JP2002039921A - ナノトポグラフィー装置を較正及び検査するための標準体及び該標準体の製造方法 - Google Patents
ナノトポグラフィー装置を較正及び検査するための標準体及び該標準体の製造方法Info
- Publication number
- JP2002039921A JP2002039921A JP2001142353A JP2001142353A JP2002039921A JP 2002039921 A JP2002039921 A JP 2002039921A JP 2001142353 A JP2001142353 A JP 2001142353A JP 2001142353 A JP2001142353 A JP 2001142353A JP 2002039921 A JP2002039921 A JP 2002039921A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- susceptor
- standard
- surface portion
- silicon
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q40/00—Calibration, e.g. of probes
- G01Q40/02—Calibration standards and methods of fabrication thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12674—Ge- or Si-base component
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12681—Ga-, In-, Tl- or Group VA metal-base component
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ナノトポグラフィー装置を較正及び検査する
ための標準体及び該標準体の製造方法を提供する。 【解決手段】 該標準体は、基板と、該基板に堆積され
た、０．５〜２０ｍｍの横方向の寸法及び５〜５００ｎ
ｍの垂直方向の寸法を有する少なくとも１つの構造とを
有し、該構造が最高１×１０- ３のピッチを有する側面
により制限されている。該標準体を製造するには、材料
を不均一な堆積速度で基板に堆積させる。
ための標準体及び該標準体の製造方法を提供する。 【解決手段】 該標準体は、基板と、該基板に堆積され
た、０．５〜２０ｍｍの横方向の寸法及び５〜５００ｎ
ｍの垂直方向の寸法を有する少なくとも１つの構造とを
有し、該構造が最高１×１０- ３のピッチを有する側面
により制限されている。該標準体を製造するには、材料
を不均一な堆積速度で基板に堆積させる。
Description
【０００１】本発明の対象は、ナノトポグラフィー装置
を較正及び検査するための標準体（Standard）である。
本発明の対象はまた、このような標準体の製造方法であ
る。
を較正及び検査するための標準体（Standard）である。
本発明の対象はまた、このような標準体の製造方法であ
る。
【０００２】表面トポグラフィーを測定するための新た
な方法は、ナノメーター範囲内の高さ変動を解像するこ
とを可能にする。従って、この関係においてナノトポグ
ラフィー又はナノトポロジーと称される。これらの測定
方法は、特に半導体ウェーハの製造の際の品質制御とし
て認め始められた。この場合もちろん、較正標準体及び
試験手段が欠如していることが明らかである。目下のと
ころ、測定系の統一的整合及び検査を実施することがで
きる標準体は提供されない。この難点は、適当なトポグ
ラフィー構造を再現可能に製造することにある。
な方法は、ナノメーター範囲内の高さ変動を解像するこ
とを可能にする。従って、この関係においてナノトポグ
ラフィー又はナノトポロジーと称される。これらの測定
方法は、特に半導体ウェーハの製造の際の品質制御とし
て認め始められた。この場合もちろん、較正標準体及び
試験手段が欠如していることが明らかである。目下のと
ころ、測定系の統一的整合及び検査を実施することがで
きる標準体は提供されない。この難点は、適当なトポグ
ラフィー構造を再現可能に製造することにある。
【０００３】この場合、構造とは、測定装置の使用領域
に相応して０．５〜２０ｍｍの範囲内の横方向の寸法及
び５〜５００ｎｍの高さ又は深さを有する隆起又はくぼ
みであって、その際平坦な周囲から構造への移行は階段
状でなく、５×１０- ６〜１×１０- ３のピッチで行われ
るべきである。
に相応して０．５〜２０ｍｍの範囲内の横方向の寸法及
び５〜５００ｎｍの高さ又は深さを有する隆起又はくぼ
みであって、その際平坦な周囲から構造への移行は階段
状でなく、５×１０- ６〜１×１０- ３のピッチで行われ
るべきである。
【０００４】確かに、相応する横方向及び垂直方向の寸
法を有する類似した構造を製造することは全く可能であ
る（ドイツ国特許出願公開第１９７０９２５５（Ａ１）
号明細書）。しかしながら、そのピッチはナノトポグラ
フィーのために重要である見なされるものに相当しな
い。従って、これらはナノトポグラフィー測定装置によ
っては殆ど又は全く解像されない。
法を有する類似した構造を製造することは全く可能であ
る（ドイツ国特許出願公開第１９７０９２５５（Ａ１）
号明細書）。しかしながら、そのピッチはナノトポグラ
フィーのために重要である見なされるものに相当しな
い。従って、これらはナノトポグラフィー測定装置によ
っては殆ど又は全く解像されない。
【０００５】よって従来、測定装置の検査及び較正のた
めに、測定可能な構造が偶然に存在する正規の生産から
の半導体ウェーハが使用される。しかし、較正はあらゆ
る既存のシステムでこのようなウェーハの測定によって
行われねばならない。しかしながら、該システムは世界
中で多種多様なユーザにおいて使用されかつこれらのウ
ェーハの各々はユニカート（Unikat）であるので、グロ
ーバルな較正は不可能である。
めに、測定可能な構造が偶然に存在する正規の生産から
の半導体ウェーハが使用される。しかし、較正はあらゆ
る既存のシステムでこのようなウェーハの測定によって
行われねばならない。しかしながら、該システムは世界
中で多種多様なユーザにおいて使用されかつこれらのウ
ェーハの各々はユニカート（Unikat）であるので、グロ
ーバルな較正は不可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、全ての測定装置を較正しかつ検査することができる
再現可能な標準体を提供することである。
は、全ての測定装置を較正しかつ検査することができる
再現可能な標準体を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の対象は、基板
と、該基板に堆積された、０．５〜２０ｍｍの横方向の
寸法及び５〜５００ｎｍの垂直方向の寸法を有する少な
くとも１つの構造とを有し、該構造が最高１×１０- ３
のピッチを有する側面により制限されている、ナノトポ
グラフィー装置を較正及び検査するための標準体であ
る。
と、該基板に堆積された、０．５〜２０ｍｍの横方向の
寸法及び５〜５００ｎｍの垂直方向の寸法を有する少な
くとも１つの構造とを有し、該構造が最高１×１０- ３
のピッチを有する側面により制限されている、ナノトポ
グラフィー装置を較正及び検査するための標準体であ
る。
【０００８】本発明の対象はまた、材料を不均一な堆積
速度で基板に析出させることを特徴とする、標準体の製
造方法である。
速度で基板に析出させることを特徴とする、標準体の製
造方法である。
【０００９】本発明は、その横方向及び垂直方向の寸法
においてだけでなく、特にピッチに関してももちろん半
導体ウェーハ上に存在する構造に類似しておりかつひい
てはナノトポグラフィー測定装置によって解像すること
ができる人工構造への再現可能なアプローチを可能にす
る。該新規方法は、適当なナノトポグラフィー構造、ひ
いては相応する標準体の繰り返し可能な製造を可能にす
ることにより優れている。特に、構造の横方向及び垂直
方向の寸法もまたピッチも意図的に調整することができ
る。
においてだけでなく、特にピッチに関してももちろん半
導体ウェーハ上に存在する構造に類似しておりかつひい
てはナノトポグラフィー測定装置によって解像すること
ができる人工構造への再現可能なアプローチを可能にす
る。該新規方法は、適当なナノトポグラフィー構造、ひ
いては相応する標準体の繰り返し可能な製造を可能にす
ることにより優れている。特に、構造の横方向及び垂直
方向の寸法もまたピッチも意図的に調整することができ
る。
【００１０】この場合、測定装置としては、通常レーザ
の光で被検体（例えばシリコンからなる半導体ウェー
ハ）の表面を走査しかつ位置解像干渉及び／又は反射光
の偏向の検出によりトポグラフィーを測定する表面検査
システムが該当する。もう１つの測定法としては、プロ
フィロメトリー（Profilometrie）が挙げられる。この
システムの最大の横方向解像度は数１００μｍであり、
一方垂直方向解像度は１ｎｍ未満が可能である。もちろ
ん、この解像力は著しく構造のトポグラフィックピッチ
により決定される。例えば垂直もしくは殆ど垂直方向の
光入射の際の高い位数は反射光の重要な偏向を惹起しな
い、従って検出されない。このような急勾配のナノトポ
グラフィー構造は、大量の個数で生産される半導体ウェ
ーハには存在しない。半導体ウェーハ上の典型的な重要
なナノトポグラフィー構造は、０．５〜２０ｍｍの横方
向の寸法及び５〜５００ｎｍの高さもしくは深さを有す
る。該構造のピッチは、最高１×１０- ３である。
の光で被検体（例えばシリコンからなる半導体ウェー
ハ）の表面を走査しかつ位置解像干渉及び／又は反射光
の偏向の検出によりトポグラフィーを測定する表面検査
システムが該当する。もう１つの測定法としては、プロ
フィロメトリー（Profilometrie）が挙げられる。この
システムの最大の横方向解像度は数１００μｍであり、
一方垂直方向解像度は１ｎｍ未満が可能である。もちろ
ん、この解像力は著しく構造のトポグラフィックピッチ
により決定される。例えば垂直もしくは殆ど垂直方向の
光入射の際の高い位数は反射光の重要な偏向を惹起しな
い、従って検出されない。このような急勾配のナノトポ
グラフィー構造は、大量の個数で生産される半導体ウェ
ーハには存在しない。半導体ウェーハ上の典型的な重要
なナノトポグラフィー構造は、０．５〜２０ｍｍの横方
向の寸法及び５〜５００ｎｍの高さもしくは深さを有す
る。該構造のピッチは、最高１×１０- ３である。
【００１１】今日の識別水準に相応して、大抵は半導体
ウェーハ上に認めら得るナノトポグラフィー構造はウェ
ーハの製造の際の切離しプロセスにより引き起こされ
る。このような構造を切離しにより再現可能に製造しか
つ標準体として使用する実験は、失敗に終わっている。
それというのも、これのプロセスはナノトポグラフィー
の領域ではもはや十分に制御することができないからで
ある。
ウェーハ上に認めら得るナノトポグラフィー構造はウェ
ーハの製造の際の切離しプロセスにより引き起こされ
る。このような構造を切離しにより再現可能に製造しか
つ標準体として使用する実験は、失敗に終わっている。
それというのも、これのプロセスはナノトポグラフィー
の領域ではもはや十分に制御することができないからで
ある。
【００１２】本発明によれば、該構造を切離しプロセス
によってではなく、材料堆積によっって、特に好ましく
はエピタキシーにより形成する。
によってではなく、材料堆積によっって、特に好ましく
はエピタキシーにより形成する。
【００１３】標準体を形成するために、構造を基板、好
ましくは基板ウェーハの平坦な表面に施す。基板として
は、特に以下の材料を使用することができる：シリコ
ン、ＧａＡｓ、ガラス、ＳｉＣ及び石英。特に適当な基
板は、シリコンからなる両面研磨された半導体ウェーハ
である。
ましくは基板ウェーハの平坦な表面に施す。基板として
は、特に以下の材料を使用することができる：シリコ
ン、ＧａＡｓ、ガラス、ＳｉＣ及び石英。特に適当な基
板は、シリコンからなる両面研磨された半導体ウェーハ
である。
【００１４】基板は、できるだけ僅かな自然のナノトポ
グラフィー構造、特に小さい垂直方向の寸法を有するも
のだけの場合には、そのような構造を有するべきであ
る。この場合、基板上に既に存在する、意図されずに形
成された構造は本発明に基づき施されるべき構造よりも
少なくとも１／５小さい高さもしくは深さを有すべきで
あると理解されるべきである。例えば、横方向の寸法５
ｍｍ及び高さ５０ｎｍを有する標準体のためには基板上
に先に存在する構造は類似した横方向の大きさで最大高
さ約１０ｎｍを有するべきである。
グラフィー構造、特に小さい垂直方向の寸法を有するも
のだけの場合には、そのような構造を有するべきであ
る。この場合、基板上に既に存在する、意図されずに形
成された構造は本発明に基づき施されるべき構造よりも
少なくとも１／５小さい高さもしくは深さを有すべきで
あると理解されるべきである。例えば、横方向の寸法５
ｍｍ及び高さ５０ｎｍを有する標準体のためには基板上
に先に存在する構造は類似した横方向の大きさで最大高
さ約１０ｎｍを有するべきである。
【００１５】堆積材料としては、純粋な又は混合された
形の殆ど全ての堆積可能な物質、しかし特に以下の物質
が適当である：シリコン、ＧａＡｓ、ゲルマニウム、炭
素、アルミニウム、銅、金、銀、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４
及びケイ化タングステン。シリコンを堆積させるのが特
に好ましい。
形の殆ど全ての堆積可能な物質、しかし特に以下の物質
が適当である：シリコン、ＧａＡｓ、ゲルマニウム、炭
素、アルミニウム、銅、金、銀、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４
及びケイ化タングステン。シリコンを堆積させるのが特
に好ましい。
【００１６】適当な堆積法は、以下の方法である：ＣＶ
Ｄ（化学的気相成長法：chemical vapour depositio
n）、電着、プラズマ被覆、蒸着及びエピタキシー。特
に好ましい堆積法は、エピタキシー、特にシリコン基板
へのシリコンのエピタキシー堆積である。
Ｄ（化学的気相成長法：chemical vapour depositio
n）、電着、プラズマ被覆、蒸着及びエピタキシー。特
に好ましい堆積法は、エピタキシー、特にシリコン基板
へのシリコンのエピタキシー堆積である。
【００１７】適当なナノトポグラフィー構造の形成は、
基板の表面での相応して不均一な堆積速度により惹起さ
れる。シリコンでのエピタキシーにおいては、このこと
は、エピタキシャル成長した層の厚さが局所的差異を有
することを意味する。材料の不均一な堆積は、堆積速度
を決定するパラメータの局所的変化により又は基板の上
でのシャッタ又はカバーリングの使用により調節され
る。構造の形は、パラメータ変化の局所的分布を介して
かつそれに依存する堆積速度により決定される。
基板の表面での相応して不均一な堆積速度により惹起さ
れる。シリコンでのエピタキシーにおいては、このこと
は、エピタキシャル成長した層の厚さが局所的差異を有
することを意味する。材料の不均一な堆積は、堆積速度
を決定するパラメータの局所的変化により又は基板の上
でのシャッタ又はカバーリングの使用により調節され
る。構造の形は、パラメータ変化の局所的分布を介して
かつそれに依存する堆積速度により決定される。
【００１８】堆積速度は、その都度の当該の堆積方法に
基づき異なるパラメータに左右される。ＣＶＤ法の場合
には、特に温度及びガス圧が堆積速度を決定する。エピ
タキシーの場合には、就中温度、ガス流量、使用される
堆積ガス及びその濃度並びに堆積反応器内の基板ウェー
ハの配置が重要である。電着の場合には、堆積速度は特
に温度、印加電圧及び基板の抵抗に左右される。プラズ
マ被覆の場合には、温度及び作用する電解及び磁界が決
定的に重要である。
基づき異なるパラメータに左右される。ＣＶＤ法の場合
には、特に温度及びガス圧が堆積速度を決定する。エピ
タキシーの場合には、就中温度、ガス流量、使用される
堆積ガス及びその濃度並びに堆積反応器内の基板ウェー
ハの配置が重要である。電着の場合には、堆積速度は特
に温度、印加電圧及び基板の抵抗に左右される。プラズ
マ被覆の場合には、温度及び作用する電解及び磁界が決
定的に重要である。
【００１９】
【実施例】次に、シリコンからなる半導体ウェーハへの
特に好ましいエピタキシー堆積の実施例で本発明を詳細
に説明する。その際、図面をも参照する。
特に好ましいエピタキシー堆積の実施例で本発明を詳細
に説明する。その際、図面をも参照する。
【００２０】既に記載したように、シリコン基板上での
シリコンエピタキシーの場合には特に基板の温度が堆積
速度を決定する１つのパラメータである。基板上もしく
は基板内部又は基板周囲の温度勾配は、堆積される層に
おける局所的に異なった厚さを生じる。図１は、サスセ
プタ５に載った基板ウェーハＷを有するエピタキシー反
応器１を略示する。このようなエピタキシー反応器は典
型的にかつ例えば欧州特許出願公開第９５３６５９（Ａ
２）号明細書に開示されている。エピタキシー反応室１
は、通常石英からなりかつサスセプタ５によって上方室
領域１ａと下方室領域１ｂに分離されている。反応室１
はさらにガス流入管２と３及びガス排出管４を有し、か
つ例えばサスセプタの上及び下に配置された赤外線ラン
プ７により加熱される。この場合、基板の上側に対する
エネルギー供給は放射によりかつ基板の下側に対しては
熱伝導により行われる。サスセプタ５は回転可能なホル
ダ６に係止する。
シリコンエピタキシーの場合には特に基板の温度が堆積
速度を決定する１つのパラメータである。基板上もしく
は基板内部又は基板周囲の温度勾配は、堆積される層に
おける局所的に異なった厚さを生じる。図１は、サスセ
プタ５に載った基板ウェーハＷを有するエピタキシー反
応器１を略示する。このようなエピタキシー反応器は典
型的にかつ例えば欧州特許出願公開第９５３６５９（Ａ
２）号明細書に開示されている。エピタキシー反応室１
は、通常石英からなりかつサスセプタ５によって上方室
領域１ａと下方室領域１ｂに分離されている。反応室１
はさらにガス流入管２と３及びガス排出管４を有し、か
つ例えばサスセプタの上及び下に配置された赤外線ラン
プ７により加熱される。この場合、基板の上側に対する
エネルギー供給は放射によりかつ基板の下側に対しては
熱伝導により行われる。サスセプタ５は回転可能なホル
ダ６に係止する。
【００２１】本発明によれば、基板の局所的温度は意図
的に影響を受けかつこうしてエピタキシャル成長層の厚
さは予め定められる。局所的温度勾配は、上から及び下
から供給される放射エネルギーによるかあるいはまた異
なる熱伝導率、異なる放射特性又はそれらの両者を有す
る領域を有するサスセプタを使用することにより発生さ
せることができる。前記の可能性の組み合わせも実現す
ることができる。
的に影響を受けかつこうしてエピタキシャル成長層の厚
さは予め定められる。局所的温度勾配は、上から及び下
から供給される放射エネルギーによるかあるいはまた異
なる熱伝導率、異なる放射特性又はそれらの両者を有す
る領域を有するサスセプタを使用することにより発生さ
せることができる。前記の可能性の組み合わせも実現す
ることができる。
【００２２】本発明の１実施態様によれば、サスセプタ
の放射特性もしくは熱伝達率を研磨、粗面化又は鏡面化
のような局所的に異なる表面処理により変更させる。
の放射特性もしくは熱伝達率を研磨、粗面化又は鏡面化
のような局所的に異なる表面処理により変更させる。
【００２３】本発明のもう１つの実施態様によれば、サ
スセプタの支持面にくぼみ又は隆起を設けることによ
り、熱伝達における局所的変化が達成される。くぼみ又
は隆起を製造する方法は、特に穿孔、ソーイング、フラ
イス削り、エッチング、レーザ剥離であってよい。サス
セプタに載っている基板への熱伝達は、くぼみ又は隆起
の幾何学的形状により左右される。図２及び３には、サ
スセプタ５が示されており、この表面に深さＤを有する
くぼみが形成されている。材料Ａ及び材料Ｂで示された
くぼみの内部は、この場合には周囲雰囲気である。くぼ
みの深さＤ及び横方向の長さは、基板での温度勾配、ひ
いてはエピタキシャル成長構造の形を左右する。図４及
び５には、基板に堆積した層及びそのサスセプタの性状
におり惹起された構造化が示されている。本発明によ
り、再現可能な構造を持ち、該構造の幾何学的形状及び
輪郭、例えば高さ、幅及び長さを予め決めることができ
る基板が入手されることが明らかである。例えば、サス
セプタ内の円形のくぼみは被覆により得られた標準体上
の円形構造を生じかつ細長いくぼみは細長い構造を生じ
る。サスセプタ内のくぼみの厚さＤは、標準体上の相応
するナノトポグラフィー構造の垂直方向の長さを左右す
る。図４及び５は、また、サスセプタ内のくぼみが必ず
しも堆積した層内のくぼみＶを生じねばならないのでは
なく、また隆起Ｅの形の構造を生じさせることができる
ことを明白にする。このことは、既に述べたように、サ
スセプタ内にくぼみを設ける以外の手段を組み合わせる
ことにより、例えばサスセプタ内のくぼみを鏡面化する
か又は放射熱を上及び下から異なる強度で供給すること
により可能である。例えばサスセプタ内のくぼみの位置
で熱供給がくぼみの周囲におけるよりも少ない場合に
は、下方にサスセプタ内のくぼみが存在する基板の位置
での堆積速度は高められる。
スセプタの支持面にくぼみ又は隆起を設けることによ
り、熱伝達における局所的変化が達成される。くぼみ又
は隆起を製造する方法は、特に穿孔、ソーイング、フラ
イス削り、エッチング、レーザ剥離であってよい。サス
セプタに載っている基板への熱伝達は、くぼみ又は隆起
の幾何学的形状により左右される。図２及び３には、サ
スセプタ５が示されており、この表面に深さＤを有する
くぼみが形成されている。材料Ａ及び材料Ｂで示された
くぼみの内部は、この場合には周囲雰囲気である。くぼ
みの深さＤ及び横方向の長さは、基板での温度勾配、ひ
いてはエピタキシャル成長構造の形を左右する。図４及
び５には、基板に堆積した層及びそのサスセプタの性状
におり惹起された構造化が示されている。本発明によ
り、再現可能な構造を持ち、該構造の幾何学的形状及び
輪郭、例えば高さ、幅及び長さを予め決めることができ
る基板が入手されることが明らかである。例えば、サス
セプタ内の円形のくぼみは被覆により得られた標準体上
の円形構造を生じかつ細長いくぼみは細長い構造を生じ
る。サスセプタ内のくぼみの厚さＤは、標準体上の相応
するナノトポグラフィー構造の垂直方向の長さを左右す
る。図４及び５は、また、サスセプタ内のくぼみが必ず
しも堆積した層内のくぼみＶを生じねばならないのでは
なく、また隆起Ｅの形の構造を生じさせることができる
ことを明白にする。このことは、既に述べたように、サ
スセプタ内にくぼみを設ける以外の手段を組み合わせる
ことにより、例えばサスセプタ内のくぼみを鏡面化する
か又は放射熱を上及び下から異なる強度で供給すること
により可能である。例えばサスセプタ内のくぼみの位置
で熱供給がくぼみの周囲におけるよりも少ない場合に
は、下方にサスセプタ内のくぼみが存在する基板の位置
での堆積速度は高められる。
【００２４】本発明のもう１つの実施態様によれば、熱
伝導性及び放射特性及びそれらの材料依存性のような特
性を利用することにより、熱伝達における局所的変化が
達成される。例えば、サスセプタ内の既に述べたくぼみ
内に異なる熱伝導係数を有する材料Ａもしくは材料Ｂを
充填することによりサスセプタを予め製造し、それによ
りエピタキシー実施中に基板の一方の位置に正の温度勾
配及び基板の他方の位置に負の温度勾配を惹起すること
ができる。こうして、基板上の凹凸を同様に得ることが
できる。くぼみの充填は、例えば圧力ばめ又は被覆によ
り行う。くぼみのための充填物としては、特にＳｉ
Ｏ２，ＳｉＣ，黒鉛及びタングステンが適当である。
伝導性及び放射特性及びそれらの材料依存性のような特
性を利用することにより、熱伝達における局所的変化が
達成される。例えば、サスセプタ内の既に述べたくぼみ
内に異なる熱伝導係数を有する材料Ａもしくは材料Ｂを
充填することによりサスセプタを予め製造し、それによ
りエピタキシー実施中に基板の一方の位置に正の温度勾
配及び基板の他方の位置に負の温度勾配を惹起すること
ができる。こうして、基板上の凹凸を同様に得ることが
できる。くぼみの充填は、例えば圧力ばめ又は被覆によ
り行う。くぼみのための充填物としては、特にＳｉ
Ｏ２，ＳｉＣ，黒鉛及びタングステンが適当である。
【００２５】図６は、ナノトポグラフィー測定システム
で測定された堆積した構造の平面図である。これを以下
の実施例に基づきエピタキシー法でシリコンからなる半
導体ウェーハ上のシリコン構造として製造した。
で測定された堆積した構造の平面図である。これを以下
の実施例に基づきエピタキシー法でシリコンからなる半
導体ウェーハ上のシリコン構造として製造した。
【００２６】実施例：ＳｉＨＣｌ３を富化したＨ２での
シリコンエピタキシーを、先にＨ２アニーリングを行っ
た後に、１１００℃の温度で約３．５〜４μｍ／分の平
均成長速度で実施した。該エピタキシー反応器は、図１
に示した特徴を有していた。堆積温度の制御は、上から
パイロメータでウェーハ表面の温度を測定しかつランプ
出力を調節することにより行い、その際上方のランプ出
力の下方のランプ出力に対する比は調整可能であった。
堆積温度（例えば１０５０〜１１８０℃、典型的には１
１００℃）を達成するために必要である上方及び下方の
ランプ出力の和を示す場合には、上方と下方から均一な
入射が達成されかつウェーハが均一に加熱されるよう
に、出力をそれぞれ約５０％（上方及び下方の出力）に
分割するのが有利である。実験において、上のランプ出
力を低下させると同時に下のランプ出力を上昇させる
（例えば下６０％、上４０％の割合）と、サスセプタが
数度（１〜１０℃、典型的には３〜５℃）ウェーハより
熱い状況が形成される。このことにより、例えばサスセ
プタ上のくぼみの位置でウェーハへの熱伝達が少なくな
り、それによりこの位置に冷たいウェーハ温度が生じ、
このことはまたより低い成長速度及びひいてはより低い
層厚さを結果として生じる。実施例で使用したサスセプ
タは、複数の位置に１つの円形くぼみを有する。赤外線
ランプを介するエネルギー供給に依存して、基板上に円
形のくぼみ並びにまた隆起が形成された。下方ランプに
よる全エネルギーの割合は、５５％（図７、ａ）、５０
％（図７、ｂ）、４５％（図７、ｃ）及び４５％（図
７、ｄ）であった。
シリコンエピタキシーを、先にＨ２アニーリングを行っ
た後に、１１００℃の温度で約３．５〜４μｍ／分の平
均成長速度で実施した。該エピタキシー反応器は、図１
に示した特徴を有していた。堆積温度の制御は、上から
パイロメータでウェーハ表面の温度を測定しかつランプ
出力を調節することにより行い、その際上方のランプ出
力の下方のランプ出力に対する比は調整可能であった。
堆積温度（例えば１０５０〜１１８０℃、典型的には１
１００℃）を達成するために必要である上方及び下方の
ランプ出力の和を示す場合には、上方と下方から均一な
入射が達成されかつウェーハが均一に加熱されるよう
に、出力をそれぞれ約５０％（上方及び下方の出力）に
分割するのが有利である。実験において、上のランプ出
力を低下させると同時に下のランプ出力を上昇させる
（例えば下６０％、上４０％の割合）と、サスセプタが
数度（１〜１０℃、典型的には３〜５℃）ウェーハより
熱い状況が形成される。このことにより、例えばサスセ
プタ上のくぼみの位置でウェーハへの熱伝達が少なくな
り、それによりこの位置に冷たいウェーハ温度が生じ、
このことはまたより低い成長速度及びひいてはより低い
層厚さを結果として生じる。実施例で使用したサスセプ
タは、複数の位置に１つの円形くぼみを有する。赤外線
ランプを介するエネルギー供給に依存して、基板上に円
形のくぼみ並びにまた隆起が形成された。下方ランプに
よる全エネルギーの割合は、５５％（図７、ａ）、５０
％（図７、ｂ）、４５％（図７、ｃ）及び４５％（図
７、ｄ）であった。
【００２７】実施例は、形成される構造の高さもしくは
深さはランプ出力を介して制御することができるをこと
を示す。それに対して、該構造の直径は、サスセプタ内
のくぼみの直径を介して調整することができる。図７に
は、同時プロセスにおいて基板の異なる位置に施された
それぞれ２つの構造（（１）、（２））の断面図が示さ
れている。該断面図の極めて高い比較可能性は、該プロ
セスの均等性及びその再現可能性を明白にする。
深さはランプ出力を介して制御することができるをこと
を示す。それに対して、該構造の直径は、サスセプタ内
のくぼみの直径を介して調整することができる。図７に
は、同時プロセスにおいて基板の異なる位置に施された
それぞれ２つの構造（（１）、（２））の断面図が示さ
れている。該断面図の極めて高い比較可能性は、該プロ
セスの均等性及びその再現可能性を明白にする。
【００２８】従って、本発明は、ウェーハ、ＣＤ、ディ
スク、ガラス及び光学工業における表面トポグラフィー
のための標準体及び検査基準体を提供する。該標準体
は、ナノトポグラフィーの他にまた幾何学的寸法におい
て使用することもできる。
スク、ガラス及び光学工業における表面トポグラフィー
のための標準体及び検査基準体を提供する。該標準体
は、ナノトポグラフィーの他にまた幾何学的寸法におい
て使用することもできる。
【図１】サスセプタに載った基板ウェーハを有するエピ
タキシー反応器の略示図である。
タキシー反応器の略示図である。
【図２】本発明による１実施態様の特徴を有するサスセ
プタの平面図である。
プタの平面図である。
【図３】図２のサスセプタを使用した際に得られる構造
を有する、基板ウェーハに堆積した層の平面図である。
を有する、基板ウェーハに堆積した層の平面図である。
【図４】図２の断面図である。
【図５】図３の断面図である。
【図６】ナノトポグラフィー測定システムで測定した堆
積した構造の平面図である。
積した構造の平面図である。
【図７】本発明により形成した構造を断面をグラフで示
す図である。
す図である。
１ エピタキシー反応器、 １ａ 上方室部分、 １ｂ
下方室部分、 ２及び３ ガス流入管、 ４ ガス流
出管、 ５ サスセプタ、 ６ ホルダ、 ７赤外線ラ
ンプ、Ａ，Ｂ 材料、 Ｄ 厚さ、 Ｗ 基板ウェーハ
下方室部分、 ２及び３ ガス流入管、 ４ ガス流
出管、 ５ サスセプタ、 ６ ホルダ、 ７赤外線ラ
ンプ、Ａ，Ｂ 材料、 Ｄ 厚さ、 Ｗ 基板ウェーハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラインハルト シャウアー ドイツ連邦共和国 ラウフェン モースハ ム 40アー (72)発明者 リューディガー シュモルケ ドイツ連邦共和国 ブルグハウゼン ヴィ ントハーガー シュトラーセ 10 (72)発明者 ラルフ クンペ ドイツ連邦共和国 ヴェーデマルク アン デア ベーケ ３ Ｆターム(参考） 2G052 AA39 EB11 FD06 GA36 HA17 HC22
Claims (18)
- 【請求項１】 基板と、該基板に堆積された、０．５〜
２０ｍｍの横方向の寸法及び５〜５００ｎｍの垂直方向
の寸法を有する少なくとも１つの構造とを有し、該構造
が最高１×１０- ３のピッチを有する側面により制限さ
れている、ナノトポグラフィー装置を較正及び検査する
ための標準体。 - 【請求項２】 基板が、シリコン、ヒ化ガリウム、ガラ
ス、炭化シリコン及び二酸化シリコンを包含する物質の
群から選択される材料からなる請求項１記載の標準体。 - 【請求項３】 基板が、シリコン、ヒ化ガリウム、ゲル
マニウム、炭素、アルミニウム、銅、金、銀、二酸化シ
リコン、窒化シリコン、ケイ化タングステン及び前記物
質の混合物を包含する物質の群から選択される材料から
なる請求項１又は２記載の標準体。 - 【請求項４】 構造が平坦な周囲内の隆起である請求項
１から３までのいずれか１項記載の標準体。 - 【請求項５】 構造が平坦な周囲内のくぼみである請求
項１から３までのいずれか１項記載の標準体。 - 【請求項６】 構造が対称形を有する請求項１から５ま
でのいずれか１項記載の標準体。 - 【請求項７】 構造が非対称形を有する請求項１から５
までのいずれか１項記載の標準体。 - 【請求項８】 該基板に、０．５〜２０ｍｍの横方向の
長さ及び５〜５００ｎｍの垂直方向の寸法を有し、かつ
最高１×１０- ３のピッチを有する側面により制限さ
た、少なくとも１つの構造を堆積させることにより、ナ
ノトポグラフィー装置を較正及び検査するための標準体
を製造する方法において、材料を不均一な堆積速度で基
板に堆積させることを特徴とする、標準体の製造方法。 - 【請求項９】 不均一な堆積速度を、温度、ガス圧、ガ
ス流量、ガス種、ガス濃度、電圧及び電界及び磁界の強
さを包含する群から選択される少なくとも１つのパラメ
ータの局所的変化により達成する請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 ＣＶＤ（化学的気相成長法）、電着、
プラズマ被覆、蒸着及びエピタキーを包含する群から選
択される堆積法を使用する請求項８又は９記載の方法。 - 【請求項１１】 構造をエピタキシーで堆積し、かつ表
面部分が局所的に異なって加工されたサスセプタ上に基
板が配置されている請求項８から１０までのいずれか１
項記載の方法。 - 【請求項１２】 サスセプタが表面部分に局所的にくぼ
みを備えている請求項１１記載の方法。 - 【請求項１３】 くぼみに基板と異なる物質が充填され
ている請求項１２記載の方法。 - 【請求項１４】 基板が表面部分に局所的に隆起を備え
ている請求項１１記載の方法。 - 【請求項１５】 基板が表面部分に局所的に異なって研
磨されている請求項１１記載の方法。 - 【請求項１６】 サスセプタが表面部分で局所的に異な
って粗面化されている請求項１１記載の方法。 - 【請求項１７】 サスセプタが表面部分で局所的に異な
って鏡面化されている請求項１１記載の方法。 - 【請求項１８】 サスセプタが表面部分で局所的に異な
って黒色化されている請求項１１記載の方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10022991 | 2000-05-11 | ||
| DE10022991.3 | 2000-05-11 | ||
| DE10044162.9 | 2000-09-07 | ||
| DE10044162A DE10044162C2 (de) | 2000-05-11 | 2000-09-07 | Standard für ein Nanotopographie-Gerät und Verfahren zur Herstellung des Standards |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002039921A true JP2002039921A (ja) | 2002-02-06 |
Family
ID=26005631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001142353A Pending JP2002039921A (ja) | 2000-05-11 | 2001-05-11 | ナノトポグラフィー装置を較正及び検査するための標準体及び該標準体の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20010041258A1 (ja) |
| EP (1) | EP1153883A2 (ja) |
| JP (1) | JP2002039921A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005034219A1 (ja) * | 2003-10-01 | 2005-04-14 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法、及びシリコンエピタキシャルウェーハ |
| JP2007114183A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-05-10 | Commiss Energ Atom | 絶縁薄膜上にナノ構造体を含むヘイズノイズ標準の製造方法 |
| JP2014057081A (ja) * | 2010-10-20 | 2014-03-27 | Siltronic Ag | 単結晶シリコンで構成された半導体ウェハを熱処理中に支持するための支持リング、該半導体ウェハの熱処理のための方法、および単結晶シリコンで構成された熱処理された半導体ウェハ |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4092993B2 (ja) * | 2002-09-13 | 2008-05-28 | 信越半導体株式会社 | 単結晶育成方法 |
| WO2021021357A1 (en) * | 2019-07-26 | 2021-02-04 | Applied Materials, Inc. | Temperature profile measurement and synchronized control on substrate and susceptor in an epitaxy chamber |
-
2001
- 2001-03-28 US US09/819,961 patent/US20010041258A1/en not_active Abandoned
- 2001-04-12 EP EP01109325A patent/EP1153883A2/de not_active Withdrawn
- 2001-05-11 JP JP2001142353A patent/JP2002039921A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005034219A1 (ja) * | 2003-10-01 | 2005-04-14 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法、及びシリコンエピタキシャルウェーハ |
| US7615116B2 (en) | 2003-10-01 | 2009-11-10 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method for producing silicon epitaxial wafer and silicon epitaxial wafer |
| JP2007114183A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-05-10 | Commiss Energ Atom | 絶縁薄膜上にナノ構造体を含むヘイズノイズ標準の製造方法 |
| JP2014057081A (ja) * | 2010-10-20 | 2014-03-27 | Siltronic Ag | 単結晶シリコンで構成された半導体ウェハを熱処理中に支持するための支持リング、該半導体ウェハの熱処理のための方法、および単結晶シリコンで構成された熱処理された半導体ウェハ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1153883A2 (de) | 2001-11-14 |
| US20010041258A1 (en) | 2001-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI496962B (zh) | 經磊晶塗覆之半導體晶圓及製造經磊晶塗覆之半導體晶圓之裝置與方法 | |
| US7235130B2 (en) | Apparatus and method for diamond production | |
| US7700376B2 (en) | Edge temperature compensation in thermal processing particularly useful for SOI wafers | |
| KR20050012936A (ko) | 서셉터 및 이를 포함하는 증착 장치 | |
| TWI404125B (zh) | 製造經磊晶塗覆之矽晶圓的方法 | |
| CN108463581A (zh) | 碳化硅外延基板和制造碳化硅半导体装置的方法 | |
| TW201421612A (zh) | 用於急速熱處理的最小接觸邊緣環 | |
| WO1999041773A1 (en) | Substrate support for a thermal processing chamber | |
| KR101291918B1 (ko) | 에피텍샬방식으로 코팅된 반도체 웨이퍼를 제조하는 방법 | |
| JP2015516685A (ja) | リアクタ装置内においてウェハを支持するためのサセプタセンブリ | |
| JP2015516685A5 (ja) | ||
| CN110431654A (zh) | 改性SiC晶片的制造方法、附有外延层的SiC晶片、其制造方法、及表面处理方法 | |
| Stubhan et al. | Heteroepitaxial nucleation of diamond on Si (001) in hot filament chemical vapor deposition | |
| Shanks et al. | Formation of pin holes in hydrogenated amorphous silicon at high temperatures and the yield strength of a‐Si: H. | |
| US20020185053A1 (en) | Method for calibrating nanotopographic measuring equipment | |
| JP2008502122A (ja) | 処理装置用支持システム | |
| US5471947A (en) | Preparation of diamond films on silicon substrates | |
| JP5920156B2 (ja) | エピタキシャルウェーハの製造方法 | |
| JP2002039921A (ja) | ナノトポグラフィー装置を較正及び検査するための標準体及び該標準体の製造方法 | |
| JP4527449B2 (ja) | 熱処理チャンバの為のシリンダ | |
| JP2009038294A (ja) | 出力調整方法、シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法、及びサセプタ | |
| JP6461091B2 (ja) | ダイヤモンド蒸着のための方法 | |
| KR20010104659A (ko) | 나노토포그래피 유닛용 표준기 및 그 제조방법 | |
| KR20140090809A (ko) | 서셉터 지지부를 구비하는 웨이퍼 에피택셜 성장 장치 | |
| TW200404923A (en) | Single crystal, single crystal wafer, epitaxial wafer and method of growing single crystal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050128 |