JP3072734B2 - 埋設界面の深さを測定する非破壊的方法および装置 - Google Patents
埋設界面の深さを測定する非破壊的方法および装置Info
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- G—PHYSICS
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- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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- H—ELECTRICITY
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- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
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- G—PHYSICS
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体基体における
表面下に埋設された界面の深さを測定する非破壊的方法
に関する。さらに具体的には、本発明の非破壊的方法は
半導体基体における表面下に埋設された界面の深さを検
出するためにフーリエ変換赤外線（ＦＴＩＲ）測定を用
いる。本発明は埋設された界面の頂部表面が位置する深
さを非破壊的に測定する。本発明はまた埋設された界面
の深さを測定する装置にも関する。
表面下に埋設された界面の深さを測定する非破壊的方法
に関する。さらに具体的には、本発明の非破壊的方法は
半導体基体における表面下に埋設された界面の深さを検
出するためにフーリエ変換赤外線（ＦＴＩＲ）測定を用
いる。本発明は埋設された界面の頂部表面が位置する深
さを非破壊的に測定する。本発明はまた埋設された界面
の深さを測定する装置にも関する。
【０００２】
【従来の技術】現在入手できるデータ処理装置における
高速の処理速度は大容量の高速ランダム・アクセス・メ
モリによって支援される必要がある。メモリ・セル当た
りのデバイス数が少なくなっているため所要記憶装置の
多くはダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（Ｄ
ＲＡＭ）によって与えられるので１つの集積回路チップ
にかなり多数のメモリ・セルを設けることができる。こ
のような装置において、主としてメモリ・セル当たり１
つの記憶キャパシタからなるメモリ・セルの密度は重要
度を増している。それは各キャパシタの容量が小さな寸
法のため非常に制限されているが、この容量は記憶され
た電荷の存在、不存在を検出するために用いられる感知
増幅器の動作マージンを適当なものとするためにワード
線及びビット線の容量と比べた場合、それよりも大きく
なければならないからである。従って比較的深く、しか
し非常に接近した間隔でトレンチが形成される。これと
同様な形は隔離用のトレンチなどその他のトレンチ構造
にとっても重要である。
高速の処理速度は大容量の高速ランダム・アクセス・メ
モリによって支援される必要がある。メモリ・セル当た
りのデバイス数が少なくなっているため所要記憶装置の
多くはダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（Ｄ
ＲＡＭ）によって与えられるので１つの集積回路チップ
にかなり多数のメモリ・セルを設けることができる。こ
のような装置において、主としてメモリ・セル当たり１
つの記憶キャパシタからなるメモリ・セルの密度は重要
度を増している。それは各キャパシタの容量が小さな寸
法のため非常に制限されているが、この容量は記憶され
た電荷の存在、不存在を検出するために用いられる感知
増幅器の動作マージンを適当なものとするためにワード
線及びビット線の容量と比べた場合、それよりも大きく
なければならないからである。従って比較的深く、しか
し非常に接近した間隔でトレンチが形成される。これと
同様な形は隔離用のトレンチなどその他のトレンチ構造
にとっても重要である。
【０００３】半導体基体の中に埋設プレートを設け、そ
こにトレンチ・キャパシタを形成することも最近では行
われている。埋設プレートはダイナミック・ランダム・
アクセス・メモリ中の記憶ノードの側面および底面を取
り囲む領域であり、これは記憶キャパシタの固定電位端
子として働く。埋設プレートは記憶ノード・トレンチの
側面で約６ミクロン下に延びているのが一般的である。
埋設プレートの頂部表面が位置する深さは半導体基体の
表面下１．５±０．１５ミクロンのような一定距離にあ
るべきである。埋設プレートのこの深さは一般にＤBPと
呼ばれる。
こにトレンチ・キャパシタを形成することも最近では行
われている。埋設プレートはダイナミック・ランダム・
アクセス・メモリ中の記憶ノードの側面および底面を取
り囲む領域であり、これは記憶キャパシタの固定電位端
子として働く。埋設プレートは記憶ノード・トレンチの
側面で約６ミクロン下に延びているのが一般的である。
埋設プレートの頂部表面が位置する深さは半導体基体の
表面下１．５±０．１５ミクロンのような一定距離にあ
るべきである。埋設プレートのこの深さは一般にＤBPと
呼ばれる。
【０００４】埋設プレートはレジストにより凹所を形成
する処理とトレンチの下部から砒素などのドーパントの
拡散とを併用し作ることができる。米国特許 第5、618、7
51号にこのような処理が述べられている。レジストによ
り形成された凹所の深さおよび埋設プレートの深さはト
レンチ・キャパシタにとって重要なパラメータである。
する処理とトレンチの下部から砒素などのドーパントの
拡散とを併用し作ることができる。米国特許 第5、618、7
51号にこのような処理が述べられている。レジストによ
り形成された凹所の深さおよび埋設プレートの深さはト
レンチ・キャパシタにとって重要なパラメータである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】現在のところ、埋設プ
レートの深さおよびその他の埋設界面構造の深さの測定
はランダムなサンプルの断面および顕微鏡像によって破
壊的に行うことができるだけである。従って、埋設界面
の頂部表面が位置する深さを測定する実施可能なかつ非
破壊的な方法を提供することは有意義な進歩を意味す
る。
レートの深さおよびその他の埋設界面構造の深さの測定
はランダムなサンプルの断面および顕微鏡像によって破
壊的に行うことができるだけである。従って、埋設界面
の頂部表面が位置する深さを測定する実施可能なかつ非
破壊的な方法を提供することは有意義な進歩を意味す
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は半導体基体中に
埋設界面の頂部が位置する深さを測定するための非破壊
的方法を提供する。本発明によれば埋設界面の深さは破
壊的に断面を取ることなく測定することができる。具体
的に述べると、本発明は半導体基体にその表面下にある
埋設界面の頂部表面の深さを測定する非破壊的方法に関
する。本発明の方法はフーリエ変換赤外線測定を用い
る。具体的には本発明の方法は埋設界面を内蔵する半導
体基体を赤外線ビームに当て、返ってくる信号のスペク
トルをフーリエ解析により検出し解析することを含む。
フーリエ解析により解析されるスペクトルは校正用のス
ペクトルと比較されて埋設界面の頂部の深さを決定す
る。
埋設界面の頂部が位置する深さを測定するための非破壊
的方法を提供する。本発明によれば埋設界面の深さは破
壊的に断面を取ることなく測定することができる。具体
的に述べると、本発明は半導体基体にその表面下にある
埋設界面の頂部表面の深さを測定する非破壊的方法に関
する。本発明の方法はフーリエ変換赤外線測定を用い
る。具体的には本発明の方法は埋設界面を内蔵する半導
体基体を赤外線ビームに当て、返ってくる信号のスペク
トルをフーリエ解析により検出し解析することを含む。
フーリエ解析により解析されるスペクトルは校正用のス
ペクトルと比較されて埋設界面の頂部の深さを決定す
る。
【０００７】本発明はまた半導体基体中に埋設界面の頂
部が位置する深さを測定するための装置にも関する。こ
の装置は赤外放射線源で基体を照射し、基体から反射さ
れて戻ってきた信号のフーリエ変換を発生するＦＴＩＲ
スペクトロフォトメータを含む。この装置はまた記憶さ
れた校正スペクトルのライブラリ、および戻ってきたフ
ーリエ変換信号を校正スペクトルと比較して埋設界面の
深さを決定する手段を含む。
部が位置する深さを測定するための装置にも関する。こ
の装置は赤外放射線源で基体を照射し、基体から反射さ
れて戻ってきた信号のフーリエ変換を発生するＦＴＩＲ
スペクトロフォトメータを含む。この装置はまた記憶さ
れた校正スペクトルのライブラリ、および戻ってきたフ
ーリエ変換信号を校正スペクトルと比較して埋設界面の
深さを決定する手段を含む。
【０００８】本発明を実施するための最良の態様を例示
する好適な実施例が図示され、記述されているだけであ
るが、以下の詳細な説明により本発明のその他の目的お
よび利点は当業者に容易に理解されるはずである。本発
明がその他の異なる実施例で実施可能であり、例示され
た好適な実施例の細部の幾つかが本発明の要旨から逸脱
することなく種々の自明な面において変更できることは
言うまでもない。従って、本明細書の記述は例示的なも
のとみなされるべきで制限的なものと解されるべきでは
ない。
する好適な実施例が図示され、記述されているだけであ
るが、以下の詳細な説明により本発明のその他の目的お
よび利点は当業者に容易に理解されるはずである。本発
明がその他の異なる実施例で実施可能であり、例示され
た好適な実施例の細部の幾つかが本発明の要旨から逸脱
することなく種々の自明な面において変更できることは
言うまでもない。従って、本明細書の記述は例示的なも
のとみなされるべきで制限的なものと解されるべきでは
ない。
【０００９】
【発明の実施の形態】図面、特に図１ないし４を参照す
ると、埋設界面、特に埋設導電性プレートを設ける代表
的な手順が背景説明として図示されている。説明を簡明
にし、本発明の理解を更に容易にするために、以下の説
明は埋設界面として埋設導電性プレートに向けられてい
るが、本発明が性質上異なるドーパントの領域間または
実質上異なるドーピング濃度の領域間の境界線をなすそ
の他の埋設界面構造の深さを測定するためにも応用でき
ることは言うまでもない。埋設導電性プレートのほかの
このような埋設界面の１例はトレンチ内の垂直ＦＥＴト
ランジスタのソース／ドレイン端子またはゲート端子を
形成するシリコンの表面ドープされた領域である。この
ような垂直トランジスタを有するメモリ・アレイにおい
て、本発明をこのような埋設ドープ領域の深さを決定す
るために用いることができる。
ると、埋設界面、特に埋設導電性プレートを設ける代表
的な手順が背景説明として図示されている。説明を簡明
にし、本発明の理解を更に容易にするために、以下の説
明は埋設界面として埋設導電性プレートに向けられてい
るが、本発明が性質上異なるドーパントの領域間または
実質上異なるドーピング濃度の領域間の境界線をなすそ
の他の埋設界面構造の深さを測定するためにも応用でき
ることは言うまでもない。埋設導電性プレートのほかの
このような埋設界面の１例はトレンチ内の垂直ＦＥＴト
ランジスタのソース／ドレイン端子またはゲート端子を
形成するシリコンの表面ドープされた領域である。この
ような垂直トランジスタを有するメモリ・アレイにおい
て、本発明をこのような埋設ドープ領域の深さを決定す
るために用いることができる。
【００１０】図１はトレンチ２を内蔵するシリコンの半
導体基体１を示す。参照番号３はテトラエチルオルトシ
リケート（ＴＥＯＳ）の比較的厚い層４で被覆された薄
い窒化シリコンパッドを表す。参照番号５はトレンチ２
の中に付着された砒素をドープされたシリケート・ガラ
ス（ＡＳＧ）の層を表す。トレンチ２の上および内部に
フォトレジスト６が付着される。このフォトレジストは
ノボラック樹脂をベースとするレジストのようなポシテ
ィブ・フォトレジストであって良い。図２に示すよう
に、フォトレジスト６は露光、現像または乾式エッチン
グによって基体表面の約１．５ミクロン下まで凹所を形
成される。層５（ＡＳＧ）は緩衝フッ化水素酸（ＢＨ
Ｆ）を用いるなどによりレジストの凹所に従ってエッチ
される。層５はレジストの凹所の僅か下までエッチされ
るのが普通である（図３参照）。トレンチ内の残りのレ
ジスト充填物６はここで除去されＡＳＧから基体１また
はその中のｐ型ウエルに不純物が拡散または打ち込まれ
て残余のＡＳＧの場所に従って埋設プレート７が実質上
形成される。不純物打ち込みの代表的な時間および温度
は１０５０゜Ｃで３時間または１１００゜Ｃで１時間で
ある。
導体基体１を示す。参照番号３はテトラエチルオルトシ
リケート（ＴＥＯＳ）の比較的厚い層４で被覆された薄
い窒化シリコンパッドを表す。参照番号５はトレンチ２
の中に付着された砒素をドープされたシリケート・ガラ
ス（ＡＳＧ）の層を表す。トレンチ２の上および内部に
フォトレジスト６が付着される。このフォトレジストは
ノボラック樹脂をベースとするレジストのようなポシテ
ィブ・フォトレジストであって良い。図２に示すよう
に、フォトレジスト６は露光、現像または乾式エッチン
グによって基体表面の約１．５ミクロン下まで凹所を形
成される。層５（ＡＳＧ）は緩衝フッ化水素酸（ＢＨ
Ｆ）を用いるなどによりレジストの凹所に従ってエッチ
される。層５はレジストの凹所の僅か下までエッチされ
るのが普通である（図３参照）。トレンチ内の残りのレ
ジスト充填物６はここで除去されＡＳＧから基体１また
はその中のｐ型ウエルに不純物が拡散または打ち込まれ
て残余のＡＳＧの場所に従って埋設プレート７が実質上
形成される。不純物打ち込みの代表的な時間および温度
は１０５０゜Ｃで３時間または１１００゜Ｃで１時間で
ある。
【００１１】異なるＤBPのサンプルが用意されＦＴＩＲ
システムの赤外線ビームに曝される。代表的なＦＴＩＲ
システムは Bio-Rad QS500と指定してBio-Rad Laborato
ries社から入手できる。図５はＦＴＩＲ設定の概略を示
す。具体的に述べると、ＦＴＩＲシステムは制御された
赤外スペクトルを放射し、戻された信号のスペクトル内
容をフーリエ解析によって検出および解析する装置であ
る。図５に示されるように、たとえば波数４００ないし
４５００（約２５ミクロン乃至２ミクロンの波長範囲）
の広帯域赤外線エネルギを放射するため、Ｇｌｏｂａｒ
ＩＲ源などのＩＲ源２０が備えられる。マイケルソン
干渉計等の干渉計がＩＲ源２０からサンプル２２への光
路に置かれる。干渉計は可動鏡２４，固定鏡２６および
ビーム・スプリッタ２１を含んでいる。干渉系は可動鏡
２４を利用して検出器２５に強めあう干渉および弱めあ
う干渉のパターンを生じさせる。このパターンは検出さ
れた光の周波数又は波数、およびサンプルの特性によっ
て決まる。検出器２５に戻ってきた信号にフーリエ変換
を行うための回路（図示せず）が備えられる。当業者が
本明細書の開示を一旦理解するならば不当に多くの実験
をしなくてもこの回路を備えることができるはずである
から、この回路の詳細な説明は不要であろう。
システムの赤外線ビームに曝される。代表的なＦＴＩＲ
システムは Bio-Rad QS500と指定してBio-Rad Laborato
ries社から入手できる。図５はＦＴＩＲ設定の概略を示
す。具体的に述べると、ＦＴＩＲシステムは制御された
赤外スペクトルを放射し、戻された信号のスペクトル内
容をフーリエ解析によって検出および解析する装置であ
る。図５に示されるように、たとえば波数４００ないし
４５００（約２５ミクロン乃至２ミクロンの波長範囲）
の広帯域赤外線エネルギを放射するため、Ｇｌｏｂａｒ
ＩＲ源などのＩＲ源２０が備えられる。マイケルソン
干渉計等の干渉計がＩＲ源２０からサンプル２２への光
路に置かれる。干渉計は可動鏡２４，固定鏡２６および
ビーム・スプリッタ２１を含んでいる。干渉系は可動鏡
２４を利用して検出器２５に強めあう干渉および弱めあ
う干渉のパターンを生じさせる。このパターンは検出さ
れた光の周波数又は波数、およびサンプルの特性によっ
て決まる。検出器２５に戻ってきた信号にフーリエ変換
を行うための回路（図示せず）が備えられる。当業者が
本明細書の開示を一旦理解するならば不当に多くの実験
をしなくてもこの回路を備えることができるはずである
から、この回路の詳細な説明は不要であろう。
【００１２】埋設プレートを生成するためのドーパント
として砒素を用いる場合、波数４００乃至１５００の間
のスペクトル部分がＡｓ−Ｏ帯域の振動に付随するもの
と認められる特定の吸収帯域を示すと言うことが本発明
によって見いだされている。この吸収帯域は２つの吸収
ピーク、すなわち波数１０２０を中心とするものと、波
数７００および８００の間のものによって特徴づけられ
る。この吸収帯域のパターンおよび２つのピークの高さ
の比はＤBPが増大すると相当に変化する。事実、各ＤBP
の深さはスペクトルのこの部分に顕著に区別できるパタ
ーンを生じることが本発明により見いだされており、こ
れがパターン比較によって比破壊的に埋設プレートの深
さを測定するために本発明において用いられる。
として砒素を用いる場合、波数４００乃至１５００の間
のスペクトル部分がＡｓ−Ｏ帯域の振動に付随するもの
と認められる特定の吸収帯域を示すと言うことが本発明
によって見いだされている。この吸収帯域は２つの吸収
ピーク、すなわち波数１０２０を中心とするものと、波
数７００および８００の間のものによって特徴づけられ
る。この吸収帯域のパターンおよび２つのピークの高さ
の比はＤBPが増大すると相当に変化する。事実、各ＤBP
の深さはスペクトルのこの部分に顕著に区別できるパタ
ーンを生じることが本発明により見いだされており、こ
れがパターン比較によって比破壊的に埋設プレートの深
さを測定するために本発明において用いられる。
【００１３】具体的に述べると、既知の深さの埋設プレ
ートの幾つかのサンプルについての戻された信号のスペ
クトル内容が参照スペクトルまたは校正スペクトルの本
体またはライブラリを作るために解析される。もし所望
ならば、このライブラリは異なる組の校正スペクトル、
たとえば各ＤＲＡＭを作る毎に校正スペクトルの組を含
んでも良く、これを用いるときにテストされるウエハー
の特性に合うスペクトルの組に対してだけ装置が戻され
た信号を比較するようにすることができる。解析された
サンプルの既知の深さの埋設プレートは外方拡散領域を
断面ハイライトまたはコントラスト・エッチングして走
査電子顕微鏡測定を行うことにより決定される。本発明
によれば、未知のサンプルはＩＲ光で照射され、戻され
た信号のスペクトル内容が解析されて、未知のスペクト
ルが参照又は校正スペクトルのいずれに最も近く一致す
るかが決定される。未知のスペクトルに最も良く一致す
る参照スペクトルは埋設プレートの頂部の深さを示す。
ートの幾つかのサンプルについての戻された信号のスペ
クトル内容が参照スペクトルまたは校正スペクトルの本
体またはライブラリを作るために解析される。もし所望
ならば、このライブラリは異なる組の校正スペクトル、
たとえば各ＤＲＡＭを作る毎に校正スペクトルの組を含
んでも良く、これを用いるときにテストされるウエハー
の特性に合うスペクトルの組に対してだけ装置が戻され
た信号を比較するようにすることができる。解析された
サンプルの既知の深さの埋設プレートは外方拡散領域を
断面ハイライトまたはコントラスト・エッチングして走
査電子顕微鏡測定を行うことにより決定される。本発明
によれば、未知のサンプルはＩＲ光で照射され、戻され
た信号のスペクトル内容が解析されて、未知のスペクト
ルが参照又は校正スペクトルのいずれに最も近く一致す
るかが決定される。未知のスペクトルに最も良く一致す
る参照スペクトルは埋設プレートの頂部の深さを示す。
【００１４】本発明の好適な側面によれば、比較を最大
限に有効にするため校正スペクトルは４４０ｃｍ-1 お
よび１１８０ｃｍ-1 において切り取られ、強度値は０
と１との間に正規化される。同様にＤBPを決定する必要
のある未知のサンプルからのスペクトルも４４０ｃｍ
-1 および１１８０ｃｍ-1 において切り取られ、強度値
は０と１との間に正規化される。
限に有効にするため校正スペクトルは４４０ｃｍ-1 お
よび１１８０ｃｍ-1 において切り取られ、強度値は０
と１との間に正規化される。同様にＤBPを決定する必要
のある未知のサンプルからのスペクトルも４４０ｃｍ
-1 および１１８０ｃｍ-1 において切り取られ、強度値
は０と１との間に正規化される。
【００１５】一致する既知スペクトルを見つける処理は
既知スペクトルのあるもの又はすべてに対して未知スペ
クトルを最小自乗法で比較することにより行うことがで
きる。たとえば、最小合計を見つけるために、各曲線に
沿った対応点（ａi−ｂi）2の合計ＳＵＭ ｉ＝１ない
しｉ＝ｎが用いられる。つまり、最小自乗法による一致
手順は、各波数と各校正スペクトルとの差を計算し、各
波数と各校正スペクトルとの差を自乗し、すべての波数
および各校正スペクトルについて自乗値を合計してすべ
ての合計の最小値を決定することを含む。最小値は最も
良く一致する校正スペクトルに対して見つかり、サンプ
ルのＤBPは校正スペクトルのＤBPと同じである。所望な
らば他の相関方法を用いることができ、たとえば Micro
soft Excel（Microsoft 社の商標）のユーザ・ガイドに
記述された共分散ＣＯＶまたは相関係数ρxyを計算する
等の方法を用いることができることは勿論である。
既知スペクトルのあるもの又はすべてに対して未知スペ
クトルを最小自乗法で比較することにより行うことがで
きる。たとえば、最小合計を見つけるために、各曲線に
沿った対応点（ａi−ｂi）2の合計ＳＵＭ ｉ＝１ない
しｉ＝ｎが用いられる。つまり、最小自乗法による一致
手順は、各波数と各校正スペクトルとの差を計算し、各
波数と各校正スペクトルとの差を自乗し、すべての波数
および各校正スペクトルについて自乗値を合計してすべ
ての合計の最小値を決定することを含む。最小値は最も
良く一致する校正スペクトルに対して見つかり、サンプ
ルのＤBPは校正スペクトルのＤBPと同じである。所望な
らば他の相関方法を用いることができ、たとえば Micro
soft Excel（Microsoft 社の商標）のユーザ・ガイドに
記述された共分散ＣＯＶまたは相関係数ρxyを計算する
等の方法を用いることができることは勿論である。
【００１６】共分散ツールはそれぞれの平均からのデー
タ点の偏差の積の平均を与える。共分散は２つの範囲の
データの間の関係の測度である。 ＣＯＶ（Ｘ、Ｙ）＝１／ｎ＊Σ（ｘi−μx）（ｙi−
μy） ここでμxはｘデータの組の平均値、μyはｙデータの組
の平均値である。
タ点の偏差の積の平均を与える。共分散は２つの範囲の
データの間の関係の測度である。 ＣＯＶ（Ｘ、Ｙ）＝１／ｎ＊Σ（ｘi−μx）（ｙi−
μy） ここでμxはｘデータの組の平均値、μyはｙデータの組
の平均値である。
【００１７】相関ツールは測度の単位とは独立にスケー
ルされた２つのデータ組の間の関係を測定する。母相関
計算は２つのデータ組の共分散をそれらの標準偏差で割
ったものを与える。 ρx、y＝ＣＯＶ（Ｘ、Ｙ）／σxσy ここでσyはｙデータ組の標準偏差、σxはｘデータ組の
標準偏差である。 σx 2＝１／ｎΣ（Ｘ1−μx）2 および σy 2＝１／ｎΣ（Ｙ1−μy）2
ルされた２つのデータ組の間の関係を測定する。母相関
計算は２つのデータ組の共分散をそれらの標準偏差で割
ったものを与える。 ρx、y＝ＣＯＶ（Ｘ、Ｙ）／σxσy ここでσyはｙデータ組の標準偏差、σxはｘデータ組の
標準偏差である。 σx 2＝１／ｎΣ（Ｘ1−μx）2 および σy 2＝１／ｎΣ（Ｙ1−μy）2
【００１８】図６は異なる埋設プレート深さ測定値を有
する既知サンプルおよび未知サンプルのスペクトル内容
を示すグラフである。図６は強度について正規化され、
最小自乗法などによりプロットに現れる未知サンプルと
直ちに比較できるようにされた後のプロットである。図
６の未知サンプルは１．５３μｍの深さを表す曲線に最
も良く一致している。相関曲線の数を増加させると測定
精度がよくなることが判るであろう。
する既知サンプルおよび未知サンプルのスペクトル内容
を示すグラフである。図６は強度について正規化され、
最小自乗法などによりプロットに現れる未知サンプルと
直ちに比較できるようにされた後のプロットである。図
６の未知サンプルは１．５３μｍの深さを表す曲線に最
も良く一致している。相関曲線の数を増加させると測定
精度がよくなることが判るであろう。
【００１９】図７は本発明で得られた深さ測度をＳＥＭ
断面法によって確認するグラフである。ｘ軸の値はＦＴ
ＩＲからのものである。ｙ軸の値はＳＥＭからのもので
ある。
断面法によって確認するグラフである。ｘ軸の値はＦＴ
ＩＲからのものである。ｙ軸の値はＳＥＭからのもので
ある。
【００２０】本発明についての以上の説明は本発明を図
示、説明している。また、本明細書の開示は本発明の好
適な実施例のみを図示し、記述しているが、以上の教示
およびこの分野における知識に従って、種々のその他の
組み合わせ、変更および環境で本発明が使用できるこ
と、また本明細書に開示された本発明の概念の範囲内で
修正がなされうることが理解されるべきである。以上に
記述された実施例は、本発明の特定の応用面において必
要とされる種々の変更を加えてかかる実施例またはその
他の実施例において本発明を利用し、また本発明を実施
するための最良の態様と考えられるものを説明する事を
意図したものである。従って、以上の記述は本発明をこ
こに開示された形態に制限することを意図するものでは
ない。また、本明細書の特許請求の範囲は変更実施形態
を含むことを意図するものである。
示、説明している。また、本明細書の開示は本発明の好
適な実施例のみを図示し、記述しているが、以上の教示
およびこの分野における知識に従って、種々のその他の
組み合わせ、変更および環境で本発明が使用できるこ
と、また本明細書に開示された本発明の概念の範囲内で
修正がなされうることが理解されるべきである。以上に
記述された実施例は、本発明の特定の応用面において必
要とされる種々の変更を加えてかかる実施例またはその
他の実施例において本発明を利用し、また本発明を実施
するための最良の態様と考えられるものを説明する事を
意図したものである。従って、以上の記述は本発明をこ
こに開示された形態に制限することを意図するものでは
ない。また、本明細書の特許請求の範囲は変更実施形態
を含むことを意図するものである。
【図１】 埋設界面を設けるための従来のプロセスを示
す概略図。
す概略図。
【図２】 埋設界面を設けるための従来のプロセスを示
す概略図。
す概略図。
【図３】 埋設界面を設けるための従来のプロセスを示
す概略図。
す概略図。
【図４】 埋設界面を設けるための従来のプロセスを示
す概略図。
す概略図。
【図５】 本発明によるＦＴＩＲ測定を行うために用い
られる装置の概略を示す図。
られる装置の概略を示す図。
【図６】 埋設プレートの幾つかの異なる深さ測定値を
有する既知サンプルおよび未知サンプルのスペクトル内
容を示す曲線を与えるグラフ。
有する既知サンプルおよび未知サンプルのスペクトル内
容を示す曲線を与えるグラフ。
【図７】 本発明により得られた測定値をＳＥＭ断面法
と比較して確認するグラフ。
と比較して確認するグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 591209109 シーメンス・アクチェンゲゼルシャフト ＳＩＥＭＥＮＳ ＡＫＴＩＥＮＧＥＳＥ ＬＬＳＣＨＡＦＴ ドイツ連邦共和国、80333 ミュンヘン、 ヴィッテルズバッハ・プラッツ ２ (72)発明者 ケイ・ポール・ミュラー アメリカ合衆国12590、ニューヨーク州 ワッピンガーズ・フォールズ、ブラザー ズ・ロード 89 (72)発明者 ベンカタチャラム・シー・ジャイプラカ シュ アメリカ合衆国12508、ニューヨーク州 ベーコン、ハドソン・ビュー・ドライ ブ、ナンバー・シー、39 (56)参考文献 特開 平５−63053（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−132935（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−246498（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/66 G01B 11/02
Claims (14)
- 【請求項１】半導体基体の表面下に埋設された領域の頂
部の深さを測定する非破壊的方法であって、 測定されるべき前記埋設された領域を内蔵する半導体基
体を赤外線で照射するステップと、 前記半導体基体から戻ってきた信号を検出し、そのスペ
クトル内容をフーリエ解析により解析して、波数１０２
０を中心とする吸収ピーク及び波数７００乃至８００の
間にある吸収ピークを含む、前記戻ってきた信号のうち
のスペクトル内容を切り出すステップと、 前記戻ってきた信号のうちのスペクトル内容を校正スペ
クトルと比較して前記埋設された領域の頂部の深さを決
定するステップと、 を含む方法。 - 【請求項２】前記赤外線は広帯域ＩＲ放射である請求項
１に記載の方法。 - 【請求項３】前記ＩＲ放射の波長は２ないし２５ミクロ
ンである請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】前記埋設された領域は、砒素をドーパント
として使用して形成された埋設導電性プレートある請求
項１に記載の方法。 - 【請求項５】前記校正スペクトルは、半導体基体の表面
下に既知の深さに埋設された領域の頂部についての、波
数１０２０を中心とする吸収ピーク及び波数７００乃至
８００の間にある吸収ピークを含むスペクトルである請
求項１又は請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】前記比較はサンプルからのスペクトルと校
正スペクトルとの最小自乗法比較を用いる請求項１に記
載の方法。 - 【請求項７】前記戻ってきた信号のうちのスペクトル内
容の強度値が比較の前に０と１との間に正規化される請
求項１に記載の方法。 - 【請求項８】半導体基体の表面下に埋設された領域の頂
部の深さを測定する装置であって、 前記半導体基体を赤外線放射源で照射する手段と、 前記半導体基体から戻ってきた信号を検出し、そのスペ
クトル内容をフーリエ解析により解析して、波数１０２
０を中心とする吸収ピーク及び波数７００乃至８００の
間にある吸収ピークを含む、前記戻ってきた信号のうち
のスペクトル内容を切り出す手段と、 複数の校正スペクトルを記憶しているライブラリと、 前記戻ってきた信号のうちのスペクトル内容を校正スペ
クトルと比較して前記埋設された領域の頂部の深さを決
定する手段と、 を含む装置。 - 【請求項９】前記赤外線源は広帯域ＩＲ放射源である請
求項８に記載の装置。 - 【請求項１０】前記ＩＲ放射の波長は２ないし２５ミク
ロンである請求項８に記載の装置。 - 【請求項１１】前記埋設された領域は、砒素をドーパン
トとして使用して形成された埋設導電性プレートある請
求項８に記載の装置。 - 【請求項１２】前記校正スペクトルは、半導体基体の表
面下に既知の深さに埋設された領域の頂部についての、
波数１０２０を中心とする吸収ピーク及び波数７００乃
至８００の間にある吸収ピークを含むスペクトルである
請求項８又は請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１３】前記決定手段は前記基体から戻ってきた
信号のうちのスペクトル内容と前記校正スペクトルとを
比較するための最小自乗法比較手段を含む請求項８に記
載の装置。 - 【請求項１４】前記戻ってきた信号のうちのスペクトル
内容の強度値を０と１との間に正規化するための手段を
さらに含む請求項８に記載の装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/004074 | 1998-01-07 | ||
| US09/004,074 US6124141A (en) | 1998-01-07 | 1998-01-07 | Non-destructive method and device for measuring the depth of a buried interface |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11260876A JPH11260876A (ja) | 1999-09-24 |
| JP3072734B2 true JP3072734B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=21709010
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11001299A Expired - Fee Related JP3072734B2 (ja) | 1998-01-07 | 1999-01-06 | 埋設界面の深さを測定する非破壊的方法および装置 |
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|---|---|
| US (1) | US6124141A (ja) |
| EP (1) | EP0929094B1 (ja) |
| JP (1) | JP3072734B2 (ja) |
| KR (1) | KR100393387B1 (ja) |
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| DE (1) | DE69837033T2 (ja) |
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| US6486675B1 (en) * | 2000-09-29 | 2002-11-26 | Infineon Technologies Ag | In-situ method for measuring the endpoint of a resist recess etch process |
| US6708559B2 (en) | 2001-09-28 | 2004-03-23 | Infineon Technologies Ag | Direct, non-destructive measurement of recess depth in a wafer |
| US7869057B2 (en) | 2002-09-09 | 2011-01-11 | Zygo Corporation | Multiple-angle multiple-wavelength interferometer using high-NA imaging and spectral analysis |
| US7139081B2 (en) | 2002-09-09 | 2006-11-21 | Zygo Corporation | Interferometry method for ellipsometry, reflectometry, and scatterometry measurements, including characterization of thin film structures |
| WO2004079295A2 (en) * | 2003-03-06 | 2004-09-16 | Zygo Corporation | Profiling complex surface structures using scanning interferometry |
| JP4791354B2 (ja) * | 2003-03-06 | 2011-10-12 | ザイゴ コーポレーション | 走査干渉分光を用いた複雑な表面構造のプロファイリング |
| US7106454B2 (en) | 2003-03-06 | 2006-09-12 | Zygo Corporation | Profiling complex surface structures using scanning interferometry |
| US7271918B2 (en) | 2003-03-06 | 2007-09-18 | Zygo Corporation | Profiling complex surface structures using scanning interferometry |
| US7324214B2 (en) | 2003-03-06 | 2008-01-29 | Zygo Corporation | Interferometer and method for measuring characteristics of optically unresolved surface features |
| FR2852389B1 (fr) * | 2003-03-12 | 2005-05-13 | Commissariat Energie Atomique | Procede de mesure d'objets tridimensionnels par ombroscopie optique a une seule vue |
| US7289225B2 (en) | 2003-09-15 | 2007-10-30 | Zygo Corporation | Surface profiling using an interference pattern matching template |
| TWI335417B (en) | 2003-10-27 | 2011-01-01 | Zygo Corp | Method and apparatus for thin film measurement |
| US7884947B2 (en) | 2005-01-20 | 2011-02-08 | Zygo Corporation | Interferometry for determining characteristics of an object surface, with spatially coherent illumination |
| JP4768754B2 (ja) | 2005-01-20 | 2011-09-07 | ザイゴ コーポレーション | オブジェクト表面の特徴を求める干渉計 |
| TWI394930B (zh) | 2005-05-19 | 2013-05-01 | Zygo Corp | 取得薄膜結構資訊之低同調干涉信號的分析方法及裝置 |
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| KR101593927B1 (ko) * | 2005-08-22 | 2016-02-15 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 화학적 기계적 폴리싱의 스펙트럼 기반 모니터링을 위한 장치 및 방법 |
| US7306507B2 (en) | 2005-08-22 | 2007-12-11 | Applied Materials, Inc. | Polishing pad assembly with glass or crystalline window |
| EP2097713A4 (en) | 2006-12-22 | 2010-09-15 | Zygo Corp | DEVICE AND METHOD FOR MEASURING SURFACE PROPERTIES |
| US7889355B2 (en) | 2007-01-31 | 2011-02-15 | Zygo Corporation | Interferometry for lateral metrology |
| US8072611B2 (en) | 2007-10-12 | 2011-12-06 | Zygo Corporation | Interferometric analysis of under-resolved features |
| JP5222954B2 (ja) | 2007-11-13 | 2013-06-26 | ザイゴ コーポレーション | 偏光スキャンを利用した干渉計 |
| EP2232195B1 (en) | 2007-12-14 | 2015-03-18 | Zygo Corporation | Analyzing surface structure using scanning interferometry |
| US8120781B2 (en) | 2008-11-26 | 2012-02-21 | Zygo Corporation | Interferometric systems and methods featuring spectral analysis of unevenly sampled data |
| US8115932B2 (en) * | 2009-05-28 | 2012-02-14 | Corning Incorporated | Methods and apparatus for measuring ion implant dose |
| TWI408363B (zh) * | 2010-01-08 | 2013-09-11 | Ind Tech Res Inst | 通孔結構之測量系統和方法 |
| CN103389066B (zh) * | 2013-08-08 | 2015-10-28 | 华南理工大学建筑设计研究院 | 一种动态监测建筑物竖向位移的方法 |
| FR3037401B1 (fr) * | 2015-06-15 | 2017-06-23 | Commissariat Energie Atomique | Caracterisation d'un echantillon par decomposition en base de materiaux. |
| KR102174774B1 (ko) | 2019-11-15 | 2020-11-05 | 한국건설기술연구원 | 열화상을 이용한 교량받침부의 앵커볼트 매립깊이 측정방법 및 측정장치 |
| KR102312192B1 (ko) | 2020-09-24 | 2021-10-14 | (주)에프비지코리아 | 맨홀 뚜껑 모니터링 장치 및 시스템 |
| KR102184988B1 (ko) | 2020-10-14 | 2020-12-01 | 한국건설기술연구원 | 초음파를 이용한 앵커볼트의 매립깊이 측정장치 및 측정방법 |
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| US5087121A (en) * | 1987-12-01 | 1992-02-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Depth/height measuring device |
| JPH0223617A (ja) * | 1988-07-13 | 1990-01-25 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体基板ウェハの溝形成方法 |
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| EP0420113B1 (en) * | 1989-09-25 | 1995-08-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Apparatus for and method of evaluating multilayer thin films |
| US5229304A (en) * | 1992-05-04 | 1993-07-20 | At&T Bell Laboratories | Method for manufacturing a semiconductor device, including optical inspection |
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-
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