• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Zurzweckmäßigen undquantitativen Bewertung von Cu in einem Siliciumsubstrat ohne vollständiges Auflösen desSiliciumsubstrats und zur Ermittlung einer Prozessverunreinigungwird ein Verfahren zur Feststellung einer in einem Siliciumsubstratvorhandenen Cu-Konzentration bereitgestellt durch Erhitzen des Siliciumsubstratsbei einer Temperatur von 600°Coder niedriger, wobei das Substrat Bor bei einer Konzentration von3 x 1018 Atome/cm3 odermehr enthält;und wobei das Substrat 1 bis 12 Stunden bei einer Temperatur von300°C einschließlich bis350°C ausschließlich erhitztwird, um dadurch quantitativ an den vorderen und entgegengesetzten Oberflächen deserhitzten Substrats vorhandenes Cu zu analysieren.
    公开号:DE102004023425A1
    申请号:DE102004023425
    申请日:2004-05-12
    公开日:2004-12-30
    发明作者:Shabani B. Mohammad；Yoshikazu Shiina
    申请人:Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp；
    IPC主号:H01L21-66
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feststellung einerCu-Konzentration,die in einem Siliciumsubstrat vorhanden ist, welches mit Bor beieiner höherenKonzentration dotiert ist, und insbesondere ein Verfahren zur Feststellungvon Cu bei niedrigeren Konzentrationen von weniger als 1011 Atome/cm2, diein einem Siliciumsubstrat vorliegen, das Bor bei Konzentrationenvon 3 × 1018 Atome/cm3 odermehr. umfasst.
    [0002] Vonden verunreinigenden Metallen, die von einem Siliciumsubstrat während Oxidations-und Diffusionsprozessen des Siliciumsubstrats eingefangen werden,besitzt Cu eine extrem höhereDiffusionsgeschwindigkeit und diffundiert leicht in das Siliciumsubstrat.Das diffundierte Cu verschlechtert die Eigenschaften der Vorrichtung(wie elektrische Eigenschaften). Es ist daher wichtig, das thermischeVerfahren zu steuern, um auf diese Weise beispielsweise Cu zu verringern.
    [0003] ZurMessung der Cu-Konzentration in einem solchen Substrat wird hauptsächlich eineAnalysenmethode verwendet, bei der eine Atomabsorptionsspektrometrie- bzw. Atomabsorptionsspektrochemie (imFolgenden "AAS" genannt)-Methodeoder eine Sekundärionen-Massenspektrometrie(SIMS)-Methode eingesetzt wird.
    [0004] Insbesonderedie AAS-Methode ist zu einer hochempfindlichen Analyse in der Lage.Jedoch zwingt das Verfahren, bei dem die AAS-Methode eingesetztwird, zu einer Analyse eines Siliciumsubstrats, indem dieses ineiner Mischlösungvon Fluorwasserstoffsäure(im Folgenden "HF" genannt) und Salpetersäure gelöst wird.Als solche wurden diese Methoden von den folgenden Problemen begleitet. Eswar nämlichaufwändig,die Messung durchzuführenund weiterhin konnte währendeiner Vorbehandlung vor der Messung eine Verunreinigung verursachtwerden. Darüberhinaus wurden die Substrate bei jeder Methode zerstört, wodurcheine nochmalige Verwendung der Substrate unmöglich ist.
    [0005] Deshalbhat die vorliegende Anmelderin ein Verfahren zur Feststellung einerCu-Konzentrationin einem Halbleitersubstrat vorgeschlagen, als ein Verfahren, daseine nicht-zerstörerischeAnalyse eines Halbleitersubstrats (vgl. beispielsweise JP-A-9-64133 (64133/1997))betrifft. Dieses Verfahren sieht das Erhitzen eines Siliciumsubstratsbei einer Temperatur von 600 °Coder niedriger vor, um innerhalb des Siliciumsubstrats vorhandenesCu zu diffundieren und das Cu zu den vorderen und entgegengesetztenOberflächendes Siliciumsubstrats hin zu sammeln und die vorderen und entgegengesetzten Oberflächen durchein Verfahren zu analysieren, wie z. B. der AAS-Methode oder einerTotalreflexions-Röntgen-Fluoreszenz-Analysen (im Folgenden "TXRF" genannt)-Methode.Gemäß dieserMethode kann im Fall eines Siliciumsubstrats vom P-Typ eine ausreichendeDiffusion von Cu durch Erhitzen des Siliciumsubstrats bei 500 °C für 15 minin der Atmosphäreerreicht werden.
    [0006] Inzwischensind kürzlichReinigungstechniken einschließlicheiner Reinigung eines Siliciumsubstrats verbessert worden, so dassdie Konzentrationen an ein Siliciumsubstrat verunreinigenden Metallenauf etwa 1011 Atome/cm2 gesenktworden sind.
    [0007] Jedochenthielt das in dem Verfahren der JP-A-9-64133 verwendete Siliciumsubstratvom P-Typ Bor lediglich bei einer Konzentration von etwa 1015 Ato me/cm3 undwar kein mit Bor bei einer höherenKonzentration dotiertes Siliciumsubstrat. Falls somit Cu in einemSiliciumsubstrat bei einer niedrigeren Konzentration von wenigerals 1011 Atome/cm2 im Fallevon Siliciumsubstraten vorliegt, die mit Bor bei höheren Konzentrationeninnen dotiert sind, wie P+-Siliciumsubstratenund P+-Siliciumsubstraten, die Bor bei Konzentrationenvon 3 × 1018 Atome/cm3 oder mehrenthalten, verursacht das in dem Substrat vorhandene Cu eine elektrostatischeWirkung mit dem Bor, so dass das Cu nicht ausreichend zu den vorderenund entgegengesetzten Oberflächenseitendes Substrats diffundiert, wodurch die Analysengenauigkeit bei derBewertung einer in dem Substrat enthaltenen Cu-Konzentration inproblematischer Weise verschlechtert wird.
    [0008] Esist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahrenzur Feststellung einer in einem Siliciumsubstrat enthaltenen Cu-Konzentration bereitzustellen,das zweckmäßig undquantitativ ohne vollständigesLösen bzw.Auslösendes Siliciumsubstrats das Cu bewertet.
    [0009] Esist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahrenzur Feststellung einer in einem Siliciumsubstrat enthaltenen Cu-Konzentration bereitzustellen,um eine Prozessverunreinigung zu ermitteln.
    [0010] Umobige Aufgabe zu lösen,handelt es sich bei der Erfindung gemäß Anspruch 1 um eine Verbesserungeines Verfahrens zur Feststellung einer in einem Siliciumsubstratbzw. innerhalb eines Siliciumsubstrats vorhandenen Cu-Konzentrationdurch Erhitzen des Siliciumsubstrats bei einer Temperatur von 600 °C oder niedriger.Dessen kennzeichnender Aufbau ist, dass: das Substrat Bor bei einerKonzentration von 3 × 1018 Atome/cm3 odermehr enthält;und dass das Substrat bei einer Temperatur von 300 °C einschließlich bis350 °C ausschließlich für 1 bis12 Stunden erhitzt wird, um dadurch an vorderen und entgegengesetztenOberflächendes erhitzten Substrats vorhandenes Cu quantitativ zu analysieren.
    [0011] Beidiesem Feststellungsverfahren wird die quantitative Analyse vorzugsweisemittels einer AAS-Methode, einer induktiven Kopplungs-Plasma-Massenspektrometrie(im Folgenden "ICP-MS" genannt)-Methodeoder einer TXRF-Methode durchgeführt.
    [0012] Innerhalbeines Substrats, bei dem eine große Menge an Bor vorhanden ist,weist Bor ein negatives elektrisches Potential auf und Cu weistein positives elektrisches Potential auf. Dies verursacht eine elektrostatischeWirkung, durch die eine Situation hervorgerufen wird, bei der Cuinnerhalb des Substrats kaum diffundiert. Gemäß der vorliegenden Erfindungwird das Substrat, das Bor bei einer Konzentration von 3 × 1018 Atome/cm3 odermehr enthält,unter den Bedingungen innerhalb des obigen Bereichs erhitzt, wodurches möglichwird, die diffundierende Menge von Cu zu den vorderen und entgegengesetztenOberflächenseitendes Substrats hin zu erhöhen. Aufdiese Weise wird es möglich,das zu den vorderen und entgegengesetzten Oberflächenseiten hin diffundierteCu zweckmäßig undquantitativ zu bewerten, ohne das Siliciumsubstrat vollständig aufzulösen, indemdas Cu mittels einer AAS-Methode, einer ICP-MS-Methode oder einerTXRF-Methode quantitativanalysiert wird.
    [0013] Beider Erfindung gemäß Anspruch3 handelt es sich um die Erfindung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahrenzur Feststellung einer in einem Siliciumsubstrat vorhandenen Cu-Konzentration,wobei das an vorderen und entgegengesetzten Oberflächen deserhitzten Siliciumsubstrats vorhandene Cu in einer Sammellösung gelöst wirdund darin gesammelt wird, und die Sammellösung quantitativ mittels einer AAS-Methodeoder einer TXRF-Methode analysiert wird.
    [0014] DurchEinsatz der obigen Methode wird das Cu an den vorderen und entgegengesetztenOberflächenseitendes Substrats gesammelt, und die Sammellösung mit den gelösten vorderenund entgegengesetzten Oberflächenwird gemessen, wodurch eine leichte Messung des Cu möglich wird,ohne das Siliciumsubstrat vollständigaufzulösen.
    [0015] Beider Erfindung gemäß Anspruch4 handelt es sich um die Erfindung gemäß Anspruch 3 und ein Verfahrenzur Feststellung einer in einem Siliciumsubstrat vorhandenen Cu-Konzentration,wobei die Sammellösungausgewähltwird aus: einer HF-Lösung;einer HF- und Wasserstoffperoxid-enthaltenden Mischlösung; einerSalzsäurelösung; einerSalzsäure-und Wasserstoffperoxid-enthaltenden Lösung; einer Salzsäure- undHF-enthaltenden Mischlösung;einer SC-1-Lösung(Standardreinigungslösungaus Ammoniumhydroxid und Wasserstoffperoxid, auch "Standard Clean-1" genannt); und einerSchwefelsäure-und Wasserstoffperoxid-enthaltenden Mischlösung.
    [0016] Beider Erfindung gemäß Anspruch5 handelt es sich um die Erfindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis3 und ein Verfahren zur Feststellung einer in einem Siliciumsubstratvorhanden Cu-Konzentration, wobei das Siliciumsubstrat in Quadrantenaufgeteilt wird und dann erhitzt wird.
    [0017] 1 ist ein schematischesProzessdiagramm, das ein Verfahren zur Feststellung einer in einemSiliciumsubstrat vorhandenen Cu-Konzentration gemäß einerersten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung zeigt;
    [0018] 2 ist ein schematischesProzessdiagramm, das ein Verfahren zur Feststellung einer in einemSiliciumsubstrat vorhandenen Cu-Konzentration gemäß einerzweiten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung zeigt;
    [0019] 3 ist eine schematischeAnsicht von Siliciumsubstraten, die in Quadranten aufgeteilt werden bzw.wobei diese Quadranten erhitzt werden;
    [0020] 4 ist eine graphische Darstellung,die ein Messergebnis fürfestgestellte Cu-Konzentrationen zeigt,die im "A"-Substrat bis "F"-Substrat jeweils gemäß den Ausführungsformen1 bis 3 und Vergleichsbeispiel 1 vorhanden sind; und
    [0021] 5 ist eine graphische Darstellung,die ein Messergebnis fürfestgestellte Cu-Konzentrationen zeigt,wenn die Wärmebehandlungsbedingungender vergleichenden Bewertung 2 variiert werden.
    [0022] Beider vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Verbesserungeines Verfahrens zur Feststellung einer in einem Siliciumsubstratbzw. innerhalb eines Siliciumsubstrats vorhandenen Cu-Konzentrationdurch Erhitzen des Siliciumsubstrats bei einer Temperatur von 600 °C oder weniger. Derkennzeichnende Aufbau davon ist, dass: das Substrat enthält Bor beieiner Konzentration von 3 × 1018 Atome/cm3 odermehr; und dass das Substrat 1 bis 12 Stunden bei einer Temperaturvon 300 °Ceinschließlichbis 350 °Causschließlicherhitzt wird, um dadurch das an vorderen und entgegengesetzten Oberflächen deserhitzten Substrats vorhandene Cu quantitativ zu analysieren.
    [0023] Innerhalbeines Substrats, bei dem eine große Menge an Bor vorhanden ist,liegen Bor und Cu in Zuständenmit negativen bzw. positiven elektrischen Potentialen vor. Diesverursacht eine elektrostatische Wirkung zwischen Bor und Cu, wodurcheine Situation entsteht, bei der Cu kaum diffundiert. Auf diese Weisewird es unmöglich,eine ausreichende Diffusion von Cu selbst durch eine Wärmebehandlungunter den herkömmlichenBedingungen zu erreichen, wenn das verunreinigende Cu bei einerniedrigeren Konzentration von 1010 Atome/cm2 oder we niger in einem Substrat vorliegt,das Bor bei einer höheren Konzentrationenthält.Jedoch führtdie vorliegende Erfindung die Wärmebehandlungunter den oben genannten Wärmebedingungenbei einem Substrat aus, das Bor bei einer Konzentration von 3 × 1018 Atome/cm3 odermehr enthält,wodurch eine erhöhtediffundierende Menge an Cu zu den vorderen und entgegengesetztenOberflächenseitendes Substrats hin ermöglichtwird, selbst wenn die Konzentration an verunreinigendem Cu niedrigliegt.
    [0024] ImFolgenden wird eine erste Ausführungsformder vorliegenden Erfindung erklärt.
    [0025] ImFalle eines Silicium-Wafers, der an seiner Oberfläche miteinem Oxidfilm ausgebildet ist und bei dem es sich um ein Siliciumsubstrathandelt, das mit Cu-Verunreinigungangerichtet ist und welches Bor bei einer Konzentration von 3 × 1018 Atome/cm3 oder mehrinnerhalb der Masse bzw. des Bulks des Substrats enthält, wirdder Oberflächenoxidfilm(SiO2) zuerst durch Reinigen der Oberfläche mittelseiner vorbestimmten wässrigenHF-Lösungentfernt. Genau gesagt wird das Siliciumsubstrat etwa 10 min ineine wässrigeHF-Lösungvon 20 bis 50 Gew.-% eingetaucht. Als nächstes wird dieses Siliciumsubstrat 10 aufein anderes reines bzw. sauberes Siliciumsubstrat 11 gelegt,wie in 1 gezeigt. Einderartiges reines Siliciumsubstrat 11 wird auf eine heiße Platte 12 (miteiner aus Keramik hergestellten Oberfläche) gelegt. Als das reineSiliciumsubstrat 11 wird eines ausgewählt, das einen Durchmesseraufweist, der größer istals der des Siliciumsubstrats 10 als Messziel. Als nächstes wirddas Siliciumsubstrat 10 von seiner unteren Oberfläche (entgegengesetzteOberfläche) her1 bis 12 Stunden bei einer Temperatur von 300 °C einschließlich bis 350 °C ausschließlich inder Atmosphäreerhitzt. Wenn die Bedingungen eine Temperatur unterhalb 300 °C und eineZeitdauer von weniger als 1 Stunde umfassen, diffundiert in demFall, dass das Siliciumsubstrat Bor darin bei einer Konzentrationvon 3 × 1018 Atome/cm3 odermehr enthält,Cu nicht ausreichend aufgrund des Einflusses der elektrostatischenWirkung zwischen Bor und Cu. Darüber hinausführenTemperaturen über350 °C zueiner höherenFeststofflöslichkeitvon Cu, wodurch dessen Feststellung verkompliziert wird. Erwärmungszeiten vonnoch mehr als 12 Stunden führenzu keinem besseren Ergebnis. Das Erhitzen bzw. Erwärmen wird vorzugsweiseunter Bedingungen durchgeführt,bei denen das Siliciumsubstrat nicht verunreinigt wird, beispielsweisein einem Reinraum. Es ist besonders bevorzugt, ein Siliciumsubstratetwa 12 Stunden bei einer Temperatur von 300 °C einschließlich bis 350 °C ausschließlich zuerhitzen, wenn das Siliciumsubstrat durch Cu bei einer Konzentrationvon 1011 Atome/cm2 oderweniger verunreinigt ist. Wenn die Cu-Konzentration von 1011 Atome/cm2 bis 1012 Atome/cm2 reicht, ist es bevorzugt, das Siliciumsubstrat 1bis 12 Stunden bei einer Temperatur von 300 °C einschließlich bis 350 °C ausschließlich zuerhitzen. Wenn die Cu-Konzentration 1012 Atome/cm2 übersteigt,ist es wünschenswert,das Siliciumsubstrat etwa 1 Stunde bei einer Temperatur von 300 °C einschließlich bis350 °C ausschließlich zuerhitzen.
    [0026] EineWärmebehandlungdes Siliciumsubstrats führtdazu, dass sich 80 % oder mehr des Cu an der oberen Oberfläche desSiliciumsubstrats sammeln, die nicht mit der heißen Platte, die als Wärmemediumwirkt, in Kontakt ist. Infolge davon sammeln sich weniger als 20% des Cu an der unteren Oberfläche(entgegengesetzten Oberfläche)des Substrats, die mit der heißenPlatte in Kontakt ist. Nach der Wärmeanwendung werden die vorderenund entgegengesetzten Oberflächendes Siliciumsubstrats 10 quantitativ direkt mittels einerTXRF-Methode analysiert, wodurch eine zweckmäßige und quantitative Bewertungdes Cu ermöglichtwird, ohne das Siliciumsubstrat vollständig aufzulösen.
    [0027] ImFolgenden wird eine zweite Ausführungsformder vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 2 erklärt. Gleiche Bezugsziffern in 2 zeigen die gleichen Komponentenwie jeweils diejenigen in 1.Diese Ausführungsformunterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in den folgendenPunkten. An den vorderen und entgegengesetzten Oberflächen deserhitzten Siliciumsubstrats 10 vorhandenes Cu wird nämlich ineiner Sammellösung 13 gelöst und daringe sammelt, und diese Sammellösung 13 wirdquantitativ mittels einer AAS-Methode odereiner TXRF-Methode analysiert. Die anderen als die obigen Bestandteilesind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform.
    [0028] Gemäß der zweitenAusführungsformwird, vergleicht man diese mit der ersten Ausführungsform, Cu an den vorderenund entgegengesetzten Oberflächenseitendes Siliciumsubstrats gesammelt und das Cu wird auf der Grundlageder Sammellösunggemessen, in der die vorderen und entgegengesetzten Oberflächen gelöst werden,um dadurch das Cu zu sammeln, wodurch eine zweckmäßig Messungdes Cu ohne ein vollständigesAuflösendes Siliciumsubstrats möglichist. Vorzugsweise handelt es sich bei der Sammelmethode um eineDE-Methode (eine Tropfen-Ätz-Methodebzw. Ein-Tropfen-Ätz-Methode).Wie in 2 gezeigt, bestehtdie DE-Methode darin, wenige Tröpfchender Sammellösungauf einen Endabschnitt der Siliciumsubstratoberfläche zu tröpfeln, dergestalt,dass diese Tröpfchen über diegesamte Substratoberflächeausgebreitet werden und dann wiederum in Form von Tröpfchen amgegenüberliegendenEndabschnitt gesammelt werden, wodurch die Substratoberfläche gereinigtund Metallverunreinigungen davon gesammelt werden. Die Sammellösung wirdausgewählt aus:einer HF-Lösung; einerHF- und Wasserstoffperoxid-enthaltenden Mischlösung; einer Salzsäurelösung; einerSalzsäure-und Wasserstoffperoxid-enthaltenden Mischlösung; einer Salzsäure- undHF- enthaltenden Mischlösung;einer SC-1-Lösung;und einer Schwefelsäure-und Wasserstoffperoxid-enthaltenden Mischlösung.
    [0029] Esist auch möglich,ein Siliciumsubstrat 20 in Quadranten aufzuteilen und dieseQuadranten zu erhitzen und quantitativ zu analysieren. Da die Aufteilungin Quadranten ein gleichzeitiges Legen von vier dünnen Lagenvon Substraten auf der heißenPlatte erlaubt, werden vier dünneLagen von Siliciumsubstraten 20, 30, 40, 50 hergestelltund jede davon wird in Quadranten aufgeteilt, wie in 3 beispielhaft gezeigt.Von den Substratsegmenten 20a bis 20d, 30a bis 30d, 40a bis 40d, 50a bis 50d,die durch Aufteilung in Quadrantenweise erhalten werden, wird ein Substratsegment(20a, 30b, 40c, 50d in 3) von jedem Silicium substratauf die heißePlatte gelegt und durch diese wärmebehandelt,so dass vier dünne Lagenvon Siliciumsubstraten gleichzeitig quantitativ analysiert werden,wodurch eine Durchsatzverbesserung ermöglicht wird.
    [0030] IrreFolgenden werden Ausführungsformen dervorliegenden Erfindung in Einzelheiten zusammen mit Vergleichsbeispielenerklärt.
    [0031] Eswurden sechs dünneLagen von P+-Siliciumsubstraten hergestellt,von denen jedes durch Dotieren eines Siliciumsubstrats mit Bor beieiner Konzentration von 1 × 1019 Atome/cm3 bereitgestelltwurde. Jedes P+-Siliciumsubstrat wurde durchCu bei einer vorbestimmten Konzentration durch ein Spinnüberzugsverfahrenbzw. Spinnbeschichtungsverfahren verunreinigt. Die verunreinigtenSubstrate wurden unter den Bedingungen einer N2-Atmosphäre 2 Stundenbei 900 °Cwärmebehandelt,wobei sechs Arten von Probensubstraten ("A"-Substratbis "F"-Substrat) bei Kupferkonzentrationenvon 2 × 1011 Atome/cm2, 4 × 1011 Atome/cm2, 5 × 1011 Atome/cm2, 8 × 1011 Atome/cm2, 1 × 1012 Atome/cm2 und3 × 1012 Atome/cm2 innerhalbder jeweiligen Massen hergestellt wurden.
    [0032] Diehergestellten "A"- bis "F"-Substrate wurden auf heiße Platten über reineSubstrate gelegt und jeweils eine Stunde bei 300 °C erhitzt.Cu wurde quantitativ bezüglichder vorderen und entgegengesetzten Oberflächen jedes der erhitzten Substrate mittelseiner TXRF-Methode analysiert.
    [0033] Substrate,bei denen es sich um die gleichen wie das "A"-Substratbis "F"-Substrat der Ausführungsform1 handelte, wurden hergestellt und diese Substrate wurden jeweilsauf heißePlatten überreine Substrate gelegt und 12 Stunden bei 300 °C erhitzt. Cu wurde quantitativbezüglichder vorderen und entgegengesetzten Ober flächen jedes der erhitzten Substratemittels einer AAS-Methode, einer ICP-MS-Methode und einer TXRF-Methode analysiert.
    [0034] Substrate,bei denen es sich um die gleichen wie das "A"-Substratbis "F"-Substrat der Ausführungsform1 handelte, wurden hergestellt und diese Substrate wurden jeweilsauf heißePlatten überreine Substrate gelegt und 15 Minuten bei 500 °C erhitzt. Cu wurde quantitativbezüglichder vorderen und entgegengesetzten Oberflächen jedes der erhitzten Substratemittels einer AAS-Methode, einer ICP-MS-Methode und einer TXRF-Methode analysiert.
    [0035] Substrate,bei denen es sich um die gleichen wie das "A"-Substratbis "F"-Substrat der Ausführungsform1 handelte, wurden zuerst hergestellt. Als nächstes wurde eine Zersetzungslösung, dieHF, Salpetersäureund H2SO4 enthielt,in einen aus Polypropylen (PP) hergestellten Aufnahmebehälter eingefüllt undeine aus Polytetrafluorethylen hergestellte Stützplattform wurde in den Aufnahmebehälter gestellt. DieStützplattformwies einen Tisch auf, der bei einem höheren Niveau als das Lösungsniveaupositioniert war, und das "A"-Substrat wurde aufden Tisch gelegt. Der Aufnahmebehälter wurde dann mit einem ausPP-hergestelltem Deckel bedeckt und daraufhin in einem dicht verschlossenenZustand bei Raumtemperatur gehalten. Das "A"-Substratwurde zersetzt und sublimiert, indem es für etwa 12 Stunden dort gehaltenwurde. Der Zersetzungsrückstandwurde mit einer Mischsäurevon Salzsäureund Salpetersäurebetröpfelt,um auf diese Weise den Zersetzungsrückstand darin aufzulösen, unddiese Lösung wurde30 Minuten bei 200 °Cerhitzt, um dadurch den Zersetzungsrückstand zu sublimieren. DerRückstanddavon wurde dann quantitativ durch die ICP-MS-Methode analysiert.Jedes der "B"- bis "F"-Substrate wurde in der gleichen Weisezersetzt und sublimiert und dann quantitativ mittels der ICP-MS-Methodeanalysiert.
    [0036] 4 zeigt ein Messergebnisfür festgestellteCu-Konzentrationen, die innerhalb des "A"-Substratsbis "F"-Substrats jeweilsgemäß den Ausführungsformen1 und 2 und Vergleichsbeispielen 1 und 2 vorhanden waren.
    [0037] Wieaus 4 ersichtlich ist,wurde die Konzentration an verunreinigendem Cu in Vergleichsbeispiel1 nicht ausreichend festgestellt, bei welchem die Wärmebehandlungunter Bedingungen außerhalbder Wärmebedingungender vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde, die eine Temperaturvon 300 °Ceinschließlichbis 350 °Causschließlichfür 1 bis12 Stunden umfassen. Obwohl Vergleichsbeispiel 2, bei dem jedesSiliciumsubstrat vollständigsublimiert wurde und der Rückstandquantitativ analysiert wurde, in der Lage war, ausreichend die Konzentrationan verunreinigendem Cu festzustellen, erfordert es eine längere Zeitdauerfür dieAnalyse und ist damit vom Gesichtspunkt des Durchsatzes her unvorteilhaft.Im Gegensatz dazu gestattete jede der Ausführungsformen 1 und 2 eine Feststellungvon etwa 70 % oder mehr der Konzentration an verunreinigendem Cu.
    [0038] [VergleichendeBewertung 2]
    [0039] Eswurden 21 dünneLagen von Substraten hergestellt, die mit Cu bei der gleichen Konzentration wieder (= 3 × 1012 Atome/cm2) des "F"-Substrats der Ausführungsform 1 verunreinigt waren.Diese Substrate wurden jeweils auf heiße Platten über reine Substrate gelegtund bei vorbestimmten Erhitzungstemperaturen für vorbestimmte Haltezeitenerhitzt. Die Erhitzungstemperaturen betrugen 250 °C, 300 °C, 350 °C, 400 °C, 450 °C, 500 °C und 540 °C und die Haltezeitenwurden zwischen 5 Minuten, 15 Minuten und 60 Minuten für jede Erhitzungstemperaturgewechselt. Cu wurde quantitativ mittels der TXRF-Methode für jede dervorderen und entgegengesetzten Oberflächen der Substrate analysiert,auf die die Wärmebehandlungunter diesen Bedingungen angewandt wurden. 5 zeigt ein Messergebnis für Cu-Konzentrationen,die an diesen 21 dünnenLagen von Substraten festgestellt wurden.
    [0040] Wieaus 5 offensichtlichzu verstehen ist, könnenausreichend festgestellte Konzentrationen durch Erhitzen und Haltender Substrate für60 Minuten bei den Erhitzungstemperaturen im Bereich von 300 °C bis 350 °C erhaltenwerden, insoweit die verunreinigende Cu-Konzentration soviel wie3 × 1012 Atome/cm2 beträgt. Ausreichendfestgestellte Konzentrationen wurden lediglich nicht erhalten, wenn dieErhitzungs- und Haltezeiten nur 5 Minuten und 15 Minuten betrugen.Dies war deshalb so, weil Cu nicht ausreichend zu den Oberflächen derSubstrate hin bei derart kurzen Haltezeiten diffundiert war.
    [0041] Wieoben beschrieben handelt es sich bei der vorliegenden Erfindungum eine Verbesserung eines Verfahrens zur Feststellung einer ineinem Siliciumsubstrat vorhandenen Cu-Konzentration durch Erhitzendes Siliciumsubstrats bei einer Temperatur von 600 °C oder niedrigerund das kennzeichnende Merkmal davon ist, dass: das Substrat enthält Bor bei einerKonzentration von 3 × 1018 Atome/cm3 oder mehr;und dass das Substrat bei einer Temperatur von 300 °C einschließlich bis350 °C ausschließlich für 1 bis12 Stunden erhitzt wird, um dadurch quantitativ an vorderen undentgegengesetzten Oberflächendes erhitzten Substrats vorhandenes Cu zu analysieren, wodurch einezweckmäßige undschnelle Bewertung des Cu ohne eine vollständige Auflösung des Siliciumsubstratsmöglichist. Es ist auf diese Weise möglich,leicht eine Prozessverunreinigung zu ermitteln.
    [0042] Weiterhinist es ebenso möglich,zweckmäßig undquantitativ die Cu-Konzentrationzu bewerten, indem das an vorderen und entgegengesetzten Oberflächen deserhitzten Siliciumsubstrats vorhandene Cu in der Sammellösung gelöst und daringesammelt wird, und indem die Sammellösung quantitativ durch eineAtomabsorptionsspektrometrie- bzw. Atomabsorptionsspektrochemie-Methode oder eine Totalreflexions-Röntgen-Fluoreszenz-Analysen-Methodeanalysiert wird.
    权利要求:
    Claims (5)
    [1] Verfahren zur Feststellung einer in einem Siliciumsubstratvorhandenen Cu-Konzentrationdurch Erhitzen des Siliciumsubstrats bei einer Temperatur von 600 °C oder weniger,wobei das Substrat Bor bei einer Konzentration von 3 × 1018 Atome/cm3 oder mehrenthält;und wobei das Substrat 1 bis 12 Stunden bei einer Temperatur von300 °C einschließlich bis350 °C ausschließlich erhitztwird, um dadurch quantitativ an vorderen und entgegengesetzten Oberflächen deserhitzten Substrats vorhandenes Cu zu analysieren.
    [2] Verfahren zur Feststellung einer in einem Siliciumsubstratvorhandenen Cu-Konzentrationnach Anspruch 1, wobei die quantitative Analyse durch eine Atomabsorptionsspektroskopie-bzw. Atomabsorptionsspektrochemie-Methode, eine induktive Kopplungs-Plasma-Massenspektrometrie-Methode odereine Totalreflexions-Röntgen-Fluoreszenz-Analysen-Methodedurchgeführtwird.
    [3] Verfahren zur Feststellung einer in einem Siliciumsubstratvorhandenen Cu-Konzentrationnach Anspruch 1, wobei das an vorderen und entgegengesetzten Oberflächen deserhitzten Siliciumsubstrats vorhandene Cu in einer Sammellösung gelöst und daringesammelt wird und die Sammellösungquantitativ durch eine Atomabsorptionsspektroskopie- bzw. Atomabsorptionsspektrochemie-Methodeoder eine Totalreflexions-Röntgen-Fluoreszenz-Analysen-Methode analysiertwird.
    [4] Verfahren zur Feststellung einer in einem Siliciumsubstratvorhandenen Cu-Konzentrationnach Anspruch 3, wobei die Sammellösung ausgewählt wird aus: einer Fluorwasserstoffsäurelösung; einer Fluorwasserstoffsäure- undWasserstoffperoxid-enthaltenden Mischlösung; einer Salzsäurelösung; einer Salzsäure- undWasserstoffperoxid-enthaltenden Mischlösung; einer Salzsäure- undFluorwasserstoffsäure-enthaltendenMischlösung;einer SC-1-Lösung;und einer Schwefelsäure-und Wasserstoffperoxid-enthaltenden Mischlösung.
    [5] Verfahren zur Feststellung einer in einem Siliciumsubstratvorhandenen Cu-Konzentrationnach einem der Ansprüche1 bis 4, wobei das Siliciumsubstrat in Quadranten aufgeteilt unddann erhitzt wird.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    Capano et al.1999|Surface roughening in ion implanted 4H-silicon carbide
    KR20060015497A|2006-02-17|반도체 상에 금속 입자들의 검출 방법 및 장치
    DE68929525T2|2005-12-29|Verfahrenzur Messung von Verunreinigungen
    JP4785039B2|2011-10-05|シリコンウェーハのライフタイム測定方法
    US4598249A|1986-07-01|Method using surface photovoltage | measurements for revealing heavy metal contamination of semiconductor material
    TWI244130B|2005-11-21|Method of reclaiming silicon wafers
    Lightowlers et al.1976|Determination of boron in natural semiconducting diamond by prompt particle nuclear microanalysis and Schottky barrier differential-capacitance measurements
    EP0240668A2|1987-10-14|Verfahren zum Markieren/Sortieren von Halbleiterwafern in Abhängigkeit des vorausgesagten Verhaltens der Sauerstofffällung
    US7892862B2|2011-02-22|Method of evaluating thermal treatment and method of manufacturing semiconductor wafer
    JP3249316B2|2002-01-21|全反射蛍光ｘ線分析が行われる被測定体の表面処理方法
    JP2004117354A|2004-04-15|シリコンウエハーの再生過程における銅汚染箇所特定方法、銅汚染検知方法、及びシリコンウエハーの再生方法
    CN1113228C|2003-07-02|半导体衬底表面分析的预处理方法和装置
    US7657390B2|2010-02-02|Reclaiming substrates having defects and contaminants
    JP2004012315A|2004-01-15|炭化ケイ素材または窒化ケイ素材の不純物濃度分布測定方法ならびにセラミックスの不純物濃度分布測定方法
    JP2004028787A|2004-01-29|全反射蛍光ｘ線分析方法、全反射蛍光ｘ線分析前処理装置及び全反射蛍光ｘ線分析装置
    US9721817B2|2017-08-01|Apparatus for measuring impurities on wafer and method of measuring impurities on wafer
    US6140131A|2000-10-31|Method and apparatus for detecting heavy metals in silicon wafer bulk with high sensitivity
    US20030064533A1|2003-04-03|Method and apparatus for monitoring in-line copper contamination
    Hall1974|Chemical impurities and lattice defects in high-purity germanium
    CN104620355A|2015-05-13|气相成长装置的污染量测定方法及磊晶晶片的制造方法
    JP5720297B2|2015-05-20|シリコンウェーハの金属汚染分析方法
    CN102507894A|2012-06-20|测定钛及钛合金中的氢元素含量的方法
    Neumann et al.1991|Ultra-trace analysis of metallic contaminations on silicon wafer surfaces by vapour phase decomposition/total reflection X-ray fluorescence |
    JPH07176510A|1995-07-14|不純物分析方法
    KR0166369B1|1999-02-01|반도체 웨이퍼 시료 용기와 시료 작성법
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JP2004335955A|2004-11-25|
    US20040248311A1|2004-12-09|
    DE102004023425B4|2017-08-24|
    US7601541B2|2009-10-13|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-12-30| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2005-12-29| 8127| New person/name/address of the applicant|Owner name: SUMCO CORP., TOKIO/TOKYO, JP |
    2016-11-21| R016| Response to examination communication|
    2017-04-18| R016| Response to examination communication|
    2017-05-04| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2018-05-25| R020| Patent grant now final|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]