JPH11251387A - 半導体ウェーハの厚さ測定方法および厚さ測定装置並びに半導体ウェーハの平坦度測定方法および平坦度測定装置 - Google Patents
半導体ウェーハの厚さ測定方法および厚さ測定装置並びに半導体ウェーハの平坦度測定方法および平坦度測定装置Info
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- JPH11251387A JPH11251387A JP31056298A JP31056298A JPH11251387A JP H11251387 A JPH11251387 A JP H11251387A JP 31056298 A JP31056298 A JP 31056298A JP 31056298 A JP31056298 A JP 31056298A JP H11251387 A JPH11251387 A JP H11251387A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ウェーハの厚さ、平坦度の良否を正確に判定す
るようにする。 【解決手段】被測定ウェーハ３の表面に、被測定ウェー
ハ３を構成する材料のバンドギャップ以上のエネルギー
のハロゲンランプ４の光を照射しつつ、プローブ１，２
を用いて被測定ウェーハ３の厚さを測定する。
るようにする。 【解決手段】被測定ウェーハ３の表面に、被測定ウェー
ハ３を構成する材料のバンドギャップ以上のエネルギー
のハロゲンランプ４の光を照射しつつ、プローブ１，２
を用いて被測定ウェーハ３の厚さを測定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェーハの厚さ
測定方法および厚さ測定装置並びに半導体ウェーハの平
坦度測定方法および平坦度測定装置に関する。
測定方法および厚さ測定装置並びに半導体ウェーハの平
坦度測定方法および平坦度測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の基板には主として高純度の
シリコン単結晶が用いられているが、このシリコン単結
晶の製造方法の一つにチョクラルスキー法（以下ＣＺ法
という）がある。ＣＺ法においては、半導体単結晶製造
装置のチャンバ内に設置した石英るつぼにシリコン多結
晶を充填し、前記石英るつぼの周囲に設けたヒータによ
ってシリコン多結晶を加熱溶解して融液とした上、シー
ドチャックに取り付けた種子結晶を前記融液に浸漬し、
シードチャックおよび石英るつぼを同方向または逆方向
に回転しつつシードチャックを引き上げてシリコン単結
晶を成長させる。このとき、前記石英るつぼと融液との
反応により融液中に酸素が溶けだすため、引き上げたシ
リコン単結晶中には１０18ａｔｍ／ｃｍ3程度の酸素が
含まれている。これらの酸素は結晶格子間に存在し、単
結晶の冷却中に酸素ドナーが発生する。
シリコン単結晶が用いられているが、このシリコン単結
晶の製造方法の一つにチョクラルスキー法（以下ＣＺ法
という）がある。ＣＺ法においては、半導体単結晶製造
装置のチャンバ内に設置した石英るつぼにシリコン多結
晶を充填し、前記石英るつぼの周囲に設けたヒータによ
ってシリコン多結晶を加熱溶解して融液とした上、シー
ドチャックに取り付けた種子結晶を前記融液に浸漬し、
シードチャックおよび石英るつぼを同方向または逆方向
に回転しつつシードチャックを引き上げてシリコン単結
晶を成長させる。このとき、前記石英るつぼと融液との
反応により融液中に酸素が溶けだすため、引き上げたシ
リコン単結晶中には１０18ａｔｍ／ｃｍ3程度の酸素が
含まれている。これらの酸素は結晶格子間に存在し、単
結晶の冷却中に酸素ドナーが発生する。
【０００３】シリコン単結晶インゴットはスライスおよ
び研磨工程を経た後、熱処理を行って酸素ドナーを消去
する。また、一部のウェーハについては研磨後イントリ
ンシックゲッタリングのための熱処理を行う。これらの
ドナーキラー処理工程を経た上、ウェーハの厚さおよび
平坦度を測定している。
び研磨工程を経た後、熱処理を行って酸素ドナーを消去
する。また、一部のウェーハについては研磨後イントリ
ンシックゲッタリングのための熱処理を行う。これらの
ドナーキラー処理工程を経た上、ウェーハの厚さおよび
平坦度を測定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ドナーキラー処理を施
していないウェーハについて、静電容量式平坦度測定器
を用いて平坦度を測定すると、１ロッド当たり数％〜数
十％の割合で良品を不良品と判定する誤測定が起こって
いる。ドナーキラー処理を施していないウェーハにおい
てはウェーハ内部に格子間酸素が不均一に存在し、ドナ
ーとして作用するため、実際のウェーハ厚さよりも厚く
または薄く検出され、これらの検出値に基づいて平坦度
を算出することがその原因と考えられる。静電容量式平
坦度測定器の場合、厚さが同一のウェーハであっても電
気抵抗が異なれば、実際の厚さより厚く表示したり、薄
く表示したりする。その一例として、電子マイクロメー
タなどの測定器で同一厚さであることを確認した電気抵
抗の異なる２枚のウェーハを静電容量式平坦度測定器で
測定すると、電気抵抗値の高いウェーハの方が電気抵抗
値の低いウェーハよりも薄く表示される。
していないウェーハについて、静電容量式平坦度測定器
を用いて平坦度を測定すると、１ロッド当たり数％〜数
十％の割合で良品を不良品と判定する誤測定が起こって
いる。ドナーキラー処理を施していないウェーハにおい
てはウェーハ内部に格子間酸素が不均一に存在し、ドナ
ーとして作用するため、実際のウェーハ厚さよりも厚く
または薄く検出され、これらの検出値に基づいて平坦度
を算出することがその原因と考えられる。静電容量式平
坦度測定器の場合、厚さが同一のウェーハであっても電
気抵抗が異なれば、実際の厚さより厚く表示したり、薄
く表示したりする。その一例として、電子マイクロメー
タなどの測定器で同一厚さであることを確認した電気抵
抗の異なる２枚のウェーハを静電容量式平坦度測定器で
測定すると、電気抵抗値の高いウェーハの方が電気抵抗
値の低いウェーハよりも薄く表示される。
【０００５】ｐ型アズグロウンウェーハで、特に格子間
酸素濃度むらの顕著なものは、図４に示すようにウェー
ハ内に電気抵抗の高い部分（電気的には中性）と低い部
分とが存在しているような状態であるため、実際には均
一な厚さであるにもかかわらず図５に示したように厚
い、または薄いという誤測定をしてしまう。従って、ド
ナーキラー処理を経た上でないと正確な平坦度データが
得られない。しかし、元来平坦度の規格を外れた不良品
をドナーキラー処理を施した上で摘出するとなると、ド
ナーキラー処理は無駄な工程ということになる。また、
製品の仕様によってはドナーキラー処理を必要としない
ウェーハがあるが、これに対しても平坦度をチェックす
るためにわざわざドナーキラー処理を施さなければなら
ず、やはり無駄な工程である。本発明は上記従来の問題
点に着目してなされたもので、ドナーキラー処理を施し
ていないウェーハであっても、平坦度の良否を正確に判
定することができるようなウェーハの厚さ測定方法およ
び厚さ測定装置並びに平坦度測定方法および平坦度測定
装置を提供することを目的としている。
酸素濃度むらの顕著なものは、図４に示すようにウェー
ハ内に電気抵抗の高い部分（電気的には中性）と低い部
分とが存在しているような状態であるため、実際には均
一な厚さであるにもかかわらず図５に示したように厚
い、または薄いという誤測定をしてしまう。従って、ド
ナーキラー処理を経た上でないと正確な平坦度データが
得られない。しかし、元来平坦度の規格を外れた不良品
をドナーキラー処理を施した上で摘出するとなると、ド
ナーキラー処理は無駄な工程ということになる。また、
製品の仕様によってはドナーキラー処理を必要としない
ウェーハがあるが、これに対しても平坦度をチェックす
るためにわざわざドナーキラー処理を施さなければなら
ず、やはり無駄な工程である。本発明は上記従来の問題
点に着目してなされたもので、ドナーキラー処理を施し
ていないウェーハであっても、平坦度の良否を正確に判
定することができるようなウェーハの厚さ測定方法およ
び厚さ測定装置並びに平坦度測定方法および平坦度測定
装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の第１発
明では、静電容量式の厚さ測定器を用いて半導体ウェー
ハの厚さを測定する半導体ウェーハの厚さ測定方法にお
いて、前記半導体ウェーハの表面に、前記半導体ウェー
ハを構成する材料のバンドギャップ以上のエネルギーの
光を照射しつつ、前記静電容量式の厚さ測定器を用いて
前記半導体ウェーハの厚さを測定するようにしたことを
特徴としている。
明では、静電容量式の厚さ測定器を用いて半導体ウェー
ハの厚さを測定する半導体ウェーハの厚さ測定方法にお
いて、前記半導体ウェーハの表面に、前記半導体ウェー
ハを構成する材料のバンドギャップ以上のエネルギーの
光を照射しつつ、前記静電容量式の厚さ測定器を用いて
前記半導体ウェーハの厚さを測定するようにしたことを
特徴としている。
【０００７】また、本発明の第２発明では、静電容量式
の厚さ測定器を用いて半導体ウェーハの厚さを測定する
半導体ウェーハの厚さ測定方法において、前記半導体ウ
ェーハの表面に、前記半導体ウェーハを構成する材料の
バンドギャップ以上のエネルギーの光を照射しつつ、前
記半導体ウェーハを挟むように対向する位置に設けられ
た両電極間を流れる電流の値を測定し、測定した電流値
に対応する前記半導体ウェーハの厚さを測定するように
したことを特徴としている。
の厚さ測定器を用いて半導体ウェーハの厚さを測定する
半導体ウェーハの厚さ測定方法において、前記半導体ウ
ェーハの表面に、前記半導体ウェーハを構成する材料の
バンドギャップ以上のエネルギーの光を照射しつつ、前
記半導体ウェーハを挟むように対向する位置に設けられ
た両電極間を流れる電流の値を測定し、測定した電流値
に対応する前記半導体ウェーハの厚さを測定するように
したことを特徴としている。
【０００８】また、本発明の第３発明では、上記第２発
明において、前記測定した電流値と前記半導体ウェーハ
の厚さとの間のキャリブレーションを行うようにしたこ
とを特徴としている。また、本発明の第４発明では、静
電容量式の厚さ測定器を用いて半導体ウェーハの厚さを
測定する半導体ウェーハの厚さ測定装置において、前記
半導体ウェーハの表面に、前記半導体ウェーハを構成す
る材料のバンドギャップ以上のエネルギーの光を照射す
る光源を具え、前記光源と前記静電容量式の厚さ測定器
を用いて前記半導体ウェーハの厚さを測定するようにし
たことを特徴としている。
明において、前記測定した電流値と前記半導体ウェーハ
の厚さとの間のキャリブレーションを行うようにしたこ
とを特徴としている。また、本発明の第４発明では、静
電容量式の厚さ測定器を用いて半導体ウェーハの厚さを
測定する半導体ウェーハの厚さ測定装置において、前記
半導体ウェーハの表面に、前記半導体ウェーハを構成す
る材料のバンドギャップ以上のエネルギーの光を照射す
る光源を具え、前記光源と前記静電容量式の厚さ測定器
を用いて前記半導体ウェーハの厚さを測定するようにし
たことを特徴としている。
【０００９】また、本発明の第５発明では、静電容量式
の厚さ測定器を用いて半導体ウェーハの厚さを測定する
半導体ウェーハの厚さ測定装置において、前記半導体ウ
ェーハの表面に、前記半導体ウェーハを構成する材料の
バンドギャップ以上のエネルギーの光を照射する光源を
具えるとともに、前記静電容量式の厚さ測定器は、前記
半導体ウェーハを挟むように対向する位置に設けられた
両電極と、前記両電極間を流れる電流の値を測定する電
流値測定手段と、前記測定した電流値に対応する前記半
導体ウェーハの厚さを計測する厚さ計測手段とから成
り、前記光源と前記静電容量式の厚さ測定器を用いて前
記半導体ウェーハの厚さを測定するようにしたことを特
徴としている。
の厚さ測定器を用いて半導体ウェーハの厚さを測定する
半導体ウェーハの厚さ測定装置において、前記半導体ウ
ェーハの表面に、前記半導体ウェーハを構成する材料の
バンドギャップ以上のエネルギーの光を照射する光源を
具えるとともに、前記静電容量式の厚さ測定器は、前記
半導体ウェーハを挟むように対向する位置に設けられた
両電極と、前記両電極間を流れる電流の値を測定する電
流値測定手段と、前記測定した電流値に対応する前記半
導体ウェーハの厚さを計測する厚さ計測手段とから成
り、前記光源と前記静電容量式の厚さ測定器を用いて前
記半導体ウェーハの厚さを測定するようにしたことを特
徴としている。
【００１０】また、本発明の第６発明では、上記第５発
明において、前記厚さ測定装置は、前記測定した電流値
と前記半導体ウェーハの厚さとの間のキャリブレーショ
ンを行うキャリブレーション手段をさらに具えるように
したことを特徴としている。
明において、前記厚さ測定装置は、前記測定した電流値
と前記半導体ウェーハの厚さとの間のキャリブレーショ
ンを行うキャリブレーション手段をさらに具えるように
したことを特徴としている。
【００１１】また、本発明の第７発明では、静電容量式
の平坦度測定器を用いて半導体ウェーハの各部の厚さを
測定し、測定した半導体ウェーハの各部の厚さの変位か
ら当該半導体ウェーハの平坦度を測定する半導体ウェー
ハの平坦度測定方法において、前記半導体ウェーハの表
面に、前記半導体ウェーハを構成する材料のバンドギャ
ップ以上のエネルギーの光を照射しつつ、前記静電容量
式の平坦度測定器を用いて前記半導体ウェーハの各部の
厚さを測定し測定した半導体ウェーハの各部の厚さの変
位から前記半導体ウェーハの平坦度を測定するようにし
たことを特徴としている。
の平坦度測定器を用いて半導体ウェーハの各部の厚さを
測定し、測定した半導体ウェーハの各部の厚さの変位か
ら当該半導体ウェーハの平坦度を測定する半導体ウェー
ハの平坦度測定方法において、前記半導体ウェーハの表
面に、前記半導体ウェーハを構成する材料のバンドギャ
ップ以上のエネルギーの光を照射しつつ、前記静電容量
式の平坦度測定器を用いて前記半導体ウェーハの各部の
厚さを測定し測定した半導体ウェーハの各部の厚さの変
位から前記半導体ウェーハの平坦度を測定するようにし
たことを特徴としている。
【００１２】また、本発明の第８発明では、静電容量式
の平坦度測定器を用いて半導体ウェーハの各部の厚さを
測定し、測定した半導体ウェーハの各部の厚さの変位か
ら当該半導体ウェーハの平坦度を測定する半導体ウェー
ハの平坦度測定装置において、前記半導体ウェーハの表
面に、前記半導体ウェーハを構成する材料のバンドギャ
ップ以上のエネルギーの光を照射する光源を具え、前記
光源と前記静電容量式の平坦度測定器を用いて前記半導
体ウェーハの平坦度を測定するようにしたことを特徴と
している。
の平坦度測定器を用いて半導体ウェーハの各部の厚さを
測定し、測定した半導体ウェーハの各部の厚さの変位か
ら当該半導体ウェーハの平坦度を測定する半導体ウェー
ハの平坦度測定装置において、前記半導体ウェーハの表
面に、前記半導体ウェーハを構成する材料のバンドギャ
ップ以上のエネルギーの光を照射する光源を具え、前記
光源と前記静電容量式の平坦度測定器を用いて前記半導
体ウェーハの平坦度を測定するようにしたことを特徴と
している。
【００１３】
【作用】さきに述べた誤測定の原因について、静電容量
式平坦度測定器の測定方式の面から推察すると、次の通
りである。すなわち、静電容量式平坦度測定器はウェー
ハ内の比誘電率εを一定と考え、高周波電流Ｉの変化を
ウェーハ表面と静電容量式平坦度測定器のセンサ電極と
の距離ｄの変化として算出する。これを被測定ウェーハ
の上下のセンサにより算出し、センサ間距離から差し引
いた値をその部分の厚さとする。しかし、比誘電率εが
一定でないウェーハの場合、低抵抗で導体に近似する部
分はεが大きくなるため高周波電流Ｉが大きくなり、現
在の測定ロジックではｄが小さいと判断する。また逆
に、電気的に中性な部分に電界がかかると、誘電分極が
大きく、εは小さくなるため、電気量Ｑが小さくなり、
上記内容に従ってｄが大きいと判断する。従って、低抵
抗の部分を厚く、高抵抗の部分を薄いと判断してしま
う。
式平坦度測定器の測定方式の面から推察すると、次の通
りである。すなわち、静電容量式平坦度測定器はウェー
ハ内の比誘電率εを一定と考え、高周波電流Ｉの変化を
ウェーハ表面と静電容量式平坦度測定器のセンサ電極と
の距離ｄの変化として算出する。これを被測定ウェーハ
の上下のセンサにより算出し、センサ間距離から差し引
いた値をその部分の厚さとする。しかし、比誘電率εが
一定でないウェーハの場合、低抵抗で導体に近似する部
分はεが大きくなるため高周波電流Ｉが大きくなり、現
在の測定ロジックではｄが小さいと判断する。また逆
に、電気的に中性な部分に電界がかかると、誘電分極が
大きく、εは小さくなるため、電気量Ｑが小さくなり、
上記内容に従ってｄが大きいと判断する。従って、低抵
抗の部分を厚く、高抵抗の部分を薄いと判断してしま
う。
【００１４】本発明では、静電容量式平坦度測定器のプ
ローブ近傍に所定の波長の光源を設け、被測定ウェーハ
の表面に少なくとも１５万ルクスの光を照射することと
した。ウェーハに光を照射するとバルク内に光が入り、
一定の割合で吸収された後、波長依存性にもよるがウェ
ーハの裏面に達する。ここで、プランク定数をｈ、振動
数をνとすると、ｈνが励起エネルギーに変化し、この
励起エネルギーが禁止帯幅（バンドギャップ）Ｅgを越
えることができる程度に大きいときは価電子から自由電
子になる。
ローブ近傍に所定の波長の光源を設け、被測定ウェーハ
の表面に少なくとも１５万ルクスの光を照射することと
した。ウェーハに光を照射するとバルク内に光が入り、
一定の割合で吸収された後、波長依存性にもよるがウェ
ーハの裏面に達する。ここで、プランク定数をｈ、振動
数をνとすると、ｈνが励起エネルギーに変化し、この
励起エネルギーが禁止帯幅（バンドギャップ）Ｅgを越
えることができる程度に大きいときは価電子から自由電
子になる。
【００１５】Ｅｇ＝１．１ｅＶ，１ｅＶ＝１．６０×１
０-19Ｊ，ｈ＝６．６２６１７６×１０-34Ｊ・ｓである
から、Ｅｇ≦ｈν1であるならば、 １．１×１．６×１０-19 ≦ ６．６２６１７６×１０-34×ν1 ν1 ≧ （１．１×１．６×１０-19）/（６．６２６１７６×１０-34） ＝２．６５６１３２×１０14 ここで、波長をλ、光速をｃとすると、λ＝ｃ／νであ
るから、 λ1 ≦（３．０×１０8 ）/（２．６５６１３２×１０14）（ｍ） ＝１．１２９×１０-6ｍ 以上により、波長１１２９ｎｍ以下の光をウェーハに照
射すれば、シリコンの価電子を伝導電子化することがで
きる。赤外線の波長は１．０×１０-3〜８．１×１０-7
ｍ、可視光線の波長は８．１×１０-7〜３．８×１０-7
ｍであるから、赤外域から十分に励起できるため、広域
波長帯をもつハロゲンランプの照射を行うと、バルク内
部も表面と同様な現象が起こるものと推定される。ま
た、ウェーハの上下面にバルク内部まで入らない短い波
長の光を照射した場合も、本測定は可能である。
０-19Ｊ，ｈ＝６．６２６１７６×１０-34Ｊ・ｓである
から、Ｅｇ≦ｈν1であるならば、 １．１×１．６×１０-19 ≦ ６．６２６１７６×１０-34×ν1 ν1 ≧ （１．１×１．６×１０-19）/（６．６２６１７６×１０-34） ＝２．６５６１３２×１０14 ここで、波長をλ、光速をｃとすると、λ＝ｃ／νであ
るから、 λ1 ≦（３．０×１０8 ）/（２．６５６１３２×１０14）（ｍ） ＝１．１２９×１０-6ｍ 以上により、波長１１２９ｎｍ以下の光をウェーハに照
射すれば、シリコンの価電子を伝導電子化することがで
きる。赤外線の波長は１．０×１０-3〜８．１×１０-7
ｍ、可視光線の波長は８．１×１０-7〜３．８×１０-7
ｍであるから、赤外域から十分に励起できるため、広域
波長帯をもつハロゲンランプの照射を行うと、バルク内
部も表面と同様な現象が起こるものと推定される。ま
た、ウェーハの上下面にバルク内部まで入らない短い波
長の光を照射した場合も、本測定は可能である。
【００１６】ｐ型半導体の場合、図２に示すようにドー
パント（＋）と酸素ドナー（−）とは電気的に中性であ
るが、光を照射すると図３に示すように、ドーパントや
酸素ドナー以上にシリコンから発生した自由電子または
正孔が非常に多くなり、金属のような状態となる。つま
り、ウェーハのどの部分も均一に電子が分布する。この
ような状態で静電容量式平坦度測定器を用いてウェーハ
の下面または上面を測定すると、比誘電率εはどの場所
でも一定（Ｓｉから放出された伝導電子の濃度が非常に
高く、かつ均一）であるため、センサが検出する電気量
Ｑの変化はすべてセンサ電極とウェーハ表面との距離ｄ
の変化として測定できることになる。ただし、ウェーハ
の厚さは半導体としての比誘電率εより大きいためｄを
小さいと誤測し、実際より厚いと表示する。しかし、厚
さの変位（平坦度）を測定する場合その影響はほとんど
なく、ドナーキラー処理後の平坦度と等しい。厚さ測定
を正確に行うには、光を照射しながらキャリブレーショ
ンを行えばよいと考えられる。
パント（＋）と酸素ドナー（−）とは電気的に中性であ
るが、光を照射すると図３に示すように、ドーパントや
酸素ドナー以上にシリコンから発生した自由電子または
正孔が非常に多くなり、金属のような状態となる。つま
り、ウェーハのどの部分も均一に電子が分布する。この
ような状態で静電容量式平坦度測定器を用いてウェーハ
の下面または上面を測定すると、比誘電率εはどの場所
でも一定（Ｓｉから放出された伝導電子の濃度が非常に
高く、かつ均一）であるため、センサが検出する電気量
Ｑの変化はすべてセンサ電極とウェーハ表面との距離ｄ
の変化として測定できることになる。ただし、ウェーハ
の厚さは半導体としての比誘電率εより大きいためｄを
小さいと誤測し、実際より厚いと表示する。しかし、厚
さの変位（平坦度）を測定する場合その影響はほとんど
なく、ドナーキラー処理後の平坦度と等しい。厚さ測定
を正確に行うには、光を照射しながらキャリブレーショ
ンを行えばよいと考えられる。
【００１７】
【実施例】以下に本発明に係るウェーハの厚さ測定方法
および厚さ測定装置並びに平坦度測定方法および平坦度
測定装置の実施例について、図面を参照して説明する。
図１は本発明による平坦度測定装置の部分説明図で、静
電容量式平坦度測定器のプローブ１、２は被測定ウェー
ハ３を挟むように対向する位置に設けられている。プロ
ーブ１の近傍には前記被測定ウェーハ３の表面を照射す
る波長１１２９ｎｍ以下のハロゲンランプ４が設置され
ている。ハロゲンランプ４は１個ないし２個設置するも
のとし、その照度は２０万ルクスとした。
および厚さ測定装置並びに平坦度測定方法および平坦度
測定装置の実施例について、図面を参照して説明する。
図１は本発明による平坦度測定装置の部分説明図で、静
電容量式平坦度測定器のプローブ１、２は被測定ウェー
ハ３を挟むように対向する位置に設けられている。プロ
ーブ１の近傍には前記被測定ウェーハ３の表面を照射す
る波長１１２９ｎｍ以下のハロゲンランプ４が設置され
ている。ハロゲンランプ４は１個ないし２個設置するも
のとし、その照度は２０万ルクスとした。
【００１８】ドナーキラー処理を施していないウェーハ
の平坦度を従来の静電容量式平坦度測定器を用いて測定
し、ＴＴＶ、ＬＴＶのいずれかについて不良と判断した
２４枚のウェーハを、本発明による平坦度測定装置を用
いて再測定した。更に、前記２４枚のウェーハにドナー
キラー処理を施した上、従来の静電容量式平坦度測定器
を用いて再測定した。これらの３種類のデータを比較し
た結果は下記の通りであった。
の平坦度を従来の静電容量式平坦度測定器を用いて測定
し、ＴＴＶ、ＬＴＶのいずれかについて不良と判断した
２４枚のウェーハを、本発明による平坦度測定装置を用
いて再測定した。更に、前記２４枚のウェーハにドナー
キラー処理を施した上、従来の静電容量式平坦度測定器
を用いて再測定した。これらの３種類のデータを比較し
た結果は下記の通りであった。
【００１９】（１）ドナーキラー処理を施していないウ
ェーハを、静電容量式平坦度測定器を用いて従来の方法
で測定すると、ＴＴＶ、ＬＴＶのいずれかまたは両方と
も不良と判定されたものが２４枚あった。
ェーハを、静電容量式平坦度測定器を用いて従来の方法
で測定すると、ＴＴＶ、ＬＴＶのいずれかまたは両方と
も不良と判定されたものが２４枚あった。
【００２０】（２）上記２４枚のウェーハを、本発明に
よる平坦度測定方法を用いて再測定したところ、ＴＴ
Ｖ、ＬＴＶのいずれかまたは両方とも不良と判断された
ものは１１枚で、残りの１３枚は良品であった。
よる平坦度測定方法を用いて再測定したところ、ＴＴ
Ｖ、ＬＴＶのいずれかまたは両方とも不良と判断された
ものは１１枚で、残りの１３枚は良品であった。
【００２１】（３）上記２４枚のウェーハにドナーキラ
ー熱処理を施した上、従来の方法で再測定したところ、
（２）の判定と完全に一致した。
ー熱処理を施した上、従来の方法で再測定したところ、
（２）の判定と完全に一致した。
【００２２】この結果から、本発明による平坦度測定方
法を用いれば、ドナーキラー処理を施していないウェー
ハであってもドナーキラー熱処理を施したウェーハの場
合と全く同一の正確な良否判定ができることが立証され
た。
法を用いれば、ドナーキラー処理を施していないウェー
ハであってもドナーキラー熱処理を施したウェーハの場
合と全く同一の正確な良否判定ができることが立証され
た。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、静
電容量式平坦度測定器のプローブ近傍に１１２９ｎｍ以
下の波長の光源を設け、ドナーキラー処理を施していな
いウェーハの表面に少なくとも１５万ルクスの光を照射
することとしたので、この光がバルク内に入って励起エ
ネルギーに変化し、価電子を伝導電子化することによ
り、ドナーキラー処理を施していないウェーハであって
も平坦度を正確に測定することができる。本発明の適用
により、平坦度不良のウェーハについてドナーキラー処
理前にこれを摘出、排除することが可能となるととも
に、ドナーキラー処理を必要としないウェーハに対して
は無用の熱処理をせずに平坦度の良否判定ができるの
で、ウェーハの生産能率が著しく向上する。
電容量式平坦度測定器のプローブ近傍に１１２９ｎｍ以
下の波長の光源を設け、ドナーキラー処理を施していな
いウェーハの表面に少なくとも１５万ルクスの光を照射
することとしたので、この光がバルク内に入って励起エ
ネルギーに変化し、価電子を伝導電子化することによ
り、ドナーキラー処理を施していないウェーハであって
も平坦度を正確に測定することができる。本発明の適用
により、平坦度不良のウェーハについてドナーキラー処
理前にこれを摘出、排除することが可能となるととも
に、ドナーキラー処理を必要としないウェーハに対して
は無用の熱処理をせずに平坦度の良否判定ができるの
で、ウェーハの生産能率が著しく向上する。
【図１】本発明による平坦度測定装置の部分説明図であ
る。
る。
【図２】ドナーキラー処理を施していないウェーハにお
いて、ドーパントと酸素ドナーとの存在を模式的に示す
説明図である。
いて、ドーパントと酸素ドナーとの存在を模式的に示す
説明図である。
【図３】図２のウェーハに所定の波長の光を照射した状
態を模式的に示す説明図である。
態を模式的に示す説明図である。
【図４】ドナーキラー処理を施していないウェーハにお
いて、電気抵抗の異なる部分が存在することを模式的に
示す説明図である。
いて、電気抵抗の異なる部分が存在することを模式的に
示す説明図である。
【図５】図４のウェーハの平坦度を、静電容量式平坦度
測定器で測定した場合に起こる誤測定の状態を模式的に
示す説明図である。
測定器で測定した場合に起こる誤測定の状態を模式的に
示す説明図である。
１，２ プローブ ３ 被測定ウェーハ ４ ハロゲンランプ
Claims (8)
- 【請求項１】 静電容量式の厚さ測定器を用いて半導体
ウェーハの厚さを測定する半導体ウェーハの厚さ測定方
法において、 前記半導体ウェーハの表面に、前記半導体ウェーハを構
成する材料のバンドギャップ以上のエネルギーの光を照
射しつつ、前記静電容量式の厚さ測定器を用いて前記半
導体ウェーハの厚さを測定することを特徴とする半導体
ウェーハの厚さ測定方法。 - 【請求項２】 静電容量式の厚さ測定器を用いて半導体
ウェーハの厚さを測定する半導体ウェーハの厚さ測定方
法において、 前記半導体ウェーハの表面に、前記半導体ウェーハを構
成する材料のバンドギャップ以上のエネルギーの光を照
射しつつ、前記半導体ウェーハを挟むように対向する位
置に設けられた両電極間を流れる電流の値を測定し、測
定した電流値に対応する前記半導体ウェーハの厚さを測
定することを特徴とする半導体ウェーハの厚さ測定方
法。 - 【請求項３】 前記測定した電流値と前記半導体ウェー
ハの厚さとの間のキャリブレーションを行うことを特徴
とする請求項２記載の半導体ウェーハの厚さ測定方法。 - 【請求項４】 静電容量式の厚さ測定器を用いて半導体
ウェーハの厚さを測定する半導体ウェーハの厚さ測定装
置において、 前記半導体ウェーハの表面に、前記半導体ウェーハを構
成する材料のバンドギャップ以上のエネルギーの光を照
射する光源を具え、 前記光源と前記静電容量式の厚さ測定器を用いて前記半
導体ウェーハの厚さを測定することを特徴とする半導体
ウェーハの厚さ測定装置。 - 【請求項５】 静電容量式の厚さ測定器を用いて半導体
ウェーハの厚さを測定する半導体ウェーハの厚さ測定装
置において、 前記半導体ウェーハの表面に、前記半導体ウェーハを構
成する材料のバンドギャップ以上のエネルギーの光を照
射する光源を具えるとともに、 前記静電容量式の厚さ測定器は、 前記半導体ウェーハを挟むように対向する位置に設けら
れた両電極と、 前記両電極間を流れる電流の値を測定する電流値測定手
段と、 前記測定した電流値に対応する前記半導体ウェーハの厚
さを計測する厚さ計測手段とから成り、 前記光源と前記静電容量式の厚さ測定器を用いて前記半
導体ウェーハの厚さを測定することを特徴とする半導体
ウェーハの厚さ測定装置。 - 【請求項６】 前記厚さ測定装置は、前記測定した電流
値と前記半導体ウェーハの厚さとの間のキャリブレーシ
ョンを行うキャリブレーション手段をさらに具えたこと
を特徴とする請求項５記載の半導体ウェーハの厚さ測定
装置。 - 【請求項７】 静電容量式の平坦度測定器を用いて半導
体ウェーハの各部の厚さを測定し、測定した半導体ウェ
ーハの各部の厚さの変位から当該半導体ウェーハの平坦
度を測定する半導体ウェーハの平坦度測定方法におい
て、 前記半導体ウェーハの表面に、前記半導体ウェーハを構
成する材料のバンドギャップ以上のエネルギーの光を照
射しつつ、前記静電容量式の平坦度測定器を用いて前記
半導体ウェーハの各部の厚さを測定し測定した半導体ウ
ェーハの各部の厚さの変位から前記半導体ウェーハの平
坦度を測定することを特徴とする半導体ウェーハの平坦
度測定方法。 - 【請求項８】 静電容量式の平坦度測定器を用いて
半導体ウェーハの各部の厚さを測定し、測定した半導体
ウェーハの各部の厚さの変位から当該半導体ウェーハの
平坦度を測定する半導体ウェーハの平坦度測定装置にお
いて、 前記半導体ウェーハの表面に、前記半導体ウェーハを構
成する材料のバンドギャップ以上のエネルギーの光を照
射する光源を具え、 前記光源と前記静電容量式の平坦度測定器を用いて前記
半導体ウェーハの平坦度を測定することを特徴とする半
導体ウェーハの平坦度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31056298A JP3221606B2 (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | ドナーキラー未処理半導体ウェーハの厚さ測定方法およびドナーキラー未処理半導体ウェーハの平坦度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31056298A JP3221606B2 (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | ドナーキラー未処理半導体ウェーハの厚さ測定方法およびドナーキラー未処理半導体ウェーハの平坦度測定方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2588594A Division JP2931943B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | ウェーハの平坦度測定方法および平坦度測定装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001169906A Division JP3625058B2 (ja) | 2001-06-05 | 2001-06-05 | 半導体ウェーハの厚さ測定装置および半導体ウェーハの平坦度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11251387A true JPH11251387A (ja) | 1999-09-17 |
| JP3221606B2 JP3221606B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=18006747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31056298A Expired - Lifetime JP3221606B2 (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | ドナーキラー未処理半導体ウェーハの厚さ測定方法およびドナーキラー未処理半導体ウェーハの平坦度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3221606B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019124671A (ja) * | 2018-01-19 | 2019-07-25 | 浜松ホトニクス株式会社 | 検査装置及び検査方法 |
| WO2023119696A1 (ja) * | 2021-12-23 | 2023-06-29 | グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 | 高抵抗シリコンウェーハの厚さ測定方法及び平坦度測定方法 |
-
1998
- 1998-10-30 JP JP31056298A patent/JP3221606B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019124671A (ja) * | 2018-01-19 | 2019-07-25 | 浜松ホトニクス株式会社 | 検査装置及び検査方法 |
| WO2023119696A1 (ja) * | 2021-12-23 | 2023-06-29 | グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 | 高抵抗シリコンウェーハの厚さ測定方法及び平坦度測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3221606B2 (ja) | 2001-10-22 |
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