JPH0289335A - Thermal-wave measuring device - Google Patents

Thermal-wave measuring device

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Publication number
JPH0289335A
JPH0289335A JP24198188A JP24198188A JPH0289335A JP H0289335 A JPH0289335 A JP H0289335A JP 24198188 A JP24198188 A JP 24198188A JP 24198188 A JP24198188 A JP 24198188A JP H0289335 A JPH0289335 A JP H0289335A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
thermal
laser beam
etching
damage
Prior art date
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Pending
Application number
JP24198188A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shingo Kadomura
新吾 門村
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP24198188A priority Critical patent/JPH0289335A/en
Publication of JPH0289335A publication Critical patent/JPH0289335A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To perform damage evaluation accurately also for the depth direction by providing a thermal-wave detection part for observing the difference of heat conduction on a wafer surface by irradiating laser beam to the wafer surface thereby to grasp the surface state, and an etching mechanism for performing etching on the wafer surface. CONSTITUTION:The title device consists substantially of an argon laser 2 for heating a wafer 1 with laser beam, a helium neon laser 3 for irradiating laser beam for monitor, a modulator 4, a photo-detector 9 etc., and it casts laser beam onto the wafer 1 through a quartz window 12. The photo detector 9 detects the difference in heat conduction on the surface of the wafer 1 as a TW value. Thus the surface of the wafer 1 is etched in sequence by an etching mechanism, and the TW value can be measured by a thermal-wave detection part 11. Therefore, the distribution of damage of the wafer 1 in depth direction may be exactly measured.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、サーマウェーブ測定装置に関し、更に詳し
くはウェハの表面及び深さ方向のダメージの分布の測定
を可能にするサーマウェーブ測定装置に係わる。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a thermal wave measurement device, and more particularly to a thermal wave measurement device that makes it possible to measure damage distribution in the surface and depth directions of a wafer. .

[発明の概要] 本発明は、ウェハの状態を検出するサーマウェーブ測定
装置において、 ウェハ表面にレーザ光を照射して該ウェハ表面の熱伝導
の差をみることにより表面状態の把握を可能にするサー
マウェーブ検出部と、前記ウェハ表面をエツチングする
エツチング機構とを備えたことにより、 ウェハのダメージ評価を深さ方向に対して正確に行なう
ことを可能にしたものである。
[Summary of the Invention] The present invention is a thermal wave measurement device for detecting the state of a wafer, which enables the surface state to be determined by irradiating the wafer surface with a laser beam and observing the difference in thermal conductivity on the wafer surface. By providing a thermal wave detection section and an etching mechanism for etching the wafer surface, it is possible to accurately evaluate damage to the wafer in the depth direction.

[従来の技術] 近年、LSIプロセスの進展とともに、これらのプロセ
スによって誘起されるシリコン基板の格子状態の損傷な
ど各種のダメージの発生が問題化しており、このような
ダメージの評価法として、その一つにレーザ光を利用し
た光学的手法によるサーマウェーブシグナル(以下、T
W値と称する)を評価するサーマウェーブ測定装置が知
られている。
[Prior Art] In recent years, with the progress of LSI processes, the occurrence of various types of damage such as damage to the lattice state of silicon substrates induced by these processes has become a problem. Thermal wave signal (hereinafter referred to as T
A thermal wave measurement device is known that evaluates the W value (referred to as W value).

このサーマウェーブ測定装置は、第3図に示すように、
ウェハ1の表面をアルゴンレーザ2で加熱させ、ヘリウ
ムネオンレーザ3のレーザ光により、ウェハ1表面をモ
ニタして、熱伝導の差をTW値として評価するものであ
る。なお、図中4はモジュレータ、5はレンズ、7はス
プリッタ、8はHe N eフィルタ、9はフォトディ
テクタ(検出器)を示している。
This thermawave measuring device, as shown in Figure 3,
The surface of the wafer 1 is heated by an argon laser 2, the surface of the wafer 1 is monitored by a laser beam of a helium neon laser 3, and the difference in thermal conduction is evaluated as a TW value. In the figure, 4 indicates a modulator, 5 a lens, 7 a splitter, 8 a HeNe filter, and 9 a photodetector.

斯るサーマウェーブ測定装置によれば、イオン注入や反
応性イオンエツチング(RIE)等によりウェハ1表面
の結晶格子の乱れなどを直接的に検出でき、また、ウェ
ハ1内のダメージ分布も間接的に推測することができる
According to such a thermal wave measurement device, it is possible to directly detect disturbances in the crystal lattice on the surface of the wafer 1 by ion implantation, reactive ion etching (RIE), etc., and also to indirectly detect damage distribution within the wafer 1. You can guess.

る。Ru.

[課題を解決するための手段] そこで、本発明は、ウェハ表面にレーザ光を照射して該
ウェハ表面の熱伝導の差をみることにより表面状態の把
握を可能にするサーマウェーブ検出部と、前記ウェハ表
面をエツチングするエツチング機構とを備えたことを、
その解決手段としている。
[Means for Solving the Problems] Therefore, the present invention provides a thermal wave detection section that makes it possible to grasp the surface state by irradiating the wafer surface with a laser beam and observing the difference in thermal conduction on the wafer surface; and an etching mechanism for etching the wafer surface.
This is the solution to this problem.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、このようなサーマウェーブ測定装置は、
あくまでウェハ表面のダメージ評価手段であって、その
ダメージかウェハの深さ方向に対してどのように分布し
ているかまでは測定できないという問題点があった。
[Problem to be solved by the invention] However, such a thermawave measurement device has the following problems:
This is only a means of evaluating damage to the wafer surface, and there is a problem in that it cannot measure how the damage is distributed in the depth direction of the wafer.

本発明は、このような従来の問題点に着目して創案され
たものであって、ウェハのTW値によるダメージ評価を
深さ方向に対しても正確に行なえるサーマウェーブ測定
装置を得んとするものであ[作用] ウェハは、エツチング機構により、漸次エツチングされ
、その都度サーマウェーブ検出部でウェハ表面状態を検
出すれば、ウェハの深さ方向のダメージ状態を把握する
こと可能となる。
The present invention has been devised by focusing on these conventional problems, and aims to provide a thermal wave measurement device that can accurately evaluate damage based on the TW value of a wafer even in the depth direction. [Operation] The wafer is gradually etched by the etching mechanism, and if the wafer surface condition is detected each time by the thermal wave detector, it becomes possible to grasp the damage condition of the wafer in the depth direction.

[実施例] 以下、本発明に係るサーマウェーブ測定装置の詳細を図
面に示す実施例に基づいて説明する。
[Example] Hereinafter, details of the thermal wave measuring device according to the present invention will be described based on an example shown in the drawings.

先ず、第1図は本発明の第1実施例を示す概略図である
First, FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of the present invention.

図中、Aはサーマウェーブ測定装置であって、エツチン
グ機構IOとサーマウェーブ検出部!lとから大略構成
されている。
In the figure, A is the thermawave measuring device, which includes an etching mechanism IO and a thermawave detection section! It is roughly composed of l.

エツチング機構10は、石英窓12が設けられた減圧チ
ャンバI3と、マイクロ波放電部14とが輸送管15で
連通されて成る。減圧チャンバ!3内には、ウェハ支持
台16が設けられており、第1図に示すように、ウェハ
1の表面が石英窓12と対向するようになっている。
The etching mechanism 10 is constructed by communicating a vacuum chamber I3 provided with a quartz window 12 with a microwave discharge section 14 through a transport pipe 15. Decompression chamber! A wafer support stand 16 is provided inside the wafer 3 so that the surface of the wafer 1 faces the quartz window 12, as shown in FIG.

マイクロ波放電部14は、シリコンでなるウェハlのエ
ツチングを行なう活性種を作り、この活性種は、輸送管
15を通じて減圧チャンバ13内に導入されるようにな
っている。なお、減圧チャンバ■3の下部には、排気管
17が設けられている。
The microwave discharge section 14 produces active species for etching the silicon wafer l, and these active species are introduced into the vacuum chamber 13 through the transport pipe 15. Note that an exhaust pipe 17 is provided at the bottom of the decompression chamber (3).

次に、サーマウェーブ検出部11は、従来例とほぼ同様
の機構のものが用いられ、ウェハlをレーザ光で加熱す
るアルゴンンレーザ2.モニタ用のレーザ光を照射する
ヘリウムネオンレーザ3゜モジュレータ4、フォトディ
テクタ9等から大略構成され、レーザ光を石英窓12を
通してウェハlに照射するようになっている。
Next, the thermawave detection unit 11 uses a mechanism similar to that of the conventional example, and uses an argon laser 2. It is generally composed of a helium-neon laser 3° modulator 4 for irradiating a monitoring laser beam, a photodetector 9, etc., and the laser beam is irradiated onto the wafer l through a quartz window 12.

なお、フォトディテクタ9は、ウェハlの表面の熱伝導
の差をTW値として検出を行なう。
Note that the photodetector 9 detects the difference in thermal conductivity on the surface of the wafer l as a TW value.

このような構成としたことにより、ウェハIの表面をエ
ツチング機構IOで漸次エツチングして、その都度サー
マウェーブ検出器11によりTW値を測定することがで
きる。このため、ウェハ1の深さ方向のダメージの分布
を正確に測定することが可能となる。
With this configuration, the surface of the wafer I can be gradually etched by the etching mechanism IO, and the TW value can be measured by the thermal wave detector 11 each time. Therefore, it is possible to accurately measure the damage distribution in the depth direction of the wafer 1.

また、第2図は、本発明の第2実施例を示す概略図であ
る。
Further, FIG. 2 is a schematic diagram showing a second embodiment of the present invention.

本実施例においては、減圧チャンバ13内で支持された
ウェハlの上方に環状のガス供給管18は配設している
。このガス供給管18の下部には複数の供給口18aが
開設されている。また、ガス供給管18には、ガス輸送
管(図示省略)を介して減圧チャンバI3外部のガス供
給源(図示省略)に連通可能に接続されている。なお、
斯る工ッチングに用いられるガスは、c(IFs、その
他のガスが使用可能である。なお、斯るサーマウェーブ
測定装置Aによるエツチングは、後の測定時に影響を与
えることはない。
In this embodiment, an annular gas supply pipe 18 is disposed above the wafer l supported within the reduced pressure chamber 13. A plurality of supply ports 18a are opened at the bottom of this gas supply pipe 18. The gas supply pipe 18 is also connected to a gas supply source (not shown) outside the decompression chamber I3 via a gas transport pipe (not shown). In addition,
As the gas used for such etching, c(IFs) or other gases can be used. Note that the etching performed by the thermal wave measuring device A will not affect the subsequent measurement.

なお、第3図は、本実施例に係る装置を用いて、RIE
とECRプラズマエツチングで夫々表面をエツチングし
たシリコンウェハのダメージを評価するため、TW値の
変化を深さ方向に測定しプロットしたものである。なお
、図中AはECRプラズマエツチングによるシリコンウ
ェハを測定した値であり、BはRIEによるシリコンウ
ェハを測定した値である。
Note that FIG. 3 shows RIE using the apparatus according to this embodiment.
In order to evaluate the damage to silicon wafers whose surfaces were etched by ECR plasma etching and ECR plasma etching, changes in TW values were measured in the depth direction and plotted. In the figure, A is a value measured for a silicon wafer by ECR plasma etching, and B is a value measured for a silicon wafer by RIE.

このグラフから明らかなように、ウェハ最表面でのTW
値は、RIE、ECRプラズマエツチングともに同程度
であるが、深さ方向のダメージ分布を見ることによって
、ECRプラズマエツチングの方がダメージ深さが浅い
ことが明瞭に示されている。
As is clear from this graph, TW at the top surface of the wafer
Although the values are comparable for both RIE and ECR plasma etching, looking at the damage distribution in the depth direction clearly shows that ECR plasma etching has a shallower damage depth.

以上、実施例について説明したが、この他に、各種の設
計変更が可能であり、例えば上記実施例に用いた以外の
エツチング手段を用いてもよい。
Although the embodiments have been described above, various other design changes are possible, and for example, etching means other than those used in the above embodiments may be used.

また、上記実施例においては、減圧下での制御性良いエ
ツチング機構を適用したが、他のエツチング機構を用い
ても勿論よい。
Further, in the above embodiment, an etching mechanism with good controllability under reduced pressure was used, but it is of course possible to use another etching mechanism.

[発明の効果コ 以上の説明から明らかなように、本発明に係るサーマウ
ェーブ測定装置によれば、シリコンウェハのTW値によ
るダメージ評価を深さ方向に対しても正確に行なうこと
を可能にする効果がある。
[Effects of the Invention] As is clear from the above description, the thermal wave measuring device according to the present invention makes it possible to accurately evaluate damage to silicon wafers based on the TW value even in the depth direction. effective.

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

第1図は本発明に係るサーマウェーブ測定装置の第N実
施例を示す概略図、第2図は同第2実施例を示す概略図
、第3図は本装置を用いてECRプラズマエツチングを
行なったシリコンウェハとRIEを行なったシリコンウ
ェハのTW値を測定した結果を示すグラフ、第4図は従
来例を示す概略図である。 A・・・サーマウェーブ測定装置、 卜・・ウェハ、lO・・・エツチング機構、11・・・
ダメージ検出部。 第1図 エヅチノク゛夕茅′さ(ム) A種xI:jう滑1定伝jヱ示すり”フッ第 図 従来骨j 第4図
Fig. 1 is a schematic diagram showing a Nth embodiment of the thermally wave measuring device according to the present invention, Fig. 2 is a schematic diagram showing the second embodiment of the same, and Fig. 3 is a diagram showing ECR plasma etching using this device. FIG. 4 is a graph showing the results of measuring the TW values of a silicon wafer subjected to RIE and a silicon wafer subjected to RIE, and FIG. 4 is a schematic diagram showing a conventional example. A...Thermawave measuring device, 卜...Wafer, lO...Etching mechanism, 11...
Damage detection section. Fig. 1 Ezuchinoku゛Yukai'sa (mu) Type A

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ウェハ表面にレーザ光を照射して該ウェハ表面の
熱伝導の差をみることにより表面状態の把握を可能にす
るサーマウェーブ検出部と、前記ウェハ表面をエッチン
グするエッチング機構とを備えたことを特徴とするサー
マウェーブ測定装置。
(1) Equipped with a thermal wave detection section that makes it possible to grasp the surface condition by irradiating the wafer surface with a laser beam and observing the difference in thermal conduction on the wafer surface, and an etching mechanism that etches the wafer surface. A thermawave measurement device characterized by the following.
JP24198188A 1988-09-27 1988-09-27 Thermal-wave measuring device Pending JPH0289335A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24198188A JPH0289335A (en) 1988-09-27 1988-09-27 Thermal-wave measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24198188A JPH0289335A (en) 1988-09-27 1988-09-27 Thermal-wave measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0289335A true JPH0289335A (en) 1990-03-29

Family

ID=17082469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24198188A Pending JPH0289335A (en) 1988-09-27 1988-09-27 Thermal-wave measuring device

Country Status (1)

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JP (1) JPH0289335A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999008307A1 (en) * 1997-08-05 1999-02-18 Advanced Micro Devices, Inc. Method for monitoring the performance of an ion implanter using reusable wafers

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999008307A1 (en) * 1997-08-05 1999-02-18 Advanced Micro Devices, Inc. Method for monitoring the performance of an ion implanter using reusable wafers

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