JP2945557B2 - Method for measuring oxide film coverage on silicon wafer surface - Google Patents

Method for measuring oxide film coverage on silicon wafer surface

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JP2945557B2
JP2945557B2 JP9060593A JP9060593A JP2945557B2 JP 2945557 B2 JP2945557 B2 JP 2945557B2 JP 9060593 A JP9060593 A JP 9060593A JP 9060593 A JP9060593 A JP 9060593A JP 2945557 B2 JP2945557 B2 JP 2945557B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウエハ表面の
酸化膜の被膜率を求めるためのシリコンウエハ表面の被
膜率測定方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring a coating rate of a silicon wafer surface for determining a coating rate of an oxide film on a silicon wafer surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、X線光電子分光法(XPS)やエ
リプソメトリー法(偏光解析)によって、シリコンウエ
ハ表面に生成した酸化膜の被膜率を測定することが行わ
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, the coverage of an oxide film formed on the surface of a silicon wafer has been measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) or ellipsometry (polarization analysis).

【0003】この被膜率とは、一般にシリコンウエハ表
面の全面積に対するシリコンウエハ表面の酸化膜の面積
の割合であると考えられている。
[0003] The coating ratio is generally considered to be the ratio of the area of the oxide film on the silicon wafer surface to the total area of the silicon wafer surface.

【0004】しかしながら、このような面積の比を直接
的に測定せず、前述のX線光電子分光法によって表面分
析を行い、間接的に被膜率を求めている。あるいは、前
述のエリプソメトリー法によってシリコンウエハからの
反射光の偏光状態を測定して、間接的に被膜率を求めて
いる。
However, instead of directly measuring such an area ratio, the surface analysis is performed by the above-mentioned X-ray photoelectron spectroscopy to indirectly determine the coating ratio. Alternatively, the film ratio is indirectly determined by measuring the polarization state of the light reflected from the silicon wafer by the above-mentioned ellipsometry method.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述のX線光電子分光
法は、高真空中で測定を行うので、そのような高真空を
得る工程が必要である。そのため、簡便に測定を行うこ
とができないという欠点がある。また、この測定を行う
ための測定装置は高価なので、安価に測定を行うことが
できない。したがって経済性が悪いという欠点もある。
In the above-mentioned X-ray photoelectron spectroscopy, since the measurement is performed in a high vacuum, a process for obtaining such a high vacuum is required. Therefore, there is a disadvantage that the measurement cannot be performed easily. Further, since the measuring device for performing this measurement is expensive, it cannot be performed at low cost. Therefore, there is a disadvantage that the economy is poor.

【0006】一方、前述のエリプソメトリー法は、X線
光電子分光法と比較して、簡便に測定を行うことがで
き、しかも安価な測定装置を用いることができるが、測
定感度が低いので、実用上充分な精度で被膜率を求める
ことができないという欠点がある。
[0006] On the other hand, the above-mentioned ellipsometry method can easily carry out the measurement and can use an inexpensive measuring device, as compared with the X-ray photoelectron spectroscopy method. Further, there is a disadvantage that the coating ratio cannot be obtained with sufficient accuracy.

【0007】本発明は、簡便に測定を行うことができ、
しかも精度良く被膜率を求めることができるシリコンウ
エハ表面の被膜率測定方法を提供することを目的とす
る。
According to the present invention, measurement can be performed easily,
In addition, it is an object of the present invention to provide a method for measuring the coating rate on the surface of a silicon wafer, which can accurately determine the coating rate.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】一般的にウエハ表面の酸
化膜の被膜率は、ウエハ表面の面積に対する酸化膜の面
積の比として表される。本発明者は、後に詳細に説明す
るウエハ表面の酸化膜の長波長極性格子振動の縦波光学
モード(LO)のピーク強度が、ウエハ表面の酸化膜の
成長状態、すなわち被膜率とほぼ一致するため、このピ
ーク強度を被膜率として使用できることを知見して本発
明をなすに至った。また、ウエハ表面の酸化膜を観察し
た場合の長波長極性格子振動の縦波光学モード(LO)
の振動数、ピーク強度、および同横波光学モード(T
O)の振動数と前記縦波光学モード(LO)振動数との
分裂幅が酸化膜の成長状態と相関関係を有することを知
見して本発明をなすに至った。
Generally, the coverage of an oxide film on a wafer surface is expressed as a ratio of the area of the oxide film to the area of the wafer surface. The inventor of the present invention has found that the peak intensity of the longitudinal wave optical mode (LO) of the long-wavelength polar lattice vibration of the oxide film on the wafer surface, which will be described in detail later, almost matches the growth state of the oxide film on the wafer surface, that is, the coating rate. Therefore, the present inventors have found that this peak intensity can be used as a coating rate, and have accomplished the present invention. Longitudinal wave optical mode (LO) of long wavelength polar lattice vibration when observing an oxide film on the wafer surface
Frequency, peak intensity, and shear wave optical mode (T
The inventors have found that the split width between the frequency O) and the longitudinal wave optical mode (LO) frequency has a correlation with the growth state of the oxide film, and have accomplished the present invention.

【0009】前述の課題を解決するために、本願の第1
発明は、基準ウエハの表面上が酸化膜で飽和された時点
における酸化膜の長波長極性格子振動の縦波光学モード
(LO)のピーク強度を測定する工程と、所定の時点に
測定ウエハの表面の酸化膜の長波長極性格子振動の縦波
光学モード(LO)のピーク強度を測定する工程と、前
記飽和時点のピーク強度に対する測定ウエハのピーク強
度の割合を被膜率として求める工程とを含むシリコンウ
エハ表面の酸化膜の被膜率測定方法を要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the first of the present application
The present invention includes a step of measuring a peak intensity of a longitudinal wave optical mode (LO) of a long-wavelength polar lattice vibration of an oxide film when the surface of a reference wafer is saturated with an oxide film; Measuring the peak intensity of the longitudinal wave optical mode (LO) of the long-wavelength polar lattice vibration of the oxide film, and obtaining the ratio of the peak intensity of the measured wafer to the peak intensity at the time of the saturation as the coating ratio. The gist is a method for measuring the coating rate of an oxide film on a wafer surface.

【0010】本願の第2発明は、基準ウエハの表面上に
酸化膜が皆無の時点から飽和の時点までの間の酸化膜の
被膜率と酸化膜の長波長極性格子振動の縦波光学モード
(LO)のピーク強度の相対関係を予め求める工程と、
所定の時点に測定ウエハの酸化膜の長波長極性格子振動
の縦波光学モード(LO)のピーク強度を測定する工程
と、その測定値から前述の相対関係に基づいて測定ウエ
ハの測定時点における被膜率を求める工程を含むシリコ
ンウエハ表面の被膜率測定方法を要旨とする。
The second invention of the present application is directed to a longitudinal wave optical mode of a long-wavelength polar lattice vibration of the oxide film and a coverage ratio of the oxide film from the time when no oxide film is present on the surface of the reference wafer to the time when the oxide film is saturated. LO) determining a relative relationship of peak intensities in advance;
Measuring the peak intensity of the longitudinal wave optical mode (LO) of the long-wavelength polar lattice vibration of the oxide film of the measurement wafer at a predetermined time; The gist of the present invention is a method for measuring the coating rate on the surface of a silicon wafer including the step of obtaining the rate.

【0011】本願の第3発明は、基準ウエハの表面上に
酸化膜が皆無の時点から飽和の時点までの間の酸化膜の
被膜率と酸化膜の長波長極性格子振動の横波光学モード
(TO)および縦波光学モード(LO)の振動数の分裂
幅との相対関係を予め求める工程と、所定の時点に測定
ウエハの酸化膜の長波長極性格子振動の横波光学モード
(TO)および縦波光学モード(LO)の振動数の分裂
幅を測定する工程と、その測定値から前述の相対関係に
基づいて測定ウエハの測定時点における被膜率を求める
工程を含むシリコンウエハ表面の被膜率測定方法を要旨
とする。
[0011] The third invention of the present application is directed to a transverse wave optical mode (TO) of a long-wavelength polar lattice vibration of an oxide film from the time when no oxide film is present on the surface of the reference wafer to the time when the oxide film is saturated. ) And the relative frequency of the longitudinal wave mode (LO) with respect to the splitting width, and the transverse wave mode (TO) and the longitudinal wave of the long-wavelength polar lattice vibration of the oxide film of the measurement wafer at a predetermined time. A method for measuring the coating rate of a silicon wafer surface, which includes a step of measuring a split width of a frequency of an optical mode (LO) and a step of obtaining a coating rate at a measurement time point of a measurement wafer based on the measured value based on the measured value. Make a summary.

【0012】本願の第4発明は、基準ウエハの表面上に
酸化膜が皆無の時点から飽和の時点までの間の酸化膜の
被膜率と酸化膜の長波長極性格子振動の縦波光学モード
(LO)の振動数との相対関係を予め求める工程と、所
定の時点に測定ウエハの酸化膜の長波長極性格子振動の
縦波光学モード(LO)の振動数を測定する工程と、そ
の測定値から前述の相対関係に基づいて測定ウエハの測
定時点における被膜率を求める工程を含むシリコンウエ
ハ表面の被膜率測定方法を要旨とする。
The fourth invention of the present application is directed to a longitudinal wave optical mode of a long-wavelength polar lattice vibration of the oxide film and a coverage ratio of the oxide film from the time when no oxide film is present on the surface of the reference wafer to the time when the oxide film is saturated. LO), a step of determining a relative relationship with the frequency in advance, a step of measuring the longitudinal wave optical mode (LO) frequency of the long-wavelength polar lattice vibration of the oxide film of the measurement wafer at a predetermined time, and the measured value Therefore, the gist of the present invention is a method of measuring the coating rate on the surface of a silicon wafer including the step of obtaining the coating rate at the measurement point of the measurement wafer based on the above-described relative relationship.

【0013】以下、本明細書中において、長波長極性格
子振動の縦波光学モードを単に縦波光学モード、同様
に、長波長極性格子振動の横波光学モードを単に横波光
学モードと呼称する。
Hereinafter, in the present specification, the longitudinal wave optical mode of the long-wavelength polar lattice vibration is simply called the longitudinal wave optical mode, and similarly, the transverse wave optical mode of the long-wavelength polar lattice vibration is simply called the transverse wave optical mode.

【0014】また、ウエハ表面上の酸化膜は単結晶では
なくアモルファスといわれており、この意味では酸化膜
の格子振動は正しくは存在しない。しかし、平行偏光斜
め入射透過法および垂直入射法で測定される振動モード
が単結晶薄膜の場合の偏光特性と同様であることから、
本発明ではそれらを格子振動として説明する。
The oxide film on the wafer surface is said to be amorphous rather than single crystal, and in this sense, the lattice vibration of the oxide film does not exist correctly. However, since the vibration modes measured by the parallel polarization oblique incidence transmission method and the normal incidence method are the same as the polarization characteristics in the case of a single crystal thin film,
In the present invention, these are described as lattice vibrations.

【0015】[0015]

【実施例】本発明で用いられる酸化膜の縦波光学モード
および横波光学モードの測定について以下に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The measurement of the longitudinal wave mode and the transverse wave optical mode of an oxide film used in the present invention will be described below.

【0016】ウエハ表面上に成長した酸化膜は、例えば
フッ酸洗浄直後などの酸化膜の皆無時点から酸素を含む
雰囲気中に放置されると時間が経つにつれて、まず島状
に生成する。さらに放置時間が経つにつれて島状からネ
ットワーク状(網状)に成長し、このネットワークにお
けるいわゆる長距離の秩序化が進む。さらに放置時間が
経つにつれてウエハ表面の全体を覆うように成長し、や
がて飽和する。つまり自然酸化膜がウエハの全表面を覆
う。
An oxide film grown on the surface of a wafer is first formed in an island shape as time passes if the oxide film is left in an atmosphere containing oxygen from a point where no oxide film is present, for example, immediately after cleaning with hydrofluoric acid. Furthermore, as the standing time elapses, it grows from an island shape to a network shape (net shape), and so-called long-distance ordering in this network proceeds. Further, as the time elapses, the wafer grows so as to cover the entire surface of the wafer and eventually saturates. That is, the natural oxide film covers the entire surface of the wafer.

【0017】この酸化膜の成長過程において、観察され
る酸化膜の長波長極性格子振動の横波光学モードおよび
縦波光学モードが、成長の段階に応じて変化し、この変
化を定量化することによりウエハ表面に成長した酸化膜
の被膜率を測定できる。
In the growth process of the oxide film, the observed transverse-wave optical mode and longitudinal-wave optical mode of the long-wavelength polar lattice vibration of the oxide film change according to the growth stage, and the change is quantified. The coating rate of the oxide film grown on the wafer surface can be measured.

【0018】この酸化膜の長波長極性格子振動の各モー
ドは、例えば平行偏光ブリュースター角入射赤外透過分
光法(以下、単にブリュースター角入射法という)およ
び垂直入射赤外透過分光法(以下、単に垂直入射法とい
う)によって測定できる。
The modes of the long-wavelength polar lattice vibration of the oxide film are, for example, parallel polarization Brewster angle incidence infrared transmission spectroscopy (hereinafter simply referred to as Brewster angle incidence method) and normal incidence infrared transmission spectroscopy (hereinafter referred to as "Brewster angle incidence method"). , Simply referred to as the normal incidence method).

【0019】図1を参照して、前述のブリュースター角
入射法による測定について以下に説明する。
Referring to FIG. 1, the measurement by the Brewster angle incidence method will be described below.

【0020】第1基準ウエハ1を約4.8%のフッ酸
(HF)で洗浄した後に水洗して、第1基準ウエハ1表
面上の酸化膜を剥離する。フッ酸の濃度はウエハの表面
の酸化膜を剥離できる濃度であれば良い。
The first reference wafer 1 is washed with about 4.8% hydrofluoric acid (HF) and then with water to remove an oxide film on the surface of the first reference wafer 1. The concentration of hydrofluoric acid may be any concentration as long as the oxide film on the surface of the wafer can be removed.

【0021】第1基準ウエハ1は、浮遊帯域シリコンウ
エハ(面方位(100)、比抵抗1kΩcm以上、厚さ
約700μm)であり、両面がミラー加工されている。
この状態において第1基準ウエハ表面の酸化膜はほとん
ど皆無である。この第1基準ウエハをクリーンルーム内
に放置して、自然酸化させる。すなわち、第1基準ウエ
ハ1を雰囲気により自然酸化させることによって、その
表面に自然酸化膜を徐々に成長させる。
The first reference wafer 1 is a floating zone silicon wafer (plane orientation (100), specific resistance of 1 kΩcm or more, thickness of about 700 μm), and both sides are mirror-processed.
In this state, there is almost no oxide film on the surface of the first reference wafer. The first reference wafer is left in a clean room and naturally oxidized. That is, the first reference wafer 1 is naturally oxidized by the atmosphere, so that a natural oxide film is gradually grown on the surface thereof.

【0022】なお、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る。
The floating zone silicon wafer is a silicon wafer formed from a silicon single crystal manufactured by a floating zone melting method.

【0023】入射光Iを矢印に沿って入射角Bで第1基
準ウエハ1に入射して透過させる。入射角Bはシリコン
のブリュースター角(73.7度)である。第1基準ウ
エハ1の表面には、自然酸化膜10が生成している。
The incident light I is incident on the first reference wafer 1 at an incident angle B along the arrow and is transmitted therethrough. The incident angle B is the Brewster angle of silicon (73.7 degrees). A natural oxide film 10 is formed on the surface of the first reference wafer 1.

【0024】入射光Iは、平行偏光である。The incident light I is parallel polarized light.

【0025】入射光Iの入射平行偏光強度IO と透過光
強度IA を測定する。これらの測定は、従来のフーリエ
変換型赤外分光光度計(FTIR)などを用いて行うこ
とができる。
[0025] measuring the incident parallel polarization intensity I O of the incident light I transmitted light intensity I A. These measurements can be performed using a conventional Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR) or the like.

【0026】第1基準ウエハ1とは別に、第2基準ウエ
ハ2を用意する。第2基準ウエハ2は、第1基準ウエハ
1と同一のシリコンウエハである。ただし、この第2基
準ウエハ2は、フッ酸で洗浄された直後のものであり、
表面の自然酸化膜が完全に剥離されている。
A second reference wafer 2 is prepared separately from the first reference wafer 1. The second reference wafer 2 is the same silicon wafer as the first reference wafer 1. However, this second reference wafer 2 is immediately after being cleaned with hydrofluoric acid,
The natural oxide film on the surface is completely peeled off.

【0027】前述のブリュースター角入射法による第1
基準ウエハ1の透過光強度IA の測定と同様にして、第
2基準ウエハ2の透過光強度IB を測定する。
The first Brewster angle incidence method described above
In the same manner as in the measurement of the transmitted light intensity I A of the reference wafer 1 to measure the transmitted light intensity I B of the second reference wafer 2.

【0028】第1基準ウエハ1および第2基準ウエハ2
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、第2基準ウエハ2および第1基準ウエハ
1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、第1基準ウエハ1および第2基
準ウエハ2の内部で多重反射が生じることを防止するこ
とにある。
First reference wafer 1 and second reference wafer 2
Is based on the fact that parallel polarized light is incident on the second reference wafer 2 and the first reference wafer 1 at the Brewster angle B, respectively. It is to prevent multiple reflections from occurring inside the reference wafer 1 and the second reference wafer 2.

【0029】数式1に基づいて、差吸光度スペクトルA
B を求める。ただし、dA は第1基準ウエハ1の厚さで
あり、dB は第2基準ウエハ2の厚さである。なお、測
定パラメータIO ,IA ,IB はスペクトルであり、波
数の関数である。
Based on Equation 1, the difference absorbance spectrum A
Ask for B. Here, d A is the thickness of the first reference wafer 1, and d B is the thickness of the second reference wafer 2. Note that the measurement parameters I O , I A , and I B are spectra and are functions of wave numbers.

【0030】[0030]

【数1】 差吸光度スペクトルAB は、第1基準ウエハ1の表面の
酸化膜10の吸光度スペクトルに相当する。前述の自然
酸化膜の成長過程における各時点で求められた差吸光度
スペクトルAB の一例(フッ酸洗浄後、8日間放置した
時点)を、図3のグラフ中の5aに示す。
(Equation 1) Differential absorbance spectrum A B corresponds to the absorbance spectrum of the oxide film 10 of the first reference wafer 1 surface. An example of the difference absorbance spectrum A B determined at each time point in the growth process of the natural oxide film of the aforementioned (after washing hydrofluoric acid, when standing for 8 days) are shown in 5a in the graph of FIG.

【0031】次に、図2を参照して、垂直入射法による
測定について説明する。
Next, the measurement by the vertical incidence method will be described with reference to FIG.

【0032】垂直入射法は、入射光Iを第1基準ウエハ
1および第2基準ウエハ2に対して垂直Rに入射する点
を除いて、前述のブリュースター角入射法と同様であ
り、差吸光度スペクトルAR が求められる。前述の自然
酸化膜の成長過程における各時点で求められた差吸光度
スペクトルAR の一例を図3のグラフ中の5bに示す。
The vertical incidence method is the same as the above-described Brewster angle incidence method except that the incident light I is incident on the first reference wafer 1 and the second reference wafer 2 at a right angle R. The spectrum AR is determined. An example of the difference absorbance spectrum A R obtained at each point in the growth process of the natural oxide film is shown at 5b in the graph of FIG.

【0033】なお、垂直入射法においては、第1基準ウ
エハ1および第2基準ウエハ2の内部で多重反射が生じ
る。
In the vertical incidence method, multiple reflections occur inside the first reference wafer 1 and the second reference wafer 2.

【0034】ブリュースター角入射法によって得られた
差吸光度スペクトルAB には、横波光学(transv
erse optical)モード(以下、単にTOモ
ードという)および縦波光学(longitudina
l optical)モード(以下、単にLOモードと
いう)がそれぞれ観測される。また、垂直入射法によっ
て得られた差吸光度スペクトルAR には、TOモードだ
けが観測される。すなわち、第1基準ウエハ1につい
て、ブリュースター角入射法および垂直入射法の両方に
よる測定を行うことにより、前述のTOモードとLOモ
ードを分離して測定できる。
[0034] The differential absorbance spectrum A B obtained by Brewster angle incidence method, transverse optical (Transv
error optical mode (hereinafter simply referred to as TO mode) and longitudinal wave optics (longitudina).
An optical mode (hereinafter, simply referred to as an LO mode) is observed. In the difference absorbance spectrum A R obtained by the normal incidence method, only the TO mode is observed. That is, by performing the measurement on both the Brewster angle incidence method and the vertical incidence method for the first reference wafer 1, the above-described TO mode and LO mode can be measured separately.

【0035】図3に第1基準ウエハの酸化膜のLOモー
ドおよびTOモードの振動数、ならびにLOピーク強度
を示す。ブリュースター角入射法によって測定された差
吸光度スペクトル5aには、LOモードの振動数(L
O)およびTOモードの振動数(TO)が観測される。
また、垂直入射法によって測定された差吸光度スペクト
ル5bには、TOモードの振動数(TO)が観測され
る。
FIG. 3 shows the LO mode and TO mode frequencies of the oxide film on the first reference wafer and the LO peak intensity. The difference absorbance spectrum 5a measured by the Brewster angle incidence method has the LO mode frequency (L
O) and TO mode frequencies (TO) are observed.
Further, the frequency (TO) of the TO mode is observed in the difference absorbance spectrum 5b measured by the vertical incidence method.

【0036】これらの測定方法を用いて前述の自然酸化
膜の成長過程におけるLOモード、TOモードを測定し
経時変化を調べた。これらの測定は連続的に行うことが
好ましいのは当然であるが、操作上の制約などから、適
宜の各時点の測定を経時的に行い、それらの測定結果を
用いて連続的な測定の結果に代用することができる。フ
ッ酸洗浄によってウエハの酸化膜を除去した後、クリー
ンルーム内に放置してから、0時間経過時(つまり酸化
膜の皆無時)、8時間経過時、20時間経過時、2.8
日間経過時、8.8日間経過時、16.8日間経過時、
33日間経過時の各時点において、ブリュースター角入
射法による測定を行い前述した差吸光度スペクトルAB
を得た。結果を図4の(a)のグラフに示す。
Using these measuring methods, the LO mode and the TO mode in the above-described natural oxide film growth process were measured, and the change with time was examined. Naturally, it is preferable to perform these measurements continuously.However, due to operational constraints, appropriate measurements at each point in time are performed over time, and the results of continuous measurement are used using those measurement results. Can be substituted for After removing the oxide film from the wafer by hydrofluoric acid cleaning, leave the wafer in a clean room, and then 0 hours (that is, no oxide film), 8 hours, 20 hours, and 2.8.
Days, 8.8 days, 16.8 days,
At each time point after the elapse of 33 days, measurement was performed by the Brewster angle incidence method, and the above-mentioned difference absorbance spectrum A B
I got The results are shown in the graph of FIG.

【0037】また、0時間経過時、7時間経過時、21
時間経過時、2.8日間経過時、8.9日間経過時、1
6.8日間経過時、33.1日間経過時の各時点におい
て、垂直入射法による測定を行い前述した差吸光度スペ
クトルAR を得た。結果を図4の(b)のグラフに示
す。
When 0 hour has elapsed, 7 hours have elapsed, and 21 hours have elapsed.
Time elapsed, 2.8 days passed, 8.9 days passed, 1
At 6.8 days and 33.1 days, measurements were made by the vertical incidence method to obtain the above-mentioned difference absorbance spectrum A R. The results are shown in the graph of FIG.

【0038】前述のようにブリュースター角入射法にお
いては多重反射を防止しているので、この入射法によっ
て得られた差吸光度スペクトルAB からLOモードのピ
ーク強度(以下、LOピーク強度という)を精度良く求
めることができる。
[0038] Since in the Brewster angle incidence method as described above so as to prevent multiple reflection, the peak intensity of the LO mode from the difference absorbance spectrum A B obtained by this injection method (hereinafter, referred to as LO peak intensity) It can be obtained with high accuracy.

【0039】図4(a)から理解されるように、LOピ
ーク強度はウエハの酸化膜が皆無の時点では実質的に0
であり、ウエハの放置時間が経つにつれて対応してLO
ピーク強度が増大する。このLOピーク強度は自然酸化
膜によってウエハ表面が被覆されるまでの過程を直接反
映している。しかもLOピーク強度は理論的に、ウエハ
表面に生成した酸化膜の面積に良く比例する。このた
め、ウエハの飽和時点でのLOピーク強度に対する測定
時点でのピーク強度の割合を求めることによりウエハの
酸化膜の被膜率を定義することができる。
As can be understood from FIG. 4A, the LO peak intensity is substantially zero when there is no oxide film on the wafer.
Therefore, as the time of leaving the wafer elapses, the LO
The peak intensity increases. This LO peak intensity directly reflects the process until the wafer surface is covered with the natural oxide film. Moreover, the LO peak intensity is theoretically well proportional to the area of the oxide film formed on the wafer surface. Therefore, by determining the ratio of the peak intensity at the measurement time to the LO peak intensity at the saturation time of the wafer, the coating rate of the oxide film on the wafer can be defined.

【0040】本願の第1発明においては、具体的には、
基準ウエハの表面が酸化膜で飽和された時点におけるL
Oピーク強度を測定し、基準ウエハとほぼ同様の物性を
有する測定ウエハの測定時点におけるLOピーク強度を
測定する。そして測定ウエハのLOピーク強度と基準ウ
エハの飽和時点でのLOピーク強度との比(測定ウエハ
LOピーク強度/基準ウエハ飽和時点LOピーク強度)
を求めて被膜率を求めることができる。
In the first invention of the present application, specifically,
L at the time when the surface of the reference wafer is saturated with the oxide film
The O peak intensity is measured, and the LO peak intensity at the measurement time point of the measurement wafer having substantially the same physical properties as the reference wafer is measured. Then, the ratio of the LO peak intensity of the measurement wafer to the LO peak intensity at the saturation point of the reference wafer (LO peak intensity of the measurement wafer / LO peak intensity at the saturation point of the reference wafer)
To determine the coating ratio.

【0041】正確には測定ウエハの飽和時点のLOピー
ク強度を分母とするのであるが、そのためには測定ウエ
ハを、酸化膜が飽和するまで放置しなければならない。
しかしそれでは測定時点で測定ウエハの被膜率を決定す
ることはできない。したがって、基準ウエハは測定ウエ
ハとほぼ同一の物性のウエハを使用することによって、
基準ウエハの酸化膜が飽和した時点のLOピーク強度を
測定ウエハの酸化膜が飽和した時点のLOピーク強度と
見做すことができる。
To be precise, the LO peak intensity at the saturation point of the measurement wafer is used as a denominator. For this purpose, the measurement wafer must be left until the oxide film is saturated.
However, it is not possible to determine the coating rate of the measurement wafer at the time of measurement. Therefore, by using a wafer of the same physical properties as the measurement wafer as the reference wafer,
The LO peak intensity when the oxide film on the reference wafer is saturated can be regarded as the LO peak intensity when the oxide film on the measurement wafer is saturated.

【0042】また、同じく図4(a)および(b)から
理解されるように、フッ酸洗浄(酸化膜剥離)後、放置
時間が経つにつれてLOモードの振動数が約1110c
-1から約1212cm-1にシフトしている。これに対
し、TOモードの振動数はほぼ1050cm-1でありほ
とんど変化しない。したがって、LOモードの振動数と
TOモードの振動数の差(以下、TO−LO分裂幅とい
う)も経時的に増大する。TO−LO分裂幅を図3にD
として示す。
Also, as can be understood from FIGS. 4A and 4B, after the hydrofluoric acid cleaning (stripping of the oxide film), the frequency of the LO mode is increased to about 1110 c as the standing time elapses.
It has shifted from m -1 to about 1212 cm -1 . On the other hand, the frequency of the TO mode is almost 1050 cm −1 and hardly changes. Therefore, the difference between the frequency in the LO mode and the frequency in the TO mode (hereinafter referred to as the TO-LO split width) also increases with time. Figure 3 shows the TO-LO split width
As shown.

【0043】このLOモード振動数のシフトおよびTO
−LO分裂幅の経時増大には、ウエハ表面の酸化による
酸化ケイ素(酸化膜)のネットワークの形成過程が直接
的に反映されているということができる。
This LO mode frequency shift and TO
It can be said that the increase in the LO division width over time directly reflects the process of forming a network of silicon oxide (oxide film) due to oxidation of the wafer surface.

【0044】その理由について、TOモードの振動数は
LOモード極性格子振動が誘起する巨視的電場の影響を
受けず局所的な力場により決るので、自然酸化膜が島状
からネットワーク状に成長してもほとんど変化しない。
それに対してLOモードの振動数は、LOモード極性格
子振動が誘起する巨視的電場の影響を受けるので、自然
酸化膜が成長し、長距離の秩序化が進むにつれて高波数
側にシフトすると考えられる。
The reason is that the frequency of the TO mode is determined by the local force field without being affected by the macroscopic electric field induced by the LO mode polar lattice vibration, so that the natural oxide film grows from an island to a network. Even hardly changes.
On the other hand, since the LO mode frequency is affected by the macroscopic electric field induced by the LO mode polar lattice vibration, it is considered that the natural oxide film grows and shifts to a higher wavenumber side as long-range ordering progresses. .

【0045】したがって、LOモード振動数およびTO
−LO分裂幅は自然酸化膜のネットワークの形成・成長
に対応しており、任意の時間だけ放置されたウエハの自
然酸化膜の被膜率は、LOモード振動数およびTO−L
O分裂幅の値に対するその第1基準ウエハ1のTO−L
O分裂幅との密接な関係を有している。よって、LOモ
ード振動数またはTO−LO分裂幅を測定することによ
ってウエハ表面の自然酸化膜の被膜率を間接的に求める
ことができる。なお、前述のように、TOモードの振動
数は実質的に経時変化を生じないため、LOモードの振
動数とTO−LO分裂幅は実質的に同じ意味を持つ。
Therefore, the LO mode frequency and TO
The -LO split width corresponds to the formation and growth of the native oxide film network, and the native oxide film coverage of the wafer left for an arbitrary time is determined by the LO mode frequency and the TO-L
TO-L of the first reference wafer 1 with respect to the value of the O division width
It has a close relationship with the O division width. Therefore, by measuring the LO mode frequency or the TO-LO split width, the coverage of the natural oxide film on the wafer surface can be obtained indirectly. As described above, since the frequency of the TO mode does not substantially change with time, the frequency of the LO mode and the TO-LO split width have substantially the same meaning.

【0046】本願の第2発明ないし第4発明は、前述し
たLOピーク強度、LOモード振動数、TO−LO分裂
幅がウエハ表面上の酸化膜の成長過程と密接に関連して
いることに着目し、これらを用いてウエハ表面上の酸化
膜の被膜率を求めることができることを見いだしてなさ
れたものである。
The second to fourth inventions of the present application focus on the fact that the above-mentioned LO peak intensity, LO mode frequency, and TO-LO split width are closely related to the growth process of the oxide film on the wafer surface. However, the inventors have found that it is possible to obtain the coating ratio of the oxide film on the wafer surface using these.

【0047】本願の第2発明ないし第4発明の概略につ
いて説明する。
The outline of the second to fourth inventions of the present application will be described.

【0048】本願の第2発明ないし第4発明は以下の第
1ないし第3工程を含んでいる。
The second to fourth inventions of the present application include the following first to third steps.

【0049】第1工程は、基準ウエハを準備し、基準ウ
エハのLOピーク強度および/またはLOモード振動数
および/またはTO−LO分裂幅を経時的に測定すると
ともに、それぞれの測定時点における各測定値と被膜率
との相対関係を予め求める工程である。この被膜率は測
定時点において、前述したX線電子分光法やエリプソメ
トリー法によって求めても良いし、本願の第1発明によ
って求められる、LOピーク強度比による被膜率でも良
い。後者の方が、追加の測定操作を行うことなく、前述
の経時的な測定を実施することによって結果的に自動的
に求めることができるので好適である。
In the first step, a reference wafer is prepared, the LO peak intensity and / or the LO mode frequency and / or the TO-LO split width of the reference wafer are measured with time, and each measurement at each measurement time point is performed. This is a step of previously obtaining a relative relationship between the value and the coating ratio. At the time of measurement, the coating ratio may be determined by the X-ray electron spectroscopy or ellipsometry described above, or may be determined by the LO peak intensity ratio determined by the first invention of the present application. The latter is preferable because it can be automatically obtained as a result by performing the above-described measurement over time without performing an additional measurement operation.

【0050】また、相対関係はグラフ表示をすることな
どにより適宜求めることができる。
The relative relationship can be obtained as appropriate by displaying a graph.

【0051】第2工程は、測定ウエハを準備し、測定ウ
エハのLOピーク強度および/またはLOモード振動数
および/またはTO−LO分裂幅を測定する工程であ
る。
The second step is a step of preparing a measurement wafer and measuring the LO peak intensity and / or the LO mode frequency and / or the TO-LO split width of the measurement wafer.

【0052】測定ウエハは、前述の相関関係がなるべく
正確に適用できるよう、ほぼ基準ウエハと同一の物性を
有するものが使用される。逆にいえば、これから測定し
ようとする測定ウエハとほぼ同じ物性のウエハを基準ウ
エハとして用いて第1工程を実施する必要がある。
A measurement wafer having substantially the same physical properties as the reference wafer is used so that the above-mentioned correlation can be applied as accurately as possible. Conversely, it is necessary to perform the first step using a wafer having substantially the same physical properties as the measurement wafer to be measured as a reference wafer.

【0053】第3工程は、第1工程によって求められた
相対関係に基づいて、第2工程で測定された測定結果か
ら被膜率を求める工程である。
The third step is a step of obtaining a film ratio from the measurement result measured in the second step based on the relative relationship obtained in the first step.

【0054】本願第2発明においてはLOピーク強度を
用いることによりウエハ表面の自然酸化膜の被膜率を求
める。
In the second invention of the present application, the coverage of the natural oxide film on the wafer surface is obtained by using the LO peak intensity.

【0055】本願第3発明においてはTO−LO分裂幅
を用いることによりウエハ表面の自然酸化膜の被膜率を
求める。
In the third aspect of the present invention, the coverage of the natural oxide film on the wafer surface is determined by using the TO-LO split width.

【0056】本願第4発明においてはLOモードの振動
数を用いることによりウエハ表面の自然酸化膜の被膜率
を求める。
In the fourth invention of the present application, the coverage of the natural oxide film on the wafer surface is obtained by using the frequency of the LO mode.

【0057】測定例 (第1工程)第1基準ウエハとして、両面ミラー研磨さ
れた浮遊帯域シリコンウエハ(面方位(100)、比抵
抗1kΩcm以上、厚さ約700μm)を準備した。次
に第2基準ウエハとしてほぼ同一の浮遊帯域シリコンウ
エハを用意した。この第1基準ウエハを約4.8%のフ
ッ酸で洗浄した後に水洗して表面の酸化膜を剥離した。
酸化膜剥離後の第1基準ウエハをクリーンルーム内に放
置して、ある時点において前述したブリュースター角入
射法および垂直入射法を用いてLOピーク強度、TO−
LO分裂幅D、LOモードの振動数を求めた。結果を表
1に示す。また、測定したLOピーク強度、TOモード
振動数、LOモード振動数を曲線で結び、酸化膜のない
時点から飽和時点までのそれぞれの経時変化を図5のグ
ラフに示す。図5において、LOモードのピーク強度お
よび振動数を○でプロットし、TOモードの振動数を△
でプロットしてある。
[0057]Measurement example  (First step) Double-sided mirror polished as the first reference wafer
Floating zone silicon wafer (plane orientation (100), resistivity
(Anti-resistance of 1 kΩcm or more, thickness of about 700 μm) was prepared. Next
The second reference wafer has substantially the same floating zone silicon wafer.
I prepared Eha. About 4.8% of the first reference wafer
After washing with hydrofluoric acid, it was washed with water to remove the oxide film on the surface.
Release the first reference wafer from the oxide film into the clean room.
At a certain point,
Peak intensity, TO-
The LO division width D and the frequency of the LO mode were determined. Table of results
It is shown in FIG. In addition, measured LO peak intensity, TO mode
Frequency and LO mode frequency are linked by a curve, without oxide film
The change with time from the time point to the saturation point is shown in the graph of FIG.
Roughly shown. In FIG. 5, the peak intensity of LO mode and
And the frequency are plotted with ○, and the frequency in TO mode is plotted as △
It is plotted with.

【0058】また、10.0日間放置した時点を、酸化
膜がウエハ全面を覆った飽和時点として、そのときのL
Oピーク強度(37)(図5参照:aで表示する)に対
する測定時点のLOピーク強度(図5参照:bで表示す
る)の割合(b/a)を測定時点における被膜率として
求め、表1に並記した。
Further, the time when the wafer is left for 10.0 days is defined as the saturation time when the oxide film covers the entire surface of the wafer,
The ratio (b / a) of the LO peak intensity (refer to FIG. 5: indicated by b) at the measurement time to the O peak intensity (37) (refer to FIG. 5: indicated by a) was determined as the coating ratio at the measurement time, and the table was obtained. 1

【0059】この第1基準ウエハについて、LOピーク
強度と被膜率(b/a)の相関関係をグラフにして求め
たものを図6に示す。また同様に、TO−LO分裂幅D
と被膜率の相関関係を図7、LOモード振動数と被膜率
の相関関係を図8の(8a)に示す。これらの相関関係
は図8のグラフ中(8b)に示す曲線のように、直線に
ならない場合も考えられるが、いずれにしろ相関関係が
求められれば良く、グラフの線の形態は問わない。
FIG. 6 shows a graph of the correlation between the LO peak intensity and the coating ratio (b / a) of the first reference wafer. Similarly, TO-LO split width D
FIG. 7 shows the correlation between the coating mode and the coating rate, and FIG. 8 (8a) shows the correlation between the LO mode frequency and the coating rate. These correlations may not be a straight line as shown by the curve (8b) in the graph of FIG. 8, but the correlation may be obtained anyway, and the shape of the line of the graph does not matter.

【0060】(第2工程)次に、第1基準ウエハとほぼ
同一の浮遊帯域ウエハを用意して測定ウエハとし、第1
工程で使用した第2基準ウエハを用いて前述したブリュ
ースター角入射法および垂直入射法を用いて測定を行い
LOピーク強度、TO−LO分裂幅D、LOモードの振
動数を求めたところ次に示す結果を得た。
(Second Step) Next, a floating zone wafer substantially identical to the first reference wafer is prepared and used as a measurement wafer.
Using the second reference wafer used in the process, measurement was performed using the above-mentioned Brewster angle incidence method and normal incidence method, and the LO peak intensity, TO-LO split width D, and the frequency of the LO mode were obtained. The results shown were obtained.

【0061】 TOモード振動数 =1050cm-1 LOモード振動数 =1180cm-1 TO−LO分裂幅D= 130cm-1 LOピーク強度 = 30(任意単位) (第3工程)次に第2工程で得た結果をもとに、被膜率
を求めた。
TO mode frequency = 1050 cm −1 LO mode frequency = 1180 cm −1 TO-LO split width D = 130 cm −1 LO peak intensity = 30 (arbitrary unit) (Third step) Next, obtained in the second step Based on the results, the coating ratio was determined.

【0062】本測定ウエハのLOピーク強度は30であ
るので、被膜率は30/37=81%である。本測定例
では、被膜率を、(測定時点のLOピーク強度(b)/
飽和時点のLOピーク強度(a))で定義しているの
で、図6のグラフを用いるまでもなく計算のみによって
被膜率を求めることができた。
Since the LO peak intensity of this measurement wafer is 30, the coating ratio is 30/37 = 81%. In this measurement example, the coating ratio was calculated as (LO peak intensity at the time of measurement (b) /
Since it is defined by the LO peak intensity (a) at the time of saturation, the coating ratio could be obtained only by calculation without using the graph of FIG.

【0063】次に、TO−LO分裂幅から被膜率を求め
る場合は、測定ウエハのTO−LO分裂幅が130cm
-1であるので、図7から被膜率を求めると約74%とな
る。
Next, when the film ratio is determined from the TO-LO split width, the TO-LO split width of the measurement wafer is 130 cm.
Since it is -1 , the film coverage is calculated from FIG. 7 to be about 74%.

【0064】同様に、LOモード振動数から被膜率を求
める場合は、測定ウエハのLOモード振動数が1180
cm-1であるので、図8から被膜率を求めると約77%
となる。
Similarly, when the film rate is determined from the LO mode frequency, the LO mode frequency of the measured wafer is 1180.
cm −1 , and the film ratio was calculated from FIG.
Becomes

【0065】参考として、横軸に第1基準ウエハの放置
時間、縦軸に前述の被膜率(b/a)をプロットしたグ
ラフを図9に示す。本測定ウエハのLOピーク強度から
求めた被膜率は81%であるので、図9のグラフから本
測定ウエハの放置時間は約4.3日間であることがわか
る。
As a reference, FIG. 9 shows a graph in which the horizontal axis represents the standing time of the first reference wafer, and the vertical axis represents the above-mentioned coating ratio (b / a). Since the coating ratio obtained from the LO peak intensity of the measurement wafer is 81%, it can be seen from the graph of FIG. 9 that the standing time of the measurement wafer is about 4.3 days.

【0066】また、参考のために第1基準ウエハをフッ
酸洗浄ではなくてアルカリ洗浄(SC−1洗浄、NH4
OH:H2 2 :H2 O=1:1:5(vol%)、1
0分、60〜70℃)して放置した場合についてその測
定結果を図5に併記する。この場合のLOモードのピー
ク強度および振動数を●でプロットし、TOモードの振
動数を▲でプロットしてある。
For reference, the first reference wafer was not washed with hydrofluoric acid but with alkali cleaning (SC-1 cleaning, NH 4 cleaning).
OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 5 (vol%), 1
FIG. 5 also shows the measurement results for the case where the sample was left for 60 minutes at 60 to 70 ° C.). In this case, the peak intensity and the frequency in the LO mode are plotted with ●, and the frequency in the TO mode is plotted with ▲.

【0067】図5から理解されるように、アルカリ洗浄
の場合には、TOモードの振動、LOモードの振動とも
に振動数および強度の経時的な変化は少なく、かつTO
モード振動数、LOモード振動数は、フッ酸洗浄後ウエ
ハ表面がほぼ全面にわたって酸化膜に覆われた段階の振
動数に大体等しい。したがって、アルカリ洗浄の場合に
は洗浄直後であっても酸化膜がウエハのほぼ表面全面に
形成されていると考えられる。
As can be understood from FIG. 5, in the case of alkali cleaning, both the vibration in the TO mode and the vibration in the LO mode have little change over time in the frequency and intensity, and the TO
The mode frequency and the LO mode frequency are almost equal to the frequency at the stage when the wafer surface is almost entirely covered with the oxide film after the hydrofluoric acid cleaning. Therefore, in the case of alkali cleaning, it is considered that the oxide film is formed on almost the entire surface of the wafer even immediately after the cleaning.

【0068】本発明は以上に説明した実施例に限定され
るものではない。例えば第1基準ウエハは浮遊帯域シリ
コンウエハではなく引上シリコンウエハでも良い。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る。
The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the first reference wafer may be a floating silicon wafer instead of a floating zone silicon wafer. The pulled silicon wafer is a silicon wafer processed by performing a series of processing steps on a wafer cut from a silicon single crystal manufactured by a pulling method (so-called Czochralski method).

【0069】また、第1基準ウエハの表面の仕上げ状態
は、エッチング加工あるいはミラー加工を施した状態で
も良い。
The finish state of the surface of the first reference wafer may be a state in which etching processing or mirror processing has been performed.

【0070】第2基準ウエハは第1基準ウエハと完全に
同一のシリコンウエハにしなくとも良く、次の条件を満
たすシリコンウエハであれば良い。
The second reference wafer does not need to be the same silicon wafer as the first reference wafer, but may be any silicon wafer satisfying the following conditions.

【0071】第2基準ウエハは第1基準ウエハと同じバ
ルク特性を持つ。すなわち、第1基準ウエハが引上シリ
コンウエハである場合には第2基準ウエハはほぼ同じ固
溶酸素濃度の引上シリコンウエハであり、第1基準ウエ
ハが浮遊帯域シリコンウエハである場合には、第2基準
ウエハも浮遊帯域シリコンウエハである。しかも第2基
準ウエハの表面は第1基準ウエハの表面と同じ仕上げ状
態か、両面ミラー加工を施された状態である。
The second reference wafer has the same bulk characteristics as the first reference wafer. That is, when the first reference wafer is a raised silicon wafer, the second reference wafer is a raised silicon wafer having substantially the same dissolved oxygen concentration, and when the first reference wafer is a floating zone silicon wafer, The second reference wafer is also a floating zone silicon wafer. In addition, the surface of the second reference wafer is in the same finished state as the surface of the first reference wafer, or has been subjected to double-sided mirror processing.

【0072】また、前述のブリュースター角入射法にお
いては、平行偏光の入射角をブリュースター角にした
が、ブリュースター角でなく、任意の入射角でも良い。
この場合、ウエハの表面および内部で多重反射が発生す
るため、測定されるLOピーク強度に誤差を生じる恐れ
がある。
In the above-mentioned Brewster angle incidence method, the incident angle of the parallel polarized light is set to the Brewster angle. However, the incident angle may be an arbitrary angle other than the Brewster angle.
In this case, since multiple reflections occur on the surface and inside of the wafer, an error may occur in the measured LO peak intensity.

【0073】また、第1基準ウエハと第2基準ウエハの
厚みが相違していても良い。この場合は前述の数式1に
よって厚さ補正される。
Further, the thicknesses of the first reference wafer and the second reference wafer may be different. In this case, the thickness is corrected by the above-described equation (1).

【0074】また、前述の実施例においては第1工程に
おいてブリュースター角入射法および垂直入射法の測定
の度に第2基準ウエハを用意して測定を行ったが、本発
明はこれに限定されるものではない。例えば、第2基準
ウエハの透過光強度IB を一度測定したらその測定値を
記憶しておくようにして、2度目以降の第2基準ウエハ
の透過光強度の測定を省略し、その代わりに第2基準ウ
エハの記憶された測定値を用いても良い。あるいはフッ
酸洗浄した直後の第1基準ウエハの透過光強度IA を測
定して記憶しておき、その測定値を第2基準ウエハの透
過光強度IB の代わりに用いても良い。このような場
合、第1基準ウエハのみが必要であり、第2基準ウエハ
は不要である。
Further, in the above-described embodiment, the second reference wafer is prepared and measured each time the Brewster angle incidence method and the vertical incidence method are measured in the first step, but the present invention is not limited to this. Not something. For example, as storing the transmitted light intensity I at a time that measurement After measuring the B of the second reference wafer, omit the measurement of the transmitted light intensity of the second and subsequent second reference wafer, the instead The stored measurement values of a two-reference wafer may be used. Or by measuring the transmitted light intensity I A of the first reference wafer immediately after washing hydrofluoric acid is stored, may be used the measured value instead of the transmitted light intensity I B of the second reference wafer. In such a case, only the first reference wafer is required, and the second reference wafer is not required.

【0075】また、例えば本願第2発明あるいは第4発
明のように、酸化膜のLOモードの極性格子振動の測定
のみを必要とする場合には、垂直入射法による測定を省
略することができる。また、本発明は、自然酸化による
自然酸化膜の被膜率測定に限定されるものではなく、自
然酸化以外の酸化による酸化膜の被膜率測定にも適用で
きる。ただし、この場合の酸化膜の厚さは、自然酸化膜
とほぼ同じ程度(極薄)であることが好ましい。
When only the measurement of the LO mode polar lattice vibration of the oxide film is required, as in the second or fourth invention of the present application, the measurement by the perpendicular incidence method can be omitted. Further, the present invention is not limited to the measurement of the coverage of a natural oxide film by natural oxidation, but can be applied to the measurement of the coverage of an oxide film by oxidation other than natural oxidation. However, it is preferable that the thickness of the oxide film in this case is substantially the same as the thickness of the natural oxide film (extremely thin).

【0076】[0076]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は酸化膜の
LOピーク強度、TO−LO分裂幅、LOモード振動数
を利用してウエハ表面上の酸化膜の被膜率を求めること
ができるので、被膜率測定を簡便に、精度良く行うこと
ができる。
As described above, according to the present invention, the coating ratio of the oxide film on the wafer surface can be obtained by using the LO peak intensity, the TO-LO split width, and the LO mode frequency of the oxide film. In addition, the coating ratio can be measured simply and accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の好適な実施例による被膜率測定におけ
る平行偏光ブリュースター角入射赤外透過分光法を説明
するための説明図。
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining parallel polarization Brewster angle incident infrared transmission spectroscopy in a coating ratio measurement according to a preferred embodiment of the present invention.

【図2】垂直入射赤外透過分光法を説明するための説明
図。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining normal incidence infrared transmission spectroscopy.

【図3】酸化膜の差吸光度スペクトルを示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing a difference absorbance spectrum of an oxide film.

【図4】ウエハの表面の酸化膜の差吸光度スペクトルの
経時変化を示すグラフ。
FIG. 4 is a graph showing a change over time in a difference absorbance spectrum of an oxide film on a surface of a wafer.

【図5】ウエハのTOモードおよびLOモードの振動数
とLOピーク強度の経時変化を示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing the change over time in the frequency of the TO mode and the LO mode of the wafer and the LO peak intensity.

【図6】LOピーク強度と被膜率の相関関係を示すグラ
フ。
FIG. 6 is a graph showing the correlation between the LO peak intensity and the coating ratio.

【図7】TO−LO分裂幅と被膜率の相関関係を示すグ
ラフ。
FIG. 7 is a graph showing the correlation between the TO-LO split width and the coating ratio.

【図8】LOモード振動数と被膜率の相関関係を示すグ
ラフ。
FIG. 8 is a graph showing the correlation between the LO mode frequency and the coating ratio.

【図9】被膜率の経時変化を示すグラフ。FIG. 9 is a graph showing the change over time in the coating ratio.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

B 入射角 I 入射光 1 第1基準ウエハ 2 第2基準ウエハ 10 酸化膜 B incident angle I incident light 1 first reference wafer 2 second reference wafer 10 oxide film

【表1】 [Table 1]

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基準ウエハの表面上が酸化膜で飽和され
た時点における酸化膜の長波長極性格子振動の縦波光学
モード(LO)のピーク強度を測定する工程と、所定の
時点に測定ウエハの表面の酸化膜の長波長極性格子振動
の縦波光学モード(LO)のピーク強度を測定する工程
と、前記飽和時点のピーク強度に対する測定ウエハのピ
ーク強度の割合を被膜率として求める工程とを含むシリ
コンウエハ表面の酸化膜の被膜率測定方法。
A step of measuring a peak intensity of a longitudinal wave optical mode (LO) of a long-wavelength polar lattice vibration of the oxide film when the surface of the reference wafer is saturated with the oxide film; Measuring the peak intensity of the longitudinal-wave optical mode (LO) of the long-wavelength polar lattice vibration of the oxide film on the surface of the sample, and obtaining the ratio of the peak intensity of the measured wafer to the peak intensity at the time of the saturation as the coating ratio. The method for measuring the coating rate of an oxide film on the surface of a silicon wafer containing silicon.
【請求項2】 基準ウエハの表面上に酸化膜が皆無の時
点から飽和の時点までの間の酸化膜の被膜率と酸化膜の
長波長極性格子振動の縦波光学モード(LO)のピーク
強度の相対関係を予め求める工程と、所定の時点に測定
ウエハの酸化膜の長波長極性格子振動の縦波光学モード
(LO)のピーク強度を測定する工程と、その測定値か
ら前述の相対関係に基づいて測定ウエハの測定時点にお
ける被膜率を求める工程を含むシリコンウエハ表面の被
膜率測定方法。
2. The oxide film coverage and the peak intensity of the longitudinal wave optical mode (LO) of the long-wavelength polar lattice vibration of the oxide film between the time when no oxide film is present on the surface of the reference wafer and the time when the oxide film is saturated. And the step of measuring the peak intensity of the longitudinal-wave optical mode (LO) of the long-wavelength polar lattice vibration of the oxide film of the measurement wafer at a predetermined point in time. A method for measuring a coating rate on a silicon wafer surface, comprising a step of obtaining a coating rate at a measurement time point of a measurement wafer based on the measurement.
【請求項3】 基準ウエハの表面上に酸化膜が皆無の時
点から飽和の時点までの間の酸化膜の被膜率と酸化膜の
長波長極性格子振動の横波光学モード(TO)および縦
波光学モード(LO)の振動数の分裂幅との相対関係を
予め求める工程と、所定の時点に測定ウエハの酸化膜の
長波長極性格子振動の横波光学モード(TO)および縦
波光学モード(LO)の振動数の分裂幅を測定する工程
と、その測定値から前述の相対関係に基づいて測定ウエ
ハの測定時点における被膜率を求める工程を含むシリコ
ンウエハ表面の被膜率測定方法。
3. The ratio of oxide film coverage from the time when no oxide film is present on the surface of the reference wafer to the time when the oxide film is saturated, and the transverse-wave optical mode (TO) and longitudinal-wave optical mode of long-wavelength polar lattice vibration of the oxide film. A step of previously determining the relative relationship between the frequency of the mode (LO) and the splitting width, and a transverse optical mode (TO) and a longitudinal optical mode (LO) of the long-wavelength polar lattice vibration of the oxide film of the measurement wafer at a predetermined time. A step of measuring a split width of the frequency of the silicon wafer, and a step of obtaining a coating ratio of the measurement wafer at the time of measurement based on the above-mentioned relative relationship from the measured value.
【請求項4】 基準ウエハの表面上に酸化膜が皆無の時
点から飽和の時点までの間の酸化膜の被膜率と酸化膜の
長波長極性格子振動の縦波光学モード(LO)の振動数
との相対関係を予め求める工程と、所定の時点に測定ウ
エハの酸化膜の長波長極性格子振動の縦波光学モード
(LO)の振動数を測定する工程と、その測定値から前
述の相対関係に基づいて測定ウエハの測定時点における
被膜率を求める工程を含むシリコンウエハ表面の被膜率
測定方法。
4. A coating rate of an oxide film from a time when no oxide film is present on a surface of a reference wafer to a time when the oxide film is saturated, and a longitudinal wave optical mode (LO) frequency of a long-wavelength polar lattice vibration of the oxide film. And a step of measuring the longitudinal wave optical mode (LO) frequency of the long-wavelength polar lattice vibration of the oxide film on the measurement wafer at a predetermined time, and the above-described relative relationship from the measured value. A method for measuring the coating rate on the surface of a silicon wafer, comprising the step of obtaining the coating rate at the time of measurement of the measurement wafer based on the above.
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