環境雰囲気の不純物汚染評価方法
【課題】シリコンウェーハが直接曝露される環境雰囲気のボロンおよびリンからなる群から選ばれる不純物による汚染を、高精度に評価する手段を提供すること。
【解決手段】環境雰囲気の不純物汚染評価方法。上記評価対象不純物は、ボロンおよびリンからなる群から選ばれる少なくとも一種である。評価対象雰囲気中でホットプレート上にシリコンウェーハを配置し加熱することにより該シリコンウェーハ表面に酸化膜を形成すること、上記酸化膜形成後のシリコンウェーハを、引き続き評価対象環境雰囲気中に所定時間放置すること、次いで上記酸化膜表面を回収液と接触させること、上記酸化膜表面と接触させた回収中の評価対象不純物量を測定すること、および、測定された評価対象不純物量に基づき、前記環境雰囲気中の不純物汚染レベルを判定すること、を含む。
【解決手段】環境雰囲気の不純物汚染評価方法。上記評価対象不純物は、ボロンおよびリンからなる群から選ばれる少なくとも一種である。評価対象雰囲気中でホットプレート上にシリコンウェーハを配置し加熱することにより該シリコンウェーハ表面に酸化膜を形成すること、上記酸化膜形成後のシリコンウェーハを、引き続き評価対象環境雰囲気中に所定時間放置すること、次いで上記酸化膜表面を回収液と接触させること、上記酸化膜表面と接触させた回収中の評価対象不純物量を測定すること、および、測定された評価対象不純物量に基づき、前記環境雰囲気中の不純物汚染レベルを判定すること、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境雰囲気の不純物汚染評価方法に関するものであり、詳しくは、シリコンウェーハが製造工程において、または保管中に直接曝露される環境雰囲気のボロンおよびリンからなる群から選ばれる不純物による汚染を評価する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウェーハが製造工程において、または保管中に直接曝露される環境雰囲気が不純物により汚染されていると、同雰囲気からシリコンウェーハに不純物が混入してウェーハ特性に悪影響を及ぼす。中でもボロンおよびリンは、シリコンウェーハの導電型や抵抗率を決めるドーパント元素であるため意図せぬ汚染は回避すべきである。したがって、上記環境雰囲気におけるボロンおよびリンの汚染量を正確に把握することは、工程管理上、きわめて重要である。
【０００３】
上記環境雰囲気の不純物汚染の評価方法としては、評価対象雰囲気に放置したシリコンウェーハにＣＶＤ法により多結晶シリコンを堆積させ、シリコンウェーハと多結晶シリコンとの間に閉じ込めた不純物を二次イオン質量法（ＳＩＭＳ）により分析する方法（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ Ｃａｐｐｅｄ ＳＩＭＳ法）、評価対象雰囲気中の不純物をインピンジャーで捕獲し分析する方法（インピンジャーサンプリング法）、シリコンウェーハを測定対象雰囲気中に数時間曝露させ、曝露後ウェーハ表面の汚染をフッ酸系溶液で回収し、ＩＣＰ−ＭＳで測定する方法（シリコンウェーハ曝露法）が知られている。
【０００４】
しかし、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ Ｃａｐｐｅｄ ＳＩＭＳ法は、ＣＶＤ処理に時間が掛かることやＣＶＤ炉内での不純物汚染の影響を受けること、更にはＳＩＭＳによるリンの検出限界が高い（通常、１Ｅ１０ａｔ／ｃｍ2程度）ため高感度分析が困難であることなど、多くの課題を有する。
【０００５】
一方、ボロンおよびリンは、通常雰囲気中に酸化物または有機物の状態で存在するため、汚染物質が純水に溶解した酸化物状態のときのみ測定可能であって有機物状態の場合は測定することができないインピンジャーサンプリング法によっては高感度に分析することは困難である。また、シリコンウェーハ曝露法は、不純物がウェーハ表面に集まるまでに長時間（通常１２時間超）かかるため測定に時間を要する点が課題である。
【０００６】
これに対し特許文献１には、ウエットプロセスで表面に酸化膜を作製したシリコンウェーハを評価対象雰囲気に曝露させることで、シリコンウェーハ表面（酸化膜表面）に短時間でボロンを吸着させた後、エッチング液により表面のボロンを酸化膜ごと除去しエッチング液中のボロン量から雰囲気中のボロンレベルを評価することが提案されている。特許文献１に記載の方法は、短時間測定を実現するために、雰囲気中のボロンがシリコンウェーハ表面に吸着する速度と比べて酸化膜表面に吸着する速度が速いことを利用するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３７１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１には、熱酸化による酸化膜形成では酸化プロセス中の汚染が懸念されるため、ウエットプロセスによる酸化膜形成方法を採用すると記載されている。しかし特許文献１では汚染が少ないとされているウエットプロセスも、洗浄機に付着していたり洗浄液に混入していたボロンやリンによる酸化膜の汚染（初期汚染）が評価結果に影響を及ぼし、雰囲気中のボロンやリンの汚染量を正確に評価することが困難となることが懸念される。また、一般的な熱酸化やウエットプロセスによる酸化膜形成では大規模な機器を使用するため酸化膜形成に比較的長い時間を要する。その結果、酸化膜形成中の環境雰囲気からの汚染（初期汚染）が評価精度を下げることも懸念される。特に、近年使用されている高清浄度のクリーンルームの汚染評価の際には、クリーンルーム自体の汚染量が少ないため初期汚染が測定値に与える影響が大きい。したがって、特に清浄度の高いクリーンルームの汚染レベルを評価する際には、正確な評価を行うために初期汚染を低減することが求められる。
【０００９】
そこで本発明の目的は、シリコンウェーハが直接曝露される環境雰囲気のボロンおよびリンからなる群から選ばれる不純物による汚染を、高精度に評価する手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
特許文献１に記載されているように、表面に酸化膜を形成したシリコンウェーハを用いて環境雰囲気のボロンおよびリンによる汚染を評価することは、短時間で評価を行ううえで有効である。これは、雰囲気中ではボロンおよびリンは酸化物または有機物の状態で存在し電荷を有するため、酸化膜の逆電荷をもったサイトに集まる傾向があるからである。
しかし上記の通り、ウエットプロセスによる酸化膜形成では、洗浄機または洗浄液に起因する初期汚染によって正確な評価が困難となることが懸念される。一方、通常の熱酸化プロセスでは、熱処理炉からのボロンおよびリンによる汚染が多いため正確な評価を行うことは困難である。また、通常の熱酸化およびウエットプロセスによる大規模機器による長時間に及ぶ酸化膜形成では、上記の通り酸化膜形成中の環境雰囲気からの初期汚染による影響も懸念される。
更に、ウェーハ表面に酸化膜を形成すると雰囲気中のボロンおよびリンが酸化膜に集まり急速に汚染が進む。したがって、熱処理炉または洗浄機での酸化膜形成から酸化膜を形成したシリコンウェーハを評価対象雰囲気に設置するまでに時間がかかると、その間に雰囲気中のボロンおよびリンが酸化膜に吸着してしまうため、評価対象雰囲気のボロンおよびリンによる汚染を正確に評価することは困難になる。
以上の状況を踏まえ本発明者らは更に検討を重ねた結果、以下の新たな知見を得た。
（１）評価対象雰囲気における熱酸化プロセスによりシリコンウェーハ表面に酸化膜を形成し、引き続き同雰囲気中にシリコンウェーハを放置（雰囲気に曝露）すれば、放置前に酸化膜表面に雰囲気中のボロンおよびリンが吸着したとしても、それらは評価対象雰囲気からの汚染であって他のプロセスや雰囲気からの汚染ではないため、評価結果の精度に何ら影響を及ぼすものではない。
（２）ホットプレートを使用すれば、大規模な熱処理炉を使用することなく評価対象雰囲気中で熱酸化を行うことが可能となるうえに、熱処理炉や洗浄機を使用する方法よりも短時間で酸化膜を形成することができる。
本発明は、以上の知見に基づき完成された。
【００１１】
即ち、上記目的は、下記手段によって達成された。
[１]環境雰囲気の不純物汚染評価方法であって、
上記評価対象不純物は、ボロンおよびリンからなる群から選ばれる少なくとも一種であり、
評価対象雰囲気中でホットプレート上にシリコンウェーハを配置し加熱することにより該シリコンウェーハ表面に酸化膜を形成すること、
上記酸化膜形成後のシリコンウェーハを、引き続き評価対象環境雰囲気中に所定時間放置すること、
次いで上記酸化膜表面を回収液と接触させること、
上記酸化膜表面と接触させた回収液中の評価対象不純物量を測定すること、および、
測定された評価対象不純物量に基づき、前記環境雰囲気中の不純物汚染レベルを判定すること、
を含む、前記不純物汚染評価方法。
[２]ホットプレート上に配置する前のシリコンウェーハ表面をフッ化水素酸水溶液により洗浄することを含む、[１]に記載の不純物汚染評価方法。
[３]前記回収液はフッ化水素酸水溶液である、[１]または[２]に記載の不純物汚染評価方法。
[４]前記シリコンウェーハとして、１０Ω・ｃｍ以上の抵抗率を有するボロンドープｐ型シリコンウェーハを使用する、[１]〜[３]のいずれかに記載の不純物汚染評価方法。
[５]前記環境雰囲気は、製造工程および保管中の少なくともいずれかにおいてシリコンウェーハが直接曝露される環境雰囲気である、[１]〜[４]のいずれかに記載の不純物汚染評価方法。
[６]前記酸化膜表面と回収液との接触を、前記評価対象環境雰囲気よりも高清浄度の雰囲気中で行う、[１]〜[５]のいずれかに記載の不純物汚染評価方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、クリーンルーム等のシリコンウェーハが直接曝露される環境雰囲気のボロンおよびリンによる汚染レベルを正確に評価することができる。そして得られた結果に基づき上記環境雰囲気の清浄度を調整および管理することによって、高品質なシリコンウェーハを安定供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】酸化プロセスによる初期汚染量の対比結果を示す。
【図２】実施例１および比較例１における異なるクリーンルーム内でのボロン定量値を示す。
【図３】実施例１および比較例１における異なるクリーンルーム内でのリン定量値を示す。
【図４】実施例２におけるボロン定量値およびリン定量値の経時変化を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、環境雰囲気の不純物汚染評価方法に関するものである。評価対象となる環境雰囲気は、例えば、製造工程や保管中にシリコンウェーハが直接曝露されるクリーンルーム等である。
【００１５】
本発明の評価方法における評価対象不純物は、ボロンおよびリンからなる群から選ばれる少なくとも一種である。本発明では、ボロンまたはリンのいずれか一方のみを評価対象としてもよく、ボロンおよびリンの両元素を評価対象としてもよい。前述のように、ボロンおよびリンは、シリコンウェーハの導電型や抵抗率を決めるドーパント元素であるため、製造工程や保管中にシリコンウェーハが直接曝露される環境雰囲気のボロンおよびリンの汚染レベルを正確に把握することは、工程管理および品質管理上、きわめて重要である。本発明によれば、以下の工程：
評価対象雰囲気中でホットプレート上にシリコンウェーハを配置し加熱することにより該シリコンウェーハ表面に酸化膜を形成すること（以下、「酸化膜形成工程」という）、
上記酸化膜形成後のシリコンウェーハを、引き続き評価対象環境雰囲気中に所定時間放置すること（以下、「不純物吸着工程」という）、
次いで上記酸化膜表面を回収液と接触させること（以下、「不純物回収工程」という）、
上記酸化膜表面と接触させた回収液中の評価対象不純物量を測定すること（以下、「不純物量測定工程」という）、および、
測定された評価対象不純物量に基づき、前記環境雰囲気中の不純物汚染レベルを判定すること（以下、「汚染レベル判定工程」という）、
を経ることによって、上記環境雰囲気のボロンおよび／またはリンの汚染レベルを正確に評価することが可能となる。
以下、上記工程について順次説明する。
【００１６】
酸化膜形成工程
本工程は、評価雰囲気中で行われる。これにより、シリコンウェーハ上に形成される酸化膜が評価対象雰囲気中の不純物以外に起因する汚染を受けることを回避することができる。使用するシリコンウェーハはｐ型であってもｎ型であってもよく特に限定されるものではない。バルク中のボロンおよびリンが、形成する酸化膜に取り込まれることが評価結果に影響を与えることを防ぐためには、バルク中のボロンおよびリンの量が少ないシリコンウェーハを使用することが好ましい。この観点からは、低ボロン濃度のｐ型シリコンウェーハを使用することが好ましく、具体的には抵抗率１０Ω・ｃｍ以上のｐ型シリコンウェーハ、例えば抵抗率１０〜１０００Ω／ｃｍ程度のｐ型シリコンウェーハを使用することが好ましい。
【００１７】
評価の精度を更に高めるためには、ホットプレート上での加熱前のシリコンウェーハを洗浄することが好ましい。洗浄はウェーハ表面の自然酸化膜を除去することができる洗浄液によって行うことが好ましい。自然酸化膜に含まれるボロンおよびリンが評価結果に影響を及ぼすことを防ぐためである。そのような洗浄液としては、フッ化水素酸水溶液が好適である。フッ化水素酸水溶液による洗浄は、通常のＨＦ洗浄と同様に行うことができる。また、フッ化水素酸水溶液による洗浄は、酸化膜形成前にウェーハ最表面に付着していたボロンおよびリンを除去し評価の精度を高めるためにも好ましい。なお、上記洗浄も評価対象雰囲気中で行うことが、評価の精度を高めるために好ましい。
【００１８】
好ましくは上記洗浄を行った後、シリコンウェーハをホットプレート上に配置し同プレート上で加熱することにより、シリコンウェーハ表面に酸化膜を形成する。ホットプレートとしては、評価対象の環境雰囲気に持ち込み可能な大きさのものであれば、一般にウェーハ加熱用に使用されているホットプレートを何ら制限なく使用することができるが、評価対象雰囲気内に配置する前に、ホットプレート全体をアルコール洗浄等によって洗浄することが好ましい。ホットプレートに付着した不純物により評価対象環境が汚染されることを防ぐためである。また、同様の理由から一連の工程において、評価対象環境内で使用する装置および器具は、アルコール等によって洗浄した後に評価対象環境に導入することが好ましい。
【００１９】
ホットプレート上における加熱は、シリコンウェーハ表面に雰囲気中の不純物を吸着可能な酸化膜が形成される条件で行えばよい。具体的には、ホットプレートの設定温度（プレート温度）を３００〜３５０℃程度として１〜５分加熱することが好ましい。通常、評価対象雰囲気の酸素濃度は大気中と同程度であり、上記加熱処理により０．５ｎｍ〜１ｎｍ程度の厚さの酸化膜を形成することができる。加熱後のウェーハはホットプレートから外し、通常、室温で１〜３分程度冷却した後、引き続き不純物吸着工程に付す。
なお、上記の通りホットプレートを洗浄後に評価対象雰囲気に配置することによって、ホットプレートによりシリコンウェーハが汚染されるおそれを低減することができるが、評価の信頼性をよりいっそう高めるためには、ホットプレートからの汚染をさらに防ぐために、酸化膜を形成すべきシリコンウェーハがホットプレートと直接接触しないようにホットプレートとシリコンウェーハとの間に、十分に洗浄して清浄度を高めたシリコンウェーハ（ダミーウェーハ）を配置することが好ましい。
【００２０】
不純物吸着工程
上記工程において酸化膜を形成したシリコンウェーハを、引き続き評価対象環境雰囲気中に所定時間放置すると、雰囲気中のボロンおよびリンを酸化膜表面に吸着させることができる。放置時間は特に限定されるものではないが、酸化膜形成により不純物の吸着性が高まっているため、酸化膜なしのシリコンウェーハを用いる前述のシリコンウェーハ曝露法よりも放置時間を短時間、例えば１２時間以下とすることが可能である。
【００２１】
不純物回収工程
上記不純物吸着工程後、上記酸化膜表面を回収液と接触させることにより、酸化膜表面に吸着していた不純物を回収液中に取り込む（回収する）ことができる。評価対象雰囲気中で回収作業を行ってもよいが、同雰囲気中で回収作業を行うと回収中も雰囲気中の汚染を受けることになる。したがって、回収中の汚染を低減ないし防止するためには、不純物回収工程は、評価対象環境雰囲気よりも高清浄度の雰囲気中で行うことが好ましい。具体的には、上記不純物吸着工程後のウェーハを気密性の高いウェーハケースに回収し、直ちにクリーン度Ｃｌａｓｓ：３またはそれ以上のクリーン度で、好ましくはＢフリーフィルターを設置している分析用ドラフト内に運搬し、回収作業を行うことが望ましい。なお、複数の環境雰囲気中の汚染を比較評価する際には、回収工程の影響を排除するために、不純物回収工程を行う雰囲気は同一清浄度の雰囲気とすることが好ましい。
回収液としては、酸化膜表面に吸着したボロンおよびリンを捕集することが可能な溶液を使用すればよいが、フッ化水素酸水溶液を使用することが好ましい。フッ化水素酸水溶液はボロンおよびリンとの反応性が高いため、酸化膜表面に少量の溶液を走査させることにより酸化膜表面のボロンおよびリンを高回収率で回収できるからである。例えば、φ３００ｍｍシリコンウェーハに対しては、酸化膜表面に１〜２ｍｌ程度のフッ化水素酸溶液を走査させることで、表面に吸着したボロンおよびリンを高回収率で回収することができる。ここで使用されるフッ化水素酸水溶液の濃度は、２〜５質量％程度であることが好ましい。
【００２２】
不純物量測定工程
次いで、酸化膜表面と接触させ該表面に吸着したボロンおよびリンを回収した回収液中の評価対象不純物量を測定する。不純物量の測定は、高感度測定が可能な分析方法である誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ法：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）によって行うことが好ましい。
【００２３】
汚染レベル判定工程
上記工程により測定された不純物（ボロン、リン）量は評価対象雰囲気の不純物量に対応するため、上記工程により測定された不純物量が多いほど、評価対象雰囲気の汚染レベルが高いと判定することができる。例えば異なる環境雰囲気（例えばクリーンルーム）において、同一条件で操作を行い得られた不純物量の違いは、環境雰囲気間の汚染レベルの違いに相当する。したがって本発明によれば、異なる環境雰囲気の汚染レベルの違いを正確に把握することができる。また、得られた評価結果に基づき製造工程または保管中にシリコンウェーハが直接曝露される環境雰囲気の構成変更（例えば空調機フィルターの変更）、洗浄強化等の汚染低減のための各種手段を取ることにより、環境雰囲気からの不純物汚染の低減された高品質なシリコンウェーハを提供することが可能となる。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明を実施例により説明する。但し、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。以下に記載の「％」は、質量％を示す。
【００２５】
１．酸化プロセスによる初期汚染の検討
【００２６】
φ３００ｍｍのｐ型シリコンウェーハ（抵抗率１０Ω・ｃｍ）を３枚用意し、各シリコンウェーハに対し以下の酸化プロセスを施し、表面に酸化膜を形成した。以下の酸化プロセスは、一連の工程をすべて同一クリーンルーム内で行った。
【００２７】
[酸化プロセス１（クリーンルーム内ホットプレート加熱]
シリコンウェーハを１０％フッ化水素酸水溶液で５分間洗浄することでウェーハ表面の自然酸化膜を除去した。洗浄後のシリコンウェーハを十分洗浄したダミーウェーハを介してホットプレート上に配置した状態で、ホットプレートの設定温度を３００℃として３分間加熱した後、ホットプレートから外し室温で２分間冷却し、酸化膜を作製した。
【００２８】
[酸化プロセスＡ（ウエットプロセス）]
シリコンウェーハを１０％フッ化水素酸水溶液で５分間洗浄して、表面の自然酸化膜を除去した。
その後、ＳＣ−１と呼ばれる５％アンモニア／５％過酸化水素水の混合溶液からなる洗浄液で５分ウェーハを洗浄した後、純水で３分リンスを行い、酸化膜を作製した。
【００２９】
［酸化プロセスＢ（ウエットプロセス）］
シリコンウェーハを１０％フッ化水素酸水溶液で５分間洗浄して、表面の自然酸化膜を除去した。
その後、オゾン濃度５ｐｐｍのオゾン水で５分ウェーハを洗浄した後、純水で３分リンスを行い、酸化膜を作製した。
【００３０】
上記酸化プロセスを経たウェーハを気密性の高いウェーハケースに回収し、直ちにクリーン度Ｃｌａｓｓ２．５でＢフリーフィルターを設置している分析用ドラフト内で回収作業を行った。回収作業は、形成した酸化膜表面に、それぞれ５％フッ化水素酸水溶液（回収液）２ｍｌを走査させることで行った。その後、回収液中のボロン量およびリン量を誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ）で定量分析した。結果を図１に示す。図１に示すように、同一クリーンルーム内で酸化プロセスを行ったにもかかわらず、ホットプレート上での加熱による酸化プロセスと比べてウエットプロセスによる酸化ではボロン、リンともに汚染レベルが高かった。このことから、ウエットプロセスでは洗浄機に付着した不純物や洗浄液に混入した不純物による初期汚染が多いことが確認できる。特に、評価対象雰囲気の清浄度が高く汚染レベルが低い場合には、上記のように初期汚染が多いと初期汚染量が評価結果に与える影響が大きくなるため、正確な評価の妨げとなる。
【００３１】
２．不純物汚染評価の実施例・比較例
【００３２】
[実施例１]
異なる清浄度のクリーンルーム（クリーンルームＡ〜Ｃ）において、φ３００ｍｍのｐ型シリコンウェーハ（抵抗率１０Ω・ｃｍ）に対して上記酸化プロセス１の処理を施した後、同クリーンルーム内に６時間放置した。６時間放置後のウェーハを気密性の高いウェーハケースに回収し、直ちにクリーン度Cｌａｓｓ２．５でＢフリーフィルターを設置している分析用ドラフト内で回収作業を行った。回収作業は、５％フッ化水素酸水溶液（回収液）２ｍｌを走査させることで行った。その後、回収液中のボロン量およびリン量を誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ）で定量分析した。
【００３３】
[比較例１]
シリコンウェーハを１０％フッ化水素酸水溶液で５分間洗浄した後、ホットプレート上での酸化膜形成処理を行わずに６時間放置した点以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００３４】
実施例１および比較例１で得られた結果を、上記１．で得た初期汚染量とともに図２（ボロン定量値）および図３（リン定量値）に示す。実施例１および比較例１で評価したクリーンルームＡ〜Ｃで使用されているフィルターの種類を、下記表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】
図２および図３に示すように、シリコンウェーハ表面に酸化膜を形成することにより、ボロンおよびリンの表面吸着量が増加している。なお、実施例１では比較例１と比べて初期汚染量も多いが、この初期汚染は評価対象のクリーンルームからの汚染であるため評価結果の信頼性を何ら損なうものではない。
図２では、クリーンルームＡ、Ｂでは酸化膜の有無によるボロン定量値の差は約８〜１０倍程度、クリーンルームＣについては酸化膜の有無によるボロン定量値の差は約２倍程度であった。図３から同様の傾向がリン定量値についても確認できる。図２および図３において、クリーンルームＣにおける差がクリーンルームＡ、Ｂにおける差より小さかった理由は、クリーンルームＣの清浄度が低いため表面吸着量が飽和に達する時間が短いことおよび放置中に酸化膜形成が進行したことにあると考えられる。
近年使用されているクリーンルームはクリーンルームＡ、Ｂのような高清浄度環境にあり、そのような環境中で酸化膜の有無による差が明確に現れたことは、本発明により高精度評価が可能であることを示す結果である。
【００３７】
[実施例２]
φ３００ｍｍのｐ型シリコンウェーハ（抵抗率１０Ω・ｃｍ）を複数使用し放置時間を変えて下記表２に示すクリーンルーム内で実施例１と同様の操作を行い、ボロンおよびリンの定量値の経時変化を求めた。結果を図４に示す。
【００３８】
【表２】
【００３９】
図４に示す結果から、１２時間曝露（放置）後ではボロン定量値は１Ｅ１２ａｔ／ｃｍ2、リン定量値は１Ｅ１１ａｔ／ｃｍ2程度から一定傾向になることが確認される。これは、１２時間程度でウェーハ表面に吸着するボロンおよびリン量が飽和することを示している。従来のシリコンウェーハ曝露法では、飽和に達するまで、より長い時間を要するため、ホットプレート上での加熱により酸化膜を形成したウェーハを使用することで、短時間で環境雰囲気中のボロンおよびリンの正確な定量が可能となることが確認できる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、半導体基板の製造分野に有用である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境雰囲気の不純物汚染評価方法に関するものであり、詳しくは、シリコンウェーハが製造工程において、または保管中に直接曝露される環境雰囲気のボロンおよびリンからなる群から選ばれる不純物による汚染を評価する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウェーハが製造工程において、または保管中に直接曝露される環境雰囲気が不純物により汚染されていると、同雰囲気からシリコンウェーハに不純物が混入してウェーハ特性に悪影響を及ぼす。中でもボロンおよびリンは、シリコンウェーハの導電型や抵抗率を決めるドーパント元素であるため意図せぬ汚染は回避すべきである。したがって、上記環境雰囲気におけるボロンおよびリンの汚染量を正確に把握することは、工程管理上、きわめて重要である。
【０００３】
上記環境雰囲気の不純物汚染の評価方法としては、評価対象雰囲気に放置したシリコンウェーハにＣＶＤ法により多結晶シリコンを堆積させ、シリコンウェーハと多結晶シリコンとの間に閉じ込めた不純物を二次イオン質量法（ＳＩＭＳ）により分析する方法（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ Ｃａｐｐｅｄ ＳＩＭＳ法）、評価対象雰囲気中の不純物をインピンジャーで捕獲し分析する方法（インピンジャーサンプリング法）、シリコンウェーハを測定対象雰囲気中に数時間曝露させ、曝露後ウェーハ表面の汚染をフッ酸系溶液で回収し、ＩＣＰ−ＭＳで測定する方法（シリコンウェーハ曝露法）が知られている。
【０００４】
しかし、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ Ｃａｐｐｅｄ ＳＩＭＳ法は、ＣＶＤ処理に時間が掛かることやＣＶＤ炉内での不純物汚染の影響を受けること、更にはＳＩＭＳによるリンの検出限界が高い（通常、１Ｅ１０ａｔ／ｃｍ2程度）ため高感度分析が困難であることなど、多くの課題を有する。
【０００５】
一方、ボロンおよびリンは、通常雰囲気中に酸化物または有機物の状態で存在するため、汚染物質が純水に溶解した酸化物状態のときのみ測定可能であって有機物状態の場合は測定することができないインピンジャーサンプリング法によっては高感度に分析することは困難である。また、シリコンウェーハ曝露法は、不純物がウェーハ表面に集まるまでに長時間（通常１２時間超）かかるため測定に時間を要する点が課題である。
【０００６】
これに対し特許文献１には、ウエットプロセスで表面に酸化膜を作製したシリコンウェーハを評価対象雰囲気に曝露させることで、シリコンウェーハ表面（酸化膜表面）に短時間でボロンを吸着させた後、エッチング液により表面のボロンを酸化膜ごと除去しエッチング液中のボロン量から雰囲気中のボロンレベルを評価することが提案されている。特許文献１に記載の方法は、短時間測定を実現するために、雰囲気中のボロンがシリコンウェーハ表面に吸着する速度と比べて酸化膜表面に吸着する速度が速いことを利用するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３７１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１には、熱酸化による酸化膜形成では酸化プロセス中の汚染が懸念されるため、ウエットプロセスによる酸化膜形成方法を採用すると記載されている。しかし特許文献１では汚染が少ないとされているウエットプロセスも、洗浄機に付着していたり洗浄液に混入していたボロンやリンによる酸化膜の汚染（初期汚染）が評価結果に影響を及ぼし、雰囲気中のボロンやリンの汚染量を正確に評価することが困難となることが懸念される。また、一般的な熱酸化やウエットプロセスによる酸化膜形成では大規模な機器を使用するため酸化膜形成に比較的長い時間を要する。その結果、酸化膜形成中の環境雰囲気からの汚染（初期汚染）が評価精度を下げることも懸念される。特に、近年使用されている高清浄度のクリーンルームの汚染評価の際には、クリーンルーム自体の汚染量が少ないため初期汚染が測定値に与える影響が大きい。したがって、特に清浄度の高いクリーンルームの汚染レベルを評価する際には、正確な評価を行うために初期汚染を低減することが求められる。
【０００９】
そこで本発明の目的は、シリコンウェーハが直接曝露される環境雰囲気のボロンおよびリンからなる群から選ばれる不純物による汚染を、高精度に評価する手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
特許文献１に記載されているように、表面に酸化膜を形成したシリコンウェーハを用いて環境雰囲気のボロンおよびリンによる汚染を評価することは、短時間で評価を行ううえで有効である。これは、雰囲気中ではボロンおよびリンは酸化物または有機物の状態で存在し電荷を有するため、酸化膜の逆電荷をもったサイトに集まる傾向があるからである。
しかし上記の通り、ウエットプロセスによる酸化膜形成では、洗浄機または洗浄液に起因する初期汚染によって正確な評価が困難となることが懸念される。一方、通常の熱酸化プロセスでは、熱処理炉からのボロンおよびリンによる汚染が多いため正確な評価を行うことは困難である。また、通常の熱酸化およびウエットプロセスによる大規模機器による長時間に及ぶ酸化膜形成では、上記の通り酸化膜形成中の環境雰囲気からの初期汚染による影響も懸念される。
更に、ウェーハ表面に酸化膜を形成すると雰囲気中のボロンおよびリンが酸化膜に集まり急速に汚染が進む。したがって、熱処理炉または洗浄機での酸化膜形成から酸化膜を形成したシリコンウェーハを評価対象雰囲気に設置するまでに時間がかかると、その間に雰囲気中のボロンおよびリンが酸化膜に吸着してしまうため、評価対象雰囲気のボロンおよびリンによる汚染を正確に評価することは困難になる。
以上の状況を踏まえ本発明者らは更に検討を重ねた結果、以下の新たな知見を得た。
（１）評価対象雰囲気における熱酸化プロセスによりシリコンウェーハ表面に酸化膜を形成し、引き続き同雰囲気中にシリコンウェーハを放置（雰囲気に曝露）すれば、放置前に酸化膜表面に雰囲気中のボロンおよびリンが吸着したとしても、それらは評価対象雰囲気からの汚染であって他のプロセスや雰囲気からの汚染ではないため、評価結果の精度に何ら影響を及ぼすものではない。
（２）ホットプレートを使用すれば、大規模な熱処理炉を使用することなく評価対象雰囲気中で熱酸化を行うことが可能となるうえに、熱処理炉や洗浄機を使用する方法よりも短時間で酸化膜を形成することができる。
本発明は、以上の知見に基づき完成された。
【００１１】
即ち、上記目的は、下記手段によって達成された。
[１]環境雰囲気の不純物汚染評価方法であって、
上記評価対象不純物は、ボロンおよびリンからなる群から選ばれる少なくとも一種であり、
評価対象雰囲気中でホットプレート上にシリコンウェーハを配置し加熱することにより該シリコンウェーハ表面に酸化膜を形成すること、
上記酸化膜形成後のシリコンウェーハを、引き続き評価対象環境雰囲気中に所定時間放置すること、
次いで上記酸化膜表面を回収液と接触させること、
上記酸化膜表面と接触させた回収液中の評価対象不純物量を測定すること、および、
測定された評価対象不純物量に基づき、前記環境雰囲気中の不純物汚染レベルを判定すること、
を含む、前記不純物汚染評価方法。
[２]ホットプレート上に配置する前のシリコンウェーハ表面をフッ化水素酸水溶液により洗浄することを含む、[１]に記載の不純物汚染評価方法。
[３]前記回収液はフッ化水素酸水溶液である、[１]または[２]に記載の不純物汚染評価方法。
[４]前記シリコンウェーハとして、１０Ω・ｃｍ以上の抵抗率を有するボロンドープｐ型シリコンウェーハを使用する、[１]〜[３]のいずれかに記載の不純物汚染評価方法。
[５]前記環境雰囲気は、製造工程および保管中の少なくともいずれかにおいてシリコンウェーハが直接曝露される環境雰囲気である、[１]〜[４]のいずれかに記載の不純物汚染評価方法。
[６]前記酸化膜表面と回収液との接触を、前記評価対象環境雰囲気よりも高清浄度の雰囲気中で行う、[１]〜[５]のいずれかに記載の不純物汚染評価方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、クリーンルーム等のシリコンウェーハが直接曝露される環境雰囲気のボロンおよびリンによる汚染レベルを正確に評価することができる。そして得られた結果に基づき上記環境雰囲気の清浄度を調整および管理することによって、高品質なシリコンウェーハを安定供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】酸化プロセスによる初期汚染量の対比結果を示す。
【図２】実施例１および比較例１における異なるクリーンルーム内でのボロン定量値を示す。
【図３】実施例１および比較例１における異なるクリーンルーム内でのリン定量値を示す。
【図４】実施例２におけるボロン定量値およびリン定量値の経時変化を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、環境雰囲気の不純物汚染評価方法に関するものである。評価対象となる環境雰囲気は、例えば、製造工程や保管中にシリコンウェーハが直接曝露されるクリーンルーム等である。
【００１５】
本発明の評価方法における評価対象不純物は、ボロンおよびリンからなる群から選ばれる少なくとも一種である。本発明では、ボロンまたはリンのいずれか一方のみを評価対象としてもよく、ボロンおよびリンの両元素を評価対象としてもよい。前述のように、ボロンおよびリンは、シリコンウェーハの導電型や抵抗率を決めるドーパント元素であるため、製造工程や保管中にシリコンウェーハが直接曝露される環境雰囲気のボロンおよびリンの汚染レベルを正確に把握することは、工程管理および品質管理上、きわめて重要である。本発明によれば、以下の工程：
評価対象雰囲気中でホットプレート上にシリコンウェーハを配置し加熱することにより該シリコンウェーハ表面に酸化膜を形成すること（以下、「酸化膜形成工程」という）、
上記酸化膜形成後のシリコンウェーハを、引き続き評価対象環境雰囲気中に所定時間放置すること（以下、「不純物吸着工程」という）、
次いで上記酸化膜表面を回収液と接触させること（以下、「不純物回収工程」という）、
上記酸化膜表面と接触させた回収液中の評価対象不純物量を測定すること（以下、「不純物量測定工程」という）、および、
測定された評価対象不純物量に基づき、前記環境雰囲気中の不純物汚染レベルを判定すること（以下、「汚染レベル判定工程」という）、
を経ることによって、上記環境雰囲気のボロンおよび／またはリンの汚染レベルを正確に評価することが可能となる。
以下、上記工程について順次説明する。
【００１６】
酸化膜形成工程
本工程は、評価雰囲気中で行われる。これにより、シリコンウェーハ上に形成される酸化膜が評価対象雰囲気中の不純物以外に起因する汚染を受けることを回避することができる。使用するシリコンウェーハはｐ型であってもｎ型であってもよく特に限定されるものではない。バルク中のボロンおよびリンが、形成する酸化膜に取り込まれることが評価結果に影響を与えることを防ぐためには、バルク中のボロンおよびリンの量が少ないシリコンウェーハを使用することが好ましい。この観点からは、低ボロン濃度のｐ型シリコンウェーハを使用することが好ましく、具体的には抵抗率１０Ω・ｃｍ以上のｐ型シリコンウェーハ、例えば抵抗率１０〜１０００Ω／ｃｍ程度のｐ型シリコンウェーハを使用することが好ましい。
【００１７】
評価の精度を更に高めるためには、ホットプレート上での加熱前のシリコンウェーハを洗浄することが好ましい。洗浄はウェーハ表面の自然酸化膜を除去することができる洗浄液によって行うことが好ましい。自然酸化膜に含まれるボロンおよびリンが評価結果に影響を及ぼすことを防ぐためである。そのような洗浄液としては、フッ化水素酸水溶液が好適である。フッ化水素酸水溶液による洗浄は、通常のＨＦ洗浄と同様に行うことができる。また、フッ化水素酸水溶液による洗浄は、酸化膜形成前にウェーハ最表面に付着していたボロンおよびリンを除去し評価の精度を高めるためにも好ましい。なお、上記洗浄も評価対象雰囲気中で行うことが、評価の精度を高めるために好ましい。
【００１８】
好ましくは上記洗浄を行った後、シリコンウェーハをホットプレート上に配置し同プレート上で加熱することにより、シリコンウェーハ表面に酸化膜を形成する。ホットプレートとしては、評価対象の環境雰囲気に持ち込み可能な大きさのものであれば、一般にウェーハ加熱用に使用されているホットプレートを何ら制限なく使用することができるが、評価対象雰囲気内に配置する前に、ホットプレート全体をアルコール洗浄等によって洗浄することが好ましい。ホットプレートに付着した不純物により評価対象環境が汚染されることを防ぐためである。また、同様の理由から一連の工程において、評価対象環境内で使用する装置および器具は、アルコール等によって洗浄した後に評価対象環境に導入することが好ましい。
【００１９】
ホットプレート上における加熱は、シリコンウェーハ表面に雰囲気中の不純物を吸着可能な酸化膜が形成される条件で行えばよい。具体的には、ホットプレートの設定温度（プレート温度）を３００〜３５０℃程度として１〜５分加熱することが好ましい。通常、評価対象雰囲気の酸素濃度は大気中と同程度であり、上記加熱処理により０．５ｎｍ〜１ｎｍ程度の厚さの酸化膜を形成することができる。加熱後のウェーハはホットプレートから外し、通常、室温で１〜３分程度冷却した後、引き続き不純物吸着工程に付す。
なお、上記の通りホットプレートを洗浄後に評価対象雰囲気に配置することによって、ホットプレートによりシリコンウェーハが汚染されるおそれを低減することができるが、評価の信頼性をよりいっそう高めるためには、ホットプレートからの汚染をさらに防ぐために、酸化膜を形成すべきシリコンウェーハがホットプレートと直接接触しないようにホットプレートとシリコンウェーハとの間に、十分に洗浄して清浄度を高めたシリコンウェーハ（ダミーウェーハ）を配置することが好ましい。
【００２０】
不純物吸着工程
上記工程において酸化膜を形成したシリコンウェーハを、引き続き評価対象環境雰囲気中に所定時間放置すると、雰囲気中のボロンおよびリンを酸化膜表面に吸着させることができる。放置時間は特に限定されるものではないが、酸化膜形成により不純物の吸着性が高まっているため、酸化膜なしのシリコンウェーハを用いる前述のシリコンウェーハ曝露法よりも放置時間を短時間、例えば１２時間以下とすることが可能である。
【００２１】
不純物回収工程
上記不純物吸着工程後、上記酸化膜表面を回収液と接触させることにより、酸化膜表面に吸着していた不純物を回収液中に取り込む（回収する）ことができる。評価対象雰囲気中で回収作業を行ってもよいが、同雰囲気中で回収作業を行うと回収中も雰囲気中の汚染を受けることになる。したがって、回収中の汚染を低減ないし防止するためには、不純物回収工程は、評価対象環境雰囲気よりも高清浄度の雰囲気中で行うことが好ましい。具体的には、上記不純物吸着工程後のウェーハを気密性の高いウェーハケースに回収し、直ちにクリーン度Ｃｌａｓｓ：３またはそれ以上のクリーン度で、好ましくはＢフリーフィルターを設置している分析用ドラフト内に運搬し、回収作業を行うことが望ましい。なお、複数の環境雰囲気中の汚染を比較評価する際には、回収工程の影響を排除するために、不純物回収工程を行う雰囲気は同一清浄度の雰囲気とすることが好ましい。
回収液としては、酸化膜表面に吸着したボロンおよびリンを捕集することが可能な溶液を使用すればよいが、フッ化水素酸水溶液を使用することが好ましい。フッ化水素酸水溶液はボロンおよびリンとの反応性が高いため、酸化膜表面に少量の溶液を走査させることにより酸化膜表面のボロンおよびリンを高回収率で回収できるからである。例えば、φ３００ｍｍシリコンウェーハに対しては、酸化膜表面に１〜２ｍｌ程度のフッ化水素酸溶液を走査させることで、表面に吸着したボロンおよびリンを高回収率で回収することができる。ここで使用されるフッ化水素酸水溶液の濃度は、２〜５質量％程度であることが好ましい。
【００２２】
不純物量測定工程
次いで、酸化膜表面と接触させ該表面に吸着したボロンおよびリンを回収した回収液中の評価対象不純物量を測定する。不純物量の測定は、高感度測定が可能な分析方法である誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ法：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）によって行うことが好ましい。
【００２３】
汚染レベル判定工程
上記工程により測定された不純物（ボロン、リン）量は評価対象雰囲気の不純物量に対応するため、上記工程により測定された不純物量が多いほど、評価対象雰囲気の汚染レベルが高いと判定することができる。例えば異なる環境雰囲気（例えばクリーンルーム）において、同一条件で操作を行い得られた不純物量の違いは、環境雰囲気間の汚染レベルの違いに相当する。したがって本発明によれば、異なる環境雰囲気の汚染レベルの違いを正確に把握することができる。また、得られた評価結果に基づき製造工程または保管中にシリコンウェーハが直接曝露される環境雰囲気の構成変更（例えば空調機フィルターの変更）、洗浄強化等の汚染低減のための各種手段を取ることにより、環境雰囲気からの不純物汚染の低減された高品質なシリコンウェーハを提供することが可能となる。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明を実施例により説明する。但し、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。以下に記載の「％」は、質量％を示す。
【００２５】
１．酸化プロセスによる初期汚染の検討
【００２６】
φ３００ｍｍのｐ型シリコンウェーハ（抵抗率１０Ω・ｃｍ）を３枚用意し、各シリコンウェーハに対し以下の酸化プロセスを施し、表面に酸化膜を形成した。以下の酸化プロセスは、一連の工程をすべて同一クリーンルーム内で行った。
【００２７】
[酸化プロセス１（クリーンルーム内ホットプレート加熱]
シリコンウェーハを１０％フッ化水素酸水溶液で５分間洗浄することでウェーハ表面の自然酸化膜を除去した。洗浄後のシリコンウェーハを十分洗浄したダミーウェーハを介してホットプレート上に配置した状態で、ホットプレートの設定温度を３００℃として３分間加熱した後、ホットプレートから外し室温で２分間冷却し、酸化膜を作製した。
【００２８】
[酸化プロセスＡ（ウエットプロセス）]
シリコンウェーハを１０％フッ化水素酸水溶液で５分間洗浄して、表面の自然酸化膜を除去した。
その後、ＳＣ−１と呼ばれる５％アンモニア／５％過酸化水素水の混合溶液からなる洗浄液で５分ウェーハを洗浄した後、純水で３分リンスを行い、酸化膜を作製した。
【００２９】
［酸化プロセスＢ（ウエットプロセス）］
シリコンウェーハを１０％フッ化水素酸水溶液で５分間洗浄して、表面の自然酸化膜を除去した。
その後、オゾン濃度５ｐｐｍのオゾン水で５分ウェーハを洗浄した後、純水で３分リンスを行い、酸化膜を作製した。
【００３０】
上記酸化プロセスを経たウェーハを気密性の高いウェーハケースに回収し、直ちにクリーン度Ｃｌａｓｓ２．５でＢフリーフィルターを設置している分析用ドラフト内で回収作業を行った。回収作業は、形成した酸化膜表面に、それぞれ５％フッ化水素酸水溶液（回収液）２ｍｌを走査させることで行った。その後、回収液中のボロン量およびリン量を誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ）で定量分析した。結果を図１に示す。図１に示すように、同一クリーンルーム内で酸化プロセスを行ったにもかかわらず、ホットプレート上での加熱による酸化プロセスと比べてウエットプロセスによる酸化ではボロン、リンともに汚染レベルが高かった。このことから、ウエットプロセスでは洗浄機に付着した不純物や洗浄液に混入した不純物による初期汚染が多いことが確認できる。特に、評価対象雰囲気の清浄度が高く汚染レベルが低い場合には、上記のように初期汚染が多いと初期汚染量が評価結果に与える影響が大きくなるため、正確な評価の妨げとなる。
【００３１】
２．不純物汚染評価の実施例・比較例
【００３２】
[実施例１]
異なる清浄度のクリーンルーム（クリーンルームＡ〜Ｃ）において、φ３００ｍｍのｐ型シリコンウェーハ（抵抗率１０Ω・ｃｍ）に対して上記酸化プロセス１の処理を施した後、同クリーンルーム内に６時間放置した。６時間放置後のウェーハを気密性の高いウェーハケースに回収し、直ちにクリーン度Cｌａｓｓ２．５でＢフリーフィルターを設置している分析用ドラフト内で回収作業を行った。回収作業は、５％フッ化水素酸水溶液（回収液）２ｍｌを走査させることで行った。その後、回収液中のボロン量およびリン量を誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ）で定量分析した。
【００３３】
[比較例１]
シリコンウェーハを１０％フッ化水素酸水溶液で５分間洗浄した後、ホットプレート上での酸化膜形成処理を行わずに６時間放置した点以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００３４】
実施例１および比較例１で得られた結果を、上記１．で得た初期汚染量とともに図２（ボロン定量値）および図３（リン定量値）に示す。実施例１および比較例１で評価したクリーンルームＡ〜Ｃで使用されているフィルターの種類を、下記表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】
図２および図３に示すように、シリコンウェーハ表面に酸化膜を形成することにより、ボロンおよびリンの表面吸着量が増加している。なお、実施例１では比較例１と比べて初期汚染量も多いが、この初期汚染は評価対象のクリーンルームからの汚染であるため評価結果の信頼性を何ら損なうものではない。
図２では、クリーンルームＡ、Ｂでは酸化膜の有無によるボロン定量値の差は約８〜１０倍程度、クリーンルームＣについては酸化膜の有無によるボロン定量値の差は約２倍程度であった。図３から同様の傾向がリン定量値についても確認できる。図２および図３において、クリーンルームＣにおける差がクリーンルームＡ、Ｂにおける差より小さかった理由は、クリーンルームＣの清浄度が低いため表面吸着量が飽和に達する時間が短いことおよび放置中に酸化膜形成が進行したことにあると考えられる。
近年使用されているクリーンルームはクリーンルームＡ、Ｂのような高清浄度環境にあり、そのような環境中で酸化膜の有無による差が明確に現れたことは、本発明により高精度評価が可能であることを示す結果である。
【００３７】
[実施例２]
φ３００ｍｍのｐ型シリコンウェーハ（抵抗率１０Ω・ｃｍ）を複数使用し放置時間を変えて下記表２に示すクリーンルーム内で実施例１と同様の操作を行い、ボロンおよびリンの定量値の経時変化を求めた。結果を図４に示す。
【００３８】
【表２】
【００３９】
図４に示す結果から、１２時間曝露（放置）後ではボロン定量値は１Ｅ１２ａｔ／ｃｍ2、リン定量値は１Ｅ１１ａｔ／ｃｍ2程度から一定傾向になることが確認される。これは、１２時間程度でウェーハ表面に吸着するボロンおよびリン量が飽和することを示している。従来のシリコンウェーハ曝露法では、飽和に達するまで、より長い時間を要するため、ホットプレート上での加熱により酸化膜を形成したウェーハを使用することで、短時間で環境雰囲気中のボロンおよびリンの正確な定量が可能となることが確認できる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、半導体基板の製造分野に有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環境雰囲気の不純物汚染評価方法であって、
上記評価対象不純物は、ボロンおよびリンからなる群から選ばれる少なくとも一種であり、
評価対象雰囲気中でホットプレート上にシリコンウェーハを配置し加熱することにより該シリコンウェーハ表面に酸化膜を形成すること、
上記酸化膜形成後のシリコンウェーハを、引き続き評価対象環境雰囲気中に所定時間放置すること、
次いで上記酸化膜表面を回収液と接触させること、
上記酸化膜表面と接触させた回収液中の評価対象不純物量を測定すること、および、
測定された評価対象不純物量に基づき、前記環境雰囲気中の不純物汚染レベルを判定すること、
を含む、前記不純物汚染評価方法。
【請求項２】
ホットプレート上に配置する前のシリコンウェーハ表面をフッ化水素酸水溶液により洗浄することを含む、請求項１に記載の不純物汚染評価方法。
【請求項３】
前記回収液はフッ化水素酸水溶液である、請求項１または２に記載の不純物汚染評価方法。
【請求項４】
前記シリコンウェーハとして、１０Ω・ｃｍ以上の抵抗率を有するボロンドープｐ型シリコンウェーハを使用する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の不純物汚染評価方法。
【請求項５】
前記環境雰囲気は、製造工程および保管中の少なくともいずれかにおいてシリコンウェーハが直接曝露される環境雰囲気である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の不純物汚染評価方法。
【請求項６】
前記酸化膜表面と回収液との接触を、前記評価対象環境雰囲気よりも高清浄度の雰囲気中で行う、請求項１〜５のいずれか１項に記載の不純物汚染評価方法。
【請求項１】
環境雰囲気の不純物汚染評価方法であって、
上記評価対象不純物は、ボロンおよびリンからなる群から選ばれる少なくとも一種であり、
評価対象雰囲気中でホットプレート上にシリコンウェーハを配置し加熱することにより該シリコンウェーハ表面に酸化膜を形成すること、
上記酸化膜形成後のシリコンウェーハを、引き続き評価対象環境雰囲気中に所定時間放置すること、
次いで上記酸化膜表面を回収液と接触させること、
上記酸化膜表面と接触させた回収液中の評価対象不純物量を測定すること、および、
測定された評価対象不純物量に基づき、前記環境雰囲気中の不純物汚染レベルを判定すること、
を含む、前記不純物汚染評価方法。
【請求項２】
ホットプレート上に配置する前のシリコンウェーハ表面をフッ化水素酸水溶液により洗浄することを含む、請求項１に記載の不純物汚染評価方法。
【請求項３】
前記回収液はフッ化水素酸水溶液である、請求項１または２に記載の不純物汚染評価方法。
【請求項４】
前記シリコンウェーハとして、１０Ω・ｃｍ以上の抵抗率を有するボロンドープｐ型シリコンウェーハを使用する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の不純物汚染評価方法。
【請求項５】
前記環境雰囲気は、製造工程および保管中の少なくともいずれかにおいてシリコンウェーハが直接曝露される環境雰囲気である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の不純物汚染評価方法。
【請求項６】
前記酸化膜表面と回収液との接触を、前記評価対象環境雰囲気よりも高清浄度の雰囲気中で行う、請求項１〜５のいずれか１項に記載の不純物汚染評価方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−５８０７８（Ｐ２０１２−５８０７８Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０１６１６（Ｐ２０１０−２０１６１６）
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【出願人】（３０２００６８５４）株式会社ＳＵＭＣＯ (1,197)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【出願人】（３０２００６８５４）株式会社ＳＵＭＣＯ (1,197)
【Ｆターム（参考）】
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