JP2959352B2 - Method of manufacturing semiconductor wafer and analysis method by SIMS - Google Patents
Method of manufacturing semiconductor wafer and analysis method by SIMSInfo
- Publication number
- JP2959352B2 JP2959352B2 JP5217985A JP21798593A JP2959352B2 JP 2959352 B2 JP2959352 B2 JP 2959352B2 JP 5217985 A JP5217985 A JP 5217985A JP 21798593 A JP21798593 A JP 21798593A JP 2959352 B2 JP2959352 B2 JP 2959352B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- layer
- sims
- sample
- thin film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 68
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 16
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 133
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 56
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 41
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 25
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 21
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 18
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 15
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 12
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 8
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 claims description 6
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 16
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000010408 film Substances 0.000 description 9
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 9
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 8
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 7
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000001004 secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000004590 silicone sealant Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Weting (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエーハ表面の
不純物(汚染物質)を二次イオン質量分析法(以下、S
IMS法という)により分析する方法に関し、詳しく
は、SIMS分析にかける半導体ウエーハの製造方法に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for detecting impurities (contaminants) on the surface of a semiconductor wafer by secondary ion mass spectrometry (hereinafter referred to as S
More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor wafer to be subjected to SIMS analysis.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、シリコン単結晶ウエーハ等の半導
体ウエーハ表面の不純物を分析する方法として、SIM
S法が広く用いられている。この分析法は、一次イオン
ビームにより試料表面をスパッタし、そのスパッタ面か
ら放出される二次イオンを質量分析するものであり、半
導体ウエーハ表面の元素の種類・濃度を分析することが
できるうえ、スパッタリング現象により、半導体ウエー
ハの深さ方向の不純物元素プロファイル測定も可能であ
るという長所を有している。2. Description of the Related Art Conventionally, SIM has been used as a method for analyzing impurities on the surface of a semiconductor wafer such as a silicon single crystal wafer.
The S method is widely used. In this analysis method, a sample surface is sputtered by a primary ion beam, and secondary ions emitted from the sputter surface are subjected to mass spectrometry.In addition to being able to analyze the types and concentrations of elements on a semiconductor wafer surface, Due to the sputtering phenomenon, there is an advantage that the impurity element profile in the depth direction of the semiconductor wafer can be measured.
【0003】ところが、このSIMS法では試料最表面
での二次イオン化率が不安定であり、試料から放出され
る二次イオンが安定するまでに、ある程度の時間を要す
るので、二次イオンが安定してきた頃には既に分析した
い表面はスパッタにより削り取られ、表面よりも内側に
掘り込まれた状態になってしまうため、試料最表面の不
純物を再現性良く分析するのは困難であった。However, in this SIMS method, the secondary ionization rate at the outermost surface of the sample is unstable, and it takes a certain amount of time until the secondary ions released from the sample are stabilized. By the time, the surface to be analyzed had already been scraped off by sputtering and was dug inward from the surface, it was difficult to analyze the impurities on the outermost surface of the sample with good reproducibility.
【0004】このような問題を解決するための方法とし
て、例えば、図6に示すように、試料ウエーハ61の表
面すなわち被測定面62〔図6(a)〕にCVD法(C
hemi−cal Vapor Depositio
n)で所定膜厚のポリシリコン層63を堆積する時、例
えば650℃・2時間の条件で堆積して試料を作製し
〔図6(b)〕、このポリシリコン層63で予備的なス
パッタ時間をかせぐことにより、試料ウエーハ61の最
表面から安定した二次イオンが放出されるようにしたも
の(以下、PC−SIMS法という)が知られている。As a method for solving such a problem, for example, as shown in FIG. 6, a surface of a sample wafer 61, that is, a measured surface 62 [FIG.
hemi-cal Vapor Deposition
When the polysilicon layer 63 having a predetermined thickness is deposited in the step n), a sample is prepared by depositing the polysilicon layer 63, for example, at 650 ° C. for 2 hours (FIG. 6B). There is known a method in which stable secondary ions are emitted from the outermost surface of a sample wafer 61 by increasing the time (hereinafter, referred to as a PC-SIMS method).
【0005】別の方法として、特願平2−253937
号明細書(発明の名称:半導体ウエーハの清浄化方法及
び半導体ウエーハ表面の分析方法)には、図7(a)〜
(d)に示すように、鏡面研磨された表面(被測定面)
72を有する試料ウエーハ71のほかに、前記表面72
被覆用のシリコンウエーハとして鏡面研磨面82を有す
るキャップウエーハ81を用意し〔図7(a)〕、鏡面
研磨面82を試料ウエーハ71の表面72に重ね合わせ
て密着させ、これらを熱処理により接合して接合ウエー
ハ91とし〔図7(b)〕、この接合ウエーハ91の上
半部について研削〔図7(c)〕、次いで研磨(ポリッ
シュ)を行ってキャップウエーハ81を薄膜化し〔図7
(d)〕、この薄膜Si層83の表面から一次イオンビ
ームを照射するもの(以下、直接貼合わせ法という)が
提案されている。As another method, Japanese Patent Application No. 2-253937 is disclosed.
FIG. 7 (a) to FIG. 7 (name of invention: method for cleaning semiconductor wafer and method for analyzing surface of semiconductor wafer).
As shown in (d), mirror-polished surface (surface to be measured)
A sample wafer 71 having a surface 72
A cap wafer 81 having a mirror-polished surface 82 is prepared as a silicon wafer for coating (FIG. 7A), and the mirror-polished surface 82 is superimposed on and adhered to the surface 72 of the sample wafer 71, and these are joined by heat treatment. 7 (b)], and the upper half of the bonded wafer 91 is ground (FIG. 7 (c)) and then polished (polished) to reduce the thickness of the cap wafer 81 [FIG.
(D)] A method of irradiating a primary ion beam from the surface of the thin film Si layer 83 (hereinafter referred to as a direct bonding method) has been proposed.
【0006】この方法も前記PC−SIMS法と同様
に、試料ウエーハ71の最表面から二次イオンが安定し
て放出されるまでの時間を、薄膜Si層83によりかせ
ぐものであって、一次イオンビームによる試料表面のス
パッタが開始される時点では既に二次イオンの放出が安
定した状態になっているようにしたものである。In this method, similarly to the PC-SIMS method, the time required for the secondary ions to be stably released from the outermost surface of the sample wafer 71 is obtained by the thin Si layer 83. At the time when the sputtering of the sample surface by the beam is started, the emission of the secondary ions is already in a stable state.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記P
C−SIMS法では、試料をCVD炉に仕込むまでに時
間がかかるため、また、CVD膜の成長中に、試料表面
に汚染が生じる可能性が高い。ポリシリコン層の堆積を
2層に行うことでCVD炉からの汚染は測定できるもの
の、試料を炉に仕込む前の試料本来の不純物を測定する
のは難しいという問題があった。また、ポリシリコンが
試料ウエーハの表面を被覆するまでの間に比較的低温で
気化する性質のある物質は気化しやすいため、試料本来
の気化しやすい成分を正確に分析するのは困難であっ
た。However, the above P
In the C-SIMS method, it takes a long time to prepare a sample in a CVD furnace, and there is a high possibility that the surface of the sample is contaminated during the growth of the CVD film. Although the contamination from the CVD furnace can be measured by depositing the polysilicon layer in two layers, there is a problem that it is difficult to measure the intrinsic impurities of the sample before charging the sample into the furnace. In addition, it is difficult to accurately analyze the inherently easily vaporizable components of the sample, since a substance having a property of vaporizing at a relatively low temperature before the polysilicon covers the surface of the sample wafer is easily vaporized. .
【0008】一方、直接貼合わせ法では、前記研削時ま
たは研磨時の接合面での剥離を防止するため十分な接合
強度にする必要があり、そのためには前記熱処理を高温
・長時間の条件(例えば1100℃以上、約2時間)で
行わなければならない。ところが、このような苛酷な条
件の熱処理では試料表面の不純物が試料内部に拡散して
しまい、本来の濃度を正確に測定できなくなる問題があ
り、特に水素や銅など拡散速度の速い元素では重大な問
題があった。On the other hand, in the direct bonding method, it is necessary to make the bonding strength sufficient to prevent peeling at the bonding surface at the time of grinding or polishing. For example, at 1100 ° C. or more for about 2 hours). However, heat treatment under such harsh conditions causes the impurities on the sample surface to diffuse into the sample, making it impossible to measure the original concentration accurately.This is particularly important for elements with a high diffusion rate such as hydrogen and copper. There was a problem.
【0009】本発明は、半導体基板(試料ウエーハ)と
SOI構造を有するキャップウエーハを低温の熱処理で
接合し、薬液によるエッチングでキャップウエーハの基
体Si層およびSiO2層を除去し、試料表面上にキャ
ップウエーハのSOI構造部Si層のみを残した形態の
ウエーハを試料とすることにより、SIMS法に供する
ウエーハ試料の作製工程に伴う上記従来の問題点を解決
することを目的とするものである。According to the present invention, a semiconductor substrate (a sample wafer) and a cap wafer having an SOI structure are joined by a low-temperature heat treatment, and the base Si layer and the SiO 2 layer of the cap wafer are removed by etching with a chemical solution. It is an object of the present invention to solve the above-mentioned conventional problems associated with a wafer sample manufacturing process to be subjected to the SIMS method by using a wafer having a form in which only the Si layer of the SOI structure portion of the cap wafer is left as a sample.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の半導体
ウエーハの製造方法は、HF洗浄を行った半導体基板の
表面に、基体Si層とSiO 2 層とSi単結晶薄膜とを
有するSOI構造からなるキャップウエーハを重ね合わ
せて密着させ、熱処理により接合した後に、この接合ウ
エーハにおけるキャップウエーハの基体Si層を薬液で
エッチング除去し、次いでSiO 2 層をエッチング除去
することにより、接合面上にSOI構造部のSi単結晶
薄膜を残し、半導体基板上にSi薄膜を有する半導体ウ
エーハを得ることを特徴とする。The method of manufacturing a semiconductor wafer according to claim 1 SUMMARY OF THE INVENTION, the semiconductor substrate subjected to HF washing
On the surface, a base Si layer, a SiO 2 layer and a Si single crystal thin film
Of cap wafers with SOI structure
After bonding by heat treatment,
The substrate Si layer of the cap wafer at the wafer
Etch and then SiO 2 layer
By doing so, the Si single crystal of the SOI structure
The method is characterized in that a semiconductor wafer having a Si thin film on a semiconductor substrate is obtained while leaving a thin film .
【0011】 請求項2に記載のSIMSによる分析方法
は、請求項1において製造された半導体ウエーハのSi
単結晶薄膜の表面から、一次イオンビームを照射して質
量分析を行うことを特徴とする。 An analysis method by SIMS according to claim 2.
Is the Si of the semiconductor wafer manufactured in claim 1.
Irradiation of the primary ion beam from the surface of the single crystal thin film
It is characterized by performing quantitative analysis.
【0012】[0012]
請求項3に記載のSIMSによる分析方法The analysis method by SIMS according to claim 3.
は、分析される半導体基板の表面に、基体Si層とSiRepresents a substrate Si layer and a Si
OO
22
層とSi単結晶薄膜とを有するSOI構造からなるConsisting of SOI structure with layers and Si single crystal thin film
キャップウエーハを重ね合わせて密着させ、熱処理によCap wafers are superimposed and brought into close contact with each other.
り接合した後に、この接合ウエーハにおけるキャップウAfter bonding, the cap wafer on this bonded wafer
エーハの基体Si層を薬液でエッチング除去し、次いでThe base Si layer of the wafer is removed by etching with a chemical solution.
SiOSiO
22
層をエッチング除去することにより、接合面上By etching away the layer,
にSOI構造部のSi単結晶薄膜を残してSIMS分析SIMS analysis leaving a single crystal Si thin film with SOI structure
のための半導体ウエーハを準備し、該半導体ウエーハのA semiconductor wafer is prepared for
Si単結晶薄膜の表面から一次イオンビームを照射してIrradiation of primary ion beam from the surface of Si single crystal thin film
質量分析を行うことを特徴とする。It is characterized by performing mass spectrometry.
【0013】[0013]
請求項4に記載のSIMSによる分析方法The analysis method by SIMS according to claim 4.
は、請求項3においてB(ボロン)、F(フッ素)、AIs B (boron), F (fluorine), A
l(アルミニウム)、Cl(塩素)のうち少なくとも1at least one of l (aluminum) and Cl (chlorine)
種にTo seed
ついて分析を行うことを特徴とする。And analyzing it.
【0014】 以下、請求項3に記載の発明を、図1
(a)〜(d)を参照しながら更に詳細に説明する。図
1はSIMS分析にかける試料の作製手順を示してお
り、まず半導体基板(試料ウエーハ)1と、SOI構造
を有するキャップウエーハ11とを用意する〔図1
(a)〕。この場合、半導体基板1の表面すなわち被測
定面2は鏡面研磨面にしておく。キャップウエーハ11
は、基体Si層12上に膜厚1μmのSiO2層13
と、このSiO2層上に膜厚の薄いSi層14を重層し
た形態を有し、この薄膜Si層14の表面が鏡面研磨さ
れたものとする。このようなキャップウエーハ11の作
製方法としては、上記特願平2−253937号明細書
の実施例2に記載されている方法と類似のもの、すなわ
ち片面に熱酸化膜を形成したシリコンウエーハと、熱酸
化膜を有しないシリコンウエーハとを貼合わせ、この貼
合わせウエーハを熱処理して接合強度を高めた後、熱酸
化膜を挟むSi層の一方を研削および研磨により薄膜化
する方法が採用できる。 [0014] Hereinafter, the present invention according to claim 3, Figure 1
This will be described in more detail with reference to (a) to (d). FIG. 1 shows a procedure for preparing a sample to be subjected to SIMS analysis. First, a semiconductor substrate (sample wafer) 1 and a cap wafer 11 having an SOI structure are prepared [FIG.
(A)]. In this case, the surface of the semiconductor substrate 1, that is, the surface to be measured 2 is a mirror-polished surface. Cap wafer 11
Is a 1 μm thick SiO 2 layer 13 on a base Si layer 12.
And a thin Si layer 14 overlaid on the SiO 2 layer, and the surface of the thin Si layer 14 is mirror-polished. As a method for manufacturing such a cap wafer 11, a method similar to the method described in Example 2 of Japanese Patent Application No. 2-253937, that is, a silicon wafer having a thermal oxide film formed on one surface, A method may be adopted in which a silicon wafer having no thermal oxide film is bonded, the bonding strength is increased by heat-treating the bonded wafer, and then one of the Si layers sandwiching the thermal oxide film is thinned by grinding and polishing.
【0015】 そして、これら半導体基板1の表面2と、
キャップウエーハ11の薄膜Si層14を外気からの汚
染を防止するべく速やかに重ね合わせ密着させた後、窒
素雰囲気内で例えば350℃・2時間、熱処理を行って
試料ウエーハ1とキャップウエーハ11を接合し、キャ
ップウエーハ11により半導体基板1の表面2を被覆し
た構造の接合ウエーハ21とする〔図1(b)〕。 [0015] Then, the surface 2 of these semiconductor substrate 1,
After the thin film Si layer 14 of the cap wafer 11 is quickly overlapped and adhered to prevent contamination from the outside air, heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere, for example, at 350 ° C. for 2 hours to bond the sample wafer 1 and the cap wafer 11. Then, a bonding wafer 21 having a structure in which the front surface 2 of the semiconductor substrate 1 is covered with the cap wafer 11 is obtained (FIG. 1B).
【0016】 所望により接合ウエーハ21の接合面外周
部に適宜のシール剤(シリコンシーラントワックス等)
を塗布して接合面をシールした後(図示せず)、薬液、
例えばフッ酸と硝酸と酢酸の混合液(3:5:3)によ
り接合ウエーハ21についてキャップウエーハ11の基
体Si層12を全層エッチング除去する〔図1
(c)〕。この場合、SiO2層13のエッチレイトが
小さいので、Si層12のエッチング除去が終了すると
自動的にエッチストップがかかる。次いでSiO2層1
3を稀フッ酸等によりエッチングする〔図1(d)〕。 If necessary, a suitable sealant (silicone sealant wax or the like) is applied to the outer peripheral portion of the bonding surface of the bonding wafer 21.
After applying and sealing the joint surface (not shown),
For example, the entire substrate Si layer 12 of the cap wafer 11 of the bonding wafer 21 is removed by etching with a mixed solution of hydrofluoric acid, nitric acid and acetic acid (3: 5: 3) [FIG.
(C)]. In this case, since the etching rate of the SiO 2 layer 13 is small, the etching stop is automatically performed when the etching removal of the Si layer 12 is completed. Then SiO 2 layer 1
3 is etched with dilute hydrofluoric acid or the like (FIG. 1D).
【0017】 これにより、半導体基板(試料ウエーハ)
1の表面2上に薄膜Si層14が形成された構造の半導
体ウエーハ31が得られる。このようにして作製された
半導体ウエーハ31を試料として、常法によりSIMS
分析を行う。 [0017] Thus, the semiconductor substrate (sample wafer)
A semiconductor wafer 31 having a structure in which the thin film Si layer 14 is formed on the surface 2 of the semiconductor wafer 1 is obtained. Using the semiconductor wafer 31 thus manufactured as a sample, SIMS
Perform analysis.
【0018】[0018]
【作用】請求項1に記載の半導体ウエーハの製造方法に
よれば、SIMS分析の試料に好適な半導体ウエーハを
製造することができる。 すなわち、従来の直接貼合わせ
法と違って、半導体基板表面を被覆するキャップウエー
ハを研削・研磨により除去するものではなく、薬液でエ
ッチングするので、接合ウエーハの接合強度はそれほど
大きくなくても良く、従って、接合ウエーハの作製工程
において高温の熱処理は不要であり、低温処理で接合可
能である。このため、接合ウエーハの作製工程で半導体
基板表面の不純物が内部に拡散するのを防止することが
できる。しかも、キャップウエーハは基体Si層とSi
O 2 層とSi単結晶薄膜とを有するので、エッチレート
の大きい基体Si層のエッチング除去終了とともにエッ
チストップがかかり、エッチレートの小さいSiO 2 層
のエッチングは実質上進まなくなるので、エッチング時
間の管理が簡単となり、あらかじめキャップウエーハの
半導体基板と接合する層の膜厚を設定しておくことで、
半導体ウエーハにおける半導体基板上の薄膜の膜厚を所
望の値にすることができる。The method for manufacturing a semiconductor wafer according to claim 1 is provided.
According to this, a semiconductor wafer suitable for a sample for SIMS analysis was prepared.
Can be manufactured. That is, unlike the conventional direct bonding method, the cap wafer covering the semiconductor substrate surface is not removed by grinding and polishing, but is etched with a chemical solution, so that the bonding strength of the bonding wafer may not be so large, Therefore, high-temperature heat treatment is not required in the process of manufacturing the bonded wafer, and bonding can be performed by low-temperature processing. For this reason, it is possible to prevent impurities on the surface of the semiconductor substrate from diffusing inside in the process of manufacturing the bonded wafer. Moreover, the cap wafer is composed of the base Si layer and the Si wafer.
Since it has an O 2 layer and a Si single crystal thin film, the etch rate
With the completion of etching and removal of the Si
Since the stop is applied and the etching of the SiO 2 layer having a small etch rate does not substantially proceed, the management of the etching time is simplified, and the thickness of the layer to be bonded to the semiconductor substrate of the cap wafer is set in advance. By that
The thickness of the thin film on the semiconductor substrate in the semiconductor wafer can be set to a desired value.
【0019】[0019]
請求項2に記載のSIMSによる分析方法The analysis method by SIMS according to claim 2.
では、請求項1に記載の方法で製造された半導体ウエーA semiconductor wafer manufactured by the method according to claim 1.
ハのSi単結晶薄膜表面から、一次イオンビームを照射Irradiation of primary ion beam from Si single crystal thin film surface
して質量分析を行うので、SIMS分析に適した試料にTo perform mass spectrometry, making the sample suitable for SIMS analysis.
よるSIMS分析が可能になり、半導体基板(試料ウエSIMS analysis is possible by using a semiconductor substrate (sample wafer).
ーハ)表面の不純物の分析を、より正確に行うことがで-Ha) Analysis of surface impurities can be performed more accurately.
きる。Wear.
【0020】 請求項3に記載のSIMSによる分析方法
では、 従来の直接貼合わせ法と違って、半導体基板表面
を被覆するSOI構造を有するキャップウエーハを研削
・研磨により除去するものではなく、薬液でエッチング
するので、接合ウエーハの作製工程において高温の熱処
理は不要であり、低温処理で接合可能である。このた
め、接合ウエーハの作製工程で半導体基板表面の不純物
が内部に拡散するのを防止することができる。しかも、
キャップウエーハにおける基体Si層のエッチング除去
終了と同時に自動的にエッチストップがかかり、SiO
2層のエッチングは行われないのでエッチング時間の管
理が簡単となり、あらかじめキャップウエーハのSOI
構造部のSi層(図1の符号14で示す部分に相当す
る)の膜厚を設定しておくことで、半導体ウエーハにお
ける薄膜Si層の膜厚を所望の値にすることができる。
また、従来のPC−SIMS法と異なり、貼合わせによ
り迅速に半導体基板をキャップすることが可能である。
さらに、半導体基板の表面をキャップした状態で熱処理
するので、比較的低い温度で気化しやすい物質の気化を
防止することができる。そして、この請求項3に記載の
SIMSによる分析方法では、上記方法で製造された半
導体ウエーハのSi単結晶薄膜層表面から一次イオンビ
ームを照射して質量分析を行うので、SIMS分析に適
した試料によるSIMS分析が可能になり、半導体基板
(試料ウエーハ)表面の不純物分析をより正確に行うこ
とができる。 An analysis method by SIMS according to claim 3.
So unlike conventional direct lamination method, not to be removed by grinding and polishing the cap wafer having an SOI structure which covers the semiconductor substrate surface, since the etching with a chemical solution, a high temperature heat treatment in the manufacturing process of the bonded wafer Is unnecessary and can be joined by low-temperature processing. For this reason, it is possible to prevent impurities on the surface of the semiconductor substrate from diffusing inside in the process of manufacturing the bonded wafer. Moreover,
Etch stop is automatically performed at the same time as the etching removal of the base Si layer on the cap wafer,
Since the etching of the two layers is not performed, the management of the etching time is simplified, and the SOI of the cap wafer is previously determined.
By setting the thickness of the Si layer (corresponding to the portion indicated by reference numeral 14 in FIG. 1) of the structure, the thickness of the thin film Si layer on the semiconductor wafer can be set to a desired value.
Further, unlike the conventional PC-SIMS method, it is possible to quickly cap the semiconductor substrate by bonding.
Further, since the heat treatment is performed while the surface of the semiconductor substrate is capped, vaporization of a substance which is easily vaporized at a relatively low temperature can be prevented. And, according to the third aspect,
According to the analysis method by SIMS, the half produced by the above method is used.
Primary ion beam from the surface of the Si single crystal thin film layer on the conductor wafer
Irradiates the mass spectrometer to perform mass spectrometry, making it suitable for SIMS analysis.
SIMS analysis is possible with the sample
(Sample wafer) More accurate surface impurity analysis
Can be.
【0021】[0021]
【実施例】次に、本発明の実施例について、従来法と比
較しながら説明する。 実施例1 通常の加工工程により片面鏡面研磨までの処理がなされ
た半導体基板(試料ウエーハ)と、SOI構造を有する
キャップウエーハをそれぞれ複数枚用意し、これらのウ
エーハを以下の条件で洗浄した後、図1に示す手順によ
り半導体ウエーハを作製して試料とし、ウエーハの洗浄
表面にどのような不純物軽元素が残留しているかを測定
した。 (1)HF洗浄 : 濃度は5重量%で、温度は常温 (2)SC1洗浄: 組成はNH4OH:H2O2:H2O=1:1:6で、 温度は80℃ (3)SC2洗浄: 組成はHCl:H2O2:H2O=1:1:6で、 温度は80℃Next, examples of the present invention will be described in comparison with the conventional method. Example 1 A plurality of semiconductor wafers (sample wafers) and a plurality of cap wafers having an SOI structure, each of which has been subjected to processing up to single-sided mirror polishing in a normal processing step, were prepared, and these wafers were washed under the following conditions. A semiconductor wafer was prepared as a sample by the procedure shown in FIG. 1, and what kind of impurity light element remained on the cleaning surface of the wafer was measured. (1) HF cleaning: concentration is 5% by weight, temperature is normal temperature. (2) SC1 cleaning: composition is NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 6, temperature is 80 ° C. (3 ) SC2 cleaning: composition: HCl: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 6, temperature: 80 ° C.
【0022】 前記半導体基板(試料ウエーハ)およびキ
ャップウエーハとしてはN型シリコンウエーハを用い、
接合ウエーハ作製のための貼合わせは洗浄終了後、約1
分以内にクラス1000のクリーンルーム内で行った。
接合のための熱処理は、いずれの洗浄処理品においても
600℃・2時間、N2雰囲気内で行い、接合ウエーハ
におけるキャップウエーハをエッチングすることによ
り、半導体基板(試料ウエーハ)の表面上に膜厚1.5
μmの薄膜Si層を設けた。 An N-type silicon wafer is used as the semiconductor substrate (sample wafer) and the cap wafer.
Lamination for bonding wafer preparation is about 1 after washing is completed.
Performed within a class 1000 clean room within minutes.
The heat treatment for bonding is performed at 600 ° C. for 2 hours in an N 2 atmosphere in any of the cleaning products, and the cap wafer in the bonding wafer is etched to form a film on the surface of the semiconductor substrate (sample wafer). 1.5
A μm thin-film Si layer was provided.
【0023】 比較例1(PC−SIMS法) 前記洗浄後の半導体基板(試料ウエーハ)の表面上に、
図6の工程に従いCVDにより膜厚1.5μmのポリシ
リコン層を650℃・2時間で設けた。 [0023] on the surface of Comparative Example 1 (PC-SIMS method) semiconductor substrate after the cleaning (sample wafer),
According to the process of FIG. 6, a polysilicon layer having a thickness of 1.5 μm was provided by CVD at 650 ° C. for 2 hours.
【0024】 標準的に行ったSIMS測定条件を〔表
1〕に示す。また、RSF(Relative Sen
sitivity Factor)の算出式(P.M.
kahora and F.A.Stevei,in
SIMS VII,pp.143を参照)を基に表面濃
度への換算を行った。換算式を〔数1〕に示す。 [0024] The standard in went SIMS measurement conditions are shown in Table 1. Also, RSF (Relative Sen)
calculation formula (PM.
kahora and F.K. A. Stevei, in
SIMS VII, pp. 143) was converted to the surface concentration. The conversion formula is shown in [Equation 1].
【0025】[0025]
【表1】 [Table 1]
【0026】[0026]
【数1】 (Equation 1)
【0027】 RSF:体積濃度での換算係数(atoms/cm3) D:測定深さ(cm) ΣIi:不純物イオン総カウント Ib:不純物のバックグラウンド(CPS) C:測定サイクル Im:マトリクス元素の強度(CPS) The RSF: conversion factor by volume concentration (atoms / cm 3) D: Measurement Depth (cm) ΣIi: impurity ions total count Ib: impurity background (CPS) C: Measurement Cycle Im: intensity of matrix elements (CPS)
【0028】 図2に実施例1によるSIMSのチャート
を、図3に比較例1によるSIMSのチャートを、それ
ぞれ示す。これらを比較して明らかなように、実施例1
では比較例1に比べてかなり鋭いピークを有するチャー
トが得られた。ピークが鋭いということはSN比が良い
ということであり検出感度が極めて高い。このような鋭
いピークは、半導体基板(試料ウエーハ)の表面を覆っ
ているSi層がポリシリコンではなく単結晶なので、ク
レータ底の粗さが抑えられているためであると思われ
る。 FIG . 2 shows a SIMS chart according to the first embodiment, and FIG. 3 shows a SIMS chart according to the first comparative example. As is clear from comparison of these, Example 1
As a result, a chart having a sharper peak than that of Comparative Example 1 was obtained. The sharp peak means that the SN ratio is good, and the detection sensitivity is extremely high. Such a sharp peak is considered to be because the roughness of the crater bottom is suppressed because the Si layer covering the surface of the semiconductor substrate (sample wafer) is not polysilicon but single crystal.
【0029】 実施例1による分析結果を図4に示す。半
導体基板(試料ウエーハ)の鏡面研磨面とキャップウエ
ーハの鏡面研磨面との接合部に酸化膜が形成されてい
る、SC1およびSC2洗浄の接合ウエーハの該接合部
からはBが検出されているが、酸化膜を持たないHF洗
浄試料からはBは検出されなかった。クリーンルーム内
雰囲気との接触時間はHF洗浄試料と、SC1およびS
C2洗浄の試料とでは同一なので、Bは酸化膜のないS
i表面には付着しにくいものと考えられる。HF洗浄試
料とSC1洗浄試料からは多量のFが検出された。Al
はSC1洗浄試料からのみ検出され、他の分析(VPD
−AAS)法と同様の結果を示した。ClはSC2洗浄
試料から検出されたが、これは酸化膜中にHClからの
Clが混入したためと考えられる。 [0029] The analysis results of Example 1 shown in FIG. Although an oxide film is formed at the joint between the mirror-polished surface of the semiconductor substrate (sample wafer) and the mirror-polished surface of the cap wafer, B is detected from the joint of the SC1 and SC2 cleaning bonded wafers. B was not detected from the HF cleaning sample having no oxide film. The contact time with the atmosphere in the clean room is determined by the HF cleaning sample, SC1 and S
Since B is the same as that of the C2 cleaning sample, B is S
It is considered that it does not easily adhere to the i surface. A large amount of F was detected from the HF washed sample and the SC1 washed sample. Al
Was detected only from the SC1 washed sample, and other analyzes (VPD
-AAS) method. Cl was detected from the SC2 cleaning sample, probably because Cl from HCl was mixed into the oxide film.
【0030】 実施例2 実施例1で用いたものと同一の半導体基板(試料ウエー
ハ)および、キャップウエーハを複数枚用意し、前者に
ついては薬液洗浄ののちクリーンルーム内に放置し、後
者については薬液洗浄を行った。これらのウエーハを用
いて、図1に示す手順により図1(d)に示す半導体ウ
エーハを作製し、クリーンルーム内放置によるボロン
(B)汚染の評価を行った。 The same semiconductor substrate (sample wafer) as used in Example 1 and the cap wafer to a plurality prepared, allowed to stand in a clean room after a chemical cleaning for the former, chemical cleaning for the latter Was done. Using these wafers, a semiconductor wafer shown in FIG. 1D was manufactured by the procedure shown in FIG. 1, and boron (B) contamination due to standing in a clean room was evaluated.
【0031】 すなわち、前記半導体基板(試料ウエー
ハ)についてはSC1洗浄、SC2洗浄、SC1洗浄
(薬液の組成等は実施例1と同一)の順に洗浄処理し、
乾燥を行った後、クラス1000のクリーンルーム内
に、放置時間を種々に変えて放置した。また、キャップ
ウエーハについてはHF洗浄(組成等は実施例1と同
一)を行い、これらのウエーハを図1に示す手順で半導
体ウエーハを作製した。 [0031] That is, the semiconductor SC1 cleaning for the substrate (sample wafer), SC2 cleaning, SC1 cleaning (the composition of the chemical solution as in Example 1 the same) and cleaning process in order,
After drying, it was left in a class 1000 clean room for various times. The cap wafers were subjected to HF cleaning (the composition and the like were the same as in Example 1), and semiconductor wafers were prepared from these wafers according to the procedure shown in FIG.
【0032】 前記貼合わせはキャップウエーハのHF洗
浄終了直後に行ったので、各接合ウエーハにおけるキャ
ップウエーハ表面酸化膜の膜厚はほぼ一定と考えられ
る。接合のための熱処理はRTA炉によりN2雰囲気
内、600℃・2時間の条件で行った。そして、接合ウ
エーハにおけるキャップウエーハ部をエッチングするこ
とにより、半導体基板(試料ウエーハ)の表面上に膜厚
1.5μmの薄膜Si層を設けた。 [0032] Since the lamination was carried out immediately after the end HF cleaning of the cap wafer, the thickness of the cap wafer surface oxide film at the bonding wafer is considered almost constant. Heat treatment for bonding in an N 2 atmosphere by RTA furnace was carried out under the conditions of 600 ° C. · 2 hours. Then, a 1.5 μm-thick thin-film Si layer was provided on the surface of the semiconductor substrate (sample wafer) by etching the cap wafer portion of the bonding wafer.
【0033】 図5に半導体基板のクリーンルーム放置時
間と、接合ウエーハの接合界面におけるボロン濃度の関
係を示す。この図から、放置時間の増大と共にボロン濃
度が上昇しており、クリーンルーム大気からの汚染があ
ることが確認できた。また、25秒という短時間の放置
でも4×1010atoms/cm2と、かなり多量の
ボロンが検出された。このことから、本発明による分析
方法においても4×1010atoms/cm2以下の
表面ボロンを測定する場合には、ボロン汚染対策を施し
た環境でウエーハの貼合わせを行う必要があると考えら
れる。 FIG . 5 shows the relationship between the time of leaving the semiconductor substrate in the clean room and the boron concentration at the bonding interface of the bonding wafer. From this figure, it was confirmed that the boron concentration increased as the standing time increased, and there was contamination from the clean room atmosphere. Further, even in the case of leaving for a short time of 25 seconds, a considerably large amount of boron was detected, that is, 4 × 10 10 atoms / cm 2 . From this, it is considered that when measuring the surface boron of 4 × 10 10 atoms / cm 2 or less even in the analysis method according to the present invention, it is necessary to bond the wafers in an environment in which measures against boron contamination are taken. .
【0034】 なお、PC−SIMS法で表面ボロンを測
定する場合、通常1×1012atoms/cm2以上
のボロンが検出されることが多い。また、測定時に試料
ウエーハのクリーンルーム大気に曝される時間が5分以
上かかってしまうのが現状なので、PC−SIMS法に
よる測定可能はボロン濃度は、おおよそ図5の斜線を施
した領域となる。 When the surface boron is measured by the PC-SIMS method, usually, boron of 1 × 10 12 atoms / cm 2 or more is often detected. In addition, since it is currently the case that the time required for the sample wafer to be exposed to the clean room atmosphere during the measurement takes 5 minutes or more, the boron concentration that can be measured by the PC-SIMS method is approximately the shaded region in FIG.
【0035】 このように、PC−SIMS法ではポリシ
リコン堆積ウエーハの作製プロセス中に高濃度のボロン
汚染が生じるために、ポリシリコン層を堆積する前の試
料ウエーハ本来の低濃度表面ボロンの測定は不可能であ
る。これに対し本発明では、上記のように表面ボロンの
検出限界をPC−SIMS法に比べて大幅に下げること
ができるうえ、C,Cl,F等の軽元素の測定も可能で
ある。また、接合のための熱処理条件を350℃・2時
間として試料を作製しても、上記と同様の結果が得られ
ている。 [0035] Thus, for a high concentration of boron contamination during the fabrication process of the polysilicon deposition wafer occurs in PC-SIMS method, the measurement of the sample wafer original low concentration surface boron before depositing the polysilicon layer Impossible. On the other hand, in the present invention, as described above, the detection limit of surface boron can be significantly reduced as compared with the PC-SIMS method, and light elements such as C, Cl, and F can be measured. Further, the same result as described above was obtained even when a sample was prepared by setting the heat treatment conditions for bonding at 350 ° C. for 2 hours.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上の説明で明らかように、本発明によ
れば以下のとおりの優れた効果が得られる。 (1)請求項1に記載の発明: (a)SIMS分析のための試料に好適な半導体ウエー
ハを製造することができる。 (b) 接合ウエーハの所要接合強度を、直接貼合わせ法
の場合に比べて大幅に低下させることができるので、そ
の作製工程において高温の熱処理は不要であり、低温処
理による接合で十分であるため、接合ウエーハの作製工
程において半導体基板表面の不純物が内部に拡散するの
を防止することができる。従って高感度の分析ができる
し、拡散しやすい水素の分析も可能となる。(c) 貼合わせにより迅速に半導体基板をキャップする
ことによって、半導体基板表面の汚染を防止することが
できるため、正確な分析が可能である。(d) 半導体基板表面をキャップした状態で熱処理する
ため、比較的低い温度で気化しやすい物質の気化を防止
することができるので、正確な分析が可能である。(2)請求項2に記載の発明: (a) PC−SIMS法と異なり、請求項2のSIMS
による分析方法では半導体基板の表面を覆うSi層が単
結晶であるため、急峻でSN比の高いピークを有するS
IMSチャートが得られので、ボロン等の元素の検出限
界を大幅に下げることができる。(b) PC−SIMS法と異なり、半導体基板表面不純
物の拡散も極めて小さく、また、半導体ウエーハ作製工
程中の汚染も極めて少ない。従って、測定面における分
析が正確になる。(3)請求項3に記載の発明: 請求項1の発明と同様に、SIMS分析のための試料と
して好適な半導体ウエーハを製造することができるとと
もに、請求項2の発明と同様の優れた効果が得られる。 (4)請求項4に記載の発明: 請求項3の方法により B,F,Al,Clのうち少な
くとも1種について分析を行うので、半導体基板表面に
存在するこれら不純物の分析を、より正確に行うことが
できる。 As is apparent from the above description, the present invention
Then, the following excellent effects can be obtained. (1) Invention according to claim 1: (a) a semiconductor wafer suitable for a sample for SIMS analysis
C can be manufactured. The (b) the required bonding strength of the bonded wafer, it is possible to reduce considerably in comparison with the case of direct lamination method, a high temperature heat treatment in the manufacturing process is not necessary, since it is sufficient bonding by the low temperature process In addition, it is possible to prevent impurities on the surface of the semiconductor substrate from diffusing inside in the process of manufacturing the bonded wafer. Therefore, highly sensitive analysis can be performed, and analysis of hydrogen that easily diffuses is also possible. (C) pasting Therefore to cap the fast semiconductor substrate by alignment, it is possible to prevent contamination of the semiconductor substrate surface, it is possible to accurate analysis. (D) Since the heat treatment is performed with the semiconductor substrate surface capped, vaporization of a substance which is easily vaporized at a relatively low temperature can be prevented, so that accurate analysis is possible. (2) Invention according to claim 2: (a) Unlike the PC-SIMS method, SIMS according to claim 2
In the analysis method according to the above, since the Si layer covering the surface of the semiconductor substrate is a single crystal, the S layer having a sharp and high SN ratio peak is used.
Since an IMS chart is obtained, the detection limit of elements such as boron can be significantly reduced. (B) Unlike the PC-SIMS method, diffusion of impurities on the surface of the semiconductor substrate is extremely small, and contamination during the semiconductor wafer manufacturing process is extremely small. Therefore, the analysis on the measurement surface becomes accurate. (3) The invention according to claim 3 : A sample for SIMS analysis, similar to the invention according to claim 1.
To produce a suitable semiconductor wafer.
In addition, the same excellent effects as those of the second aspect can be obtained. (4) The invention according to claim 4: The method according to claim 3 reduces the amount of B, F, Al, Cl
Since at least one type of analysis is performed,
More accurate analysis of these impurities present
it can.
【図1】本発明による試料作製工程の説明図であり、ウ
エーハの断面図で示したものである。FIG. 1 is an explanatory diagram of a sample manufacturing process according to the present invention, which is shown in a cross-sectional view of a wafer.
【図2】本発明の実施例1によるSIMSのチャートで
ある。FIG. 2 is a SIMS chart according to the first embodiment of the present invention.
【図3】比較例1(PC−SIMS法)によるSIMS
のチャートである。FIG. 3 SIMS by Comparative Example 1 (PC-SIMS method)
It is a chart of.
【図4】実施例1による各種元素の分析結果を示すグラ
フである。FIG. 4 is a graph showing analysis results of various elements according to Example 1.
【図5】実施例2によるボロンの分析結果を示すグラフ
である。FIG. 5 is a graph showing the results of analyzing boron according to Example 2.
【図6】PC−SIMS法による試料作製工程の説明図
であり、ウエーハの断面図で示したものである。FIG. 6 is an explanatory diagram of a sample manufacturing step by a PC-SIMS method, which is shown in a cross-sectional view of a wafer.
【図7】従来の直接貼合わせ法による試料作製工程の説
明図であり、ウエーハの断面図で示したものである。FIG. 7 is an explanatory view of a sample preparation process by a conventional direct bonding method, which is shown in a cross-sectional view of a wafer.
1,61,71 半導体基板(試料ウエーハ) 2,62,72 表面(被測定面) 11,81 キャップウエーハ 12 基体Si層 13 SiO2層 14,83 薄膜Si層 21,91 接合ウエーハ 31 半導体ウエーハ 63 ポリシリコン層 82 鏡面研磨面1,61,71 Semiconductor substrate (sample wafer) 2,62,72 Surface (measured surface) 11,81 Cap wafer 12 Base Si layer 13 SiO 2 layer 14,83 Thin film Si layer 21,91 Bonding wafer 31 Semiconductor wafer 63 Polysilicon layer 82 Mirror-polished surface
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹中 卓夫 群馬県安中市磯部2丁目13番1号 信越 半導体株式会社 半導体磯部研究所内 (56)参考文献 特開 平2−1914(JP,A) 特開 平4−132222(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 27/12 H01L 21/02 H01L 21/66 H01L 21/306 G01N 23/22 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Takuo Takenaka 2-3-1-1, Isobe, Annaka-shi, Gunma Shin-Etsu Semiconductor Co., Ltd. Inside the semiconductor isobe research laboratory (56) References JP-A-2-1914 (JP, A) JP-A-4-132222 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 27/12 H01L 21/02 H01L 21/66 H01L 21/306 G01N 23/22
Claims (4)
基体Si層とSiO 2 層とSi単結晶薄膜とを有するS
OI構造からなるキャップウエーハを重ね合わせて密着
させ、熱処理により接合した後に、この接合ウエーハに
おけるキャップウエーハの基体Si層を薬液でエッチン
グ除去し、次いでSiO 2 層をエッチング除去すること
により、接合面上にSOI構造部のSi単結晶薄膜を残
し、半導体基板上にSi薄膜を有する半導体ウエーハを
得ることを特徴とする半導体ウエーハの製造方法。1. The method according to claim 1 , wherein the surface of the semiconductor substrate subjected to the HF cleaning is
S having base Si layer, SiO 2 layer and Si single crystal thin film
Overlaid and adhered cap wafers with OI structure
After bonding by heat treatment, this bonded wafer
The substrate Si layer of the cap wafer with a chemical solution
And then etching away the SiO 2 layer
As a result, a single-crystal Si thin film having an SOI structure is left on the bonding surface.
And obtaining a semiconductor wafer having a Si thin film on a semiconductor substrate .
ーハのSi単結晶薄膜の表面から、一次イオンビームを
照射して質量分析を行うことを特徴とするSIMSによ
る分析方法。 2. The semiconductor wafer manufactured in claim 1.
A primary ion beam from the surface of the Si single crystal thin film
SIMS, characterized by irradiating and performing mass spectrometry
Analysis method.
i層とSiO 2 層とSi単結晶薄膜とを有するSOI構
造からなるキャップウエーハを重ね合わせて密着させ、
熱処理により接合した後に、この接合ウエーハにおける
キャップウエーハの基体Si層を薬液でエッチング除去
し、次いでSiO 2 層をエッチング除去することによ
り、接合面上にSOI構造部のSi単結晶薄膜を残して
SIMS分析のための半導体ウエーハを準備し、該半導
体ウエーハのSi単結晶薄膜の表面から一次イオンビー
ムを照射して質量分析を行うことを特徴とするSIMS
による分析方法。 3. A substrate S on a surface of a semiconductor substrate to be analyzed.
SOI structure having i layer, SiO 2 layer and Si single crystal thin film
Laminated cap wafers are attached to each other,
After bonding by heat treatment, the bonding wafer
Etching removal of base wafer Si layer of cap wafer with chemical solution
And then etching away the SiO 2 layer.
Leaving a single-crystal Si thin film of the SOI structure on the bonding surface
Prepare a semiconductor wafer for SIMS analysis
Primary ion beam from the surface of Si single crystal thin film
SIMS characterized by performing mass spectrometry by irradiating a system
Analysis method.
l,Clのうち少なくとも1種について行うことを特徴
とする請求項3に記載のSIMSによる分析方法。 4. The analysis by SIMS comprises : B, F, A
characterized in that it is performed for at least one of l and Cl
The analysis method by SIMS according to claim 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5217985A JP2959352B2 (en) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | Method of manufacturing semiconductor wafer and analysis method by SIMS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5217985A JP2959352B2 (en) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | Method of manufacturing semiconductor wafer and analysis method by SIMS |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0758304A JPH0758304A (en) | 1995-03-03 |
| JP2959352B2 true JP2959352B2 (en) | 1999-10-06 |
Family
ID=16712819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5217985A Expired - Lifetime JP2959352B2 (en) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | Method of manufacturing semiconductor wafer and analysis method by SIMS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2959352B2 (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6890835B1 (en) | 2000-10-19 | 2005-05-10 | International Business Machines Corporation | Layer transfer of low defect SiGe using an etch-back process |
| JP4761179B2 (en) * | 2001-07-19 | 2011-08-31 | 信越半導体株式会社 | Method for measuring concentration of boron adsorbed on wafer surface and method for evaluating boron level in environmental atmosphere |
| KR100459078B1 (en) * | 2001-12-26 | 2004-12-03 | 주식회사 실트론 | An etcher for analysis of metal impurities near bulk in silicon wafer |
| JP4655797B2 (en) * | 2005-07-19 | 2011-03-23 | 信越半導体株式会社 | Manufacturing method of directly bonded wafer |
| US10744557B2 (en) | 2013-11-11 | 2020-08-18 | Raytheon Technologies Corporation | Refractory metal core finishing technique |
| KR102740966B1 (en) * | 2019-07-31 | 2024-12-11 | 에스케이실트론 주식회사 | Method for analyzing contamination at surface of wafer |
| CN112505135A (en) * | 2020-12-15 | 2021-03-16 | 天津中环领先材料技术有限公司 | Method for testing boron element content of silicon-based product with oxide film |
-
1993
- 1993-08-10 JP JP5217985A patent/JP2959352B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0758304A (en) | 1995-03-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3494102B2 (en) | Evaluation method of metal impurity concentration in silicon wafer | |
| EP0488149B1 (en) | Method of analyzing metal impurities in surface oxide film of semiconductor substrate | |
| JP2602597B2 (en) | Method for manufacturing thin film SOI substrate | |
| US6613677B1 (en) | Long range ordered semiconductor interface phase and oxides | |
| JP2959352B2 (en) | Method of manufacturing semiconductor wafer and analysis method by SIMS | |
| JP3680476B2 (en) | Heat treatment evaluation wafer and heat treatment evaluation method using the same | |
| JP3238003B2 (en) | Method of manufacturing solar cell element | |
| US5538904A (en) | Method of estimating quantity of boron at bonding interface in bonded wafer | |
| JPH08102481A (en) | Evaluation method of MIS type semiconductor device | |
| US6933235B2 (en) | Method for removing contaminants on a substrate | |
| JP2000031227A (en) | Wafer for heavy metal monitor and method of manufacturing this wafer | |
| JP3287317B2 (en) | How to make an analysis sample | |
| JP2682483B2 (en) | Secondary ion mass spectrometry | |
| JPH07335513A (en) | Manufacture of semiconductor substrate | |
| JPH0982768A (en) | Semiconductor wafer evaluation method | |
| KR100305124B1 (en) | Impurity doping method with diffusion source of boron silicide film | |
| Matsumoto et al. | High‐temperature scanning cw laser‐induced diffusion of arsenic and phosphorus in silicon | |
| JPH05206145A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JP7220572B2 (en) | Method for preparing electrode for DLTS measurement | |
| JPH06268243A (en) | Manufacture of semiconductor energy detector | |
| Calawa et al. | Substrate preparation and low-temperature boron doped silicon growth on wafer-scale charge-coupled devices by molecular beam epitaxy | |
| JP3329295B2 (en) | Impurity concentration measurement method | |
| JP2917937B2 (en) | Method for analyzing impurity concentration distribution of semiconductor device | |
| JPH01151232A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JP2006339300A (en) | Solar cell element and manufacturing method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |