JPS61220348A - Evaluation of semiconductor treatment process and apparatus for the same - Google Patents

Evaluation of semiconductor treatment process and apparatus for the same

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JPS61220348A
JPS61220348A JP6144585A JP6144585A JPS61220348A JP S61220348 A JPS61220348 A JP S61220348A JP 6144585 A JP6144585 A JP 6144585A JP 6144585 A JP6144585 A JP 6144585A JP S61220348 A JPS61220348 A JP S61220348A
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JP
Japan
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carriers
semiconductor
light
wafer
microwave
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JP6144585A
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Japanese (ja)
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Akira Usami
宇佐美 晶
Gimarou Fujii
義磨郎 藤井
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Hamamatsu Photonics KK
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Hamamatsu Photonics KK
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize non-contact measurement of an implanted ion quantity of low dosage implantation, an etched quantity and the like by a method wherein carriers are created near the surface of a semiconductor only and an electromagnetic wave which is influenced by the difference between the total number of carriers created continually by light application and the total number of carriers lost by recombination is detected. CONSTITUTION:A short wavelength light is applied to a treated Si wafer by a light source 1. The light is a continuous light or a pulse light whose pulse width is wider enough than the life-time of carriers of the substrate. The light passes through a chopper 2 and is divided by a half mirror 3. The separated laser beam is detected by a photodiode 7. The Si wafer 4 is so provided as to have its surface to be measured facing the light source 1 and accepting the light from the source 1. A microwave oscillator 5 and a microwave detector 6 are provided on the back side of the Si wafer 4. The microwave oscillator 5 emits the microwave against the wafer 4 and the microwave detector 6 detects the reflected wave of the microwave influenced by the excess carriers in the Si wafer 4 with a detection diode. The microwave is absorbed by the carriers in the Si wafer 4 but a degree of absorption is proportional to the carrier concentration. Therefore, the carrier concentration can be estimated by measuring the reflected light.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、低ドーズ打ち込みのイオン注入量を熱処理な
しで測定、また熱処理を行うことにより、それより注入
ドーズ最の大きい領域の測定をすることができる半導体
の処理過程評価方法およびその方法を実施するための装
置に関する。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention measures the ion implantation amount of low-dose implantation without heat treatment, and also measures the region with the largest implantation dose by performing heat treatment. The present invention relates to a method for evaluating a semiconductor processing process that can be performed, and an apparatus for implementing the method.

また、この方法はドライプロセスとして注目されるSt
上のS i02 、S i3 N4膜などのプロセスに
よるエツチング量などの測定にも用いることができる。
In addition, this method is attracting attention as a dry process.
It can also be used to measure the amount etched by processes such as the above S i02 and S i3 N4 films.

(従来の技術) 半導体へのイオン注入量の測定は、イオン打ち込みされ
た半導体を熱処理した後に行われることが多い。
(Prior Art) The amount of ions implanted into a semiconductor is often measured after the ion-implanted semiconductor is heat-treated.

熱処理前の状態で測定できるのは、打ち込み量が10”
 〜1018/cm2の範囲内に限られる。
The implantation amount that can be measured before heat treatment is 10”
-1018/cm2.

この場合は、ガラス基板上に塗布した誘起フォトレジス
ト膜をモニタとして、その色の変化によりイオン注入量
を推定する。
In this case, the induced photoresist film coated on the glass substrate is used as a monitor, and the amount of ion implantation is estimated from the change in color.

フォトレジスト膜がイオン誘起によってグラファイト化
して暗色化する。これによる光学的な変化分を測定する
ことにより、間接的に注入イオン総量を測定する。
The photoresist film becomes graphite and darkens due to ion induction. By measuring the optical change caused by this, the total amount of implanted ions is indirectly measured.

熱処理した後には、接触法または破壊法による測定が行
われる。
After heat treatment, measurements are performed by contact or destructive methods.

S i02 、S 13 N4のドライエッチ後の膜厚
の測定は光学的な測定により行われる。
The film thicknesses of S i02 and S 13 N4 after dry etching are measured by optical measurement.

イオン注入をおこなった半導体ウェハを熱処理を行った
後に測定する場合には、抵抗率、 C−V測定などの接
触法がある。
When measuring a semiconductor wafer into which ions have been implanted after heat treatment, there are contact methods such as resistivity and CV measurement.

前記有機レジストを用いる方法は、半導体を直接用いて
いないし、1012/cm2以上の打ち込みのときにの
み可能である。
The method using an organic resist does not directly use a semiconductor and is only possible when implanting at 1012/cm2 or more.

5i02.Si3N4などのプラズマ・エツチング量の
測定には、イオン注入量の測定に用いる装置とは全く別
の装置を用いる必要がある。
5i02. Measuring the amount of plasma etching of Si3N4 etc. requires the use of a completely different device from that used to measure the amount of ion implantation.

(発明が解決しようとする問題点) 本発明の目的は、低ドーズ打ち込みのイオン注入量をド
ライプロセスによるエツチング量などを°非接触で測定
することができる半導体の処理過程評価方法およびその
装置を提供することにある。
(Problems to be Solved by the Invention) An object of the present invention is to provide a semiconductor processing process evaluation method and apparatus that can measure the amount of ions implanted in low-dose implantation, the amount of etching in a dry process, etc. in a non-contact manner. It is about providing.

(問題を解決するための手段) 短波長の光を照射し、Siなど半導体の表面付近にのみ
キャリアを発生させて、イオン注入量に比例してSiの
表面に生じた損傷によってキャリアの再結合を生じさせ
ることができる。
(Means to solve the problem) Irradiate short wavelength light to generate carriers only near the surface of a semiconductor such as Si, and recombine the carriers by damage caused to the surface of Si in proportion to the amount of ion implantation. can be caused.

一方、表面再結合速度は、イオン注入と熱処理によって
PN接合またはp + p 、  n + nなどのハ
イロー接合の形成によって、接合のない場合よりも小さ
くすることができる。
On the other hand, the surface recombination rate can be made smaller than that without a junction by forming a PN junction or a high-low junction such as p + p, n + n by ion implantation and heat treatment.

Stウェハ上の5i02.5L3N4膜のプラズマ・エ
ッチによって膜厚を制御する場合に、膜とSiの界面で
の再結合速度が変化することにより、光照射によって連
続的に発生するキャリアと再結合で失われるキャリアの
員数の差をマイクロ波信号の大きさとして検出すること
ができる。
When controlling the film thickness by plasma etching of a 5i02.5L3N4 film on a St wafer, the recombination rate at the interface between the film and Si changes, resulting in the recombination with carriers that are continuously generated by light irradiation. The difference in the number of carriers lost can be detected as the magnitude of the microwave signal.

前記目的を達成するた・めに本発明による半導体の処理
過程評価方法は、半導体の処理過程でキャリアの注入等
により半導体表面の電気的な性質を変化させる処理を施
した半導体の前記処理の評価方法であって、前記半導体
に波長の短い連続または基板のキャリアのライフタイム
より十分に大きいパルス幅の光を照射し、半導体の表面
付近にのみキャリアを発生させ、前記半導体に電磁波を
照射して前記光照射によって連続的に発生するキャリア
と再結合で失われるキャリアの総数の差の影響を受けた
電磁波を検出することにより、半導体の処理過程を評価
するように構成されている。
In order to achieve the above object, the semiconductor processing process evaluation method according to the present invention is a method for evaluating the processing of a semiconductor that has been subjected to a process that changes the electrical properties of the semiconductor surface by injection of carriers or the like during the semiconductor processing process. The method comprises irradiating the semiconductor with short continuous wavelength light or light with a pulse width sufficiently larger than the lifetime of carriers in the substrate to generate carriers only near the surface of the semiconductor, and irradiating the semiconductor with electromagnetic waves. It is configured to evaluate the semiconductor processing process by detecting electromagnetic waves affected by the difference between the total number of carriers continuously generated by the light irradiation and the total number of carriers lost by recombination.

また前記方法を実施する装置は、半導体の処理過程でキ
ャリアの注入等により半導体表面の電気的な性質を変化
させるような処理をほどこした半導体の前記処理の評価
方法を実施する半導体の処理過程評価装置であって、処
理が行われた半導体を波長の短い連続または基板のキャ
リアのライブタイムより十分に大きいパルス幅の光で照
射する光源装置と、前記光源装置で照射された前記半導
体の任意の領域に向けて電磁波を発射する電磁波発生器
と、前記半導体の前記任意の領域の表面付近に発生した
キャリアの影響を受けた前記電磁波のレベルを検出する
電磁波検出器と、前記検出器の出力を記録する装置から
構成されている。
Further, the apparatus for carrying out the above method is used to evaluate the processing process of a semiconductor, which carries out the above process evaluation method for a semiconductor that has been subjected to a process that changes the electrical properties of the semiconductor surface by injection of carriers or the like during the semiconductor processing process. The apparatus comprises a light source device for irradiating a processed semiconductor with light of a continuous short wavelength or a pulse width sufficiently larger than the live time of carriers on the substrate; an electromagnetic wave generator that emits electromagnetic waves towards a region, an electromagnetic wave detector that detects the level of the electromagnetic waves affected by carriers generated near the surface of the arbitrary region of the semiconductor, and an electromagnetic wave detector that detects the output of the detector. It consists of a recording device.

(実施例) 以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する
(Example) Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings and the like.

第1図は本発明による半導体の処理過程評価方法を実施
するための処理過程評価装置の実施例を示す略図である
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a processing process evaluation apparatus for carrying out the semiconductor processing process evaluation method according to the present invention.

光源1は、処理が行われたSiウェハに波長の短い連続
または基板のキャリアのライフタイムより十分に大きい
パルス幅の光照射をするための光源である。この実施例
では出力1mW程度のヘリウムネオンレーザ発振器を使
用している。
The light source 1 is a light source for irradiating a processed Si wafer with light of a continuous short wavelength or a pulse width sufficiently larger than the lifetime of the substrate carrier. In this embodiment, a helium neon laser oscillator with an output of about 1 mW is used.

光源1の前でスリットつきの回転板をもつチョッパ2を
回転させて、パルス幅5 m s程度のレーザ光を投射
する。
A chopper 2 having a rotating plate with slits is rotated in front of the light source 1 to project a laser beam with a pulse width of about 5 ms.

チョッパ2を透過した光は、ハーフミラ−3で分割され
、同期信号を形成するための光が一部分離される。ハー
フミラ−3により分離された前記レーザ光は、ホトダイ
オード7により検出される。
The light transmitted through the chopper 2 is split by a half mirror 3, and a portion of the light for forming a synchronization signal is separated. The laser beam separated by the half mirror 3 is detected by a photodiode 7.

Siウェハ4は被測定面を前記光源1に向けて、−かつ
測定したい位置に前記光源1からの光が入射するように
配置する。
The Si wafer 4 is placed so that the surface to be measured faces the light source 1 and the light from the light source 1 enters the position to be measured.

なお、Siウェハ4は図、示しない支持装置により支持
されており、Siウェハ4の任意の位置を前記レーザビ
ームに照射されるように移動させることができる。
Note that the Si wafer 4 is supported by a support device (not shown), and can be moved so that any position of the Si wafer 4 is irradiated with the laser beam.

前記Stウェハ4の裏面に電磁波発生器5と電磁波検出
器6を配置する。
An electromagnetic wave generator 5 and an electromagnetic wave detector 6 are placed on the back surface of the St wafer 4.

電磁波発生器として、GaAsのガンダイオードを導波
管内に配置し、10MHzのマイクロ波をSiウェハ4
に向けて発射している。電磁波検出a6として検波ダイ
オードを用い、Siウェハ4の過剰キャリアの影響を受
けた電磁波の反射波を検出する。
As an electromagnetic wave generator, a GaAs Gunn diode is placed inside the waveguide, and a 10MHz microwave is applied to the Si wafer 4.
is firing towards. A detection diode is used as the electromagnetic wave detection a6 to detect reflected waves of electromagnetic waves affected by excess carriers of the Si wafer 4.

電磁波検出器6の検波出力はロックインアンプ8により
高いS/Nで増幅される。
The detected output of the electromagnetic wave detector 6 is amplified by a lock-in amplifier 8 with a high S/N ratio.

ロックインアンプ8の出力は電圧針およびデータマツピ
ング系により、光源に照射された位置ごとに、出力を測
定して記録する。Siウェハ4の位置との対応を記録す
るためにプロッタを使用する。
The output of the lock-in amplifier 8 is measured and recorded for each position irradiated by the light source using a voltage needle and a data mapping system. A plotter is used to record the correspondence with the position of the Si wafer 4.

前記実施例装置は、He−Neの光パルスによりSiウ
ェハ4内にキャリアを注入し、そのキャリア濃度をマイ
クロ波の反射波の大きさとして検出増幅して記録するこ
とができる。
The apparatus of the embodiment can inject carriers into the Si wafer 4 using a He--Ne optical pulse, detect, amplify, and record the carrier concentration as the magnitude of a reflected microwave wave.

マイクロ波はSiウェハ4内のキャリアにより吸収され
る。
The microwave is absorbed by carriers within the Si wafer 4.

一般的に、キャリア濃度に比例した吸収が行われるから
、反射波を検出することによりキャリア濃度を推定する
ことができる。
Generally, absorption is performed in proportion to carrier concentration, so carrier concentration can be estimated by detecting reflected waves.

Siウェハ4内のキャリアの再結合速度が小さいとキャ
リアが多く残り、吸収量が大きくなる。第2図は、Si
ウェハ4の注入面の再結合速度(SA)と裏面の再結合
速度(SB)を用いて、連続光を照射した状態での半導
体内の総キャリア数の規格化値(P)を示すグラフであ
る。
If the recombination speed of carriers in the Si wafer 4 is low, many carriers remain and the absorption amount becomes large. Figure 2 shows Si
This is a graph showing the normalized value (P) of the total number of carriers in the semiconductor under continuous light irradiation using the recombination speed (SA) on the implanted surface of wafer 4 and the recombination speed (SB) on the back surface of wafer 4. be.

このグラフは、He−Neレーザ発振器(光源1)の連
続光(吸収計数α−3800cm−’)を照射した状態
でのSiウェハ4の総キャリア数の規格化値(P)を示
す。
This graph shows the normalized value (P) of the total number of carriers in the Si wafer 4 under irradiation with continuous light (absorption coefficient α-3800 cm-') from a He-Ne laser oscillator (light source 1).

例えば、SB=100cm/sとすると、(P)の値は
SB  (イオン注入量に対応して変化)の値が100
cm/sから5000cm/s程度の範囲内で変化して
いることがわかる。゛ 第3図はSlウェハ4にセクタ状のマスクをして6水準
のp+イオンの注入を行い、第1図に示した装置で検出
した出力電圧をSiウェハ4の打ち込み位置に対応させ
てマフピングした結果を示す。
For example, if SB = 100 cm/s, the value of (P) is 100 cm/s.
It can be seen that the speed changes within a range of about 5,000 cm/s to 5,000 cm/s.゛In Figure 3, six levels of p+ ions are implanted into the Sl wafer 4 using a sector-shaped mask, and muffing is performed by matching the output voltage detected by the device shown in Figure 1 to the implantation position of the Si wafer 4. The results are shown below.

6水準とは単位平方cm当り、0、lXl0”、lX1
0t’、lX10’2.1×1013.6X1013の
6つの水準のイオン注入をすることを意味する。
6 levels are 0, lXl0", lx1 per unit square cm
This means that ion implantation is performed at six levels: 0t', lX10'2.1x1013.6x1013.

注入量0の部分は出力電圧が大きいが、注入量が101
2/cm2までは出力の減少が明確にわかる。
The output voltage is large in the part where the injection amount is 0, but when the injection amount is 101
The decrease in output is clearly seen up to 2/cm2.

第4図には、B+イオン打ち込みによるSiウェハの同
様の測定結果を示しである。
FIG. 4 shows similar measurement results for a Si wafer implanted with B+ ions.

第5図は、横軸にイオン注入量をとり、たて軸に第3.
4図の各ドーズ量の平均値をプロットしてあり、p+、
B+いずれのイオン注入の場合も1012/Cm2まで
の低ドーズ領域の測定が可能であることを示している。
In FIG. 5, the horizontal axis represents the ion implantation amount, and the vertical axis represents the ion implantation amount.
The average value of each dose in Figure 4 is plotted, and p+,
It is shown that it is possible to measure a low dose region up to 1012/Cm2 in the case of B+ ion implantation.

第6.7図には、同様の測定結果を1010〜1012
/′Cm2の範囲内でそれぞれp+イオン注入、B+イ
オン注入の場合について示しである。
Figure 6.7 shows similar measurement results from 1010 to 1012.
The figures show cases of p+ ion implantation and B+ ion implantation within the range of /'Cm2.

1010/Cm2よりも低ドーズ領域の場合でも十分に
高感度に測定できることを予測させる。第6.7図の点
線は、イオン注入による欠陥導入によるキャリアの再結
合の効果を顕著にするために、ウェハ表面の再結合速度
を小さくするような処理をほどこしである。
It is predicted that measurement can be performed with sufficiently high sensitivity even in the case of a lower dose region than 1010/Cm2. The dotted line in FIG. 6.7 indicates that a process has been applied to reduce the recombination speed on the wafer surface in order to make the effect of carrier recombination remarkable due to the introduction of defects by ion implantation.

第8図には、イオン注入後に熱処理(900℃。FIG. 8 shows heat treatment (900°C) after ion implantation.

20分)をほどこした後に、マイクロ波信号をドーズ量
に対しプロットしたものである。第5.6゜7図でマイ
クロ波信号の変化量が小さくなる1011/Cm2以上
の打ち込みの範囲で特に感度が良くなっている。このこ
とは、表面再結合速度Sが次のように表すことができる
ことからも理解される。
20 minutes), the microwave signal is plotted against the dose amount. As shown in Fig. 5.6.7, the sensitivity is particularly good in the implantation range of 1011/Cm2 or more, where the amount of change in the microwave signal becomes small. This can also be understood from the fact that the surface recombination rate S can be expressed as follows.

5=So XNd/ (ns+ps+2ni)So :
イオン打ち込み前の表面再結合速度Nd:基板の不純物
濃度 nsおよびps:イオン打ち込みされ活性されたN形お
よびP形キャリア濃度 nl:真性キャリア濃度 したがって、第8図の場合は、nsに相当するドナー濃
度が大きくなると、SはSoより小さくなり、He−N
eレーザ光で注入されたキャリアは表面での再結合の割
合が小さくなり、マイクロ波信号は大きくなる。
5=So XNd/ (ns+ps+2ni)So:
Surface recombination rate before ion implantation Nd: Impurity concentration of the substrate ns and ps: Concentration of N-type and P-type carriers activated by ion implantation nl: Intrinsic carrier concentration Therefore, in the case of FIG. 8, the donor corresponding to ns As the concentration increases, S becomes smaller than So, and He-N
The rate of recombination of carriers injected by the e-laser beam at the surface becomes smaller, and the microwave signal becomes larger.

Siウェハ上に形成した5i02.Si3N4などの膜
をプラズマ・エッチした場合の、エッチされた膜厚を前
記実施例装置で測定した例を示す。
5i02. formed on a Si wafer. An example will be shown in which the thickness of the etched film when a film such as Si3N4 was plasma etched was measured using the apparatus of the embodiment.

第9図には、2300人の513N4膜つきSiウェハ
をマスクを用いて、7秒(膜厚は2200人)、14秒
(膜厚は2100人)、21秒(膜厚は2000人)、
150秒(膜厚は0人)の4つの水準にプラズマ・エッ
チを行い、さらに900℃で20分の熱処理を行った後
に、前記実施例装置で測定したマイクロ波信号のウェハ
内分布を示しである。プラズマ・エッチ量の増加に従っ
て信号は小さくなる。
Fig. 9 shows a Si wafer with a 513N4 film coated with 2,300 layers using a mask for 7 seconds (film thickness: 2,200 layers), 14 seconds (film thickness: 2,100 layers), 21 seconds (film thickness: 2,000 layers),
The graph shows the distribution of microwave signals within the wafer measured by the above-described apparatus after plasma etching was performed at four levels for 150 seconds (film thickness: 0) and heat treatment was performed at 900°C for 20 minutes. be. The signal becomes smaller as the amount of plasma etch increases.

第10図には、7秒ずつプラズマ・エッチ時間が大きく
なった場合の測定結果をまとめて示しである。これから
もわかるように、マイクロ波信号の大きさをモニタする
ことによって、プラズマ・エッチ量(残りの膜厚)を非
接触・非破壊で測定できる。
FIG. 10 summarizes the measurement results when the plasma etch time increases by 7 seconds. As will be seen, by monitoring the magnitude of the microwave signal, the amount of plasma etch (remaining film thickness) can be measured non-contact and non-destructively.

第11図に、プラズマ・エッチ時間と膜厚の関係を示し
てお(。
Figure 11 shows the relationship between plasma etch time and film thickness.

(発明の効果) 本発明方法および装置は以上のように構成されているか
ら、低ドーズイオン注入量をウェハ熱処理を行わずに非
接触・非破壊で測定できる。
(Effects of the Invention) Since the method and apparatus of the present invention are configured as described above, a low dose ion implantation amount can be measured in a non-contact and non-destructive manner without performing wafer heat treatment.

低ドーズイオン注入後に熱処理を行っても表面再結合速
度の変化を利用して、非接触でドーズ量を測定できる。
Even if heat treatment is performed after low-dose ion implantation, the dose can be measured without contact by utilizing changes in the surface recombination rate.

したがって、半導体処理過程において広く利用できる。Therefore, it can be widely used in semiconductor processing processes.

低イオン注入量(特にポジション・センサの活性層、C
MO3のチャンネルドープなど1012tons/ c
 m 2以下)を熱処理前に非接触・非破壊・非汚染で
測定することによって、できるだけインプロセス測定を
行い、その結果をイオン注入の工程に反映させることが
できる。
Low ion implantation dose (especially active layer of position sensor, C
MO3 channel doping etc. 1012tons/c
m 2 or less) in a non-contact, non-destructive, non-contaminating manner before heat treatment, in-process measurement can be performed as much as possible, and the results can be reflected in the ion implantation process.

さらに注入量が10”7cm2を超えて10”7cm2
に近りくような範囲では、注入後に熱処理をほどこすこ
とによって、表面再結合速度が減少することを用いてマ
イクロ波信号が増加することから、注入量を測定できる
Furthermore, the injection amount exceeds 10”7cm2 and becomes 10”7cm2.
In a range close to , the amount of implantation can be measured by applying a heat treatment after implantation and using the decrease in surface recombination rate to increase the microwave signal.

イオン注入のみならずウェハの表面付近の再結合速度が
変化する、Si上のS i02 、  S i3 N4
膜などのドライエッチ量に相当する形で、ウェハ内の総
キャリア数を測定することにより、ウェハ上の薄膜のエ
ッチ量(残留膜厚)の測定が可能である。
S i02 , S i3 N4 on Si, where not only the ion implantation but also the recombination rate near the wafer surface changes
By measuring the total number of carriers within the wafer in a form corresponding to the amount of dry etching of the film, etc., it is possible to measure the amount of etch (residual film thickness) of the thin film on the wafer.

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

第1図は本発明による半導体の処理過程評価方法を実施
するための処理過程評価装置の実施例を示す略図である
。 第2図は、Siウェハ4の注入面の再結合速度(SA)
と裏面の再結合速度(SB)を用いて、連続光を照射し
た状態での半導体内の総キャリア数の規格化値(P)を
示すグラフである。 第3図は、Siウェハに水準の異なるイオン注入を行い
第1図に示した装置で測定してマフピングした結果を示
すグラフである。 第4図は、さらに他のSiウェハに水準の異なるイオン
注入を行い第1図に示した装置で測定してマツピングし
た結果を示すグラフである。 第5図は、横軸にイオン注入量をとり、縦軸に第3.4
図の各ドーズ量の平均値をプロットして示したグラフで
ある。 第6.7図は、同様の測定結果を1010〜1012/
cm2の範囲内でそれぞれp+イオン注入、B+イオン
注入の場合について示したグラフである。 第8図は、イオン注入後に熱処理(900℃、20分)
をほどこした後に測定した結果を示すグラフである。 第9図は、4つの水準にプラズマ・エッチを行い、さら
に900℃で20分の熱処理を行った後に、前記装置を
用いて測定した結果を示すグラフであ、  る。 第10図は、7秒ずつプラズマ・エッチ時間が大きくな
った場合の測定結果をまとめて示したグラフである。 第11図は、プラズマ・エッチ時間と膜厚の関係を示す
グラフである。 1・・・光源(He−Neレーザ発振器)2・・・チョ
ッパ 3・・・ハーフミラ− 4・・・シリコンウェハ 5・・・電磁波発生器(マイクロ波発振器)6・・・電
磁波検出器(マイクロ波検出器)7・・・ホトダイオー
ド 8・・・ロックインアンプ 9・・・電圧針およびデータマツピング特許出願人 浜
松ホトニクス株式会社 代理人 弁理士  井 ノ ロ  壽 16図 オフ図 28図 dose量Ucw43 オ9図
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a processing process evaluation apparatus for carrying out the semiconductor processing process evaluation method according to the present invention. Figure 2 shows the recombination rate (SA) of the implanted surface of the Si wafer 4.
FIG. 2 is a graph showing the normalized value (P) of the total number of carriers in a semiconductor under continuous light irradiation using the recombination speed (SB) of the back surface and FIG. 3 is a graph showing the results of ion implantation of different levels into a Si wafer and measurement and muffing using the apparatus shown in FIG. 1. FIG. 4 is a graph showing the results of ion implantation of different levels into another Si wafer, measurement and mapping using the apparatus shown in FIG. In Figure 5, the horizontal axis shows the ion implantation amount, and the vertical axis shows the ion implantation amount.
It is a graph plotting and showing the average value of each dose amount in the figure. Figure 6.7 shows similar measurement results from 1010 to 1012/
3 is a graph showing cases of p+ ion implantation and B+ ion implantation within a range of cm 2 . Figure 8 shows heat treatment (900°C, 20 minutes) after ion implantation.
It is a graph showing the results measured after applying. FIG. 9 is a graph showing the results measured using the above-mentioned apparatus after performing plasma etching at four levels and further performing heat treatment at 900° C. for 20 minutes. FIG. 10 is a graph summarizing the measurement results when the plasma etch time increases by 7 seconds. FIG. 11 is a graph showing the relationship between plasma etch time and film thickness. 1... Light source (He-Ne laser oscillator) 2... Chopper 3... Half mirror 4... Silicon wafer 5... Electromagnetic wave generator (microwave oscillator) 6... Electromagnetic wave detector (microwave oscillator) Wave detector) 7...Photodiode 8...Lock-in amplifier 9...Voltage needle and data mapping Patent applicant Hamamatsu Photonics Co., Ltd. Representative Patent attorney Hisashi Inoro 16 Figure Off Figure 28 Figure dose amount Ucw 43 Figure 9

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体の処理過程でキャリアの注入等により半導
体表面の電気的な性質を変化させる処理を施した半導体
の前記処理の評価方法であって、前記半導体に波長の短
い連続または基板のキャリアのライフタイムより十分に
大きいパルス幅の光を照射し、半導体の表面付近にのみ
キャリアを発生させ、前記半導体に電磁波を照射して前
記光照射によって連続的に発生するキャリアと再結合で
失われるキャリアの総数の差の影響を受けた電磁波を検
出することにより、半導体の処理過程を評価するように
構成した半導体の処理過程評価方法。
(1) A method for evaluating the processing of a semiconductor that has been subjected to a treatment that changes the electrical properties of the semiconductor surface by injection of carriers or the like during the semiconductor processing process, the method comprising: By irradiating light with a pulse width sufficiently larger than the lifetime, carriers are generated only near the surface of the semiconductor, and by irradiating the semiconductor with electromagnetic waves, carriers are continuously generated by the light irradiation and carriers are lost by recombination. A semiconductor processing process evaluation method configured to evaluate a semiconductor processing process by detecting electromagnetic waves affected by a difference in the total number of .
(2)半導体の処理過程でキャリアの注入等により半導
体表面の電気的な性質を変化させるような処理をほどこ
した半導体の前記処理の評価方法を実施する半導体の処
理過程評価装置であって、処理が行われた半導体を波長
の短い連続または基板のキャリアのライフタイムより十
分に大きいパルス幅の光で照射する光源装置と、前記光
源装置で照射された前記半導体の任意の領域に向けて電
磁波を発射する電磁波発生器と、前記半導体の前記任意
の領域の表面付近に発生したキャリアの影響を受けた前
記電磁波のレベルを検出する電磁波検出器と、前記検出
器の出力を記録する装置から構成した半導体の処理過程
評価装置。
(2) A semiconductor processing process evaluation apparatus that carries out the above-mentioned processing evaluation method for a semiconductor that has been subjected to a process that changes the electrical properties of the semiconductor surface by carrier injection or the like during the semiconductor processing process, a light source device that irradiates the semiconductor with a short continuous wavelength or a pulse width sufficiently larger than the lifetime of carriers on the substrate; It is composed of an electromagnetic wave generator that emits, an electromagnetic wave detector that detects the level of the electromagnetic wave affected by carriers generated near the surface of the arbitrary region of the semiconductor, and a device that records the output of the detector. Semiconductor processing process evaluation equipment.
(3)前記光源装置はHe−Neレーザ発振器である特
許請求の範囲第2項記載の半導体の処理過程評価装置。
(3) The semiconductor processing process evaluation device according to claim 2, wherein the light source device is a He-Ne laser oscillator.
(4)前記電磁波発生器はマイクロ波発生器であり、前
記電磁波検出器はマイクロ波検出器である特許請求の範
囲第2項記載の半導体の処理過程評価装置。
(4) The semiconductor processing process evaluation device according to claim 2, wherein the electromagnetic wave generator is a microwave generator, and the electromagnetic wave detector is a microwave detector.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0272646A (en) * 1988-09-07 1990-03-12 Mitsubishi Metal Corp Method for measuring semiconductor characteristic on wafer surface
JPH11230784A (en) * 1998-02-12 1999-08-27 Hamamatsu Photonics Kk Optical encoder
JP2006024774A (en) * 2004-07-08 2006-01-26 Institute Of Physical & Chemical Research Troubleshooting method and equipment for semiconductor device
CN110596487A (en) * 2019-09-03 2019-12-20 中国运载火箭技术研究院 Microwave module neutron irradiation effect testing arrangement

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