JPH063268A - シリコンウエハの格子間酸素又は置換型炭素濃度の赤 外吸収分光法 - Google Patents
シリコンウエハの格子間酸素又は置換型炭素濃度の赤 外吸収分光法Info
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- JPH063268A JPH063268A JP18745692A JP18745692A JPH063268A JP H063268 A JPH063268 A JP H063268A JP 18745692 A JP18745692 A JP 18745692A JP 18745692 A JP18745692 A JP 18745692A JP H063268 A JPH063268 A JP H063268A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 より正確に酸素濃度値を求めることができ
る、シリコンウエハの格子間酸素又は置換型炭素濃度の
赤外吸収分光法を提供することである。 【構成】 基準ウエハに対する測定ウエハの差吸光度ス
ペクトル上で酸素又は置換型炭素の局在振動吸収ピーク
近傍のベースラインにもとずいて吸収ピークのベースラ
インをスプライン補間する工程と、スプライン補間のベ
ースラインから酸素又は置換型炭素の局在振動吸収ピー
クまでのピーク高さを吸光度として平行偏光ブリュース
ター角入射赤外線分光法にしたがって酸素又は置換型炭
素の振動吸収係数を求める工程と、振動吸収係数を格子
間酸素濃度又は置換型炭素濃度に変換する工程を含む、
シリコンウエハの格子間酸素又は置換型炭素濃度の赤外
吸収分光法。
る、シリコンウエハの格子間酸素又は置換型炭素濃度の
赤外吸収分光法を提供することである。 【構成】 基準ウエハに対する測定ウエハの差吸光度ス
ペクトル上で酸素又は置換型炭素の局在振動吸収ピーク
近傍のベースラインにもとずいて吸収ピークのベースラ
インをスプライン補間する工程と、スプライン補間のベ
ースラインから酸素又は置換型炭素の局在振動吸収ピー
クまでのピーク高さを吸光度として平行偏光ブリュース
ター角入射赤外線分光法にしたがって酸素又は置換型炭
素の振動吸収係数を求める工程と、振動吸収係数を格子
間酸素濃度又は置換型炭素濃度に変換する工程を含む、
シリコンウエハの格子間酸素又は置換型炭素濃度の赤外
吸収分光法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウエハ、特に
ＣＺ法により製造されたシリコンウエハの格子間酸素又
は置換型炭素濃度の赤外吸収分光方法に関するものであ
る。
ＣＺ法により製造されたシリコンウエハの格子間酸素又
は置換型炭素濃度の赤外吸収分光方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリコンウエハの格子間酸素又は
置換型炭素濃度の赤外吸収分光法（以下の説明では便宜
上格子間酸素濃度を例にとる）としては、測定ウエハの
赤外光透過特性および基準ウエハ（酸素を含まないＦＺ
ウエハ）の赤外光透過特性を測定して測定ウエハの格子
間酸素濃度を求めることが提案されていた（特願平２−
２０４３１６号）。
置換型炭素濃度の赤外吸収分光法（以下の説明では便宜
上格子間酸素濃度を例にとる）としては、測定ウエハの
赤外光透過特性および基準ウエハ（酸素を含まないＦＺ
ウエハ）の赤外光透過特性を測定して測定ウエハの格子
間酸素濃度を求めることが提案されていた（特願平２−
２０４３１６号）。
【０００３】本発明者は、この種のシリコンウエハの格
子間酸素濃度測定方法として、測定ウエハの赤外光透過
特性及び基準ウエハの赤外光透過特性を測定してウエハ
の格子間酸素濃度を求めることを提案した。また、本発
明者は、さらに、測定ウエハと基準ウエハが互いに異な
る厚みを有するとき、測定ウエハの格子間酸素濃度を算
出するに当たって厚さ補正をすることを提案した（特願
平４−７５５６１号）。すなわち、本発明者は、入射平
行偏光強度を測定する第１工程と、基準ウエハに対し平
行偏光をブリュースター角で入射せしめることにより基
準ウエハの光透過特性を測定する第２工程と、測定ウエ
ハに対し平行偏光をブリュースター角で入射せしめるこ
とにより測定ウエハの光透過特性を測定する第３工程
と、第１工程によって測定された入射平行偏光強度と第
２工程によって測定された基準ウエハの光透過特性と第
３工程によって測定された測定ウエハの光透過特性とか
ら測定ウエハの格子間酸素濃度を算出する第４工程を含
むシリコンウエハ格子間酸素濃度測定方法を提案した。
子間酸素濃度測定方法として、測定ウエハの赤外光透過
特性及び基準ウエハの赤外光透過特性を測定してウエハ
の格子間酸素濃度を求めることを提案した。また、本発
明者は、さらに、測定ウエハと基準ウエハが互いに異な
る厚みを有するとき、測定ウエハの格子間酸素濃度を算
出するに当たって厚さ補正をすることを提案した（特願
平４−７５５６１号）。すなわち、本発明者は、入射平
行偏光強度を測定する第１工程と、基準ウエハに対し平
行偏光をブリュースター角で入射せしめることにより基
準ウエハの光透過特性を測定する第２工程と、測定ウエ
ハに対し平行偏光をブリュースター角で入射せしめるこ
とにより測定ウエハの光透過特性を測定する第３工程
と、第１工程によって測定された入射平行偏光強度と第
２工程によって測定された基準ウエハの光透過特性と第
３工程によって測定された測定ウエハの光透過特性とか
ら測定ウエハの格子間酸素濃度を算出する第４工程を含
むシリコンウエハ格子間酸素濃度測定方法を提案した。
【０００４】従来は、平行偏光ブリュースター角入射赤
外分光法により両面鏡面研磨ウエハや、片面鏡面研磨ウ
エハ、両面エッチングウエハ、機械研磨（ラップ）ウエ
ハ等の非両面鏡面研磨ウエハ中の酸素濃度を測定する場
合、基準ウエハに対する測定ウエハの差吸光度スペクト
ル上で酸素の局在振動吸収ピーク近傍のベースラインに
もとずいて吸収ピークのベースラインを直線補間し、そ
の直線補間のベースラインから酸素又は置換型炭素の局
在振動吸収ピークまでののピーク高さを吸光度として平
行偏光ブリュースター角入射赤外線分光法にしたがって
酸素の振動吸収係数を求め、その振動吸収係数を格子間
酸素濃度に変換する。
外分光法により両面鏡面研磨ウエハや、片面鏡面研磨ウ
エハ、両面エッチングウエハ、機械研磨（ラップ）ウエ
ハ等の非両面鏡面研磨ウエハ中の酸素濃度を測定する場
合、基準ウエハに対する測定ウエハの差吸光度スペクト
ル上で酸素の局在振動吸収ピーク近傍のベースラインに
もとずいて吸収ピークのベースラインを直線補間し、そ
の直線補間のベースラインから酸素又は置換型炭素の局
在振動吸収ピークまでののピーク高さを吸光度として平
行偏光ブリュースター角入射赤外線分光法にしたがって
酸素の振動吸収係数を求め、その振動吸収係数を格子間
酸素濃度に変換する。
【０００５】例えば、図１に示すように、基準ウエハに
対する測定ウエハの差吸光度スペクトル上で１１０６ｃ
ｍ-1付近の格子間酸素の局在振動による吸収ピークのベ
ースラインを直線補間により求めている。
対する測定ウエハの差吸光度スペクトル上で１１０６ｃ
ｍ-1付近の格子間酸素の局在振動による吸収ピークのベ
ースラインを直線補間により求めている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】平行偏光ブリュースタ
ー角入射赤外分光法によりとくに片面鏡面研磨ウエハ、
両面エッチングウエハ、機械研磨（ラップ）ウエハ等の
非両面鏡面研磨ウエハ中の酸素濃度を測定する時、直線
補間により求めると、ベースラインの湾曲が大きく、正
しくベースラインの補間ができず、正確な酸素濃度から
わずかにずれた酸素濃度値が求まる欠点がある。
ー角入射赤外分光法によりとくに片面鏡面研磨ウエハ、
両面エッチングウエハ、機械研磨（ラップ）ウエハ等の
非両面鏡面研磨ウエハ中の酸素濃度を測定する時、直線
補間により求めると、ベースラインの湾曲が大きく、正
しくベースラインの補間ができず、正確な酸素濃度から
わずかにずれた酸素濃度値が求まる欠点がある。
【０００７】この発明の目的は、このような欠点を解消
して、より正確に酸素濃度値を求めることができる、シ
リコンウエハの格子間酸素又は置換型炭素濃度の赤外吸
収分光法を提供することである。
して、より正確に酸素濃度値を求めることができる、シ
リコンウエハの格子間酸素又は置換型炭素濃度の赤外吸
収分光法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、基準ウエハ
に対する測定ウエハの差吸光度スペクトル上で酸素又は
置換型炭素の局在振動吸収ピーク近傍のベースラインに
もとずいて吸収ピークのベースラインをスプライン補間
する工程と、スプライン補間のベースラインから酸素又
は置換型炭素の局在振動吸収ピークまでのピーク高さを
吸光度として平行偏光ブリュースター角入射赤外線分光
法にしたがって酸素又は置換型炭素の振動吸収係数を求
める工程と、振動吸収係数を格子間酸素濃度又は置換型
炭素濃度に変換する工程を含む、シリコンウエハの格子
間酸素又は置換型炭素濃度の赤外吸収分光法を要旨とし
ている。
に対する測定ウエハの差吸光度スペクトル上で酸素又は
置換型炭素の局在振動吸収ピーク近傍のベースラインに
もとずいて吸収ピークのベースラインをスプライン補間
する工程と、スプライン補間のベースラインから酸素又
は置換型炭素の局在振動吸収ピークまでのピーク高さを
吸光度として平行偏光ブリュースター角入射赤外線分光
法にしたがって酸素又は置換型炭素の振動吸収係数を求
める工程と、振動吸収係数を格子間酸素濃度又は置換型
炭素濃度に変換する工程を含む、シリコンウエハの格子
間酸素又は置換型炭素濃度の赤外吸収分光法を要旨とし
ている。
【０００９】
【実施例】平行偏光ブリュースター角入射赤外分光法で
シリコンウエハの格子間酸素濃度を測定する場合、酸素
に関係する赤外吸収バンドつまり波数１１０６cm-1 バ
ンドの格子間酸素の局在振動ピーク近傍のベースライン
を用いる。ベースラインを推定する実際の手順の一例を
述べると、次のとおりである。
シリコンウエハの格子間酸素濃度を測定する場合、酸素
に関係する赤外吸収バンドつまり波数１１０６cm-1 バ
ンドの格子間酸素の局在振動ピーク近傍のベースライン
を用いる。ベースラインを推定する実際の手順の一例を
述べると、次のとおりである。
【００１０】まず測定ウエハと両面鏡面研磨された基準
ウエハとの差吸光度スペクトル上で１１０６ｃｍ-1バン
ドの近傍のベースラインに基いて１１０６ｃｍ-1バンド
がない場合（すなわち酸素がない場合）のベースライン
をスプライン補間する。
ウエハとの差吸光度スペクトル上で１１０６ｃｍ-1バン
ドの近傍のベースラインに基いて１１０６ｃｍ-1バンド
がない場合（すなわち酸素がない場合）のベースライン
をスプライン補間する。
【００１１】次にスプライン補間のベースラインから酸
素の局在振動吸収ピークまでのピーク高さを吸光度とし
て平行偏光ブリュースター角入射赤外線分光法に従って
酸素又は置換型炭素の振動吸収係数を求める。つまり、
測定ウエハと両面鏡面研磨された基準ウエハとの差吸光
度スペクトルからベースラインを差し引いて酸素の局在
振動に基づく吸光度のスペクトル（バンド）を求め、そ
こでのピーク高さを求め、これを吸光度Ａとして次の式
１に代入して振動吸収係数Ｖｅを求める。
素の局在振動吸収ピークまでのピーク高さを吸光度とし
て平行偏光ブリュースター角入射赤外線分光法に従って
酸素又は置換型炭素の振動吸収係数を求める。つまり、
測定ウエハと両面鏡面研磨された基準ウエハとの差吸光
度スペクトルからベースラインを差し引いて酸素の局在
振動に基づく吸光度のスペクトル（バンド）を求め、そ
こでのピーク高さを求め、これを吸光度Ａとして次の式
１に代入して振動吸収係数Ｖｅを求める。
【００１２】 Ａ＝Ｖｅ・ｄ／ｃｏｓＳｒ 式１ ここで、Ｖｅは酸素の局在振動（波数１１０６cm-1にお
ける）の振動吸収係数 ｄは測定ウエハの厚み Ｓｒは測定ウエハ内の屈折角（１６．３°） 最後に、振動吸収係数を格子間酸素濃度又は置換型炭素
濃度に変換する。すなわち、格子間酸素濃度［Ｏｉ］を
次の式２にしたがって求める。
ける）の振動吸収係数 ｄは測定ウエハの厚み Ｓｒは測定ウエハ内の屈折角（１６．３°） 最後に、振動吸収係数を格子間酸素濃度又は置換型炭素
濃度に変換する。すなわち、格子間酸素濃度［Ｏｉ］を
次の式２にしたがって求める。
【００１３】 ［Ｏｉ］＝Ｋ×Ｖｅ 式２ ここで、Ｋは換算係数。
【００１４】図示例 図１に示すように、基準ウエハに対する測定ウエハの差
吸光度スペクトル上で１１０６ｃｍ-1付近の格子間酸素
の局在振動による吸収ピークのベースラインをスプライ
ン補間により格子間酸素濃度又は置換型炭素濃度を求め
る。
吸光度スペクトル上で１１０６ｃｍ-1付近の格子間酸素
の局在振動による吸収ピークのベースラインをスプライ
ン補間により格子間酸素濃度又は置換型炭素濃度を求め
る。
【００１５】図２を参照して具体的に説明する。直径５
インチ、両方位（１００）のシリコンウエハ（表裏両面
を機械研磨（ラップ）したもの）について平行偏光ブリ
ュースター角入射法により測定ウエハと両面鏡面研磨の
基準ウエハとの差吸光度スペクトルを測定する。この差
吸光度スペクトル上で１１０６ｃｍ-1の酸素の局在振動
の吸収バンドの近傍の、矢印で示した３つの波数領域７
５０〜９６０ｃｍ-1，波数領域１１８０〜１１９０ｃｍ
-1及び波数領域１３００〜１４６０ｃｍ-1をベースライ
ンとして、１１０６ｃｍ-1の吸収がない場合（すなわち
酸素がない場合）のベースラインをスプライン補間す
る。
インチ、両方位（１００）のシリコンウエハ（表裏両面
を機械研磨（ラップ）したもの）について平行偏光ブリ
ュースター角入射法により測定ウエハと両面鏡面研磨の
基準ウエハとの差吸光度スペクトルを測定する。この差
吸光度スペクトル上で１１０６ｃｍ-1の酸素の局在振動
の吸収バンドの近傍の、矢印で示した３つの波数領域７
５０〜９６０ｃｍ-1，波数領域１１８０〜１１９０ｃｍ
-1及び波数領域１３００〜１４６０ｃｍ-1をベースライ
ンとして、１１０６ｃｍ-1の吸収がない場合（すなわち
酸素がない場合）のベースラインをスプライン補間す
る。
【００１６】スプライン補間のベースラインから酸素の
局在振動吸収ピークまでのピーク高さを吸光度として平
行偏光ブリュースター角入射赤外線分光法にしたがって
酸素の振動吸収係数を求める。つまり、補間したベース
ラインからのピーク高さに基いて格子間酸素濃度を求め
る。換算係数は３．１４×１０17atoms/cm2 である。
局在振動吸収ピークまでのピーク高さを吸光度として平
行偏光ブリュースター角入射赤外線分光法にしたがって
酸素の振動吸収係数を求める。つまり、補間したベース
ラインからのピーク高さに基いて格子間酸素濃度を求め
る。換算係数は３．１４×１０17atoms/cm2 である。
【００１７】このような測定方法によって実際にシリコ
ンウエハを測定した結果、基準ウエハと同じインゴット
中で同一領域からサンプリングした同一［Ｏｉ］の両面
鏡面研磨基準ウエハの［Ｏｉ］が１．０３×１０18atom
s/cm3 であるのに対し、測定ウエハについて測定した
［Ｏｉ］は１．０２×１０18atoms/cm3 になり、両者の
測定値はほとんど一致した。
ンウエハを測定した結果、基準ウエハと同じインゴット
中で同一領域からサンプリングした同一［Ｏｉ］の両面
鏡面研磨基準ウエハの［Ｏｉ］が１．０３×１０18atom
s/cm3 であるのに対し、測定ウエハについて測定した
［Ｏｉ］は１．０２×１０18atoms/cm3 になり、両者の
測定値はほとんど一致した。
【００１８】これに対し、直線補間では［Ｏｉ］は０．
９８３×１０18atoms/cm3 となり、スタンダードである
両面鏡面研磨ウエハの［Ｏｉ］と一致しない。
９８３×１０18atoms/cm3 となり、スタンダードである
両面鏡面研磨ウエハの［Ｏｉ］と一致しない。
【００１９】また、［Ｏｉ］が異なる同じような測定ウ
エハ（ラップ上がり３枚）について同様の手続きにした
がって［Ｏｉ］を求めた。その結果、表１のような結果
を得た。
エハ（ラップ上がり３枚）について同様の手続きにした
がって［Ｏｉ］を求めた。その結果、表１のような結果
を得た。
【００２０】 ［表１］ 両面鏡面研磨ウエハ 本発明（スプライン補間） 従来（直線補間） ０．２８０×１０18 ０．２９３×１０18 ０．２４５×１０18 １．９３９×１０18 ０．９４７×１０18 ０．８９３×１０18 ０．７３２×１０18 ０．７４６×１０18 ０．７０４×１０18 （単位 ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ） この表１の結果から本発明の有効性が確認できた。
【００２１】なお、本明細書でいうシリコンウエハは１
ｍｍ以下の厚みだけでなく１ｍｍ以上の厚みのものを含
む。
ｍｍ以下の厚みだけでなく１ｍｍ以上の厚みのものを含
む。
【００２２】変形例 本発明は、前述の実施例に限定されない。たとえば、本
発明は、測定ウエハ中の格子間酸素濃度と同様にして置
換型炭素濃度を測定する方法にも適用できる。その場
合、それぞれ、振動に起因した波数を１１０６cm-1の代
わりに６０７cm-1にし、変換係数Ｋを３．１４×１０17
個／cm2 の代わりに０．８１×１０17個／cm2 にする。
発明は、測定ウエハ中の格子間酸素濃度と同様にして置
換型炭素濃度を測定する方法にも適用できる。その場
合、それぞれ、振動に起因した波数を１１０６cm-1の代
わりに６０７cm-1にし、変換係数Ｋを３．１４×１０17
個／cm2 の代わりに０．８１×１０17個／cm2 にする。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、平行偏光ブリュースタ
ー角入射赤外分光法においてベースラインが大きく湾曲
する場合でも高精度に測定ウエハ中の格子間酸素濃度又
は置換型炭素濃度を測定できるようになった。もちろん
ベースラインの直線補間で十分な場合でも本発明を適用
することができる。
ー角入射赤外分光法においてベースラインが大きく湾曲
する場合でも高精度に測定ウエハ中の格子間酸素濃度又
は置換型炭素濃度を測定できるようになった。もちろん
ベースラインの直線補間で十分な場合でも本発明を適用
することができる。
【図１】両面鏡面研磨の基準ウエハに対する両面機械研
磨（ラップ）された測定ウエハの差吸光度スペクトルに
ついて従来方法の直線補間の例と本発明方法のスプライ
ン補間の例を示す説明図。
磨（ラップ）された測定ウエハの差吸光度スペクトルに
ついて従来方法の直線補間の例と本発明方法のスプライ
ン補間の例を示す説明図。
【図２】両面鏡面研磨の基準ウエハに対する両面機械研
磨（ラップ）された測定ウエハの差吸光度スペクトルに
ついて従来方法の直線補間の例と本発明方法のスプライ
ン補間の例を示すグラフ。吸光度はＴを透過率とすると
ｌｏｇ10Ｔ-1×１００で示してある。スプライン補間の
ベースラインは見易くするために、実際のものよりも大
きく曲げて誇張して示してある。 ◆
磨（ラップ）された測定ウエハの差吸光度スペクトルに
ついて従来方法の直線補間の例と本発明方法のスプライ
ン補間の例を示すグラフ。吸光度はＴを透過率とすると
ｌｏｇ10Ｔ-1×１００で示してある。スプライン補間の
ベースラインは見易くするために、実際のものよりも大
きく曲げて誇張して示してある。 ◆
Claims (1)
- 【請求項１】 次の諸工程を含む、シリコンウエハの格
子間酸素又は置換型炭素濃度の赤外吸収分光法。 （ａ）基準ウエハに対する測定ウエハの差吸光度スペク
トル上で酸素又は置換型炭素の局在振動吸収ピーク近傍
のベースラインにもとずいて吸収ピークのベースライン
をスプライン補間する工程と、 （ｂ）スプライン補間のベースラインから酸素又は置換
型炭素の局在振動吸収ピークまでのピーク高さを吸光度
として平行偏光ブリュースター角入射赤外線分光法にし
たがって酸素又は置換型炭素の振動吸収係数を求める工
程と、 （ｃ）振動吸収係数を格子間酸素濃度又は置換型炭素濃
度に変換する工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18745692A JPH063268A (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | シリコンウエハの格子間酸素又は置換型炭素濃度の赤 外吸収分光法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18745692A JPH063268A (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | シリコンウエハの格子間酸素又は置換型炭素濃度の赤 外吸収分光法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH063268A true JPH063268A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=16206398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18745692A Pending JPH063268A (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | シリコンウエハの格子間酸素又は置換型炭素濃度の赤 外吸収分光法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063268A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0682245A1 (fr) * | 1994-05-11 | 1995-11-15 | Secomam S.A. | Procédé et dispositif d'analyse de la composition d'un liquide à l'aide d'un spectrophotomètre à plages de détection multiples |
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| US11754497B2 (en) | 2018-12-17 | 2023-09-12 | Globalwafers Japan Co., Ltd. | Method for measuring extremely low oxygen concentration in silicon wafer |
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-
1992
- 1992-06-23 JP JP18745692A patent/JPH063268A/ja active Pending
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