KR19980071055A - 다층 에피텍샬 웨이퍼의 에피막 두께의 측정 방법 - Google Patents

다층 에피텍샬 웨이퍼의 에피막 두께의 측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스위칭 소자 등의 파워 디바이스에 이용되는 IGBT용 다층 에피텍샬 웨이퍼의 에피막 두께를 비파괴적, 비접촉적으로 정밀도가 뛰어나게 측정하는 방법에 관한 것으로,
(1) 다른 전기적 특성을 갖는 적어도 2층의 에피막이 형성되어 이루어지는 다층 에피텍샬 웨이퍼를 적어도 500cm-1이하, 특히 500cm-1이하의 원적외 영역의 적외선을 이용하여 반사율 스펙트럼을 측정하는 원적외 반사율 측정 공정과, (2) 원적외 반사율 측정 공정에서 얻은 반사 스펙트럼을 최대 엔트로피법으로 주파수 해석하는 해석 공정과, (3) 해석 공정에서 얻은 해석 스펙트럼에 근거하여 각 층의 에피막 두께를 구하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 다층 에피텍샬 웨이퍼의 에피막 두께의 측정 방법이다.

Description

다층 에피텍샬 웨이퍼의 에피막 두께의 측정 방법
본 발명은 다층 에피텍샬 웨이퍼의 에피텍샬 박막 두께의 측정 방법에 관한 것으로, 특히, 스위칭 소자 등의 파워 디바이스에 이용되는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)용의 2층 에피텍샬 웨이퍼의 에피텍샬 박막 두께를 비파괴적으로, 또한, 비접촉적으로 정밀도가 뛰어나게 측정하는 다층 에피텍샬 웨이퍼의 에피텍샬 박막 두께의 측정 방법에 관한 것이다.
IGBT용 웨이퍼 등 전기적 특성이 다른 에피텍샬 박막(이하, 단지 에피막이라 한다.)을 다층으로 형성한 다층 구조의 에피텍샬 웨이퍼(이하, 단지 에피 웨이퍼라 한다.)는 파워 디바이스용의 적용이 많아져 주목받고 있다. 이들 다층 구조의 에피 웨이퍼로부터 뛰어난 특성의 디바이스를 얻기 위해서는, 그 에피막 두께도 중요한 인자로 되고 있다. 그 때문에, 제조 공정에 있어서 에피막 두께를 정밀하게 제어하는 것이 요구되고 있다. 에피막 두께를 제어하기 위해서는, 얻어지는 에피막의 두께를 우선 측정해야 한다. 디바이스 특성과의 관련성도 포함하여 이전부터 실리콘 단결정(單結晶) 기판상에 에피텍샬 성장시켜 형성되는 에피막의 두께 측정이 행하여지고 있었다. 그러나, 종전의 막 두께 측정은 일반적으로 에피 웨이퍼의 경사 연마면에서의 확산 저항의 측정을 행하는 것으로서 파괴 측정 방법이다. 그 때문에 샘플링 등도 문제가 됨으로서 비파괴 측정 방법이 요구되고 있었다.
상기한 바와 같은 상황에서, 최근, 비파괴로 에피 웨이퍼의 에피막 두께를 측정하기 위해서, 일반적으로 FTIR(푸리에 변환 적외 분광 장치)를 이용한 중적외(中赤外) 반사 분광법에 의한 막 두께 측정이 주목받아, 여러가지 적용이 시도되고 있다. FTIR법에 의한 박막의 막 두께 측정은 적외 분광계를 이용하여 에피 웨이퍼의 반사 스펙트럼을 측정하고, 이 스펙트럼상의 간섭 줄무늬 패턴을 얻어, 그 간섭 줄무늬를 해석함으로써 두께 측정이 행하여지는 것이다. 이 FTIR법에 의한 막 두께 측정은 기판상에 형성된 박막이 단층인 경우에는 간섭 줄무늬 패턴에서 비교적 간단한 해석으로 두께를 구할 수 있다. 예컨대, 단층 에피 웨이퍼의 에피막 두께는 파수(波數) 4000∼400cm-1인 중적외 영역의 적외선을 시료에 조사(照射)하여, 기판과 에피층과의 계면(이하, 에피층/기판 계면이라 한다. 다른 것도 동일)에서의 입사광의 반사와 에피 웨이퍼 표면에서의 입사광의 반사 스펙트럼의 간섭 줄무늬를 측정함으로써 에피막 두께를 구할 수 있다. 일반적으로, 에피 웨이퍼의 기판은 1018∼1019cm-3레벨의 높은 캐리어 농도이고, 한편, 에피막층의 캐리어 농도는 기판에 비하여 낮다. 이 때문에, 입사 적외광이 저농도의 에피막층을 투과한 후, 에피층/기판 계면에서 반사하고, 웨이퍼 표면의 반사광과 간섭하여, 반사 스펙트럼상에 간섭 줄무늬가 관측되는 것을 이용하는 것이다. 즉, 간섭 줄무늬는 에피층/기판 계면의 반사광과 웨이퍼 표면의 반사광과의 광통로 길이의 차이에 기인하는 것으로, 간섭 줄무늬의 주기가 에피막 두께에 역비례한다고 하는 관계에 근거하여 에피막 두께를 측정하는 것이다.
한편, 다층막에서는 에피층/기판 계면 이외에 각 에피층간의 계면에서의 반사도 간섭에 기여하기 때문에, 얻어지는 간섭 패턴이 복잡하게 되어, 그 간섭 패턴으로부터 직접적으로 파형을 해석하여 막 두께를 구하는 것은 곤란하다. 그 때문에, 다층 구조막의 각 막 두께를 측정하기 위한 방법이 제안되고 있다. 예컨대, GaAs계 등의 화합물 반도체에서는 단층 에피막과 마찬가지로 다층 에피막 구조의 각 에피막 두께를 근적외∼중적외 영역의 반사 측정을 행하고, 이것을 푸리에 변환하여 각 층의 에피막 두께를 구하는 방법이 제안되고 있다. 즉, FTIR법으로 가시∼적외 영역의 파수(波數) 영역의 광을 다층막 구조의 화합물 반도체에 조사하여, 얻어지는 반사 스펙트럼으로부터 얻은 막 간섭 성분을 역푸리에 변환하여 얻어지는 소위 스페셜그램에 의한 파형 해석을 기초로 다층막 두께를 측정하는 방법(「전자 재료」제28권(11호), 40∼44페이지(1989년), 「광학」제20권, 305∼309페이지(1991년))이다. 또한, 상기 다층막 두께의 측정에 있어서, 일본국 특허 공개 공보 평5-302816호에는 광 검지기, 광 투과 부재 또는 광원을 복수로 함으로써 측정할 수 있는 파수 범위를 넓혀, 막 두께의 측정 한계를 향상시키는 것이 제안되어 있다. 또한, 일본국 특허 공개 공보 평7-4922호에는 스페셜그램으로부터 얻어지는 막 두께 측정치를 기초로 이론적 간섭 스펙트럼의 파형을 구하여 파형 피팅(fitting)시킴으로써, 정밀도가 뛰어나게 막 두께를 구하는 것이 제안되어 있다.
그렇지만, 상기의 중적외 반사 분광법으로는 실리콘 단결정 기판상에 동일한 전기적 특성이 다른 실리콘 단결정의 에피막을 적어도 2층 형성한 다층 구조의 에피 웨이퍼의 각 층의 에피막 두께를 구할 수는 없다. 종래의 중적외 반사법으로는, 예컨대, 2층 구조의 에피 웨이퍼에서 제1층/기판 계면에서의 반사와 웨이퍼 표면에서의 반사의 간섭 줄무늬를 측정함으로써, 제1층과 제2층의 총계 두께는 측정할 수 있다. 그러나, 일반적으로, 2층 에피 웨이퍼에서는, 예컨대, 도 16에 본 발명 대상의 일예인 IGBT용 웨이퍼의 일반적인 2층 구조의 모식 설명도(a), 전형적인 두종류의 2층 에피 웨이퍼의 모식 구조 설명도(b) 및 (c), 및 2층 에피 웨이퍼내의 적외선 반사의 개념 설명도(d)를 도시한 바와 같이, 붕소(B)나 안티몬(Sb)을 비교적 고농도(비저항 약 25∼20mΩcm 이하)로 혼입한 단결정 실리콘 기판상에 전기적 특성이 다른 2층으로서 인(P)이나 붕소를 고농도(비저항 약 30∼100mΩcm)로 혼입한 막 두께가 5∼25㎛인 제1층과, 저농도(비저항 10Ωcm 이상)로 혼입한 막 두께가 30∼130㎛인 제2층이 연속적으로 에피텍샬 성장막으로 된다. 이 경우, 제1층의 캐리어 농도가 충분히 높지 않고, 또한, 제1층과 제2층과의 캐리어 농도차가 충분히 크지 않기 때문에, 제2층의 두께를 측정하는 데 필요한 제2층/제1층 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면의 반사광과의 간섭 줄무늬나, 제1층/기판 계면에서의 반사광과 제2층/제1층 계면에서의 반사광과의 간섭 줄무늬를 측정하기는 일반적으로는 곤란하다.
상기한 바와 같이 다층 에피 웨이퍼의 각 에피막 두께를 FTIR법에 의해 해석하여 측정하는 것은 곤란하지만, 다층 에피막층 전체의 두께를 측정할 수 있기 때문에, 제조 공정에서는 다음과 같이 에피막 두께를 구할 수도 있다. 예컨대, 그 첫 번째로서는 테스트 샘플로서 제1층만을 에피텍샬 성장시켜, 막 두께를 FTIR법에 의해 측정하여 제1층의 두께로 한다. 다음에, 제1층만을 형성한 조건과 동일 조건으로 제1층과 제2층을 연속하여 에피텍샬 성장시켜, 제1층과 제2층의 총계 두께를 FTIR법에 의해 측정하여, 그 차에서 제2층 에피막 두께를 구하는 방법이다. 그 두번째로서는 제1층과 제2층의 각 에피막의 성장 시간을 측정하여, 각 에피층의 두께를, 제1층과 제2층의 총계 두께를 시간으로 비례 배분하여 구하는 방법이다. 이들 방법은 제품의 제1층과 제2층의 에피막 두께를 비파괴적으로 측정할 수 있지만, 추정(推定) 요소가 들어가기 때문에 바람직하지 못하다.
본 발명은 실리콘 단결정 기판상에 형성된 적어도 2층의 전기적 특성이 다른 각 에피막의 막 두께 측정에서의 상기와 같은 현상을 감안하여, 비파괴적, 비접촉적으로, 또한, 추정 인자를 배제하고, 각 에피막 두께를 효과적으로 측정하는 방법의 확립을 목적으로 한다. 즉, 본 발명은 특히, 상기의 도 16의 (b) 및 (c)에서 도시한 바와 같은 구조를 갖는 에피 웨이퍼의 막 두께 측정에 적합하게 이용할 수 있는 측정 방법을 제공하는 것이다. 동시에, 그것에 의해 파워 디바이스용으로서 주목받는 다층 구조 에피 웨이퍼에 있어서의 디바이스 특성에 영향을 주는 에피막 두께의 제어를 용이하게 하는 것을 목적으로 한다. 발명자 등은 이 목적을 위하여 각종 박막의 반사 분광법에 의한 측정 데이타나, 데이타의 파형 해석법 등에 대하여 예의 검토하였다. 그 결과, 적외 분광법의 측정에 있어서, 장파장측에서 캐리어의 광 반사 능력이 보다 강하게 되는 것을 발견하였다. 이 발견에 근거하여, 2층 구조 에피 웨이퍼에 대하여 원적외 영역을 중심으로 한 적외선 반사 측정을 행하고, 그 결과, 얻어지는 반사 스펙트럼에서 제2층/제1층 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광과의 간섭 줄무늬나, 제1층/기판 계면에서의 반사광과 제2층/제1층 계면에서의 반사광과의 간섭 줄무늬를 측정할 수 있다는 것을 발견하게 되었다. 따라서, 얻어지는 간섭 줄무늬를 파형 해석(주파수 해석)함으로써 각 에피막 두께를 구할 수 있다는 것으로부터 본 발명을 완성하였다.
도 1은 본 발명 실시예의 샘플 1의 중적외∼원적외 영역의 반사 스펙트럼.
도 2는 도 1의 반사 스펙트럼의 중적외 영역(a), 원적외 영역(b) 및 중적외∼원적외 영역(c)에서 MEM 해석으로 얻은 해석 스펙트럼.
도 3은 본 발명 실시예의 샘플 1의 깊이 방향의 SR치 프로파일.
도 4는 본 발명 실시예의 샘플 2의 중적외∼원적외 영역의 반사 스펙트럼.
도 5는 도 4의 반사 스펙트럼의 중적외 영역(a), 원적외 영역(b) 및 중적외∼원적외 영역(c)에서 MEM 해석으로 얻은 해석 스펙트럼.
도 6은 본 발명 실시예의 샘플 2의 깊이 방향의 SR치 프로파일.
도 7은 본 발명 실시예의 샘플 3의 중적외∼원적외 영역의 반사 스펙트럼.
도 8은 도 7의 반사 스펙트럼의 중적외 영역(a), 원적외 영역(b) 및 중적외∼원적외 영역(c)에서 MEM 해석으로 얻은 해석 스펙트럼.
도 9는 도 7의 반사 스펙트럼의 1400∼30cm-1의 중적외∼원적외 영역에서 MEM 해석으로 얻은 해석 스펙트럼.
도 10은 본 발명 실시예의 샘플 3의 깊이 방향의 SR치 프로파일.
도 11은 본 발명 실시예의 샘플 4의 중적외∼원적외 영역의 반사 스펙트럼.
도 12는 본 발명 실시예의 샘플 9의 원적외 영역의 반사 스펙트럼(a) 및 그 MEM 해석으로 얻은 해석 스펙트럼(b).
도 13은 본 발명 실시예의 샘플 10의 원적외 영역의 반사 스펙트럼(a) 및 그 MEM 해석으로 얻은 해석 스펙트럼(b).
도 14는 본 발명 실시예의 샘플 11의 원적외 영역의 반사 스펙트럼(a) 및 그 MEM 해석으로 얻은 해석 스펙트럼(b).
도 15는 본 발명 실시예의 샘플 12의 원적외 영역의 반사 스펙트럼(a) 및 그 MEM 해석으로 얻은 해석 스펙트럼(b).
도 16은 본 발명의 대상이 되는 IGBT 웨이퍼의 2층 구조의 모식 설명도(a),하나의 2층 에피 웨이퍼의 모식 구조 설명도(b), 다른 2층 에피 웨이퍼의 모식 구조 설명도(c) 및 2층 에피 웨이퍼내의 적외선 반사의 개념 설명도(d).
본 발명에 의하면, (1) 다른 전기적 특성을 갖는 적어도 2층의 에피막이 형성되어 이루어지는 다층 에피텍샬 웨이퍼를 적어도 500cm-1이하의 원적외 영역의 적외선을 이용하여 반사율 스펙트럼을 측정하는 원적외 반사율 측정 공정과,
(2) 원적외 반사율 측정 공정에서 얻은 반사 스펙트럼을 최대 엔트로피법으로 주파수 해석하는 해석 공정과,
(3) 해석 공정에서 얻은 해석 스펙트럼에 근거하여 각 층의 에피막 두께를 구하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 다층 에피텍샬 웨이퍼의 에피막 두께의 측정 방법이 제공된다.
상기 본 발명의 다층 에피텍샬 웨이퍼의 에피막 두께의 측정 방법은 붕소가 혼입된 비저항 25mΩcm이하의 기판과, 인이 혼입된 비저항 90∼30mΩcm이고 두께가 5∼25㎛인 제1 에피텍샬층과, 인이 혼입된 비저항 10Ωcm이상이고 두께가 40∼130㎛인 제2 에피텍샬층으로 형성되는 다층 에피텍샬 웨이퍼의 각 에피층 두께의 측정에 적합하게 적용할 수 있다. 또한, 안티몬이 혼입된 비저항 20mΩcm이하의 기판과, 붕소가 혼입된 비저항 100∼50mΩcm이고 두께가 5∼25㎛인 제1 에피텍샬층과, 붕소가 혼입된 비저항 10mΩcm이상이고 두께가 30∼100㎛인 제2 에피텍샬층으로 형성되는 다층 에피텍샬 웨이퍼의 각 에피층 두께의 측정에도 적합하게 적용할 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같이 구성되고, 실리콘 단결정 기판상에 캐리어를 혼입한 에피텍샬막을 적어도 2층 갖는 다층 구조로 형성한 에피텍샬 웨이퍼에 있어서, 에피막 두께 측정을 위하여, 적어도 500cm-1이하의 원적외선을 이용하기 때문에, 종래의 중적외 반사 측정에서는 분리하여 얻을 수 없었던 제2층/제1층 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광과의 간섭 줄무늬나 제1층/기판 계면에서의 반사광과 제2층/제1층 계면에서의 반사광과의 간섭 줄무늬를, 종래의 중적외 반사법으로도 측정할 수 있는 제1층/기판 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광과의 간섭 줄무늬와 중합된 스펙트럼으로서 관측할 수 있다. 따라서, 측정한 반사 스펙트럼을 파형 해석(주파수 해석)함으로써, 결과적으로 각 에피막 두께를 구할 수 있다. 더욱이, 본 발명은 얻어지는 반사 스펙트럼이 간섭 줄무늬의 중합 상태로 되어, 종래의 푸리에 해석법(예컨대, FFT(Fast Fourier Transform: 고속 푸리에 변환))으로는 명확하고 샤프한 해석 스펙트럼을 얻을 수 없었으나, 최대 엔트로피법(maximum etnropy method: 이하, MEM이라 한다)을 적용하였기 때문에, 반사 스펙트럼상의 제2층/제1층 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광과의 간섭 줄무늬와, 제1층/기판 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광과의 간섭 줄무늬와, 제1층/기판 계면에서의 반사광과 제2층/제1층 계면에서의 반사광과의 간섭 줄무늬에 근거하는 샤프한 피크를 갖는 주파수 해석 스펙트럼을 얻을 수 있기 때문에, 각 피크로부터 각각 제2층, 제2층+제1층 및 제1층의 각 에피막 두께를 효율적으로 재현성(再現性)이 좋게 구할 수 있다.
본 발명은 에피 웨이퍼의 에피막 두께의 측정에, FTIR에 의한 측정을 통상의 에피층 두께 측정보다도 장파장측의 원적외 영역으로 이동시킴과 동시에, 얻어지는 반사 스펙트럼의 해석에 상기 MEM 해석을 채용한 것이다. 반도체 웨이퍼에 있어서, 제조 공정의 에피막 두께 제어를 위한 파형 해석에 MEM 해석을 이용하는 것은 완전히 새로운 것으로, 본 발명에 있어서 발명자 등에 의해 처음으로 이루어진 것이다. 이하에, 우선, 발명자 등이 파형 해석으로서 최대 엔트로피법을 적용하기에 이른 경위에 대하여 설명한다.
본 발명의 에피 웨이퍼의 적외 반사 분광 측정에 있어서, 종래 일반적인 중적외 영역에서는 제1층/기판 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광과의 간섭 줄무늬가 지배적이다. 한편, 원적외 반사 스펙트럼에서는 이것에 추가하여, 제2층/제1층 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광과의 간섭 줄무늬나, 제1층/기판 계면에서의 반사광과 제2층/제1층 계면에서의 반사광과의 간섭 줄무늬가 측정된다는 것을 발견하였다. 이 경우, 통상, 제1층 에피막 두께가 제2층 에피막 두께보다도 상당히 작은 2층 구조의 에피 웨이퍼에서는 제1층/기판 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광과의 간섭 줄무늬와 제2층/제1층 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광과의 간섭 줄무늬의 두 가지 간섭 줄무늬의 반사 스펙트럼상에서의 주기가 근사하여, 스펙트럼이 밀집한 형상으로 된다. 그 결과, 원적외 영역에 있어서, 실제로 측정되는 반사 스펙트럼에서는 이들 두 가지의 주기가 근사한 간섭 줄무늬와, 제1층/기판 계면에서의 반사광과 제2층/제1층 계면에서의 반사광과의 장주기의 간섭 줄무늬가 중첩되어 관측되는 경우가 많다.
발명자 등에 의하면, 상기와 같은 반사 스펙트럼을 종래와 동일하게, 일반적인 푸리에 변환법인 FFT를 행하여도 명확한 스펙트럼 피크를 얻기는 어렵다는 것이 확인되고 있다. 그 때문에, 본 발명에 있어서는 FFT 대신에, 종래에는 일반적으로 사용되고 있지 않는 최대 엔트로피법 해석을 시도하기로 하였다. MEM 해석은 당초 지하 탐사에서 제안되어, 그 후, 태양의 활동 주기와 연 기온 변동과의 상관, 지진파 해석 등에 적용되고, 또한, 신호 처리 분야에도 적용되어, FTIR에서 얻어지는 스펙트럼의 분해 능력 향상에 관한 보고도 있다(「Applied Optics」제22권(22호), 3593∼3598페이지(1983)). 이 MEM 해석은 유한의 데이타에서 전체 신호의 스펙트럼을 추정하는 것이므로, 종래의 FFT 등의 파형 해석과 비교해서, 짧은 데이타로도 스펙트럼의 추정이 가능하고, 또한, 고분해 능력의 주파수 해석 스펙트럼을 추정할 수 있다고 되어 있다. 발명자 등에 의하면, 후기하는 실시예에서 명백하듯이, 상기 원적외 영역의 FTIR 측정에서 얻어진 반사 스펙트럼에 대하여, 실제, MEM 해석을 행한 바, 대단히 명확하고 샤프한 주파수 해석 피크를 얻을 수 있다는 것이 확인되었다. 따라서, 상기한 반사 스펙트럼의 성분인 각 간섭 줄무늬의 주기를 구할 수 있다. 한편, 상기 다층 구조의 화합물 반도체의 FTIR 측정에서 행하여지고 있는 바와 같이, 중적외 영역의 반사 스펙트럼을 MEM 해석하여도 상기에서 예측한 바와 같이, 제1층/기판 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광과의 간섭 줄무늬에 대응하는 주파수 해석 피크는 강하게 표시되지만, 제2층/제1층 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광과의 간섭 줄무늬의 대응 피크나, 제1층/기판 계면에서의 반사광과 제2층/제1층 계면에서의 반사광과의 간섭 줄무늬의 대응 피크를 얻을 수 없기 때문에, 다층 에피 웨이퍼의 각 에피막 두께를 측정하는 것은 불가능하다는 것도 확인되었다.
이하, 본 발명에 대하여 실시예에 근거하여 상세히 설명한다. 단지, 본 발명은 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
〈제1 실시예〉
종래의 에피텍샬법에 의해, 비저항 10∼20mΩcm인 실리콘 단결정 기판상에 각각 표 1에 도시한 막 두께(Tvg)와 비저항(ρ)을 목표로서 8종류의 2층 구조의 에피 웨이퍼(n-/n+/p++구조이고, 도우펀트: P-/P+/B++)를 제작하였다. 얻어진 각 에피 웨이퍼에 대하여, 중적외 및 원적외 영역에서의 반사 스펙트럼을 측정하였다. 또한, 경사 연마면의 확산 저항(spreading resistance: 이하, SR이라 한다)값을 측정하였다.
중적외 및 원적외 영역의 반사 스펙트럼은 파수 영역별로 측정하였다. 즉, 중적외(MIR) 1400∼400cm-1영역에서는 광원 SiC, 빔 분할기­Ge/KBr, 검출기 DTGS (CsI 개구판)로 하고, 원적외(FIR) 영역을 중심으로 한 680∼105cm-1영역에서는 광원 SiC, 빔 분할기 Mylar(두께 3.5㎛), 검출기 DTGS(폴리에틸렌(PE) 개구판), FIR: 105∼30cm-1영역에서는 수은등, 빔 분할기 Mylar(두께 3.5㎛), 검출기 DTGS(PE 개구판)을 각각 이용하여 측정하였다. 또한, 중적외 영역(빔 분할기 Ge/KBr)의 반사 스펙트럼과, 원적외 영역(빔 분할기 Mylar(두께 3.5㎛))의 반사 스펙트럼을 연속한 하나로 계속되는 적외 반사 스펙트럼으로 하는 경우에는, 600cm-1을 양자의 경계로 하였다. 또한, SR 측정에서는 웨이퍼 단면의 깊이 방향의 저항 프로파일을 구하여, 제1층과 제2층의 두께의 표준으로 하였다.
제1층 제2층
목표비 저항(mΩcm) 목표막 두께(㎛) 목표비 저항(Ωcm) 목표막 두께(㎛)
샘플번호 1 30.0 5.0 150.0 115.0
2 30.0 10.0 150.0 70.0
3 90.0 20.0 40.0 60.0
4 100.0 10.0 150.0 70.0
5 32.9 3.0 78.0 136.4
6 32.9 5.0 77.0 101.1
7 26.9 10.0 69.0 100.1
8 27.9 20.0 69.0 98.4
(주파수 해석)
다음에, 측정한 반사 스펙트럼의 주파수 해석을 최대 엔트로피(MEM)법을 이용하여 행하고, 에피막 두께(d: ㎛)는 다음 수학식 1에 따라서 구하였다.
d=104·k/2n
단, 수학식 1에 있어서, k는 MEM법 해석에 의한 반사 스펙트럼의 주파수 해석치(cm), n은 굴절율을 각각 나타낸다. 이 경우, n치로서 진성 반도체 실리콘의 적외 영역의 굴절율인 3.42를 이용하였다. 이 굴절율은 실리콘중의 도우펀트의 종류나 농도에 따라 변화하기 때문에, 보다 정밀하게 에피막 두께를 측정하는 경우에는, 도우펀트의 종류나 농도에 따른 굴절율을 이용하는 것이 바람직하다.
(샘플 1)
우선, 상기 표 1에 나타낸 샘플 1의 2층 구조 에피 웨이퍼의 중원적외 반사 측정에서 얻어진 측정 스펙트럼 및 그 MEM법에 의한 해석 결과에 대하여 설명한다. 도 1은 샘플 1의 2층 구조 에피 웨이퍼의 중적외 및 원적외의 반사 스펙트럼이다. 도 2는 도 1의 스펙트럼을 MEM법으로 주파수 해석한 스펙트럼으로서, (a)는 반사 스펙트럼의 중적외 영역(MIR)인 1400∼400cm-1의 MEM 해석 결과를, (b)는 원적외 영역(FIR)인 680∼105cm-1을 중심으로 한 영역의 MEM 해석 결과를, (c)는 FIR+MIR 영역(1400∼105cm-1)의 MEM 해석 결과를 나타낸다. 도 1의 2층 에피 웨이퍼의 적외 영역의 반사 스펙트럼은 기본적으로, 제1층/기판 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광의 스펙트럼상의 간섭 줄무늬와, 제2층/제1층 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광의 간섭 줄무늬의 중첩에 의한 비트와, 고파수(장파장) 측정도 캐리어에 의한 반사 능력이 저하하는 것에 근거하는 간섭 줄무늬의 진폭의 단조 감소 경향을 나타내는 함수와의 곱으로서 설명할 수 있다. 도 2는 상기 도 1의 반사 스펙트럼을 MIR, FIR, MIR+FIR의 영역으로 나누어 MEM 해석한 결과로서, 세로축은 파워 스펙트럼 강도의 상대치를, 횡축은 상기 수학식 1의 반사 스펙트럼의 주파수 해석치(k:cm)를 각각 나타낸다. 도 2에서, (a)의 반사 스펙트럼의 MIR 영역 부분의 MEM 해석에서는 제1층/기판 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광과의 간섭 줄무늬에 근거한다고 생각되는 피크(k=0.0816를 상기 수학식 1에 대입하여 얻어지는 제1층+제2층의 두께: 119.3㎛)만이 나타난다. (b)의 반사 스펙트럼의 FIR 영역 부분의 MEM 해석에서는 제1층/기판 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광의 간섭 줄무늬에 근거하는 피크(k=0.0831를 상기 수학식 1에 대입하여 얻어지는 제1층+제2층의 두께: 121.5㎛)와, 제2층/제1 층계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광의 간섭 줄무늬에 근거한다고 생각되는 피크(k=0.0780와 수학식 1에 의해 동일하게 하여 얻어지는 제2층의 두께: 114.0㎛)가 관측된다. 더욱이, (c)의 반사 스펙트럼의 MIR+FIR 영역 부분의 MEM 해석에서는 FIR 영역 부분의 MEM 해석 결과와 거의 같은 위치에 2개의 피크가 관측된다. 이들로부터, 샘플 1의 반사 스펙트럼의 원적외 영역 부분을 MEM법으로 주파수 해석함으로써, 종래의 중적외 영역의 반사 스펙트럼에서는 관측되지 않은 제2층/제1층 계면의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광의 간섭 줄무늬에 근거하는 주파수 해석 피크를 검출할 수 있음이 명백하다.
도 3에 동일한 샘플 1에 대하여 측정한 깊이 방향 SR치의 프로파일을 나타내었다. 도 3의 프로파일에 있어서, 제2층/제1층 계면 근방의 깊이 방향 프로파일은 완전한 스텝 함수가 아니며, 기상 에피텍샬 성장막 공정에서 잘 알려져 있는 오토 도핑 등에 의한 약간의 격차가 있다. 이 때문에, 제2층의 에피막 두께를 일의적으로 결정하는 것은 불가능하지만, SR치가 내려가기 시작하는 깊이와 다내려간 깊이가 각각 113㎛(X점)과 118㎛(Y점)이고, 이 X점과 Y점 사이에서 제2층/제1층 계면에서의 반사가 생긴다고 생각할 수 있다. 한편, 도 3에 있어서, 제1층/기판 계면인 pn 접합(p/n junction)까지의 깊이는 120㎛로 관측되었고, 더 깊은 곳에서 SR치가 일정하게 되는 깊이는 122㎛(Z점)이다. 따라서, 제1층/기판 계면에서의 반사는 pn 접합(p/n junction)의 깊이보다도 깊은 SR치가 일정하게 되는 깊이 122㎛(Z점)을 일단 실효적인 것이라고 생각할 수 있다.
상기한 바와 같이 하여 측정 및 검토한 결과, 원적외 영역을 포함시킨 적외 반사 측정에서 구한 제2층과 제1층+제2층의 에피막 두께와, SR 측정에서 구한 대응하는 에피막 두께를 비교하면, 2∼3㎛의 오차로 거의 일치한다는 것을 알 수 있다. 이 경우, 종래의 중적외 영역의 반사 스펙트럼 측정에서는 제1층+제2층의 에피막 전체의 두께밖에 측정할 수 없었으나, 본 발명의 원적외 영역의 반사 스펙트럼을 얻음으로서 2층 에피막 두께를 각각 측정할 수 있는 것이다. 에피층의 캐리어의 반사 능력은 캐리어 농도가 높을수록, 또한 저파수일수록 높기 때문에, 샘플 1의 제1층(비저항 p=약 30mΩcm)은 기판(비저항 p=10∼20mΩcm)에 비하여 캐리어 농도가 낮아, 중적외 영역에서는 충분한 반사 능력이 없다. 한편, 고(高) 캐리어 농도인 기판만이 충분한 반사 능력을 가진다고 생각되기 때문에, 중적외 영역에서는 제2층/제1층 계면에서의 반사가 약하고, 제1층/기판 계면에서의 반사가 우세하게 된다. 그 결과, 이 파수 영역의 반사 스펙트럼은 고파수쪽일수록 간섭 줄무늬의 진폭이 단조롭게 감쇠한다고 생각된다. 한편, 400cm-1이하의 원적외 영역에서는 제1층의 반사 능력이 높게 되고, 제2층/제1층 계면에서의 반사도 강하게 되기 때문에, 상기한 제2층/제1층 계면과 제1층/기판 계면의 두종류의 반사광에 의한 간섭 줄무늬의 중첩에 근거하는 비트의 절(節)(node)이 나타나고 있다고 생각된다. 한편, SR 측정 결과에서 구한 에피막치(値)는 반드시 정밀도가 좋다고는 할 수 없다고 되어 있으므로, 본 샘플 웨이퍼상의 상기 측정 영역의 근접 영역에서 샘플링한 별도의 샘플에 대해서도 SR 측정을 행하였다. 그 결과, 동일하게 관측하여 제2층의 에피막이 112∼117㎛, 제1층+제2층의 총 에피막 두께는 121.6㎛이었다. 이 수치에 의해서도, 원적외 반사 스펙트럼의 MEM법 해석에 의한 결과는 거의 1㎛의 오차로 일치한다는 것을 알 수 있다.
(샘플 2)
다음에, 샘플 2에 대하여, 도 4에 MIR 및 FIR 반사 스펙트럼을, 도 5에 MEM 해석 스펙트럼을, 또한 도 6에 깊이 방향 SR 프로파일을 각각 도시하였다. 샘플 1의 경우와 동일하게 검토한 MEM 해석 결과와 SR 측정 결과를 표 2a 및 2b를 정리하여 도시하였다. 이들 결과에서, MEM 해석 결과와 SR 결과가 잘 일치하고, 샘플 1의 경우 와 마찬가지로 원적외 영역의 반사 스펙트럼에서 2층 에피 웨이퍼의 각 에피막 두께를 구할 수 있다는 것을 알 수 있다. 샘플 2에서도, SR 프로파일에서의 결과에 대하여 재현성을 검토하였지만, 표 2a 및 2b에 도시하는 바와 같이 3㎛ 정도의 오차로 거의 일치한다고 할 수 있는 것이었다. 또한, 표 2a 및 2b중, 층을 나타내는 란에서 1+2는 1층과 2층의 합을 나타내며, p/n은 pn 접합을 의미한다. 또한, 표 3a 및 3b에서도 동일하다.
(샘플 3)
제1층의 비저항이 샘플 1 및 2와 비교해서 높은 90mΩcm인 샘플 3에 대하여, 도 7에 MIR 및 FIR 반사 스펙트럼을, 도 8 및 도 9에 MEM 해석 스펙트럼을, 또한 도 10에 깊이 방향 SR 프로파일을 각각 도시하였다. 샘플 1의 경우와 동일하게 검토한 MEM 해석 결과와 SR 측정 결과를 표 2a 및 2b에 정리하여 도시하였다. 이들 결과에서 샘플 3의 경우는 샘플 1이나 샘플 2와는 달리, 105cm-1까지의 원적외 반사 측정을 행하여도, 제2층/제1층 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광의 간섭 줄무늬에 대응하는 해석 피크가 관측되지 않아, 30cm-1정도까지 또한 장파장쪽까지 측정 파수 영역을 연장함으로써, 제2층/제1층 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광의 간섭 줄무늬에 대응하는 작은 해석 피크가 관측되었다. 반사 스펙트럼에 있어서도 샘플 1이나 샘플 2의 경우에는 100cm-1이상으로 제1층/기판 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광의 간섭 줄무늬와 제2층/제1층 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광의 간섭 줄무늬의 비트의 절(노드)이 나타나는 데 대하여, 샘플 3에서는 이 비트의 절은 100cm-1이하의 영역에 저파수 이동하고 있음을 알 수 있다.
샘플번호 에피막 특성목표치 에피막 두께의 종류 에피막 두께 측정치
반사측정-MEM 해석결과 SR 측정결과
MIR영역 1400~400cm-1 FIR영역680~105cm-1 MIR+FIR영역1400~105cm-1 MIR+FIR영역1400~30cm-1 제1회 제2회
1 제1층 목표 두께 (㎛) 5.0 제1층+제2층의 두께(i)(㎛) 119.3 121.5 121.6 - 121.6 122.0
제1층 목표 비저항(mΩ㎝) 30.0 제2층의 두께(ii)(㎛) - 114.0 114.0 - 112.0~117.1 113.0~118.0
제2층 목표 두께 (㎛) 115.0 제1층의 두께(i)-(ii)(㎛) - 7.5 7.6 - 4.5~9.6 4.0~9.0
제2층 목표 비저항(Ω㎝) 150.0 p/n 접합의 깊이 - - 120.0
2 제1층 목표 두께 (㎛) 10.0 제1층+제2층의 두께(i)(㎛) 78.7 80.4 81.0 - 82.7 80.0
제1층 목표 비저항(mΩ㎝) 30.0 제2층의 두께(ii)(㎛) 68.1 69.2 69.3 - 68.7~74.7 65.7~71.0
제2층 목표 두께 (㎛) 70.0 제1층의 두께(i)-(ii)(㎛) 10.6 11.2 11.7 - 8.0~14.6 9.0~14.3
제2층 목표 비저항(Ω㎝) 150.0 p/n 접합의 깊이 - 78.0
3 제1층 목표 두께 (㎛) 20.0 제1층+제2층의 두께(i)(㎛) 82.2 82.9 83.8 83.2 - 83.4
제1층 목표 비저항(mΩ㎝) 90.0 제2층의 두께(ii)(㎛) - - - 61.1 - 56.8~63.0
제2층 목표 두께 (㎛) 60.0 제1층의 두께(i)-(ii)(㎛) - - - 22.1 - 20.4~26.6
제2층 목표 비저항(Ω㎝) 40.0 p/n 접합의 깊이 - - 81.1
샘플번호 에피막 특성목표치 에피막 두께의 종류 에피막 두께 측정치
반사측정-MEM 해석결과 SR 측정결과
MIR영역 1400~400cm-1 FIR영역680~105cm-1 MIR+FIR영역1400~105cm-1 MIR+FIR영역1400~30cm-1 제1회 제2회
4 제1층 목표 두께 (㎛) 10.0 제1층+제2층의 두께(i)(㎛) 81.4 81.9 81.7 81.1 - 82.0
제1층 목표 비저항(mΩ㎝) 100.0 제2층의 두께(ii)(㎛) - - - - - 63.3~73.0
제2층 목표 두께 (㎛) 70.0 제1층의 두께(i)-(ii)(㎛) - - - - - 9.0~18.7
제2층 목표 비저항(Ω㎝) 150.0 p/n 접합의 깊이 - - 80.0
샘플번호 에피막 특성목표치 에피막 두께의 종류 에피막 두께 측정치
반사측정-MEM 해석결과 SR 측정결과
MIR영역 1400~400cm-1 FIR영역680~105cm-1 MIR+FIR영역1400~105cm-1 MIR+FIR영역1400~30cm-1
5 제1층 목표 두께 (㎛) 3.0 제1층+제2층의 두께(i)(㎛) 138.7 141.2 141.0 - 143.7
제1층 목표 비저항(mΩ㎝) 32.9 제2층의 두께(ii)(㎛) - 136.8 136.4 - 135.5~140.8
제2층 목표 두께 (㎛) 136.4 제1층의 두께(i)-(ii)(㎛) - 4.4 4.6 - 2.9~8.2
제2층 목표 비저항(Ω㎝) 78.0 p/n 접합의 깊이 - 142.1
샘플번호 에피막특성목표치 에피막 두께의종류 에피막 두께 측정치
반사측정-MEM 해석결과 SR 측정결과
MIR영역 1400~400cm-1 FIR영역680~105cm-1 MIR+FIR영역1400~105cm-1 MIR+FIR영역1400~30cm-1
6 제1층 목표 두께 (㎛) 5.0 제1층+제2층의 두께(i)(㎛) 107.7 107.3 106.0 - 110.0
제1층 목표 비저항(mΩ㎝) 32.9 제2층의 두께(ii)(㎛) 105.2 100.5 100.3 - 99.7~105.6
제2층 목표 두께 (㎛) 101.1 제1층의 두께(i)-(ii)(㎛) 2.5 6.8 5.7 - 4.4~10.3
제2층 목표 비저항(Ω㎝) 77.0 p/n 접합의 깊이 - 108.0
7 제1층 목표 두께 (㎛) 10.0 제1층+제2층의 두께(i)(㎛) 109.0 111.8 111.9 - 113.7
제1층 목표 비저항(mΩ㎝) 26.9 제2층의 두께(ii)(㎛) 100.7 99.6 98.8 - 99.4~104.9
제2층 목표 두께 (㎛) 100.1 제1층의 두께(i)-(ii)(㎛) 8.3 12.2 13.1 - 8.8~14.3
제2층 목표 비저항(Ω㎝) 69.0 p/n 접합의 깊이 - 112.2
8 제1층 목표 두께 (㎛) 20.0 제1층+제2층의 두께(i)(㎛) 119.6 120.0 118.5 - 119.3
제1층 목표 비저항(mΩ㎝) 27.9 제2층의 두께(ii)(㎛) 100.1 99.8 99.1 - 94.5~100.0
제2층 목표 두께 (㎛) 98.4 제1층의 두께(i)-(ii)(㎛) 19.5 20.2 19.4 - 19.3~24.8
제2층 목표 비저항(Ω㎝) 69.0 p/n 접합의 깊이 - 117.3
(샘플 4∼8)
더욱이, 표 1에 도시한 상기 3종류의 샘플 이외의 샘플 4∼8에 대하여, 동일하게 하여 행한 적외(赤外)의 반사 측정에 의한 반사 스펙트럼의 MEM법 해석에 근거하는 2층 에피 웨이퍼의 에피막 두께 측정치와 SR측정에 의한 에피막 두께치를 샘플 4는 표 2a 및 2b에, 샘플 5∼8은 표 3a 및 3b에 나타내었다.
이들 샘플 1∼8의 결과에서, 제1층의 저항이 30mΩcm 정도인 경우에는, 105cm-1까지의 원적외 반사 측정에 의해 제1층 에피막 두께 및 제1층+제2층의 전 에피막 두께를 비파괴적으로, 또한, 비접촉으로 구할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 제1층의 저항이 90∼100mΩcm 정도까지 캐리어 농도가 엷어지면, 상기한 대로 105cm-1까지의 원적외 반사 측정을 행하여도 제1층의 에피막 두께를 구할 수 없음을 알 수 있다. 이러한 경우, 30cm-1정도까지 또한 장파장측까지 측정 영역을 확장함으로써, 제1층의 저항이 90mΩcm 정도이면, 약소하지만 MEM 해석 피크를 얻을 수 있기 때문에, 제1층의 에피막 두께를 측정할 수 있다. 그러나, 샘플 4의 약 100mΩcm에서는 예컨대, 도 11에 반사 스펙트럼을 도시한 바와 같이, 30cm-1까지 측정하여도, 상기한 바와 같은 비트의 명확한 절이 관측되지 않아, 제2층/제1층 계면에서의 반사에 대응하는 MEM 해석 피크가 검출되지 않는다. 이것은 제1층의 캐리어 농도가 현저히 낮아지면 제1층의 반사 능력이 저하하고, 보다 저파수가 아니면 제2층/제1층 계면에서 충분히 반사가 일어나지 않기 때문이라고 생각된다.
〈제2 실시예〉
제1 실시예와 동일하게 하여, 종래의 에피텍샬법에 의해, 비저항 10∼20mΩcm의 실리콘 단결정 기판상에, 각각 표 4에 나타낸 막 두께(Tvg)와 비저항(p)을 목표로서 4종류(샘플 9∼12)의 2층 구조의 에피 웨이퍼(n-/n+/pH 구조이고, 도우펀트: P-/p+/B++)를 제작하였다. 이들 웨이퍼는 모두 제1층의 비저항이 50mΩcm 정도인 것이다. 얻어진 각 에피 웨이퍼에 대하여, 479∼50cm-1의 원적외 영역에서의 반사 스펙트럼을 광원 SiC, 빔 분할기 Mylar(두께 6㎛), 검출기 DTGS(PE 개구판)를 이용하여 측정하였다. 도 12 내지 도 15에, 상기 4종류 샘플의 2층 에피 웨이퍼의 원적외 반사 스펙트럼(a)과 그 MEM 해석 스펙트럼(b)을 도시하였다. 또한, 측정한 반사 스펙트럼의 주파수 해석을 MEM법을 이용하여 행하고, 에피막 두께(d:㎛)를 상기 수학식 1에 따라서 구하여, 각각의 MEM 해석 스펙트럼을 도면 및 표 4에 나타내었다.
표 4에서, 측정치 ①은 제1층/기판 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광의 간섭 줄무늬에 대응하는 MEM 해석 피크로부터 수학식 1에 따라서 구한 제1층+제2층의 합계 두께에서, 제2층/제1층 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광의 간섭 줄무늬에 대응하는 MEM 피크로부터 수학식 1에 따라서 구한 제2층의 두께를 빼서 구한 제1층의 두께이다. 또한, 측정치 ②는 제1층/기판 계면에서의 반사광과 제2층/제1층 계면에서의 반사광의 간섭 줄무늬에 대응하는 MEM 피크로부터 수학식 1에 따라서 구한 제1층의 두께이다. 이 해석 결과에서 명백하듯이, 어떤 샘플에 대해서도 제2층/제1층 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광의 간섭 줄무늬에 대응하는 MEM 해석과 제1층/기판 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광의 간섭 줄무늬에 대응하는 피크가 명확하게 관측되어, 각 에피막 두께를 구할 수 있음을 알 수 있다. 더욱이, 샘플 11을 제외하고, 제1층/기판 계면에서의 반사광과 제2층/제1층 계면에서의 반사광의 간섭 줄무늬에 대응한다고 생각되는 MEM 해석 피크가 관측되어, 이 피크로부터 수학식 1에 따라서 제1층의 두께를 직접 구한 측정치 ②는 측정치 ①과 상당히 잘 일치한다. 이것에서, 제1층/기판 계면에서의 반사광과 제2층/제1층 계면에서의 반사광의 간섭 줄무늬에 대응하는 MEM 해석 피크로부터도 제1층의 두께를 직접 구할 수 있음을 알 수 있다. 샘플 11에서, 제1층에 대응하는 명확한 MEM 해석 피크가 도출되지 않는 이유는 현시점에서 분명하지 않다.
제1층 제2층
ρ(mΩ㎝) Tvg(㎛) Tvg(㎛)
목표치 측정치① 측정치② 목표치 측정치
샘플번호 9 47.4 14.7 16.5 17.6 117.0 117.5
10 47.9 14.7 17.6 16.5 112.7 117.5
11 48.2 10.4 8.2 - 104.4 108.4
12 48.2 10.4 8.8 8.2 104.7 108.2
상기 실시예에서 명백하듯이, 통상의 2층 구조 에피 웨이퍼이면, 적어도 500cm-1이하의 원적외 영역의 반사 스펙트럼에 대하여, MEM법으로 해석함으로써, 제2층/제1층 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광의 간섭 줄무늬와, 제1층/기판 계면에서의 반사광과 웨이퍼 표면에서의 반사광의 간섭 줄무늬에 대응하는 해석 피크가 샤프하고 명확하게 얻어지기 때문에, 실리콘 단결정 기판상의 각 에피막 두께를 구할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 제1층/기판 계면에서의 반사광과 제2층/제1층 계면에서의 반사광의 간섭 줄무늬에 대응하는 MEM 해석 피크로부터도 제1층의 두께를 직접 구할 수 있음을 알 수 있다.
본 발명은 실리콘 단결정 기판상에 에피텍샬 막 성장으로 전기적 특성이 다른 적어도 2층의 에피막이 형성되는 다층 에피텍샬 웨이퍼에 대하여, 원적외 영역을 중심으로 하는 반사 스펙트럼을 측정하여, 그 반사 스펙트럼을 MEM법으로 주파수 해석함으로써, 각각의 에피막 두께를 구할 수 있다. 따라서, 디바이스 특성의 영향이 큰 다층 에피 웨이퍼의 기판상의 에피막 두께를 비파괴적, 비접촉으로, 또한, 효율적으로 구할 수 있어, 에피 웨이퍼의 제조 공정에 있어서 에피막 두께의 제어를 효율적으로 행할 수 있다.

Claims (3)

  1. (1) 다른 전기적 특성을 갖는 적어도 2층의 에피막이 형성되어 이루어지는 다층 에피텍샬 웨이퍼를 적어도 500cm-1이하의 원적외(遠赤外) 영역의 적외선을 이용하여 반사율 스펙트럼을 측정하는 원적외 반사율 측정 공정과,
    (2) 원적외 반사율 측정 공정에서 얻은 반사 스펙트럼을 최대 엔트로피법으로 주파수 해석하는 해석 공정과,
    (3) 해석 공정에서 얻은 해석 스펙트럼에 근거하여 각 층의 에피막 두께를 구하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 다층 에피텍샬 웨이퍼의 에피막 두께의 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다층 에피텍샬 웨이퍼는 붕소가 혼입된 비저항 25mΩcm 이하인 기판과, 인이 혼입된 비저항 90∼30mΩcm이고 두께가 5∼25㎛인 제1 에피텍샬층과, 인이 혼입된 비저항 10Ωcm 이상이고 두께가 40∼130㎛인 제2 에피텍샬층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 에피텍샬 웨이퍼의 에피막 두께의 측정 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 다층 에피텍샬 웨이퍼는 안티몬이 혼입된 비저항 20mΩcm이하인 기판과, 붕소가 혼입된 비저항 100∼50mΩcm이고 두께가 5∼25㎛인 제1 에피텍샬층과, 붕소가 혼입된 비저항 10Ωcm 이상이고 두께가 30∼100㎛인 제2 에피텍샬층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 에피텍샬 웨이퍼의 에피막 두께의 측정 방법.
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