物濃度となるため、分光分析装置を使用
した化学的分析の際に高信頼性の測定が高感度及び高精
度で行うことができる。
なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
種々の変形が可能であることはいうまでもない。例えば
上記実施例ではこの発明を半導体基板表面の不純物測定
に実施した場合について説明したが、これは他に、一般
の金属表面の汚染度の測定にも実施でき、スティックを
構成する溶解液の種類もその材料に応じて適宜選択する
ことができる。
また、スティックを被測定物の表面に接触させる際に被
測定物を加熱することにより、スティックの溶解を促進
させることもできる。
［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、測定物の表面に
付着している不純物を高感度及び高精度に測定すること
ができ、かつ測定コストが安く信頼性も高い不純物の測
定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの方法を実施するために使用される装置の構
成を示す図である。 10……基板、11……スティック、12……チャック、13…
…溶解液。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】被測定物を駆動し、上記被測定物の表面上
    に溶解液を棒状に冷却、疑固したスティックを接触させ
    ることにより被測定物の表面に形成されている自然酸化
    膜を溶解し上記スティックの先端部にこの溶解液を保持
    しつつ回収し、上記スティックを上記被測定物の全面に
    接触させた後にスティックの先端部に回収された溶解液
    を化学的分析法により分析して上記被測定物の表面上に
    付着していた不純物の種類及び濃度を測定するように構
    成したことを特徴とする不純物の測定方法。
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