(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板上の既知量の基準となる元素の蛍光Ｘ線強度［Ｉ］s を全反射蛍光Ｘ線分析装置を用いて測定するステップと、
第２の基板上の不純物元素の蛍光Ｘ線強度［Ｉ］x を全反射蛍光Ｘ線分析装置を用いて測定するステップと、
前記基準となる元素の蛍光Ｘ線強度を用いて前記不純物元素の蛍光Ｘ線強度を規格化するステップと、
この規格化された値に基づいて前記不純物元素の濃度を求めるステップと、
を備え、
前記規格化するステップは、
標準基板を前記既知濃度の前記基準となる元素で汚染し、この汚染された領域の前記基準となる元素の蛍光Ｘ線強度［Ｉ］std を求めるステップと、
この蛍光Ｘ線強度［Ｉ］std と前記蛍光Ｘ線強度［Ｉ］s とから前記標準基板と前記第１の基板との蛍光Ｘ線強度比である形状因子を求めるステップと、
前記形状因子と前記蛍光Ｘ線強度［Ｉ］x との積を求めるステップと、
を備えたことを特徴とする基板の不純物濃度分析方法。
【請求項２】
前記第１の基板と前記第２の基板は同一の基板であることを特徴とする請求項１記載の基板の不純物濃度分析方法。
【請求項３】
前記第１の基板は前記第２の基板と同一加工条件で形成された基板であることを特徴とする請求項１記載の基板の不純物濃度分析方法。
【請求項４】
前記基準となる元素の蛍光Ｘ線強度を測定するステップの前に、
前記既知量の前記基準となる元素を含む溶液あるいは懸濁液を一定量、前記第１の基板に滴下するステップと、
前記滴下した液を乾燥させるステップと、
を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の基板の不純物濃度分析方法。
【請求項５】
前記基準となる元素として、Ｓｉ，Ｐ，Ｓ，Ｃｌ，Ｋ，Ｃａ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｍｏ，Ｗのうちのいずれか１つが用いられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の基板の不純物濃度分析方法。
【請求項６】
前記基準となる元素の用いられる量は０．１〜１０μｇの範囲であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の基板の不純物濃度分析方法。
【請求項７】
前記基準となる元素が被測定領域内に±１０％以内の均一性で存在することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の基板の不純物濃度分析方法。
【請求項８】
前記基準となる元素を含む物質は塩あるいは大きさが０．１μｍ未満の単体であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の基板の不純物濃度分析方法。
【請求項９】
前記基準となる元素の溶媒が水、ジエチルエーテル、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、アセトン、クロロホルム、メタノール、エタノールの群から選択される少なくとも一種類からなる物質を使用することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の基板の不純物濃度分析方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板の不純物濃度分析方法に関するもので、特にＳｉウェーハの裏面、ラップ面、グラインド面、エッチング面、パターン形成された基板の微量不純物の濃度分析に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、全反射蛍光Ｘ線分析は高感度で基板を破壊することなく、インライン分析（モニタ基板を計測した後、元に戻す分析）が可能であるため、広く使用されている微量不純物分析手法である。
【０００３】
この分析手法の原理を図１７を参照して説明する。表面が鏡面状態の基板５１に、入射Ｘ線５２が視射角θ（入射Ｘ線５２と基板５１の表面との間の角θ）で入射すると、基板表面に反射されて反射Ｘ線５３に変わる。このとき、入射Ｘ線に照射された基板の領域から蛍光Ｘ線５５が出射され、この蛍光Ｘ線５５を検出器６０によって検出し、この検出結果に基づいて分析を行う。
【０００４】
視射角度θと蛍光Ｘ線５５の強度との相関を図１８に示す。図１８に示すように基板表面が鏡面で全反射条件を満たす場合、蛍光Ｘ線強度は視射角θに依存し、臨界角θｃ  前後で基板を構成するＳｉの蛍光Ｘ線強度は急激に増加する。つまり、Ｘ線を臨界角θｃ  より小さい角度で入射すれば、基板のＳｉは励起されにくく表面上の不純物元素のみが励起される。しかしながら、例えばＳｉ基板裏面（エッチング面）やラップ面、グラインド面、パターン付き基板等凹凸を有する試料表面では表面粗さにより入射Ｘ線５２の全反射条件が満たされず、散乱光や基板Ｓｉからの励起光が生じ蛍光Ｘ線５５の強度が増大する。また付着した不純物元素の蛍光Ｘ線強度も同時に増加する。例えば図１９はＳｉ基板裏面での蛍光Ｘ線強度の視射角依存性であるが、このようにＸ線強度は単調に増加する傾向がある。よってこのような面を有する基板では視射角に依存する蛍光Ｘ線強度を正確に測定できない。また、表面粗さにより散乱の度合も異なるため定性的な測定こそ可能であるものの定量的な分析は難しい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように全反射蛍光Ｘ線分析はパターン付き基板や基板裏面といった凹凸を有する表面の分析には原理的に向いていない。しかしながら、パターン付き基板の表面分析はプロセス汚染評価のため必須であり、基板の裏面分析もこれから基板の大口径化が進むに従いプロセスはバッチ式から枚葉式に移行していくと考えられるためそのニーズが今後高まっている。
【０００６】
これまでこのような基板の評価には、特開平２−２８５３３号公報などに開示されている技術である化学分析や、基板の表面と裏面を逆にして評価対象操作を行い表面を全反射蛍光Ｘ線分析することで裏面の清浄度を把握する、といった手法をとってきた。しかし、化学分析では比較的表面粗さの影響を受けにくいという利点があるものの、完全なオフライン分析であり分析に時間と熟練を要する。またパターンの段差が大きいと不純物回収溶液がパターン間に残り回収率が落ち正確な汚染情報を得ることができないといった問題もある。一方、表面と裏面を逆にする手法は簡便ではあるが正確に裏面が受ける汚染情報を得ているのかは不明であるし、パターン付きの基板の分析には応用できない。
【０００７】
本発明は上記事情を考慮してなされたものであって、汚染物質の濃度を可及的に精度良く得ることのできる基板の不純物濃度分析方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による基板の不純物濃度分析方法は、第１の基板上の既知量の基準となる元素の蛍光Ｘ線強度［Ｉ］ｓ  を全反射蛍光Ｘ線分析装置を用いて測定するステップと、第２の基板上の不純物元素の蛍光Ｘ線強度［Ｉ］ｘ  を全反射蛍光Ｘ線分析装置を用いて測定するステップと、前記基準となる元素の蛍光Ｘ線強度を用いて前記不純物元素の蛍光Ｘ線強度を規格化するステップと、この規格化された値に基づいて前記不純物元素の濃度を求めるステップと、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
なお、前記第１の基板と前記第２の基板は同一の基板であっても良い。
【００１０】
なお、前記第１の基板は前記第２の基板と同一加工条件で形成された基板であっても良い。
【００１１】
なお、前記基準となる元素の蛍光Ｘ線強度を測定するステップの前に、前記既知量の前記基準となる元素を含む溶液あるいは懸濁液を一定量、前記第１の基板に滴下するステップと、前記滴下した液を乾燥させるステップと、を備えているように構成しても良い。
【００１２】
なお、前記基準となる元素として、Ｓｉ，Ｐ，Ｓ，Ｃｌ，Ｋ，Ｃａ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｍｏ，Ｗのうちのいずれか１つが用いられることが好ましい。
【００１３】
なお、前記基準となる元素の用いられる量は０．１〜１０μｇの範囲であることが好ましい。
【００１４】
なお、前記基準となる元素が被測定領域内に±１０％以内の均一性で存在することが好ましい。
【００１５】
なお、前記基準となる元素を含む物質は塩あるいは大きさが０．１μｍ未満の単体であることが好ましい。
【００１６】
なお、前記基準となる元素の溶媒が水、ジエチルエーテル、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、アセトン、クロロホルム、メタノール、エタノールの群から選択される少なくとも一種類からなる物質を使用することが好ましい。
【００１７】
なお、前記規格化するステップは、標準基板を前記既知濃度の前記基準となる元素で汚染し、この汚染された領域の前記基準となる元素の蛍光Ｘ線強度［Ｉ］ｓｔｄ  を求めるステップと、この蛍光Ｘ線強度［Ｉ］ｓｔｄ  と前記蛍光Ｘ線強度［Ｉ］ｓ  とから前記標準基板と前記第１の基板との蛍光Ｘ線強度比である形状因子を求めるステップと、前記形状因子と前記蛍光Ｘ線強度［Ｉ］ｘ  との積を求めるステップと、を備えるように構成しても良い。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明による基板の不純物濃度分析方法の実施の形態を以下、図面を参照して説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
本発明による基板の不純物濃度分析方法の第１の実施の形態の処理手順を図１に示す。この第１の実施の形態の基板の不純物濃度分析方法は全反射蛍光Ｘ線分析を用いるものである。
【００２０】
まず、標準基板（すなわち表面が鏡面に加工された基板または標準と定めた基板）を既知濃度の標準物質で汚染し、この汚染領域の蛍光Ｘ線強度［Ｉ］ｓｔｄ  を全反射蛍光Ｘ線分析装置を用いて予め求めておく（ステップＦ１参照）。
【００２１】
次に、不純物分析すべき基板を既知の濃度（上述のステップＦ１で用いた濃度と同一の濃度）の標準物質で汚染する（ステップＦ２参照）。例えば図２に示すように、パターンが形成されたＳｉ基板２の裏面に標準物質である、濃度が１ｎｇ／１ｍｌのＣｏ水溶液（０．６％  ＮＨＯ３  水溶液）を１ｍｌを検出器の検出範囲内に収まるように滴下し、乾燥させる。図２においては、この標準物質で汚染された領域４が白丸で示されており、不純物濃度が測定される領域６が黒丸で示されている。
【００２２】
次に、不純物濃度測定領域６および標準物質汚染領域４の蛍光Ｘ線強度を全反射蛍光Ｘ線分析装置を用いて測定する（ステップＦ３参照）。例えば図２に示すようにＳｉＣ部材上に載置して１１００℃の熱処理を得たＳｉ基板２の裏面にＷＬβ１  （タングステンの特性Ｘ線であって波長が１．２８２オングストロームで、エネルギーが９．６７２３５ＫｅＶ）を励起光として用い視射角を０．１度の条件で全反射蛍光Ｘ線分析装置を用いて測定した。このＳｉ基板２の標準物質汚染領域４の測定された蛍光Ｘ線強度は図３に示すように７ＫｅＶ付近でＣｏの特性Ｘ線ＣｏＫαがピークを有するスペクトルとなり、不純物濃度測定領域６の測定された蛍光Ｘ線強度は図４に示すようになる。なお、蛍光Ｘ線強度の単位はｃｐｓ（ｃｏｕｎｔ  ｐｅｒ  ｓｅｃ  ）である。
【００２３】
全反射蛍光Ｘ線分析では、元素ごとに励起効率が異なるため、各元素の感度は図５に示すように相対的に変化する。なお、この相対感度は各元素の蛍光収率と検出器の感度から求められる値であり、各全反射蛍光Ｘ線分析装置ごとに計算されている。本発明では、不純物と標準物質は同一加工条件で形成された基板上に存在するため、表面粗さにより生じる散乱の影響を受ける度合は不純物も標準物質も同じである。そこで、図５に示す相対感度を利用することが可能である。
【００２４】
次に、測定対象となる不純物元素Ｘの蛍光Ｘ線強度［Ｉ］ｘ  を求めて標準物質の蛍光Ｘ線強度［Ｉ］ｓ  で規格化し、規格化した強度から不純物元素Ｘの濃度［Ｃ］ｘ  を求める（ステップＦ４参照）。例えば、既知の濃度の標準物質汚染領域４の、図３に示す測定された蛍光Ｘ線強度の特性グラフから７ＫｅＶ付近にピークを有するＣｏの特性Ｘ線ＣｏＫαの積分強度［Ｉ］ｓ  を求める。この積分強度はバックグランドを除いた上記特性グラフの積分値として求められる。同様にして測定対象元素であるＣａ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎの各々積分強度［Ｉ］ｘ  を図４に示す特性グラフから求める。続いて上記既知の濃度の標準物質の上記積分強度［Ｉ］ｓ  と、ステップ１で求めた標準基板を用いて測定した既知の濃度の標準物質の蛍光Ｘ線強度［Ｉ］ｓｔｄ  とから、標準基板と、不純物濃度を測定すべき基板との、同一濃度の標準物質の蛍光Ｘ線強度比（形状因子）αを求める。
【００２５】
すなわち形状因子αは次の（１）式で表わされる。
【００２６】
α＝［Ｉ］ｓｔｄ  ／［Ｉ］ｓ                                ……（１）
そしてこの形状因子αを用いて、測定すべき元素Ｘの積分強度［Ｉ］ｘ  を規格化する。すなわち形状因子αと、測定すべき元素Ｘの蛍光Ｘ線の積分強度［Ｉ］ｘ  と積α・［Ｉ］ｘ  を求める。この積が測定すべき元素Ｘの標準基板に関するＸ線強度となる。標準基板を用いて予め作成しておいた図６に示すＸ線強度と不純物濃度との間の検量線から、測定すべき元素Ｘの濃度［Ｃ］ｘ  を求める。この濃度［Ｃ］ｘ  は、
ｌｏｇ［Ｃ］ｘ  ＝ｌｏｇＡ＋Ｂ・ｌｏｇ｛α・［Ｉ］ｘ  ｝  ……（２）
式から求めることができる。ここで定数Ａ，Ｂは図６に示す検量線から決まる値であり、不純物元素の値によって異なる値を取る。
【００２７】
このようにして求められた、図２に示すＳｉ基板の裏面の不純物測定領域６の不純物濃度の分析結果を図７に示す。この分析結果から分かるように基板２の中央部（面内位置の座標が（０，０）の点）からＦｅが高濃度で検出されており、基板２の裏面へのＳｉＣ部材からの汚染が推測される。図７において、例えば［Ｃａ］の欄で１９未満となっているのは［Ｃａ］の検出限界が１９×１０１０ａｔｏｍ／ｃｍ２  であり、測定結果が検出限界未満であることを示している。
【００２８】
以上説明したように、本実施の形態の基板の不純物濃度分析方法によれば、パターンが形成された基板であっても、汚染物質の濃度を可及的に精度良く得ることができる。
【００２９】
（第１の実施の形態の変形例１）
上記実施の形態では、基板をそのまま全反射蛍光Ｘ線分析したが、より高感度化のためＭ．  Ｋａｇｅｙａｍａ  らがＰｒｏｃ．  ｏｆ  １３ｔｈ  Ｓｙｍｐ．  ｏｎ  Ｕｌｔｒａ  Ｃｌｅａｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  （Ｕｌｔｒａ  Ｃｌｅａｎ  Ｓｏｃ．，  Ｔｏｋｙｏ）１２７（１９９１）で開示するような化学分析手法である非酸化表面微量金属不純物分析法と全反射蛍光Ｘ線分析法を組み合わせた分析（ＷＳＳＤ／ＴＸＲＦ法．Ｗａｌｅｒ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｂｙ  Ｄｒｏｐｌｅｔ  ／  Ｔｏｔａｌ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  Ｘ−Ｒａｙ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  ）に本実施の形態を適用してもよい。具体的には、１）ＷＳＳＤ法によりＳｉウェーハ表面の微量金属不純物を回収した溶液に、既知濃度の標準物質を一定量添加し、Ｓｉ基板上で乾燥させ、その乾燥痕について全反射蛍光Ｘ線分析を行い、得られた各元素の積分強度を式（１）（２）を用いて標準物質のＸ線強度で規格化することにより濃度を求める、２）ＷＳＳＤ法によりＳｉ基板表面の微量金属不純物を回収した溶液をＳｉ基板上で乾燥させ、また別に同一基板上の別位置あるいは同一条件で加工されたＳｉ基板上に既知濃度の標準物質を一定量滴下し同様に乾燥させる。そして各々について全反射蛍光Ｘ線分析を行い、得られた各元素の積分強度を式（１）（２）を用いて標準物質のＸ線強度で規格化することにより濃度を求める、３）ＷＳＳＤ法によりＳｉ基板表面の微量金属不純物を回収した溶液をＳｉ基板上で乾燥させ、その乾燥痕について全反射蛍光Ｘ線分析を行う。乾燥痕と同位置にさらに既知濃度の標準物質を一定量滴下し同様に乾燥させ、全反射蛍光Ｘ線分析を行う。最初に得られた各元素の積分強度を式（１）（２）を用いて標準物質のＸ線強度で規格化することにより濃度を求める、等の手法があげられる。このようにＷＳＳＤ／ＴＸＲＦ法に本手法を併用することにより、図８に示すように検出感度は２桁向上し、粗さによるＸ線の散乱による感度の低下を充分補い、表面粗さのある基板でも鏡面以上の感度が得られる。
【００３０】
なお、上記第１の実施の形態では、既知濃度の標準物質を、測定すべき基板に滴下して標準物質の蛍光Ｘ線強度を測定したが、測定すべき基板と同一加工条件で形成された基板に滴下して蛍光Ｘ線強度［Ｉ］ｓ  を求めても良い。
【００３１】
なお上記実施の形態では標準物質としてＣｏを用いたが、標準物質としては全反射蛍光Ｘ線分析装置の検出範囲であり、かつ測定対象元素の蛍光Ｘ線エネルギー０〜１０ＫｅＶに近いエネルギーをもつ、Ｓｉ，Ｐ，Ｓ，Ｃｌ，Ｋ，Ｃａ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｍｏ，Ｗのいずれを使用しても良い。
【００３２】
また、上記実施の形態では標準物質の既知量を１ｎｇ（濃度が１ｎｇ／ｍｌで容量が１ｍｌのＣｏ水溶液）としたが、標準物質の蛍光Ｘ線が確実に検出でき、測定対象元素となる不純物元素のピークに緩衝せずまた検出器が飽和しない０．１ｐｇ〜１０μｇの範囲であれば良い。
【００３３】
（第２の実施の形態）
本発明による基板の不純物濃度分析方法の第２の実施の形態を図９乃至図１２を参照して説明する。この実施の形態も全反射蛍光Ｘ線分析装置を用いて行う。なお、全反射蛍光Ｘ線分析装置の設定条件は第１の実施の形態と同一である。
【００３４】
図９はデバイス製作工程で抜き取ったパターン付きＳｉ基板２２を示し、２４は不純物濃度測定位置、２６は既知濃度の標準物質Ｃｏで汚染した領域を示す。また、図１０は清浄なＳｉ鏡面上で測定した標準物質Ｃｏの測定された蛍光Ｘ線のスペクトル、図１１は不純物濃度測定位置２４での測定された蛍光Ｘ線のスペクトルである。
【００３５】
パターン付きＳｉ基板２２上の不純物濃度測定位置２４に重ねて、標準物質である１ｎｇ／ｍｌのＣｏ水溶液（０．６％  ＨＮＯ３  水溶液）０．１ｍｌを滴下し乾燥する。この際、標準物質で汚染した領域２６は図１０より分かるようにＣｏ以外の不純物のピークを示さない。このため図１１に示すように得られたスペクトルはＣｏ以外の元素のピークはパターン面上に存在する不純物のものと確認できる。そこで、図１１における各元素の積分強度を第１の実施の形態と同様にして求め、式（１）（２）に従い各元素の値を規格化し、図６に示す検量線を用いて各不純物濃度を定量する。図１２はこのようにして求めた基板面内でのＦｅ濃度分布である。図１２より基板外周部に汚染が生じていることが分かる。
【００３６】
以上、説明したように、この第２の実施の形態によれば、パターンが形成された基板であっても汚染物質の濃度を可及的に精度良く得ることができる。
【００３７】
本実施の形態では、標準物質として純度の高いＣｏ溶液を使用したが、高純度標準溶液を使用できない場合、同じ測定点に対して本実施の形態の分析操作を少なくとも２回以上繰り返すと、標準溶液に含まれている不純物元素のＸ線強度は分析操作に比例して増大し図１３のような結果が得られる。そこで図１３のグラフｙ切片を求めることにより、Ｓｉ基板上にはじめから存在していた不純物濃度を求めることが可能である。
【００３８】
また、本実施の形態では、標準物質としてパターン付きＳｉ基板上に存在しない元素を用いたが、存在元素の推定ができない場合、上述したと同様の分析操作を繰り返し、標準物質添加量とＸ線強度との相関をとることにより、Ｓｉ基板上にはじめから存在していた不純物濃度を求めることが可能である。
【００３９】
また、本実施の形態で、Ｘ線入射角度を０．１゜と固定した場合の基板表面の不純物分析を行ったが、入射Ｘ線角度を変えることにより可能である全反射蛍光Ｘ線分析装置での深さ方向不純物分析に本手法を用いてもよい。
【００４０】
（第３の実施の形態）
次に本発明による基板の不純物濃度分析方法の第３の実施の形態を図１４（ａ），（ｂ）を参照して説明する。この第３の実施の形態も全反射蛍光Ｘ線分析装置を用いて行う。
【００４１】
図１４（ａ）は不純物濃度測定用Ｓｉ基板の裏面３２を示し、図１４（ｂ）は標準物質汚染用Ｓｉ基板の裏面３３を示す。図１４（ｂ）において３４は標準物質汚染位置を示す。
【００４２】
不純物濃度測定用Ｓｉ基板裏面３２と同一条件の加工が行われているＳｉ基板裏面３３上の標準物質汚染位置３４に、１ｎｇ／ｍｌのＣｏ水溶液（０．６％  ＨＮＯ３  水溶液）１ｍｌを滴下し乾燥する。そして標準物質汚染位置３４について、ＷＬβ１  を励起光として用い視射角θを０．１゜とした条件で全反射蛍光Ｘ線分析を行う。また、不純物濃度分析用のＳｉ基板裏面３２についても同じ条件で全反射蛍光Ｘ線分析を行う。そして、裏面３２上の各測定位置でのＣａ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎの積分強度および標準物質汚染位置３４での標準物質Ｃｏの積分強度を求める。この積分強度を式（１）（２）に代入し、各元素の値をＣｏのＸ線強度で規格化する。さらに図６に示す検量線を用いて規格化した強度値から各元素の濃度を求める。図１５は異なる濃度の汚染を受けた基板について洗浄後の基板表裏面の不純物濃度を測定した結果である。なお、表面濃度はいずれの汚染濃度においても検出限界以下であった。この結果より、基板表面は高濃度の汚染を受けても洗浄により清浄化が容易であるが、裏面については汚染除去が表面より難しいことがわかる。
【００４３】
本実施の形態では、標準物質付着時に不純物濃度測定用試料の測定領域を汚染しないために、インライン分析が可能である。また、作製した標準試料は半永久的に使用が可能であるため測定の簡便・短時間化がはかれる。
【００４４】
また、本実施の形態では、標準溶液を滴下することで標準試料を作製したが、標準溶液に基板を浸漬したり、基板に標準溶液を塗布することで標準試料を作製しても良い。
【００４５】
なお、本実施の形態では標準物質が塩の状態でＳｉ基板上に存在するが、全反射条件を満たす０．１μｍ未満の単体の状態でＳｉ基板上に付着させても良い。
【００４６】
また、本実施の形態では標準物質の溶媒は水であったが、沸点が低く乾燥除去が容易である、あるいは無極性溶媒であり無極性物質を溶解しやすい、ジエチルエーテル、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、アセトン、クロロホルム、メタノール、エタノールを溶媒として用いても良い。
【００４７】
なお、本実施の形態では既知濃度の標準物質を一定量滴下し乾燥させ±１％以内の均一性で基板上に付着させたが、均一性は被測定領域内で±１０％以内であれば、測定位置が若干（１〜２ｍｍ）ズレても再現性の良いＸ線強度が得られる。
【００４８】
以上、説明したように本実施の形態によれば、パターンが形成された基板であっても汚染物質の濃度を可及的に精度良く得ることができる。
【００４９】
次に本発明による基板の不純物濃度分析方法の第４の実施の形態を説明する。
【００５０】
Ｓｉ基板鏡面上の不純物濃度測定位置について、ＷＬβ１  を励起光として用い入射角度θを０．１゜とした条件で全反射蛍光Ｘ線分析を行う。そして、各測定位置でのＣａ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎの積分強度およびＳｉの積分強度を求める。そして積分強度を式（１）（２）に代入し、各元素の値をＳｉのＸ線強度で規格化する。さらに図２に示す検量線を用いて規格化した強度値から各元素の濃度を求める。このようにして同一試料について繰り返し分析を行い、Ｓｉの蛍光Ｘ線による規格化を行った場合と行わなかった場合の結果を比較したものを図１６に示す。両者の分析値には大差はないが、規格化を行った場合の方がより精度が良いことが分かる。
【００５１】
従来技術で説明したように鏡面において蛍光Ｘ線強度は視射角θ依存性を持つ。全反射蛍光Ｘ線分析では、Ｘ線が全反射するθ＝０．０４〜０．１８゜でＸ線を入射するが、場合によってはこの角度が揺らぐことがある。視射角度が揺らぐと他の元素の蛍光Ｘ線強度も同様影響を受ける。例えば角度が低角側にずれれば全体の強度は弱く、高角側にずれれば強度は強くなる。通常、全反射蛍光Ｘ線分析装置ではこのような揺らぎはほとんどない。すなわちＳｉの蛍光Ｘ線強度は一定として各元素の定量を行っており、角度の揺らぎに対する較正は行っていない。しかしながら、本実施の形態のように各元素の蛍光Ｘ線強度をＳｉの蛍光Ｘ線強度で規格化して濃度計算を行うことにより、図１６に示すようにさらに正確な定量分析が行える。
【００５２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、各元素の蛍光Ｘ線強度をＳｉの蛍光Ｘ線強度で規格化することにより不純物の正確な定量分析を行うことができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、汚染物質の濃度を可及的に精度良く得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の処理手順を示すフローチャート。
【図２】第１の実施の形態の方法によって分析されるＳｉ基板の裏面を示す模式図。
【図３】第１の実施の形態の方法によって測定された標準物質汚染位置での全反射蛍光Ｘ線分析装置による測定スペクトルを示す図。
【図４】第１の実施の形態の方法によって測定された不純物濃度測定位置での全反射蛍光Ｘ線分析装置による測定スペクトルを示す図。
【図５】全反射蛍光Ｘ線分析における元素間の相対感度を説明するグラフ。
【図６】規格化された各元素の蛍光Ｘ線強度と不純物濃度との検量線を示すグラフ。
【図７】第１の実施の形態の分析方法の測定結果を示す図。
【図８】第１の実施の形態の変形例の効果を説明する図。
【図９】第２の実施の形態で測定されるＳｉ基板の模式図。
【図１０】清浄なＳｉ鏡面上で測定した標準物質の全反射蛍光Ｘ線分析装置による測定スペクトルを示すグラフ。
【図１１】不純物濃度測定位置で測定した全反射蛍光Ｘ線分析装置による測定スペクトルを示すグラフ。
【図１２】第２の実施の形態によって測定されたＳｉ基板の不純物濃度分布を示す図。
【図１３】汚染した標準物質量と蛍光Ｘ線強度との相関図。
【図１４】不純物濃度測定用基板と標準物質汚染用基板とを示す図。
【図１５】第３の実施の形態の測定結果を示す図。
【図１６】第４の実施の形態の測定結果を示す図。
【図１７】全反射蛍光Ｘ線分析の原理を説明する図。
【図１８】Ｓｉ基板鏡面での入射Ｘ線の視射角θと蛍光Ｘ線強度との関係を示すグラフ。
【図１９】Ｓｉ基板裏面での入射Ｘ線の視射角θと蛍光Ｘ線強度との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
２  シリコン基板
４  標準物質汚染領域
６  不純物濃度測定位置
２２  シリコン基板
２４  不純物濃度測定位置
２６  標準物質汚染領域
３２  シリコン基板の鏡面（表面）
３３  シリコン基板の裏面
３４  不純物濃度測定位置
５１  基板
５２  入射Ｘ線
５３  反射Ｘ線
５５  蛍光Ｘ線
６０  蛍光Ｘ線検出装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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