硅基板用分析装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够借由ICP‑MS将在成膜形成有膜厚较厚的氮化膜或氧化膜的硅基板中的微量金属等的杂质高精确度地分析的硅基板用分析装置。本发明专利技术的硅基板用分析装置具备承载端口、基板搬运机器人、对准器、干燥室、气相分解处理室、具有分析载物台及基板分析用喷嘴的分析扫描端口、分析液采集装置、进行感应耦合等离子分析的分析装置，其中，对于成膜形成有氮化膜或氧化膜的硅基板，借由基板分析用喷嘴以高浓度回收液扫净硅基板表面而回收，将回收后的高浓度回收液吐出至硅基板表面后，进行加热干燥，以分析液扫净硅基板表面而回收，借由ICP‑MS对分析液进行分析。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硅基板用分析装置
本专利技术涉及一种分析半导体制造等所使用的硅基板中所含有的微量金属等的杂质的装置。尤其，本专利技术涉及一种适合于分析在分析对象的硅基板表面成膜形成有膜厚较厚的氮化膜或硅的氧化膜等的硅基板时的硅基板用分析装置。
技术介绍
在半导体等的制造时所使用的硅制晶圆等的硅基板，随着高集成化，需要一种能够检测出会对装置特性造成影响的金属等的杂质的分析装置。就即使硅基板的金属等的杂质量为极微量也能够检测出的分析方法而言，已知一种使用感应耦合等离子质量分析装置(ICP-MS；InductivelyCoupledPlasmaMassSpectrometer)的方法。在该分析方法，必须将在硅基板中所含有的金属等的杂质以能够导入至ICP-MS的形态取出，借由气相分解法蚀刻硅基板后，以分析液扫净该蚀刻后的硅基板表面，而使金属等的杂质迁移至分析液中，将该分析液导入至ICP-MS而进行分析(例如，专利文献1)。另外，专利文献2揭示一种使用基板分析用喷嘴，将硅基板中所含有的杂质导入至分析液中进行分析的方法。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]日本特开平11-281542号公报[专利文献2]日本特开2013-257272号公报。
技术实现思路
(专利技术欲解决的课题)在使用气相分解法的硅基板的杂质分析中，为使配置在气相分解处理室的硅基板，与含有氟化氢的蒸汽的蚀刻气体接触，而将形成在硅基板表面的氮化膜或氧化膜分解，使所述膜中所含有的金属等的杂质以残渣的形式残留在硅基板上。此是因为在含有氟化氢的蒸汽的蚀刻气体中无法将整体硅基板蚀刻，所以会以残渣的形式残留在硅基板上。然后，对于杂质以残渣的形式存在的硅基板表面，利用基板分析用喷嘴以氟化氢与过氧化氢的混合液的分析液扫净硅基板表面，而将杂质导入至分析液中，借由ICP-MS对该回收后的分析液进行分析。在硅基板表面形成的氮化膜或氧化膜较薄时，对分析的影响较少，但是所述膜厚较厚时，则会产生如以下的缺陷。在氮化膜的情况时，使用氟化氢的蚀刻气体进行气相分解时，Si(NH4)xFy的氟化铵为白色盐会生成在硅基板上。由于氮化膜的膜厚较厚时，该白色盐会变多，导致回收后的分析液中的硅浓度变高，SiO2会在ICP-MS的界面部分析出，而有造成堵塞且使分析精确度低落的倾向。因此，虽然有使用加热板等将硅基板加热至160℃至180℃而使白色盐蒸发的对应方法，但是白色盐蒸发的同时，分析对象的金属等的杂质也会一起蒸发，造成杂质的回收率低落。而且，使氟化铵系的白色盐加热蒸发时，蒸发后的白色盐会附着在设置有加热板的处理室等的壁面，当发生该附着的白色盐从壁面落下的现象时，便成为污染硅基板的主要原因。另外，附着在壁面的白色盐必须进行定期的除去处理等的维护。另外，在氧化膜(SiO2)的情况时，使用氟化氢的蚀刻气体进行气相分解时，会生成Si(OH)4及H2SiF6，并以残渣的形式残留在硅基板上，与氮化膜同样会使回收后的分析液中的硅浓度变高，对ICP-MS的分析造成影响。有鉴于此种情形，本专利技术的目的为提供一种硅基板用分析装置，其即便面对成膜形成有膜厚较厚的氮化膜或氧化膜的硅基板，也能够借由ICP-MS而高精确度地分析氮化膜或氧化膜中所含有的微量金属等的杂质，也轻减装置的维护负担。(用以解决课题的手段)本专利技术涉及一种硅基板用分析装置，其具备下列：承载端口(loadport)，其用于设置收纳有分析对象的硅基板的收纳盒；基板搬运机器人，其能够将收纳在承载端口的硅基板取出、搬运及设置；干燥室，其使硅基板加热干燥；对准器(aligner)，其调整硅基板的位置；气相分解处理室，其用以借由蚀刻气体将硅基板蚀刻；分析扫描端口，其具有载置硅基板的分析载物台、及以分析液扫净载置在分析载物台的硅基板表面且将使分析对象物迁移后的分析液回收的基板分析用喷嘴；分析液采集装置，其具有能够将被基板分析用喷嘴回收后的分析液投入的分析容器；以及分析装置，其对从喷雾器(Nebulizer)所供应的分析液进行感应耦合等离子分析；其中，对于成膜形成有氧化膜和/或氮化膜的硅基板，借由基板分析用喷嘴以高浓度回收液扫净硅基板表面而回收，将回收后的高浓度回收液吐出至硅基板表面后，在干燥室使残留有高浓度回收液的硅基板加热干燥，以分析液扫净干燥后的硅基板表面，对使分析对象物迁移后的分析液进行感应耦合等离子分析。首先，借由本专利技术的硅基板用分析装置，针对利用感应耦合等离子分析所进行的分析装置进行说明。进行成膜形成有膜厚较厚的氮化膜或氧化膜的硅基板的分析时，借由基板搬运机器人从承载端口所取出的硅基板，首先被搬运至气相分解处理室，设置在处理室内。然后，使含有氟化氢的蒸汽的蚀刻气体接触硅基板而进行气相分解处理。进行该气相分解处理后的硅基板借由基板搬运机器人而被搬运、载置在分析扫描端口的分析载物台。此时，在分析扫净端口的基板分析用喷嘴中，投入含有高浓度氟化氢过氧化氢的混合液的高浓度回收液，借由保持在喷嘴前端的基板分析用喷嘴以该高浓度回收液扫净硅基板表面，而使Si(NH4)xFy的氟化铵系白色盐或Si(OH)4及H2SiF6的生成物溶解。然后，在回收后的高浓度回收液中，将以残渣的形式存在于进行过气相分解处理后的硅基板表面的金属等的杂质导入。接着，被基板分析用喷嘴回收后的高浓度回收液，吐出而倒回至硅基板表面，将高浓度回收液载置在硅基板表面的特定位置。载置有高浓度回收液的硅基板被基板搬运用机器人搬运、设置在干燥室时，进行100℃左右的加热干燥，借此进行高浓度回收液的蒸发。在氧化膜(SiO2)的情况时，被导入至高浓度回收液中的硅(Si)，会借由与氟化氢反应而成为下式。Si(OH)4+4HF→SiF4+4H2O也就是，氧化膜的Si会成为SiF4的气体而从硅基板表面减少。另外，氮化膜的情况时，借由氟化氢所生成的Si(NH4)xFy的氟化铵系白色盐，会因过剩的氟化氢而进行如下式的反应。Si(NH4)xFy+HF→SiF4+NH4F也就是，氮化膜的Si也成为SiF4气体而从硅基板表面减少。在干燥室的经加热干燥的硅基板，其借由基板搬运用机器人而再次被搬运、载置在分析载物台。此时，分析液中投入有基板分析用喷嘴，然后，以分析液扫净硅基板表面而将杂质导入至分析液中。借由基板用喷嘴而回收的分析液，其被投入至位于分析液采集装置的分析容器，而到达喷雾器。随后，借由ICP-MS分析喷雾器的分析液。因为该分析液即便面对膜厚较厚的氮化膜或氧化膜，也会形成Si浓度较低的状态，所以也能够抑制SiO2析出的现象，能够稳定地借由ICP-MS而进行分析。因此，根据本专利技术的硅基板用分析装置，即便面对成膜形成有膜厚较厚的氮化膜或氧化膜的硅基板，也能够借由ICP-MS而高精确度地分析氮化膜或氧化膜中所含有的微量金属等的杂质。在本专利技术的硅基板用分析装置中，在干燥室将残留有高浓度回收液的硅基板加热干燥时，以将加热温度设为100℃至130℃为优选。大于130℃的温度时，在蒸发时金属等的杂质也有一起被蒸发的倾向。小于100℃时，会有在加热干燥耗费时间的倾向，无法确实地使高浓度回收液蒸发。在本专利技术的高浓度回收液中，以使用10％至30％体积浓度的氟化氢与1％至30％体积浓度的过氧化氢的混合液为优选。虽然通常作为分析液所使用的氟化氢及过氧化氢的混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅基板用分析装置，其具备：承载端口，其用于设置收纳盒，所述收纳盒收纳有分析对象的硅基板；基板搬运机器人，其能够将收纳在承载端口的硅基板取出、搬运及设置；对准器，其调整硅基板的位置；干燥室，其使硅基板加热干燥；气相分解处理室，其用以借由蚀刻气体将硅基板蚀刻；分析扫描端口，其具有载置硅基板的分析载物台、及以分析液扫净载置在分析载物台的硅基板表面且将使分析对象物迁移后的分析液回收的基板分析用喷嘴；分析液采集装置，其具有将被基板分析用喷嘴回收后的分析液投入的分析容器；以及分析装置，其对从喷雾器所供应的分析液进行感应耦合等离子分析；其中，对于成膜形成有氧化膜和/或氮化膜的硅基板，借由基板分析用喷嘴以高浓度回收液扫净硅基板表面并回收，将回收后的高浓度回收液吐出至硅基板表面后，在干燥室使残留有高浓度回收液的硅基板加热干燥，以分析液扫净干燥后的硅基板表面，对使分析对象物迁移后的分析液进行感应耦合等离子分析。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.22 JP 2015-2495881.一种硅基板用分析装置，其具备：承载端口，其用于设置收纳盒，所述收纳盒收纳有分析对象的硅基板；基板搬运机器人，其能够将收纳在承载端口的硅基板取出、搬运及设置；对准器，其调整硅基板的位置；干燥室，其使硅基板加热干燥；气相分解处理室，其用以借由蚀刻气体将硅基板蚀刻；分析扫描端口，其具有载置硅基板的分析载物台、及以分析液扫净载置在分析载物台的硅基板表面且将使分析对象物迁移后的分析液回收的基板分析用喷嘴；分析液采集装置，其具有将被基板分析用喷嘴回收后的分析液投入的分析容器；以及分析装置，其对从喷雾器所供应的分析液进行感应耦合等离子分析...

【专利技术属性】
技术研发人员：川端克彦，一之濑达也，林匠马，
申请(专利权)人：埃耶士株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP