説明

不純物の回収方法および不純物の回収装置

【課題】半導体基板の表面の不純物をより高精度に回収することが可能な不純物の回収方法を提供する。
【解決手段】半導体基板1の表面に存在する不純物を測定するための不純物の回収方法であって、半導体基板1の表面の被測定領域に、不純物を回収する回収部材2を接触させ、回収部材2を被測定領域に接触させた状態を維持しつつ半導体基板1に対して相対的に移動させて、回収部材2に半導体基板1上に存在する不純物を回収する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体基板の表面を分析するための不純物の回収方法および不純物の回収装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の半導体基板の表面の不純物を分析する方法には、例えば、フッ化水素酸蒸気により該表面のシリコン酸化膜や窒化膜を不純物と一緒に気相分解し、該表面において該不純物を酸溶液滴により回収し、この酸溶液滴を分析するものがある(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
しかし、上記従来技術では、半導体基板の分析対象ではない領域の膜も、該気相分解により分解されてしまう。これにより、該酸溶液滴に該膜の成分も含まれる、すなわち、該測定対象の不純物以外のノイズとなる成分も回収されてしまうことになる。
【0004】
すなわち、該酸溶液滴を分析する際に、不純物量に対するバックグラウンドが変化し、該不純物の分析精度が低下し得るという問題があった。
【特許文献1】特許第2944099号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、半導体基板の表面の不純物をより高精度に回収することが可能な不純物の回収方法および不純物の回収装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様に係る不純物の回収方法は、
半導体基板の表面に存在する不純物を測定するための不純物の回収方法であって、
前記半導体基板の表面の被測定領域に、前記不純物を回収する回収部材を接触させ、
前記回収部材を前記被測定領域に接触させた状態を維持しつつ前記半導体基板に対して相対的に移動させて、前記回収部材に前記半導体基板上に存在する不純物を回収する
ことを特徴とする。
【0007】
本発明の一態様に係る不純物の回収装置は、
半導体基板の表面に存在する不純物を測定するための不純物の回収装置であって、
前記不純物を回収する回収部材を保持するための保持部と、
前記回収部材の前記半導体基板に対する相対的な動作を制御するための制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記半導体基板の表面の被測定領域に前記回収部材を接触させ、前記回収部材を前記被測定領域に接触させた状態を維持しつつ前記半導体基板に対して相対的に移動させるように、前記回収部材の前記半導体基板に対する相対的な動作を制御することにより、前記回収部材に前記半導体基板上に存在する不純物を回収させる
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明の一態様に係る不純物の回収方法および不純物の回収装置によれば、半導体基板の表面の不純物をより高精度に回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
本実施の形態に係る不純物の回収方法および不純物の回収装置では、半導体基板の被測定領域の表面に付着している不純物を、物理的あるいは、物理的かつ化学的に、回収部材、または薬液を含浸させた回収部材により回収する。したがって、半導体基板上の膜を溶解させる必要がない。
【0010】
また、化学的に不純物を回収する場合には、例えば、多孔質のスポンジに液体を含侵させて、不純物を回収する。
【0011】
以上のようにして回収された該不純物を分析することにより、半導体基板の表面に存在る不純物を測定することができる。
【0012】
以下、本発明を適用した実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例1】
【0013】
図1は、本発明の一態様である実施例1に係る不純物の回収装置の構成を示す図である。また、図2は、半導体基板のベベル部に回収部材を接触させて該ベベル部表面に存在する不純物を回収する状態を示す断面図である。また、図3は、半導体基板の上面端部に回収部材を接触させて該端部表面に存在する不純物を回収する状態を示す断面図である。
【0014】
なお、図2、図3において、不純物の回収装置の回収部材以外の構成は、簡単のため省略されている。
【0015】
図1に示すように、不純物の回収装置100は、半導体基板(ウェーハ)1の表面に存在する不純物を回収する回収部材2と、この回収部材2を保持するための保持部3と、を備える。
【0016】
さらに、不純物の回収装置100は、保持部3が接続されるとともに保持部3とともに回収部材2を半導体基板1に対して相対的に移動させることが可能な駆動部4と、回転軸5aを中心として半導体基板1を回転可能に支持する基板支持部5と、駆動部4および基板支持部5を駆動する本体部6と、を備える。
【0017】
駆動部4は、例えば、回転軸4aを中心として、保持部3とともに回収部材2を回転移動させることができるようになっている。さらに、駆動部4は、上下に駆動することにより、回収部材2の高さを上下することができるようになっている。これらの駆動部4の動作により、回収部材2が、半導体基板1のベベル部1a上、上面1b上を走査することができるようになっている(図2、図3)。
【0018】
本体部6は、駆動部4を駆動させることにより回収部材2の半導体基板1に対する相対的な位置関係を制御するとともに、基板支持部5を駆動させることにより半導体基板1の回転を制御するための制御部7を有する。
【0019】
制御部7は、駆動部4と基板支持部5とを連動して駆動させることにより、半導体基板1の表面の被測定領域に回収部材2を接触させ、回収部材2を被測定領域に接触させた状態を維持しつつ半導体基板1に対して相対的に移動させるように、回収部材2の半導体基板1に対する相対的な動作を制御する。これにより、制御部7は、回収部材2が半導体基板1の表面の被測定領域を走査させて、回収部材2に半導体基板1上に存在する不純物を回収させる。
【0020】
回収部材2は、例えば、多孔質部材、または、繊維部材である。
【0021】
ここで、多孔質部材には、例えば、PVA(ポリビニルアルコール)スポンジ、PVAをメッシュ状にしたフィルム、柔軟性PTFE(ポリテトラフロオロエチレン)シート、PVAに水溶性の気孔生成剤を添加して形成されたスポンジ等のPVF(ポリビニルホルマール)やPU(ポリウレタン)スポンジが含まれる。
【0022】
また、繊維部材には、例えば、ミクロファイバー、ナノファイバー、コットン、ゴム繊維、石英ウール等が含まれる。
【0023】
また、回収部材2は、SiOまたはSiNの粉末を固めて球状、棒状、またはシート状にした部材や、ゴムであってもよい。
【0024】
ここで、半導体基板1の表面に存在し得る不純物には、例えば、メタル、イオン不純物などの無機汚染物、レジスト等の有機汚染物などがある。
【0025】
これらの不純物を回収部材2に直接付着させることにより、回収部材2に不純物が回収されるようになっている。
【0026】
また、不純物を取り込むことが可能な液体(例えば、酸、有機溶媒等の薬液)を、回収部材2に含侵させてもよい。この場合、測定対象となる不純物に応じて回収部材2に含浸させる薬液が選択される。
【0027】
また、回収部材2を棒状、ペン先状または針状等、半導体基板1の被測定領域に合わせて成形してもよい。
【0028】
ここで、以上のような構成を有する不純物の回収装置100の動作について説明する。
【0029】
先ず、不純物の回収装置100の制御部7は、駆動部4を駆動させて半導体基板1の表面の被測定領域に、不純物を回収する回収部材2を接触させる。
【0030】
次に、制御部7は、駆動部4と基板支持部5とを連動して駆動させ、回収部材2を被測定領域に接触させた状態を維持しつつ半導体基板1に対して相対的に移動させる。これにより、回収部材に半導体基板1上に存在する不純物を回収する。
【0031】
なお、半導体基板1のベベル部1a表面に回収部材2を走査させる場合には、例えば、制御部7は、駆動部4を駆動して、回収部材2を半導体基板1の端部まで移動させるとともに、回転軸4a方向に移動させる。そして、制御部7は、基板支持部5を駆動して半導体基板1を回転させる。これにより、回収部材2が半導体基板1のベベル部1a表面を走査することになる。
【0032】
また、既述のように、回収部材2には、酸あるいは有機溶媒等の薬液を含浸させて、不純物を回収してもよい。これにより、回収部材2による不純物の回収効率が向上すると考えられる。
【0033】
なお、該不純物を回収した後は、例えば、回収部材で回収した分析対象である不純物を酸や有機溶媒で抽出するようにしてもよい。このようにして抽出された不純物を分析することにより、半導体基板の表面に存在する不純物を測定することができる。
【0034】
また、回収部材が例えばPVAスポンジ等の燃焼可能なものである場合には、不純物を回収した該回収部材を燃やしてメタル残渣を酸溶解し、この溶液を分析するようにしてもよい。
【0035】
また、回収部材が例えば石英ウールである場合には、不純物を回収した石英ウールごとフッ酸で溶解し、この溶液を分析するようにしてもよい。
【0036】
ここで、既述の本実施例に係る回収部材に含浸させる溶液保持と、従来技術の液滴保持と、の違いについて検討する。
【0037】
従来技術において、例えば、通常の一塊(1滴)の液滴保持は、テフロン性の液滴保持部の表面張力等により保持される。しかし、その場合、親水性ウェーハ表面では液の吸着性(濡れ性)がテフロン表面(疎水性)より大きくなる。このため、液滴は親水性ウェーハ表面側に残って該液滴保持部で液滴は保持できない。
【0038】
一方、本実施例において、多孔質部材、例えばPVAスポンジは、溶液の保持性(吸湿性)が親水性のウェーハ表面よりも大きい。このため、親水性表面に溶液は残らずにPVAスポンジ側に不純物が溶解した溶液が保持される。
【0039】
以上のように、本実施例に係る不純物の回収方法によれば、半導体基板の表面の不純物をより高精度に回収することができる。
【0040】
また、半導体基板の分析対象面が疎水性でも親水性でも、任意の領域の膜の表面に付着している不純物の分析が可能となる。
【0041】
したがって、デバイスを形成したウェーハ(積層構造)に対する表面の不純物の測定が可能となる。
【0042】
なお、上記実施例においては、ウェーハの上面およびベベル部に回収部材を走査する場合について述べたが、ウェーハの下面における不純物を回収するため、該下面を走査するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】本発明の一態様である実施例1に係る不純物の回収装置の構成を示す図である。
【図2】半導体基板のベベル部に回収部材を接触させて該ベベル部表面に存在する不純物を回収する状態を示す断面図である。
【図3】半導体基板の上面端部に回収部材を接触させて該端部表面に存在する不純物を回収する状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【0044】
1 半導体基板(ウェーハ)
1a ベベル部
1b 上面
2 回収部材
3 保持部
4 駆動部
4a 回転軸
5 基板支持部
5a 回転軸
6 本体部
7 制御部
100 不純物の回収装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体基板の表面に存在する不純物を測定するための不純物の回収方法であって、
前記半導体基板の表面の被測定領域に、前記不純物を回収する回収部材を接触させ、
前記回収部材を前記被測定領域に接触させた状態を維持しつつ前記半導体基板に対して相対的に移動させて、前記回収部材に前記半導体基板上に存在する不純物を回収する
ことを特徴とする不純物の回収方法。
【請求項2】
前記回収部材は、多孔質部材、または、繊維部材であることを特徴とする請求項1に記載の不純物の回収方法。
【請求項3】
前記不純物を取り込むことが可能な液体を、前記回収部材に含侵させていることを特徴とする請求項1または2に記載の不純物の回収方法。
【請求項4】
前記不純物を前記回収部材に直接付着させることにより、前記回収部材に前記不純物を回収する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の不純物の回収方法。
【請求項5】
半導体基板の表面に存在する不純物を測定するための不純物の回収装置であって、
前記不純物を回収する回収部材を保持するための保持部と、
前記回収部材の前記半導体基板に対する相対的な動作を制御するための制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記半導体基板の表面の被測定領域に前記回収部材を接触させ、前記回収部材を前記被測定領域に接触させた状態を維持しつつ前記半導体基板に対して相対的に移動させるように、前記回収部材の前記半導体基板に対する相対的な動作を制御することにより、前記回収部材に前記半導体基板上に存在する不純物を回収させる
ことを特徴とする不純物の回収装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2008−300605(P2008−300605A)
【公開日】平成20年12月11日(2008.12.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−144729(P2007−144729)
【出願日】平成19年5月31日(2007.5.31)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.テフロン
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【出願人】(302052301)東芝ナノアナリシス株式会社 (7)
【Fターム(参考)】