JPS6352004A - 測定装置 - Google Patents
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- JPS6352004A JPS6352004A JP19546686A JP19546686A JPS6352004A JP S6352004 A JPS6352004 A JP S6352004A JP 19546686 A JP19546686 A JP 19546686A JP 19546686 A JP19546686 A JP 19546686A JP S6352004 A JPS6352004 A JP S6352004A
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野〕
本発明は、測定技術、特に、半導体試料の表層に形成さ
れたエピタキシャル膜の厚さを測定する技術に関し、例
えば、半導体装置の製造工程において、ウェハに形成さ
れたエピタキシャル膜の厚さを測定するのに利用して有
効なものに関する。
れたエピタキシャル膜の厚さを測定する技術に関し、例
えば、半導体装置の製造工程において、ウェハに形成さ
れたエピタキシャル膜の厚さを測定するのに利用して有
効なものに関する。
半導体装置の製造工程において、半導体素子の構造やプ
ロセスの選°定、不良原因の解析等々についての半導体
プロセス評価の必要上、半導体ウェハの表層に形成され
たエピタキシャル膜の厚さを測定することがある。
ロセスの選°定、不良原因の解析等々についての半導体
プロセス評価の必要上、半導体ウェハの表層に形成され
たエピタキシャル膜の厚さを測定することがある。
このような半導体プロセス評価の一環としてのエピタキ
シャルの膜厚の測定に使用されている技術として、試料
である半導体ウェハに赤外干渉光を照射してウェハから
の反射光をホトセンサによって検出し、エピタキシャル
層表面からの反射光と、高濃度不純物拡散層−エピタキ
シャル屓界面からの反射光との差により、その膜厚を測
定するものがある。
シャルの膜厚の測定に使用されている技術として、試料
である半導体ウェハに赤外干渉光を照射してウェハから
の反射光をホトセンサによって検出し、エピタキシャル
層表面からの反射光と、高濃度不純物拡散層−エピタキ
シャル屓界面からの反射光との差により、その膜厚を測
定するものがある。
なお、光学検査技術を述べである例としては、株式会社
工業調査会発行「電子材料１９８４年１１月号別冊」昭
和５９年１１月２０日発行Ｐ２１３〜Ｐ２１９、がある
。
工業調査会発行「電子材料１９８４年１１月号別冊」昭
和５９年１１月２０日発行Ｐ２１３〜Ｐ２１９、がある
。
しかし、このようなエピタキシャルの膜厚測定技術にお
いては、ウェハに照射された赤外干渉光がウェハを透過
してウェハを保持しているステージの表面で反射し、こ
のステージからの反射光がホトセンサによって検出され
るため、測定精度に誤差が発生するという問題点がある
ことが、本発明者によって明らかにされた。
いては、ウェハに照射された赤外干渉光がウェハを透過
してウェハを保持しているステージの表面で反射し、こ
のステージからの反射光がホトセンサによって検出され
るため、測定精度に誤差が発生するという問題点がある
ことが、本発明者によって明らかにされた。
本発明の目的は、測定精度を高めることができる測定技
術を提供することにある。
術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明１１署の記述およびγべ付図面から明らかになるであ
ろう。
明１１署の記述およびγべ付図面から明らかになるであ
ろう。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、次の通りである。
を説明すれば、次の通りである。
すなわち、試料を保持するステージと、ステージ上の試
料に光を照射する照射手段と、照射光についての反射光
を検出する検出手段とを設けるとともに、試料からの反
射光のみが検出手段において検出されるように構成した
ものである。
料に光を照射する照射手段と、照射光についての反射光
を検出する検出手段とを設けるとともに、試料からの反
射光のみが検出手段において検出されるように構成した
ものである。
前記した手段によれば、試料に照射された光が試料を透
過してステージに達したとしても、検出手段においては
試料からの反射光のみが検出されるので、試料について
の測定が正確に行われることになる。
過してステージに達したとしても、検出手段においては
試料からの反射光のみが検出されるので、試料について
の測定が正確に行われることになる。
第１図は本発明の一実施例であるエピタキシャルの膜厚
測定装置を示す模式図、第２図はその作用を説明するた
めの線図である。
測定装置を示す模式図、第２図はその作用を説明するた
めの線図である。
本実施例において、この膜厚測定装置は半導体ウェハか
らなる試料１の表層に形成されたエピタキシャル膜２の
厚さを測定するものとして構成されており、試料ｌにお
ける表層にはエピタキシャル膜２との界面の一部にＮ０
埋込Ｎ（以下、埋込層という、）３が形成されている。
らなる試料１の表層に形成されたエピタキシャル膜２の
厚さを測定するものとして構成されており、試料ｌにお
ける表層にはエピタキシャル膜２との界面の一部にＮ０
埋込Ｎ（以下、埋込層という、）３が形成されている。
この測定装置は試料１を保持するためのステージ４と、
ステージ４上の試料１に測定光としての赤外光を照射す
るためのマイケルソン干渉計を備えた照射装置５と、赤
外光を検出する手段としてのホトセンサ６と、対物レン
ズ７および接眼レンズ８とを備えている。照射装置５は
干渉装７１（図示せず）を備えており、光源からの赤外
光をハーフミラ−を透過させて標卓反射面に照射させる
とともに、試料１に照射させることにより、干渉光を得
るように構成されている。
ステージ４上の試料１に測定光としての赤外光を照射す
るためのマイケルソン干渉計を備えた照射装置５と、赤
外光を検出する手段としてのホトセンサ６と、対物レン
ズ７および接眼レンズ８とを備えている。照射装置５は
干渉装７１（図示せず）を備えており、光源からの赤外
光をハーフミラ−を透過させて標卓反射面に照射させる
とともに、試料１に照射させることにより、干渉光を得
るように構成されている。
ステージ４の表面には黒色の塩化ビニール等のような赤
外光を吸収する材料からなる赤外光吸収１臭９が被着さ
れており、これによりステージ４は試料１の内部を透過
して来る赤外光を反射しないように構成されている。
外光を吸収する材料からなる赤外光吸収１臭９が被着さ
れており、これによりステージ４は試料１の内部を透過
して来る赤外光を反射しないように構成されている。
次に作用を説明する。
照射装置５からの干渉赤外光は試料ｌに照射されると、
試料１上に形成されたエピタキシャル膜２の表面で反射
されるとともに、エピタキシャル膜２の内部を１過して
埋込層３に照射し、この埋込層３の表面においても反射
される。
試料１上に形成されたエピタキシャル膜２の表面で反射
されるとともに、エピタキシャル膜２の内部を１過して
埋込層３に照射し、この埋込層３の表面においても反射
される。
エピタキシャル膜２の表面での反射光１１、および埋込
層３の表面での反射光１２はいずれもホトセンサ６によ
り検出される。このとき、２つの反射光１１と１２との
光路の長さが相違するため、位相が不揃いになり、位相
の差に起因する干渉が起こり、光りの強弱が生ずる。
層３の表面での反射光１２はいずれもホトセンサ６によ
り検出される。このとき、２つの反射光１１と１２との
光路の長さが相違するため、位相が不揃いになり、位相
の差に起因する干渉が起こり、光りの強弱が生ずる。
その結果、ホトセンサ６において第２図に示されている
ような出力波形が得られる。第２図において、樅軸は出
力電圧、横軸は時間を表しているが、縦軸は強度であり
、横軸はマイケルソン干渉計の移動距離に相当する。第
２図において、■１はエピタキシャル膜表面からの反射
光１１に対応する信号、ｖ２は埋込層からの反射光１２
に対応する信号がそれぞれ示されている。したがって、
基本的には■１とＶ、との間隔Ｔを求めることにより、
エピタキシャル膜２の表面から埋込ｒＦ１３までの距離
、すなわち、エピタキシャル膜２の厚さが測定されるこ
とになる。
ような出力波形が得られる。第２図において、樅軸は出
力電圧、横軸は時間を表しているが、縦軸は強度であり
、横軸はマイケルソン干渉計の移動距離に相当する。第
２図において、■１はエピタキシャル膜表面からの反射
光１１に対応する信号、ｖ２は埋込層からの反射光１２
に対応する信号がそれぞれ示されている。したがって、
基本的には■１とＶ、との間隔Ｔを求めることにより、
エピタキシャル膜２の表面から埋込ｒＦ１３までの距離
、すなわち、エピタキシャル膜２の厚さが測定されるこ
とになる。
ところで、試料１に照射された干渉赤外光１０の一部は
試料ｌの内部を透過してステージ４の表面に照射する。
試料ｌの内部を透過してステージ４の表面に照射する。
この赤外光がステージ４の表面で反射されると、その反
射光１３がホトセンサ６において検出されるため、前記
ホトセンサの出力波形にノイズ信号が介入され、その結
果、前記膜厚」り定についての精度が低下される。特に
、膜厚測定を真実値より薄く測定してしまう仰向がある
ことが本発明者によって明らかにされた。
射光１３がホトセンサ６において検出されるため、前記
ホトセンサの出力波形にノイズ信号が介入され、その結
果、前記膜厚」り定についての精度が低下される。特に
、膜厚測定を真実値より薄く測定してしまう仰向がある
ことが本発明者によって明らかにされた。
しかし、本実施例においてはステージ４の表面に赤外光
吸収膜９が被着されているため、試料ｌの内部を透過し
た赤外光は吸収膜９によって吸収され、反射することは
なく、その結果、ホトセンサ６にノイズ信号が介入する
ことはないから、前記膜厚測定についての精度の低下は
回避されることになる。
吸収膜９が被着されているため、試料ｌの内部を透過し
た赤外光は吸収膜９によって吸収され、反射することは
なく、その結果、ホトセンサ６にノイズ信号が介入する
ことはないから、前記膜厚測定についての精度の低下は
回避されることになる。
前記実施例によれば次の効果が得られる。
（１） 試料を保持するステージの表面に赤外光吸収
膜を被着することにより、試料内部を１遇した赤外光を
吸収することによって反射するのを抑止することができ
るため、試料の表層に形成された膜の厚さ測定について
の精度の低下を防止することができる。
膜を被着することにより、試料内部を１遇した赤外光を
吸収することによって反射するのを抑止することができ
るため、試料の表層に形成された膜の厚さ測定について
の精度の低下を防止することができる。
（２） ステージの表面に赤外光吸収膜を被着して赤
外光のステージにおける反射を抑止するように構成する
ことにより、構造簡単にして測定精度を高めることがで
きるとともに、既存の設備についても簡単に通用するこ
とができる。
外光のステージにおける反射を抑止するように構成する
ことにより、構造簡単にして測定精度を高めることがで
きるとともに、既存の設備についても簡単に通用するこ
とができる。
（３） エピタキシャルの膜厚測定を非破壊で、短時
間かつ高精度に測定することができるため、半導体素子
の構造やプロセスの選定、不良原因の解析等のような半
導体プロセス評価を迅速かつ正確に実行することができ
るとともに、製造歩留りを高めることができる。
間かつ高精度に測定することができるため、半導体素子
の構造やプロセスの選定、不良原因の解析等のような半
導体プロセス評価を迅速かつ正確に実行することができ
るとともに、製造歩留りを高めることができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
例えば、試料からの反射光のみを検出手段において検出
させる構成は、ステージに測定吸収膜を被着する構成に
限らず、試料を透過してステージに照射する測定光が減
衰、散乱、透過または２！！２長変調されるようにステ
ージの表面を構成してもよい。
させる構成は、ステージに測定吸収膜を被着する構成に
限らず、試料を透過してステージに照射する測定光が減
衰、散乱、透過または２！！２長変調されるようにステ
ージの表面を構成してもよい。
また、検出手段にステージからの反射光または信号を遮
断するフィルタ等を設けてもよい。
断するフィルタ等を設けてもよい。
試料はシリコン半導体に限らず、ゲルマニウムや化合物
半導体等であってもよい。
半導体等であってもよい。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体ウェハ上に形
成されたエピタキシャルの膜厚測定に通用した場合につ
いて説明したが、それに限定されるものではなく、各種
の半導体プロセス評価等についても通用することができ
、本発明は少な（ともステージ上に保持された試料に測
定光を照射することにより膜厚や層の深さ等を測定する
技術全般に通用することができる。
をその背景となった利用分野である半導体ウェハ上に形
成されたエピタキシャルの膜厚測定に通用した場合につ
いて説明したが、それに限定されるものではなく、各種
の半導体プロセス評価等についても通用することができ
、本発明は少な（ともステージ上に保持された試料に測
定光を照射することにより膜厚や層の深さ等を測定する
技術全般に通用することができる。
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。
て得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。
試料からの反射光のみを検出し、試料を保持しているス
テージからの反射光を検出しないように構成することに
より、試料の測定についてステージからの反射光による
ノイズの介入を回避することができるため、Ｇｌ定禎度
を高めることができる。
テージからの反射光を検出しないように構成することに
より、試料の測定についてステージからの反射光による
ノイズの介入を回避することができるため、Ｇｌ定禎度
を高めることができる。
第１図は本発明の、−実施例であるエピタキシャルの膜
厚測定装置を示す模式図、 第２図はその作用を説明するための線図である。 ｌ・・・試料、２・・・エピタキシャル膜、３・・・埋
込層、４・・・ステージ、５・・・照射装Ｅ、６・・・
ホトセンサ（検出手段）、７・・・対物レンズ、８・・
・接眼レンズ、９・・・赤外光吸収膜、１０・・・干渉
赤外光、１１・・・エピタキシャル膜表面の反射光、１
２・・・埋込層の反射光、１３・・・ステージの反射光
。 第 １ 図 第 ２ 図
厚測定装置を示す模式図、 第２図はその作用を説明するための線図である。 ｌ・・・試料、２・・・エピタキシャル膜、３・・・埋
込層、４・・・ステージ、５・・・照射装Ｅ、６・・・
ホトセンサ（検出手段）、７・・・対物レンズ、８・・
・接眼レンズ、９・・・赤外光吸収膜、１０・・・干渉
赤外光、１１・・・エピタキシャル膜表面の反射光、１
２・・・埋込層の反射光、１３・・・ステージの反射光
。 第 １ 図 第 ２ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、試料を保持するステージと、ステージ上の試料に光
を照射する照射手段と、照射光についての反射光を検出
する検出手段とを備えており、試料からの反射光のみが
検出手段において検出されるように構成されていること
を特徴とする測定装置。 ２、ステージが、照射光を吸収ないしは減衰させるよう
に構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の測定装置。 ３、ステージが、照射光を散乱させるように構成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の測定
装置。 ４、ステージが、照射光を透過させるように構成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の測定
装置。 ５、ステージが、照射光の波長を変調させるように構成
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の測定装置。 ６、検出手段が、ステージからの反射光を遮断するよう
に構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19546686A JPS6352004A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19546686A JPS6352004A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6352004A true JPS6352004A (ja) | 1988-03-05 |
Family
ID=16341547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19546686A Pending JPS6352004A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6352004A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03200704A (ja) * | 1989-12-28 | 1991-09-02 | Sumitomo Chem Co Ltd | 薬剤徐放性樹脂成形体 |
| JPH0416704A (ja) * | 1990-05-10 | 1992-01-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学的膜厚モニター及びこれを用いたスパッタリング装置 |
| CN109141259A (zh) * | 2018-08-06 | 2019-01-04 | 华中科技大学 | 一种薄吸收膜的光学常数与厚度的测量装置及方法 |
| CN109632711A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-04-16 | 金华伏安光电科技有限公司 | 一种ps小球层数检测装置 |
| JP2020101460A (ja) * | 2018-12-21 | 2020-07-02 | 株式会社Sumco | 埋込み拡散層付きエピタキシャルシリコンウェーハにおけるシリコンエピタキシャル層の膜厚測定装置および膜厚測定方法、ならびに当該膜厚測定装置または当該膜厚測定方法を用いた埋込み拡散層付きエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法 |
-
1986
- 1986-08-22 JP JP19546686A patent/JPS6352004A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03200704A (ja) * | 1989-12-28 | 1991-09-02 | Sumitomo Chem Co Ltd | 薬剤徐放性樹脂成形体 |
| JPH0416704A (ja) * | 1990-05-10 | 1992-01-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学的膜厚モニター及びこれを用いたスパッタリング装置 |
| CN109141259A (zh) * | 2018-08-06 | 2019-01-04 | 华中科技大学 | 一种薄吸收膜的光学常数与厚度的测量装置及方法 |
| CN109141259B (zh) * | 2018-08-06 | 2020-06-30 | 华中科技大学 | 一种薄吸收膜的光学常数与厚度的测量装置及方法 |
| JP2020101460A (ja) * | 2018-12-21 | 2020-07-02 | 株式会社Sumco | 埋込み拡散層付きエピタキシャルシリコンウェーハにおけるシリコンエピタキシャル層の膜厚測定装置および膜厚測定方法、ならびに当該膜厚測定装置または当該膜厚測定方法を用いた埋込み拡散層付きエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法 |
| CN109632711A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-04-16 | 金华伏安光电科技有限公司 | 一种ps小球层数检测装置 |
| CN109632711B (zh) * | 2019-01-10 | 2021-10-01 | 山东拓步教育科技有限公司 | 一种ps小球层数检测装置 |
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