JPH063353A - 半導体ウェーハ裏面の酸化膜の膜厚測定方法 - Google Patents
半導体ウェーハ裏面の酸化膜の膜厚測定方法Info
- Publication number
- JPH063353A JPH063353A JP15911392A JP15911392A JPH063353A JP H063353 A JPH063353 A JP H063353A JP 15911392 A JP15911392 A JP 15911392A JP 15911392 A JP15911392 A JP 15911392A JP H063353 A JPH063353 A JP H063353A
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- oxide film
- semiconductor wafer
- molecules
- carbon monoxide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体ウェーハ裏面の酸化膜の膜厚測定方法
を提供する。 【構成】 シリコン基板の表面にエピタキシャル層を形
成するのにともなって該基板の裏面にシリコン酸化膜を
形成する際に、試料室３内に載置した黒鉛るつぼ２に半
導体ウェーハの試料Ｓを挿入してキャリアガスを導入し
ながらヒータ４で加熱して試料Ｓを融解し、酸素原子を
黒鉛るつぼ２の炭素原子と化合させて一酸化炭素分子に
変換し、さらにこの一酸化炭素分子を一酸化炭素酸化管
７で酸化して二酸化炭素分子にし、この二酸化炭素分子
の量を赤外線検出器８を用いて測定して測定演算装置10
に入力することにより、酸化膜厚を求めることができ
る。
を提供する。 【構成】 シリコン基板の表面にエピタキシャル層を形
成するのにともなって該基板の裏面にシリコン酸化膜を
形成する際に、試料室３内に載置した黒鉛るつぼ２に半
導体ウェーハの試料Ｓを挿入してキャリアガスを導入し
ながらヒータ４で加熱して試料Ｓを融解し、酸素原子を
黒鉛るつぼ２の炭素原子と化合させて一酸化炭素分子に
変換し、さらにこの一酸化炭素分子を一酸化炭素酸化管
７で酸化して二酸化炭素分子にし、この二酸化炭素分子
の量を赤外線検出器８を用いて測定して測定演算装置10
に入力することにより、酸化膜厚を求めることができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェーハ裏面の
酸化膜の膜厚測定方法に関する。
酸化膜の膜厚測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＣＭＯＳデバイスのラッチアップ
対策の一つとして、シリコン基板の表面にエピタキシャ
ル成長法を用いてSi単結晶のエピタキシャル層を形成し
たいわゆるエピタキシャルウェーハと称する半導体ウェ
ーハが用いられる。図２は、このようなエピタキシャル
ウェーハ（以下、単にウェーハという）の構成を示した
ものである。
対策の一つとして、シリコン基板の表面にエピタキシャ
ル成長法を用いてSi単結晶のエピタキシャル層を形成し
たいわゆるエピタキシャルウェーハと称する半導体ウェ
ーハが用いられる。図２は、このようなエピタキシャル
ウェーハ（以下、単にウェーハという）の構成を示した
ものである。
【０００３】すなわち、ウェーハ１は、低抵抗のシリコ
ン基板（以下、単に基板という）１ａの鏡面側に数Ω・
cm程度の抵抗率を有するエピタキシャル層１ｂが形成さ
れ、またその裏面側に基板１ａ中のドーパント（不純
物）がエピタキシャル層１ｂに回り込むのを防ぐように
するためにシリコン酸化膜（以下、単に酸化膜という）
１ｃが形成されている構造が一般的である。
ン基板（以下、単に基板という）１ａの鏡面側に数Ω・
cm程度の抵抗率を有するエピタキシャル層１ｂが形成さ
れ、またその裏面側に基板１ａ中のドーパント（不純
物）がエピタキシャル層１ｂに回り込むのを防ぐように
するためにシリコン酸化膜（以下、単に酸化膜という）
１ｃが形成されている構造が一般的である。
【０００４】ところで、このウェーハ１の酸化膜１ｃは
薄いとドーパントのエピタキシャル層１ｂへの回り込み
を十分に防止できず、厚いと酸化膜１ｃが基板１ａから
剥離を起こしやすいなどの理由から、その膜厚を所定値
以内に収める必要があるため、常にその膜厚を測定して
管理する必要がある。この膜厚を測定する方法として
は、たとえばエリプソメータ法とか顕微鏡によりウェー
ハ１の断面を観察して酸化膜１ｃの膜厚を求める方法な
どがある。
薄いとドーパントのエピタキシャル層１ｂへの回り込み
を十分に防止できず、厚いと酸化膜１ｃが基板１ａから
剥離を起こしやすいなどの理由から、その膜厚を所定値
以内に収める必要があるため、常にその膜厚を測定して
管理する必要がある。この膜厚を測定する方法として
は、たとえばエリプソメータ法とか顕微鏡によりウェー
ハ１の断面を観察して酸化膜１ｃの膜厚を求める方法な
どがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の膜厚測定法において、前者のエリプソメータ法
を用いる場合は、ウェーハ１の鏡面上に形成された酸化
膜１ｃの膜厚しか測定することができないという欠点が
ある。また、後者の顕微鏡による断面観察法の場合は基
板１ａ裏面に数μm 程度の凹凸があることから、通常１
μm 以下の酸化膜厚では概略な値しか測定することがで
きないという問題があった。
た従来の膜厚測定法において、前者のエリプソメータ法
を用いる場合は、ウェーハ１の鏡面上に形成された酸化
膜１ｃの膜厚しか測定することができないという欠点が
ある。また、後者の顕微鏡による断面観察法の場合は基
板１ａ裏面に数μm 程度の凹凸があることから、通常１
μm 以下の酸化膜厚では概略な値しか測定することがで
きないという問題があった。
【０００６】本発明は、上記のような従来技術の有する
課題を解決した半導体ウェーハ裏面の酸化膜の膜厚測定
方法を提供することを目的とする。
課題を解決した半導体ウェーハ裏面の酸化膜の膜厚測定
方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、シリコン基板
の表面にエピタキシャル層を形成するのにともなって該
基板の裏面にシリコン酸化膜を形成する際の半導体ウェ
ーハの裏面における酸化膜の膜厚を測定する方法におい
て、前記半導体ウェーハを黒鉛るつぼを用いて融解する
工程と、この融解によって酸素原子を炭素原子と化合さ
せて一酸化炭素分子に変換する工程と、この変換された
一酸化炭素分子を酸化して二酸化炭素分子にする工程
と、この二酸化炭素分子の量を測定して酸化膜厚を求め
る工程と、からなることを特徴とする半導体ウェーハ裏
面の酸化膜の膜厚測定方法である。
の表面にエピタキシャル層を形成するのにともなって該
基板の裏面にシリコン酸化膜を形成する際の半導体ウェ
ーハの裏面における酸化膜の膜厚を測定する方法におい
て、前記半導体ウェーハを黒鉛るつぼを用いて融解する
工程と、この融解によって酸素原子を炭素原子と化合さ
せて一酸化炭素分子に変換する工程と、この変換された
一酸化炭素分子を酸化して二酸化炭素分子にする工程
と、この二酸化炭素分子の量を測定して酸化膜厚を求め
る工程と、からなることを特徴とする半導体ウェーハ裏
面の酸化膜の膜厚測定方法である。
【０００８】
【作 用】本発明によれば、ウェーハ裏面の酸化膜中の
酸素原子を炭素原子と化合させて一たん一酸化炭素分子
に変換し、さらこの一酸化炭素分子を酸化して二酸化炭
素分子としてからその含有量を測定することにより酸化
膜厚を求めるようにしたので、たとえ凹凸の激しい基板
裏面に形成された酸化膜であってもその膜厚を精度よく
測定することが可能である。
酸素原子を炭素原子と化合させて一たん一酸化炭素分子
に変換し、さらこの一酸化炭素分子を酸化して二酸化炭
素分子としてからその含有量を測定することにより酸化
膜厚を求めるようにしたので、たとえ凹凸の激しい基板
裏面に形成された酸化膜であってもその膜厚を精度よく
測定することが可能である。
【０００９】
【実施例】以下に、本発明の実施例について図１を参照
して詳しく説明する。図において、２はウェーハ１の試
料Ｓを収容する黒鉛るつぼであり、３は試料室、４は加
熱用のヒータ、５はキャリアガスを送り込むガス入口
管、６はキャリアガスなどの混合ガスを排出するガス出
口管である。７は一酸化炭素酸化管であり、通常は粒状
酸化銅を充填して加熱したものが用いられる。８は混合
ガス中の二酸化炭素分子の量を測定する赤外線検出器
で、９は混合ガスの排出口、10は測定演算装置である。
して詳しく説明する。図において、２はウェーハ１の試
料Ｓを収容する黒鉛るつぼであり、３は試料室、４は加
熱用のヒータ、５はキャリアガスを送り込むガス入口
管、６はキャリアガスなどの混合ガスを排出するガス出
口管である。７は一酸化炭素酸化管であり、通常は粒状
酸化銅を充填して加熱したものが用いられる。８は混合
ガス中の二酸化炭素分子の量を測定する赤外線検出器
で、９は混合ガスの排出口、10は測定演算装置である。
【００１０】以下に、このように構成された本発明の酸
化膜厚測定装置を用いてウェーハ１の酸化膜１ｃの膜厚
を測定する手順について説明する。 まず、ウェーハ１から作成した試料Ｓの表面積を予
め測定して、測定演算装置10に入力する。 試料Ｓを黒鉛るつぼ２に収容し、試料室３にガス入
口管５からHeガスなどのキャリアガスを送り込んで充満
した状態でヒータ５で加熱する。 黒鉛るつぼ２内で加熱された試料Ｓは融解してシリ
コン酸化物中の酸素原子が黒鉛るつぼ２と接触すること
により炭素原子と化合して一酸化炭素分子に変換され、
キャリアガスとの混合ガスとなってガス出口管６から一
酸化炭素酸化管７に流出する。 この混合ガスは一酸化炭素酸化管７中を通過する際
にその一酸化炭素分子が酸化されて二酸化炭素分子とな
り、その後、この混合ガスを赤外線検出器８に導いて、
二酸化炭素分子による波数（670 cm-1) の吸収度を検出
して二酸化炭素分子の含有量を測定し、測定演算装置10
に入力する。 測定演算装置10において、この二酸化炭素分子含有
量からウェーハ１の試料Ｓ中に含まれていた酸素量を求
め、ついでこの酸素量から酸化膜１ｃの体積を換算し、
さらにこの体積の値を予め入力しておいた試料Ｓの表面
積の値で除して酸化膜１ｃの平均膜厚を求める。
化膜厚測定装置を用いてウェーハ１の酸化膜１ｃの膜厚
を測定する手順について説明する。 まず、ウェーハ１から作成した試料Ｓの表面積を予
め測定して、測定演算装置10に入力する。 試料Ｓを黒鉛るつぼ２に収容し、試料室３にガス入
口管５からHeガスなどのキャリアガスを送り込んで充満
した状態でヒータ５で加熱する。 黒鉛るつぼ２内で加熱された試料Ｓは融解してシリ
コン酸化物中の酸素原子が黒鉛るつぼ２と接触すること
により炭素原子と化合して一酸化炭素分子に変換され、
キャリアガスとの混合ガスとなってガス出口管６から一
酸化炭素酸化管７に流出する。 この混合ガスは一酸化炭素酸化管７中を通過する際
にその一酸化炭素分子が酸化されて二酸化炭素分子とな
り、その後、この混合ガスを赤外線検出器８に導いて、
二酸化炭素分子による波数（670 cm-1) の吸収度を検出
して二酸化炭素分子の含有量を測定し、測定演算装置10
に入力する。 測定演算装置10において、この二酸化炭素分子含有
量からウェーハ１の試料Ｓ中に含まれていた酸素量を求
め、ついでこの酸素量から酸化膜１ｃの体積を換算し、
さらにこの体積の値を予め入力しておいた試料Ｓの表面
積の値で除して酸化膜１ｃの平均膜厚を求める。
【００１１】なお、上記した酸素量の値の中にはウェー
ハ１の裏面の酸化膜１ｃ中の酸素分子以外に基板１ａ中
の酸素原子も含まれるが、通常のエピタキシャルウェー
ハでは、基板１ａ中の酸素量は酸化膜１ｃの酸素量の１
／10以下であるので無視してもよい。また、酸素量の測
定精度を高めたい場合には、試料Ｓを鏡面側から研磨し
て薄くしておくなどの処理をすればよい。
ハ１の裏面の酸化膜１ｃ中の酸素分子以外に基板１ａ中
の酸素原子も含まれるが、通常のエピタキシャルウェー
ハでは、基板１ａ中の酸素量は酸化膜１ｃの酸素量の１
／10以下であるので無視してもよい。また、酸素量の測
定精度を高めたい場合には、試料Ｓを鏡面側から研磨し
て薄くしておくなどの処理をすればよい。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ウ
ェーハ裏面の酸化膜中の酸素原子を炭素原子と化合させ
て一たん一酸化炭素分子に変換し、さらこの一酸化炭素
分子を酸化して二酸化炭素分子としてからその含有量を
測定することにより酸化膜厚を求めるようにしたので、
凹凸の激しい基板裏面に形成された酸化膜の膜厚を従来
よりも精度よく測定することが可能になる。これによ
り、エピタキシャルウェーハに用いられる基板裏面の酸
化膜形成時における条件出しが容易になるという効果を
奏する。
ェーハ裏面の酸化膜中の酸素原子を炭素原子と化合させ
て一たん一酸化炭素分子に変換し、さらこの一酸化炭素
分子を酸化して二酸化炭素分子としてからその含有量を
測定することにより酸化膜厚を求めるようにしたので、
凹凸の激しい基板裏面に形成された酸化膜の膜厚を従来
よりも精度よく測定することが可能になる。これによ
り、エピタキシャルウェーハに用いられる基板裏面の酸
化膜形成時における条件出しが容易になるという効果を
奏する。
【図１】本発明に係る酸化膜厚測定装置の一実施例を模
式的に示す構成図である。
式的に示す構成図である。
【図２】従来のエピタキシャルウェーハの構成を示す断
面図である。
面図である。
１ ウェーハ（エピタキシャルウェーハ） １ａ 基板（シリコン基板） １ｂ エピタキシャル層 １ｃ 酸化膜（シリコン酸化膜） ２ 黒鉛るつぼ ３ 試料室 ４ ヒータ ５ ガス入口管 ６ ガス出口管 ７ 一酸化炭素酸化管 ８ 赤外線検出器 ９ ガス排出口 10 測定演算装置 Ｓ 試料
Claims (1)
- 【請求項１】 シリコン基板の表面にエピタキシャル
層を形成するのにともなって該基板の裏面にシリコン酸
化膜を形成する際の半導体ウェーハの裏面における酸化
膜の膜厚を測定する方法において、前記半導体ウェーハ
を黒鉛るつぼを用いて融解する工程と、この融解によっ
て酸素原子を炭素原子と化合させて一酸化炭素分子に変
換する工程と、この変換された一酸化炭素分子を酸化し
て二酸化炭素分子にする工程と、この二酸化炭素分子の
量を測定して酸化膜厚を求める工程と、からなることを
特徴とする半導体ウェーハ裏面の酸化膜の膜厚測定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15911392A JPH063353A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 半導体ウェーハ裏面の酸化膜の膜厚測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15911392A JPH063353A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 半導体ウェーハ裏面の酸化膜の膜厚測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH063353A true JPH063353A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=15686531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15911392A Pending JPH063353A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 半導体ウェーハ裏面の酸化膜の膜厚測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063353A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010061277A (ko) * | 1999-12-28 | 2001-07-07 | 이 창 세 | 기체투과막을 이용한 전도도 측정법에 의한 실리콘웨이퍼의 산소 농도 측정 장치 및 그 장치에 의한 측정방법 |
| US9149604B2 (en) | 2003-11-07 | 2015-10-06 | Kaneka Corporation | Aspiration catheter |
| US9511205B2 (en) | 2012-07-05 | 2016-12-06 | Ptmc Institute | Catheter-type therapeutic or diagnostic instrument provided with shaped wire members and catheter tube to be used together with shaped wire members |
-
1992
- 1992-06-18 JP JP15911392A patent/JPH063353A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010061277A (ko) * | 1999-12-28 | 2001-07-07 | 이 창 세 | 기체투과막을 이용한 전도도 측정법에 의한 실리콘웨이퍼의 산소 농도 측정 장치 및 그 장치에 의한 측정방법 |
| US9149604B2 (en) | 2003-11-07 | 2015-10-06 | Kaneka Corporation | Aspiration catheter |
| US9511205B2 (en) | 2012-07-05 | 2016-12-06 | Ptmc Institute | Catheter-type therapeutic or diagnostic instrument provided with shaped wire members and catheter tube to be used together with shaped wire members |
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