分光エリプソメトリと分光反射率測定の違い：測る量・極薄膜への感度・多層膜を比較

どんなときに使うか

分光エリプソメトリ

数nm以下の薄い膜や、何層も重なった膜を正確に測りたいときや、膜の光学定数も知りたいときに使います。ゲート絶縁膜のように、0.1 nmの差が問題になる膜の管理に向いています。

分光反射率測定

厚さが数十nm以上の膜を、速く多くの点で測りたいときに向きます。装置が簡単なので、成膜やCMPの装置に組み込んで膜厚を監視するのにも使われます。

理解度チェック

1. 高濃度基板の上の低濃度エピ層の厚さを、赤外光の干渉を利用して測る方法はどれか。
2. 装置の状態確認や膜厚の測定などのために、製品とは別に工程に流すウエハを何と呼ぶか。

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関連する用語の解説

エリプソメトリ

偏光した光を当てて、反射による偏光状態の変化から薄膜の厚さや屈折率を求める測定法。非破壊で測れる。

屈折率

真空中の光の速さを、物質中の光の速さで割った値。波長1.55 µmでシリコンは約3.48、酸化膜(SiO2)は約1.45で、この差が大きいほど光を小さな導波路に強く閉じ込められる。

熱酸化

シリコンを酸素や水蒸気の中で加熱し、表面にSiO2膜をつくる方法。ドライ酸化とウェット酸化がある。

自然酸化膜

シリコンが空気や水に触れることで自然にできる、厚さ1 nm前後の薄い酸化膜。コンタクト抵抗の増加やエピタキシャル成長の妨げになるため、必要な工程の直前に除去する。

フォトレジスト

光に反応して現像液への溶けやすさが変わる感光性材料。ポジ型は露光部が溶け、ネガ型は露光部が残る。

CMP

化学機械研磨。スラリーの化学作用とパッドの機械的研磨を組み合わせてウエハ表面を平坦化する。

モニターウエハ

装置の状態確認や膜厚・パーティクルの測定などのために、製品とは別に工程に流すウエハ。テストウエハとも呼ぶ。使用後は膜を除いて研磨し直し、再生ウエハとして再利用されることが多い。

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