JP2909680B2 - シリコンウエハの格子間酸素又は置換型炭素濃度測定方法 - Google Patents
シリコンウエハの格子間酸素又は置換型炭素濃度測定方法Info
- Publication number
- JP2909680B2 JP2909680B2 JP4075561A JP7556192A JP2909680B2 JP 2909680 B2 JP2909680 B2 JP 2909680B2 JP 4075561 A JP4075561 A JP 4075561A JP 7556192 A JP7556192 A JP 7556192A JP 2909680 B2 JP2909680 B2 JP 2909680B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- measurement
- thickness
- measuring
- interstitial oxygen
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウエハの格子
間酸素又は置換型炭素濃度測定方法に関し、特に、測定
対象の引上シリコンウエハ（以下単に測定ウエハとい
う）と基準の浮遊帯域シリコンウエハ（以下単に基準ウ
エハという）の厚みが相違する場合のシリコンウエハの
格子間酸素又は置換型炭素濃度測定方法に関するもので
ある。
間酸素又は置換型炭素濃度測定方法に関し、特に、測定
対象の引上シリコンウエハ（以下単に測定ウエハとい
う）と基準の浮遊帯域シリコンウエハ（以下単に基準ウ
エハという）の厚みが相違する場合のシリコンウエハの
格子間酸素又は置換型炭素濃度測定方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の引上シリコンウエハの格
子間酸素又は置換型炭素濃度測定方法（以下の説明では
便宜上格子間酸素濃度を例にとる）としては、測定ウエ
ハの赤外光透過特性および基準ウエハの赤外光透過特性
を測定して測定ウエハの格子間酸素濃度を求めることが
提案されていた。
子間酸素又は置換型炭素濃度測定方法（以下の説明では
便宜上格子間酸素濃度を例にとる）としては、測定ウエ
ハの赤外光透過特性および基準ウエハの赤外光透過特性
を測定して測定ウエハの格子間酸素濃度を求めることが
提案されていた。
【０００３】従来の測定方法では、測定ウエハの表裏両
面が鏡面研磨されており、しかも、測定ウエハと基準ウ
エハが同一の厚みを有する場合に限られていた。ただ
し、例外的に測定ウエハと基準ウエハの厚みが少し違っ
ている場合にのみ、不正確ではあるが、近似的に厚さ補
正を行うことは提案されていた。
面が鏡面研磨されており、しかも、測定ウエハと基準ウ
エハが同一の厚みを有する場合に限られていた。ただ
し、例外的に測定ウエハと基準ウエハの厚みが少し違っ
ている場合にのみ、不正確ではあるが、近似的に厚さ補
正を行うことは提案されていた。
【０００４】表１は、従来の測定方法および本発明の測
定方法の各々の主な適用可能範囲を示す。本発明はこの
他にも測定ウエハの研磨状態がラッピングのものにも適
用可能である。なお、表１において、測定ウエハと基準
ウエハは厚みが相違している。
定方法の各々の主な適用可能範囲を示す。本発明はこの
他にも測定ウエハの研磨状態がラッピングのものにも適
用可能である。なお、表１において、測定ウエハと基準
ウエハは厚みが相違している。
【０００５】
【表１】 前述の従来の厚み補正方法について詳しく説明する。従
来の方法では、光路が厚みの方向にあったので、光路長
と厚みが等しかった。説明の便宜上測定ウエハＭおよび
基準ウエハＲの厚みすなわち光路長をそれぞれＬおよび
２Ｌ（つまり２倍）と仮定して説明する。
来の方法では、光路が厚みの方向にあったので、光路長
と厚みが等しかった。説明の便宜上測定ウエハＭおよび
基準ウエハＲの厚みすなわち光路長をそれぞれＬおよび
２Ｌ（つまり２倍）と仮定して説明する。
【０００６】波数１１０６ｃｍ-1における格子間酸素の
局在振動の吸収係数をαＥとし、波数１１０６ｃｍ-1に
おけるＳｉ格子振動の吸収係数をαＩとする。
局在振動の吸収係数をαＥとし、波数１１０６ｃｍ-1に
おけるＳｉ格子振動の吸収係数をαＩとする。
【０００７】図１に示すように、測定ウエハＭに対して
赤外光ＩO を垂直に入射していたので、表面での反射お
よび内部での多重反射が生じていた。同様に、基準ウエ
ハＲに対しても赤外光ＩO を垂直に入射していたので、
表面での反射および内部での多重反射が生じていた。そ
のため、数式１に基づいて多重反射補正を行い、測定ウ
エハＭの光透過特性（透過光量ＩS ）を測定していた。
同様に、数式２に基づいて多重反射補正を行い、基準ウ
エハＲの光透過特性（透過光量ＩR ）を測定していた。
これらの２つの透過光量ＩS およびＩR を使って格子間
酸素濃度を求めた。ただし、γは測定ウエハＭおよび基
準ウエハＲの各々の表裏面における反射率である。
赤外光ＩO を垂直に入射していたので、表面での反射お
よび内部での多重反射が生じていた。同様に、基準ウエ
ハＲに対しても赤外光ＩO を垂直に入射していたので、
表面での反射および内部での多重反射が生じていた。そ
のため、数式１に基づいて多重反射補正を行い、測定ウ
エハＭの光透過特性（透過光量ＩS ）を測定していた。
同様に、数式２に基づいて多重反射補正を行い、基準ウ
エハＲの光透過特性（透過光量ＩR ）を測定していた。
これらの２つの透過光量ＩS およびＩR を使って格子間
酸素濃度を求めた。ただし、γは測定ウエハＭおよび基
準ウエハＲの各々の表裏面における反射率である。
【０００８】
【数１】
【０００９】
【数２】 このようにして求めた格子間酸素濃度は近似的なもので
ある。その理由を以下に説明する。
ある。その理由を以下に説明する。
【００１０】酸素に関係する赤外吸収バンド（波数１１
０６ｃｍ-1付近）以外の、ベースラインとなる波数領域
についてＳｉによる吸収を説明する。ベースラインとな
る波数領域における測定ウエハＭの透過光量ＩS および
基準ウエハＲの透過光量ＩRをそれぞれ数式３および４
に示す。
０６ｃｍ-1付近）以外の、ベースラインとなる波数領域
についてＳｉによる吸収を説明する。ベースラインとな
る波数領域における測定ウエハＭの透過光量ＩS および
基準ウエハＲの透過光量ＩRをそれぞれ数式３および４
に示す。
【００１１】
【数３】
【００１２】
【数４】 数式３および４を用いて、ベースラインとなる波数領域
での厚さ補正を数式５で表す。ただし、ｌｎは自然対数
である。
での厚さ補正を数式５で表す。ただし、ｌｎは自然対数
である。
【００１３】
【数５】
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】数式５を参照すると、
厚さ補正を行ったにもかかわらず、Ｓｉによる赤外光の
吸収による部分ｅ−２αＩ・Ｌおよびｅ−２αＩ・２Ｌ
のために、Ｓｉの赤外吸収が強い波数領域（すなわち、
αＩが大きい波数領域）では、Ｓｉの吸収を多重反射効
果のために測定ウエハと基準ウエハとの間で、厚さ補正
しても差し引くことができない。（数式５で、αＩ＝０
とおけば、数式５の右辺＝０となる。）このため、図２
に示すように、ベースラインはフラットにならず、Ｓｉ
の吸収バンドを反映して波うってくる。
厚さ補正を行ったにもかかわらず、Ｓｉによる赤外光の
吸収による部分ｅ−２αＩ・Ｌおよびｅ−２αＩ・２Ｌ
のために、Ｓｉの赤外吸収が強い波数領域（すなわち、
αＩが大きい波数領域）では、Ｓｉの吸収を多重反射効
果のために測定ウエハと基準ウエハとの間で、厚さ補正
しても差し引くことができない。（数式５で、αＩ＝０
とおけば、数式５の右辺＝０となる。）このため、図２
に示すように、ベースラインはフラットにならず、Ｓｉ
の吸収バンドを反映して波うってくる。
【００１５】したがって、正確な格子間酸素濃度を求め
ることができない。
ることができない。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、次の諸工程を
含む、シリコンウエハの格子間酸素又は置換型炭素濃度
測定方法を要旨としている。すなわち、入射平行偏光強
度を測定する第１工程と、表裏両面が鏡面研磨されてい
る浮遊帯域シリコンウエハを基準ウエハとして使用し、
その基準ウエハに対し前記入射平行偏光強度が測定され
た平行偏光をブリュースター角で入射させることにより
基準ウエハの光透過特性を測定する第２工程と、任意の
表面の研磨状態を有しかつ基準ウエハと厚みが相違する
測定ウエハに対し前記入射平行偏光強度が測定された平
行偏光をブリュースター角で入射させることにより測定
ウエハの光透過特性を測定する第３工程と、第１工程に
よって測定された入射平行偏光強度と第２工程によって
測定された基準ウエハの光透過特性と第３工程によって
測定された測定ウエハの光透過特性とから測定ウエハの
格子間酸素濃度又は置換型炭素濃度を、厚さ補正をして
算出する第４工程。
含む、シリコンウエハの格子間酸素又は置換型炭素濃度
測定方法を要旨としている。すなわち、入射平行偏光強
度を測定する第１工程と、表裏両面が鏡面研磨されてい
る浮遊帯域シリコンウエハを基準ウエハとして使用し、
その基準ウエハに対し前記入射平行偏光強度が測定され
た平行偏光をブリュースター角で入射させることにより
基準ウエハの光透過特性を測定する第２工程と、任意の
表面の研磨状態を有しかつ基準ウエハと厚みが相違する
測定ウエハに対し前記入射平行偏光強度が測定された平
行偏光をブリュースター角で入射させることにより測定
ウエハの光透過特性を測定する第３工程と、第１工程に
よって測定された入射平行偏光強度と第２工程によって
測定された基準ウエハの光透過特性と第３工程によって
測定された測定ウエハの光透過特性とから測定ウエハの
格子間酸素濃度又は置換型炭素濃度を、厚さ補正をして
算出する第４工程。
【００１７】なお、ここでいうウエハは１ｍｍ以下の厚
みだけでなく１ｍｍ以上の厚みのものを含む。
みだけでなく１ｍｍ以上の厚みのものを含む。
【００１８】
【実施例】図３を参照しつつ、本発明によるシリコンウ
エハの格子間酸素濃度測定方法の好適な実施例につい
て、その構成および作用を詳細に説明する。
エハの格子間酸素濃度測定方法の好適な実施例につい
て、その構成および作用を詳細に説明する。
【００１９】１０は、本発明によるシリコンウエハの格
子間酸素濃度測定方法を実行するための測定装置であっ
て、グローバー灯などの光源１１と、光源１１から与え
られた光を半透明鏡１２Ａによって２つに分けて可動鏡
１２Ｂおよび固定鏡１２Ｃによって反射せしめたのち重
ね合わせることにより干渉光を形成するマイケルソン干
渉計１２と、マイケルソン干渉計１２から与えられた光
（すなわち干渉光）を偏光せしめて得た平行偏光を測定
ウエハＭおよび基準ウエハＲに与えるための偏光子１３
と、入射平行偏光強度Ｉo 、測定ウエハＭの光透過特性
（平行偏光の透過光強度ＩCZ）および基準ウエハＲの光
透過特性（平行偏光の透過光強度ＩFZ）を検出するため
の検出器１４と、検出器１４に接続されており入射平行
偏光強度Ｉo と測定ウエハＭの光透過特性（すなわち透
過光強度ＩCZ）と基準ウエハＲの光透過特性（すなわち
透過光強度ＩFZ）とから厚さ補正を行って吸光度特性を
算出したのち測定ウエハＭの格子間酸素濃度を算出する
ための計算装置１５と、計算装置１５によって算出され
た格子間酸素濃度を基準値（たとえば上限基準値および
下限基準値）と比較するための比較装置１６とを備えて
いる。測定ウエハＭおよび基準ウエハＲと検出器１４と
の間には、必要に応じ、反射鏡１７Ａ，１７Ｂが挿入さ
れている。マイケルソン干渉計１２と偏光子１３との間
には、必要に応じ、反射鏡（図示せず）が挿入されてい
てもよい。
子間酸素濃度測定方法を実行するための測定装置であっ
て、グローバー灯などの光源１１と、光源１１から与え
られた光を半透明鏡１２Ａによって２つに分けて可動鏡
１２Ｂおよび固定鏡１２Ｃによって反射せしめたのち重
ね合わせることにより干渉光を形成するマイケルソン干
渉計１２と、マイケルソン干渉計１２から与えられた光
（すなわち干渉光）を偏光せしめて得た平行偏光を測定
ウエハＭおよび基準ウエハＲに与えるための偏光子１３
と、入射平行偏光強度Ｉo 、測定ウエハＭの光透過特性
（平行偏光の透過光強度ＩCZ）および基準ウエハＲの光
透過特性（平行偏光の透過光強度ＩFZ）を検出するため
の検出器１４と、検出器１４に接続されており入射平行
偏光強度Ｉo と測定ウエハＭの光透過特性（すなわち透
過光強度ＩCZ）と基準ウエハＲの光透過特性（すなわち
透過光強度ＩFZ）とから厚さ補正を行って吸光度特性を
算出したのち測定ウエハＭの格子間酸素濃度を算出する
ための計算装置１５と、計算装置１５によって算出され
た格子間酸素濃度を基準値（たとえば上限基準値および
下限基準値）と比較するための比較装置１６とを備えて
いる。測定ウエハＭおよび基準ウエハＲと検出器１４と
の間には、必要に応じ、反射鏡１７Ａ，１７Ｂが挿入さ
れている。マイケルソン干渉計１２と偏光子１３との間
には、必要に応じ、反射鏡（図示せず）が挿入されてい
てもよい。
【００２０】又、測定装置１０は、比較装置１６による
比較の結果に応じて測定ウエハＭの判定を行う判定装置
１８を備えている。たとえば判定装置１８は、格子間酸
素濃度が上限の基準値を超えた測定ウエハＭを不良と判
定し、格子間酸素濃度が上限の基準値と下限の基準値と
の間にある測定ウエハＭを良好と判定し、格子間酸素濃
度が下限の基準値に達しない測定ウエハＭを不良と判定
する。
比較の結果に応じて測定ウエハＭの判定を行う判定装置
１８を備えている。たとえば判定装置１８は、格子間酸
素濃度が上限の基準値を超えた測定ウエハＭを不良と判
定し、格子間酸素濃度が上限の基準値と下限の基準値と
の間にある測定ウエハＭを良好と判定し、格子間酸素濃
度が下限の基準値に達しない測定ウエハＭを不良と判定
する。
【００２１】さらに、計算装置１５には厚さ入力装置１
９が接続されていて、測定ウエハＭと基準ウエハＲの厚
みを入力できるようになっている。これらの厚みは、手
動で又は自動式に測定する。
９が接続されていて、測定ウエハＭと基準ウエハＲの厚
みを入力できるようになっている。これらの厚みは、手
動で又は自動式に測定する。
【００２２】好ましい、シリコンウエハの製造方法で
は、製造ライン中の化学研磨（エッチング）工程に付随
して実行される洗浄工程ののち、ゲッタリング工程およ
び鏡面研磨工程に先行して格子間酸素濃度の測定工程が
実行される。ただし、本発明はこれに限定されず、製造
ライン中の所望の箇所や製造ライン外で測定工程を実行
することができる。たとえばラップ工程の次に本発明を
実施してもよい。
は、製造ライン中の化学研磨（エッチング）工程に付随
して実行される洗浄工程ののち、ゲッタリング工程およ
び鏡面研磨工程に先行して格子間酸素濃度の測定工程が
実行される。ただし、本発明はこれに限定されず、製造
ライン中の所望の箇所や製造ライン外で測定工程を実行
することができる。たとえばラップ工程の次に本発明を
実施してもよい。
【００２３】シリコンウエハの製造方法における測定工
程は、次に述べる第１〜６工程を含む。すなわち、第１
工程は、入射平行偏光強度Ｉo を測定するための工程で
ある。第２工程は、表裏両面が鏡面研磨された基準の浮
遊帯域シリコンウエハＲに対し入射平行偏光強度Ｉo が
測定された平行偏光をブリュースター角Ｂで入射せしめ
ることにより基準ウエハＲの光透過特性（透過光強度Ｉ
FZ）を検出器１４で検出するための工程である。第３工
程は、製造ライン（図示せず）中の化学研磨工程によっ
て表裏両面が化学研磨され洗浄工程で洗浄された測定ウ
エハＭに対し入射平行偏光強度Ｉo が測定された平行偏
光をブリュースター角Ｂで入射せしめることにより測定
ウエハＭの光透過特性（透過光強度ＩCZ）を検出器１４
で検出するための工程である。第４工程は、測定ウエハ
Ｍと基準ウエハＲの厚みが相違するとき厚さ入力装置１
９から入力された測定ウエハＭおよび基準ウエハＲの厚
みと、第１工程によって測定された入射平行偏光強度Ｉ
o と、第２工程によって測定された基準ウエハＲの光透
過特性（透過光強度ＩFZ）と、第３工程によって測定さ
れた測定ウエハＭの光透過特性（透過光強度ＩCZ）とか
ら、測定ウエハＭの格子間酸素濃度〔ＯiC〕を厚さ補正
をして計算装置１５で算出するための工程である。第５
工程は、第４工程によって算出された測定ウエハＭの格
子間酸素濃度〔ＯiC〕を比較装置１６で基準値と比較す
るための工程である。第６工程は、第５工程によって比
較された結果に応じて格子間酸素濃度〔ＯiC〕が不良の
（たとえば基準値を超えた）測定ウエハＭを判定装置１
８で判定するための工程である。
程は、次に述べる第１〜６工程を含む。すなわち、第１
工程は、入射平行偏光強度Ｉo を測定するための工程で
ある。第２工程は、表裏両面が鏡面研磨された基準の浮
遊帯域シリコンウエハＲに対し入射平行偏光強度Ｉo が
測定された平行偏光をブリュースター角Ｂで入射せしめ
ることにより基準ウエハＲの光透過特性（透過光強度Ｉ
FZ）を検出器１４で検出するための工程である。第３工
程は、製造ライン（図示せず）中の化学研磨工程によっ
て表裏両面が化学研磨され洗浄工程で洗浄された測定ウ
エハＭに対し入射平行偏光強度Ｉo が測定された平行偏
光をブリュースター角Ｂで入射せしめることにより測定
ウエハＭの光透過特性（透過光強度ＩCZ）を検出器１４
で検出するための工程である。第４工程は、測定ウエハ
Ｍと基準ウエハＲの厚みが相違するとき厚さ入力装置１
９から入力された測定ウエハＭおよび基準ウエハＲの厚
みと、第１工程によって測定された入射平行偏光強度Ｉ
o と、第２工程によって測定された基準ウエハＲの光透
過特性（透過光強度ＩFZ）と、第３工程によって測定さ
れた測定ウエハＭの光透過特性（透過光強度ＩCZ）とか
ら、測定ウエハＭの格子間酸素濃度〔ＯiC〕を厚さ補正
をして計算装置１５で算出するための工程である。第５
工程は、第４工程によって算出された測定ウエハＭの格
子間酸素濃度〔ＯiC〕を比較装置１６で基準値と比較す
るための工程である。第６工程は、第５工程によって比
較された結果に応じて格子間酸素濃度〔ＯiC〕が不良の
（たとえば基準値を超えた）測定ウエハＭを判定装置１
８で判定するための工程である。
【００２４】第２，第３工程で、それぞれ基準ウエハＲ
および測定ウエハＭに対してそれぞれブリュースター角
Ｂで平行偏光を入射させる根拠は、測定ウエハＭおよび
基準ウエハＲへの平行偏光の入射および出射に際して反
射が生じることを実質的に阻止し、測定ウエハＭおよび
基準ウエハＲの内部で多重反射が生じることを防止する
ことにある。
および測定ウエハＭに対してそれぞれブリュースター角
Ｂで平行偏光を入射させる根拠は、測定ウエハＭおよび
基準ウエハＲへの平行偏光の入射および出射に際して反
射が生じることを実質的に阻止し、測定ウエハＭおよび
基準ウエハＲの内部で多重反射が生じることを防止する
ことにある。
【００２５】ここで、平行偏光とは、入射対象（ここで
は測定ウエハＭならびに基準ウエハＲ）への入射面に平
行な成分のみを有する偏光すなわちＰ偏光である。
は測定ウエハＭならびに基準ウエハＲ）への入射面に平
行な成分のみを有する偏光すなわちＰ偏光である。
【００２６】また、引上シリコンウエハとは、引上法
（いわゆる“チョクラルスキー法”）によって製造され
たシリコン単結晶から切り出されたウエハに対し一連の
処理工程を施すことにより加工されたシリコンウエハで
あり、測定ウエハとなっており、例えば、シリコン単結
晶の切断工程によって発生した表裏両面の破砕層を除去
するために機械研磨工程ののちに化学研磨されている。
（いわゆる“チョクラルスキー法”）によって製造され
たシリコン単結晶から切り出されたウエハに対し一連の
処理工程を施すことにより加工されたシリコンウエハで
あり、測定ウエハとなっており、例えば、シリコン単結
晶の切断工程によって発生した表裏両面の破砕層を除去
するために機械研磨工程ののちに化学研磨されている。
【００２７】更に、浮遊帯域シリコンウエハとは、浮遊
帯域溶融法によって製造されたシリコン単結晶から作成
されたシリコンウエハであり、基準ウエハとして使用し
ている。
帯域溶融法によって製造されたシリコン単結晶から作成
されたシリコンウエハであり、基準ウエハとして使用し
ている。
【００２８】第２工程で、浮遊帯域シリコンウエハを基
準ウエハとして採用する根拠は、その格子間酸素濃度
〔ＯiF〕が引上シリコンウエハの格子間酸素濃度
〔ＯiC〕に比べて極めて小さく、格子間酸素濃度
〔ＯiF〕をゼロとみなすことができるからである。ま
た、基準ウエハの表裏両面が鏡面研磨されている根拠
は、入射光（平行偏光）が表裏両面で散乱されることを
防止することにある。
準ウエハとして採用する根拠は、その格子間酸素濃度
〔ＯiF〕が引上シリコンウエハの格子間酸素濃度
〔ＯiC〕に比べて極めて小さく、格子間酸素濃度
〔ＯiF〕をゼロとみなすことができるからである。ま
た、基準ウエハの表裏両面が鏡面研磨されている根拠
は、入射光（平行偏光）が表裏両面で散乱されることを
防止することにある。
【００２９】第４工程で、第１工程によって測定された
入射平行偏光強度Ｉo と第２工程によって測定された基
準ウエハＲの光透過特性（ここでは透過光強度ＩFZ）と
第３工程によって測定された測定ウエハＭの光透過特性
（透過光強度ＩCZ）とから測定ウエハＭの格子間酸素濃
度〔ＯiC〕を算出する要領は、以下のとおりである。
入射平行偏光強度Ｉo と第２工程によって測定された基
準ウエハＲの光透過特性（ここでは透過光強度ＩFZ）と
第３工程によって測定された測定ウエハＭの光透過特性
（透過光強度ＩCZ）とから測定ウエハＭの格子間酸素濃
度〔ＯiC〕を算出する要領は、以下のとおりである。
【００３０】測定ウエハＭの格子間酸素濃度〔ＯiC〕
は、測定ウエハＭの格子間酸素の振動に起因した光吸収
係数αE と変換係数ｋ（現在３．１４×１０17個／ｃｍ
2 が好ましいと考えられている）とを用いて、数式６の
ごとく表現できる。ここで、測定ウエハＭの格子間酸素
の振動に起因した光吸収係数αE は、格子間酸素の振動
に起因した波数１１０６ｃｍ-1における肉厚ｄCZの測定
ウエハＭの格子間酸素の局在振動に由来する吸光度Ａと
ブリュースター角Ｂで入射された平行偏光の光路長Ｌと
ウエハ内の屈折角θを用いて、ランベルトーベールの法
則から、数式７のごとく表現できる。
は、測定ウエハＭの格子間酸素の振動に起因した光吸収
係数αE と変換係数ｋ（現在３．１４×１０17個／ｃｍ
2 が好ましいと考えられている）とを用いて、数式６の
ごとく表現できる。ここで、測定ウエハＭの格子間酸素
の振動に起因した光吸収係数αE は、格子間酸素の振動
に起因した波数１１０６ｃｍ-1における肉厚ｄCZの測定
ウエハＭの格子間酸素の局在振動に由来する吸光度Ａと
ブリュースター角Ｂで入射された平行偏光の光路長Ｌと
ウエハ内の屈折角θを用いて、ランベルトーベールの法
則から、数式７のごとく表現できる。
【００３１】
【数６】
【００３２】
【数７】 数式８は、測定ウエハＭと基準ウエハＲの厚さが同じ場
合の測定ウエハＭの吸光度ＡOBS をもとめる式である。
吸光度Ａと吸光度ＡOBS の関係は後述する。
合の測定ウエハＭの吸光度ＡOBS をもとめる式である。
吸光度Ａと吸光度ＡOBS の関係は後述する。
【００３３】
【数８】 次に、測定ウエハＭの表裏両面の研磨状態を以下の実施
例（ａ）〜（ｃ）の３つの場合に分けて、それぞれの場
合における本発明の測定方法について説明する。
例（ａ）〜（ｃ）の３つの場合に分けて、それぞれの場
合における本発明の測定方法について説明する。
【００３４】実施例（ａ）：両面鏡面研磨の場合 最初に、測定ウエハＭの表裏両面が鏡面研磨されている
場合について説明する。
場合について説明する。
【００３５】図４および図５は、平行偏光ＩO 、測定ウ
エハＭ、基準ウエハＲを模式的に示す。この場合、基準
ウエハＲの厚みは測定ウエハＭの２倍であるが、これは
便宜的なもので、本発明はこれに限定されない。また、
図４および５においては図の簡明化のために垂直入射の
形で図示してあるが、本発明ではブリュ―スタ―角入射
である。図４と図５でＬと２Ｌはウエハの厚みでなく
「ウエハ内の光路長」を意味する。
エハＭ、基準ウエハＲを模式的に示す。この場合、基準
ウエハＲの厚みは測定ウエハＭの２倍であるが、これは
便宜的なもので、本発明はこれに限定されない。また、
図４および５においては図の簡明化のために垂直入射の
形で図示してあるが、本発明ではブリュ―スタ―角入射
である。図４と図５でＬと２Ｌはウエハの厚みでなく
「ウエハ内の光路長」を意味する。
【００３６】測定ウエハＭの透過光強度ＩCZと基準ウエ
ハＲの透過光強度ＩFZはそれぞれ数式９と数式１０に表
される。数式１１〜１５に基づいて厚さ補正を行って、
吸光度ＡOBS を求める。なお、測定パラメ―タＩO 、Ｉ
FZ、ＩCZはスペクトルであり、波数の関数である。実際
に測定されるのは、装置関数（ν）×ＩO （ν）、装置
関数（ν）×ＩFZ（ν）、装置関数（ν）×ＩCZ（ν）
BR>である。νは波数（ｃｍ-1）を意味する。
ハＲの透過光強度ＩFZはそれぞれ数式９と数式１０に表
される。数式１１〜１５に基づいて厚さ補正を行って、
吸光度ＡOBS を求める。なお、測定パラメ―タＩO 、Ｉ
FZ、ＩCZはスペクトルであり、波数の関数である。実際
に測定されるのは、装置関数（ν）×ＩO （ν）、装置
関数（ν）×ＩFZ（ν）、装置関数（ν）×ＩCZ（ν）
BR>である。νは波数（ｃｍ-1）を意味する。
【００３７】
【数９】
【００３８】
【数１０】
【００３９】
【数１１】
【００４０】
【数１２】
【００４１】
【数１３】
【００４２】
【数１４】
【００４３】
【数１５】 測定ウエハＭの表裏両面での光散乱がないので、格子間
酸素の局在振動に由来する吸光度Ａは測定ウエハＭの吸
光度ＡOBS と等しい。
酸素の局在振動に由来する吸光度Ａは測定ウエハＭの吸
光度ＡOBS と等しい。
【００４４】参考のために、測定ウエハＭと基準ウエハ
Ｒの厚さが同じ場合の測定ウエハＭの吸光度Ａ′が数式
１６および１７で表されている。数式１５と数式１７を
比較すれば明らかなように、吸光度ＡOBS とＡ′は同じ
値である。つまり、厚さ補正により、基準ウエハＲと測
定ウエハＭとが同じ厚さの場合と同じスペクトルが得ら
れるのである。
Ｒの厚さが同じ場合の測定ウエハＭの吸光度Ａ′が数式
１６および１７で表されている。数式１５と数式１７を
比較すれば明らかなように、吸光度ＡOBS とＡ′は同じ
値である。つまり、厚さ補正により、基準ウエハＲと測
定ウエハＭとが同じ厚さの場合と同じスペクトルが得ら
れるのである。
【００４５】
【数１６】
【００４６】
【数１７】 実施例（ｂ）：両面が鏡面研磨されていない場合 次に、測定ウエハＭの表裏両面が鏡面研磨されていない
場合について説明する。ここでは、シリコン単結晶の切
断工程によって発生した表裏両面の破砕層を除去するた
めに機械研磨工程ののちに化学研磨されている場合につ
いて説明する。
場合について説明する。ここでは、シリコン単結晶の切
断工程によって発生した表裏両面の破砕層を除去するた
めに機械研磨工程ののちに化学研磨されている場合につ
いて説明する。
【００４７】図６および図７は、平行偏光ＩO 、測定ウ
エハＭ、基準ウエハＲを模式的に示す。図６および７に
おいては図の簡明化のために垂直入射の形で図示してあ
るが、本発明ではブリュ―スタ―角入射である。図６と
図７でＬと２Ｌはウエハの厚みでなく「ウエハ内の光路
長」を意味する。
エハＭ、基準ウエハＲを模式的に示す。図６および７に
おいては図の簡明化のために垂直入射の形で図示してあ
るが、本発明ではブリュ―スタ―角入射である。図６と
図７でＬと２Ｌはウエハの厚みでなく「ウエハ内の光路
長」を意味する。
【００４８】測定ウエハＭの透過光強度ＩCZおよび基準
ウエハＲの透過光強度ＩFZはそれぞれ数式１８および１
９に表される。数式２０〜２４に基づいて厚さ補正を行
って、測定ウエハＭの吸光度ＡOBS を求める。数式２４
が示すように、格子間酸素の局在振動に由来する吸光度
Ａは、測定ウエハＭの吸光度ＡOBS から光散乱による寄
与（ベースライン）を分離して求める。ただし、βは、
波数１１０６ｃｍ-1おける測定ウエハＭの表裏面での光
散乱率である。
ウエハＲの透過光強度ＩFZはそれぞれ数式１８および１
９に表される。数式２０〜２４に基づいて厚さ補正を行
って、測定ウエハＭの吸光度ＡOBS を求める。数式２４
が示すように、格子間酸素の局在振動に由来する吸光度
Ａは、測定ウエハＭの吸光度ＡOBS から光散乱による寄
与（ベースライン）を分離して求める。ただし、βは、
波数１１０６ｃｍ-1おける測定ウエハＭの表裏面での光
散乱率である。
【００４９】
【数１８】
【００５０】
【数１９】
【００５１】
【数２０】
【００５２】
【数２１】
【００５３】
【数２２】
【００５４】
【数２３】
【００５５】
【数２４】 参考のために述べると、測定ウエハＭと基準ウエハＲの
厚さが同じ場合の測定ウエハＭの吸光度Ａ′は数式２５
および２６で表される。
厚さが同じ場合の測定ウエハＭの吸光度Ａ′は数式２５
および２６で表される。
【００５６】
【数２５】
【００５７】
【数２６】 数式２４と数式２６を比較すれば明らかなように、吸光
度ＡOBS とＡ′は同じ値である。つまり、厚さ補正によ
り基準ウエハＲと測定ウエハＭとが同じ厚さの場合と同
じスペクトルが得られる。
度ＡOBS とＡ′は同じ値である。つまり、厚さ補正によ
り基準ウエハＲと測定ウエハＭとが同じ厚さの場合と同
じスペクトルが得られる。
【００５８】この他に、鏡面研磨されていない場合とし
ては、化学研磨工程に先立ち平坦度を確保するために表
裏両面が機械研磨されている場合や、化学研磨に先立つ
機械研磨が未だ施されていない場合があるが、これらの
場合も同様に、厚さ補正によって、基準ウエハＲと測定
ウエハＭの厚さが同じ場合と同じスペクトルを得ること
ができる。
ては、化学研磨工程に先立ち平坦度を確保するために表
裏両面が機械研磨されている場合や、化学研磨に先立つ
機械研磨が未だ施されていない場合があるが、これらの
場合も同様に、厚さ補正によって、基準ウエハＲと測定
ウエハＭの厚さが同じ場合と同じスペクトルを得ること
ができる。
【００５９】実施例（ｃ）：片面のみが鏡面研磨されて
いる場合 次に、測定ウエハＭの表面が鏡面研磨され、裏面が後続
のウエハ処理工程において表裏両面の識別を容易とする
ために粗面のまま放置されている場合について説明す
る。この場合、例えば、測定ウエハＭの裏面はエッチン
グされている。また、ここでは、測定ウエハＭおよび基
準ウエハＲの厚みをそれぞれｄCZ、ｄFZとして説明す
る。
いる場合 次に、測定ウエハＭの表面が鏡面研磨され、裏面が後続
のウエハ処理工程において表裏両面の識別を容易とする
ために粗面のまま放置されている場合について説明す
る。この場合、例えば、測定ウエハＭの裏面はエッチン
グされている。また、ここでは、測定ウエハＭおよび基
準ウエハＲの厚みをそれぞれｄCZ、ｄFZとして説明す
る。
【００６０】ブリュースター角入射平行偏光ＩO を測定
ウエハＭに入射した場合、測定ウエハＭの透過光強度Ｉ
CZは数式２７で表される。ただし、βは波数１１０６ｃ
ｍ-1における測定ウエハＭの裏面での光散乱率である。
ウエハＭに入射した場合、測定ウエハＭの透過光強度Ｉ
CZは数式２７で表される。ただし、βは波数１１０６ｃ
ｍ-1における測定ウエハＭの裏面での光散乱率である。
【００６１】
【数２７】 同様に、入射光ＩO を基準ウエハＲに入射した場合、基
準ウエハＲの透過光強度ＩFZは数式２８で表される。
準ウエハＲの透過光強度ＩFZは数式２８で表される。
【００６２】
【数２８】 平行偏光ブリュースター角入射では、測定ウエハＭの内
部で多重反射がおきない。したがって、測定ウエハＭと
基準ウエハＲとで厚さが異なる場合でも、数式２９に基
づいて厚さ補正すれば、測定ウエハＭと基準ウエハＲが
同じ厚さの場合と同じスペクトルがえられる。
部で多重反射がおきない。したがって、測定ウエハＭと
基準ウエハＲとで厚さが異なる場合でも、数式２９に基
づいて厚さ補正すれば、測定ウエハＭと基準ウエハＲが
同じ厚さの場合と同じスペクトルがえられる。
【００６３】
【数２９】 実際に、数式２９の右辺は、測定ウエハＭと基準ウエハ
Ｒが同じ厚さの場合の測定ウエハＭの吸光度ＡOBS であ
る。
Ｒが同じ厚さの場合の測定ウエハＭの吸光度ＡOBS であ
る。
【００６４】なお、念のために述べれば、片面のみが鏡
面研磨の場合は、前述の（ｂ）において表面の光散乱率
βをゼロとした場合に相当する。したがって、前述の
（ｂ）と同様の理由により、互いに厚みの異なる基準ウ
エハＲと測定ウエハＭの吸光度は同じ値であり、厚さ補
正により基準ウエハＲと測定ウエハＭとが同じ厚さの場
合と同じスペクトルが得られるのである。
面研磨の場合は、前述の（ｂ）において表面の光散乱率
βをゼロとした場合に相当する。したがって、前述の
（ｂ）と同様の理由により、互いに厚みの異なる基準ウ
エハＲと測定ウエハＭの吸光度は同じ値であり、厚さ補
正により基準ウエハＲと測定ウエハＭとが同じ厚さの場
合と同じスペクトルが得られるのである。
【００６５】また、前述の実施例（ｂ）の場合と同様
に、格子間酸素の局在振動に由来する吸光度Ａは、測定
ウエハＭの吸光度ＡOBS から光散乱による寄与（ベース
ライン）を分離して求める。
に、格子間酸素の局在振動に由来する吸光度Ａは、測定
ウエハＭの吸光度ＡOBS から光散乱による寄与（ベース
ライン）を分離して求める。
【００６６】実験例 （ｉ）厚さ補正ＰＰＢＩＲ（厚さ補正平行偏光ブリュー
スター角入射赤外分光法）によるスペクトルの測定 ＰＰＢＩＲ法とは、厚さ補正ＰＰＢＩＲ法において、厚
さ補正を行わない測定方法である。
スター角入射赤外分光法）によるスペクトルの測定 ＰＰＢＩＲ法とは、厚さ補正ＰＰＢＩＲ法において、厚
さ補正を行わない測定方法である。
【００６７】前述の実施例（ｃ）の場合の展開をスペク
トル上で直接確かめるために、片面鏡面研磨測定ウエハ
（面方位（１００）、厚さ６３３μｍ厚）について、６
２０μｍ厚の両面鏡面研磨基準ウエハと２００３μｍ厚
の両面鏡面研磨基準ウエハを用いて差吸光度スペクトル
を求めた。実際には、平行偏光をブリュースター角で入
射して、測定ウエハ、６２０μｍ厚基準ウエハおよび２
００３μｍ厚基準ウエハのシングル・ビーム・スペクト
ルを測定し、同時に入射光（平行偏光）のシングル・ビ
ーム・スペクトルを測定した。６２０μｍ厚の基準ウエ
ハを基準として用いる場合には、基準ウエハと測定ウエ
ハの厚さが同じであるとみなして、厚さ補正なしＰＰＢ
ＩＲ法によって差吸光度スペクトル（数式３０の左辺
で、ｄCZ／ｄFZ＝１とおいて計算する）を求めた。２０
０３μｍ厚基準ウエハを基準として用いる場合は、厚さ
補正なしＰＰＢ差吸光度スペクトル（ＰＰＢＩＲ法によ
って求めた差吸光度スペクトル）と数式３０にもとづく
厚さ補正ＰＰＢ差吸光度スペクトル（厚さ補正ＰＰＢＩ
Ｒ法によって求めた差吸光度スペクトル）を求めた。測
定には、ＢＩＯＲＡＤ製ＦＴＳ−１５／９０型ＦＴＩＲ
を用い、ビームスプリッターはＧe ／ＣS Ｉ、検出器１
４（図３）はＴＧＳ（トリグリシンサルフェイト）を使
用した。分解能は４ｃｍ-1、アパーチャは６ｍｍφ、各
シングル・ビーム・スペクトルの積算回数は２００回で
ある。
トル上で直接確かめるために、片面鏡面研磨測定ウエハ
（面方位（１００）、厚さ６３３μｍ厚）について、６
２０μｍ厚の両面鏡面研磨基準ウエハと２００３μｍ厚
の両面鏡面研磨基準ウエハを用いて差吸光度スペクトル
を求めた。実際には、平行偏光をブリュースター角で入
射して、測定ウエハ、６２０μｍ厚基準ウエハおよび２
００３μｍ厚基準ウエハのシングル・ビーム・スペクト
ルを測定し、同時に入射光（平行偏光）のシングル・ビ
ーム・スペクトルを測定した。６２０μｍ厚の基準ウエ
ハを基準として用いる場合には、基準ウエハと測定ウエ
ハの厚さが同じであるとみなして、厚さ補正なしＰＰＢ
ＩＲ法によって差吸光度スペクトル（数式３０の左辺
で、ｄCZ／ｄFZ＝１とおいて計算する）を求めた。２０
０３μｍ厚基準ウエハを基準として用いる場合は、厚さ
補正なしＰＰＢ差吸光度スペクトル（ＰＰＢＩＲ法によ
って求めた差吸光度スペクトル）と数式３０にもとづく
厚さ補正ＰＰＢ差吸光度スペクトル（厚さ補正ＰＰＢＩ
Ｒ法によって求めた差吸光度スペクトル）を求めた。測
定には、ＢＩＯＲＡＤ製ＦＴＳ−１５／９０型ＦＴＩＲ
を用い、ビームスプリッターはＧe ／ＣS Ｉ、検出器１
４（図３）はＴＧＳ（トリグリシンサルフェイト）を使
用した。分解能は４ｃｍ-1、アパーチャは６ｍｍφ、各
シングル・ビーム・スペクトルの積算回数は２００回で
ある。
【００６８】
【数３０】 ６２０μｍ厚の基準ウエハを用いた場合と、２００３μ
ｍ厚の基準ウエハを用いて厚さ補正ＰＰＢ差吸光度スペ
クトルを求めた場合は、数式３１に従って格子間酸素濃
度〔Ｏi c 〕（ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ）を求めた。
ｍ厚の基準ウエハを用いて厚さ補正ＰＰＢ差吸光度スペ
クトルを求めた場合は、数式３１に従って格子間酸素濃
度〔Ｏi c 〕（ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ）を求めた。
【００６９】
【数３１】 （ｉｉ）片面鏡面研磨測定ウエハの２つの測定値、すな
わち６２０μｍ厚の基準ウエハ（片面鏡面研磨測定ウエ
ハと同じ厚さの基準ウエハ）を用いた場合のＰＰＢ〔Ｏ
i c 〕値（ＰＰＢＩＲ法で求めた格子間酸素濃度）と、
２００３μｍ厚の基準ウエハ（測定ウエハと異なる厚さ
の基準ウエハ）を用いた場合の厚さ補正ＰＰＢ
〔Ｏi c 〕値（厚さ補正ＰＰＢＩＲ法で求めた格子間酸
素濃度）の比較 格子間酸素濃度の異なる片面鏡面研磨測定ウエハ（面方
位（１００）、裏面は酸エッチング面あるいはエッチン
グ後ＢＳＤ処理）を２６枚用意し、各測定ウエハについ
て、６２０μｍ厚の基準ウエハを用いた場合のＰＰＢ
〔Ｏi c 〕値と、２００３μｍ厚の基準ウエハを用いた
場合の厚さ補正ＰＰＢ〔Ｏi c 〕値を求め、比較検討し
た。測定方法と測定条件は前述のｉ）と同様である。
わち６２０μｍ厚の基準ウエハ（片面鏡面研磨測定ウエ
ハと同じ厚さの基準ウエハ）を用いた場合のＰＰＢ〔Ｏ
i c 〕値（ＰＰＢＩＲ法で求めた格子間酸素濃度）と、
２００３μｍ厚の基準ウエハ（測定ウエハと異なる厚さ
の基準ウエハ）を用いた場合の厚さ補正ＰＰＢ
〔Ｏi c 〕値（厚さ補正ＰＰＢＩＲ法で求めた格子間酸
素濃度）の比較 格子間酸素濃度の異なる片面鏡面研磨測定ウエハ（面方
位（１００）、裏面は酸エッチング面あるいはエッチン
グ後ＢＳＤ処理）を２６枚用意し、各測定ウエハについ
て、６２０μｍ厚の基準ウエハを用いた場合のＰＰＢ
〔Ｏi c 〕値と、２００３μｍ厚の基準ウエハを用いた
場合の厚さ補正ＰＰＢ〔Ｏi c 〕値を求め、比較検討し
た。測定方法と測定条件は前述のｉ）と同様である。
【００７０】（ｉｉｉ）酸エッチング測定ウエハの２つ
の測定値、すなわち６４９μｍ厚の基準ウエハ（酸エッ
チング測定ウエハと同じ厚さの基準ウエハ）を用いた場
合のＰＰＢ〔Ｏi c 〕値（ＰＰＢＩＲ法で求めた格子間
酸素濃度）と、２００３μｍ厚の基準ウエハ（測定ウエ
ハと異なる厚さの基準ウエハ）を用いた場合の厚さ補正
ＰＰＢ〔Ｏi c 〕値（厚さ補正ＰＰＢＩＲ法で求めた格
子間酸素濃度）の比較 格子間酸素濃度の異なる酸エッチング測定ウエハ（面方
位（１００）、表裏面は酸エッチング面あるいはエッチ
ング後ＢＳＤ処理）を１４枚用意し、各測定ウエハにつ
いて、６４９μｍ厚の基準ウエハを用いた場合のＰＰＢ
〔Ｏi c 〕値と、２００３μｍ厚の基準ウエハを用いた
場合の厚さ補正ＰＰＢ〔Ｏi c 〕値を求め、比較検討し
た。測定方法と測定条件は前述のｉ）と同様である。
の測定値、すなわち６４９μｍ厚の基準ウエハ（酸エッ
チング測定ウエハと同じ厚さの基準ウエハ）を用いた場
合のＰＰＢ〔Ｏi c 〕値（ＰＰＢＩＲ法で求めた格子間
酸素濃度）と、２００３μｍ厚の基準ウエハ（測定ウエ
ハと異なる厚さの基準ウエハ）を用いた場合の厚さ補正
ＰＰＢ〔Ｏi c 〕値（厚さ補正ＰＰＢＩＲ法で求めた格
子間酸素濃度）の比較 格子間酸素濃度の異なる酸エッチング測定ウエハ（面方
位（１００）、表裏面は酸エッチング面あるいはエッチ
ング後ＢＳＤ処理）を１４枚用意し、各測定ウエハにつ
いて、６４９μｍ厚の基準ウエハを用いた場合のＰＰＢ
〔Ｏi c 〕値と、２００３μｍ厚の基準ウエハを用いた
場合の厚さ補正ＰＰＢ〔Ｏi c 〕値を求め、比較検討し
た。測定方法と測定条件は前述のｉ）と同様である。
【００７１】（ｉｖ）結果と考察 まず前記（ｉ）の測定結果を検討する。図８に、６２０
μｍ厚基準ウエハを用いた場合の片面鏡面研磨測定ウエ
ハ（厚さ６３３μｍ）のＰＰＢ差吸光度スペクトルを示
し、図９に２００３μｍ厚基準ウエハを用いた場合の厚
さ補正ＰＰＢ差吸光度スペクトルを示す。図１１に、２
００３μｍ厚基準ウエハを用いた場合の厚さ補正なしＰ
ＰＢ差吸光度スペクトルを示す。一般に吸光度はｌｎＴ
―１で示すが、図８、９および１１の縦軸はｌｏｇ１０
Ｔ―１×１００の値が示されている。
μｍ厚基準ウエハを用いた場合の片面鏡面研磨測定ウエ
ハ（厚さ６３３μｍ）のＰＰＢ差吸光度スペクトルを示
し、図９に２００３μｍ厚基準ウエハを用いた場合の厚
さ補正ＰＰＢ差吸光度スペクトルを示す。図１１に、２
００３μｍ厚基準ウエハを用いた場合の厚さ補正なしＰ
ＰＢ差吸光度スペクトルを示す。一般に吸光度はｌｎＴ
―１で示すが、図８、９および１１の縦軸はｌｏｇ１０
Ｔ―１×１００の値が示されている。
【００７２】図８のスペクトルから求めた格子間酸素濃
度は０．９７９×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 であり、図
９の場合は０．９７３×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 であ
る。これらの結果から、２００３μｍ厚基準ウエハを基
準に用いた場合の片面鏡面研磨測定ウエハの厚さ補正Ｐ
ＰＢ差吸光度スペクトルは、スタンダートである測定ウ
エハと同じ厚みの基準ウエハを用いた場合のＰＰＢ差吸
光度スペクトル（厚さ補正なし）とほぼ同じであること
が確認でき、これらの差吸光度スペクトルから求めた格
子間酸素濃度もほぼ同じ値であることがわかる。これ
は、厚さ補正ＰＰＢＩＲ法では入射光が測定ウエハおよ
び基準ウエハ内で多重反射しないことに起因する。
度は０．９７９×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 であり、図
９の場合は０．９７３×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 であ
る。これらの結果から、２００３μｍ厚基準ウエハを基
準に用いた場合の片面鏡面研磨測定ウエハの厚さ補正Ｐ
ＰＢ差吸光度スペクトルは、スタンダートである測定ウ
エハと同じ厚みの基準ウエハを用いた場合のＰＰＢ差吸
光度スペクトル（厚さ補正なし）とほぼ同じであること
が確認でき、これらの差吸光度スペクトルから求めた格
子間酸素濃度もほぼ同じ値であることがわかる。これ
は、厚さ補正ＰＰＢＩＲ法では入射光が測定ウエハおよ
び基準ウエハ内で多重反射しないことに起因する。
【００７３】次に、前述の（ｉｉ）および（ｉｉｉ）で
行なった測定結果を検討する。表２は、片面鏡面研磨測
定ウエハの、６２０μｍ厚基準ウエハを用いた場合のＰ
ＰＢ〔ＯiC〕値と、２００３μｍ厚基準ウエハを用いた
場合の厚さ補正ＰＰＢ〔ＯiC〕値の相関関係を示す。表
３は酸エッチング測定ウエハでの同様のデ―タを示す。
図１０はそれらをグラフにしたものである。この図１０
から明白なように実用上の全酸素濃度領域において両者
の値が０．０１３×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の誤差の
範囲内で一致する事が分かる。
行なった測定結果を検討する。表２は、片面鏡面研磨測
定ウエハの、６２０μｍ厚基準ウエハを用いた場合のＰ
ＰＢ〔ＯiC〕値と、２００３μｍ厚基準ウエハを用いた
場合の厚さ補正ＰＰＢ〔ＯiC〕値の相関関係を示す。表
３は酸エッチング測定ウエハでの同様のデ―タを示す。
図１０はそれらをグラフにしたものである。この図１０
から明白なように実用上の全酸素濃度領域において両者
の値が０．０１３×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の誤差の
範囲内で一致する事が分かる。
【００７４】
【表２】
【００７５】
【表３】 以上の検討結果から、測定ウエハと同じ厚さの基準ウエ
ハを基準に用いた場合のＰＰＢ〔ＯiC〕測定と、２００
３μｍ厚基準ウエハを基準に用いた場合の厚さ補正ＰＰ
Ｂ〔ＯiC〕測定とは同等である。つまり、厚さ補正ＰＰ
ＢＩＲ法を用いることにより、測定ウエハ中の〔ＯiC〕
を、測定ウエハとは異なった厚さの基準ウエハを基準と
して用いて、測定ウエハと同じ厚さの基準ウエハを用い
た場合と変わりなく〔ＯiC〕測定が可能である。
ハを基準に用いた場合のＰＰＢ〔ＯiC〕測定と、２００
３μｍ厚基準ウエハを基準に用いた場合の厚さ補正ＰＰ
Ｂ〔ＯiC〕測定とは同等である。つまり、厚さ補正ＰＰ
ＢＩＲ法を用いることにより、測定ウエハ中の〔ＯiC〕
を、測定ウエハとは異なった厚さの基準ウエハを基準と
して用いて、測定ウエハと同じ厚さの基準ウエハを用い
た場合と変わりなく〔ＯiC〕測定が可能である。
【００７６】（ｖ）結論 厚さ補正ＰＰＢＩＲ法により、測定ウエハとは異なった
厚さの両面鏡面研磨基準ウエハを用いて片面鏡面研磨測
定ウエハおよび酸エッチング測定ウエハ中の格子間酸素
濃度〔ＯiC〕を、測定ウエハと同じ厚さの基準ウエハを
基準に用いた場合と変わりなく容易に測定できることが
判明した。これは、平行偏光ブリュスター角入射光はウ
エハ内で多重反射しないので、ランベルト・ベール則に
もとづく単純な厚さ補正が厳密に成立することに起因す
る。
厚さの両面鏡面研磨基準ウエハを用いて片面鏡面研磨測
定ウエハおよび酸エッチング測定ウエハ中の格子間酸素
濃度〔ＯiC〕を、測定ウエハと同じ厚さの基準ウエハを
基準に用いた場合と変わりなく容易に測定できることが
判明した。これは、平行偏光ブリュスター角入射光はウ
エハ内で多重反射しないので、ランベルト・ベール則に
もとづく単純な厚さ補正が厳密に成立することに起因す
る。
【００７７】変形例 本発明は、前述の実施例に限定されない。たとえば、本
発明は測定ウエハ中の格子間酸素濃度と同様にして置換
型炭素濃度を測定する方法にも適用できる。その場合、
それぞれ、振動に起因した波数を１１０６ｃｍ-1の代り
に６０７ｃｍ-1にし、変換係数ｋを３．１４×１０17個
／ｃｍ2 の代りに０．８１×１０17個／ｃｍ2 にする。
発明は測定ウエハ中の格子間酸素濃度と同様にして置換
型炭素濃度を測定する方法にも適用できる。その場合、
それぞれ、振動に起因した波数を１１０６ｃｍ-1の代り
に６０７ｃｍ-1にし、変換係数ｋを３．１４×１０17個
／ｃｍ2 の代りに０．８１×１０17個／ｃｍ2 にする。
【００７８】
【発明の効果】本発明によれば、基準ウエハと測定ウエ
ハが互いに違った表面状態であっても、格子間酸素濃度
や置換型炭素濃度の濃度測定が簡単かつ正確に行える。
しかも、基準ウエハと測定ウエハが互いに違った厚みを
有していても、それらの濃度測定が正確に行える。
ハが互いに違った表面状態であっても、格子間酸素濃度
や置換型炭素濃度の濃度測定が簡単かつ正確に行える。
しかも、基準ウエハと測定ウエハが互いに違った厚みを
有していても、それらの濃度測定が正確に行える。
【図１】従来の測定方法における測定ウエハと入射光の
関係を説明するための模式図。
関係を説明するための模式図。
【図２】従来の測定方法によって得られたスペクトルを
示す概略説明図。
示す概略説明図。
【図３】本発明方法を実施するための好適な装置の一例
を示す概略図。
を示す概略図。
【図４】本発明の実施例（ａ）における測定ウエハと入
射光の関係を説明するための模式図。
射光の関係を説明するための模式図。
【図５】本発明の実施例（ａ）における基準ウエハと入
射光の関係を説明するための模式図。
射光の関係を説明するための模式図。
【図６】本発明の実施例（ｂ）における測定ウエハと入
射光との関係を説明するための模式図。
射光との関係を説明するための模式図。
【図７】本発明の実施例（ｂ）における基準ウエハと入
射光との関係を説明するための模式図。
射光との関係を説明するための模式図。
【図８】本発明の範囲外の比較例で得られたＰＰＢ差吸
光度スペクトルを示す図。
光度スペクトルを示す図。
【図９】本発明の実験例で得られた厚さ補正ＰＰＢ差吸
光度スペクトルを示す図。
光度スペクトルを示す図。
【図１０】本発明の実験例の厚さ補正ＰＰＢ〔Ｏi c 〕
値と比較例のＰＰＢ〔Ｏi c 〕値との相関を示す図。
値と比較例のＰＰＢ〔Ｏi c 〕値との相関を示す図。
【図１１】本発明の範囲外の別の比較例で得られた厚さ
補正なしＰＰＢ差吸光度スペクトルを示す図。
補正なしＰＰＢ差吸光度スペクトルを示す図。
１０ 測定装置 １１ 光源 １２ マイケルソン干渉計 １２Ａ 半透明鏡 １２Ｂ 可動鏡 １２Ｃ 固定鏡 １３ 偏光子 １４ 検出器 １５ 計算装置 １６ 比較装置 １７Ａ，１７Ｂ 反射鏡 １８ 判定装置 １９ 厚さ入力装置 Ｍ 測定ウエハ Ｒ 基準ウエハ ◆
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２Ｚ (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/66 G01N 21/21 G01N 21/59 G01R 31/26 H01L 21/304
Claims (1)
- 【請求項１】 次の諸工程を含む、シリコンウエハの格
子間酸素又は置換型炭素濃度測定方法。 （ａ）入射平行偏光強度を測定する第１工程と、 （ｂ）表裏両面が鏡面研磨されている浮遊帯域シリコン
ウエハを基準ウエハとして使用し、その基準ウエハに対
し前記入射平行偏光強度が測定された平行偏光をブリュ
ースター角で入射させることにより基準ウエハの光透過
特性を測定する第２工程と、 （ｃ）任意の表面の研磨状態を有しかつ基準ウエハと厚
みが相違する測定ウエハに対し前記入射平行偏光強度が
測定された平行偏光をブリュースター角で入射させるこ
とにより測定ウエハの光透過特性を測定する第３工程
と、 （ｄ）第１工程によって測定された入射平行偏光強度と
第２工程によって測定された基準ウエハの光透過特性と
第３工程によって測定された測定ウエハの光透過特性と
から測定ウエハの格子間酸素濃度又は置換型炭素濃度
を、厚さ補正をして算出する第４工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4075561A JP2909680B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | シリコンウエハの格子間酸素又は置換型炭素濃度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4075561A JP2909680B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | シリコンウエハの格子間酸素又は置換型炭素濃度測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05243353A JPH05243353A (ja) | 1993-09-21 |
| JP2909680B2 true JP2909680B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=13579720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4075561A Expired - Fee Related JP2909680B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | シリコンウエハの格子間酸素又は置換型炭素濃度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2909680B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004014984B4 (de) * | 2004-03-26 | 2006-05-11 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Bestimmung des substitutionellen Kohlenstoffgehalts in poly- oder monokristallinem Silicium |
| JP7184032B2 (ja) * | 2019-12-27 | 2022-12-06 | 株式会社Sumco | シリコン試料の炭素濃度評価方法およびこの方法に使用される評価装置、シリコンウェーハ製造工程の評価方法、シリコンウェーハの製造方法ならびにシリコン単結晶インゴットの製造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5571934A (en) * | 1978-11-24 | 1980-05-30 | Hitachi Ltd | Method of evaluating impurity doping amount in semiconductor |
| JPS56154648A (en) * | 1980-04-30 | 1981-11-30 | Fujitsu Ltd | Measurement of semiconductor impurity concentration |
| JPS56160643A (en) * | 1980-05-16 | 1981-12-10 | Fujitsu Ltd | Measuring method for impurity concentration and distribution thereof |
| JPS6483135A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-28 | Hitachi Ltd | Measuring apparatus of polarized infrared ray for thin film |
| JPH01132935A (ja) * | 1987-11-18 | 1989-05-25 | Kawasaki Steel Corp | 被膜の分析方法及び装置 |
| JPH03111739A (ja) * | 1989-09-26 | 1991-05-13 | Nippon Steel Corp | 赤外吸収法によるシリコン結晶中の固溶酸素濃度の定量方法 |
-
1992
- 1992-02-27 JP JP4075561A patent/JP2909680B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05243353A (ja) | 1993-09-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Aspnes et al. | Dielectric functions and optical parameters of si, ge, gap, gaas, gasb, inp, inas, and insb from 1.5 to 6.0 ev | |
| JP4059334B2 (ja) | マイクロスクラッチ検査装置 | |
| JP2909680B2 (ja) | シリコンウエハの格子間酸素又は置換型炭素濃度測定方法 | |
| JPH01224646A (ja) | 比抵抗の分散の測定方法 | |
| US5287167A (en) | Method for measuring interstitial oxygen concentration | |
| JP3046724B2 (ja) | ウエハの厚さ測定方法 | |
| Shokhovets et al. | Anisotropic optical constants, birefringence, and dichroism of wurtzite GaN between 0.6 eV and 6 eV | |
| EP0473130B1 (en) | A method for measuring a substitutional carbon concentration | |
| JPH063268A (ja) | シリコンウエハの格子間酸素又は置換型炭素濃度の赤 外吸収分光法 | |
| JP2587714B2 (ja) | シリコンウェーハの製造方法 | |
| JP2897933B2 (ja) | シリコンウェーハの製造方法 | |
| JP2855473B2 (ja) | 引上シリコンウェーハの格子間酸素濃度測定方法 | |
| JPH03111739A (ja) | 赤外吸収法によるシリコン結晶中の固溶酸素濃度の定量方法 | |
| JP2897931B2 (ja) | シリコンウェーハの製造方法 | |
| JP2855476B2 (ja) | シリコンウェーハの製造方法 | |
| JP2897932B2 (ja) | 引上シリコンウェーハの格子間酸素濃度測定方法 | |
| JP3178607B2 (ja) | 引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度測定方法 | |
| JP2855474B2 (ja) | シリコンウェーハの製造方法 | |
| KR0156939B1 (ko) | 실리콘 웨이퍼 측정방법, 실리콘 웨이퍼 제조방법 및 격자간 산소농도 측정방법 | |
| JP2855475B2 (ja) | シリコンウェーハの製造方法 | |
| JP2945557B2 (ja) | シリコンウエハ表面の酸化膜の被膜率測定方法 | |
| JPH10154734A (ja) | 半導体結晶の評価方法 | |
| JP3339243B2 (ja) | Ｘ線反射率解析方法及び装置 | |
| Blickle et al. | Pseudodielectric function of ZnGeP 2 from 1.5 to 6 eV | |
| JPH05302889A (ja) | 赤外吸収法による格子間酸素濃度測定方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080409 Year of fee payment: 9 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080409 Year of fee payment: 9 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080409 Year of fee payment: 9 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090409 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090409 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100409 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |