JP3465539B2 - Method and apparatus for evaluating oxygen concentration in semiconductor silicon crystal - Google Patents

Method and apparatus for evaluating oxygen concentration in semiconductor silicon crystal

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JP3465539B2
JP3465539B2 JP18456097A JP18456097A JP3465539B2 JP 3465539 B2 JP3465539 B2 JP 3465539B2 JP 18456097 A JP18456097 A JP 18456097A JP 18456097 A JP18456097 A JP 18456097A JP 3465539 B2 JP3465539 B2 JP 3465539B2
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semiconductor silicon
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体結晶の評価方
法に関し、特に、半導体ウェーハ中の酸素濃度に関する
評価に好適な評価方法及び装置であって、より詳細には
赤外光の透過が少ない領域(実質的には透過しない領
域)のP型またはN型の半導体シリコン結晶中の酸素濃
度評価を行う方法及び装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor crystal evaluation method, and more particularly to an evaluation method and apparatus suitable for evaluation of oxygen concentration in a semiconductor wafer. The present invention relates to a method and apparatus for evaluating oxygen concentration in a P-type or N-type semiconductor silicon crystal (a region that does not substantially permeate).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体シリコン結晶中の酸素濃度
の評価方法としては、フーリエ変換型の赤外分光器(F
T−IR)を用いた光吸収法が広く用いられている。こ
の方法は、ウェーハに赤外光を透過させることにより、
シリコン結晶中の格子間酸素による吸収量を測定するも
ので、その吸収量から結晶中の酸素濃度を定量するとい
う原理に基づくものである。この光吸収量は、シリコン
結晶中の格子間酸素濃度に非常に敏感なため、高感度・
高信頼性の評価が可能である。
2. Description of the Related Art Conventionally, a Fourier transform type infrared spectroscope (F
A light absorption method using (T-IR) is widely used. This method, by transmitting infrared light to the wafer,
It measures the amount of absorption by interstitial oxygen in a silicon crystal, and is based on the principle of quantifying the oxygen concentration in the crystal from the amount of absorption. This light absorption is very sensitive to the interstitial oxygen concentration in the silicon crystal, so
Highly reliable evaluation is possible.

【0003】しかしながら、試料が用いた赤外光をある
程度透過しなければ評価自体不可能であり、例えばエピ
タキシャルウェーハの基板として用いられるような、高
濃度にドープされた低抵抗率(例えば20mΩ・cm以
下、特には10mΩ・cm以下)のシリコン結晶の場
合、試料中に大量に含まれる自由電子に光が吸収され、
全く光を通さないためこのような結晶に対しては光吸収
法は全く適用できない。
However, the sample itself cannot be evaluated unless it transmits the infrared light used to a certain extent. For example, it is used as a substrate of an epitaxial wafer and has a low resistivity (for example, 20 mΩ · cm) that is highly doped. In the case of a silicon crystal of 10 mΩ · cm or less), light is absorbed by a large amount of free electrons contained in the sample,
Since it does not transmit light at all, the light absorption method cannot be applied to such crystals.

【0004】従来、上述したような低抵抗率のシリコン
結晶中の酸素濃度評価法としては、 荷電粒子放射化分析法(CPAA法)、融解ガス分
析法(GFA法)、二次イオン質量分析法(SIMS
法)、が知られている。このうちCPAA法は、試料に
加速荷電粒子を照射することで、結晶中酸素を放射化
し、その後試料から発せられる放射線量から元の試料中
に含まれていた酸素量を定量するという原理に基づくも
のである。しかしながら、加速荷電粒子を発生させるた
めのサイクロトロンが必要であるし、放射線分析である
など、工業的インライン評価には向いておらず、特別な
研究機関のみで使われている。
Conventionally, as a method for evaluating the oxygen concentration in a silicon crystal having a low resistivity as described above, a charged particle activation analysis method (CPAA method), a molten gas analysis method (GFA method), and a secondary ion mass spectrometry method have been used. (SIMS
Law), is known. Among them, the CPAA method is based on the principle of irradiating a sample with accelerated charged particles to activate oxygen in the crystal and then quantifying the amount of oxygen contained in the original sample from the amount of radiation emitted from the sample. It is a thing. However, it requires a cyclotron to generate accelerated charged particles, is not suitable for industrial in-line evaluation, such as radiation analysis, and is used only in special research institutions.

【0005】GFA法は、高温で試料を融解すること
で、試料中に含まれる酸素をCO、CO2 としてガス化
し、そのガスを化学的に分析して元の試料中に含まれて
いた酸素濃度を定量するという原理に基づくものであ
る。GFA法は、装置が比較的安価であり、測定にあま
り熟練を要せず短時間で評価が行なえる利点があるが、
試料の融解が必要であることから完全な破壊法である。
すなわち、一度評価した試料を何らかの理由で再評価し
ようとしても、その試料は融解されており評価不可能で
ある。また、製品そのものを評価することは不可能であ
り、評価のためだけに用いる試料を製品以外に用意しな
くてはならない。これは品質保証上問題であるととも
に、生産者の立場でいうとコスト的に大変なロスとな
る。
In the GFA method, a sample is melted at a high temperature to gasify oxygen contained in the sample as CO and CO 2 , and the gas is chemically analyzed to contain oxygen contained in the original sample. It is based on the principle of quantifying the concentration. The GFA method has the advantages that the device is relatively inexpensive and that it does not require much skill for measurement and evaluation can be performed in a short time.
It is a complete destruction method because it requires melting of the sample.
That is, even if the sample once evaluated is re-evaluated for some reason, the sample is melted and cannot be evaluated. In addition, it is impossible to evaluate the product itself, and it is necessary to prepare samples other than the product that are used only for evaluation. This is a problem in quality assurance, and from a producer's point of view, it causes a great loss in terms of cost.

【0006】また、ガスの化学分析における感度の問題
で、試料中に含まれる酸素の絶対量を多くするため、一
般的に2mmから10mm角の大きな試料が必要であ
る。しかしながら、大きな試料を用いても逆にCOへの
反応効率が悪くなる等、装置的な問題により再現性があ
まり良好でない。さらに、試料サイズを大きくすること
は測定の空間分解能を悪くすることを意味し、試料中の
酸素濃度分布を細かく調べようとしても、せいぜい数m
mのオーダーでしか評価できないという欠点もある。
Further, due to the problem of sensitivity in chemical analysis of gas, a large sample of 2 mm to 10 mm square is generally required in order to increase the absolute amount of oxygen contained in the sample. However, even if a large sample is used, the reproducibility is not so good due to a problem in the apparatus such that the reaction efficiency to CO deteriorates. Furthermore, increasing the sample size means deteriorating the spatial resolution of the measurement, and even if one tries to examine the oxygen concentration distribution in the sample in detail, it is at most several meters.
There is also a drawback that it can be evaluated only on the order of m.

【0007】一方、SIMS法は高真空下でイオンビー
ムを試料表面に照射し、試料からスパッタされて生成す
る二次イオンを質量分析装置を用いて測定するものであ
る。SIMS法は質量分析法であるので、照射するイオ
ンの選択によってどんな元素でも分析可能であり、検出
感度が高く、測定領域が狭いために空間分解能が高いと
いう利点があるものの、高価な装置を必要とし、かつ装
置の真空度等のコンディションを良好に保たねばなら
ず、1試料の測定に時間を要するといった欠点がある。
また、この方法も破壊法であり、製品とは別に検査用の
試料が必要であるというGFA法と同様の欠点もある。
On the other hand, the SIMS method is to irradiate the surface of a sample with an ion beam under a high vacuum and to measure secondary ions sputtered from the sample by using a mass spectrometer. Since SIMS method is a mass spectrometry method, any element can be analyzed by selecting the ions to be irradiated, and it has the advantages of high detection sensitivity and high spatial resolution due to the narrow measurement area, but it requires expensive equipment. In addition, the conditions such as the degree of vacuum of the apparatus must be kept good, and it takes time to measure one sample.
Further, this method is also a destructive method and has the same drawback as the GFA method in that a sample for inspection is required separately from the product.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来法の欠点を解決するためになされたものであり、低
抵抗率(例えば20mΩ・cm以下、特には10mΩ・
cm以下)の半導体シリコン結晶中の酸素濃度を、非破
壊かつ低コストで、高感度に再現性良く評価する方法お
よび装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the drawbacks of the conventional method, and has a low resistivity (for example, 20 mΩ · cm or less, particularly 10 mΩ · cm).
It is an object of the present invention to provide a method and a device for evaluating the oxygen concentration in a semiconductor silicon crystal having a size of 1 cm or less) with high sensitivity and good reproducibility at a nondestructive and low cost.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】従来、半導体シリコン結
晶中の格子間酸素による波数1107cm-1付近の赤外
光の吸収は、透過法でも反射法でも観察されることが知
られていた。しかしながら、これは抵抗率が数Ω・cm
以上の結晶で、自由電子による赤外光吸収の影響が少な
い半導体結晶についてのみ観察されるものであった。す
なわち、本発明において特に対象とする高濃度にドーパ
ント(例えばボロンやアンチモン)を添加した低抵抗率
(例えば数mΩ・cmから数十mΩ・cm)半導体シリ
コン結晶の場合、透過法では上記格子間酸素による光吸
収のスペクトルは観察することはできない。
It has been conventionally known that absorption of infrared light near the wave number of 1107 cm -1 by interstitial oxygen in a semiconductor silicon crystal is observed by a transmission method or a reflection method. However, this has a resistivity of several Ω · cm.
Among the above crystals, it was observed only for semiconductor crystals that are less affected by the absorption of infrared light by free electrons. That is, in the case of a low resistivity (for example, several mΩ · cm to several tens of mΩ · cm) semiconductor silicon crystal to which a dopant (for example, boron or antimony) is added at a high concentration, which is particularly targeted in the present invention, the above interstitial lattice is used in the transmission method. The spectrum of light absorption by oxygen cannot be observed.

【0010】そこで、本発明者等は吸収スペクトルでは
ない他の物性定数に結晶中の酸素濃度の情報が現れない
かと考え、これにつき鋭意研究の結果、赤外光領域の誘
電関数と結晶中酸素濃度の間に相関があることを初めて
見いだし、本発明を完成するに至ったものである。
Therefore, the inventors of the present invention thought that information on the oxygen concentration in the crystal would appear in other physical constants other than the absorption spectrum, and as a result of earnest research on this, the dielectric function in the infrared region and the oxygen in the crystal were investigated. For the first time, it was found that there was a correlation between the concentrations, and the present invention was completed.

【0011】すなわち、上記課題を解決するための本発
明の請求項1に記載した発明は、半導体シリコン結晶
に、2000cm-1以下の任意の波数を含む光を照射
し、その反射光の上記照射光に対する振幅比ψ及び位相
差Δから前記任意の波数における誘電関数実数部をもと
め、この値から前記半導体シリコン結晶中に含まれる酸
素濃度の評価を行なうことを特徴とする酸素濃度評価方
法である。
That is, the invention described in claim 1 of the present invention for solving the above-mentioned problems is to irradiate a semiconductor silicon crystal with light having an arbitrary wave number of 2000 cm -1 or less, and to irradiate the reflected light thereof. An oxygen concentration evaluation method characterized in that the real part of the dielectric function at the arbitrary wave number is obtained from the amplitude ratio ψ and the phase difference Δ with respect to light, and the oxygen concentration contained in the semiconductor silicon crystal is evaluated from this value. .

【0012】このような方法を用いて評価を行うことに
より、例えば評価対象の半導体シリコン結晶が低抵抗率
であり透過法では評価できない場合でも、従来法では行
い得えなかった非破壊かつ低コストで、高感度に再現性
良く半導体結晶中の酸素濃度に関する評価を行うことが
可能となった。
By performing evaluation using such a method, for example, even when the semiconductor silicon crystal to be evaluated has a low resistivity and cannot be evaluated by the transmission method, non-destructive and low cost which cannot be achieved by the conventional method can be obtained. Thus, it became possible to evaluate the oxygen concentration in the semiconductor crystal with high sensitivity and good reproducibility.

【0013】本発明の請求項2に記載した発明は、請求
項1に記載した酸素濃度の評価方法であって、酸素濃度
が既知で異なる複数の半導体シリコン結晶に、2000
cm-1以下の任意の波数を含む光を照射し、その反射光
の上記照射光に対する振幅比ψおよび位相差Δから各酸
素濃度における前記任意の波数の誘電関数実数部をもと
めることにより、予めその波数における酸素濃度と誘電
関数実数部との相関を求めておくことを特徴とする酸素
濃度評価方法である。
The invention described in claim 2 of the present invention is the method for evaluating oxygen concentration according to claim 1, wherein a plurality of semiconductor silicon crystals having different known oxygen concentrations are used.
By irradiating light including an arbitrary wave number of cm −1 or less, and obtaining the real part of the dielectric function of the arbitrary wave number at each oxygen concentration from the amplitude ratio ψ and the phase difference Δ of the reflected light with respect to the irradiation light, This is an oxygen concentration evaluation method characterized in that the correlation between the oxygen concentration at the wave number and the real part of the dielectric function is obtained.

【0014】このように、予め赤外領域における反射光
の任意の波数における誘電関数実数部と半導体結晶中の
酸素濃度との相関(検量線や相関式)を作っておくこと
により、酸素濃度が未知の半導体シリコン結晶について
具体的な酸素濃度を測定することが可能となる。すなわ
ち、酸素濃度が未知の半導体シリコン結晶に、予め相関
を得た波数を含む光を照射してその波数における誘電関
数実数部をもとめ、この誘電関数実数部の値を上記相関
に当てはめることにより、試料の酸素濃度を測定するこ
とができるのである。
In this way, the oxygen concentration can be determined by previously creating a correlation (calibration curve or correlation equation) between the real part of the dielectric function at an arbitrary wave number of reflected light in the infrared region and the oxygen concentration in the semiconductor crystal. It is possible to measure a specific oxygen concentration for an unknown semiconductor silicon crystal. That is, the oxygen concentration is unknown to the semiconductor silicon crystal, the light containing the wave number previously obtained correlation is radiated to determine the real part of the dielectric function at that wave number, and by applying the value of this real part of the dielectric function to the above correlation, The oxygen concentration of the sample can be measured.

【0015】本発明の請求項3に記載した発明は、請求
項1または請求項2に記載した酸素濃度評価方法であっ
て、評価対象である半導体シリコン結晶の抵抗率が、1
Ω・cm以下であることを特徴とするものである。
The invention described in claim 3 of the present invention is the oxygen concentration evaluation method according to claim 1 or 2, wherein the resistivity of the semiconductor silicon crystal to be evaluated is 1 or less.
It is characterized by being Ω · cm or less.

【0016】このような抵抗率が1Ω・cm以下である
半導体シリコン結晶は、赤外光がほとんど試料を透過し
ないことから、従来法である透過法では格子間酸素によ
る赤外光の吸収のスペクトルを観察することはできず、
酸素濃度を評価することが不可能である。したがって、
本発明はこの範囲の半導体シリコン結晶の酸素濃度評価
に用いた場合に特に有効である。
In the semiconductor silicon crystal having a resistivity of 1 Ω · cm or less, infrared light hardly passes through the sample. Therefore, in the conventional transmission method, the spectrum of infrared light absorption by interstitial oxygen is used. Can not be observed,
It is impossible to evaluate the oxygen concentration. Therefore,
The present invention is particularly effective when used for evaluating the oxygen concentration of semiconductor silicon crystals in this range.

【0017】また、本発明の請求項4に記載した発明
は、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の酸
素濃度評価方法であって、酸素濃度評価に用いられる任
意の波数が、1000cm-1以下であることを特徴とす
るものである。
The invention according to claim 4 of the present invention is the oxygen concentration evaluation method according to any one of claims 1 to 3, wherein an arbitrary wave number used for the oxygen concentration evaluation is , 1000 cm −1 or less.

【0018】このように、酸素濃度評価に用いる任意の
波数を1000cm-1以下とすることにより、その波数
における誘電関数実数部の変化が酸素濃度の変化に対し
て大きいため、より正確に酸素濃度の評価を行うことが
可能となる。
As described above, when the arbitrary wave number used for the oxygen concentration evaluation is set to 1000 cm -1 or less, the change in the real part of the dielectric function at the wave number is large with respect to the change in the oxygen concentration. Can be evaluated.

【0019】本発明の請求項5に記載した発明は、請求
項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の酸素濃度評
価方法であって、赤外分光エリプソメーターを用いて前
記反射光の上記照射光に対する振幅比ψ及び位相差Δを
測定し、前記任意の波数における誘電関数実数部をもと
めることを特徴とするものである。
The invention described in claim 5 of the present invention is the oxygen concentration evaluation method according to any one of claims 1 to 4, wherein the reflected light of the reflected light is measured using an infrared spectroscopic ellipsometer. The amplitude ratio ψ and the phase difference Δ with respect to the irradiation light are measured, and the real part of the dielectric function at the arbitrary wave number is obtained.

【0020】このように、本発明の方法は、赤外光領域
の誘電関数をこのような赤外分光エリプソメーターを用
いて行うことにより、非接触・非破壊測定を行なうこと
ができる。そして、非接触・非破壊測定であることか
ら、あらかじめ赤外光領域の任意の波数の誘電関数と半
導体結晶中の酸素濃度との関係を調べ、検量線や相関式
を作成しておけば、これを用いて製品ウェーハそのもの
の評価を行なうことが可能である。また、くり返し測定
や面内分布の測定も可能となり、結晶品質を正確に確認
することができる。
As described above, in the method of the present invention, non-contact and non-destructive measurement can be performed by performing the dielectric function in the infrared light region using such an infrared spectroscopic ellipsometer. Then, since it is a non-contact, non-destructive measurement, if the relationship between the dielectric function of an arbitrary wave number in the infrared light region and the oxygen concentration in the semiconductor crystal is investigated in advance and a calibration curve or a correlation equation is created, This can be used to evaluate the product wafer itself. In addition, repeated measurement and in-plane distribution measurement can be performed, and the crystal quality can be accurately confirmed.

【0021】本発明の請求項6に記載した発明は、請求
項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の酸素濃度評
価方法であって、半導体シリコン結晶表面にメカノケミ
カル研磨または化学エッチングの処理を施した後に評価
することを特徴とするものである。
The invention according to claim 6 of the present invention is the oxygen concentration evaluation method according to any one of claims 1 to 5, wherein the surface of the semiconductor silicon crystal is subjected to mechanochemical polishing or chemical etching. It is characterized in that it is evaluated after the treatment.

【0022】このように、試料表面をメカノケミカル研
磨または化学エッチング処理を施すことにより、乱反射
等の表面状態の影響を取り除くことができ、測定精度を
向上させることができる。
Thus, by subjecting the sample surface to mechanochemical polishing or chemical etching, the influence of the surface condition such as diffuse reflection can be removed, and the measurement accuracy can be improved.

【0023】本発明の請求項7に記載した発明は、半導
体シリコン結晶に、2000cm-1以下の任意の波数を
含む光を照射する照射手段と、前記半導体シリコン結晶
からの反射光を検出し、検出された該反射光から振幅比
ψ及び位相差Δを測定する測定手段と、測定された振幅
比ψ及び位相差Δから該半導体中に含まれる酸素濃度に
関する評価を行なう評価手段とを具備する半導体シリコ
ン結晶の酸素濃度評価装置である。
According to a seventh aspect of the present invention, a semiconductor silicon crystal is irradiated with light including an arbitrary wave number of 2000 cm -1 or less, and the reflected light from the semiconductor silicon crystal is detected. The measuring means includes an measuring means for measuring the amplitude ratio ψ and the phase difference Δ from the detected reflected light, and an evaluating means for evaluating the oxygen concentration contained in the semiconductor from the measured amplitude ratio ψ and the phase difference Δ. It is an oxygen concentration evaluation apparatus for semiconductor silicon crystals.

【0024】このような装置により、上記請求項1ない
し請求項6に記載の方法を実施することが可能となり、
例えば評価対象の半導体シリコン結晶が低抵抗率であり
透過法では評価できない場合でも、従来法では行い得え
なかった非破壊かつ低コストで、高感度に再現性良く半
導体結晶中の酸素濃度に関する評価を行うことを可能と
する。
With such an apparatus, it becomes possible to carry out the method according to any one of claims 1 to 6,
For example, even if the semiconductor silicon crystal to be evaluated has a low resistivity and cannot be evaluated by the transmission method, it is possible to evaluate the oxygen concentration in the semiconductor crystal with high sensitivity and good reproducibility at a nondestructive and low cost that could not be achieved by the conventional method. It is possible to do.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明の酸素濃度評価方法
を、実施形態の一例を示す図面を参照しながら詳細に説
明する。図1は、本発明に係る赤外光領域の誘電関数を
測定する装置の例として、赤外分光エリプソメーターを
示す概略図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The oxygen concentration evaluation method of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings showing an example of the embodiment. FIG. 1 is a schematic view showing an infrared spectroscopic ellipsometer as an example of an apparatus for measuring a dielectric function in an infrared light region according to the present invention.

【0026】この装置において、被評価試料である半導
体シリコン結晶1及び測定装置本体2は、室温付近の一
定温度に制御されて配置されていることが好ましい。こ
れは環境温度の影響を除去し、測定精度を上げるためで
ある。
In this apparatus, it is preferable that the semiconductor silicon crystal 1 as the sample to be evaluated and the measuring apparatus main body 2 are controlled and arranged at a constant temperature near room temperature. This is to remove the influence of environmental temperature and improve the measurement accuracy.

【0027】この例においては、まず2000-1cm以
下の任意の波数を含む光(照射光)3を、試料である半
導体シリコン結晶1に照射する。この照射光3は、光源
11から発せられた光を偏光子4で偏光し、かつフォト
エラスティックモジュレータ5で偏光軸回転されて半導
体シリコン結晶1に照射される。
In this example, first, light (irradiation light) 3 containing an arbitrary wave number of 2000 −1 cm or less is applied to the semiconductor silicon crystal 1 as a sample. The irradiation light 3 irradiates the semiconductor silicon crystal 1 with the light emitted from the light source 11 being polarized by the polarizer 4 and having its polarization axis rotated by the photoelastic modulator 5.

【0028】上記半導体シリコン結晶1は、高濃度でド
ーパントされた比較的低抵抗率のものである方が、本発
明の酸素濃度評価方法の対象としては好適である。具体
的には、抵抗率が1Ω・cm以下、特には0.1Ω・c
m以下の抵抗率のものである。このような低抵抗率の半
導体シリコン結晶は、従来の透過法による測定が不可能
であり、本発明の方法の優位性が高いためである。
The semiconductor silicon crystal 1 having a relatively low resistivity doped with a high concentration is more suitable for the oxygen concentration evaluation method of the present invention. Specifically, the resistivity is 1 Ω · cm or less, particularly 0.1 Ω · c
It has a resistivity of m or less. This is because such a low-resistivity semiconductor silicon crystal cannot be measured by a conventional transmission method, and the method of the present invention is highly superior.

【0029】また、測定に用いる半導体シリコン結晶1
は、その表面にメカノケミカル研磨もしくは、化学エッ
チングの処理を施したものであることが好ましい。この
ような処理を行うことにより、表面における光の散乱等
の表面状態による影響を取り除くことができるからであ
る。さらに、複数個の試料の評価を行う場合、それぞれ
の試料の表面処理は一定にしておくことが好ましい。
The semiconductor silicon crystal 1 used for the measurement
Is preferably one whose surface has been subjected to mechanochemical polishing or chemical etching. This is because the effect of the surface condition such as light scattering on the surface can be removed by performing such a treatment. Furthermore, when a plurality of samples are evaluated, it is preferable that the surface treatment of each sample be constant.

【0030】なお、本発明においてサンプル表面に存在
する自然酸化膜の影響はほとんどないと考えられる。こ
れは自然酸化膜の膜厚が光の侵入深さに比べ、無視でき
るほど薄いためである。したがって、この酸化膜を測定
前にフッ酸洗浄等で除去することは必ずしも必要ではな
いが、除去すればより正確な測定が可能である。
In the present invention, it is considered that the natural oxide film existing on the sample surface has almost no influence. This is because the film thickness of the natural oxide film is negligibly smaller than the light penetration depth. Therefore, it is not always necessary to remove this oxide film by hydrofluoric acid cleaning or the like before the measurement, but if it is removed, more accurate measurement can be performed.

【0031】照射光3は、2000ー1cm以下の任意の
波数を含む光であれば特に限定されるものではなく、例
えば、白色光を用いてもよいし、また任意の波数を10
00cm-1とする場合は、1000cm-1以下の赤外光
を照射してもよい。
The illumination light 3 is not particularly limited as long as light having any wave number below 2000 over 1 cm, for example, may be used white light, also arbitrary wavenumber 10
If a 00cm -1 may be irradiated with 1000 cm -1 following infrared light.

【0032】この例においては、次に、半導体シリコン
結晶1に照射された照射光3が、反射光6として検光子
7とモノクロメータ8を通して検出器9で検出される。
この赤外分光エリプソメーターで直接検出される光学定
数は、位相差Δと振幅反射率比(振幅比)ψである。こ
れらの値をパーソナルコンピュター10を用いて解析す
ることにより誘電関数が求められる。
In this example, next, the irradiation light 3 applied to the semiconductor silicon crystal 1 is detected by the detector 9 as reflected light 6 through the analyzer 7 and the monochromator 8.
The optical constants directly detected by this infrared spectroscopic ellipsometer are the phase difference Δ and the amplitude reflectance ratio (amplitude ratio) ψ. The dielectric function is obtained by analyzing these values using the personal computer 10.

【0033】一般に試料表面で光が反射すると照射光と
は異なった偏光状態になるが、その反射光の偏光状態を
回転検光子でモニターして、照射光と比較することによ
って位相差Δと振幅反射率比(振幅比)ψを計算する。
バルクの場合は、Δとψから厳密に屈折率nと消衰係数
k(あるいは誘電率の実部ε1、虚部ε2)が計算され
る。例えば、本発明で用いられる誘電関数は、媒質の厚
みが無限大の場合(裏面の反射がない場合)、以下の式
(1)〜(3)により求められる。 ε(複素誘電率)=[n×(複素屈折率)]2 ・・・ (1) ε(複素誘電率)=ε1+iε2 ・・・ (2) n×(複素屈折率)=n+ik ・・・ (3)
Generally, when the light is reflected on the surface of the sample, the polarization state is different from that of the irradiation light. However, the polarization state of the reflected light is monitored by a rotary analyzer and compared with the irradiation light to obtain a phase difference Δ and an amplitude. The reflectance ratio (amplitude ratio) ψ is calculated.
In the case of bulk, the refractive index n and the extinction coefficient k (or the real part ε1 and the imaginary part ε2 of the dielectric constant) are calculated exactly from Δ and ψ. For example, the dielectric function used in the present invention is obtained by the following equations (1) to (3) when the thickness of the medium is infinite (when there is no reflection on the back surface). ε (complex dielectric constant) = [n × (complex refractive index)] 2 (1) ε (complex dielectric constant) = ε1 + iε2 (2) n × (complex refractive index) = n + ik ( 3)

【0034】本発明で用いられる誘電関数(複素誘電率
とも呼ばれる)は、この誘電率の実部(実数部)ε1、
虚部(虚数部)ε2を示している。誘電関数にはこのよ
うに実数部及び虚数部が存在し、どちらも酸素濃度と相
関がある。したがって、いずれを用いることも可能であ
るが、虚数部は抵抗率依存性を多く受ける傾向があるこ
とから、実数部を用いるほうが好ましい。
The dielectric function (also called complex permittivity) used in the present invention has a real part (real part) ε1 of this dielectric constant,
The imaginary part (imaginary number part) ε2 is shown. Thus, the dielectric function has a real part and an imaginary part, both of which are correlated with the oxygen concentration. Therefore, either of them can be used, but since the imaginary part tends to be highly dependent on the resistivity, it is preferable to use the real part.

【0035】この例にもあるように、本発明において
は、2000ー1cm以下の任意の波数において、上述し
たように反射光の照射光に対する位相差Δと振幅比ψを
求め、これらから誘電関数実数部をもとめることにより
半導体シリコン結晶の酸素濃度を評価する。ここで、酸
素濃度の評価とは、例えば複数個の半導体シリコン結晶
の相対的な酸素濃度の評価、半導体シリコン結晶の具体
的な酸素濃度の測定等を含む概念である。
[0035] As also in this embodiment, in the present invention, in any wavenumbers below 2000 over 1 cm, obtains a phase difference Δ and the amplitude ratio ψ with respect to the irradiation light of the reflected light as described above, the dielectric from these The oxygen concentration of the semiconductor silicon crystal is evaluated by obtaining the function real part. Here, evaluation of oxygen concentration is a concept including, for example, relative oxygen concentration evaluation of a plurality of semiconductor silicon crystals, specific oxygen concentration measurement of semiconductor silicon crystals, and the like.

【0036】本発明において、半導体シリコン結晶の具
体的な酸素濃度を測定するためには、単に誘電関数実数
部を求めるだけでは足りず、予め誘電関数実数部と酸素
濃度との相関をとり、その相関に基づいて決定する必要
がある。このような相関は、酸素濃度が既知で異なる複
数の半導体シリコン結晶に、2000cm-1以下の任意
の波数を含む光を照射し、その反射光の上記照射光に対
する振幅比ψおよび位相差Δから各酸素濃度における前
記任意の波数の誘電関数実数部をもとめることにより得
ることができる。
In the present invention, in order to measure the specific oxygen concentration of the semiconductor silicon crystal, it is not enough to simply obtain the real part of the dielectric function. It needs to be decided based on the correlation. Such a correlation is obtained by irradiating a plurality of semiconductor silicon crystals having different known oxygen concentrations with light including an arbitrary wave number of 2000 cm −1 or less, and from the amplitude ratio ψ and the phase difference Δ of the reflected light to the irradiation light. It can be obtained by obtaining the real part of the dielectric function of the arbitrary wave number at each oxygen concentration.

【0037】ここで、複数とは、任意の波数における誘
電関数実数部と酸素濃度との相関が得られる程度の数で
あり、通常3〜7水準程度である。また、用いる半導体
シリコン結晶は、GFA法等により予め酸素濃度が測定
された酸素濃度既知のものが用いられる。また、ここで
いう相関をとるとは、これに限定されるものではない
が、例えば検量線の作成、相関式の決定等を意味するも
のである。
The term "plurality" as used herein means a number at which the correlation between the real part of the dielectric function and the oxygen concentration at an arbitrary wave number can be obtained, and is usually about 3 to 7 levels. As the semiconductor silicon crystal used, one having a known oxygen concentration whose oxygen concentration has been measured in advance by the GFA method or the like is used. Further, taking the correlation here means, for example, preparation of a calibration curve, determination of a correlation equation, etc., although not limited thereto.

【0038】通常は、数水準の既知の酸素濃度を含む試
料を測定し、誘電関数実数部の赤外領域におけるスペク
トルを測定する。次いで、このスペクトルの中の任意の
波数で、酸素濃度と誘電関数実数部との相関を求める。
Usually, a sample containing several levels of known oxygen concentration is measured, and a spectrum in the infrared region of the real part of the dielectric function is measured. Next, the correlation between the oxygen concentration and the real part of the dielectric function is obtained at any wave number in this spectrum.

【0039】ここで、精度よく酸素濃度を測定するため
には、抵抗率毎に相関をもとめる(例えば、検量線の作
成する)ことが望ましい。これは、抵抗率が照射光の侵
入深さに影響すること(数Ω・cm以上の抵抗率を有す
る半導体結晶では照射した光の侵入深さが大きく、サン
プルの厚さにもよるが裏面の影響をも受けてしまうこと
がある)、すなわち抵抗率の違いから侵入深さの違いを
生じ、誘電関数の強度が異なることなどの理由によるも
ので、抵抗率が誘電関数実数部と酸素濃度との相関に影
響を及ぼすためである。
Here, in order to accurately measure the oxygen concentration, it is desirable to obtain a correlation for each resistivity (for example, create a calibration curve). This is because the resistivity affects the penetration depth of the irradiation light (in semiconductor crystals having a resistivity of several Ω · cm or more, the penetration depth of the irradiation light is large, and depending on the thickness of the sample, It may also be affected), that is, the difference in the penetration depth due to the difference in the resistivity and the strength of the dielectric function are different. Therefore, the resistivity is different from the real part of the dielectric function and the oxygen concentration. This is because it affects the correlation of.

【0040】したがって、より正確に酸素濃度を求めた
い場合、抵抗率を細かく分け、その抵抗率毎に誘電関数
と酸素濃度との相関を予めもとめておき、測定したい試
料の抵抗率に近い相関を用い、酸素濃度を測定すること
が好ましい。また、赤外光がサンプル内部まで侵入しや
すい5Ω・cm以上の誘電関数と酸素濃度の相関、赤外
光が侵入しない1Ω・cm以下の誘電関数と酸素濃度の
相関をそれぞれ確認しておくこと等も重要である。
Therefore, in order to obtain the oxygen concentration more accurately, the resistivity is finely divided, and the correlation between the dielectric function and the oxygen concentration is obtained in advance for each resistivity, and the correlation close to the resistivity of the sample to be measured is obtained. It is preferable to use and measure the oxygen concentration. Also check the correlation between the oxygen concentration and the dielectric function of 5 Ω · cm or more where infrared light easily penetrates into the sample, and the correlation between the dielectric function of 1 Ω · cm or less and the oxygen concentration that infrared light does not penetrate. Etc. are also important.

【0041】本発明で用いられる任意の波数とは、その
波数における誘電関数実数部が求められ、酸素濃度が評
価される波数であって、2000cm-1以下の範囲で適
宜選択されるものである。2000cm-1以下であれば
特に限定されるものではないが、この任意の波数が選択
される範囲としては、1000cm-1以下の範囲が好ま
しい。これは、後述する実施例でもわかるように、その
波数における誘電関数実数部の変化が酸素濃度の変化に
対して大きいため、より正確に酸素濃度の評価を行うこ
とが可能となるからである。この場合、2000cm-1
をこえる波数であると、酸素濃度の変化に対する誘電関
数の違いが出ないので、評価することができない。
The arbitrary wave number used in the present invention is a wave number for which the real part of the dielectric function at that wave number is obtained and the oxygen concentration is evaluated, and is appropriately selected within the range of 2000 cm -1 or less. . It is not particularly limited as long as it is 2000 cm -1 or less, but the range in which this arbitrary wave number is selected is preferably 1000 cm -1 or less. This is because the change in the real part of the dielectric function at the wave number is large with respect to the change in the oxygen concentration, as will be understood from the examples described later, so that the oxygen concentration can be evaluated more accurately. In this case, 2000 cm -1
If the number of waves exceeds, the difference in the dielectric function with respect to the change in oxygen concentration does not appear, and therefore it cannot be evaluated.

【0042】次に、本発明の酸素濃度評価装置について
説明する。本発明の装置は、半導体シリコン結晶に、2
000cm-1以下の任意の波数を含む光を照射する照射
手段と、前記半導体シリコン結晶からの反射光を検出
し、検出された該反射光から振幅比ψ及び位相差Δを測
定する測定手段と、測定された振幅比ψ及び位相差Δか
ら該半導体中に含まれる酸素濃度に関する評価を行なう
評価手段とを具備する半導体シリコン結晶の酸素濃度評
価装置である。
Next, the oxygen concentration evaluation apparatus of the present invention will be described. The device of the present invention is suitable for semiconductor silicon crystals.
Irradiating means for irradiating light including an arbitrary wave number of 000 cm −1 or less, and measuring means for detecting reflected light from the semiconductor silicon crystal and measuring the amplitude ratio ψ and the phase difference Δ from the detected reflected light. An evaluation device for evaluating the oxygen concentration of a semiconductor silicon crystal, comprising: an evaluation means for evaluating the oxygen concentration contained in the semiconductor from the measured amplitude ratio ψ and phase difference Δ.

【0043】本発明に用いられる照射手段は、2000
cm-1以下の任意の波数を含む光を照射することができ
る光源であればいかなるものであってもよい。また、測
定手段としては、赤外分光エリプソメーターを挙げるこ
とができるが、上述したようにこれに限定されるもので
はない。評価手段としては、通常用いられるパーソナル
コンピューターを挙げることができる。
The irradiation means used in the present invention is 2000
Any light source can be used as long as it can irradiate light having an arbitrary wave number of cm −1 or less. An infrared spectroscopic ellipsometer may be used as the measuring means, but the measuring means is not limited to this, as described above. As the evaluation means, a commonly used personal computer can be mentioned.

【0044】例えば、図1でいえば、照射手段は、光源
11、偏光子4およびフォトエラスティックモジュレー
タ5であり、測定手段は、検光子7、モノクロメータ8
および検出器9が該当する。そして、評価手段はパーソ
ナルコンピューター10である。その他、半導体シリコ
ン結晶、任意の波数等上述した酸素濃度評価方法と同一
の事項に関する説明は、評価方法と同様であることから
ここでの説明は省略する。
For example, in FIG. 1, the irradiation means is the light source 11, the polarizer 4 and the photoelastic modulator 5, and the measuring means is the analyzer 7 and the monochromator 8.
And the detector 9 corresponds. The evaluation means is the personal computer 10. In addition, the description of the same items as the above-described oxygen concentration evaluation method such as semiconductor silicon crystal and arbitrary wave number is the same as the evaluation method, and therefore the description is omitted here.

【0045】[0045]

【実施例】次に、本発明の実施例を下記に示すが、本発
明はこれらに限定されるものではない。 (実施例)まず、図1に示したような構成を有する装
置、例えば本実施例ではJOBIN YVON社製のIRELまたはSE
NTECH 社製のSE950-FIR の赤外分光エリプソメーターを
用い、酸素濃度が11.0, 13.0, 15.0, 17.0, 19.0ppma
(JEIDA スケール、以下本実施例では酸素濃度の単位は
すべてこの単位を用いる)で、ボロン濃度が約5×10
18原子/cm3 (抵抗率で約0.01〜0.02Ω・cm)のチ
ョクラルスキー法で製造したシリコン結晶及び酸素をほ
とんど含まないエピタキシャル成長法で製造した同じく
ボロンを約5×1018原子/cm3 含むシリコン結晶に
おける誘電関数(実数部)の赤外光領域におけるスペク
トルを測定した。その結果を図2に示す。
EXAMPLES Next, examples of the present invention will be shown below, but the present invention is not limited thereto. (Embodiment) First, an apparatus having a structure as shown in FIG. 1, for example, in this embodiment, IRL or SE manufactured by JOBIN YVON.
Using the N950 SE950-FIR infrared spectroscopic ellipsometer, the oxygen concentration was 11.0, 13.0, 15.0, 17.0, 19.0ppma.
(JEIDA scale; hereinafter, this unit is used for all oxygen concentration units), and the boron concentration is about 5 × 10.
Silicon atoms of 18 atoms / cm 3 (resistivity of about 0.01 to 0.02 Ω · cm) manufactured by the Czochralski method and boron of about 5 × 10 18 atoms / cm 3 manufactured by the epitaxial growth method containing almost no oxygen. The spectrum of the dielectric function (real part) in the containing silicon crystal was measured in the infrared region. The result is shown in FIG.

【0046】この誘電関数スペクトルをみると赤外光波
数領域全体に渡って、酸素濃度が低いほど誘電関数実数
部の強度も低くなっており、酸素濃度とこの誘電関数実
数部の強度との間には極めて強い相関があることがわか
る。
Looking at this dielectric function spectrum, the intensity of the real part of the dielectric function becomes lower over the entire infrared light wave number region as the oxygen concentration becomes lower, and between the oxygen concentration and the real part of the dielectric function. It can be seen that there is an extremely strong correlation.

【0047】例えば、波数1000-1cmにおける誘電
関数実数部を見ると、酸素が多く含有しているほど誘電
関数実数部の強度が強い。そこでこの強度の違いにより
酸素濃度を評価することが可能であり、具体的にこの波
数における誘電関数実数部を縦軸に酸素濃度を横軸に取
ったものが図3である。なお、酸素濃度は同一結晶より
5試料用意し従来法であるGFA法により測定したもの
の平均値である。
For example, looking at the real part of the dielectric function at a wave number of 1000 -1 cm, the more oxygen is contained, the stronger the real part of the dielectric function is. Therefore, it is possible to evaluate the oxygen concentration based on this difference in intensity. Specifically, FIG. 3 shows the real part of the dielectric function at this wave number on the vertical axis and the oxygen concentration on the horizontal axis. The oxygen concentration is an average value of 5 samples prepared from the same crystal and measured by the conventional GFA method.

【0048】本実施例では、任意の波数として1000
cm-1を選択し、この波数での誘電関数実数部と酸素濃
度との相関を確認しているが、図2に示す波数領域中の
いずれの波数(例えば、800cm-1、900cm
-1等)を任意の波数として選択しても相関が確認できる
ことは明らかであり、また低波数側の方が誘電関数実数
部の強度の違いに対する酸素濃度の違いが明確である。
In this embodiment, 1000 is set as an arbitrary wave number.
By selecting cm −1 and confirming the correlation between the real part of the dielectric function and the oxygen concentration at this wave number, any wave number in the wave number region shown in FIG. 2 (for example, 800 cm −1 , 900 cm
It is clear that the correlation can be confirmed even if ( -1 etc.) is selected as an arbitrary wave number, and the difference in oxygen concentration with respect to the difference in intensity of the real part of the dielectric function is clearer on the low wave number side.

【0049】このような方法により誘電関数実数部と酸
素濃度との相関図(検量線)を作成することにより、以
後任意の試料中の酸素濃度を非接触・非破壊で測定する
ことができる。すなわち、測定しようとする低抵抗の半
導体シリコン単結晶に任意の波数の光を照射し誘電関数
実数部を求めれば、前記検量線から酸素濃度を求めるこ
とができる。
By creating a correlation diagram (calibration curve) between the real part of the dielectric function and the oxygen concentration by such a method, the oxygen concentration in any sample can be measured thereafter in a non-contact and non-destructive manner. That is, if the low resistance semiconductor silicon single crystal to be measured is irradiated with light having an arbitrary wave number and the real part of the dielectric function is obtained, the oxygen concentration can be obtained from the calibration curve.

【0050】そこで、酸素濃度未知のシリコンウェーハ
(抵抗率0.015Ω・cm)3枚に1000cm-1
波数を含む光を照射し、酸素濃度を評価した。これらの
ものの1000cm-1における誘電関数実数部は、それ
ぞれ10.7、10.8、10.9であった。したがっ
て、図3より酸素濃度は、それぞれ11.0ppma、
15.5ppma、19.0ppmaに定量することが
できた。
Therefore, three silicon wafers with an unknown oxygen concentration (resistivity 0.015 Ω · cm) were irradiated with light containing a wave number of 1000 cm −1 to evaluate the oxygen concentration. The real parts of the dielectric function at 1000 cm −1 of these materials were 10.7, 10.8 and 10.9, respectively. Therefore, from FIG. 3, the oxygen concentration is 11.0 ppma,
It could be quantified to 15.5 ppma and 19.0 ppma.

【0051】本発明が完成される以前において、高濃度
にボロン等をドープした半導体シリコン結晶では、この
ような赤外領域での誘電関数スペクトルを取った例はな
く、まして、誘電関数の実数部と酸素濃度に相関がある
ことについては全くわかっていなかった。本発明は、こ
の赤外領域の誘電関数を利用し、酸素濃度を求めること
を初めて確認した点に特徴がある。
Before the present invention was completed, there was no example of taking a dielectric function spectrum in the infrared region in a semiconductor silicon crystal doped with boron or the like at a high concentration, let alone a real part of the dielectric function. It was unknown at all that there was a correlation between oxygen concentration and oxygen concentration. The present invention is characterized in that it was confirmed for the first time that the oxygen concentration was obtained using this dielectric function in the infrared region.

【0052】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and has substantially the same configuration as the technical idea described in the scope of claims of the present invention It is included in the technical scope of.

【0053】例えば、上記実施形態では、誘電関数を測
定する装置の例として赤外分光エリプソメータを挙げた
が、原理からもわかるように、赤外領域の誘電関数を精
度よく測れる装置であれば特に限定されるものではな
い。
For example, in the above embodiment, the infrared spectroscopic ellipsometer was mentioned as an example of the device for measuring the dielectric function. However, as can be understood from the principle, any device that can accurately measure the dielectric function in the infrared region can be used. It is not limited.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明は、半導体シリコン結晶に、20
00cm-1以下の任意の波数を含む光を照射し、その反
射光の上記照射光に対する振幅比ψ及び位相差Δから前
記任意の波数における誘電関数実数部をもとめ、この値
から前記半導体シリコン結晶中に含まれる酸素濃度に関
する評価を行なうことを特徴とするものであるので、評
価対象の半導体シリコン結晶が低抵抗率であり透過法で
は評価できない場合でも、従来法では行い得えなかった
非破壊かつ低コストで、高感度に再現性良く半導体結晶
中の酸素濃度に関する評価を行うことが可能となった。
The present invention provides a semiconductor silicon crystal having
A light including an arbitrary wave number of 00 cm -1 or less is irradiated, and the real part of the dielectric function at the arbitrary wave number is obtained from the amplitude ratio ψ and the phase difference Δ of the reflected light with respect to the irradiation light, and from this value, the semiconductor silicon crystal is obtained. Since it is characterized by performing the evaluation of the oxygen concentration contained in the semiconductor silicon crystal to be evaluated has a low resistivity and cannot be evaluated by the transmission method, the non-destructive method cannot be performed by the conventional method. Moreover, it has become possible to evaluate the oxygen concentration in a semiconductor crystal with high sensitivity and good reproducibility at low cost.

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

【図1】本発明の方法を実施するための装置の一態様を
示す概要図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of an apparatus for carrying out the method of the present invention.

【図2】本発明に係る赤外光波長領域における誘電関数
実数部のスペクトルを示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a spectrum of a real part of a dielectric function in an infrared light wavelength region according to the present invention.

【図3】本発明に係る波数1000cm-1における誘電
関数実数部とGFA法により測定された既知の酸素濃度
との相関を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a correlation between a real part of a dielectric function at a wave number of 1000 cm −1 and a known oxygen concentration measured by the GFA method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1‥‥半導体シリコン結晶、 2‥‥測定装置本
体、3‥‥照射光、 4‥‥偏光子、
5‥‥フォトエラスティックモジュレータ、6‥‥反射
光、 7‥‥検光子、8‥‥モノクロ
メータ、 9‥‥検出器、10‥‥パーソナル
コンピューター、11‥‥光源。
1 ... Semiconductor silicon crystal, 2 ... Measuring device main body, 3 ... Irradiation light, 4 ... Polarizer,
5 ... Photoelastic modulator, 6 ... Reflected light, 7 ... Analyzer, 8 ... Monochromator, 9 ... Detector, 10 ... Personal computer, 11 ... Light source.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−341952(JP,A) 特開 昭62−251636(JP,A) 特開 昭63−52004(JP,A) 特開 平3−119745(JP,A) 特開 昭54−140869(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/00 - 21/61 JICSTファイル(JOIS) 実用ファイル(PATOLIS) 特許ファイル(PATOLIS)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-6-341952 (JP, A) JP-A-62-251636 (JP, A) JP-A-63-52004 (JP, A) JP-A-3- 119745 (JP, A) JP-A-54-140869 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 21/00-21/61 JISC file (JOIS) Practical file (PATOLIS) ) Patent file (PATOLIS)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体シリコン結晶に、2000cm-1
以下の任意の波数を含む光を照射し、その反射光の前記
照射光に対する振幅比ψ及び位相差Δから前記任意の波
数における誘電関数実数部をもとめ、この値から前記半
導体シリコン結晶中に含まれる酸素濃度の評価を行なう
ことを特徴とする半導体シリコン結晶の酸素濃度評価方
法。
1. A semiconductor silicon crystal having a density of 2000 cm -1
Irradiate light including any of the following wave numbers, and obtain the real part of the dielectric function at the arbitrary wave number from the amplitude ratio ψ and the phase difference Δ of the reflected light with respect to the irradiation light, and include it in the semiconductor silicon crystal from this value. The method for evaluating the oxygen concentration of a semiconductor silicon crystal is characterized in that the oxygen concentration is evaluated.
【請求項2】 酸素濃度が既知で異なる複数の半導体シ
リコン結晶に、2000cm-1以下の任意の波数を含む
光を照射し、その反射光の前記照射光に対する振幅比ψ
および位相差Δから各酸素濃度における前記任意の波数
の誘電関数実数部をもとめることにより、予めその波数
における酸素濃度と誘電関数実数部との相関を求めてお
くことを特徴とする請求項1記載の酸素濃度評価方法。
2. A plurality of semiconductor silicon crystals having different known oxygen concentrations are irradiated with light including an arbitrary wave number of 2000 cm −1 or less, and an amplitude ratio ψ of the reflected light to the irradiated light.
The correlation between the oxygen concentration and the real part of the dielectric function at the wave number is obtained in advance by obtaining the real part of the dielectric function of the arbitrary wave number at each oxygen concentration from the phase difference Δ and the phase difference Δ. Oxygen concentration evaluation method.
【請求項3】 前記半導体シリコン結晶の抵抗率が、1
Ω・cm以下であることを特徴とする請求項1または請
求項2に記載の酸素濃度評価方法。
3. The semiconductor silicon crystal has a resistivity of 1
3. The oxygen concentration evaluation method according to claim 1, wherein the oxygen concentration is Ω · cm or less.
【請求項4】 前記任意の波数が、1000cm-1以下
であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいず
れか1項に記載の酸素濃度評価方法。
4. The oxygen concentration evaluation method according to claim 1, wherein the arbitrary wave number is 1000 cm −1 or less.
【請求項5】 赤外分光エリプソメーターを用いて前記
反射光の前記照射光に対する振幅比ψ及び位相差Δを測
定し、前記任意の波数における誘電関数実数部をもとめ
ることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか
1項に記載の酸素濃度評価方法。
5. An infrared spectroscopic ellipsometer is used to measure an amplitude ratio ψ and a phase difference Δ of the reflected light with respect to the irradiation light to obtain a real part of a dielectric function at the arbitrary wave number. The oxygen concentration evaluation method according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】 半導体シリコン結晶表面にメカノケミカ
ル研磨または化学エッチングの処理を施した後に評価す
ることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか
1項に記載の酸素濃度評価方法。
6. The oxygen concentration evaluation method according to claim 1, wherein the evaluation is performed after the surface of the semiconductor silicon crystal is subjected to a mechanochemical polishing or a chemical etching treatment.
【請求項7】 半導体シリコン結晶に、2000cm-1
以下の任意の波数を含む光を照射する照射手段と、前記
半導体シリコン結晶からの反射光を検出し、検出された
該反射光から振幅比ψ及び位相差Δを測定する測定手段
と、測定された振幅比ψ及び位相差Δから該半導体中に
含まれる酸素濃度に関する評価を行なう評価手段とを具
備することを特徴とする半導体シリコン結晶の酸素濃度
評価装置。
7. A semiconductor silicon crystal having a density of 2000 cm -1
Irradiating means for irradiating light including any of the following wave numbers, measuring means for detecting reflected light from the semiconductor silicon crystal, and measuring means for measuring the amplitude ratio ψ and the phase difference Δ from the detected reflected light, And an evaluation means for evaluating the oxygen concentration contained in the semiconductor from the amplitude ratio ψ and the phase difference Δ.
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