JP3178607B2 - 引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度測定方法 - Google Patents
引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度測定方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度測
定方法に関し、特に、表面のみが鏡面研磨されて裏面は
粗面とされた引上シリコンウェーハに対し平行偏光をブ
リュースター角で入射せしめて測定した光透過特性と表
裏両面が鏡面研磨された対照としての浮遊帯域シリコン
ウェーハに対し平行偏光をブリュースター角で入射せし
めて測定した光透過特性とから引上シリコンウェーハの
置換型炭素濃度を算出してなる引上シリコンウェーハの
置換型炭素濃度測定方法に関するものである。
定方法に関し、特に、表面のみが鏡面研磨されて裏面は
粗面とされた引上シリコンウェーハに対し平行偏光をブ
リュースター角で入射せしめて測定した光透過特性と表
裏両面が鏡面研磨された対照としての浮遊帯域シリコン
ウェーハに対し平行偏光をブリュースター角で入射せし
めて測定した光透過特性とから引上シリコンウェーハの
置換型炭素濃度を算出してなる引上シリコンウェーハの
置換型炭素濃度測定方法に関するものである。
［従来の技術］ 従来、この種の引上シリコンウェーハの置換型炭素濃
度測定方法としては、表面が鏡面研磨されかつ裏面が表
面の鏡面研磨に後続する処理工程において表裏両面の識
別を容易とする目的で粗面とされたまま報知された引上
シリコンウェーハと、表面が鏡面研磨されかつ裏面が引
上シリコンウェーハの裏面と同一の光学的な挙動を確保
するために粗面とされた対照としての浮遊帯域シリコン
ウェーハとに対して赤外光を同時に入射せしめることに
より、引上シリコンウェーハの光透過特性および浮遊帯
域シリコンウェーハの光透過特性を測定して引上シリコ
ンウェーハの置換型炭素濃度を求めてなるものが、提案
されていた。
度測定方法としては、表面が鏡面研磨されかつ裏面が表
面の鏡面研磨に後続する処理工程において表裏両面の識
別を容易とする目的で粗面とされたまま報知された引上
シリコンウェーハと、表面が鏡面研磨されかつ裏面が引
上シリコンウェーハの裏面と同一の光学的な挙動を確保
するために粗面とされた対照としての浮遊帯域シリコン
ウェーハとに対して赤外光を同時に入射せしめることに
より、引上シリコンウェーハの光透過特性および浮遊帯
域シリコンウェーハの光透過特性を測定して引上シリコ
ンウェーハの置換型炭素濃度を求めてなるものが、提案
されていた。
［解決すべき問題点］ しかしながら、従来の引上シリコンウェーハの置換型
炭素濃度測定方法では、引上シリコンウェーハの裏面が
表面との識別を容易とする目的で粗面とされていたの
で、（ｉ）光学的な挙動を同一とするために対照として
の浮遊帯域シリコンウェーハの裏面も粗面としなければ
ならない欠点があり、ひいては（ii）測定作業が煩雑と
なる欠点があった。
炭素濃度測定方法では、引上シリコンウェーハの裏面が
表面との識別を容易とする目的で粗面とされていたの
で、（ｉ）光学的な挙動を同一とするために対照として
の浮遊帯域シリコンウェーハの裏面も粗面としなければ
ならない欠点があり、ひいては（ii）測定作業が煩雑と
なる欠点があった。
そこで、本発明は、これらの欠点を除去する目的で、
表裏両面が鏡面研磨された浮遊帯域シリコンウェーハの
そのまま対照として使用可能とすることにより測定作業
を簡潔としてなる引上シリコンウェーハの置換型炭素濃
度測定方法を提供せんとするものである。
表裏両面が鏡面研磨された浮遊帯域シリコンウェーハの
そのまま対照として使用可能とすることにより測定作業
を簡潔としてなる引上シリコンウェーハの置換型炭素濃
度測定方法を提供せんとするものである。
（２）発明の構成 ［問題点の解決手段］ 本発明により提供される問題点の解決手段は、 表面のみが鏡面研磨されて裏面は粗面とされた引上シ
リコンウェーハに対し平行偏光をブリュースター角で入
射せしめることにより、波数607cm-1近傍を含む波数域
での引上シリコンウェーハの光透過特性を測定するため
の第１の工程と、 表裏両面が鏡面研磨された対照としての浮遊帯域シリ
コンウェーハに対し平行偏光をブリュースター角で入射
せしめることにより、波数607cm-1近傍を含む波数領域
での浮遊帯域シリコンウェーハの光透過特性を測定する
ための第２の工程と、 第１の工程によって測定された引上シリコンウェーハ
の光透過特性と第２の工程によって測定された浮遊帯域
シリコンウェーハの光透過特性とから、これら二つの光
透過特性の差吸光度特性を波数607cm-1近傍を含む波数
領域において求める第３の工程と、 第３の工程で求めた差吸光度特性の607cm-1近傍のピ
ークの値と引上シリコンウェーハに含まれる置換型炭素
が０であるとした場合の差吸光度特性の値との差から置
換型炭素の振動に起因する吸光度を求める第４の工程
と、 第４の工程で求めた吸光度から引上シリコンウェーハ
に含まれる置換型炭素濃度を算出する第５の工程と、 を備えてなる引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度
測定方法である。
リコンウェーハに対し平行偏光をブリュースター角で入
射せしめることにより、波数607cm-1近傍を含む波数域
での引上シリコンウェーハの光透過特性を測定するため
の第１の工程と、 表裏両面が鏡面研磨された対照としての浮遊帯域シリ
コンウェーハに対し平行偏光をブリュースター角で入射
せしめることにより、波数607cm-1近傍を含む波数領域
での浮遊帯域シリコンウェーハの光透過特性を測定する
ための第２の工程と、 第１の工程によって測定された引上シリコンウェーハ
の光透過特性と第２の工程によって測定された浮遊帯域
シリコンウェーハの光透過特性とから、これら二つの光
透過特性の差吸光度特性を波数607cm-1近傍を含む波数
領域において求める第３の工程と、 第３の工程で求めた差吸光度特性の607cm-1近傍のピ
ークの値と引上シリコンウェーハに含まれる置換型炭素
が０であるとした場合の差吸光度特性の値との差から置
換型炭素の振動に起因する吸光度を求める第４の工程
と、 第４の工程で求めた吸光度から引上シリコンウェーハ
に含まれる置換型炭素濃度を算出する第５の工程と、 を備えてなる引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度
測定方法である。
［作用］ 本発明にかかる引上シリコンウェーハの置換型炭素濃
度測定方法は、上述の［問題点の解決手段］の欄に開示
したごとく、表面のみが鏡面研磨されて裏面は粗面とさ
れた引上シリコンウェーハの光透過特性と表裏両面が鏡
面研磨された浮遊帯域シリコンウェーハの光透過特性と
から引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度を算出して
いるので、 （ｉ）表裏両面が鏡面研磨された浮遊帯域シリコンウェ
ーの裏面を粗面とすることなく鏡面のままで使用可能と
する作用をなし、ひいては （ii）測定作業を簡潔とする作用をなす。
度測定方法は、上述の［問題点の解決手段］の欄に開示
したごとく、表面のみが鏡面研磨されて裏面は粗面とさ
れた引上シリコンウェーハの光透過特性と表裏両面が鏡
面研磨された浮遊帯域シリコンウェーハの光透過特性と
から引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度を算出して
いるので、 （ｉ）表裏両面が鏡面研磨された浮遊帯域シリコンウェ
ーの裏面を粗面とすることなく鏡面のままで使用可能と
する作用をなし、ひいては （ii）測定作業を簡潔とする作用をなす。
［実施例］ 次に、本発明にかかる引上シリコンウェーハの置換型
炭素濃度測定方法について、その好ましい実施例を挙
げ、添付図面を参照しつつ、具体的に説明する。
炭素濃度測定方法について、その好ましい実施例を挙
げ、添付図面を参照しつつ、具体的に説明する。
（添付図面の説明） 第１図は、本発明にかかる引上シリコンウェーハの置
換型炭素濃度測定方法の一実施例を実行する測定装置を
示すための簡略構成図である。
換型炭素濃度測定方法の一実施例を実行する測定装置を
示すための簡略構成図である。
第２図および第３図は、本発明にかかる引上シリコン
ウェーハの置換型炭素濃度測定方法の一実施例を説明す
るための説明図である。
ウェーハの置換型炭素濃度測定方法の一実施例を説明す
るための説明図である。
（実施例の構成・作用） まず、本発明にかかる引上シリコンウェーハの置換型
炭素濃度測定方法の一実施例について、その構成および
作用を詳細に説明する。
炭素濃度測定方法の一実施例について、その構成および
作用を詳細に説明する。
本発明にかかる引上シリコンウェーハの置換型炭素濃
度測定方法は、表面のみが鏡面研磨されて裏面は粗面と
された引上シリコンウェーハ（“片面研磨引上シリコン
ウェーハ”という）に対し平行偏光をブリュースター角
で入射せしめることにより波数607cm-1近傍を含む波数
領域での片面研磨引上シリコンウェーハの光透過特性
（ここでは透過光強度IOBS；以下同様）を測定するため
の第１の工程と、表裏両面が鏡面研磨された対照として
の浮遊帯域シリコンウェーハ（“両面研磨浮遊帯域シリ
コンウェーハ”という）に対し平行偏光をブリュースタ
ー角φＢで入射せしめることにより波数607cm-1近傍を
含む波数領域での両面研磨浮遊帯域シリコンウェーハの
光透過特性（ここでは透過光強度ＩＯ；以下同様）を測
定するための第２の工程と、第１の工程によって測定さ
れた片面研磨引上シリコンウェーハの光透過特性
（IOBS）と第２の工程によって測定された両面研磨浮遊
帯域シリコンウェーハの光透過特性（ＩＯとから、これ
ら二つの光透過特性の差吸光度特性｛ここではln（IOBS
/IＯ）-1｝を波数607cm-1近傍を含む波数領域において
求める第３の工程と、第３の工程で求めた差吸光度特性
の607cm-1近傍のピークの値と引上シリコンウェーハに
含まれる置換型炭素が０であるとした場合の差吸光度特
性の値との差から置換型炭素の振動に起因する吸光度
（Ａ）を求める第４の工程と、 （ｅ）第４の工程で求めた吸光度（Ａ）から引上シリコ
ンウェーハに含まれる置換型炭素濃度を算出する第５の
工程と、を備えている。
度測定方法は、表面のみが鏡面研磨されて裏面は粗面と
された引上シリコンウェーハ（“片面研磨引上シリコン
ウェーハ”という）に対し平行偏光をブリュースター角
で入射せしめることにより波数607cm-1近傍を含む波数
領域での片面研磨引上シリコンウェーハの光透過特性
（ここでは透過光強度IOBS；以下同様）を測定するため
の第１の工程と、表裏両面が鏡面研磨された対照として
の浮遊帯域シリコンウェーハ（“両面研磨浮遊帯域シリ
コンウェーハ”という）に対し平行偏光をブリュースタ
ー角φＢで入射せしめることにより波数607cm-1近傍を
含む波数領域での両面研磨浮遊帯域シリコンウェーハの
光透過特性（ここでは透過光強度ＩＯ；以下同様）を測
定するための第２の工程と、第１の工程によって測定さ
れた片面研磨引上シリコンウェーハの光透過特性
（IOBS）と第２の工程によって測定された両面研磨浮遊
帯域シリコンウェーハの光透過特性（ＩＯとから、これ
ら二つの光透過特性の差吸光度特性｛ここではln（IOBS
/IＯ）-1｝を波数607cm-1近傍を含む波数領域において
求める第３の工程と、第３の工程で求めた差吸光度特性
の607cm-1近傍のピークの値と引上シリコンウェーハに
含まれる置換型炭素が０であるとした場合の差吸光度特
性の値との差から置換型炭素の振動に起因する吸光度
（Ａ）を求める第４の工程と、 （ｅ）第４の工程で求めた吸光度（Ａ）から引上シリコ
ンウェーハに含まれる置換型炭素濃度を算出する第５の
工程と、を備えている。
第1,第２の工程で、それぞれ、片面研磨引上シリコン
ウェーハおよび両面研磨浮遊帯域シリコンウェーハに対
してそれぞれブリュースター角φＢで平行偏光を入射せ
しめる根拠は、片面研磨引上シリコンウェーハおよび両
面研磨浮遊帯域シリコウェーハ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、片
面研磨引上シリコンウェエーハおよび両面研磨浮遊帯域
シリコンウェーハの内部で多重反射が生じることを防止
することにある。ここて、平行偏光とは、入射対象（こ
こでは片面研磨引上シリコンウェーハならびに両面研磨
浮遊帯域シリコンウェーハ）への入射面に平行な成分の
みを有する偏光をいう。また、引上シリコンウェエーハ
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作成されたシリコン
ウェーハをいい、通常は後続の処理工程において表裏両
面の識別を容易としないしは使用されないために裏面が
鏡面研磨されることなく粗面のまま放置されている。更
に、浮遊帯域シリコンウェーハとは、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
ンウェーハをいう。
ウェーハおよび両面研磨浮遊帯域シリコンウェーハに対
してそれぞれブリュースター角φＢで平行偏光を入射せ
しめる根拠は、片面研磨引上シリコンウェーハおよび両
面研磨浮遊帯域シリコウェーハ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、片
面研磨引上シリコンウェエーハおよび両面研磨浮遊帯域
シリコンウェーハの内部で多重反射が生じることを防止
することにある。ここて、平行偏光とは、入射対象（こ
こでは片面研磨引上シリコンウェーハならびに両面研磨
浮遊帯域シリコンウェーハ）への入射面に平行な成分の
みを有する偏光をいう。また、引上シリコンウェエーハ
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作成されたシリコン
ウェーハをいい、通常は後続の処理工程において表裏両
面の識別を容易としないしは使用されないために裏面が
鏡面研磨されることなく粗面のまま放置されている。更
に、浮遊帯域シリコンウェーハとは、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
ンウェーハをいう。
第２の工程で、浮遊帯域シリコンウェーハが対照とし
て採用されている根拠は、その置換型炭素濃度［CSF］
が引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度［CSC］に比
べて極めて小さいことにある。また、浮遊帯域シリコン
ウェーハの表裏両面が鏡面研磨されている根拠は、入射
光（ここでは平行偏光）が表裏両面で散乱されることを
防止することにある。
て採用されている根拠は、その置換型炭素濃度［CSF］
が引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度［CSC］に比
べて極めて小さいことにある。また、浮遊帯域シリコン
ウェーハの表裏両面が鏡面研磨されている根拠は、入射
光（ここでは平行偏光）が表裏両面で散乱されることを
防止することにある。
第１、第２の工程で、それぞれ波数607cm-1近傍を含
む波数領域での光透過特性を測定する根拠は次のとおり
である。測定対象である置換型炭素は波数607cm-1近傍
において赤外光を特によく吸収するためこの近傍におい
て赤外光吸収が極大となることはよく知られている。し
かしながら、後述する第４の工程で必要な片面研磨引上
シリコンウェーハに含まれる置換型炭素濃度が０である
とした場合の607cm-1近傍の差吸光度特性（たとえば第
２図における破線）は607cm-1近傍のみの測定では求め
られず、少なくとも607cm-1近傍を含むある程度の幅の
波数領域を測定しなければ求められないからである。例
えば第２図においては実線で示すグラフ（差吸光度特
性）のピークの裾野の部分を含む領域を測定しなければ
破線を求めることはできない。
む波数領域での光透過特性を測定する根拠は次のとおり
である。測定対象である置換型炭素は波数607cm-1近傍
において赤外光を特によく吸収するためこの近傍におい
て赤外光吸収が極大となることはよく知られている。し
かしながら、後述する第４の工程で必要な片面研磨引上
シリコンウェーハに含まれる置換型炭素濃度が０である
とした場合の607cm-1近傍の差吸光度特性（たとえば第
２図における破線）は607cm-1近傍のみの測定では求め
られず、少なくとも607cm-1近傍を含むある程度の幅の
波数領域を測定しなければ求められないからである。例
えば第２図においては実線で示すグラフ（差吸光度特
性）のピークの裾野の部分を含む領域を測定しなければ
破線を求めることはできない。
第３ないし第５の工程で、第１の工程によって測定さ
れた片面研磨引上シリコンウェーハの光透過特性（ここ
では透過光強度IOBS）と第２の工程によって測定された
両面研磨浮遊帯域シリコンウェーハの光透過特性（ここ
では透過光強度ＩＯ）とから引上シリコンウェーハの置
換型炭素濃度［CSC］を算出する領域は、以下のとおり
である。
れた片面研磨引上シリコンウェーハの光透過特性（ここ
では透過光強度IOBS）と第２の工程によって測定された
両面研磨浮遊帯域シリコンウェーハの光透過特性（ここ
では透過光強度ＩＯ）とから引上シリコンウェーハの置
換型炭素濃度［CSC］を算出する領域は、以下のとおり
である。
まず、引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度
［CSC］は、引上シリコンウェーハの置換型炭素の振動
に起因した光吸収係数（“引上シリコンウェーハの光吸
収係数”ともいう）αＥと変換係数ｋ（現在1.1×1017
個/cm２と考えられている；以下同様）とを用いて ［CSC］＝ｋαＥ のごとく表現できる。ここで、引上シリコンウェーハの
光吸収係数αＥは、置換型炭素の振動に起因した波数60
7cm-1における肉厚ｄの引上シリコンウェーハの吸光度
Ａとブリュースター角φＢで入射された平行偏光の光路
長ｌ＝1.042dとを用いて、ランベルトーベールの法則か
ら、 のごとく表現できる。
［CSC］は、引上シリコンウェーハの置換型炭素の振動
に起因した光吸収係数（“引上シリコンウェーハの光吸
収係数”ともいう）αＥと変換係数ｋ（現在1.1×1017
個/cm２と考えられている；以下同様）とを用いて ［CSC］＝ｋαＥ のごとく表現できる。ここで、引上シリコンウェーハの
光吸収係数αＥは、置換型炭素の振動に起因した波数60
7cm-1における肉厚ｄの引上シリコンウェーハの吸光度
Ａとブリュースター角φＢで入射された平行偏光の光路
長ｌ＝1.042dとを用いて、ランベルトーベールの法則か
ら、 のごとく表現できる。
引上シリコンウェーハの吸光度Ａは、両面鏡面加工さ
れた引上シリコンウェーハ（“両面研磨引上シリコンウ
ェーハ”ともいう）の光透過特性（ここでは透過光強度
Ｉ）と浮遊帯域シリコンウェーハ（すなわち両面研磨浮
遊帯域シリコンウェーハ）の光透過特性（ここでは透過
光強度ＩＯ）とを用いて のごとく表現できる。つまりこの場合は光散乱による透
過光強度減や他の減少要素が無いため、ＩはＩＯに比べ
炭素による吸収分だけ低い値であり、両者の吸光度の差
（差吸光度）は炭素のみによる吸収を反映したもの、す
なわち吸光度Ａになり、炭素濃度を求めることができ
る。これに対し、片面研磨引上シリコンウェーハの場合
には、裏面による光の散乱により、炭素の振動による吸
収以上に透過光の強度が下がる。したがって、浮遊帯域
シリコンウェーハとの差吸光度イコール炭素の振動によ
る吸光度Ａとはならず、そのまま差吸光度から炭素濃度
を求めることはできない。すなわり散乱によって失った
透過光強度を補正する必要がある。検出器で実際に検出
された片面研磨引上シリコンウェーハにおける光透過特
性（ここでは透過光強度IOBS）に対して、同ウェーハの
裏面で生じた散乱光が散乱せずに検出器に届いたと仮定
した場合の光散乱特性（ここでは散乱光強度ＩＳ）を加
えたものが炭素による吸光度Ａであり、 のごとく表現できることがわかった。
れた引上シリコンウェーハ（“両面研磨引上シリコンウ
ェーハ”ともいう）の光透過特性（ここでは透過光強度
Ｉ）と浮遊帯域シリコンウェーハ（すなわち両面研磨浮
遊帯域シリコンウェーハ）の光透過特性（ここでは透過
光強度ＩＯ）とを用いて のごとく表現できる。つまりこの場合は光散乱による透
過光強度減や他の減少要素が無いため、ＩはＩＯに比べ
炭素による吸収分だけ低い値であり、両者の吸光度の差
（差吸光度）は炭素のみによる吸収を反映したもの、す
なわち吸光度Ａになり、炭素濃度を求めることができ
る。これに対し、片面研磨引上シリコンウェーハの場合
には、裏面による光の散乱により、炭素の振動による吸
収以上に透過光の強度が下がる。したがって、浮遊帯域
シリコンウェーハとの差吸光度イコール炭素の振動によ
る吸光度Ａとはならず、そのまま差吸光度から炭素濃度
を求めることはできない。すなわり散乱によって失った
透過光強度を補正する必要がある。検出器で実際に検出
された片面研磨引上シリコンウェーハにおける光透過特
性（ここでは透過光強度IOBS）に対して、同ウェーハの
裏面で生じた散乱光が散乱せずに検出器に届いたと仮定
した場合の光散乱特性（ここでは散乱光強度ＩＳ）を加
えたものが炭素による吸光度Ａであり、 のごとく表現できることがわかった。
ここで、 は、片面研磨引上シリコンウェーハの光透過特性（ここ
では透過光強度IOBS）およびその裏面における光散乱特
性（ここでは散乱光強度ＩＳ）の和と両面研磨浮遊帯域
シリコンウェーハの光透過特性（ここでは透過光強度Ｉ
Ｏ）との比の逆数の自然対数を示している。ところが実
際には、裏面における散乱光強度ＩＳは測定することは
できないので、上記式の計算によって直接に炭素による
吸光度Ａを求めることはできない。
では透過光強度IOBS）およびその裏面における光散乱特
性（ここでは散乱光強度ＩＳ）の和と両面研磨浮遊帯域
シリコンウェーハの光透過特性（ここでは透過光強度Ｉ
Ｏ）との比の逆数の自然対数を示している。ところが実
際には、裏面における散乱光強度ＩＳは測定することは
できないので、上記式の計算によって直接に炭素による
吸光度Ａを求めることはできない。
本発明において、測定が可能な、鏡面研磨浮遊帯域シ
リコンウェーハの透過光強度ＩＯと片面研磨引上シリコ
ンウェーハの透過光強度IOBSとから、炭素による吸光度
Ａを求めるには例えば具体的には以下のようにすればよ
い。
リコンウェーハの透過光強度ＩＯと片面研磨引上シリコ
ンウェーハの透過光強度IOBSとから、炭素による吸光度
Ａを求めるには例えば具体的には以下のようにすればよ
い。
第３の工程において、前記の両ウェーハの差吸光度特
性ln（IOBS/IＯ）-1と波数との関係を示すと、第２図に
示したグラフ（実線）のごとく、波数607cm-1にピーク
を有する曲線となる。
性ln（IOBS/IＯ）-1と波数との関係を示すと、第２図に
示したグラフ（実線）のごとく、波数607cm-1にピーク
を有する曲線となる。
第４の工程において、このグラフにおいて、波数607c
m-1におけるピークの高波数および低波数側の裾部分を
補間した線（破線）を引く。破線は、置換型炭素濃度
［CSC］がＯ（実際には両面研磨浮遊帯域シリコンウェ
ーハと同じ極少量）であるとした場合の片面研磨引上シ
リコンウェーハと、両面研磨浮遊帯域シリコンウェーハ
との差吸光度特性を示すものとなる。破線は直線である
必要はなく、公知のほかの補間方法による曲線でも差し
支えない。
m-1におけるピークの高波数および低波数側の裾部分を
補間した線（破線）を引く。破線は、置換型炭素濃度
［CSC］がＯ（実際には両面研磨浮遊帯域シリコンウェ
ーハと同じ極少量）であるとした場合の片面研磨引上シ
リコンウェーハと、両面研磨浮遊帯域シリコンウェーハ
との差吸光度特性を示すものとなる。破線は直線である
必要はなく、公知のほかの補間方法による曲線でも差し
支えない。
この波数607cm-1における実線のピーク値と破線の値
との差が、置換型炭素の振動に起因する吸光度Ａ、すな
わち、ln（（IOBS＋ＩＳ）/IＯ）-1であり、第５の工程
において、前述の式、（k/1042d）・ln（（IOBS＋
ＩＳ）/IＯ）-1により置換型炭素濃度［CSC］を計算で
きることが判明した。
との差が、置換型炭素の振動に起因する吸光度Ａ、すな
わち、ln（（IOBS＋ＩＳ）/IＯ）-1であり、第５の工程
において、前述の式、（k/1042d）・ln（（IOBS＋
ＩＳ）/IＯ）-1により置換型炭素濃度［CSC］を計算で
きることが判明した。
このことは、後述の実施例１〜６で示すように、両面
を鏡面研磨して散乱のない状態にした両面研磨引上シリ
コンウェーハを用いて測定した光透過特性（透過光強度
Ｉ）と両面研磨浮遊帯域シリコンウェーハを用いて測定
した光透過特性（透過光強度ＩＯ）とを用いて計算した
置換型炭素濃度（k/1042d）・ln（I/IＯ）-1とよく一致
していることから確認された。
を鏡面研磨して散乱のない状態にした両面研磨引上シリ
コンウェーハを用いて測定した光透過特性（透過光強度
Ｉ）と両面研磨浮遊帯域シリコンウェーハを用いて測定
した光透過特性（透過光強度ＩＯ）とを用いて計算した
置換型炭素濃度（k/1042d）・ln（I/IＯ）-1とよく一致
していることから確認された。
このように平行偏光をブリュースター角で入射するこ
とにより、被測定ウェーハ内での多重反射の影響を除去
できるとともに、ウェーハの裏面（粗面とされた側）で
散乱する散乱光強度ＩＳを測定できなくとも置換型炭素
の振動に起因する吸光度Ａ＝ln（（IOBS＋ＩＳ）/IＯ）
-1を求めることができ、これによって置換型炭素濃度を
求める方法は本発明者らにより初めて提供されるもので
ある。
とにより、被測定ウェーハ内での多重反射の影響を除去
できるとともに、ウェーハの裏面（粗面とされた側）で
散乱する散乱光強度ＩＳを測定できなくとも置換型炭素
の振動に起因する吸光度Ａ＝ln（（IOBS＋ＩＳ）/IＯ）
-1を求めることができ、これによって置換型炭素濃度を
求める方法は本発明者らにより初めて提供されるもので
ある。
なお、第３の工程および第４の工程は実際にグラフと
して示す必要はなく、測定データを計算機内部で演算処
理することによって行ってもかまわない。
して示す必要はなく、測定データを計算機内部で演算処
理することによって行ってもかまわない。
（実施例の実行装置） まだ、第１図を参照しつつ、本発明にかかる引上シリ
コンウェーハの置換型炭素濃度測定方法の一実施例を実
行するための測定装置について、その構成および作用を
詳細に説明する。
コンウェーハの置換型炭素濃度測定方法の一実施例を実
行するための測定装置について、その構成および作用を
詳細に説明する。
10は、本発明にかかる引上シリコンウェーハの置換型
炭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試料（ここでは片面研磨引
上シリコンウェーハ）Ｍおよび対照（ここでは両面研磨
浮遊帯域シリコンウェーハ）Ｒに与えるための偏光子13
と、試料Ｍの光透過特性（ここでは平行偏光の透過光強
度IOBS）および対照Ｒの光透過特性（ここでは平行偏光
の透過光強度ＩＯ）を検出するための検出器14と、検出
器14に接続されており試料Ｍの光透過特性（すなわち透
過光強度IOBS）および対照Ｒの光透過特性（すなわち透
過光強度IO）から差吸光度特性を算出したのち試料Ｍの
置換型炭素濃度を算出するための計算装置15とを備えて
いる。試料Ｍおよび対照Ｒと検出器14との間には、必要
に応じ、反射鏡16A,16Bが挿入されている。ちなみに、
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。
炭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試料（ここでは片面研磨引
上シリコンウェーハ）Ｍおよび対照（ここでは両面研磨
浮遊帯域シリコンウェーハ）Ｒに与えるための偏光子13
と、試料Ｍの光透過特性（ここでは平行偏光の透過光強
度IOBS）および対照Ｒの光透過特性（ここでは平行偏光
の透過光強度ＩＯ）を検出するための検出器14と、検出
器14に接続されており試料Ｍの光透過特性（すなわち透
過光強度IOBS）および対照Ｒの光透過特性（すなわち透
過光強度IO）から差吸光度特性を算出したのち試料Ｍの
置換型炭素濃度を算出するための計算装置15とを備えて
いる。試料Ｍおよび対照Ｒと検出器14との間には、必要
に応じ、反射鏡16A,16Bが挿入されている。ちなみに、
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。
しかして、測定装置10では、光源11から与えられた光
からマイケルソン干渉計12によって作成された干渉光
が、偏光子13によって平行偏光とされたのち、試料Ｍお
よび対照Ｒに与えられる。
からマイケルソン干渉計12によって作成された干渉光
が、偏光子13によって平行偏光とされたのち、試料Ｍお
よび対照Ｒに与えられる。
試料Ｍおよび対照Ｒでは、その光学特性に応じて吸収
ならびに散乱が行なわれるので、検出器14による検出結
果から計算装置15によって算出された差吸光度特性は、
第２図に示したごとき形状となる。
ならびに散乱が行なわれるので、検出器14による検出結
果から計算装置15によって算出された差吸光度特性は、
第２図に示したごとき形状となる。
計算装置15は、第２図もしくはこれに相当する表から を求めたのち試料（すなわち片面研磨引上シリコンウェ
ーハ）Ｍの光吸収係数αＥを のごとく算出し、更に試料（すなわち片面研磨引上シリ
コンウェーハ）Ｍの置換型炭素濃度［CSC］を のごとく算出する。
ーハ）Ｍの光吸収係数αＥを のごとく算出し、更に試料（すなわち片面研磨引上シリ
コンウェーハ）Ｍの置換型炭素濃度［CSC］を のごとく算出する。
（具体例） 加えて、本発明にかかる引上シリコンウェーハの置換
型炭素濃度測定方法の理解を促進する目的で、具体的な
数値などを挙げて説明する。
型炭素濃度測定方法の理解を促進する目的で、具体的な
数値などを挙げて説明する。
実施例１〜６ 引上シリコンウェーハは、まず、表面のみが鏡面加工
された状態（すなわち片面研磨引上シリコンウェーハの
状態）で、本発明にかかる置換型炭素濃度測定方法にし
たがって置換型炭素濃度［CSC］が測定された（第１表
参照）。
された状態（すなわち片面研磨引上シリコンウェーハの
状態）で、本発明にかかる置換型炭素濃度測定方法にし
たがって置換型炭素濃度［CSC］が測定された（第１表
参照）。
そののち、［CSC］を測定された各々の引上シリコン
ウェーハは、裏面が鏡面加工され、この状態（すなわち
両面研磨引上シリコンウェーハの状態）で、置換型炭素
濃度［CSC］＊が測定された（第１表参照）。
ウェーハは、裏面が鏡面加工され、この状態（すなわち
両面研磨引上シリコンウェーハの状態）で、置換型炭素
濃度［CSC］＊が測定された（第１表参照）。
この場合には両者のウェーハに散乱が無いため、前述
のように両者の透過光強度ＩおよびＩＯを測定するのみ
で、［CSC］＊＝（k/1042d）・ln（I/IＯ）-1によって
置換型炭素濃度が算出できる。 片面研磨引上シリコン
ウェーハについて測定さ れた置換型炭素濃度［CSC］と両面研磨引上シリコンウ
ェーハについて測定された置換型炭素濃度［CSC］＊と
は、それぞれ縦軸Ｙおよび横軸Ｘとするグラフ上にプロ
ットしたところ、第３図に示すとおり、直線Ｙ＝Ｘ上に
あって十分に一致していた。
のように両者の透過光強度ＩおよびＩＯを測定するのみ
で、［CSC］＊＝（k/1042d）・ln（I/IＯ）-1によって
置換型炭素濃度が算出できる。 片面研磨引上シリコン
ウェーハについて測定さ れた置換型炭素濃度［CSC］と両面研磨引上シリコンウ
ェーハについて測定された置換型炭素濃度［CSC］＊と
は、それぞれ縦軸Ｙおよび横軸Ｘとするグラフ上にプロ
ットしたところ、第３図に示すとおり、直線Ｙ＝Ｘ上に
あって十分に一致していた。
これにより、本発明によれば、片面研磨引上シリコン
ウェーハおよび両面研磨浮遊帯域シリコンウェーハをそ
のまま試料および対照として採用することにより、引上
シリコンウェーハの置換型炭素濃度［CSC］を直接に測
定できることが判明した。
ウェーハおよび両面研磨浮遊帯域シリコンウェーハをそ
のまま試料および対照として採用することにより、引上
シリコンウェーハの置換型炭素濃度［CSC］を直接に測
定できることが判明した。
（変形例） なお、上述では、マイケルソン干渉計12を利用した場
合についてのみ説明したが、本発明は、これに限定され
るものではなく、マイケルソン干渉計に代え分光器を利
用する場合をも包摂している。
合についてのみ説明したが、本発明は、これに限定され
るものではなく、マイケルソン干渉計に代え分光器を利
用する場合をも包摂している。
（３）発明の効果 上述より明らかなように、本発明にかかる引上シリコ
ンウェーハの置換型炭素濃度測定方法は、上述の［問題
点の解決手段］の欄に開示したごとく、表面のみが鏡面
研磨されて裏面は粗面とされた引上シリコンウェーハの
光透過特性と表裏両面が鏡面研磨された浮遊帯域シリコ
ンウェーハの光透過特性とから引上シリコンウェーハの
置換型炭素濃度を算出しているので、 （ｉ）表裏両面が鏡面研磨された浮遊帯域シリコンウェ
ーハの裏面を粗面とすることなく鏡面のままで使用可能
とできる効果を有し、ひいては （ii）測定作業を簡潔とできる効果を有する。
ンウェーハの置換型炭素濃度測定方法は、上述の［問題
点の解決手段］の欄に開示したごとく、表面のみが鏡面
研磨されて裏面は粗面とされた引上シリコンウェーハの
光透過特性と表裏両面が鏡面研磨された浮遊帯域シリコ
ンウェーハの光透過特性とから引上シリコンウェーハの
置換型炭素濃度を算出しているので、 （ｉ）表裏両面が鏡面研磨された浮遊帯域シリコンウェ
ーハの裏面を粗面とすることなく鏡面のままで使用可能
とできる効果を有し、ひいては （ii）測定作業を簡潔とできる効果を有する。
第１図は本発明にかかる引上シリコンウェーハの置換型
炭素濃度測定方法の一実施例を実行するための装置を示
す簡略構成図、第２図および第３図は本発明にかかる引
上シリコンウェーハの置換型炭素濃度測定方法の一実施
例を説明するための説明図である。10 ……置換型炭素濃度測定装置 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 16A,16B……反射鏡 Ｍ……試料 Ｒ……対照
炭素濃度測定方法の一実施例を実行するための装置を示
す簡略構成図、第２図および第３図は本発明にかかる引
上シリコンウェーハの置換型炭素濃度測定方法の一実施
例を説明するための説明図である。10 ……置換型炭素濃度測定装置 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 16A,16B……反射鏡 Ｍ……試料 Ｒ……対照
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−160643（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−83135（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−154648（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−33081（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】（ａ）表面のみが鏡面研磨されて裏面は粗
面とされた引上シリコンウェーハに対し平行偏光をブリ
ュースター角で入射せしめることにより、波数607cm-1
近傍を含む波数領域での引上シリコンウェーハの光透過
特性を測定するための第１の工程と、 （ｂ）表裏両面が鏡面研磨された対照としての浮遊帯域
シリコンウェーハに対し平行偏光をブリュースター角で
入射せしめることにより、波数607cm-1近傍を含む波数
域での浮遊帯域シリコンウェーハの光透過特性を測定す
るための第２の工程と、 （ｃ）第１の工程によって測定された引上シリコンウェ
ーハの光透過特性と第２の工程によって測定された浮遊
帯域シリコンウェーハの光透過特性とから、これら二つ
の光透過特性の差吸光度特性を波数607cm-1近傍を含む
波数領域において求める第３の工程と、 （ｄ）第３の工程で求めた差吸光度特性の607cm-1近傍
のピークの値と引上シリコンウェーハに含まれる置換型
炭素が０であるとした場合の差吸光度特性の値との差か
ら置換型炭素の振動に起因する吸光度を求める第４の工
程と、 （ｅ）第４の工程で求めた吸光度から引上シリコンウェ
ーハに含まれる置換型炭素濃度を算出する第５の工程
と、 を備えてなる引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度測
定方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22745390A JP3178607B2 (ja) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | 引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度測定方法 |
| KR1019910013477A KR0157030B1 (ko) | 1990-08-29 | 1991-08-03 | 치환형 탄소농도 측정방법, 실리콘 웨이퍼 제조방법 및 실리콘 웨이퍼 측정방법 |
| DE69129825T DE69129825T2 (de) | 1990-08-29 | 1991-08-28 | Verfahren zur Messung einer substitutiven Kohlenstoffkonzentration |
| EP91114442A EP0473130B1 (en) | 1990-08-29 | 1991-08-28 | A method for measuring a substitutional carbon concentration |
| US08/851,612 US5808745A (en) | 1990-08-29 | 1997-05-06 | Method for measuring a substitutional carbon concentration |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22745390A JP3178607B2 (ja) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | 引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04109145A JPH04109145A (ja) | 1992-04-10 |
| JP3178607B2 true JP3178607B2 (ja) | 2001-06-25 |
Family
ID=16861107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22745390A Expired - Fee Related JP3178607B2 (ja) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | 引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3178607B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101470783B1 (ko) * | 2011-04-04 | 2014-12-09 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 다결정 실리콘 중의 탄소 농도 측정 방법 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5533081A (en) * | 1978-08-30 | 1980-03-08 | Matsushita Electronics Corp | Method of measuring impurity amount in semiconductor wafer |
| 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 |
-
1990
- 1990-08-29 JP JP22745390A patent/JP3178607B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101470783B1 (ko) * | 2011-04-04 | 2014-12-09 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 다결정 실리콘 중의 탄소 농도 측정 방법 |
| US8963070B2 (en) | 2011-04-04 | 2015-02-24 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method for measuring carbon concentration in polycrystalline silicon |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04109145A (ja) | 1992-04-10 |
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