JPS6197834A - スパツタリング層変化検出方法 - Google Patents
スパツタリング層変化検出方法Info
- Publication number
- JPS6197834A JPS6197834A JP59219933A JP21993384A JPS6197834A JP S6197834 A JPS6197834 A JP S6197834A JP 59219933 A JP59219933 A JP 59219933A JP 21993384 A JP21993384 A JP 21993384A JP S6197834 A JPS6197834 A JP S6197834A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ions
- layer
- sputtering
- ion
- detected
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
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】
（イ）産業上の利用分野
本発明はスパッタリング層が変化したことを検出するた
めのスパッタリング層変化検出方法に関する。
めのスパッタリング層変化検出方法に関する。
（ロ）従来の技術
イオンマイクロアナライザは例えば「表面分析」講談社
１９７７年宅行編者１染野檀、安盛岩雄にもあるよう忙
プローグイオンたとえば酸素イオンをＳｉ半導体基板等
の測定サンプμに照射し、サンプ／Ｖをスパッタすると
ともにスパッタされたイオンを質量分析器に通し、所望
の不縄物イオン′ｔ−選別し、そのイオンの量を測定す
るものである。
１９７７年宅行編者１染野檀、安盛岩雄にもあるよう忙
プローグイオンたとえば酸素イオンをＳｉ半導体基板等
の測定サンプμに照射し、サンプ／Ｖをスパッタすると
ともにスパッタされたイオンを質量分析器に通し、所望
の不縄物イオン′ｔ−選別し、そのイオンの量を測定す
るものである。
こうしたマイクロアナライザーをＳｉ等の半導窓すると
ともに、スパッタされた部分の深さを計っ九後、時間を
深さに換算して深さ方向忙対する不純物の量を知る。
ともに、スパッタされた部分の深さを計っ九後、時間を
深さに換算して深さ方向忙対する不純物の量を知る。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
ところで、以上のような測定方法のため、測定サンプ／
Ｌ’は、不純物分布、組成も均一で々ければ々らない。
Ｌ’は、不純物分布、組成も均一で々ければ々らない。
しかし、通常の半導体、峙ＫＳｉ基板の場合忙は、Ｓｉ
基基板母面酸化膜５ｉ０２が成長している場合がほとん
どである。そのため、イオンマイクロアナライザーを用
いて、Ｓｉ中の不純物分布を測定する場合は、表面のＳ
ｉ０２層を取り除かなければならない。しかし、正確
にＳ ＋ ０２ ＆Ｊのみを取り除くことは困難であり
、その分だけ測定結果に誤差が含まれることＫなる。又
５ｉ０２層を取り除く工程もめんどうなものである。さ
ら忙Ｓ ｉ０２以外の層が成長している場合Ｋｌ−ｊ、
ナベての場合（ついてはさら（困ｉＫなる。
基基板母面酸化膜５ｉ０２が成長している場合がほとん
どである。そのため、イオンマイクロアナライザーを用
いて、Ｓｉ中の不純物分布を測定する場合は、表面のＳ
ｉ０２層を取り除かなければならない。しかし、正確
にＳ ＋ ０２ ＆Ｊのみを取り除くことは困難であり
、その分だけ測定結果に誤差が含まれることＫなる。又
５ｉ０２層を取り除く工程もめんどうなものである。さ
ら忙Ｓ ｉ０２以外の層が成長している場合Ｋｌ−ｊ、
ナベての場合（ついてはさら（困ｉＫなる。
に）問題点を解決するための手段
本発明では複数層を積層して成る基体にイオンビームを
照射してこの基体表面からスパッタリングするに際し、
照射イオンの内スパッタリング面から反射される反射イ
オン量の変化を検出してスパッタリング層が変化したこ
と全検出している。
照射してこの基体表面からスパッタリングするに際し、
照射イオンの内スパッタリング面から反射される反射イ
オン量の変化を検出してスパッタリング層が変化したこ
と全検出している。
（句作用
このように１照射イオン内スパッタリング面から反射さ
れるイオンの量の変化を検出してスパッタリング１が変
化したことを検出しているので、絶縁膜が形成された半
導体基板にスパッタリングを施して半導体層の深さ方向
の不純物濃度を測定するとき、スパッタリング面が絶縁
膜から半導体層へ変化したことが検出され、半導体層部
分くおける不純物濃度分布が正確に測定される。
れるイオンの量の変化を検出してスパッタリング１が変
化したことを検出しているので、絶縁膜が形成された半
導体基板にスパッタリングを施して半導体層の深さ方向
の不純物濃度を測定するとき、スパッタリング面が絶縁
膜から半導体層へ変化したことが検出され、半導体層部
分くおける不純物濃度分布が正確に測定される。
（へ）実施例
以下図面に基いて本発明を説明する。第１図は本発明方
法を用いたマイクロアナライザを示し、＋Ｉｌｄイオン
ソース、（２）はこのイオンソース（１１より生成され
たイオン例えばＯを加速する加速管、（３）はマグネッ
トより成るイオン選別器であり・特定のエネルギーのイ
オンを選別する。（４）は上記イオン選別器（３）から
のイオンのイオン照射を受けるサンプ〜を示し、上記イ
オン忙よりその表面がスパッタリングされる。（６）は
質量分析器であって１上記スパツタリングによるサンプ
、Ａ／１４１から飛び出してくる不純物イオンの数を計
数する。（６）は上記照射イオンの内サンプ〃面から反
射されたものを検出する表面障壁型の半導体検出器、（
７）はこの半導体検出器（６）に結ばれたプリアンプ、
（８）はこのプリアンプ（７）Ｋ結ばれたメイシアンｆ
、ｔ９１けこのメインアンプ（８）忙接続され上記半導
体検出器（７）で検出ふ ネμアナライザ、（ｌｏｌは上記メインアンプ（８）に
結ばれ、上記半導体検出器（７）で検出されたイオンの
内所望のエネルギー帯域のイオンを計数するシングμチ
ャンネ〃アナライザーである。
法を用いたマイクロアナライザを示し、＋Ｉｌｄイオン
ソース、（２）はこのイオンソース（１１より生成され
たイオン例えばＯを加速する加速管、（３）はマグネッ
トより成るイオン選別器であり・特定のエネルギーのイ
オンを選別する。（４）は上記イオン選別器（３）から
のイオンのイオン照射を受けるサンプ〜を示し、上記イ
オン忙よりその表面がスパッタリングされる。（６）は
質量分析器であって１上記スパツタリングによるサンプ
、Ａ／１４１から飛び出してくる不純物イオンの数を計
数する。（６）は上記照射イオンの内サンプ〃面から反
射されたものを検出する表面障壁型の半導体検出器、（
７）はこの半導体検出器（６）に結ばれたプリアンプ、
（８）はこのプリアンプ（７）Ｋ結ばれたメイシアンｆ
、ｔ９１けこのメインアンプ（８）忙接続され上記半導
体検出器（７）で検出ふ ネμアナライザ、（ｌｏｌは上記メインアンプ（８）に
結ばれ、上記半導体検出器（７）で検出されたイオンの
内所望のエネルギー帯域のイオンを計数するシングμチ
ャンネ〃アナライザーである。
こ５したマイクロアナライザにおいて、Ｓ ｉ層（１１
）上ＫＳＩ０２層（１２＋が計けられた第２図の基板を
サンプμとして、この基板のＳｉ層（Ｉｌｌ Ｉｃ含ま
れる不純物例えばＢｎ＋の濃度分布を測定する方法を示
す。まずこの基板をマイクロアナライザに！定して、イ
オンソース（ｌ）、加速管（２）、イオン選別器（３）
の働きＫより、一定エネルギー、一定電流密度の照射イ
オン例えばｏ”ｔ−ｘ板表面の５ｉ０２層傾に照射する
。これＫより、５ｉ０２層０２）のスパッタリング面か
らＳｉｎ＋イオンとｏｎ＋イオンとＢｎ＋イオンが放出
される。ここで、□ｎ＋イオンはＳ ｉ０２ 層θ匈か
らスパッタされたものと、プローブイオンが反射された
ものとの２種類から成っている。
）上ＫＳＩ０２層（１２＋が計けられた第２図の基板を
サンプμとして、この基板のＳｉ層（Ｉｌｌ Ｉｃ含ま
れる不純物例えばＢｎ＋の濃度分布を測定する方法を示
す。まずこの基板をマイクロアナライザに！定して、イ
オンソース（ｌ）、加速管（２）、イオン選別器（３）
の働きＫより、一定エネルギー、一定電流密度の照射イ
オン例えばｏ”ｔ−ｘ板表面の５ｉ０２層傾に照射する
。これＫより、５ｉ０２層０２）のスパッタリング面か
らＳｉｎ＋イオンとｏｎ＋イオンとＢｎ＋イオンが放出
される。ここで、□ｎ＋イオンはＳ ｉ０２ 層θ匈か
らスパッタされたものと、プローブイオンが反射された
ものとの２種類から成っている。
これ等のイオンには上記半導体検出器
（６）で検出され、エネルギー分析器（９）で各エネル
ギーにおけるイオン分布が検出される。５ｉ０２ 層ｇ
２のスパッタリング時において検出されるイオンのエネ
ルギー帯布を第３図実線で示す。このエネルギースペク
トルは、２つの段差を持った形をしており、エネルギー
の高い方の部分は、入射Ｏ＋イオンがＳｉ原子から反射
されたものであり、低エネルギーの部分は、Ｓｉ原子よ
り質量の軽いＯ原子から反射された入射Ｏ＋イオンであ
る。さらに低エネルギー側の部分は、大部分スパッタさ
れたＳｉｎ＋、Ｏｎ＋、Ｂｎ＋イオンである。
ギーにおけるイオン分布が検出される。５ｉ０２ 層ｇ
２のスパッタリング時において検出されるイオンのエネ
ルギー帯布を第３図実線で示す。このエネルギースペク
トルは、２つの段差を持った形をしており、エネルギー
の高い方の部分は、入射Ｏ＋イオンがＳｉ原子から反射
されたものであり、低エネルギーの部分は、Ｓｉ原子よ
り質量の軽いＯ原子から反射された入射Ｏ＋イオンであ
る。さらに低エネルギー側の部分は、大部分スパッタさ
れたＳｉｎ＋、Ｏｎ＋、Ｂｎ＋イオンである。
これに対し、ｓｉｏ” 層θ乃がスパッタリングされた
後Ｓｉ層（１１）がスパッタリングされるようＫなると
、層内ＫＯ原子が無くなるため照射イオン０＋が層中の
０原子により反射されることが無くなり、その二ネ〃ギ
ースベクトＮはＭ３図点線で示すようになる。
後Ｓｉ層（１１）がスパッタリングされるようＫなると
、層内ＫＯ原子が無くなるため照射イオン０＋が層中の
０原子により反射されることが無くなり、その二ネ〃ギ
ースベクトＮはＭ３図点線で示すようになる。
従って、この層内に含まれる０原子の存在、非存在によ
り検出イオンの異なるエネルギー帯域例えば斜線部の帯
域をンングμチャンネμアナライザで設定すると、第４
図のようＫＳｉ０２層θ匂で検出されるイオンの計数率
とＳ ｉ 、Ｗ（ＩＩ）で検出されるイオンの計よ率に
大きな変化が出る。
り検出イオンの異なるエネルギー帯域例えば斜線部の帯
域をンングμチャンネμアナライザで設定すると、第４
図のようＫＳｉ０２層θ匂で検出されるイオンの計数率
とＳ ｉ 、Ｗ（ＩＩ）で検出されるイオンの計よ率に
大きな変化が出る。
このため、イオン照射時間に応じて質量分析器（５）で
例えば第５図に示すようなり＋の計数率の分布が碍られ
たとすると、上記クング〃チャンネμアナ２イザ（１０
Ｉでのイオンの計数率が変化した時間ｔｏ でスパッタ
リングをしている面が５ｉ０２層θ乃からＳｉ層（Ｕ）
に変化したものとするととくより、実際のＳｉ層（１１
）表面からの深さ方向への不純物Ｂ＋の濃度分布が正確
に測定される。
例えば第５図に示すようなり＋の計数率の分布が碍られ
たとすると、上記クング〃チャンネμアナ２イザ（１０
Ｉでのイオンの計数率が変化した時間ｔｏ でスパッタ
リングをしている面が５ｉ０２層θ乃からＳｉ層（Ｕ）
に変化したものとするととくより、実際のＳｉ層（１１
）表面からの深さ方向への不純物Ｂ＋の濃度分布が正確
に測定される。
一実験例として、照射イオンとして０＋を用いエネρギ
ー１００ｋｅｖｑ電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２で５ｉ０２
層（１乃をスパッタリングしたときシングμチャンネμ
アナライザ（ＩＩ）でのカウント率は５００力ウント／
分であったのに対し、同じ条件でＳＩ Ｗ（ｕｌのカウ
ント率は２００力ウント／分であ抄、コｈＫ ヨ’）
Ｓ ｉ ０２４’Ｊ’４トＳ Ｉ Ｊｉｌ（Ｉすが明確
に識別される。
ー１００ｋｅｖｑ電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２で５ｉ０２
層（１乃をスパッタリングしたときシングμチャンネμ
アナライザ（ＩＩ）でのカウント率は５００力ウント／
分であったのに対し、同じ条件でＳＩ Ｗ（ｕｌのカウ
ント率は２００力ウント／分であ抄、コｈＫ ヨ’）
Ｓ ｉ ０２４’Ｊ’４トＳ Ｉ Ｊｉｌ（Ｉすが明確
に識別される。
尚、本実施例においては、マイクロアナライザに適用し
たものについて述べたが、例えば、反応性スパッタエツ
チング等におけるエツチング層の変化を検出するのく用
いることも可能である。
たものについて述べたが、例えば、反応性スパッタエツ
チング等におけるエツチング層の変化を検出するのく用
いることも可能である。
（ト）発明の効果
以上述べた如く、本発明スパッタリング層変化検出方法
は照射イオンの内スパッタリング面から度射されるイオ
ンの量の変化を検出して・スパッタリングを施している
層が変化したことｔ検出しているので、絶縁膜が形成さ
れた半導体基板にスパッタリングを施して半導体層の深
さ方向の不純物濃度を測定する七き、スパッタリング面
が絶縁膜から半導体層へ変化したことが検出され半導体
層部分における不純物濃度分布が正確に測定される。従
って、半導体上の不純物領域の形成状惑が明確に確認出
来、半導体装置の創造状態が認識される。
は照射イオンの内スパッタリング面から度射されるイオ
ンの量の変化を検出して・スパッタリングを施している
層が変化したことｔ検出しているので、絶縁膜が形成さ
れた半導体基板にスパッタリングを施して半導体層の深
さ方向の不純物濃度を測定する七き、スパッタリング面
が絶縁膜から半導体層へ変化したことが検出され半導体
層部分における不純物濃度分布が正確に測定される。従
って、半導体上の不純物領域の形成状惑が明確に確認出
来、半導体装置の創造状態が認識される。
第１図は本発明スパッタリング層変化検出方法を用いた
イオンマイク四アナライザの模式図、第２図はＳｉ層上
ＫＳｉＯ！、１１を形成した基板の断面図、第３図はス
パッタリング時忙検出されるイオンの計数率のエネ〃ギ
ー分布図、第４図は第３図の斜線部のエネμギー帯にお
ける検出イオンの計数率の時間特性図、第５図は質量分
析器で検出される不純物Ｂ＋イオンの計数率の時間特性
図である。 ｉｌ＋・・・イオンソース、（２）・・・加速管、（３
）・・・イオン遇・・・Ｓ １０２ ｌａ
イオンマイク四アナライザの模式図、第２図はＳｉ層上
ＫＳｉＯ！、１１を形成した基板の断面図、第３図はス
パッタリング時忙検出されるイオンの計数率のエネ〃ギ
ー分布図、第４図は第３図の斜線部のエネμギー帯にお
ける検出イオンの計数率の時間特性図、第５図は質量分
析器で検出される不純物Ｂ＋イオンの計数率の時間特性
図である。 ｉｌ＋・・・イオンソース、（２）・・・加速管、（３
）・・・イオン遇・・・Ｓ １０２ ｌａ
Claims (1)
- （１）複数層を積層して成る基体にイオンビームを照射
してこの基体表面からスパッタリングするに際し、照射
イオンの内スパッタリング面から反射される反射イオン
量の変化を検出してスパッタリング層が変化したことを
検出するスパッタリング層変化検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59219933A JPS6197834A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | スパツタリング層変化検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59219933A JPS6197834A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | スパツタリング層変化検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6197834A true JPS6197834A (ja) | 1986-05-16 |
Family
ID=16743293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59219933A Pending JPS6197834A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | スパツタリング層変化検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6197834A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4749436A (en) * | 1986-11-19 | 1988-06-07 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Equipment for thermal stabilization process of photoresist pattern on semiconductor wafer |
-
1984
- 1984-10-18 JP JP59219933A patent/JPS6197834A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4749436A (en) * | 1986-11-19 | 1988-06-07 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Equipment for thermal stabilization process of photoresist pattern on semiconductor wafer |
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