(57)【要約】【課題】表面の構造や汚染の影響部位が異なるウェハに対し、ウェハ端の所望する領域を部分的に回収できる方法を提供する。【解決手段】水平状態または傾斜させたウェハ３の下方から回収液９の入った回収液保持具８を近づけ、ウェハ下面に回収液を接液させながらウェハを回転させる、あるいは、回収液の入った容器を移動させることで、例えば、ウェハ端面、ウェハ裏面外周部、ウェハ端面と裏面外周部、のようなウェハ端の所定領域の汚染金属を回収して分析する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハ表面で回収液を走査することによりウエハ表面の不純物を回収液に溶解する回収工程を有する半導体ウエハの評価方法であって、前記回収工程において測定対象の部位が回収液に接触または浸漬するように、水平面に対するウエハの設置角度を設定することを特徴とする半導体ウエハの評価方法。
【請求項２】
半導体ウエハ表面で回収液を走査することによりウエハ表面の不純物を回収液に溶解する回収工程を有する半導体ウエハの評価方法であって、前記回収工程において測定対象の部位が回収液に接触または浸漬するように、回収液の表面高さおよび水平面に対するウエハの設置角度を設定することを特徴とする半導体ウエハの評価方法。
【請求項３】
測定対象部位が、ウエハ中心からの距離が等しいリング状領域であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体ウエハの評価方法。
【請求項４】
水平面に対するウエハの設置角度を測定対象部位のウエハ中心からの距離に応じて設定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体ウエハの評価方法。
【請求項５】
回収液の走査を、半導体ウエハを１ないし複数回回転させることにより行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体ウエハの評価方法。
【請求項６】
ウエハ外周の面取り部、オリエンテーションフラット部もしくはノッチ部、またはこれらに隣接するウエハ表裏面外周部の表面不純物を回収する際には、ウエハと水平面とがなす角度が１０°以上９０°以下の範囲でウエハを傾斜させることを特徴とする請求項１ないし５記載の半導体ウエハの評価方法。
【請求項７】
前記回収工程に先立ち、ウエハ上の少なくとも回収液が走査される領域上に、ウエハ表面に形成された膜を分解するガスあるいは当該ガスを含有する蒸気を作用させ当該膜を分解する工程を行うことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の半導体ウエハの評価方法。
【請求項８】
前記膜の分解を、回収液保持手段に回収液に代え前記ガスまたは前記蒸気を発生する液を保持させ該液をウエハに接触させることなく近接させて、ウエハ上の回収液が接触走査される領域上で、走査させて行うことを特徴とする請求項７に記載の半導体ウエハの評価方法。
【請求項９】
半導体ウエハ表面で回収液を走査することによりウエハ表面の不純物を回収液に溶解する回収工程を有する半導体ウエハの評価方法に使用する評価装置であって、ウエハとなす角度が直角となるようにウエハを支持する回転軸と、回転軸と水平面とがなす角度を調節する手段とを有することを特徴とする半導体ウエハの評価装置。
【請求項１０】
半導体ウエハ表面で回収液を走査することによりウエハ表面の不純物を回収液に溶解する回収工程を有する半導体ウエハの評価方法に使用する評価装置であって、ウエハとなす角度が直角となるようにウエハを支持する回転軸と、回転軸と水平面とがなす角度を調節する手段と、回収液の保持手段とを有し、ウエハの下側から回収液がウエハに接触するように前記保持手段が設けられたことを特徴とする半導体ウエハの評価装置。
【請求項１１】
半導体ウエハ表面で回収液を走査することによりウエハ表面の不純物を回収液に溶解する回収工程を有する半導体ウエハの評価方法に使用する評価装置であって、ウエハとなす角度が直角となるようにウエハを支持する回転軸と、回転軸と水平面とがなす角度を調節する手段と、回収液の保持手段とを有し、ウエハの上側から回収液がウエハに接触するように前記保持手段が設けられ、かつ前記保持手段が回収液の落下防止機構を有することを特徴とする半導体ウエハの評価装置。
【請求項１２】
前記保持手段には、前記保持手段の鉛直方向の位置、および／または、前記保持手段の水平方向の位置を調整する機構が付設されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の半導体ウエハの評価装置。
【請求項１３】
半導体ウエハの所望の部位にウエハ表面に形成された膜を分解するガスまたは当該ガスを含有する蒸気を吹き出す手段をさらに有することを特徴とする請求項９ないし１２のいずれかに記載の半導体ウエハの評価装置。
【請求項１４】
前記回転軸には、前記回転軸の鉛直方向の位置、および／または、前記回転軸の水平方向の位置を調整する機構が付設されていることを特徴とする請求項９ないし１３のいずれかに記載の半導体ウエハの評価装置。
【請求項１５】
前記回転軸には、半導体ウエハを保持するウエハ保持手段が固着されていることを特徴とする請求項９ないし１４のいずれかに記載の半導体ウエハの評価装置。
【請求項１６】
前記ウエハ保持手段が、半導体ウエハの最外周部をフリーの状態に維持して半導体ウエハを保持することを特徴とする請求項１５に記載の半導体ウエハの評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハの加工後における清浄度を評価する半導体ウエハの評価方法およびその評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の半導体デバイスの微細化、高集積化に伴い、半導体ウエハに付着している微量の金属汚染がデバイスの電気特性や信頼性などに悪影響を及ぼすことが明らかになってきている。従って、それらを精度よく定量分析し、管理していくことが非常に重要となってきている。
ところで、従来の半導体ウエハの表面汚染評価では、おもて面又は裏面を評価対象とされていたが、本発明では面取り部を含むすべてのウエハ表面を評価対象とするため、以下の説明においては、ウエハの各部位を次のように定義する。面取り部から３ｍｍ以内の領域を表面最外周部と称し、ウエハ外周面取り部、オリエンテーションフラット（オリフラ）部、およびノッチ部を総称してウエハエッジ部と称し、該エッジ部とウエハ両面の表面最外周部を総称してウエハ周辺部と称する（図４参照）。また単に、ウエハ表面と記述している場合はウエハエッジ部を除く表面を指し、ウエハ表面の内、ウエハ中心に相対的に近い側を内周、ウエハ周辺部に相対的に近い側を外周と称する。ウエハ両表面とウエハ周辺部を合わせてウエハ全面と称する。
【０００３】
ウエハ表面に付着している微量汚染金属元素の化学分析による定量方法としては、ＷＳＡ法（Ｗａｆｅｒ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）または袋抽出法が一般的に広く用いられている。いずれの方法もウエハに付着している金属汚染物を回収液（超純水または酸溶液）に溶解し、当該回収液中の金属を誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ法）や黒鉛炉原子吸光法で定量する方法である。
ＷＳＡ法では、フッ化水素酸蒸気をウエハの表面に作用させ表面の酸化膜または自然酸化膜を分解した後、測定対象とするウエハ表面（ウエハのおもて面又は裏面）に回収液を滴下し、該ウエハ表面上で該回収液を走査することにより分解されたウエハ表面の汚染金属元素を回収する方法である（例えば、特許文献１参照）。この方法で用いる典型的な装置は特許文献１に開示されている。ウエハ表面上での回収液の走査においては、測定対象面を上向きにして、ウエハを回転・傾斜させる方法、またはウエハを水平に保持し、回収液保持具を用いて回収液をウエハ上で移動させる及び／又はウエハを回転させる方法が通常用いられる。これら測定対象面を上向きにして回収液を走査する方法では、ウエハ周辺部の付着金属を回収しようとすると回収液がウエハ表面から落下するために、表面最外周領域に付着している汚染金属元素を回収することができなかった。また、測定対象面を下向きにしてウエハを水平に保持し、カップ状保持具に入れた回収液をウエハに接触させた状態で、該保持具を移動させる及び／又はウエハを回転させる方法も回収液の走査方法として用いられる。測定対象面を下向きにする方法では、測定対象面に親水性の部位が残っていると、回収液の一部がそこに付着し、保持具中の回収液が減少し測定対象面と回収液とが接触できなくなる場合がある。そのため、接触を検知する機構を付加しウエハ表面と回収液との接触を確実に実行できるような改良もなされている（例えば、特許文献２参照）。ウエハ下面で回収液を走査する方法では、回収液が落下することはないので表面最外周部の付着金属も回収できるが、回収液をウエハエッジ部には接触させることができないので、ウエハエッジ部に付着している汚染金属元素を回収することはできなかった。すなわち、従来のＷＳＡ法では、ウエハのおもて面又は裏面の選択した一表面（表面最外周部を除く）のみの測定は可能であるが、ウエハ周辺部、特にウエハエッジ部に付着している汚染金属元素を定量分析することはできなかった。従来のＷＳＡ法およびこれに用いる装置がウエハ周辺部の回収に配慮されていなかったのは、ウエハ周辺部はデバイスを製作しない領域であり、ウエハのおもて及び裏の表面ほど金属量の管理が重要視されてこなかったことも原因の一つである。
【０００４】
一方、密閉袋抽出法では、ポリプロピレン製袋中に回収液と半導体ウエハを入れ、当該袋を密閉した後、袋ごとオーブンまたは温水中で加熱しウエハ全面の汚染金属元素を回収する。該密閉袋抽出法とＷＳＡ法とを組み合わせることでウエハ両表面およびウエハ周辺部の金属汚染元素の定量が可能となる。すなわち、同じ汚染状況のウエハを少なくとも３枚用意し、その内２枚をＷＳＡ法により分析しウエハ両表面の汚染量をそれぞれ測定する。そして、残る１枚を密閉袋抽出法により分析しウエハ全面の汚染量を測定し、前記両表面の汚染量を差し引くことによりウエハ周辺部の汚染量を間接的に測定する。
ところが、鏡面面取り工程におけるウエハ面取り部の金属不純物評価が近年ウエハメーカの品質管理の上で重要となり、鉛直に立てたウエハ周辺部に回収液を接触させることで付着汚染量を直接的に測定する方法（エッジ分析法）が行われるようになった。エッジ分析法では、ウエハの中心を回転体に垂直に保持した後、ウエハ周辺部を回収液の入った浸漬容器に浸漬させた状態でウエハを保持または回転させることにより、ウエハ周辺部のみを選択的に分解し、これらの領域に付着した微量金属不純物の回収液への溶解・回収が行われる（例えば、特許文献３、４参照）。図１０は、特許文献４で開示された評価装置の斜視図である。半導体ウエハ２１は、回転軸により回転する保持装置２２によりその表面が垂直になるように保持されている。浸漬容器２３には、回転する半導体ウエハ２１が通過できる溝２４が形成されており、溝２４の底には溶解液（回収液）２５が溜められている。この評価装置では、半導体ウエハを回転させる際に溶解液２５がウエハに引きずられないように、ウエハの通過する溝２４の中央部に窪みが設けられている。
また、回収液を入れる同心円状の溝を設けた回収液収納容器とウエハを保持する保持手段とからなる装置を用い、該回収液収納容器にウエハ表面を圧接させ保持した後、溝に回収液を供給することで、ウエハ表面のリング状領域に付着した金属汚染元素のみを選択的に回収し分析することも行われている（例えば、特許文献５参照）。この方法は、面取り加工で汚染され易いエッジ部を避け、ウエハ表面のリング状領域を分析することを目的とする。垂直に保持したウエハ周辺部を回収液に浸漬する前記方法で起きる、回収液のウエハによる引きずり、および引きずられた回収液の内周側への液垂れが特許文献５で開示された方法では発生しない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２−２８５３３号公報
【特許文献２】
特開平１１−１０８８１２号公報（第３頁、第１図）
【特許文献３】
特開平１１−２０４６０４号公報
【特許文献４】
特開平２０００−７７４９２号公報（第３頁、第４図）
【特許文献５】
特開平２００２−２８９６６０号公報（第３頁、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の評価装置は、ウエハ表面部のみあるいはエッジ部のみを測定できるように特化されているため、一つの装置により、ウエハの表面内周部、最外周部およびエッジ部などの複数種の領域の測定を行うことはできなかった。また、従来の方法、装置では、特定の領域を評価対象とする場合であっても比較的広い領域に対しての測定が可能であるに過ぎないため、ウエハ汚染に関する精確な情報を得ることが困難であった。例えば、垂直に保持したウエハ周辺部を回収液に浸漬する、特許文献３、４に記載されたウエハ周辺部分析方法では、ウエハ両表面の表面最外周部とエッジ部とが回収液に接触するので、一表面側の表面最外周部のみを分析することはできなかった。しかし、実際の製造工程におけるウエハでは、おもて側と裏側とで汚染状態に顕著な差異がある場合が多く、エッジ部を含む一表面側だけを分析する必要性が高い。また、ウエハ上に回収液に対する濡れ性のよい膜が形成されている場合、特許文献３、４に記載された方法では、回収液の引きずりが起こり回収液がウエハ回転に伴って上方へ運ばれた後垂れ落ちる過程で、ウエハ表面に存在している不純物や配線材料を溶かしながら落ちることになるため、回収液に測定対象領域外の不純物等が含まれてしまうことになる。これを避けるには、少なくとも測定対象領域のウエハ表面から回収液に対する濡れ性のよい膜を除去しておく必要がある。従来、親水性膜の除去は、ウエハの片面ないし両面の全面に対し行うものであった。ところが、ＩＣ製造工程の汚染管理を工程からのウエハの抜き取りで行う場合においては、通常、ウエハのおもて側表面には各種膜が積層され、おもて側をフッ化水素酸あるいはフッ化水素酸蒸気で処理し親水性の酸化膜を除去できない場合もしばしばである。特に、周辺近傍まで金属膜が成膜されている場合、酸化膜除去の処理により金属膜が溶解し、測定対象のウエハ周辺部を汚染させる危険性が高い。
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解決することであって、その目的は、第１に、ウエハのエッジ部のみまたはウエハの一表面側の表面最外周部のみとエッジ部を測定できるようにすることであり、第２に、一つの評価装置を用意することによりウエハ表面の所望領域と最外周部を含むエッジ部の両方を測定できるようにすることであり、第３に、回収液の引きずりを起こすことなく回収液の走査を行うことができるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明によれば、半導体ウエハ表面で回収液を走査することによりウエハ表面の不純物を回収液に溶解する回収工程を有する半導体ウエハの評価方法であって、前記回収工程において測定対象の部位が回収液に接触または浸漬するように、水平面に対するウエハの設置角度を設定することを特徴とする半導体ウエハの評価方法、が提供される。
【０００８】
また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、半導体ウエハ表面で回収液を走査することによりウエハ表面の不純物を回収液に溶解する回収工程を有する半導体ウエハの評価方法であって、前記回収工程において測定対象の部位が回収液に接触または浸漬するように、回収液の表面高さおよび水平面に対するウエハの設置角度を設定することを特徴とする半導体ウエハの評価方法、が提供される。
そして、好ましくは、測定対象部位は、ウエハ中心からの距離が等しいリング状領域である。また、好ましくは、水平面に対するウエハの設置角度を測定対象部位のウエハ中心からの距離に応じて設定する。また、好ましくは、回収液の走査を、半導体ウエハを１ないし複数回回転させることにより行う。また、好ましくは、ウエハ外周の面取り部、オリエンテーションフラット部もしくはノッチ部、またはこれらに隣接するウエハ表裏面外周部の表面不純物を回収する際には、ウエハと水平面とがなす角度が１０°以上９０°以下の範囲でウエハを傾斜させる。また、好ましくは、前記回収工程に先立ち、ウエハ上の少なくとも回収液が走査される領域上に、ウエハ表面に形成された膜を分解するガスあるいは当該ガスを含有する蒸気を作用させ当該膜を分解する工程を行う。
【０００９】
また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、半導体ウエハ表面で回収液を走査することによりウエハ表面の不純物を回収液に溶解する回収工程を有する半導体ウエハの評価方法に使用する評価装置であって、ウエハとなす角度が直角となるようにウエハを支持する回転軸と、回転軸と水平面とがなす角度を調節する手段とを有することを特徴とする半導体ウエハの評価装置、が提供される。
【００１０】
また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、半導体ウエハ表面で回収液を走査することによりウエハ表面の不純物を回収液に溶解する回収工程を有する半導体ウエハの評価方法に使用する評価装置であって、ウエハとなす角度が直角となるようにウエハを支持する回転軸と、回転軸と水平面とがなす角度を調節する手段と、回収液の保持手段とを有し、ウエハの下側から回収液がウエハに接触するように前記保持手段が設けられたことを特徴とする半導体ウエハの評価装置、が提供される。
【００１１】
また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、半導体ウエハ表面で回収液を走査することによりウエハ表面の不純物を回収液に溶解する回収工程を有する半導体ウエハの評価方法に使用する評価装置であって、ウエハとなす角度が直角となるようにウエハを支持する回転軸と、回転軸と水平面とがなす角度を調節する手段と、回収液の保持手段とを有し、ウエハの上側から回収液がウエハに接触するように前記保持手段が設けられ、かつ前記保持手段が回収液の落下防止機構を有することを特徴とする半導体ウエハの評価装置、が提供される。
【００１２】
そして、好ましくは、前記保持手段には、前記保持手段の鉛直方向の位置、および／または、前記保持手段の水平方向の位置を調整する機構が付設されている。また、好ましくは、半導体ウエハの所望の部位にウエハ表面に形成された膜を分解するガスまたは当該ガスを含有する蒸気を吹き出す手段をさらに有する。また、好ましくは、前記回転軸には、前記回転軸の鉛直方向の位置、および／または、前記回転軸の水平方向の位置を調整する機構が付設されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳しく説明する。
図１および図２は本発明の半導体ウエハの評価装置の第一の実施の形態を示す概略図であり、図１は正面図、図２は側面図である。本実施の形態装置は、半導体ウエハの測定対象面を下向きにして回収液をウエハの下側からウエハに接触させ、ウエハ表面やエッジ部の付着汚染物を回収液に溶解回収するための装置である（以下、本実施の形態装置を用いた回収液の走査方法を下面走査法という）。
本実施の形態に係る評価装置本体１は、ベース板２上に設置される。半導体ウエハ３は、回転軸４により回転軸４に対し垂直に支持される。回転軸４は、回転手段５により所望の速度で回転され、また角度調整手段６により所望の角度だけ傾けることができる。回転手段５と角度調整手段６とは、位置調整手段７により上下動可能に支持されており、また位置調整手段７はベース板２上に水平面内を移動できるように設置されている。半導体ウエハ３の下面（測定対象面）には、回収液保持具８の窪み８ａに保持された回収液９が接触している。回収液保持具８は、位置調整手段１０により上下動可能に支持されており、また位置調整手段１０はベース板２上に水平面内を移動できるように設置されている。ベース板２には、半導体ウエハ３の外形を示す中心出しガイド２ａが設けられている。
【００１４】
図３は、半導体ウエハ表面で回収液を走査しウエハ表面の不純物を回収液に溶解する回収工程を示す概略図であり、それぞれ図３（ａ）はウエハ表面、図３（ｂ）はウエハエッジ部および一表面の表面最外周部、図３（ｃ）はウエハエッジ部および両表面最外周部を走査する状態を示す。以下の下面走査法の説明においては、回収液保持具８側が下がるように半導体ウエハ３を傾けた場合の、回転軸４と鉛直線がなす角度θを傾斜角と称する。また、本願明細書において用いられるウエハ上の呼称を図４に示す。図４に示すように、半導体ウエハ３は、おもて面表面３ａと、裏面表面３ｂと、エッジ部とを有しており、エッジ部には面取り部３ｃおよびノッチ部３ｆが備えられている。おもて面表面および裏面表面のエッジ部寄りの領域は、最外周部３ｄ、３ｅと呼ばれる。
ウエハの裏面表面３ｂ、面取り部３ｃ、おもて面の最外周部３ｄ、裏面の最外周部３ｅを、本実施の形態の半導体ウエハの評価装置により評価する場合について、作業手順に沿って説明する。
【００１５】
第１のステップでは、評価対象とする面を下向きにして、ウエハの中心と回転軸４中心とを一致させ（以下、「中心出し」という。）、かつウエハと回転軸４とが直角になるように半導体ウエハ３を回転軸４に直接または間接的に固定する。ここで間接的に固定するとは、回転軸に連結したウエハ保持台（図示していない）を介してウエハ３を回転軸４に固定することを意味する。半導体ウエハ３の回転軸４への固定方法は、ウエハを、回転、移動もしくは傾斜させた際に、または回収液保持具８を移動させた際に、ウエハの中心が回転軸４の中心からズレない方法であればよく、真空チャッキング、吸盤吸着、粘着性材料による吸着、その他半導体ウエハの加工や評価用装置において一般的に用いられている方法を用いることができる。図３（ｃ）に示すエッジ部および両表面の最外周部の走査においては、おもて・裏のどちら側の面を固定面にしても評価は可能である。
ベース板２上の中心出しガイド２ａを利用することで、ウエハ外周部に接触することなくに中心出しを行うことができる。回転軸を復帰位置に置いた時に、中心出しガイド２ａとウエハ３の輪郭を合わせると、中心出しが行えるように中心出しガイド２ａは設けられている。この中心出しガイドの表示としては単なるベース板２上の描画線、突起物、発光ダイオード等を利用でき、また中心出しガイド２ａとウエハ３の輪郭との一致性を確認する方法としては、目視やＣＣＤ等光学検出手段を利用できる。本実施の形態では、回収操作を行う評価装置本体１上で中心出しを行ったが、回転軸４を着脱可能な構造とし、別の装置でウエハ３の中心に回転軸４を固定し、しかる後に回転軸４を評価装置本体１に戻す構成とすることもできる。また、半導体ウエハの加工／評価用装置においてウエハローダ部に一般的に使用されているウエハ中心調整装置を用い、回転軸４の復帰位置とウエハ中心位置とが一定の関係となるようにウエハ位置を調整した後、ウエハを評価装置本体１に搬送し回転軸４にウエハ３を固定する方法も、中心出しに利用することができる。中心出しにおいては、中心出し治工具・装置がウエハに接触する方法は接触を介したサンプルウエハ間での汚染物の転写や接触部を構成する材料のサンプルウエハへの転写が起こりうるので、接触部とウエハ測定対象部位との接触が極力少なく、接触部が着脱容易で洗浄容易であることが望ましい。接触部を構成する材料は、ウエハ付着物の転写を受け難く洗浄が容易な材質、例えば四フッ化エチレン等のフッ素系樹脂であることが望ましい。
【００１６】
中心出しでの中心同士のズレ（以下、中心ズレという。）は、内周側の走査では大きな問題とならないが、ウエハ周辺部およびウエハ周辺部に近い外周側の表面においては、測定値の精度や正確さに影響を与える。ウエハを傾斜させて回収液を走査するウエハ周辺部の走査においては、回収液９とウエハ３との接触状況が回収位置により変動することになる。また、汚染物の付着量は一般的に、内周側ではウエハ中心からの距離に係わらず大きく変わらないが、ウエハ周辺部に近い外周側ではｍｍ単位で大きく異なる。したがって、ウエハ３の中心と回転軸４中心とを一致させることは必ずしも完全に一致させることを意味するものではないが、中心ズレがウエハ直径の２％以下であることが望ましく、１％以下であることがより望ましく、０．５％以下であることがさらに望ましい。ウエハの大きさにも依るが、中心ズレの許容範囲を長さで表現すると、２ｍｍ以下であることが望ましく、１ｍｍ以下であることがより望ましい。
【００１７】
また、回転軸４とが直角になるとは回転軸４に対するウエハ３の角度が正確に９０°であることを意味するものではないが、角度のズレは±３°以内であることが望ましく、±２°以内であることがより望ましく、±１°以内であることがさらに望ましい。ウエハ中心から一定距離の領域であっても、前記角度がズレていると、回収位置によってウエハ３と回収液９の間隔にブレ（以下、回転ブレという）が生じることになる。回転ブレの許容範囲は２ｍｍ以下であることが望ましく、１ｍｍ以下であることがより望ましい。
中心ズレや回転ブレによる回収液９と半導体ウエハ３との接触状態の変動を抑えるために、接触状況を評価作業者の目視または接触状況監視手段（図示していない）により確認し、ウエハ３および回収液保持具８の位置並びに回転軸４に対するウエハ３の角度を、接触状況が一定となるように調整することが望ましく、本実施の形態の評価装置では、ウエハ３の平面上の位置および高さは位置調整手段７によって調整可能であり、またその傾き角θは角度調整手段６により調整可能である。また、回収液保持具８の平面上の位置および高さは位置調整手段１０によって調整可能である。
【００１８】
第２のステップでは、ウエハ３と接触させた状態で回収液９を走査し、表面に付着した汚染物を回収液９に溶解・回収する。
回収液９としては、純水、有機溶媒、または酸、塩基、酸化剤、および還元剤から選ばれる一種以上の薬剤を含む溶液を、サンプルウエハの表面状態，評価対象元素，測定に使用する分析方法に応じて選択する。付着汚染物が金属の場合、ＨＦ−Ｈ２Ｏ２水溶液やＨＦ−ＨＮＯ３水溶液が好適である。ＨＦ濃度は０．０１〜３０質量％範囲から選択することが望ましい。より好ましい濃度は１〜１０質量％の範囲である。Ｈ２Ｏ２およびＨＮＯ３濃度は０．０１〜３０質量％範囲から選択することが望ましい。より好ましい濃度は０．０５〜３質量％の範囲である。ＨＦ、Ｈ２Ｏ２およびＨＮＯ３濃度が高いと、薬剤成分による干渉、装置の腐食のために、回収液をそのまま分析装置に導入できない場合も多い。一方、薬剤濃度が低いとウエハ表面の分解が不十分となり回収が不完全となる。これらの理由により、ＨＦ、Ｈ２Ｏ２およびＨＮＯ３のより好ましい濃度が定まる。回収液は上記例示したものに限られるものではなく、回収液として、アセトン、メタノール、イソプロピルアルコール、エタノールなどを単独あるいは混合して使用することにより、ＧＣ−ＭＳ（ガスクロマトグラフ質量分析装置）またはＬＣ−ＭＳ（液体クロマトグラフ質量分析装置）といった分析装置により、キャリアや包装容器などの周囲の樹脂などから発散される有機物（汚染物）を特定することも可能である。
【００１９】
回収液量は、評価ウエハのサイズ，評価対象元素、評価に用いる測定装置により決定するが、通常は０．０５ｍｌ〜１ｍｌの範囲である。分析感度を高めるためには回収液量は少ない方がよいので、ＩＣＰ−ＭＳ法や黒鉛炉原子吸光法等で回収液を測定する上で必要十分な量に回収液量を設定することが望ましい。ＩＣＰ−ＭＳ法の場合、１回の測定に０．２ｍｌ程度は必要であり、回収時に液量を０．２ｍｌより少なく設定しても測定時には希釈して液量を増やす必要がある。回収液９が、回収液保持具８にその上端部に形成された窪み８ａの縁からドーム状に盛り上がるような形態で保持されていると、その後のウエハ端との接液が容易になる。したがって、使用する回収液の液量に応じた窪みを有する回収液保持具を選択使用する。回収液保持具８の位置調整手段１０は回収液保持具８を着脱可能に支持する構造となっている。また、回収液保持具の接液部は回収液により溶解・腐食を受けない材料で構成されている。接液部を構成する材料は、ウエハ付着物の転写を受け難く洗浄が容易な材質、例えば四フッ化エチレン等のフッ素系樹脂であることが望ましい。
【００２０】
ウエハの裏面表面３ｂを走査する際には次の手順で行う。回転軸４が鉛直になるように角度調整手段６を設定する。半導体ウエハ３の中心から所望の距離に回収液保持具８の位置するように、位置調整手段７、位置調整手段１０のいずれかまたは両者を調整する。回収液を回収液保持具８に供給する。位置調整手段７または位置調整手段１０により、ウエハ３と回収液９との接触面が所望の大きさになるまで、回収液保持具８をウエハ３表面に接近させる。図３（ａ）は回収液９がウエハ表面に接触している状態を示している。回転軸４を回転手段５により回転させる。回転速度は、回収液がウエハに引きずられないように設定する。ウエハ上を回収液が相対的に移動する速度が２００ｃｍ／ｍｉｎ以下であることが適当である。一方で低速で回転させると回収処理に要する時間が長くなる。ウエハ表面の親水性の度合いに合わせて、５０〜１５０ｃｍ／ｍｉｎで調整することが実用上有効である。ウエハを１回転させるだけでウエハ表面の付着汚染をほぼ回収できるが、回収を確実にするために２回転させることが望ましい。以上の走査では接液断面の直径に相当する幅を有するリング領域に付着した汚染物の回収が行える。ウエハ周辺部に近い外周側ではｍｍ単位で汚染量が変化するので、リング領域の幅を５ｍｍ以下にする方が望ましい。特に、裏面の表面最外周部３ｅを回収する場合には、ウエハ外周面取り部３ｃの汚染の回収を避けるために、リング領域の幅を２〜３ｍｍにするのが好適である。リング領域の幅は、位置調整手段１０により回収液保持具の鉛直方向の位置を調整し、ウエハ３と回収液保持具８の間隔を広げればよい。内周側は一般的に付着汚染が外周側に比べ少なく、また中心に近いほどリング領域の面積は小さくなるので、洗浄後の表面の評価では十分な感度が得られない場合がある。その場合は複数のリング領域を同じ回収液で走査すればよい。隣接するリング領域を回収する場合はリング領域が重なるようにするとよい。リング状の領域の付着不純物を回収する場合について説明したが、扇形または弧状の領域を評価する場合には対象領域に合わせてウエハを回転させればよく、また角形の領域を評価する場合にはウエハを回転させずに、位置調整手段１０により回収液保持具８の平面位置を動かすことで、対象領域に合わせて回収液を走査すればよい。
【００２１】
ウエハ外周面取り部３ｃ、おもて面の表面最外周部３ｄ、および裏面の表面最外周部３ｅの走査に関して、ウエハ裏面の表面における前記走査との差異のみ以下説明する。鉛直軸に対する回転軸４の角度：傾斜角θを角度調整手段６により設定する。ウエハ３の周辺部の直下に回収液保持具８が位置するように、位置調整手段１０を調整する。回収液を回収液保持具８に供給する。ウエハ外周面取り部３ｃおよび裏面の表面最外周部３を走査する場合には、前記傾斜角θを５°〜４５°の範囲で設定し、かつおもて面の表面最外周部３ｄが回収液９に浸漬しないように、回収液保持具８をウエハ３に接近させる。好適な傾斜角θは１０°〜３０°の範囲である。ウエハ外周面取り部３ｃ、おもて面の表面最外周部３ｄ、および裏面の表面最外周部３ｅを走査する場合には、前記傾斜角θ３０°〜９０°の範囲で設定し、おもて面の表面最外周部３ｄまでが回収液９に浸漬するように、回収液保持具８をウエハ３に接近させる。好適な傾斜角θは４０°〜９０°の範囲である。すなわち、ウエハ３の回収液９への浸漬度合い及び／又は前記傾斜角θを調整することで、おもて面の表面最外周部３ｄを回収対象とするか否かを選択することができる。回収液保持具８の鉛直方向の位置を位置調整手段１０により調整することで、浸漬度合いを調整できる。浸漬の状況は目視あるいはＣＣＤ等を用いた画像認識手段により行う。図３（ｂ）はウエハ外周面取り部３ｃ及びおもて面の表面最外周部３ｄが回収液に浸漬している状態を、図３（ｃ）はウエハ外周面取り部３ｃ、おもて面の表面最外周部３ｄ、および裏面の表面最外周部３ｅが回収液に浸漬している状態を示している。傾斜角θと浸漬度合いの調整により、ウエハ外周面取り部３ｃのみ又は裏面の表面最外周部３ｅのみの走査も可能である。特に、面取り部３ｃのみの走査を行う場合、傾斜角θを９０°とすると好都合である。測定対象部位を回収液９に接触または浸漬した状態で回転軸４を回転手段５により回転させることにより、リング状領域または弧状の領域の付着不純物を回収できる。ノッチ部３ｆの付着不純物を評価する場合にはウエハを回転させずに回収液保持具８の位置調整手段１０を用いて対象領域に合わせて回収液９を走査すればよい。オリフラを有するウエハにおけるオリフラ部の走査もまたノッチ部と同様に行えばよい。
【００２２】
第３のステップでは回収液中の溶解成分を定量する。定量方法としてはＩＣＰ−ＭＳ法、黒鉛炉原子吸光法、イオンクロマトグラフなど液体中の溶解成分を定量可能な種々の化学分析方法を利用できる。回収液として、アセトン、メタノール、イソプロピルアルコール、エタノールなどを単独あるいは混合して使用することにより、ＧＣ−ＭＳまたはＬＣ−ＭＳといった分析装置によりキャリアや包装容器などの周囲の樹脂などから発散される有機物（汚染物）を特定することも可能である。
【００２３】
以上が標準的な作業手順であるが、回収液が水溶液の場合、測定対象部位の表面の親水性膜が除去された状態でステップ２の回収作業を行う方が、ウエハ上で回収液を相対的に移動させた際に回収液がウエハに引きずられたり、ウエハ上に回収液の一部が残留したりすることを回避でき、回収が容易かつ確実となるので、望ましい。以下、半導体ウエハがシリコン基板であり、親水膜がＳｉＯ２膜である場合について具体的に説明する。
表面とエッジ部の両方を評価したい場合には、ステップ１に先立ち、フッ化水素酸蒸気によるＳｉＯ２膜の分解を、本発明の評価方法の前処理として行うことが望ましい。フッ化水素酸蒸気によりＳｉＯ２膜を分解する従来技術としては、発生器から気化させたフッ化水素酸蒸気を測定対象のウエハ表面に向けて噴射させる方法と、フッ化水素酸蒸気が満たされた容器内にウエハを放置する方法とが存在し、いずれの従来技術も本発明前処理技術として使用できる。フッ化水素酸蒸気が満たされた容器を使用する方法では、評価対象としない面に金属膜が成膜されているときに、当該金属膜を腐食・溶解させないように金属膜上に有機膜等の保護膜をコーティングするか、測定対象面だけにフッ化水素酸蒸気が当たるように装置上の工夫を行い、該金属膜の保護処置を行うことが望ましい。噴射させる方法ではフッ化水素酸蒸気の回り込みはウエハの裏側の面の最外周付近で留まり、前記保護処置が不要であるので、本発明の評価方法の前処理としては好適である。
また、ウエハ表面の特定領域やエッジ部のみを行う場合、第１のステップの後に本発明で使用する装置を用いて次のように行うことにより、評価対象の領域とその周辺のみをフッ化水素酸蒸気により処理することができる。回収液９の代わりにフッ化水素酸溶液を回収液保持具８に入れ、その後、位置調整手段１０を用いてウエハ３表面に当該フッ化水素酸溶液を接近させる。ウエハ３表面と当該フッ化水素酸溶液の液面との間隙は５ｍｍ以下、望ましくは１〜３ｍｍの範囲にする。フッ化水素酸溶液中のフッ化水素酸濃度は１０質量％以上が望ましく、２０質量％以上であることが好適である。ウエハ３上を回収液保持具８が相対的に移動する速度を２００ｃｍ／ｍｉｎ以下にすれば、自然酸化膜は容易に分解できる。熱酸化、ＣＶＤ等で成膜されたＳｉＯ２膜を分解する際は、加熱したフッ化水素酸溶液を使用することが望ましい。フッ化水素酸を回収液保持具８に入れフッ化水素酸蒸気放出部に利用する方法に代え、別の発生部からのフッ化水素酸蒸気を放出する機構を回収液保持具８に設けてもよい。また、回収液保持具８とは別にフッ化水素酸蒸気放出部を設け、回収液保持具８と当該フッ化水素酸蒸気放出部とを同心円上に設置してＳｉＯ２膜の分解を行ってもよい。回収液保持具８とフッ化水素酸蒸気放出部とを別々に設けた場合、フッ化水素酸蒸気，回収液の順に測定対象領域が接するようにウエハを回転させることで、前記ステップ２において分解と回収を一時に行うことができる。
本発明の装置を用いれば、上述したようにおもて面の最外周部３ｄに回収液を接触させることなく裏面の最外周部３ｅまたは裏面の最外周部３ｅおよびエッジ部３ｃに対する回収液の走査が可能である。したがって、ウエハ表面に親水性の膜が形成されていたとしてもおもて面表面３ａの親水性膜を除去することなく、裏面の最外周部３ｅまたは裏面の最外周部３ｅおよびエッジ部３ｃに対する測定が可能になる。すなわち、本発明によれば、エッジ部近傍にまで配線が形成されていてその面の親水性膜の除去が困難である場合であっても、回収液接触部の親水性膜のみを除去することにより、”液引きずり”、”液垂れ”が起らないようにすることが可能であり、信頼性の高い測定を行うことができる。
【００２４】
次に、第二の実施の形態について図面を参照して説明する。図５および図６は本発明の半導体ウエハの評価装置の第二の実施の形態を示す概略図であり、図５は正面図、図６は側面図である。本実施の形態装置は、ウエハ３の測定対象面を上向きにしてウエハ３の下側の面を回転軸４に固定し、回収液保持具８で保持した回収液９をウエハ３の上側からウエハ３に接触させ、ウエハ表面やエッジ部の付着汚染物を回収液９に溶解回収するための装置である（以下、本装置を用いた回収液の走査方法を上面走査法という）。図７は半導体ウエハ表面で回収液を走査しウエハ表面の不純物を回収液に溶解する回収工程を示す概略図であり、それぞれ図７（ａ）はウエハ表面、図７（ｂ）はウエハエッジ部および一表面の表面最外周部、図７（ｃ）はウエハエッジ部および両表面の最外周部における走査状態を示す。以下の上面走査法の説明においては、回収液保持具８側が上がるようにウエハ３を傾けた場合の、回転軸４と鉛直線がなす角度θを傾斜角と称する。
【００２５】
本実施の形態装置では、回転軸４、回転手段５、角度調整手段６および位置調整手段７の構成は第一の実施の形態のそれと同じであり、これらはベース板２上に設置される。本実施の形態装置において、回収液保持具８を支持する位置調整手段１０は、上方に設置されたベース板２′に水平面内移動可能に搭載される。本実施の形態においては、回収液保持部８の窪み８ａ内を負圧とする回収液吸引手段１１が設けられており、この回収液吸引手段１１による吸引は、ベース板２′に設けられた貫通口２′ａ、位置調整手段１０の貫通口１０ａおよび回収液保持具８の貫通口８ｂを介して行われる。回収液吸引手段１１による回収液保持力と回収液９に働く重力とをバランスさせることにより、ウエハ周辺部の走査においても回収液保持具８からの回収液９の落下を防止できる。
回転軸４による半導体ウエハに対する保持方法も第一の実施の形態において説明したものと同じであるが、回転軸と回収液保持具とがウエハの反対側に存在することにより、ウエハ保持手段の構成の自由度が増す。図８は、第二の実施の形態の評価測定に用いられるウエハ保持台１２の一例を示す正面図である。このウエハ保持台１２では、半導体ウエハ３の最外周部を除くウエハの全面が保持される。例えば、真空チャックを採用することにより半導体ウエハをウエハ保持台１２に密着させれば、ウエハを平坦に保持することが可能になり、測定精度をより向上させることができる。
【００２６】
本実施の形態においても第１のステップでウエハの中心に回転軸４を固定し、第２のステップで回収液９を走査しウエハ３表面に付着した汚染物を回収液に溶解・回収し、第３のステップで回収液９中の溶解成分を定量する一連の作業手順は上述の実施の形態と同一であるが、ウエハ周辺部の付着汚染を評価する際には、ステップ２に先立って親水性膜を除去しておくことが不可欠である。親水性膜が残っていると回収液がウエハに引きずられるため、回収液保持手段１５による回収液保持力と回収液９に働く重力とのバランスが壊れ、回収液が落下することがある。
半導体ウエハの測定対象面を上向きにしてウエハの上側から回収液をウエハに接触させる方法は、回収液の保持に難しさがあるが、測定対象面とは逆の面のウエハ中心を回転軸に固定するので、測定対象面のすべての領域を測定対象部位とすることができる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明に関わる実施例および比較例により、さらに詳細に本発明を説明する。
（実施例１）  下面走査法による定量汚染ウエハの評価
本実施例では、図１および図２に示した評価装置を用いて、シリコンウエハ全面をＣｕで定量的に汚染させた２００ｍｍ    ウエハに付着したＣｕを分析した。金属の定量汚染方法には、金属を含有する汚染液でシリコンウエハ表面を一定時間覆い、しかる後ウエハを高速回転させて液を振り切ることで金属を付着させるスピンコート法や、金属を含有する汚染液にウエハを浸漬して金属を付着させる浸漬法、金属を含有する汚染液をウエハ表面にスポット状に滴下し乾燥させるマイクロドロップ法がある。本実施例では、Ｃｕ含有のＨＦ溶液を汚染液に用いる浸漬法により、ウエハの全面を均一にＣｕで汚染させた。回収液はフッ化水素酸５質量％と過酸化水素５質量％の混合溶液で、回収液量は０．４ｍｌであった。回収液中のＣｕの定量にはＩＣＰ−ＭＳ法を使用した。
【００２８】
回収液のウエハ表面走査に先立ち、裏面酸化膜（自然酸化膜）の除去を行った。酸化膜の除去は、発生器から気化させたフッ化水素酸蒸気を裏面表面のみに噴射させる方法により行った。最外周に噴霧した蒸気は若干おもて面側に回り込むので、裏面酸化膜だけでなく、おもて面の最外周付近の酸化膜も分解できた。
回収液のウエハ表面走査は次のように行った。なお、いずれの走査においても、ウエハ３は２周／ｍｉｎ一定で回転させた。この回転速度にすると、ウエハ外周面取り部での走査速度が１３０ｃｍ／ｍｉｎになる。また同心円上を２周ずつ回転させた。
【００２９】
第１に、ウエハ裏面を下向きにウエハ３を回転軸４に固定し、図３（ａ）に示す走査、すなわち傾斜角θを０°に設定し、（ａ）ウエハ中心からの距離が５０ｍｍ〜９０ｍｍの裏面リング状領域（以下、裏面内周部という。）のＣｕを回収した。回収液保持具８とウエハ３の間隔は、ウエハを１回転させることで５ｍｍ幅のリング領域が回収できるように調整した。（回収液の走査速度は６３〜１１３ｃｍ／ｍｉｎ）で、内周側は走査速度を遅めにした。第２に、回収液を交換し、傾斜角θは前記（ａ）領域の回収のままにして、（ｂ）裏面の表面最外周部３ｍｍ幅（裏面最外周部３ｅ）を走査した。第３に、再び回収液を交換し、図３（ｂ）に示す走査、すなわち傾斜角θを２０°に設定し、前記（ｂ）領域と（ｃ）ウエハ外周面取り部とを走査した。前記（ｂ）領域はすでに走査されているので、実質的に前記（ｃ）領域に付着したＣｕのみがこの走査で回収される。第４に、再び回収液を交換し、図３（ｃ）に示す走査、すなわち傾斜角θを４５°に設定し、前記（ｂ）領域、前記（ｃ）の外周面取り部および（ｄ）おもて面の表面最外周部３ｍｍ幅（おもて面最外周部３ｄ）を走査した。前記（ｂ）および（ｃ）領域の汚染物はすでに回収されているので、実質的に前記（ｄ）領域に付着したＣｕのみがこの走査で回収される。第１および第２の作業で得られた回収液については、ＩＣＰ−ＭＳによる分析値から回収液中のＣｕの総量を算出し、それぞれ、回収対象とした領域の面積でＣｕ総量を除することにより、前記（ａ）領域および前記（ｂ）領域における単位面積当たりのＣｕ汚染量を算出した。第３および第４の作業で得られた回収液については、それぞれ、実質的な回収領域である前記（ｃ）領域および前記（ｄ）領域の面積で汚染液中のＣｕ総量を除することにより、前記（ｃ）領域および前記（ｄ）領域における単位面積当たりのＣｕ汚染量を算出した。同様に汚染させた５枚のウエハを同様に分析することで測定値のバラツキを評価した。回収液を走査した領域の面積、測定結果とその標準偏差（±の後の数字）を表１に示す。
【００３０】
（比較例１）  ＷＳＡ法による定量汚染ウエハの評価
実施例１で評価したウエハと同様に汚染させたＳｉウエハの裏面をＷＳＡ法用いて評価した。まず、裏面自然酸化膜の除去を、発生器から気化させたフッ化水素酸蒸気を裏面表面のみに噴射させる方法により行い、次いでフッ化水素酸５質量％と過酸化水素５質量％の混合溶液０．４ｍｌを裏面の表面で走査し、付着Ｃｕの回収を行った。回収液中のＣｕは実施例１と同様ＩＣＰ−ＭＳにより定量した。同様に汚染させた５枚のウエハの評価結果を表１に示す。ＷＳＡ法ではウエハ周辺部を個別に評価することができないので、測定対象としていない。
【００３１】
（比較例２）  エッジ分析法による定量汚染ウエハの評価
実施例１で評価したウエハと同様に汚染させたＳｉウエハのウエハ周辺部を図１０に示すエッジ分析法を用いて評価した。フッ化水素酸蒸気による自然酸膜除去を行わず、回収液による溶解回収のみを行った。回収液の引きずりを抑えるために、ウエハは１周／ｍｉｎ（走査速度は６３ｃｍ／ｍｉｎ）で回転させた。同様に汚染させた５枚のウエハの評価結果を表１に示す。ウエハ外周面取り部と両面最外周３ｍｍがウエハ周辺部に含まれる。エッジ分析法ではウエハ周辺部しか評価することができないので、裏面は測定対象としていない。
【００３２】
本発明の方法によると、測定対象領域面積が小さくなり、かつ差分により算出するウエハ外周面取り部およびおもて面最外周部の測定値の精度は若干悪いものの、いずれの領域でも同等の回収が得られることを確認できた。比較例２においては、回収液の擦り上がりが若干認められたが、強制汚染ウエハでは均一に汚染させているので、擦り上がりの影響は軽微であった。
【００３３】
【表１】
定量汚染ウエハの評価
2004347543.tif 000003
【００３４】
（実施例２）  下面走査法による金属積層膜形成シリコンウエハの評価
製品ウエハと同じ方法で金属積層膜を形成したシリコンウエハを評価ウエハとした。図９に示すように、評価ウエハ３０は、シリコンウエハ３１の表面にＣＶＤ酸化膜３２、拡散防止金属膜３３、Ｃｕ膜３４が形成されていた。実施例１と同様の操作により、（ａ）裏面内周部、（ｂ）裏面最外周部、（ｃ）ウエハ外周面取り部の各領域における単位面積当たりのＣｕ汚染量を評価した。おもて面は最外周部近辺まで拡散防止金属膜が形成されているので、（ｄ）おもて面最外周部は評価対象外とした。同様に汚染させた３枚のウエハを同様に分析することで測定値のバラツキを評価した。測定結果とその標準偏差（±の後の数字）を表２に示す。
【００３５】
（比較例３）  ＷＳＡ法による金属積層膜形成ウエハの評価１
実施例２で評価したウエハと同様に汚染させたＳｉウエハの裏面を、比較例１と同様、ＷＳＡ法用いて評価した。同様に汚染させた３枚のウエハを評価した結果を表２に示す。
（比較例４）  ＷＳＡ法による金属積層膜形成ウエハの評価２
実施例２で評価したウエハと同様に汚染させたＳｉウエハの裏面を、比較例１と同様、ＷＳＡ法用いて評価した。ただし、最外周５ｍｍの回収は行わなかった。同様に汚染させた３枚のウエハを評価した結果を表２に示す。
【００３６】
（比較例５）  エッジ分析法による金属積層膜形成ウエハの評価
実施例２で評価したウエハと同様に汚染させたウエハ周辺部を、比較例２と同様、エッジ分析法用いて評価した。同様に汚染させた３枚のウエハを評価したが、いずれの評価でも回収液の引きずりが顕著で、内１回は回収液の一部が拡散防止金属膜側に入り込んだ。拡散防止金属膜側に回収液が入り込んだ１回分の測定結果を除外し、２回分の結果のみを表２示す。
【００３７】
（比較例６）  エッジ分析法による金属積層膜形成ウエハの評価
実施例２で評価したウエハの裏面及びおもて面の最外周部の自然酸化膜を、発生器から気化させたフッ化水素酸蒸気を裏面表面のみ（一部はおもて面最外周部に回り込む）に噴射させる方法により除去した後、比較例２と同様にウエハ周辺部をエッジ分析法を用いて評価した。同様に汚染させた３枚のウエハを評価したが、いずれの場合も回収液の引きずりが起き、おもて面最外周に回り込むフッ化水素酸蒸気ではおもて面最外周の酸化膜の除去が十分行えなかった。拡散防止金属膜側に回収液が入り込んだ１回分の測定結果を除外し、２回分の結果のみを表２示す。
【００３８】
【表２】
金属積層膜形成ウエハの評価
2004347543.tif 000004
【００３９】
本願発明の方法を用いると、金属積層膜を形成したシリコンウエハでは、最外周表面、外周面取り部で急激に汚染量が高くなることが精度よく評価できる。これに対して、ＷＳＡ法ではウエハ周辺部の評価ができないだけでなく、外周付近をどの程度回収するかで、裏面内周部の評価結果にも影響を与える。また、エッジ分析法は、膜形成されていないウエハの評価では本願発明と同程度の精度でウエハ周辺部の評価が可能であっても、金属積層膜を形成したシリコンウエハでは回収液の引きずり・液垂れが発生する危険性が高い。本願発明では、一つの装置で走査条件、すなわちウエハ傾斜角と、回収液−ウエハの接触／浸漬状態を調整することで、内周部からウエハ外周面取り部に至る領域の評価を行うことができる。
【００４０】
以上好ましい実施の形態、実施例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜の変更が可能なものである。例えば、実施の形態、実施例において説明されている構成部品の寸法、材質、形状、配置等は特定的な記載のない限り、それらに限定されるものではない。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明の半導体ウエハ評価方法は、水平面に対するウエハの設置角度を測定領域毎に変えて回収液と半導体ウエハを接触または浸漬させることよって不純物の回収を行うものであるので、ウエハ表面最外周部、ウエハ外周面取り部、最外周部を除くウエハ表面の内、所望の領域を一つの装置で統括して評価することができる。また、おもて面の親水性膜を除去することなく裏面内周部および最外周部並びに外周面取り部の測定を精度よく行うことができる。すなわち、本発明によれば、従来法では困難あるいは相当なスキル・注意を要する、金属膜や酸化膜が積層された半導体ウエハについての評価を、簡便かつ精度よく実現することができる。したがって、本発明によれば、高性能化に伴い積層構造が複雑になりつつある半導体装置等の製造工程管理用の好適なウエハ評価装置、評価方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体ウエハの評価装置の第一の実施の形態の概略を示す正面図。
【図２】本発明の半導体ウエハの評価装置の第一の実施の形態の概略を示す側面図。
【図３】本発明の半導体ウエハの評価方法の第一の実施の形態における回収工程を示す図であって、（ａ）はウエハの一表面、（ｂ）はウエハ外周面取り部および一表面の表面最外周部、（ｃ）はウエハ外周面取り部および両表面最外周部における走査状態を示す概略図。
【図４】半導体ウエハの模式的な正面図〔（ａ）〕と模式的な拡大断面図〔（ｂ）〕。
【図５】本発明の半導体ウエハの評価装置の第二の実施の形態の概略を示す正面図。
【図６】本発明の半導体ウエハの評価装置の第二の実施の形態の概略を示す側面図。
【図７】本発明の半導体ウエハの評価方法の第二の実施の形態における回収工程を示す図であって、（ａ）はウエハの一表面、（ｂ）はウエハ外周面取り部および一表面の表面最外周部、（ｃ）はウエハ外周面取り部および両表面最外周部における走査状態を示す概略図。
【図８】本発明の半導体ウエハの評価装置の第二の実施の形態におけるウエハ保持台の一例を示す正面図。
【図９】本発明の第２の実施例で使用した半導体ウエハの部分断面図。
【図１０】従来のエッジ分析法に用いられる評価装置の概略斜視図。
【符号の説明】
１  評価装置本体、  ２、２′  ベース板、  ２ａ  中心出しガイド、  ２′ａ，８ｂ，１０ａ  貫通口、  ３  半導体ウエハ、  ３ａ  ウエハおもて面表面、３ｂ，３０ｂ  ウエハ裏面の表面、３ｃ，３０ｃ  ウエハ外周面取り部、  ３ｄ  おもて面の表面最外周部、  ３ｅ，３０ｅ  裏面の表面最外周部、  ３ｆ  ノッチ部、  ４  回転軸、  ５  回転手段、  ６  角度調整手段、  ７，１０  位置調整手段、  ８  回収液保持具、  ８ａ  窪み、  ９  回収液、  １１  回収液吸引手段、  １２  ウエハ保持台、  ２１  半導体ウエハ、  ２２  保持装置、  ２３  浸漬容器、  ２４  溝、  ２５  溶解液、  ３０  評価ウエハ、  ３１  シリコンウエハ、  ３２  ＣＶＤ酸化膜、  ３３  拡散防止金属膜、  ３４  Ｃｕ膜
【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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