JP2003037140A - Film thickness measuring instrument and method, and method for manufacturing film thickness reference wafer - Google Patents
Film thickness measuring instrument and method, and method for manufacturing film thickness reference waferInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体集積回路
において使用される極薄絶縁膜の膜厚測定装置、膜厚測
定方法および膜厚基準ウェーハの製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrathin insulating film thickness measuring device used in a semiconductor integrated circuit, a film thickness measuring method and a film thickness reference wafer manufacturing method.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体素子の微細化・高集積化が
急速に進み、それにともなってトランジスタのゲート絶
縁膜厚は5nm以下に薄膜化されてきている。ゲート絶
縁膜はトランジスタ性能・信頼性を決定する重要な膜で
あり、膜厚およびその均一性・再現性を適正に管理する
ことが必須である。以下に従来の膜厚測定器管理方法に
ついて説明する。2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor devices have been rapidly miniaturized and highly integrated, and accordingly, the gate insulating film thickness of transistors has been reduced to 5 nm or less. The gate insulating film is an important film that determines the transistor performance / reliability, and it is essential to properly manage the film thickness and its uniformity / reproducibility. The conventional method for controlling the film thickness measuring device will be described below.
【0003】図14において、1は半導体基板、2は半
導体基板の主面上に形成された絶縁膜である。絶縁膜膜
厚のインラインモニタリングには従来よりエリプソメー
タによる光学的膜厚測定法が用いられてきた。一般にエ
リプソメータの如き光学的な膜厚測定装置としては、レ
ーザ(ガスまたは半導体)の安定性や経時変化、光学ミ
ラーや、レンズ、位相補償板やディテクタなどの経時変
化や劣化などを補償するため、一般に基準ウェーハと呼
ばれる膜厚が既知、かつその材質および光学特性が既知
の薄膜を半導体、主としてシリコン基板上に形成したウ
ェーハにより校正が行われる。すなわち、光学特性およ
び膜厚が既知の基準ウェーハの膜厚を一定時間ごとに定
期的に測定し、その測定値が既知の基準ウェーハの膜厚
に対し、ある一定の範囲内であれば、膜厚測定装置によ
る測定結果は、ある一定の範囲の中で確かであるといえ
るのである。一般にこの作業は膜厚校正と呼ばれ、1日
に1回もしくは1週間に1回の頻度で行われる。In FIG. 14, 1 is a semiconductor substrate, and 2 is an insulating film formed on the main surface of the semiconductor substrate. An optical film thickness measuring method using an ellipsometer has been conventionally used for in-line monitoring of the insulating film thickness. Generally, as an optical film thickness measuring device such as an ellipsometer, in order to compensate for stability of the laser (gas or semiconductor) and aging, and for aging and deterioration of the optical mirror, lens, phase compensator, detector, etc., Calibration is performed by using a wafer, which is generally called a reference wafer, in which a thin film whose film thickness is known and whose material and optical characteristics are known is formed on a semiconductor, mainly a silicon substrate. That is, the film thickness of a reference wafer of known optical characteristics and film thickness is periodically measured at regular intervals, and if the measured value is within a certain fixed range with respect to the film thickness of a known reference wafer, the film It can be said that the measurement result by the thickness measuring device is certain within a certain range. Generally, this operation is called film thickness calibration and is performed once a day or once a week.
【0004】元来、エリプソメトリーによる膜厚測定は
第1原理に基づく測定方法であり、その光源となる波長
や強度、種々の光学部品の光学特性や位置が安定してお
れば基準となるウェーハは必要としない絶対測定の一つ
である。しかし、実際には光源の不安定性や、光学部品
の光学特性、位置精度は絶対的なものではないため、精
密な膜厚測定を必要とする場合には前記のごとく膜厚、
光学特性が既知の基準ウェーハによりその測定の確かさ
を確認するのが通常である。一般に、従来使用されてき
た100nm程度の膜厚測定であれば、その測定精度を
1%としても1nmの偏差が許容されることになる。こ
の1nmという偏差はエリプソメーターにとっては十分
達成可能な精度であり、この程度の膜厚の測定において
は特に光学系や光学部品に著しい支障がないかぎりこの
ような基準ウェーハを用いての膜厚校正は必要ない。Originally, film thickness measurement by ellipsometry is a measurement method based on the first principle, and it is a reference wafer if the wavelength and intensity of its light source and the optical characteristics and positions of various optical parts are stable. Is one of the absolute measurements that you do not need. However, in practice, the instability of the light source, the optical characteristics of the optical components, and the positional accuracy are not absolute, so when precise film thickness measurement is required,
It is usual to confirm the accuracy of the measurement with a reference wafer of known optical properties. Generally, in the case of the conventionally used film thickness measurement of about 100 nm, a deviation of 1 nm is allowed even if the measurement accuracy is 1%. This deviation of 1 nm is a sufficiently achievable accuracy for an ellipsometer, and when measuring a film thickness at this level, the film thickness calibration using such a reference wafer is performed unless there is a significant obstacle to the optical system or optical parts. Is not necessary.
【0005】しかし、装置の状態を把握するため膜厚1
00nm程度の基準ウェーハを用いて膜厚測定装置の精
度確認が行われているのが通常である。また近年では膜
厚10nm程度の極薄膜も測定することがあるため膜厚
10nm程度の膜厚基準ウェーハが用いられることもあ
るが、その場合、膜厚の確かさを補償する範囲としては
±0.3〜0.5nmが採用される。However, in order to grasp the state of the device, the film thickness 1
It is usual that the accuracy of the film thickness measuring device is confirmed using a reference wafer of about 00 nm. Further, in recent years, an ultrathin film having a film thickness of about 10 nm may be measured, and therefore a film thickness reference wafer having a film thickness of about 10 nm may be used. In that case, the range for compensating the reliability of the film thickness is ± 0. .3 to 0.5 nm is adopted.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
半導体デバイスとりわけMOSトランジスタの微細化に
よりゲート絶縁膜の膜厚は薄膜化し、膜厚として3〜1
nmといった極薄絶縁膜が利用されるようになってき
た。このような膜厚レンジのゲート絶縁膜に対してはそ
の膜厚の管理値としては±0.2〜0.1nmが要求さ
れる。すなわち、シリコン原子の原子ステップが0.3
14nmであるのに対しても管理すべき膜厚レンジは±
0.1nmと十分小さい。このような薄膜を精度よく測
定するためにエリプソメータでは光源であるレーザに安
定性を高めるとともに、光学部品の環境制御(湿度、温
度)を行いその測定精度を繰り返し精度で±0.000
3nm程度まで高めている。従って、その精度は管理を
しようとする膜厚精度に比べ数十分の1であり測定装置
としての安定性や精度には問題はない。However, due to the recent miniaturization of semiconductor devices, especially MOS transistors, the gate insulating film has been thinned to a thickness of 3 to 1
Ultra-thin insulating films having a thickness of nm have come to be used. For the gate insulating film having such a film thickness range, the control value of the film thickness is required to be ± 0.2 to 0.1 nm. That is, the atomic step of the silicon atom is 0.3.
Even though it is 14 nm, the film thickness range to be controlled is ±
It is as small as 0.1 nm. In order to measure such a thin film with high accuracy, the ellipsometer enhances the stability of the laser that is the light source, and controls the environment of the optical parts (humidity, temperature), and repeats the measurement accuracy within ± 0.000.
It is raised to about 3 nm. Therefore, its accuracy is several tens of minutes compared with the film thickness accuracy to be controlled, and there is no problem in stability and accuracy as a measuring device.
【0007】しかしながら、絶対測定ということを考え
ると繰り返し精度は十分あるものの、その測定が絶対値
測定であるかどうかというと疑問である。従って、膜厚
3〜1nmの膜厚測定には既知の膜厚、光学特性を持っ
た基準ウェーハによる膜厚校正が必須であることはいう
までもない。しかしながら膜厚基準ウェーハにおいてか
くのごとく薄膜に対しては従来では無視できた問題が無
視できなくなってきた。However, considering the absolute measurement, although the repeatability is sufficient, it is doubtful whether or not the measurement is an absolute value measurement. Therefore, it goes without saying that film thickness calibration with a reference wafer having known film thickness and optical characteristics is essential for film thickness measurement of film thickness 3 to 1 nm. However, in the case of film thickness standard wafers, the problems that could be ignored in the past for thin films cannot be ignored.
【0008】5nm以下の絶縁膜を形成しエリプソメー
タで測定すると、時間とともに膜厚が増加する現象が確
認される。これは極めて安定した測定系をもつ光学式膜
厚測定装置にしてはじめて観察可能なものであって、従
来の±0.3nm程度の精度をもつ膜厚測定装置におい
てはその現象を観察するのは難しくこの現象は一般的な
観察とはいえない。これは、絶縁膜の表面に時間の経過
とともに大気中の物質、とりわけ有機物を中心とした物
質が付着するなどして、それまで絶縁膜単膜であったも
のが有機物層+絶縁膜の2層膜になったため、光学的性
質が変化し、光学的膜厚増加として観察されるためと考
えられる。5nmより厚い膜厚であればこのような膜厚
の増加は全体の膜厚に比べて十分小さいものであったた
め、膜厚測定上大きな問題ではなかった。しかし全体の
膜厚が5nm以下になると膜厚増加分が無視できなくな
ってくる。したがって、極薄絶縁膜の膜厚を再現性よく
測定するためには上記膜厚増加現象を克服しなければな
らないという問題点があった。When an insulating film having a thickness of 5 nm or less is formed and measured by an ellipsometer, it is confirmed that the film thickness increases with time. This can be observed for the first time with an optical film thickness measuring device having an extremely stable measuring system. In a conventional film thickness measuring device with an accuracy of about ± 0.3 nm, the phenomenon is observed. Difficult to say, this phenomenon is not a general observation. This is due to the fact that substances in the atmosphere, especially those mainly organic substances, adhere to the surface of the insulating film over time. It is considered that since the film became a film, its optical properties changed and it was observed as an increase in optical film thickness. If the film thickness is thicker than 5 nm, such an increase in the film thickness is sufficiently smaller than the total film thickness, so that it is not a big problem in film thickness measurement. However, when the total film thickness becomes 5 nm or less, the increased film thickness cannot be ignored. Therefore, in order to measure the thickness of the ultrathin insulating film with good reproducibility, there is a problem that the phenomenon of increasing the thickness must be overcome.
【0009】ここでまず考えられるのが洗浄により絶縁
膜表面の付着物を除去することである。一般に半導体ウ
ェーハの洗浄に使用されるのは公知のRCA洗浄などに
よる洗浄である。RCA洗浄は硫酸、過酸化水素水洗浄
後、アンモニア、過酸化水素水洗浄、希ふっ酸エッチン
グ、そして塩酸、過酸化水素水洗浄の組み合わせから構
成される。このとき、アンモニア、過酸化水素水、水の
混合比は1:1:5、またその温度は80℃程度であ
る。このような洗浄においては、そもそもその目的はパ
ーティクルや、有機物、重金属の除去を目的としている
がその達成のために下地の被洗浄物をエッチングするこ
とによりその目的を達成するものである。Here, the first conceivable idea is to remove the deposits on the surface of the insulating film by cleaning. Generally, cleaning such as known RCA cleaning is used for cleaning semiconductor wafers. The RCA cleaning is composed of a combination of cleaning with sulfuric acid and hydrogen peroxide, then cleaning with ammonia, hydrogen peroxide, dilute hydrofluoric acid etching, and cleaning with hydrochloric acid and hydrogen peroxide. At this time, the mixing ratio of ammonia, hydrogen peroxide solution, and water is 1: 1: 5, and the temperature is about 80 ° C. In such cleaning, the purpose is to remove particles, organic substances, and heavy metals in the first place, but in order to achieve the purpose, the purpose is achieved by etching the underlying object to be cleaned.
【0010】RCA洗浄の変形として一般に用いられる
アンモニア、過酸化水素水、水(以下APM洗浄と呼
ぶ)洗浄においてはたとえば混合比1:1:5、80℃
においては、この洗浄を極薄絶縁膜膜厚基準ウェーハに
使用した場合、仮に基準ウェーハを二酸化シリコン膜、
膜厚3nmとすれば、前記APM洗浄では10分間の洗
浄後には膜厚は1.2nmまで減少する。これはAPM
洗浄の二酸化シリコン膜のエッチングレートが0.18
nm/minであるためである。従って、この場合、膜
厚の管理範囲がたとえば3.0±0.1nmに対し、A
PM洗浄を行えば表面の付着有機物は除去できるかもし
れないが、同時に絶縁膜自身もエッチングをしてしまい
もはや膜厚基準としては役にたたなくなってしまう。す
なわち、表面の付着物を除去しつつ膜厚3nm以下の絶
縁膜の膜厚を変化させないためには単に汚れたら洗浄す
るという発想ではもはや対応できるものではない。この
ため、現状、膜厚5nm以下でトレーサブルな膜厚基準
ウェーハというものは市場には流通していない。成膜後
の膜厚の増加を防止できない上、その増加量を把握でき
ないためである。In the cleaning of ammonia, hydrogen peroxide and water (hereinafter referred to as APM cleaning) generally used as a modification of RCA cleaning, for example, the mixing ratio is 1: 1: 5 and 80 ° C.
In the case of using this cleaning for the ultra-thin insulating film thickness reference wafer, if the reference wafer is a silicon dioxide film,
If the film thickness is 3 nm, the APM cleaning reduces the film thickness to 1.2 nm after 10 minutes of cleaning. This is APM
The etching rate of the cleaning silicon dioxide film is 0.18
This is because it is nm / min. Therefore, in this case, when the control range of the film thickness is 3.0 ± 0.1 nm,
If PM cleaning is performed, it may be possible to remove the adhered organic substances on the surface, but at the same time, the insulating film itself is also etched, and is no longer useful as a film thickness standard. In other words, in order to remove the deposits on the surface and not change the film thickness of the insulating film having a film thickness of 3 nm or less, the idea of simply cleaning when the film becomes dirty cannot be dealt with anymore. Therefore, at present, a traceable film thickness standard wafer having a film thickness of 5 nm or less is not in the market. This is because it is not possible to prevent an increase in film thickness after film formation, and it is not possible to grasp the amount of increase.
【0011】したがって、この発明の目的は、上記従来
の問題点を解決するもので、極薄絶縁膜の膜厚を膜厚測
定器にて再現性よく測定・管理できる膜厚測定装置、膜
厚測定方法および膜厚基準ウェーハの製造方法を提供す
ることである。Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a film thickness measuring device and film thickness measuring device capable of measuring and controlling the film thickness of an ultrathin insulating film with a film thickness measuring device with good reproducibility. A measuring method and a method for manufacturing a film thickness reference wafer are provided.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明の請求項1記載の膜厚測定装置は、単波長エ
リプソメトリー、分光エリプソメトリーまたは単波長あ
るいは複数波長の反射・干渉の光学的手法によりウェー
ハ上に形成した単層あるいは多層の極薄絶縁膜を測定す
る膜厚測定装置であって、光学的手法により絶縁膜厚測
定を行う直前に被測定ウェーハを空気中あるいは酸素お
よび窒素を含む雰囲気中でコロナ放電ワイヤの直下を通
過させることによりコロナ放電に暴露する前処理機構を
有する。In order to solve the above-mentioned problems, a film thickness measuring apparatus according to claim 1 of the present invention is a single-wavelength ellipsometry, a spectroscopic ellipsometry, or a single-wavelength or plural-wavelength reflection / interference optics. Is a film thickness measuring device for measuring a single-layer or multi-layer ultra-thin insulating film formed on a wafer by an optical method. It has a pretreatment mechanism for exposing it to corona discharge by passing it just below the corona discharge wire in an atmosphere containing.
【0013】このように、光学的手法により絶縁膜厚測
定を行う直前に被測定ウェーハを空気中あるいは酸素お
よび窒素を含む雰囲気中でコロナ放電ワイヤの直下を通
過させることによりコロナ放電に暴露する前処理機構を
有するので、コロナ放電は大気中の酸素を電離しオゾン
や酸素イオンを発生させ、発生したオゾンや酸素イオン
は活性であり、ウェーハ表面に付着している有機物を除
去することができる。これにより、光学的特性を変化さ
せる有機物が除去されているため、光学的手法により絶
縁膜の膜厚を測定した場合、ウェーハ表面に形成されて
いる絶縁膜本来の膜厚を正確に再現性よく測定、管理で
きる。As described above, before exposure to corona discharge by passing the wafer to be measured just under the corona discharge wire in the air or in the atmosphere containing oxygen and nitrogen immediately before the measurement of the insulating film thickness by the optical method. Since it has a treatment mechanism, corona discharge ionizes oxygen in the atmosphere to generate ozone and oxygen ions, and the generated ozone and oxygen ions are active and can remove organic substances adhering to the wafer surface. As a result, organic substances that change the optical characteristics are removed, so when the thickness of the insulating film is measured by an optical method, the original thickness of the insulating film formed on the wafer surface can be accurately and reproducibly reproduced. Can be measured and managed.
【0014】請求項2記載の膜厚測定装置は、単波長エ
リプソメトリー、分光エリプソメトリーまたは単波長あ
るいは複数波長の反射・干渉の光学的手法によりウェー
ハ上に形成した単層あるいは多層の極薄絶縁膜を測定す
る膜厚測定装置であって、光学的手法により絶縁膜厚測
定を行う直前に被測定ウェーハの表面に波長150〜3
50nmの紫外光を全面に照射する前処理機構を有す
る。A film thickness measuring apparatus according to a second aspect is a single-layer or multi-layer ultra-thin insulation formed on a wafer by single-wavelength ellipsometry, spectroscopic ellipsometry, or a single-wavelength or multiple-wavelength reflection / interference optical method. A film thickness measuring device for measuring a film, which has a wavelength of 150 to 3 on a surface of a wafer to be measured immediately before an insulating film thickness is measured by an optical method.
It has a pretreatment mechanism for irradiating the entire surface with 50 nm ultraviolet light.
【0015】このように、光学的手法により絶縁膜厚測
定を行う直前に被測定ウェーハの表面に波長150〜3
50nmの紫外光を全面に照射する前処理機構を有する
ので、紫外光は大気中の酸素を電離しオゾンや酸素イオ
ンを発生させ、発生したオゾンや酸素イオンは活性であ
り、ウェーハ表面に付着している有機物を除去すること
ができる。これにより、光学的特性を変化させる有機物
が除去されているため、光学的手法により絶縁膜の膜厚
を測定した場合、ウェーハ表面に形成されている絶縁膜
本来の膜厚を正確に再現性よく測定、管理できる。As described above, the wavelengths of 150 to 3 are formed on the surface of the wafer to be measured immediately before the measurement of the insulating film thickness by the optical method.
Since it has a pretreatment mechanism that irradiates the entire surface with 50 nm ultraviolet light, the ultraviolet light ionizes oxygen in the atmosphere to generate ozone and oxygen ions, and the generated ozone and oxygen ions are active and adhere to the wafer surface. It is possible to remove the organic substances that are present. As a result, organic substances that change the optical characteristics are removed, so when the thickness of the insulating film is measured by an optical method, the original thickness of the insulating film formed on the wafer surface can be accurately and reproducibly reproduced. Can be measured and managed.
【0016】請求項3記載の膜厚測定装置は、請求項1
記載の膜厚測定装置において、被測定ウェーハをステー
ジ上に保持した状態で、減圧雰囲気中で15℃から50
0℃に加熱する機構を有する。このように、被測定ウェ
ーハをステージ上に保持した状態で、減圧雰囲気中で1
5℃から500℃に加熱する機構を有するので、加熱さ
れたウェーハ表面の有機物および水分は蒸気圧により蒸
発するなどして除去される。また、減圧状態にすること
によりウェーハ表面の有機物はより脱離しやすくなる。The film thickness measuring device according to claim 3 is the same as that according to claim 1.
In the film thickness measuring apparatus described above, a wafer to be measured is held on a stage in a reduced pressure atmosphere from 15 ° C. to 50 ° C.
It has a mechanism for heating to 0 ° C. In this way, with the wafer to be measured held on the stage, 1
Since it has a mechanism for heating from 5 ° C. to 500 ° C., organic substances and water on the heated wafer surface are removed by evaporating due to vapor pressure. Further, the reduced pressure makes it easier for organic substances on the wafer surface to be desorbed.
【0017】請求項4記載の膜厚測定装置は、請求項1
記載の膜厚測定装置において、被測定ウェーハをコロナ
放電ワイヤの直下を通過させる際に、被測定ウェーハの
表面に波長150〜350nmの紫外光を全面に照射す
る機構を有する。このように、被測定ウェーハをコロナ
放電ワイヤの直下を通過させる際に、被測定ウェーハの
表面に波長150〜350nmの紫外光を全面に照射す
る機構を有するので、コロナ放電とUV照射によるオゾ
ン発生を組み合わせることにより、より高濃度のオゾン
を発生させ効率的に表面の有機物を除去することができ
る。A film thickness measuring device according to a fourth aspect is the first aspect.
The film thickness measuring apparatus described above has a mechanism for irradiating the entire surface of the wafer to be measured with ultraviolet light having a wavelength of 150 to 350 nm when the wafer to be measured is passed directly under the corona discharge wire. As described above, when the wafer to be measured is passed directly under the corona discharge wire, the surface of the wafer to be measured is irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 150 to 350 nm over the entire surface. Therefore, ozone is generated by corona discharge and UV irradiation. By combining the above, a higher concentration of ozone can be generated and the organic substances on the surface can be efficiently removed.
【0018】請求項5記載の膜厚測定装置は、請求項
1,2,3または4記載の膜厚測定装置において、光学
的手法により絶縁膜厚測定を行うためのウェーハを保持
するステージと、前処理機構でウェーハを保持するステ
ージとが独立している。このように、光学的手法により
絶縁膜厚測定を行うためのウェーハを保持するステージ
と、前処理機構でウェーハを保持するステージとが独立
しているので、極薄絶縁膜であっても再現性よく膜厚を
測定することができる。A film thickness measuring apparatus according to a fifth aspect is the film thickness measuring apparatus according to the first, second, third or fourth aspect, wherein a stage for holding a wafer for measuring an insulating film thickness by an optical method, The stage that holds the wafer by the pretreatment mechanism is independent. In this way, since the stage that holds the wafer for measuring the insulating film thickness by the optical method and the stage that holds the wafer by the pretreatment mechanism are independent, reproducibility is achieved even with an extremely thin insulating film. The film thickness can be measured well.
【0019】請求項6記載の膜厚測定方法は、極薄絶縁
膜を有するウェーハをステージ上に保持する工程と、空
気中あるいは酸素と窒素雰囲気中でウェーハの温度を1
5℃から500℃の範囲に保持した状態でコロナ放電ワ
イヤの直下を前記ステージを通過させることによりウェ
ーハ全面にコロナ放電を暴露させる工程と、前記各工程
の後で前記ウェーハおよびステージを所定の位置に移動
させ、光学的手法により絶縁膜の膜厚測定を行う工程と
を含む。According to a sixth aspect of the film thickness measuring method, a step of holding a wafer having an ultrathin insulating film on a stage and a wafer temperature of 1 in air or in an oxygen and nitrogen atmosphere.
Exposing the corona discharge to the entire surface of the wafer by passing the corona discharge wire directly under the corona discharge wire while maintaining the temperature in the range of 5 ° C. to 500 ° C .; And measuring the film thickness of the insulating film by an optical method.
【0020】このように、極薄絶縁膜を有するウェーハ
をステージ上に保持する工程と、空気中あるいは酸素と
窒素雰囲気中でウェーハの温度を15℃から500℃の
範囲に保持した状態でコロナ放電ワイヤの直下をステー
ジを通過させることによりウェーハ全面にコロナ放電を
暴露させる工程と、各工程の後でウェーハおよびステー
ジを所定の位置に移動させ、光学的手法により絶縁膜の
膜厚測定を行う工程とを含むので、コロナ放電により発
生したオゾンや酸素イオンにより、ウェーハ表面に付着
している有機物を除去することができるとともに、加熱
されたウェーハ表面の有機物および水分は蒸気圧により
蒸発するなどして除去される。このため、前処理によっ
て絶縁膜表面の有機物を除去し極薄絶縁膜自身の膜厚を
正確に再現性よく測定することができる。As described above, the step of holding the wafer having the ultrathin insulating film on the stage, and the corona discharge in the state where the temperature of the wafer is kept in the range of 15 ° C. to 500 ° C. in the air or the atmosphere of oxygen and nitrogen. A step of exposing the entire surface of the wafer to corona discharge by passing the stage directly under the wire, and a step of moving the wafer and the stage to predetermined positions after each step and measuring the thickness of the insulating film by an optical method. Since it contains ozone and oxygen ions generated by corona discharge, it is possible to remove organic substances adhering to the wafer surface, and the organic substances and water on the heated wafer surface evaporate due to vapor pressure. To be removed. Therefore, it is possible to remove the organic substances on the surface of the insulating film by the pretreatment and measure the film thickness of the ultrathin insulating film itself accurately and with good reproducibility.
【0021】請求項7記載の膜厚基準ウェーハの製造方
法は、半導体基板上に形成された極薄絶縁膜の膜厚が既
知の膜厚基準ウェーハの膜厚を定期的に測定し、その測
定値が既知の基準ウェーハの膜厚に対し所定範囲内にあ
ることで測定精度を管理する際に用いる膜厚基準ウェー
ハの製造方法であって、熱酸化、熱窒化、熱酸窒化の成
膜手段により所定の膜厚の絶縁膜を形成する工程と、絶
縁膜形成後の所定時間後に、前記絶縁膜に対し、硫酸と
過酸化水素水あるいは硫酸とオゾン水の混合液により8
0〜150℃で所定時間処理する工程と、温純水もしく
は超純水により薬液を置換し、乾燥する工程とを含み、
前記各処理が基準ウェーハとしての使用前少なくとも3
0分以前から直前に完了する。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a film thickness reference wafer, wherein the film thickness of a film thickness reference wafer having a known film thickness of an ultrathin insulating film formed on a semiconductor substrate is periodically measured, and the measurement is performed. A method of manufacturing a film thickness reference wafer used when controlling measurement accuracy by having a value within a predetermined range with respect to the film thickness of a known reference wafer, which is a film forming means for thermal oxidation, thermal nitriding, or thermal oxynitriding. A step of forming an insulating film having a predetermined film thickness by means of, and a predetermined time after the insulating film is formed, the insulating film is exposed to a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution or sulfuric acid and ozone water.
Including a step of treating at 0 to 150 ° C. for a predetermined time and a step of replacing the chemical solution with warm pure water or ultrapure water and drying.
Each process has at least 3 before use as a reference wafer
Complete from 0 minutes before to just before.
【0022】このように、熱酸化、熱窒化、熱酸窒化の
成膜手段により所定の膜厚の絶縁膜を形成する工程と、
絶縁膜形成後の所定時間後に、絶縁膜に対し、硫酸と過
酸化水素水あるいは硫酸とオゾン水の混合液により80
〜150℃で所定時間処理する工程と、温純水もしくは
超純水により薬液を置換し、乾燥する工程とを含むの
で、基準ウェーハは、付着物を全て除去するのではな
く、かえって付着物の一部を固化して残すことにより安
定した膜厚基準としての役目を果たすことが可能とな
る。また、各処理が基準ウェーハとしての使用前少なく
とも30分以前から直前に完了するので、有機物の再付
着の影響を排除することができる。As described above, a step of forming an insulating film having a predetermined thickness by means of film forming means such as thermal oxidation, thermal nitriding and thermal oxynitriding,
After a predetermined time has passed after forming the insulating film, the insulating film is treated with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution or sulfuric acid and ozone water to 80%.
Since the reference wafer does not remove all the deposits, it includes a part of the deposits instead of removing the chemicals with warm pure water or ultrapure water and drying the treatment. By solidifying and leaving, it becomes possible to serve as a stable film thickness standard. In addition, since each process is completed at least 30 minutes before and immediately before the use as the reference wafer, the influence of redeposition of organic substances can be eliminated.
【0023】請求項8記載の膜厚基準ウェーハの製造方
法は、半導体基板上に形成された極薄絶縁膜の膜厚が既
知の膜厚基準ウェーハの膜厚を定期的に測定し、その測
定値が既知の基準ウェーハの膜厚に対し所定範囲内にあ
ることで測定精度を管理する際に用いる膜厚基準ウェー
ハの製造方法であって、熱酸化、熱窒化、熱酸窒化の成
膜手段により所定の膜厚の絶縁膜を形成する工程と、絶
縁膜形成後の所定時間後に、前記絶縁膜に対し、アンモ
ニア水と過酸化水素水あるいはアンモニア水とオゾン水
の混合比が1:1から1:500である混合液により1
5℃から40℃で所定時間処理する工程と、温純水もし
くは超純水により薬液を置換し、乾燥する工程とを含
み、前記各処理が基準ウェーハとしての使用前少なくと
も30分以前から直前に完了する。In the method of manufacturing a film thickness reference wafer according to claim 8, the film thickness of a film thickness reference wafer having a known film thickness of an ultrathin insulating film formed on a semiconductor substrate is regularly measured, and the measurement is performed. A method of manufacturing a film thickness reference wafer used when controlling measurement accuracy by having a value within a predetermined range with respect to the film thickness of a known reference wafer, which is a film forming means for thermal oxidation, thermal nitriding, or thermal oxynitriding. A step of forming an insulating film having a predetermined film thickness by the following steps, and a predetermined time after the insulating film is formed, the mixing ratio of ammonia water and hydrogen peroxide water or ammonia water and ozone water is 1: 1 to the insulating film. 1 with a mixture that is 1: 500
It includes a step of treating at 5 ° C. to 40 ° C. for a predetermined time, and a step of substituting the chemical solution with warm pure water or ultrapure water and drying, and each treatment is completed at least 30 minutes before and immediately before use as a reference wafer. .
【0024】このように、熱酸化、熱窒化、熱酸窒化の
成膜手段により所定の膜厚の絶縁膜を形成する工程と、
絶縁膜形成後の所定時間後に、絶縁膜に対し、アンモニ
ア水と過酸化水素水あるいはアンモニア水とオゾン水の
混合比が1:1から1:500である混合液により15
℃から40℃で所定時間処理する工程と、温純水もしく
は超純水により薬液を置換し、乾燥する工程とを含むの
で、表面への有機物付着により膜厚の増加した基準ウェ
ーハは有機物が除去され、ほぼ成膜時の膜厚に戻り、膜
厚基準としての役目を果たすことが可能となる。また、
各処理が基準ウェーハとしての使用前少なくとも30分
以前から直前に完了するので、有機物の再付着の影響を
排除することができる。As described above, a step of forming an insulating film having a predetermined thickness by means of film forming means such as thermal oxidation, thermal nitriding and thermal oxynitriding,
After a predetermined time from the formation of the insulating film, the mixture of ammonia water and hydrogen peroxide solution or ammonia water and ozone water having a mixing ratio of 1: 1 to 1: 500 is applied to the insulating film.
Since the process includes a step of treating at 40 ° C. to 40 ° C. for a predetermined time and a step of substituting the chemical solution with hot pure water or ultrapure water and drying, the organic matter is removed from the reference wafer having an increased film thickness due to the organic matter attached to the surface, The film thickness almost returns to that at the time of film formation, and it becomes possible to serve as a film thickness reference. Also,
Since each treatment is completed at least 30 minutes before and immediately before use as a reference wafer, the influence of redeposition of organic substances can be eliminated.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】この発明の第1の実施の形態を図
1に基づいて説明する。図1はこの発明の第1の実施の
形態における膜厚測定装置を示す概念図であり、(a)
は前処理位置、(b)は膜厚測定位置を示す。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a conceptual diagram showing a film thickness measuring device according to a first embodiment of the present invention.
Indicates a pretreatment position, and (b) indicates a film thickness measurement position.
【0026】この膜厚測定装置は、光学的手法によりウ
ェーハ上に形成した単層あるいは多層の極薄絶縁膜を測
定する構成において、光学的手法により絶縁膜厚測定を
行う直前に被測定ウェーハを空気中あるいは酸素および
窒素を含む雰囲気中でコロナ放電ワイヤの直下を通過さ
せることによりコロナ放電に暴露する前処理機構を有す
る。This film thickness measuring device has a structure in which a single-layer or multi-layer ultrathin insulating film formed on a wafer is measured by an optical method. It has a pretreatment mechanism for exposing it to corona discharge by passing it directly under a corona discharge wire in air or in an atmosphere containing oxygen and nitrogen.
【0027】図1において、11はシリコンからなる半
導体基板(ウェーハ)で、表面に膜厚5nm以下の絶縁
膜が形成されている。ここでは一酸化窒素と酸素の混合
ガス雰囲気中で1000℃で形成した膜厚2.8nmの
酸窒化膜を用いている。12はコロナ放電ワイヤ、13
は単波長エリプソメータであり、その使用波長は63
2.8nmのHe−Neレーザで、レーザのウェーハへ
の入射角度は70度である。本実施の形態ではこの光学
的膜厚測定装置である単波長エリプソメータについては
これ以上深くはふれない。この光学的膜厚測定装置は、
単波長エリプソメトリーの他、分光エリプソメトリーま
たは単波長あるいは複数波長の反射・干渉の光学的手法
など、他の原理のものであっても同様であるためであ
る。In FIG. 1, 11 is a semiconductor substrate (wafer) made of silicon, on the surface of which an insulating film having a film thickness of 5 nm or less is formed. Here, an oxynitride film having a thickness of 2.8 nm formed at 1000 ° C. in a mixed gas atmosphere of nitric oxide and oxygen is used. 12 is a corona discharge wire, 13
Is a single-wavelength ellipsometer with a wavelength of 63
With a 2.8 nm He-Ne laser, the angle of incidence of the laser on the wafer is 70 degrees. In the present embodiment, the single-wavelength ellipsometer, which is the optical film thickness measuring device, cannot be touched further. This optical film thickness measuring device
This is because the same applies to other principles such as spectroscopic ellipsometry or optical methods of single-wavelength or multiple-wavelength reflection / interference other than single-wavelength ellipsometry.
【0028】図1(a)に示すように、ウェーハ11は
搬送系によりステージ15上に設置される。本実施の形
態ではステージ15は常温に保持されており加熱装置は
もっていない。ステージ15上におかれたウェーハ11
は前処理位置まで移動する。このとき、前処理位置には
ウェーハ11の上方約2cmの位置にコロナ放電線12
が設置されており、このコロナ放電ワイヤ12には約2
000Vの電圧が印加されている。前処理位置で、ステ
ージ15上に置かれたウェーハ11はコロナ放電ワイヤ
12で生成されるコロナ放電に暴露されながら、コロナ
放電ワイヤ12の直下を通過する。As shown in FIG. 1A, the wafer 11 is set on the stage 15 by a transfer system. In this embodiment, the stage 15 is kept at room temperature and has no heating device. Wafer 11 placed on stage 15
Moves to the pretreatment position. At this time, the corona discharge wire 12 is placed at a position approximately 2 cm above the wafer 11 at the pretreatment position.
The corona discharge wire 12 has about 2
A voltage of 000V is applied. At the pretreatment position, the wafer 11 placed on the stage 15 passes directly under the corona discharge wire 12 while being exposed to the corona discharge generated by the corona discharge wire 12.
【0029】このときコロナ放電は大気中の酸素を電離
しオゾンや酸素イオンを発生させる。発生したオゾンや
酸素イオンは活性であり、ウェーハ表面に付着している
有機物を除去することができる。しかしながら、ステー
ジ15は常温に保たれている上、このコロナ放電ワイヤ
12直下で発生するオゾンはその濃度としては低くま
た、オゾンの消滅寿命も短い。コロナ放電ワイヤ12で
発生したオゾンはそのほとんどがウェーハ表面で消滅す
るがそのときウェーハ表面の有機物を分解するのであ
る。ここでオゾンガスなどを用いると逆に測定装置の光
学系や駆動系の酸化による劣化をまねくとともに、未反
応のオゾンは有害であるため無害化のためオゾンデスト
ロイヤなどの処理装置も必要になる。このとき、コロナ
放電ワイヤ12を固定しステージ15を一定水平方向に
移動する、もしくはステージ15を固定しコロナ放電ワ
イヤ12を一定水平方向に走査することによりウェーハ
全面をコロナ放電に暴露することができ、結果としてウ
ェーハ全面に付着している有機物を除去できる。At this time, the corona discharge ionizes oxygen in the atmosphere to generate ozone and oxygen ions. The generated ozone and oxygen ions are active and can remove the organic substances adhering to the wafer surface. However, the stage 15 is kept at room temperature, the ozone generated directly under the corona discharge wire 12 has a low concentration, and the ozone extinction life is short. Most of the ozone generated by the corona discharge wire 12 disappears on the wafer surface, but at that time, the organic substances on the wafer surface are decomposed. If ozone gas or the like is used here, on the contrary, the optical system and drive system of the measuring device will be deteriorated by oxidation, and unreacted ozone is harmful, so that a processing device such as an ozone destroyer is required to render it harmless. At this time, the entire surface of the wafer can be exposed to corona discharge by fixing the corona discharge wire 12 and moving the stage 15 in a constant horizontal direction, or by fixing the stage 15 and scanning the corona discharge wire 12 in a constant horizontal direction. As a result, the organic substances attached to the entire surface of the wafer can be removed.
【0030】前処理位置での処理が終了したら、図1
(b)に示すように、膜厚測定位置にステージ15を移
動し単波長エリプソメータ13で膜厚を測定する。前処
理によって光学的特性を変化させる有機物が除去されて
いるため、エリプソメータなどで膜厚を測定した場合、
ウェーハ表面に形成されている絶縁膜本来の膜厚を正確
に再現性よく測定できる。When the processing at the pre-processing position is completed, FIG.
As shown in (b), the stage 15 is moved to the film thickness measurement position, and the film thickness is measured by the single wavelength ellipsometer 13. Since organic substances that change the optical characteristics are removed by pretreatment, when measuring the film thickness with an ellipsometer, etc.
The original film thickness of the insulating film formed on the wafer surface can be measured accurately and with good reproducibility.
【0031】この発明の第2の実施の形態を図2に基づ
いて説明する。図2はこの発明の第2の実施の形態にお
ける膜厚測定装置を示す概念図であり、(a)は前処理
位置、(b)は膜厚測定位置を示す。A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2A and 2B are conceptual diagrams showing a film thickness measuring device according to a second embodiment of the present invention, where FIG. 2A shows a pretreatment position and FIG. 2B shows a film thickness measuring position.
【0032】この膜厚測定装置は、光学的手法によりウ
ェーハ上に形成した単層あるいは多層の極薄絶縁膜を測
定する構成において、光学的手法により絶縁膜厚測定を
行う直前に被測定ウェーハの表面に波長150〜350
nmの紫外光を全面に照射する前処理機構を有する。This film thickness measuring device has a structure in which a single-layer or multi-layer ultrathin insulating film formed on a wafer is measured by an optical method, and the film thickness of the wafer to be measured is measured immediately before the measurement of the insulating film thickness by the optical method. Wavelength 150-350 on the surface
It has a pretreatment mechanism for irradiating the entire surface with nm ultraviolet light.
【0033】図2において、11はシリコンからなる半
導体基板(ウェーハ)で、表面に膜厚5nm以下の絶縁
膜が形成されている。本実施の形態においては酸素雰囲
気中で1000℃で2.6nmの二酸化シリコン膜を形
成した。13は単波長エリプソメータ、14はUVラン
プである。In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a semiconductor substrate (wafer) made of silicon, on the surface of which an insulating film having a film thickness of 5 nm or less is formed. In this embodiment mode, a 2.6 nm silicon dioxide film is formed at 1000 ° C. in an oxygen atmosphere. Reference numeral 13 is a single wavelength ellipsometer, and 14 is a UV lamp.
【0034】図2(a)に示すように、ウェーハ11は
まず、ステージ15上に搬送された後、前処理位置まで
搬送される。前処理位置ではウェーハ11の上方約5c
mの位置に、Xeアークランプ14が設置されている。
このランプ14は波長として150〜350nmの紫外
光を放射することができる。ランプ14のパワーについ
ては大きな制限はないが、ウェーハ11への暴露により
ウェーハ11に吸収され、ウェーハ11の温度を著しく
上昇させない程度にとどめるべきである。具体的にはウ
ェーハ11の温度は300℃以下に保てる程度のパワー
にすべきである。ステージ15上に置かれたウェーハ1
1はUVランプ14で生成される紫外光に暴露される。
紫外光は大気中の酸素を電離しオゾンや酸素イオンを発
生させる。発生したオゾンや酸素イオンはウェーハ表面
に付着している有機物を除去することができる。このと
き、UVランプ14を固定しステージ15を一定水平方
向に移動する、もしくはステージ15を固定しUVラン
プ14を一定水平方向に走査することによりウェーハ全
面を紫外光に暴露することができ、結果としてウェーハ
全面に付着している有機物を除去できる。本実施の形態
の場合はオゾンを発生させるソースとしてUVランプ1
4を用いたがこの場合も、ウェーハ自体を酸化させずに
表面の有機物のみを除去できる程度のオゾン発生を目的
としている。As shown in FIG. 2A, the wafer 11 is first transferred onto the stage 15 and then transferred to the pretreatment position. About 5c above the wafer 11 at the pretreatment position
The Xe arc lamp 14 is installed at the position m.
The lamp 14 can emit ultraviolet light having a wavelength of 150 to 350 nm. There is no particular limitation on the power of the lamp 14, but it should be limited to such a level that the temperature of the wafer 11 is not significantly increased by being absorbed by the wafer 11 upon exposure to the wafer 11. Specifically, the temperature of the wafer 11 should be such that it can be maintained at 300 ° C. or lower. Wafer 1 placed on stage 15
1 is exposed to the ultraviolet light produced by the UV lamp 14.
Ultraviolet light ionizes oxygen in the atmosphere to generate ozone and oxygen ions. The generated ozone and oxygen ions can remove organic substances adhering to the wafer surface. At this time, by fixing the UV lamp 14 and moving the stage 15 in a fixed horizontal direction, or by fixing the stage 15 and scanning the UV lamp 14 in a fixed horizontal direction, the entire surface of the wafer can be exposed to ultraviolet light. As a result, organic substances attached to the entire surface of the wafer can be removed. In the case of this embodiment, the UV lamp 1 is used as a source for generating ozone.
Although No. 4 was used, the purpose of this case is also to generate ozone to the extent that only the organic substances on the surface can be removed without oxidizing the wafer itself.
【0035】前処理位置での処理が終了したら、図2
(b)に示すように、膜厚測定位置にステージ15を移
動し単波長エリプソメータ13で膜厚を測定する。前処
理によって光学的特性を変化させる有機物が除去されて
いるため、エリプソメータなどで膜厚を測定した場合、
ウェーハ表面に形成されている絶縁膜本来の膜厚を正確
に再現性よく測定できる。When the processing at the pre-processing position is completed, FIG.
As shown in (b), the stage 15 is moved to the film thickness measurement position, and the film thickness is measured by the single wavelength ellipsometer 13. Since organic substances that change the optical characteristics are removed by pretreatment, when measuring the film thickness with an ellipsometer, etc.
The original film thickness of the insulating film formed on the wafer surface can be measured accurately and with good reproducibility.
【0036】以上、第1の実施の形態および第2の実施
の形態の如き構成においては一般にウェーハ表面に付着
した有機物の除去には効果がある。しかもウェーハロー
ディング中に前記有機物の除去ができるために膜厚測定
のスループットを犠牲にすることなしに表面の有機付着
物を除去することが可能である。しかし、有機物の付着
形態によってはこれらのコロナ放電ワイヤやUV光照射
のみによっては除去できない場合もある。なぜなら、こ
れらの手法によって発生させたオゾンはその濃度が必ず
しも高くないからである。しかし、一般の有機物付着に
関しては十分に有効な除去方法となりうるものである。As described above, the structures of the first embodiment and the second embodiment are generally effective in removing the organic substances attached to the wafer surface. Moreover, since the organic substances can be removed during wafer loading, it is possible to remove the organic deposits on the surface without sacrificing the throughput of film thickness measurement. However, depending on the form of adhesion of the organic matter, it may not be possible to remove it only by corona discharge wire or UV light irradiation. This is because ozone generated by these methods does not necessarily have a high concentration. However, it can be a sufficiently effective removal method for general organic matter adhesion.
【0037】この発明の第3の実施の形態を図3に基づ
いて説明する。図3はこの発明の第3の実施の形態にお
ける膜厚測定装置を示す概念図であり、(a)は前処理
位置、(b)は膜厚測定位置を示す。A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3A and 3B are conceptual diagrams showing a film thickness measuring device according to a third embodiment of the present invention. FIG. 3A shows a pretreatment position and FIG. 3B shows a film thickness measuring position.
【0038】この膜厚測定装置は、第1の実施の形態の
膜厚測定装置において、被測定ウェーハをステージ上に
保持した状態で、減圧雰囲気中で室温から500℃に加
熱する機構を有する。図3において、11はシリコンか
らなる半導体基板(ウェーハ)で、表面に膜厚5nm以
下の絶縁膜が形成されている。13はエリプソメータ、
15は加熱ステージ、16は真空ポンプへつながる排気
配管、17は空気あるいは酸素およびあるいは窒素を含
む雰囲気の導入配管である。前処理位置で、ステージ1
5上に置かれたウェーハ11は加熱ステージ15で室温
から500℃程度まで加熱可能である。18は測定用ス
テージ、19はウェーハ11を出し入れするゲートバル
ブである。This film thickness measuring apparatus has a mechanism for heating from a room temperature to 500 ° C. in a reduced pressure atmosphere while holding the wafer to be measured on the stage in the film thickness measuring apparatus of the first embodiment. In FIG. 3, 11 is a semiconductor substrate (wafer) made of silicon, and an insulating film having a film thickness of 5 nm or less is formed on the surface. 13 is an ellipsometer,
Reference numeral 15 is a heating stage, 16 is an exhaust pipe connected to a vacuum pump, and 17 is an introduction pipe of an atmosphere containing air or oxygen and / or nitrogen. Stage 1 at pretreatment position
The wafer 11 placed on the substrate 5 can be heated by the heating stage 15 from room temperature to about 500 ° C. Reference numeral 18 is a measuring stage, and 19 is a gate valve for loading and unloading the wafer 11.
【0039】図3(a)に示すように、ウェーハ11は
搬送系により大気圧の前処理室のステージ15上におか
れる。このときステージ15は抵抗加熱されており約3
00℃に保持されている。ステージ自体は500℃まで
加熱可能であるが、ウェーハ11の温度を加熱しすぎる
とオゾンによるシリコン基板の酸化が進むことと、次工
程の膜厚測定に影響を及ぼすためである。このウェーハ
11の加熱についてはその方法に制限はない。たとえば
前処理チャンバの上方に石英ガラス窓を取り付け、上部
から赤外線ランプ(ハロゲンランプなど)によりウェー
ハ11を直接加熱することも可能である。加熱されたウ
ェーハ表面の有機物および水分は蒸気圧により蒸発する
などして除去される。また、このとき前処理室を1to
rr程度の減圧状態にすることによりウェーハ表面の有
機物はより脱離しやすくなる。圧力については制限はな
いため常圧から1torr程度の範囲で、スループット
も加味して決定すればよい。このとき、前処理室のウェ
ーハ上方2cm付近に設置されたコロナ放電ワイヤ12
によるコロナ放電によりオゾンを発生させても有機物の
除去にはよりいっそう効果的である。このときコロナ放
電と併用する場合は、ステージの温度については200
℃程度の低めにしたほうが良い結果が得られることがあ
る。またこのときウェーハ11をステージ15ごと回転
させることができればコロナー放電による有機物の除去
均一性は向上することはいうまでもない。As shown in FIG. 3A, the wafer 11 is placed on the stage 15 in the pretreatment chamber at atmospheric pressure by the transfer system. At this time, the stage 15 is resistance-heated and is about 3
It is kept at 00 ° C. This is because the stage itself can be heated up to 500 ° C., but if the temperature of the wafer 11 is overheated, the oxidation of the silicon substrate due to ozone proceeds and the film thickness measurement in the next step is affected. The method for heating the wafer 11 is not limited. For example, it is possible to attach a quartz glass window above the pretreatment chamber and directly heat the wafer 11 from above by an infrared lamp (halogen lamp or the like). Organic substances and moisture on the heated wafer surface are removed by evaporating due to vapor pressure. Also, at this time, the pretreatment chamber is set to 1 to
By reducing the pressure to about rr, organic substances on the wafer surface are more easily desorbed. Since the pressure is not limited, the pressure may be determined in the range of normal pressure to about 1 torr in consideration of the throughput. At this time, the corona discharge wire 12 installed in the vicinity of 2 cm above the wafer in the pretreatment chamber
Even if ozone is generated by corona discharge due to, it is even more effective in removing organic substances. At this time, when using together with corona discharge, the temperature of the stage is 200
Better results may be obtained at a low temperature of about ℃. Needless to say, at this time, if the wafer 11 can be rotated together with the stage 15, the removal uniformity of organic substances by corona discharge can be improved.
【0040】前処理位置での処理が終了したら、常圧に
復圧し、ゲートバルブ19からウェーハ11を取り出
し、図3(b)に示すように、別の測定用のステージ1
8にウェーハ11を置き、測定位置までウェーハ11を
移動させて単波長エリプソメータ13にて膜圧を測定す
る。前処理によって光学的特性を変化させる有機物が除
去されているため、エリプソメータなどで膜厚を測定し
た場合、ウェーハ表面に形成されている絶縁膜本来の膜
厚を正確に再現性よく測定できる。When the treatment at the pretreatment position is completed, the pressure is restored to normal pressure, the wafer 11 is taken out from the gate valve 19, and another stage 1 for measurement is used as shown in FIG. 3B.
The wafer 11 is placed on the wafer 8, the wafer 11 is moved to the measurement position, and the film pressure is measured by the single-wavelength ellipsometer 13. Since the organic substances that change the optical characteristics are removed by the pretreatment, when the film thickness is measured by an ellipsometer or the like, the original film thickness of the insulating film formed on the wafer surface can be accurately and reproducibly measured.
【0041】なお、本実施の形態の如き膜厚測定装置の
場合、通常の膜厚測定は成膜してから測定までの時間は
比較的短時間(長くとも数時間)であるため、コロナ放
電と、常圧、常温での前処理とし、膜厚基準サンプルな
ど長期間保管しているウェーハの測定の場合にのみ、コ
ロナ放電、減圧、基板加熱を行ってやれば効率がよいこ
とはいうまでもない。成膜直後のウェーハの表面には有
機物の付着量が少ないため、大がかりな有機物除去は効
果がないばかりではなく、かえってスループットの低下
を招くからである。In the case of the film thickness measuring apparatus according to the present embodiment, since the time from film formation to film thickness measurement is relatively short (several hours at the longest) in normal film thickness measurement, corona discharge As a matter of course, it is efficient to perform corona discharge, reduced pressure, and substrate heating only when measuring a wafer that has been stored for a long time, such as a film thickness reference sample, as pretreatment at atmospheric pressure and room temperature. Nor. This is because the amount of organic substances attached to the surface of the wafer immediately after film formation is small, and thus large-scale removal of organic substances is not effective, but rather causes a decrease in throughput.
【0042】この発明の第4の実施の形態を図4に基づ
いて説明する。図4はこの発明の第4の実施の形態にお
ける膜厚測定装置を示す概念図であり、(a)は前処理
位置、(b)は膜厚測定位置を示す。A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4A and 4B are conceptual views showing a film thickness measuring device according to a fourth embodiment of the present invention, where FIG. 4A shows a pretreatment position and FIG. 4B shows a film thickness measuring position.
【0043】この膜厚測定装置は、第1の実施の形態の
膜厚測定装置において、被測定ウェーハをコロナ放電ワ
イヤの直下を通過させる際に、被測定ウェーハの表面に
波長150〜350nmの紫外光を全面に照射する機構
を有する。図4において11はシリコンからなる半導体
基板(ウェーハ)で、表面に膜厚5nm以下の絶縁膜が
形成されている。絶縁膜はシリコン基板を206℃過塩
素酸溶液中に30分間処理して形成した膜厚3.5nm
の化学酸化膜を用いた。12はコロナ放電ワイヤ、13
はエリプソメータ、14はUVランプである。This film thickness measuring device is the same as the film thickness measuring device of the first embodiment, but when the wafer to be measured is passed directly under the corona discharge wire, the surface of the wafer to be measured is irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 150 to 350 nm. It has a mechanism that illuminates the entire surface. In FIG. 4, 11 is a semiconductor substrate (wafer) made of silicon, and an insulating film having a film thickness of 5 nm or less is formed on the surface. The insulating film is formed by processing a silicon substrate in a 206 ° C. perchloric acid solution for 30 minutes and has a film thickness of 3.5 nm.
The chemical oxide film of was used. 12 is a corona discharge wire, 13
Is an ellipsometer, and 14 is a UV lamp.
【0044】図4(a)に示すように、ウェーハ11は
搬送機構によりステージ15に置かれる。前処理位置
で、ステージ15上に置かれたウェーハ11はUVラン
プ14からの紫外光と同時にコロナ放電ワイヤ12で生
成されるコロナ放電とに暴露される。紫外光およびコロ
ナ放電は大気中の酸素を電離しオゾンや酸素イオンを発
生させる。発生したオゾンや酸素イオンはウェーハ表面
に付着している有機物を除去することができる。As shown in FIG. 4A, the wafer 11 is placed on the stage 15 by the transfer mechanism. At the pretreatment position, the wafer 11 placed on the stage 15 is exposed to the UV light from the UV lamp 14 and the corona discharge generated by the corona discharge wire 12 at the same time. Ultraviolet light and corona discharge ionize oxygen in the atmosphere to generate ozone and oxygen ions. The generated ozone and oxygen ions can remove organic substances adhering to the wafer surface.
【0045】前処理位置での処理が終了したら、図4
(b)に示すように、膜厚測定位置にステージ15を移
動しエリプソメータ13で膜厚を測定する。前処理によ
って光学的特性を変化させる有機物が除去されているた
め、エリプソメータなどで膜厚を測定した場合、ウェー
ハ表面に形成されている絶縁膜本来の膜厚を正確に再現
性よく測定できる。本実施の形態はコロナ放電とUV照
射によるオゾン発生を組み合わせることにより、より高
濃度のオゾンを発生させ効率的に表面の有機物を除去す
るものである。When the processing at the pre-processing position is completed, FIG.
As shown in (b), the stage 15 is moved to the film thickness measurement position, and the film thickness is measured by the ellipsometer 13. Since the organic substances that change the optical characteristics are removed by the pretreatment, when the film thickness is measured by an ellipsometer or the like, the original film thickness of the insulating film formed on the wafer surface can be accurately and reproducibly measured. In the present embodiment, by combining corona discharge and ozone generation by UV irradiation, a higher concentration of ozone is generated and organic substances on the surface are efficiently removed.
【0046】この発明の第5の実施の形態を図5に基づ
いて説明する。図5はこの発明の第5の実施の形態にお
ける膜厚測定装置を示す概念図であり、(a)は前処理
位置、(b)は膜厚測定位置を示す。The fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5A and 5B are conceptual diagrams showing a film thickness measuring device according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 5A shows a pretreatment position and FIG. 5B shows a film thickness measuring position.
【0047】この膜厚測定装置は、第1〜4の実施の形
態の膜厚測定装置において、光学的手法により絶縁膜厚
測定を行うためのウェーハを保持するステージと、前処
理機構でウェーハを保持するステージとが独立してい
る。図5において、11はシリコンからなる半導体基板
(ウェーハ)で、表面に膜厚5nm以下の絶縁膜が形成
されている。12はコロナ放電ワイヤ、13はエリプソ
メータ、14はUVランプ、15は加熱ステージ、16
は真空ポンプへつながる排気配管、17は空気あるいは
酸素およびあるいは窒素を含む雰囲気の導入配管であ
る。18は測定用ステージ、19はウェーハ11を出し
入れするゲートバルブである。This film thickness measuring device is the same as the film thickness measuring device according to the first to fourth embodiments, in which a stage for holding a wafer for measuring an insulating film thickness by an optical method and a wafer for pretreatment are used. The holding stage is independent. In FIG. 5, 11 is a semiconductor substrate (wafer) made of silicon, on the surface of which an insulating film having a film thickness of 5 nm or less is formed. 12 is a corona discharge wire, 13 is an ellipsometer, 14 is a UV lamp, 15 is a heating stage, 16
Is an exhaust pipe connected to a vacuum pump, and 17 is an intake pipe for introducing air or an atmosphere containing oxygen and / or nitrogen. Reference numeral 18 is a measuring stage, and 19 is a gate valve for loading and unloading the wafer 11.
【0048】図5(a),(b)に示すように、前処理
を行うステージ15は、膜厚測定を行うステージ18と
は独立しており、膜厚測定はまず、測定しようとするウ
ェーハ11を前処理ステージ15に移載し前処理を実施
する。このときの前処理条件はステージ温度300℃、
圧力1torr、コロナ放電ワイヤ12の印加電圧20
00V、UVランプ14の発光波長帯域は150〜35
0nmで前処理を1分間実施した。その後、チャンバ内
を復圧し、前処理ステージ15から膜厚測定ステージ1
8にウェーハ11を移載し、エリプソメータ13で膜厚
を測定する。これにより、極薄絶縁膜であっても再現性
よく膜厚を測定することができる。As shown in FIGS. 5A and 5B, the stage 15 for pretreatment is independent of the stage 18 for film thickness measurement, and the film thickness measurement is first performed on the wafer to be measured. 11 is transferred to the pretreatment stage 15 and pretreatment is performed. The pretreatment conditions at this time are a stage temperature of 300 ° C.,
Pressure 1 torr, applied voltage 20 to the corona discharge wire 12
The emission wavelength band of the 00V, UV lamp 14 is 150 to 35
Pretreatment was carried out at 0 nm for 1 minute. After that, the pressure in the chamber is returned to the pretreatment stage 15 to the film thickness measurement stage 1
The wafer 11 is transferred to No. 8 and the film thickness is measured by the ellipsometer 13. This allows the film thickness to be measured with good reproducibility even with an extremely thin insulating film.
【0049】この発明の第6の実施の形態を図6に基づ
いて説明する。図6はこの発明の第6の実施の形態にお
ける膜厚測定方法を示す工程図である。A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a process diagram showing a film thickness measuring method according to a sixth embodiment of the present invention.
【0050】この膜厚測定方法は、極薄絶縁膜を有する
ウェーハをステージ上に保持する工程と、空気中あるい
は酸素と窒素雰囲気中でウェーハの温度を室温から50
0℃の範囲に保持した状態でコロナ放電ワイヤの直下を
ステージを通過させることによりウェーハ全面にコロナ
放電を暴露させる工程と、各工程の後でウェーハおよび
ステージを所定の位置に移動させ、光学的手法により絶
縁膜の膜厚測定を行う工程とを含む。また、これらの工
程は第1または第3の実施の形態の膜厚測定装置を用い
て行うことができる。This film thickness measuring method comprises a step of holding a wafer having an ultrathin insulating film on a stage, and a temperature of the wafer from room temperature to 50 in air or an atmosphere of oxygen and nitrogen.
The process of exposing the corona discharge to the entire surface of the wafer by passing the stage directly under the corona discharge wire while keeping it in the range of 0 ° C., and after each process, the wafer and the stage are moved to a predetermined position, and the optical And a step of measuring the film thickness of the insulating film by a method. Moreover, these steps can be performed using the film thickness measuring apparatus of the first or third embodiment.
【0051】図6(a)に示すように、極薄絶縁膜の膜
厚測定において、まず、極薄絶縁膜を有する半導体基板
11をステージ15上に保持する。本実施の形態では絶
縁膜はRTP装置により酸素中で1000℃で形成した
膜厚2.20nmの二酸化シリコン膜を用いた。このウ
ェーハはあらかじめクリーンルーム内で3ケ月間放置す
ることにより、エリプソメータによる膜厚値は2.5n
mと増加していた。図6(b),(c) に示すよう
に、保持したウェーハ11および絶縁膜表面を、空気中
あるいは酸素と窒素雰囲気中で2000Vを印加したコ
ロナ放電ワイヤ12の直下2cmをステージ15を1c
m/secの速度で移動させることによりウェーハ全面
にコロナ放電を暴露させ、さらにコロナ放電ワイヤ12
の直下を通過させる際にウェーハ11を300℃のステ
ージ15上に載せた。ウェーハ11の正確な温度は測定
していないがステージ15においた後、約30秒で28
0℃以上まで昇温した。その後ウェーハ11およびステ
ージ15を所定の位置に移動させ、図6(d)に示すよ
うに、エリプソメータ13を用いて光学的な手法により
膜厚を測定した。波長632.8nmの単波長エリプソ
メータ13により得られた測定値は2.23nmであっ
たこれにより、上記前処理によって絶縁膜表面の有機物
を除去し極薄絶縁膜自身の膜厚を正確かつ再現性よく測
定することができる。本実施の形態によれば3ケ月間に
ウェーハ表面に付着した0.3nm相当の有機物はほぼ
除去することが可能であった。しかしながら、測定後は
新たに表面への付着が始まり、測定後2時間後には膜厚
は2.28nmとなった。従って、測定直前の処理が重
要であることはいうまでもない。As shown in FIG. 6A, in the film thickness measurement of the ultrathin insulating film, first, the semiconductor substrate 11 having the ultrathin insulating film is held on the stage 15. In this embodiment, a 2.20 nm-thickness silicon dioxide film formed in oxygen at 1000 ° C. by an RTP apparatus is used as the insulating film. By leaving this wafer in a clean room for 3 months in advance, the film thickness value by ellipsometer is 2.5n.
It was increasing with m. As shown in FIGS. 6 (b) and 6 (c), the wafer 11 and the insulating film surface held were placed 2 cm directly below the corona discharge wire 12 to which 2000 V was applied in the air or in the atmosphere of oxygen and nitrogen, and the stage 15 was set to 1 c.
Corona discharge is exposed on the entire surface of the wafer by moving at a speed of m / sec.
The wafer 11 was placed on the stage 15 at 300 ° C. when it was passed directly below. Although the accurate temperature of the wafer 11 is not measured, it is 28 seconds after about 30 seconds after being placed on the stage 15.
The temperature was raised to 0 ° C or higher. After that, the wafer 11 and the stage 15 were moved to predetermined positions, and the film thickness was measured by an optical method using the ellipsometer 13 as shown in FIG. The measured value obtained by the single-wavelength ellipsometer 13 having a wavelength of 632.8 nm was 2.23 nm. Therefore, the organic substance on the surface of the insulating film was removed by the above-mentioned pretreatment, and the film thickness of the ultrathin insulating film itself was accurately and reproducible. It can be measured well. According to the present embodiment, it was possible to almost remove the 0.3 nm-equivalent organic matter attached to the wafer surface in three months. However, after the measurement, the adhesion to the surface started anew, and the film thickness became 2.28 nm 2 hours after the measurement. Therefore, it goes without saying that the process immediately before the measurement is important.
【0052】この発明の第7の実施の形態を図7〜図1
0に基づいて説明する。図7はこの発明の第7の実施の
形態における膜厚基準ウェーハの前処理方法を示す工程
図である。A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
A description will be given based on 0. FIG. 7 is a process diagram showing a pretreatment method for a film thickness reference wafer according to a seventh embodiment of the present invention.
【0053】膜厚基準ウェーハの膜厚を定期的に測定
し、その測定値が既知の基準ウェーハの膜厚に対し所定
範囲内にあることで測定精度を管理する際に用いる膜厚
基準ウェーハの製造方法であって、所定の膜厚の絶縁膜
を形成する工程と、絶縁膜形成後の所定時間後に、絶縁
膜に対し、硫酸と過酸化水素水あるいは硫酸とオゾン水
の混合液により80〜150℃で所定時間処理する工程
と、温純水もしくは超純水により薬液を置換し、乾燥す
る工程とを含み、各処理が基準ウェーハとしての使用前
少なくとも30分以前から直前に完了する。The film thickness of the film thickness reference wafer is periodically measured, and the measured value is within a predetermined range with respect to the known film thickness of the reference wafer. In the manufacturing method, a step of forming an insulating film having a predetermined thickness and a predetermined time after the insulating film is formed, the insulating film is heated to 80 to 80% with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution or sulfuric acid and ozone water. It includes a step of treating at 150 ° C. for a predetermined time and a step of substituting a chemical solution with warm pure water or ultrapure water and drying, and each treatment is completed from at least 30 minutes before to immediately before use as a reference wafer.
【0054】図7(a)に示すように、半導体基板11
上に形成された極薄絶縁膜を膜厚が既知の膜厚基準ウェ
ーハとして使用する場合において、まず、公知の熱酸
化、熱窒化、熱酸窒化などの成膜手段により所定の膜厚
の絶縁膜2を形成する。絶縁膜形成後任意の時間後には
雰囲気中に含まれる有機物などが絶縁膜表面に付着す
る。As shown in FIG. 7A, the semiconductor substrate 11
When the ultrathin insulating film formed above is used as a film thickness reference wafer with a known film thickness, first, the insulating film having a predetermined film thickness is formed by a known film forming means such as thermal oxidation, thermal nitriding, or thermal oxynitriding. The film 2 is formed. After an arbitrary time has elapsed after the formation of the insulating film, organic substances contained in the atmosphere adhere to the surface of the insulating film.
【0055】図8は酸素雰囲気中1000℃で形成した
膜厚2.6nmの二酸化シリコン膜の、膜厚の時間依存
性で3ケ月までデータを取得した。成膜直後から膜厚は
表面への有機物や水分付着により急激に増加しはじめ、
2時間後には約0.5nm増加する。その後も膜厚は増
加をつづけその増加量は飽和傾向にあるものの約1年ま
でゆるやかに増加する。本実施の形態での試料について
は3ケ月で本実施の形態を適用しているため、その膜厚
増加量は0.2nm程度である。しかし、実際にその後
も放置すればその増加量は0.3〜0.5nmにも達す
る。In FIG. 8, data was obtained up to 3 months due to the time dependence of the thickness of a 2.6 nm thick silicon dioxide film formed at 1000 ° C. in an oxygen atmosphere. Immediately after the film formation, the film thickness starts to increase rapidly due to the adhesion of organic substances and water on the surface.
It increases by about 0.5 nm after 2 hours. After that, the film thickness continues to increase, and the amount of increase tends to saturate, but it gradually increases until about 1 year. Since the present embodiment is applied to the sample according to the present embodiment for three months, the increase amount of the film thickness is about 0.2 nm. However, if it is actually left as it is, the increase amount reaches 0.3 to 0.5 nm.
【0056】そこで、図7(b),(c)に示すよう
に、前記絶縁膜に対し、硫酸と過酸化水素水あるいは硫
酸とオゾン水の混合液(混合比4:1)により95℃で
7分間スプレイ処理し、つづいて温純水および超純水の
スプレイにより薬液を置換し、乾燥した。その後、洗浄
から30分以内に測定した結果を同じく図8に示す。洗
浄後測定した膜厚は2.63nmであった。ここで、有
機物の再付着の影響を排除するため前記前処理が基準ウ
ェーハとして使用する前すくなくとも30分以前から直
前に処理が完了していなければならない。これによって
膜厚測定装置の管理に用いることのできる膜厚基準ウェ
ーハを得ることができる(図7(d))。膜厚基準ウェ
ーハの如きにおいては定期的に正確な膜厚が測定できれ
ばその役目を果たすことが可能であり膜厚校正を実施す
る都度実施すればよい。Therefore, as shown in FIGS. 7B and 7C, the insulating film is heated to 95 ° C. with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution or sulfuric acid and ozone water (mixing ratio 4: 1). After spraying for 7 minutes, the chemical solution was replaced by spraying hot pure water and ultrapure water and dried. Thereafter, the result of measurement within 30 minutes after washing is also shown in FIG. The film thickness measured after washing was 2.63 nm. Here, in order to eliminate the effect of redeposition of organic substances, the pretreatment must be completed at least 30 minutes before and immediately before the use as a reference wafer. This makes it possible to obtain a film thickness reference wafer that can be used for controlling the film thickness measuring device (FIG. 7D). In the case of a film thickness reference wafer, if the film thickness can be measured accurately on a regular basis, it can fulfill its role, and may be carried out each time the film thickness calibration is carried out.
【0057】ウェーハ表面に付着した有機物等を除去す
るにはシリコンをエッチングせず、被付着物のみを溶解
・除去すればよいのだが、実際には付着している有機物
をいちいち特定することは不可能であり、また特定でき
たとしても複数の物質であるため、それらのみを選択的
に除去できるエッチング液の発見は極めて困難である。
一方、膜厚基準ウェーハの役目は膜厚校正時に膜厚が安
定していることである。その膜厚はなにも成膜直後の膜
厚と等しくなければならないということはない。膜厚の
基準となりうる安定した膜であればよい。その点に着目
すると、ウェーハ表面に付着した付着物をすべて除去す
る必要はない。In order to remove the organic substances and the like adhering to the wafer surface, it suffices to dissolve and remove only the adhering substances without etching the silicon, but in reality it is not possible to identify the adhering organic substances one by one. It is possible, and even if it can be specified, it is a plurality of substances, so it is extremely difficult to find an etching solution that can selectively remove only those substances.
On the other hand, the role of the film thickness reference wafer is that the film thickness is stable during film thickness calibration. The film thickness does not have to be equal to the film thickness immediately after film formation. Any stable film may be used as a reference for the film thickness. Focusing on that point, it is not necessary to remove all the deposits attached to the wafer surface.
【0058】図9に示すように、付着物(表面付着層2
0)のうち、除去しやすいものだけを除去して逆に、除
去しにくいものを固化させてさらに強固な付着物に変質
せしめれば、膜厚は常に成膜した絶縁膜2と強固な付着
層(表面固化層20a)の2層になる。この強固な付着
層20aは本実施の形態の洗浄では除去できないので、
本実施の形態の前処理方法によれば、新たに付着した有
機物層のみを除去し、固化した強固な付着層20aは残
した状態を常に保持することができる。この場合、成膜
時の膜厚よりは厚い膜厚ではあるものの安定して膜厚基
準としての役目を果たすことが可能となる。As shown in FIG. 9, deposits (surface attachment layer 2
Of 0), only those that are easy to remove are removed, and conversely, those that are difficult to remove are solidified and transformed into stronger adherents, so that the film thickness will always be the same as that of the insulating film 2 formed. It becomes two layers of the layer (surface solidified layer 20a). Since this strong adhesion layer 20a cannot be removed by the cleaning of the present embodiment,
According to the pretreatment method of the present embodiment, only the newly attached organic material layer can be removed, and the solidified strong attachment layer 20a can always be retained. In this case, although it is thicker than the film thickness at the time of film formation, it can stably serve as a film thickness reference.
【0059】図10はこの状態を模式的に示したグラフ
である。成膜後の膜厚は時間の経過とともに増加する
が、本実施の形態の洗浄により成膜時の膜厚に一定の膜
厚を加えた膜厚で洗浄後の膜厚は安定する。すなわち、
本実施の形態は付着物をすべて除去するのではなく、か
えって付着物の一部を固化して残すことにより安定した
膜厚基準としての役目を果たすためのものである。FIG. 10 is a graph schematically showing this state. Although the film thickness after film formation increases with time, the film thickness after cleaning becomes stable at the film thickness obtained by adding a certain film thickness to the film thickness during film formation by the cleaning of this embodiment. That is,
The present embodiment does not remove all the adhered substances, but rather solidifies and leaves a part of the adhered substances to serve as a stable film thickness standard.
【0060】なお本実施の形態では洗浄液として硫酸と
過酸化水素水の混合液を用いたが、硫酸とオゾン水の混
合液でもよい。Although a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution is used as the cleaning solution in the present embodiment, a mixed solution of sulfuric acid and ozone water may be used.
【0061】この発明の第8の実施の形態を図11〜図
13に基づいて説明する。図11はこの発明の第8の実
施の形態における膜厚基準ウェーハの前処理方法を示す
工程図である。An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 to 13. FIG. 11 is a process diagram showing a pretreatment method for a film thickness reference wafer according to the eighth embodiment of the present invention.
【0062】膜厚基準ウェーハの膜厚を定期的に測定
し、その測定値が既知の基準ウェーハの膜厚に対し所定
範囲内にあることで測定精度を管理する際に用いる膜厚
基準ウェーハの製造方法であって、所定の膜厚の絶縁膜
を形成する工程と、絶縁膜形成後の所定時間後に、絶縁
膜に対し、アンモニア水と過酸化水素水あるいはアンモ
ニア水とオゾン水の混合比が1:1から1:500であ
る混合液により室温から40℃で所定時間処理する工程
と、温純水もしくは超純水により薬液を置換し、乾燥す
る工程とを含み、各処理が基準ウェーハとしての使用前
少なくとも30分以前から直前に完了する。The film thickness reference wafer is regularly measured, and the measured value is within a predetermined range with respect to the known film thickness of the reference wafer. In the manufacturing method, a step of forming an insulating film having a predetermined thickness and a predetermined time after the insulating film is formed, a mixing ratio of ammonia water and hydrogen peroxide water or ammonia water and ozone water to the insulating film is changed. Use as a reference wafer, including a step of treating with a mixed solution of 1: 1 to 1: 500 at room temperature to 40 ° C. for a predetermined time and a step of substituting a chemical solution with warm pure water or ultrapure water and drying. Complete at least 30 minutes before and just before.
【0063】図11(a)に示すように、半導体基板1
1上に形成された極薄絶縁膜を膜厚が既知の膜厚基準ウ
ェーハとして使用する場合において、まず、公知の熱酸
化、熱窒化、熱酸窒化などの成膜手段により所定の膜厚
の絶縁膜2を形成する。半導体基板上、とりわけP型
(100)10〜15Ωcmのシリコン基板上に酸素雰
囲気中で900℃で、膜厚1.8nmの二酸化シリコン
膜を成長させた。その後、表面に有機物などを付着させ
るためにクリーンルーム中で3ケ月間ウェーハを保管し
た。成膜直後のエリプソメータによる膜厚の測定値は
1.82nmであった。その後、約2時間で膜厚は1.
88nmに増加し、さらにゆるやかに増加を続け3ケ月
後には2.05nmまで増加した。As shown in FIG. 11A, the semiconductor substrate 1
When the ultrathin insulating film formed on 1 is used as a film thickness reference wafer having a known film thickness, first, a known film forming means such as thermal oxidation, thermal nitriding, thermal oxynitriding, etc. The insulating film 2 is formed. A 1.8 nm-thickness silicon dioxide film was grown at 900 ° C. in an oxygen atmosphere on a semiconductor substrate, especially on a P-type (100) 10 to 15 Ωcm silicon substrate. Then, the wafer was stored for 3 months in a clean room in order to adhere organic substances and the like to the surface. The film thickness measured by an ellipsometer immediately after film formation was 1.82 nm. After that, the film thickness is 1.
It increased to 88 nm, and continued to increase gradually to 2.05 nm after 3 months.
【0064】図11(b),(c)に示すように、前記
3ケ月放置したウェーハに対し、アンモニア水と過酸化
水素水および水(以後APMと呼ぶ)を1:1:100
で混合した液を30℃に保持した溶液中に10分間浸し
た。つづいて超純水により薬液を置換し、乾燥した。前
記前処理は基準ウェーハとしての使用前すくなくとも3
0分以前から直前に処理が完了するようにした。その結
果を図12に示す。本実施の形態の如き希釈かつ低温の
APM洗浄をほどこすことにより、表面への有機物付着
により膜厚の増加したウェーハはAPMにより有機物が
除去され。ほぼ成膜時の膜厚に戻ることがわかる。一方
で、本実施の形態の如き希釈、低温APMといえども厳
密には二酸化シリコン膜のエッチングする能力は備えて
いるがそのエッチングレートは0.05nm/min以
下であり、実質上絶縁膜はほとんどエッチングされるこ
とはない。ただし厳密には本実施の形態の洗浄を無限回
繰り返せば膜厚は成膜時より徐々に減少していくことに
なる(図13)。本実施の形態についても洗浄後、測定
までは30分以内に実施することが必要である(図11
(d))。As shown in FIGS. 11 (b) and 11 (c), ammonia water, hydrogen peroxide solution, and water (hereinafter referred to as APM) are used in a ratio of 1: 1: 100 to the wafer left for three months.
The liquid mixed in 1. was immersed in the solution kept at 30 ° C. for 10 minutes. Subsequently, the chemical solution was replaced with ultrapure water and dried. The pretreatment is at least 3 before use as a reference wafer.
The process was completed from 0 minutes before immediately before. The result is shown in FIG. By subjecting the diluted and low-temperature APM cleaning as in the present embodiment, the organic substances are removed by the APM from the wafer having the increased film thickness due to the organic substances attached to the surface. It can be seen that the film thickness almost returns to that at the time of film formation. On the other hand, although the dilution and low temperature APM as in the present embodiment has a capability of etching a silicon dioxide film in a strict sense, its etching rate is 0.05 nm / min or less, and practically no insulating film is formed. It will not be etched. However, strictly speaking, if the cleaning of the present embodiment is repeated infinitely, the film thickness will be gradually reduced from that at the time of film formation (FIG. 13). Also in this embodiment, it is necessary to carry out the measurement within 30 minutes after cleaning (FIG. 11).
(D)).
【0065】[0065]
【発明の効果】この発明の請求項1記載の膜厚測定装置
によれば、光学的手法により絶縁膜厚測定を行う直前に
被測定ウェーハを空気中あるいは酸素および窒素を含む
雰囲気中でコロナ放電ワイヤの直下を通過させることに
よりコロナ放電に暴露する前処理機構を有するので、コ
ロナ放電は大気中の酸素を電離しオゾンや酸素イオンを
発生させ、発生したオゾンや酸素イオンは活性であり、
ウェーハ表面に付着している有機物を除去することがで
きる。これにより、光学的特性を変化させる有機物が除
去されているため、光学的手法により絶縁膜の膜厚を測
定した場合、ウェーハ表面に形成されている絶縁膜本来
の膜厚を正確に再現性よく測定、管理できる。According to the film thickness measuring apparatus of the first aspect of the present invention, the wafer to be measured is subjected to corona discharge in the air or in the atmosphere containing oxygen and nitrogen immediately before the measurement of the insulating film thickness by the optical method. Since it has a pretreatment mechanism that exposes it to corona discharge by passing it directly under the wire, corona discharge ionizes oxygen in the atmosphere to generate ozone and oxygen ions, and the generated ozone and oxygen ions are active,
Organic substances adhering to the wafer surface can be removed. As a result, organic substances that change the optical characteristics are removed, so when the thickness of the insulating film is measured by an optical method, the original thickness of the insulating film formed on the wafer surface can be accurately and reproducibly reproduced. Can be measured and managed.
【0066】この発明の請求項2記載の膜厚測定装置に
よれば、光学的手法により絶縁膜厚測定を行う直前に被
測定ウェーハの表面に波長150〜350nmの紫外光
を全面に照射する前処理機構を有するので、紫外光は大
気中の酸素を電離しオゾンや酸素イオンを発生させ、発
生したオゾンや酸素イオンは活性であり、ウェーハ表面
に付着している有機物を除去することができる。これに
より、光学的特性を変化させる有機物が除去されている
ため、光学的手法により絶縁膜の膜厚を測定した場合、
ウェーハ表面に形成されている絶縁膜本来の膜厚を正確
に再現性よく測定、管理できる。According to the film thickness measuring apparatus of the second aspect of the present invention, before the entire surface is irradiated with the ultraviolet light having the wavelength of 150 to 350 nm immediately before the measurement of the insulating film thickness by the optical method. Since it has a processing mechanism, ultraviolet light ionizes oxygen in the atmosphere to generate ozone and oxygen ions, and the generated ozone and oxygen ions are active and can remove organic substances adhering to the wafer surface. As a result, the organic substances that change the optical characteristics are removed, so when the thickness of the insulating film is measured by an optical method,
The original film thickness of the insulating film formed on the wafer surface can be measured and managed accurately and with good reproducibility.
【0067】請求項3では、被測定ウェーハをステージ
上に保持した状態で、減圧雰囲気中で15℃から500
℃に加熱する機構を有するので、加熱されたウェーハ表
面の有機物および水分は蒸気圧により蒸発するなどして
除去される。また、減圧状態にすることによりウェーハ
表面の有機物はより脱離しやすくなる。According to a third aspect of the present invention, the wafer to be measured is held on the stage in a reduced pressure atmosphere from 15 ° C. to 500 ° C.
Since it has a mechanism of heating to ℃, the organic substances and water on the heated wafer surface are removed by evaporating by the vapor pressure. Further, the reduced pressure makes it easier for organic substances on the wafer surface to be desorbed.
【0068】請求項4では、被測定ウェーハをコロナ放
電ワイヤの直下を通過させる際に、被測定ウェーハの表
面に波長150〜350nmの紫外光を全面に照射する
機構を有するので、コロナ放電とUV照射によるオゾン
発生を組み合わせることにより、より高濃度のオゾンを
発生させ効率的に表面の有機物を除去することができ
る。According to the present invention, when the wafer to be measured is passed directly under the corona discharge wire, the surface of the wafer to be measured is irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 150 to 350 nm over the entire surface. By combining ozone generation by irradiation, higher concentration ozone can be generated and organic substances on the surface can be efficiently removed.
【0069】請求項5では、光学的手法により絶縁膜厚
測定を行うためのウェーハを保持するステージと、前処
理機構でウェーハを保持するステージとが独立している
ので、極薄絶縁膜であっても再現性よく膜厚を測定する
ことができる。According to the present invention, since the stage for holding the wafer for measuring the insulating film thickness by the optical method and the stage for holding the wafer by the pretreatment mechanism are independent, it is an extremely thin insulating film. However, the film thickness can be measured with good reproducibility.
【0070】この発明の請求項6記載の膜厚測定方法に
よれば、極薄絶縁膜を有するウェーハをステージ上に保
持する工程と、空気中あるいは酸素と窒素雰囲気中でウ
ェーハの温度を15℃から500℃の範囲に保持した状
態でコロナ放電ワイヤの直下をステージを通過させるこ
とによりウェーハ全面にコロナ放電を暴露させる工程
と、各工程の後でウェーハおよびステージを所定の位置
に移動させ、光学的手法により絶縁膜の膜厚測定を行う
工程とを含むので、コロナ放電により発生したオゾンや
酸素イオンにより、ウェーハ表面に付着している有機物
を除去することができるとともに、加熱されたウェーハ
表面の有機物および水分は蒸気圧により蒸発するなどし
て除去される。このため、前処理によって絶縁膜表面の
有機物を除去し極薄絶縁膜自身の膜厚を正確に再現性よ
く測定することができる。According to the film thickness measuring method of the sixth aspect of the present invention, the step of holding the wafer having the ultrathin insulating film on the stage, and the temperature of the wafer at 15 ° C. in the air or the oxygen and nitrogen atmosphere. To 500 ° C., exposing the corona discharge to the entire surface of the wafer by passing the stage directly under the corona discharge wire, and moving the wafer and stage to predetermined positions after each step, Since it includes a step of measuring the film thickness of the insulating film by a static method, ozone and oxygen ions generated by corona discharge can remove organic substances adhering to the wafer surface as well as heating of the wafer surface. Organic substances and water are removed by evaporating due to vapor pressure. Therefore, it is possible to remove the organic substances on the surface of the insulating film by the pretreatment and measure the film thickness of the ultrathin insulating film itself accurately and with good reproducibility.
【0071】この発明の請求項7記載の膜厚基準ウェー
ハの製造方法によれば、熱酸化、熱窒化、熱酸窒化の成
膜手段により所定の膜厚の絶縁膜を形成する工程と、絶
縁膜形成後の所定時間後に、絶縁膜に対し、硫酸と過酸
化水素水あるいは硫酸とオゾン水の混合液により80〜
150℃で所定時間処理する工程と、温純水もしくは超
純水により薬液を置換し、乾燥する工程とを含むので、
基準ウェーハは、付着物を全て除去するのではなく、か
えって付着物の一部を固化して残すことにより安定した
膜厚基準としての役目を果たすことが可能となる。ま
た、各処理が基準ウェーハとしての使用前少なくとも3
0分以前から直前に完了するので、有機物の再付着の影
響を排除することができる。According to the method of manufacturing a film thickness reference wafer according to claim 7 of the present invention, a step of forming an insulating film having a predetermined film thickness by means of film forming means such as thermal oxidation, thermal nitriding and thermal oxynitriding; After a predetermined time after the film formation, the insulating film is heated to 80 to 80% with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution or sulfuric acid and ozone water.
Since it includes a step of treating at 150 ° C. for a predetermined time and a step of replacing the chemical solution with warm pure water or ultrapure water and drying the solution,
The reference wafer can serve as a stable film thickness reference by solidifying and leaving a part of the adhered substance instead of removing all the adhered substance. In addition, each process requires at least 3 before use as a reference wafer.
Since the process is completed from 0 minutes before to immediately before, the influence of redeposition of organic substances can be eliminated.
【0072】この発明の請求項8記載の膜厚基準ウェー
ハの製造方法によれば、熱酸化、熱窒化、熱酸窒化の成
膜手段により所定の膜厚の絶縁膜を形成する工程と、絶
縁膜形成後の所定時間後に、絶縁膜に対し、アンモニア
水と過酸化水素水あるいはアンモニア水とオゾン水の混
合比が1:1から1:500である混合液により15℃
から40℃で所定時間処理する工程と、温純水もしくは
超純水により薬液を置換し、乾燥する工程とを含むの
で、表面への有機物付着により膜厚の増加した基準ウェ
ーハは有機物が除去され、ほぼ成膜時の膜厚に戻り、膜
厚基準としての役目を果たすことが可能となる。また、
各処理が基準ウェーハとしての使用前少なくとも30分
以前から直前に完了するので、有機物の再付着の影響を
排除することができる。According to the method of manufacturing a film thickness reference wafer according to claim 8 of the present invention, a step of forming an insulating film having a predetermined film thickness by means of film forming means such as thermal oxidation, thermal nitriding and thermal oxynitriding; After a lapse of a predetermined time after forming the film, the insulating film is heated to 15 ° C. with a mixed solution having a mixing ratio of ammonia water and hydrogen peroxide water or ammonia water and ozone water of 1: 1 to 1: 500.
To 40 ° C. for a predetermined time, and a step of substituting the chemical solution with warm pure water or ultrapure water and drying, the organic matter is removed from the reference wafer whose film thickness has increased due to the adhesion of the organic matter to the surface, and It becomes possible to return to the film thickness at the time of film formation and serve as a film thickness reference. Also,
Since each treatment is completed at least 30 minutes before and immediately before use as a reference wafer, the influence of redeposition of organic substances can be eliminated.
【図1】この発明の第1の実施の形態における膜厚測定
装置を示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a film thickness measuring device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】この発明の第2の実施の形態における膜厚測定
装置を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a film thickness measuring device according to a second embodiment of the present invention.
【図3】この発明の第3の実施の形態における膜厚測定
装置を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing a film thickness measuring device according to a third embodiment of the present invention.
【図4】この発明の第4の実施の形態における膜厚測定
装置を示す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing a film thickness measuring device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図5】この発明の第5の実施の形態における膜厚測定
装置を示す概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram showing a film thickness measuring device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図6】この発明の第6の実施の形態における膜厚測定
方法を示す工程図である。FIG. 6 is a process drawing showing a film thickness measuring method according to a sixth embodiment of the present invention.
【図7】この発明の第7の実施の形態における膜厚基準
ウェーハの製造方法を示す工程図である。FIG. 7 is a process chart showing a method of manufacturing a film thickness reference wafer according to a seventh embodiment of the present invention.
【図8】この発明の第7の実施の形態における成膜直後
からの膜厚の経時変化を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the change with time in film thickness immediately after film formation in the seventh embodiment of the present invention.
【図9】この発明の第7の実施の形態における表面付着
と前処理後の膜厚の変化の模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram of changes in film thickness after surface attachment and pretreatment in the seventh embodiment of the present invention.
【図10】この発明の第7の実施の形態における膜厚の
経時変化と洗浄後の膜厚の推移を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing changes over time in film thickness and changes in film thickness after cleaning in the seventh embodiment of the present invention.
【図11】この発明の第8の実施の形態における膜厚基
準ウェーハの製造方法を示す工程図である。FIG. 11 is a process drawing showing a method of manufacturing a film thickness reference wafer according to an eighth embodiment of the present invention.
【図12】この発明の第8の実施の形態における成膜直
後からの膜厚の経時変化を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing a change over time in the film thickness immediately after film formation in the eighth embodiment of the present invention.
【図13】この発明の第8の実施の形態における膜厚の
経時変化と洗浄後の膜厚の推移を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing changes with time in film thickness and changes in film thickness after cleaning in the eighth embodiment of the present invention.
【図14】従来の膜厚測定器管理方法の説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram of a conventional film thickness measuring device management method.
1 半導体基板 2 極薄絶縁膜 3 付着物 11 半導体基板 12 コロナ放電ワイヤ 13 エリプソメータ 14 UVランプ 15 ステージ 16 排気配管 17 導入配管 1 Semiconductor substrate 2 Ultra-thin insulating film 3 attached matter 11 Semiconductor substrate 12 Corona discharge wire 13 Ellipsometer 14 UV lamp 15 stages 16 Exhaust pipe 17 Introducing piping
フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA30 BB03 BB22 CC19 CC31 FF50 FF51 FF61 LL32 RR07 TT07 UU00 2G052 AA13 AD32 AD52 EB11 FC02 FC03 GA11 4M106 AA01 AA13 AB02 BA07 BA20 CA48 CA70 DH03 DH04 DH32 DJ32 Continued front page F term (reference) 2F065 AA30 BB03 BB22 CC19 CC31 FF50 FF51 FF61 LL32 RR07 TT07 UU00 2G052 AA13 AD32 AD52 EB11 FC02 FC03 GA11 4M106 AA01 AA13 AB02 BA07 BA20 CA48 CA70 DH03 DH04 DH32 DJ32
Claims (8)
メトリーまたは単波長あるいは複数波長の反射・干渉の
光学的手法によりウェーハ上に形成した単層あるいは多
層の極薄絶縁膜を測定する膜厚測定装置であって、光学
的手法により絶縁膜厚測定を行う直前に被測定ウェーハ
を空気中あるいは酸素および窒素を含む雰囲気中でコロ
ナ放電ワイヤの直下を通過させることによりコロナ放電
に暴露する前処理機構を有することを特徴とする膜厚測
定装置。1. A film thickness measuring device for measuring a single-layer or multi-layer ultra-thin insulating film formed on a wafer by single-wavelength ellipsometry, spectroscopic ellipsometry, or optical technique of single-wavelength or multiple-wavelength reflection / interference. There is a pretreatment mechanism that exposes the wafer to be measured to corona discharge by passing it directly under the corona discharge wire in air or in an atmosphere containing oxygen and nitrogen immediately before measuring the insulation film thickness by an optical method. A film thickness measuring device characterized by the above.
メトリーまたは単波長あるいは複数波長の反射・干渉の
光学的手法によりウェーハ上に形成した単層あるいは多
層の極薄絶縁膜を測定する膜厚測定装置であって、光学
的手法により絶縁膜厚測定を行う直前に被測定ウェーハ
の表面に波長150〜350nmの紫外光を全面に照射
する前処理機構を有する膜厚測定装置。2. A film thickness measuring device for measuring a single-layer or multi-layer ultra-thin insulating film formed on a wafer by single-wavelength ellipsometry, spectroscopic ellipsometry, or a single-wavelength or multiple-wavelength reflection / interference optical method. A film thickness measuring device having a pretreatment mechanism for irradiating the entire surface of the wafer to be measured with ultraviolet light having a wavelength of 150 to 350 nm immediately before the measurement of the insulating film thickness by an optical method.
状態で、減圧雰囲気中で15℃から500℃に加熱する
機構を有する請求項1記載の膜厚測定装置。3. The film thickness measuring apparatus according to claim 1, further comprising a mechanism for heating the wafer to be measured on a stage to 15 ° C. to 500 ° C. in a reduced pressure atmosphere.
下を通過させる際に、被測定ウェーハの表面に波長15
0〜350nmの紫外光を全面に照射する機構を有する
請求項1記載の膜厚測定装置。4. When the wafer to be measured is passed directly under the corona discharge wire, a wavelength of 15 is measured on the surface of the wafer to be measured.
The film thickness measuring device according to claim 1, further comprising a mechanism for irradiating the entire surface with ultraviolet light of 0 to 350 nm.
めのウェーハを保持するステージと、前処理機構でウェ
ーハを保持するステージとが独立している請求項1,
2,3または4記載の膜厚測定装置。5. A stage for holding a wafer for measuring an insulating film thickness by an optical method and a stage for holding a wafer by a pretreatment mechanism are independent.
The film thickness measuring device according to 2, 3, or 4.
上に保持する工程と、空気中あるいは酸素と窒素雰囲気
中でウェーハの温度を15℃から500℃の範囲に保持
した状態でコロナ放電ワイヤの直下を前記ステージを通
過させることによりウェーハ全面にコロナ放電を暴露さ
せる工程と、前記各工程の後で前記ウェーハおよびステ
ージを所定の位置に移動させ、光学的手法により絶縁膜
の膜厚測定を行う工程とを含む膜厚測定方法。6. A step of holding a wafer having an ultrathin insulating film on a stage, and a step of holding the wafer temperature in the range of 15 ° C. to 500 ° C. in air or in an atmosphere of oxygen and nitrogen, A step of exposing corona discharge to the entire surface of the wafer by passing the stage directly below and moving the wafer and the stage to predetermined positions after each of the steps, and measuring the thickness of the insulating film by an optical method. A method for measuring film thickness, which comprises a step.
膜厚が既知の膜厚基準ウェーハの膜厚を定期的に測定
し、その測定値が既知の基準ウェーハの膜厚に対し所定
範囲内にあることで測定精度を管理する際に用いる膜厚
基準ウェーハの製造方法であって、熱酸化、熱窒化、熱
酸窒化の成膜手段により所定の膜厚の絶縁膜を形成する
工程と、絶縁膜形成後の所定時間後に、前記絶縁膜に対
し、硫酸と過酸化水素水あるいは硫酸とオゾン水の混合
液により80〜150℃で所定時間処理する工程と、温
純水もしくは超純水により薬液を置換し、乾燥する工程
とを含み、前記各処理が基準ウェーハとしての使用前少
なくとも30分以前から直前に完了することを特徴とす
る膜厚基準ウェーハの製造方法。7. An ultrathin insulating film formed on a semiconductor substrate has a known film thickness, and a film thickness of a reference wafer is regularly measured, and the measured value is predetermined with respect to the known film thickness of the reference wafer. A method of manufacturing a film thickness reference wafer used when controlling the measurement accuracy by being within the range, which is a step of forming an insulating film having a predetermined film thickness by a film forming means of thermal oxidation, thermal nitriding, or thermal oxynitriding. A step of treating the insulating film with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution or sulfuric acid and ozone water at a temperature of 80 to 150 ° C. for a predetermined period of time after forming the insulating film; A method for manufacturing a film thickness reference wafer, comprising the steps of substituting a chemical solution and drying, wherein each of the processes is completed at least 30 minutes before and immediately before use as a reference wafer.
膜厚が既知の膜厚基準ウェーハの膜厚を定期的に測定
し、その測定値が既知の基準ウェーハの膜厚に対し所定
範囲内にあることで測定精度を管理する際に用いる膜厚
基準ウェーハの製造方法であって、熱酸化、熱窒化、熱
酸窒化の成膜手段により所定の膜厚の絶縁膜を形成する
工程と、絶縁膜形成後の所定時間後に、前記絶縁膜に対
し、アンモニア水と過酸化水素水あるいはアンモニア水
とオゾン水の混合比が1:1から1:500である混合
液により15℃から40℃で所定時間処理する工程と、
温純水もしくは超純水により薬液を置換し、乾燥する工
程とを含み、前記各処理が基準ウェーハとしての使用前
少なくとも30分以前から直前に完了することを特徴と
する膜厚基準ウェーハの製造方法。8. An ultrathin insulating film formed on a semiconductor substrate has a known film thickness, the film thickness of a reference wafer is regularly measured, and the measured value is predetermined with respect to the known film thickness of the reference wafer. A method of manufacturing a film thickness reference wafer used when controlling the measurement accuracy by being within the range, which is a step of forming an insulating film having a predetermined film thickness by a film forming means of thermal oxidation, thermal nitriding, or thermal oxynitriding. After a predetermined time from the formation of the insulating film, a mixed solution having a mixing ratio of ammonia water and hydrogen peroxide solution or ammonia water and ozone water of 1: 1 to 1: 500 is applied to the insulating film at 15 ° C. to 40 ° C. A step of treating at ℃ for a predetermined time,
A method of manufacturing a film thickness reference wafer, comprising the steps of substituting a chemical solution with warm pure water or ultrapure water, and drying, wherein each of the processes is completed at least 30 minutes before and immediately before use as a reference wafer.
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