襯底分析用噴嘴的製作方法

2023-09-20 08:09:00

襯底分析用噴嘴的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種使用在用於分析微量金屬等分析對象物的襯底分析器件的襯底分析用噴嘴，且提供一種可確實地回收分析液的襯底分析用噴嘴的構造。本發明的襯底分析用噴嘴是由雙重管噴嘴所構成，在以送出至噴嘴本體前端的分析液掃掠襯底表面後，從噴嘴本體前端抽吸分析液並將分析對象物予以回收，該雙重管噴嘴包含用於使分析液送出至包含分析對象物的襯底上及抽吸該分析液的噴嘴本體、及配置在噴嘴本體外周的外管；噴嘴本體具有用於將分析液保持在前端的外緣朝前端方向突出的凹狀端面、及用於送出及抽吸分析液的細管，細管配置在噴嘴本體的凹狀端面中央，且使細管的前端表面比細管剖面的表面積更大。
【專利說明】襯底分析用噴嘴
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種使用於襯底分析器件的襯底分析用噴嘴，該襯底分析器件用於分析包含在襯底的微量金屬等分析對象物。
【背景技術】
[0002]就分析半導體晶片等襯底所含的金屬、有機物質等分析對象物、或附著於襯底表面的分析對象物、例如Na、Mg、Al等分析器件而言，一般使用將形成在襯底的矽氧化膜或氮化膜等予以蝕刻的氣相分解器件、及將殘存在蝕刻後的襯底上的分析對象物予以回收的襯底分析用噴嘴。就使用這些器件的分析手法而言，首先將襯底載置在VPD處理室等，再導入氟化氫等蝕刻氣體並對襯底的形成膜進行蝕刻。然後，通過襯底分析用噴嘴，將微量的分析液送出至經蝕刻過的襯底，以所送出的分析液掃掠襯底上。由於襯底上的分析對象物移動至分析液中，因此若以噴嘴抽吸所掃掠的分析液，則能以微量的分析液來回收分析對象物，且進行精確度佳的分析。
[0003]在該種襯底分析器件中，已提出有一種由雙重管噴嘴所構成的襯底分析用噴嘴(參照例如專利文獻I)，該雙重管噴嘴包含:用於使分析液送出至包含分析對象物的襯底上及抽吸該分析液的噴嘴本體；及配置在噴嘴本體外周的外管。在該雙重管噴嘴中，在將分析液從噴嘴本體的前端送出至襯底上，且以所送出的分析液掃掠襯底表面後，從噴嘴本體前端抽吸分析液並將分析對象物予以回收。然後，也可通過以下的任一情形來進行襯底分析:利用被供給至噴嘴本體與外管之間的蝕刻氣體，一面蝕刻襯底，一面以分析液同時掃掠襯底表面的情形；及利用另外的VPD處理室預先蝕刻襯底表面後，將雙重管噴嘴安裝在該蝕刻後的襯底表面，且將噴嘴本體與外管之間設成真空狀態，同時以分析液掃掠襯底表面的情形。
[0004]依據該雙重管噴嘴，可實現能進行用於分析襯底所含的金屬、有機物質等分析對象物所需的蝕刻工序及回收工序兩工序的襯底分析器件，且也可有效地防止在分析液的回收時期的分析液的脫落。
[0005](先前技術文獻)
[0006](專利文獻)
[0007]專利文獻1:日本特開2011-232182號公報
【發明內容】

[0008](發明所欲解決的課題)
[0009]圖4及圖5顯示以往所使用的襯底分析用的雙重管噴嘴的概略剖面圖。在對在襯底W上形成有氧化膜等襯底進行分析時，襯底分析如圖4所示，具有在噴嘴本體100的外周配置有外管200的雙重管構造的噴嘴T。襯底的蝕刻通過在噴嘴本體100與外管200之間的150朝噴嘴前端方向供給的蝕刻氣體(如箭頭所示)來進行。通過該蝕刻處理，去除襯底表面的氧化膜等，而成為襯底本身的表面露出的狀態。[0010]接著，如圖5所示，通過進行分析液D的供給、回收的噴嘴本體100所具有的細管101，將分析液D供給至噴嘴本體的前端側。進行襯底的旋轉或噴嘴T的移動等，通過保持在噴嘴本體的前端側的分析液D，使位於襯底W的分析對象物溶解於分析液D。此時，通過設置在外管200的排氣機構(未圖標)，將噴嘴本體100與外管200之間的150設為減壓環境，而成為容易保持分析液D的狀態,而可防止分析液的脫落。然後，從細管101抽吸分析液D並予以回收，對該分析液D進行分析。
[0011]依據該雙重管噴嘴的構造，通過將蝕刻氣體供給至噴嘴本體100與外管200之間的150，即可利用相同的襯底分析器件進行襯底的蝕刻處理及分析液的供給回收處理。然而，在該種便利性高的雙重管噴嘴中，也會產生以下的新課題。圖6顯示回收分析液D時的噴嘴前端部分的狀態。如該圖6的上圖(A)所示，即使通過細管101進行抽吸而回收分析液D，仍會產生在外管200的前端部分或噴嘴本體100的前端部分與襯底W之間殘存分析液D的現象。圖6的下圖(B)顯示從下方觀看到雙重管噴嘴時其前端側的概略圖。如該圖6 (B)所示，細管的前端比起噴嘴本體100或外管200的前端，細管的前端的端面的表面積較小，因此外管200及噴嘴本體100的前端部分與襯底W之間的表面張力，是比細管101的前端部分與襯底W之間的表面張力更大，且會產生分析液D殘存在外管200前端與襯底W之間、或噴嘴本體100的前端與襯底W之間的現象。針對此問題，雖可考慮通過僅使細管比噴嘴本體或外管更接近襯底，而使細管與襯底間的表面張力比噴嘴本體或外管與襯底間的表面張力更大的方法，但在此情形下，噴嘴本體及外管與襯底間的距離會在掃掠中變得過大，而無法將回收液保持在噴嘴內，且當使噴嘴本體及外管過於接近襯底時，會產生細管接觸到襯底的不良情形。即，在現有技術的雙重管噴嘴構造中，會產生難以回收全部的分析液的現象。如此，分析液無法全部回收的現象在分析微量的分析對象物時會影響分析精確度，而有改善該雙重管噴嘴的必要。
[0012]因此，本發明的目的在於提供一種襯底分析用噴嘴的構造，是針對使用在用於分析微量金屬等分析對象物的襯底分析器件的襯底分析用噴嘴，可確實地回收分析用的分析液。
[0013](解決課題的手段)
[0014]為了要解決所述課題，本發明涉及一種襯底分析用噴嘴，該襯底分析用噴嘴由雙重管噴嘴所構成，該雙重管噴嘴包含用於使分析液送出至包含分析對象物的襯底上及抽吸該分析液的噴嘴本體、及配置在噴嘴本體外周的外管，所述襯底分析用噴嘴在以送出至所述噴嘴本體前端的分析液掃掠襯底表面後，從所述噴嘴本體前端抽吸分析液並將分析對象物予以回收；噴嘴本體具有用於將分析液保持在前端的外緣朝前端方向突出的凹狀端面、及用於送出及抽吸分析液的細管，細管配置在噴嘴本體的凹狀端面中央，且使細管的前端表面比細管剖面的表面積更大。
[0015]依據本發明，在將分析液抽吸並予以回收時，由於細管的前端表面的表面積變大，因此細管前端與襯底的相對的面積會變大，結果造成細管前端與襯底之間的表面張力比噴嘴本體或外管與襯底間的表面張力更大，而容易將分析液導入細管前端與襯底之間。因此，在掃掠中使噴嘴本體與襯底的距離變窄，且在回收分析液時，即便使襯底與雙重管噴嘴整體的前端的距離變寬，而成為使噴嘴本體及外管與襯底間的表面張力變弱的狀態，若為本發明的襯底分析用噴嘴，則細管的前端表面的表面積也會變大，因此可確實地回收分析液。就使細管的前端表面的表面積變大的方法而言，有一種在細管的前端部分設置可安裝在細管外周的環狀的矩形板或圓板等，或對細管的前端部分進行加工而使表面積變大的例子，如將細管前端加工成凸緣形狀的方法等。
[0016]在本發明的襯底分析用噴嘴中，細管的前端優選為凸緣形狀。細管的剖面形狀雖然成為所謂的環狀，但為了使該細管的前端表面比細管的剖面積更大，可通過使該細管的剖面形狀的環狀寬度變大的方式來應對。即，將細管的前端作成為凸緣形狀時，可簡單地使細管的前端表面的表面積比細管的剖面積更大，且也可容易地進行該表面積的大小的調
難
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[0017]在本發明中，細管的形狀雖無特別的限定，但通常成為圓筒型的細管。在為該圓筒型的細管時，決定該細管的前端表面的表面積的凸緣形狀的直徑，優選為設為噴嘴本體的凹狀端面中的內徑的一半以下。當凸緣形狀的直徑過大時，會有無法將分析液充滿在由噴嘴本體的凹狀端面所形成的圓頂狀的空間的傾向。
[0018]本發明的襯底分析用噴嘴特別適用在利用相同的襯底分析器件來進行襯底的蝕刻處理及分析液的供給回收處理的情形。
[0019]本發明的襯底分析用噴嘴並未限定可分析的襯底的種類，但特別適用在晶片等半導體襯底的分析。
[0020](發明的效果)
[0021]如以上說明，本發明的襯底分析用噴嘴可確實地回收分析液，因此可高精確度地將微量的金屬等分析對象物進行分析。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發明實施例的襯底分析用噴嘴的概略剖面圖。
[0023]圖2是本發明實施例的襯底分析用噴嘴的概略剖面圖。
[0024]圖3是本發明實施例的襯底分析用噴嘴前端側的剖面概略圖。
[0025]圖4是現有技術的雙重管噴嘴的概略剖面圖。
[0026]圖5是現有技術的雙重管噴嘴的概略剖面圖。
[0027]圖6(A)是圖5的噴嘴前端側的剖面概略圖，⑶是噴嘴前端的平面概略圖。
[0028]其中，附圖標記說明如下:
[0029]10、100 噴嘴本體
[0030]11、101 細管
[0031]Ila細管的前端
[0032]20、200 外管
[0033]30凸緣加工部件
[0034]150噴嘴本體與外管之間
[0035]D分析液
[0036]F凹狀端面
[0037]T噴 嘴
[0038]W襯底。【具體實施方式】
[0039]以下，說明本發明的實施例。
[0040]圖1是本實施例的襯底分析用噴嘴的概略剖面圖。圖1的襯底分析用噴嘴T是由噴嘴本體10及外管20所構成的雙重管構造，在噴嘴本體10設置有連接在注射泵(未圖標)的細管11，從該細管11可將分析液予以送出、抽吸。噴嘴本體前端以可保持從細管送出分析液的方式，將外緣設為朝前端方向突出的凹狀端面(F)。細管11的前端Ila加工成使其表面積比細管的剖面面積大的凸緣形狀。該凸緣形狀的前端Ila配置成與噴嘴本體10及外管20的前端相同的高度。並且，在噴嘴本體10與外管20之前，可進行蝕刻氣體的供給、排氣。
[0041]在本實施例中，噴嘴本體的外徑為12mm，噴嘴本體的凹狀端面的內徑設為10mm，外管的外徑設為22mm,夕卜管的內徑設為20mm,細管的外徑設為3.2mm,內徑設為0.5mm。此外，細管的前端形狀的凸緣外徑設為4mm。
[0042]圖2示出了回收分析液時的最後回收時期的噴嘴前端狀態。如圖2所示，當抽吸分析液而從細管11回收時，若分析液的回收大致接近完成時，分析液D通過表面張力而被導入至設成凸緣型的細管的前端Ila的部分與襯底W之間，且大致完全地被抽吸回收。
[0043]以下說明通過所述的圖1及圖2所示的襯底分析用噴嘴，利用8吋的裸矽晶片基材作為分析對象的襯底進行分析的結果。
[0044]就本實施例的襯底分析用噴嘴的評價而言，是測定為了進行分析而送出至襯底上的分析液量、及之後進行抽吸而回收的分析液量。以注射泵抽吸包含3% HF、4% H2O2的分析液，且從噴嘴本體的細管送出IOOOyL的分析液。接著，使襯底分析用噴嘴下降至不會與襯底接觸的程度後，以30mm/min的速度在襯底上進行掃掠。掃掠後使噴嘴本體與襯底的距離變寬後，從細管抽吸分析液而進行回收。然後，在測定該回收的分析液量時得知，是999 μ L，且所送出的分析液的大致全量會被回收。
[0045]為了進行比較，說明通過圖4所示的雙重管噴嘴進行分析液的回收的情形。與所述本實施例的不同點在於:細管的前端是圓筒型(外徑1.6mm、內徑0.5_)。在與所述相同的條件下，利用圖4的雙重管噴嘴從細管送出1000 μ L的分析液,並將襯底分析用噴嘴以30mm/min的速度在襯底上進行掃掠，再從細管抽吸分析液而進行回收。然後，在測定該回收的分析液量時得知，是970 μ L，有30 μ L左右的分析液無法回收。而且，為了在回收時減少噴嘴本體及外管與襯底間的表面張力，而使噴嘴本體與襯底的距離變寬時，細管與襯底間的表面張力會變得更小，因此回收液量比970 μ L更為減少。
[0046]圖3是顯示本實施例的細管的前端形狀的加工方法。在圖3(A)中，是直接加工細管的前端而加工成凸緣形狀者。相對於此，圖3(B)中，細管本身並未直接加工，而是將以可插入至細管的內徑的方式進行外徑加工的凸緣加工部件30安裝在細管的前端側。依據該圖3(B)的加工方法，現有技術的細管本身可直接使用，且通過改變凸緣加工部件的形狀，即可容易地調整細管的前端表面的表面積。就現狀而言，細管的外徑為1.6_至3.2mm,內徑為0.5至1.2mm,但噴嘴本體的外徑為12mm且其凹狀端面的內徑為IOmm時,優選為將凸緣的外徑設為2至4mm。
[0047](產業上的可利用性)
[0048]本發明在對襯底所含的金屬等的汙染進行評估的技術中，在高感度地檢測出微量的汙染物的襯底分析時，可實現精確度高的分析結果。
【權利要求】
1.一種襯底分析用噴嘴，是由雙重管噴嘴所構成，該雙重管噴嘴包含用於使分析液送出至包含分析對象物的襯底上及抽吸該分析液的噴嘴本體、及配置在所述噴嘴本體外周的外管，所述襯底分析用噴嘴在以送出至所述噴嘴本體前端的分析液掃掠襯底表面後，從所述噴嘴本體前端抽吸分析液並將分析對象物予以回收； 所述噴嘴本體具有用於將分析液保持在前端的外緣朝前端方向突出的凹狀端面、及用於送出及抽吸分析液的細管； 所述細管配置在所述噴嘴本體的凹狀端面中央，且使所述細管的前端表面比所述細管剖面的表面積更大。
2.根據權利要求1所述的襯底分析用噴嘴，其特徵在於，所述細管的前端為凸緣形狀。
【文檔編號】G01N1/00GK103512769SQ201310230781
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月9日 優先權日:2012年6月14日
【發明者】川端克彥, 李晟在, 國香仁, 鈴木淳司 申請人:埃耶士株式會社