WO2006080271A1 - シリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥の評価方法 - Google Patents
シリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥の評価方法 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2006080271A1 WO2006080271A1 PCT/JP2006/300948 JP2006300948W WO2006080271A1 WO 2006080271 A1 WO2006080271 A1 WO 2006080271A1 JP 2006300948 W JP2006300948 W JP 2006300948W WO 2006080271 A1 WO2006080271 A1 WO 2006080271A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- silicon single
- single crystal
- crystal wafer
- wafer
- defect
- Prior art date
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 152
- 230000007547 defect Effects 0.000 title claims abstract description 106
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 91
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 91
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 238000003325 tomography Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 10
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 7
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000007017 scission Effects 0.000 claims description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 29
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 97
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 37
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 11
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 10
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 6
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
- G01N21/892—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the flaw, defect or object feature examined
- G01N21/896—Optical defects in or on transparent materials, e.g. distortion, surface flaws in conveyed flat sheet or rod
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/9501—Semiconductor wafers
- G01N21/9505—Wafer internal defects, e.g. microcracks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
- H01L22/24—Optical enhancement of defects or not directly visible states, e.g. selective electrolytic deposition, bubbles in liquids, light emission, colour change
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N2021/4704—Angular selective
- G01N2021/4707—Forward scatter; Low angle scatter
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N2021/4735—Solid samples, e.g. paper, glass
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N2021/8477—Investigating crystals, e.g. liquid crystals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
- G01N21/892—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the flaw, defect or object feature examined
- G01N21/896—Optical defects in or on transparent materials, e.g. distortion, surface flaws in conveyed flat sheet or rod
- G01N2021/8965—Optical defects in or on transparent materials, e.g. distortion, surface flaws in conveyed flat sheet or rod using slant illumination, using internally reflected light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/9501—Semiconductor wafers
Definitions
- the present invention relates to a method for evaluating crystal defects in a silicon single crystal wafer that is a substrate for manufacturing a semiconductor integrated circuit or the like.
- a silicon single crystal wafer As a material for forming a semiconductor integrated circuit, a silicon single crystal wafer is often used. Various stresses are applied to the wafer by heat treatment and machining until a semiconductor element is formed on the surface layer of the silicon single crystal wafer to form an integrated circuit. For this reason, silicon single crystals made from silicon single crystals obtained by the Czochralski method (hereinafter referred to as the CZ method) are excellent in strength and tend to be used frequently.
- the crystal growth is performed while keeping the cooling rate of the single crystal pulled up from the raw material melt as constant as possible in the region where the effect of suppressing defect formation is significant. Is effective.
- grow-in defects such as FPD (Flow Pattern Defect), LSTD (Laser Scattering Tomography Defect), and COP (Crystal Originated Particle) occur.
- FPD Flow Pattern Defect
- LSTD Layer Scattering Tomography Defect
- COP Crystal Originated Particle
- the Cu deposition method accurately measures the position of defects in a silicon single crystal wafer, improves the detection limit for defects existing on the wafer surface layer, and accurately evaluates even finer defects. It has features that can. Specifically, an oxide insulating film (hereinafter also simply referred to as an oxide film) having a predetermined thickness is formed on the wafer surface, and the oxide insulating film on the defect portion formed on the wafer surface layer is destroyed. . Then, Cu is deposited (deposited) on the broken oxide film site to identify the defect. When a voltage is applied to the oxide film formed on the wafer surface in a solution containing Cu ions, current flows through the degraded oxide film, and Cu ions are deposited as Cu.
- an oxide insulating film hereinafter also simply referred to as an oxide film having a predetermined thickness is formed on the wafer surface, and the oxide insulating film on the defect portion formed on the wafer surface layer is destroyed. .
- Cu is deposited (deposited) on the broken oxide film site to identify the defect.
- the Cu precipitate is known to be the existence of a Grow-in defect caused by voids such as COP. This can be observed under the light or directly with the naked eye, or with an optical microscope, transmission electron microscope ( By observing with a TEM), a scanning electron microscope (SEM), etc., the distribution and density of defects can be evaluated.
- DSOD is a micro defect having a diameter of about 15 to 20 nm.
- Void defects (diameter of about 10 to 15 nm) smaller than the DSOD may exist on the surface layer of the silicon single crystal wafer. This minute void defect can also affect the characteristics of the integrated circuit formed on the surface of the silicon single crystal wafer. For this reason, development of a method that can accurately and easily evaluate a void defect smaller than the DSOD has also been demanded. Disclosure of the invention
- the present invention has been made in view of such a problem, and it is possible to easily obtain a fine DSOD that can be evaluated only by a conventional Cu deposition method, with a high degree of accuracy and without incurring unnecessary costs.
- An object of the present invention is to provide a method for evaluating crystal defects of a silicon single crystal wafer that can be evaluated.
- the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is a method for evaluating crystal defects of a silicon single crystal wafer by an infrared scattering tomography method, and at least a laser beam is applied to the silicon single crystal wafer.
- the DSOD Direct Surface Oxide Defect
- a method for evaluating crystal defects of a silicon single crystal wafer characterized by evaluating small Void defects is provided.
- a small DSOD which was conventionally considered to be impossible to evaluate the force by the Cu deposition method, is evaluated by an infrared scattering tomography method that is simpler than the Cu deposition method. Therefore, according to the present invention, it is possible to evaluate a DSOD and a Void defect (diameter of about lOnm) smaller than the DSOD at a lower cost. According to the infrared scattering tomography method, it is also possible to accurately evaluate a minute DSOD and a Void defect (diameter of about lOnm) smaller than the DSOD.
- the intensity of the laser beam to be irradiated is preferably 300 mW or more.
- the scattered light is preferably detected by a CCD (Charge-Coupled Device).
- the silicon single crystal wafer to be evaluated is cut out from at least the silicon single crystal and the silicon single crystal wafer is cut out.
- the wafer can be manufactured without mirror polishing by subjecting the wafer to surface grinding or rubbing and etching the surface-ground or lapped silicon single crystal wafer.
- DSOD is evaluated by an infrared scattering tomography method
- the mirror polishing step which is the final step in which it is not necessary to process the wafer surface into a mirror surface, that is, in the middle.
- the process can also be evaluated. For this reason, it is no longer necessary to dispose of the final mirror-polishing process in a time-consuming manner and cost. Furthermore, it becomes possible to distinguish DSOD and Void defects smaller than the DSOD from scratches and the like caused by the cache, and the measurement accuracy is improved.
- the silicon single crystal wafer to be evaluated is cleaved at the center, and the laser light is irradiated to the main surface of the silicon single crystal wafer, thereby The cleavage plane force of the crystal wafer is preferably detected by scattered light.
- the entire area in the radial direction of the wafer can be evaluated in a shorter time by performing scanning while irradiating the main surface of the silicon single crystal wafer at regular intervals. It is out.
- a microscopic structure including a DSOD of a silicon single crystal wafer is obtained.
- Small Void defects can be evaluated by infrared scattering tomography without using the Cu deposition method, so it is possible to evaluate minute Void defects with higher accuracy and without incurring unnecessary costs.
- FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining an example of a crystal defect evaluation method for a silicon single crystal wafer according to the present invention.
- FIG. 2 Graph showing an example of crystal defect investigation by infrared scattering tomography and Cu deposition (Experiment 1).
- FIG. 3 A photograph showing an example of a DSOD on the wafer surface that was revealed by the Cu deposition method (Experiment 1).
- FIG. 5 This is a photograph showing another example of DSOD on the wafer surface that was revealed by the Cu deposition method (Experiment 2).
- FIG. 6 is a graph showing the experimental results of evaluating defects by changing the intensity of laser light.
- DSOD is a very small defect with a diameter of 20 nm or less, especially about 15 to 20 nm in diameter, so it cannot be detected by a particle counter or the like used for normal crystal defect evaluation. It was evaluated by the Cu deposition method.
- the Cu deposition method has problems that should be improved in terms of simplicity, cost, and detection accuracy. Therefore, the present inventor has intensively studied to develop a method that can evaluate DSOD more easily, at lower cost, and with higher accuracy.
- an infrared scattering tomography method may be used for evaluating crystal defects.
- This is an evaluation method generally used for evaluating oxygen precipitation after heat treatment.
- the present invention is a method for evaluating crystal defects of a silicon single crystal wafer by an infrared scattering tomography method, and at least irradiates the silicon single crystal wafer with a laser beam, and the silicon single crystal wafer Void defects including DSOD inside the silicon single crystal wafer are evaluated by scattering light entering the inside by crystal defects and detecting the scattered light.
- Fig. 1 (a) is a perspective view
- Fig. 1 (b) is an enlarged view of the circled portion in (a).
- the silicon single crystal wafer 10 used here is cleaved at the center. It is a thing.
- the silicon single crystal wafer 10 is placed on the stage of an infrared scattering tomograph, and the main surface 10b of the wafer is irradiated with infrared laser light. If there are crystal defects inside wafer 10, light scattering occurs, so the number and size of crystal defects can be evaluated by detecting the scattered light with detector 11 placed in the direction of cleavage plane 10a.
- the intensity of the infrared laser beam is set to a value stronger than the value normally used in defect evaluation such as BMD (Bulk Micro Defect) (lOOmW or less), for example, 300 mW or more.
- the upper limit of the intensity of the infrared laser beam is not particularly limited, but it is practically 4 W or less, particularly 1 W or less.
- Fig. 6 is a graph showing the experimental results of evaluating defects by changing the intensity of the laser beam. It is. It can be seen that the DSOD and Void defects smaller than the DSOD cannot be detected much when the laser beam intensity is less than lOOmW, but can be reliably detected by setting the laser beam intensity to 300 mW or more.
- examples of the detector 11 include a CCD (Charge-Coupled Device). If scattered light is detected with this CCD, scattered light can be detected with higher sensitivity, and DSOD can be evaluated more accurately.
- CCD Charge-Coupled Device
- the silicon single crystal wafer to be evaluated for example, one manufactured as follows can be used. That is, a silicon single crystal wafer is cut out from a silicon single crystal grown by the CZ method, the cut silicon single crystal wafer is subjected to surface grinding or lapping, and the silicon single crystal wafer subjected to the surface grinding or lapping is obtained. By etching, it was produced without mirror polishing. In addition, it is necessary to add an oxidation heat treatment to the wafer as in the case of measuring DSOD by the Cu deposition method.
- DSOD can be evaluated even when a silicon single crystal wafer that has not been mirror-polished in this way is used.
- the silicon single crystal wafer can be extracted and evaluated in an intermediate process before the final mirror polishing process, and the conventional mirror polishing process, which has been time-consuming and costly, failed. In this case, it will not be wasted.
- DSOD can distinguish between Void defects smaller than DSOD and scratches and the like caused by cauldron, thus improving measurement accuracy.
- a silicon single crystal wafer 10 having a cleaved central portion is used to irradiate the main surface 10b of the silicon single crystal wafer 10 with a laser beam, so that the silicon single crystal wafer 10 is irradiated.
- detecting the scattered light from the ten cleaved surfaces 10a it is possible to accurately evaluate the presence or absence of DSOD and Void defects smaller than the DSOD.
- the main surface 10b of the silicon single crystal wafer 10 is irradiated with 2 mm of laser light having a diameter of 10 ⁇ m from the center of the wafer toward the outer periphery, with a certain interval.
- the laser beam is irradiated to 2 mm. In this way, the entire region in the radial direction of the wafer can be evaluated in a shorter time by scanning in the radial direction while irradiating the main surface of the silicon single crystal wafer at regular intervals. .
- the present invention will be described more specifically with reference to Experiments 1 and 2. However, the present invention is not limited to these.
- a silicon single crystal having a diameter of 300 mm and a crystal orientation of 100> was pulled by the CZ method.
- the crystal growth conditions were such that there was no FPD and only the DSOD was selected to produce a single crystal.
- the grown silicon single crystal is ground with a cylindrical grinder to remove the cone portion and tail portion of the single crystal, and then the crystal constant diameter portion is further cut into a length of about 25 cm. Single crystal block.
- the silicon single crystal wafer thus fabricated was mounted on an infrared scattering tomograph apparatus (trade name MO-441, manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd.).
- infrared laser light was irradiated parallel to the cleavage plane (perpendicular to the main surface).
- a single infrared laser beam was irradiated from the center of the silicon single crystal wafer to the outer periphery for 2 mm, then 15 mm was irradiated at intervals of 8 mm and 2 mm.
- the infrared laser light irradiated at this time had a wavelength of 1064 nm, an intensity of lOOOOmW, and a diameter of the irradiated part of about 10 m.
- a CCD was installed to detect the scattered light at a position perpendicular to the cleavage plane of the wafer, and an infrared laser beam was irradiated to detect the scattered light scattered by crystal defects.
- Fig. 2 line graph B in Fig. 2.
- the horizontal axis in Fig. 2 is the distance from the wafer center
- the vertical axis is the defect density and scattering intensity. Show. Further, for example, “1.00E + 08J” on the vertical axis indicates “1.00 ⁇ 10 8 ”.
- the remainder of the single crystal block was processed into a plurality of mirror wafers through a normal product processing process, that is, a slicing process, a chamfering process, a surface grinding or lapping process, an etching process, and a polishing process.
- a single wafer was selected from the plurality of mirror wafers, an oxide film was formed on the surface, and then the Cu deposition method was used to measure the number of defects in the wafer surface with the naked eye under a condenser lamp.
- the wafer on which the oxide film was formed was immersed in a solution containing Cu ions, and a voltage was applied to the oxide film formed on the wafer surface.
- the oxide film in the part where the DSOD was present deteriorated and current flowed, and Cu ions were deposited as Cu.
- the deposited portion was observed directly with the naked eye under a condenser lamp.
- Fig. 2 shows a broken line A in Fig. 2.
- Fig. 3 shows a photograph of the DSOD on the wafer surface that was revealed by the Cu deposition method.
- a silicon single crystal wafer for evaluation was prepared in the same manner as in Experiment 1, and crystal defects were evaluated by the infrared scattering tomography method and by the Cu deposition method.
- the results are shown in FIG.
- the horizontal axis in Fig. 4 shows the distance from the wafer center
- the vertical axis shows the defect density and scattering intensity.
- line graph A-1 shows the defect density distribution in the wafer plane when the wafer of block A is evaluated by the Cu deposition method.
- Fig. 5 shows a photograph of the DSOD on the wafer surface that was revealed by the Cu deposition method.
- Line graph A-2 shows the intensity distribution of scattered light in the wafer plane when the wafer in block A is evaluated by infrared scattering tomography.
- the line graph B-1 in Fig. 4 shows the defect density distribution in the wafer plane when the wafer in block B is evaluated by the Cu deposition method.
- Line graph B-2 shows the intensity distribution of the scattered light in the wafer plane when the wafer of Proc B is evaluated by the infrared scattering tomography method.
- block A (line graph A-1 in Fig. 4) has a higher DSOD density than block B (line graph B-1 in Fig. 4).
- the scattering intensity by infrared scattering tomography is also higher in block A (line graph A-2 in Fig. 4) than in block B (line graph B-2 in Fig. 4). It can be seen that quantitative analysis of DSOD is possible by the scattering tomography method.
- Void defects (diameter 10-15 nm) smaller than DSOD can be evaluated by infrared scattering tomography using laser light with an intensity of 300 mW or more.
- the present invention is not limited to the above embodiment.
- the above embodiment is an exemplification, and the present invention has the same configuration as the technical idea described in the scope of claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present embodiment. It is included in the technical scope of the invention.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
本発明は、シリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥を赤外散乱トモグラフ法により評価する方法であって、少なくとも、シリコン単結晶ウエーハにレーザー光を照射し、該シリコン単結晶ウエーハの内部に侵入した光を結晶欠陥で散乱させ、該散乱光を検出することにより、前記シリコン単結晶ウエーハ内部のDSOD(Direct Surface Oxide Defect)及び該DSODより小さなVoid欠陥を評価することを特徴とするシリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥の評価方法を提供する。これにより、従来Cuデポジション法でしか評価できなかった微小なDSOD等を簡便でかつ無駄なコストをかけることもなく、更に精度良く評価可能なシリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥の評価方法を提供できる。
Description
明 細 書
シリコン単結晶ゥエーハの結晶欠陥の評価方法
技術分野
[0001] 本発明は、半導体集積回路等を製造するための基板となる、シリコン単結晶ゥエー ハの結晶欠陥の評価方法に関する。 背景技術
[0002] 半導体集積回路を形成する材料として、その多くにシリコン単結晶ゥエーハが使用 されている。シリコン単結晶ゥエーハの表層に半導体素子を形成して集積回路にす るまでには、熱処理や機械加工によりゥエーハに種々の応力が加わる。そのため、チ ョクラルスキー法 (以下、 CZ法と称する)により得られるシリコン単結晶から作られたシ リコン単結晶ゥエーハカ 強度に優れているため、多用される傾向にある。
[0003] しかし、最近では半導体集積回路の集積度の高密度化と、それにともなう素子回路 の微細化に伴い、ゥエーハの材料となるシリコン単結晶への品質要求も厳しくなる一 方である。特に、シリコン単結晶育成時に結晶内部に導入される欠陥(グローンイン 欠陥、 grown— in defect)は、シリコン単結晶ゥエーハの表層に集積回路を形成した 際に、その特性に大きな影響を与えることから、高機能半導体素子の材料とされるゥ エーハでは、表層に存在する欠陥を厳密に規定してシリコン単結晶ゥエーハの生産 を行っている。そして、この要求に応えるため、シリコン単結晶ゥエーハの材料である シリコン単結晶の製造においては、上記グローンイン欠陥の形成を可及的に抑制で きる(理想的には、グローンイン欠陥が全く形成されないか、形成されても極低密度 に抑えられるようにする)シリコン単結晶の育成方法が種々検討されて!、る。
[0004] グローンイン欠陥を抑制した低欠陥結晶を育成するには、原料融液から引上げら れた単結晶の冷却速度を、欠陥形成抑制効果が顕著となる領域において、なるべく 一定に保ちながら結晶育成を行なうことが有効である。例えば、特開平 11 79889号 公報に開示されているように FPD (Flow Pattern Defect)、 LSTD (Laser Scattering T omography Defect)、 COP (Crystal Originated Particle)等のグロ一イン欠陥が発生
する V-リッチ領域と L- SEPD (Large— Secco Etch Pit Defect)が発生する I-リッチ領 域の境界にあり、これらの結晶欠陥が存在しないニュートラルな領域で結晶を成長さ せることで高品質のシリコン単結晶が得ることができる。
[0005] 近年、上述したように結晶欠陥を抑制した高品質のシリコン単結晶ゥエーハへの要 求が高まっている。しかし、このように結晶欠陥を抑制すべく-ユートラルな領域で結 晶成長させたシリコン単結晶でも、極微小な結晶欠陥が存在することが判っている。 この結晶欠陥は欠陥のサイズが非常に小さい(直径 15ηπ!〜 20nm程度)ため通常 の結晶検査に用いられるパーティクルカウンターでは、検出することができない。これ らの欠陥は DSOD (Direct Surface Oxide Defect)と呼ばれ、 Cu (銅)デポジションを 用いた欠陥評価で検出される。
[0006] Cuデポジション法は、シリコン単結晶ゥエーハの欠陥位置を正確に測定し、ゥエー ハ表層に存存する欠陥に対する検出限界を向上させ、より微細な欠陥に対しても正 確に評価を行なうことができる特徴を有する。具体的には、ゥエーハ表面に所定の厚 さの酸ィ匕絶縁膜 (以下、単に酸化膜ともいう)を形成し、ゥエーハ表層に形成された欠 陥部位上の酸ィ匕絶縁膜を破壊する。そして、破壊された酸ィ匕膜部位に Cuを析出 (デ ポジション)させて欠陥を特定する。 Cuイオンが存在する溶液の中で、ゥエーハ表面 に形成した酸ィ匕膜に電圧を加えると、酸化膜が劣化している部分に電流が流れ、 Cu イオンが Cuとなって析出する。該 Cuの析出部は、 COP等のボイド起因のグローンイン 欠陥の存在部であることが知られているので、これ^^光灯下もしくは直接に肉眼で 観察するか、光学顕微鏡、透過電子顕微鏡 (TEM)、走査電子顕微鏡 (SEM)等によ り観察することによって、欠陥の分布や密度を評価することができる。
[0007] このように DSODは Cuデポジション法による評価で確認は可能なものの、 Cuデポジ シヨン法による評価はゥエーハの表面を鏡面にカ卩ェする必要があり、通常、ゥエーハ 加工の最終工程である鏡面研磨工程の後で抜き取り検査の形で行われる。しかし、 この段階で不合格となった場合、不合格ロットであってもゥエーハ加工が一律に施さ れる形となり、良品と同様の手間とコストをかけた挙句に廃棄処分するという、無駄を 生じる結果となる。更に加工起因の傷等との区別が難しくなり測定精度に課題があつ
上記のように DSODは、直径 15〜20nm程度の微小な欠陥である力 該 DSODよ りも小さな Void欠陥(直径 10〜15nm程度)がシリコン単結晶ゥエーハの表層に存 在することがある。この微小な Void欠陥も、シリコン単結晶ゥエーハの表層に形成す る集積回路の特性に影響を与えることがある。そのため、この DSODよりも小さな Voi d欠陥についても正確かつ簡便に評価できる方法の開発も求められていた。 発明の開示
[0008] 本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、従来 Cuデポジション法でしか評 価できな力つた微小な DSOD等を簡便でかつ無駄なコストをかけることもなぐ更に 精度良く評価可能なシリコン単結晶ゥエーハの結晶欠陥の評価方法を提供すること を目的とする。
[0009] 本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、シリコン単結晶ゥエーハの 結晶欠陥を赤外散乱トモグラフ法により評価する方法であって、少なくとも、シリコン 単結晶ゥエーハにレーザー光を照射し、該シリコン単結晶ゥエーハの内部に侵入し た光を結晶欠陥で散乱させ、該散乱光を検出することにより、前記シリコン単結晶ゥ エーハ内部の DSOD (Direct Surface Oxide Defect)及び該 DSODより小さな Void 欠陥を評価することを特徴とするシリコン単結晶ゥエーハの結晶欠陥の評価方法を 提供する。
[0010] 本発明では、従来 Cuデポジション法によってし力評価できないと考えられていた微 小な DSODを、 Cuデポジション法よりも簡便な赤外散乱トモグラフ法により評価する。 そのため、本発明によれば、より低コストで DSOD及び該 DSODより小さな Void欠陥 (直径 lOnm程度)を評価することができる。し力も、赤外散乱トモグラフ法によれば、 微小な DSOD及び該 DSODより小さな Void欠陥(直径 lOnm程度)を精度良く評価 することも可會である。
[0011] そして、本発明のシリコン単結晶ゥエーハの結晶欠陥の評価方法においては、前 記照射するレーザー光の強度を、 300 mW以上とするのが好ましい。
[0012] このように、照射するレーザー光の強度を、 300 mW以上とすることで、より確実に微 小な DSOD及び該 DSODより小さな Void欠陥を検出することができる。
[0013] また、本発明のシリコン単結晶ゥエーハの結晶欠陥の評価方法においては、前記 散乱光の検出を、 CCD (Charge- Coupled Device)で行うのが好ましい。
[0014] このように、結晶欠陥で散乱させた散乱光の検出を、 CCD (Charge-Coupled Devic e)で行えば、散乱光の検出感度が一層上がり、より正確に微小な DSOD及び該 DS ODより小さな Void欠陥を評価することができる。
[0015] また、本発明のシリコン単結晶ゥエーハの結晶欠陥の評価方法においては、前記 評価するシリコン単結晶ゥエーハを、少なくとも、シリコン単結晶からシリコン単結晶ゥ エーハを切り出し、該切り出したシリコン単結晶ゥエーハに対して平面研削又はラッ ビングを施し、該平面研削又はラッピングを施したシリコン単結晶ゥエーハをエツチン グすることにより、鏡面研磨を行わずに作製したものとすることができる。
[0016] すなわち、本発明では、 DSODを赤外散乱トモグラフ法により評価するので、ゥェ ーハの表面を鏡面に加工する必要がなぐ最終工程である鏡面研磨工程の前、すな わち中間工程でも評価することができる。そのため、従来のように最終の鏡面研磨ェ 程まで手間とコストをかけた挙句に廃棄処分するという、無駄を生じることが無くなる。 更に DSOD及び該 DSODより小さな Void欠陥とカ卩ェ起因の傷等との区別が可能と なり測定精度も向上する。
[0017] さらに、本発明の評価方法においては、前記評価するシリコン単結晶ゥエーハを、 中央部を劈開したものとし、前記レーザー光を、該シリコン単結晶ゥエーハの主面に 照射し、該シリコン単結晶ゥエーハの劈開面力 散乱光を検出するのが好ましい。
[0018] このように、レーザー光を、シリコン単結晶ゥエーハの主面に照射し、該シリコン単 結晶ゥエーハの劈開面力も散乱光を検出することで DSOD及び該 DSODより小さな Void欠陥の有無を正確に評価することができる。
[0019] そして、この場合、前記レーザー光を、シリコン単結晶ゥエーハの主面に一定間隔 ごとに照射しながら、走査するのが好ましい。
[0020] このように、レーザー光を、シリコン単結晶ゥエーハの主面に一定間隔ごとに照射し ながら、走査することで、例えば、ゥエーハの径方向の全領域をより短時間に評価す ることがでさる。
[0021] 以上説明したように、本発明によれば、シリコン単結晶ゥエーハの DSODを含む微
小な Void欠陥を、 Cuデポジション法を使用せずに、赤外散乱トモグラフにより評価 するので、簡便でかつ無駄なコストをかけることもなぐ更に精度良く微小な Void欠 陥を評価することができる。 図面の簡単な説明
[0022] [図 1]本発明のシリコン単結晶ゥエーハの結晶欠陥の評価方法の一例を説明するた めの説明図である。
[図 2]赤外散乱トモグラフ法と Cuデポジション法による結晶欠陥調査の一例を示すグ ラフである(実験 1)。
[図 3]Cuデポジション法により顕在化したゥエーハ表面の DSODの一例を示す写真 である(実験 1)。
[図 4]赤外散乱トモグラフ法と Cuデポジション法による結晶欠陥調査の別の例を示す グラフである(実験 2)。
[図 5]Cuデポジション法により顕在化したゥエーハ表面の DSODの別の例を示す写 真である(実験 2)。
[図 6]レーザー光の強度を変えて欠陥を評価した実験結果を示すグラフである。 発明を実施するための最良の形態
[0023] 以下、本発明につ 、て詳述する。
前述のように、 DSODは、サイズが直径 20nm以下、特には、直径 15〜20nm程度 の極めて微小な欠陥であるため、通常の結晶欠陥の評価に用いられるパーティクル カウンタ一等では検出できず、従来、 Cuデポジション法により評価されていた。しかし 、 Cuデポジション法には、簡便性、コスト、検出精度等に改善すべき問題があった。 そこで、本発明者は、より簡便かつ低コストで、し力も、より高精度で DSODを評価で きる方法を開発すべく鋭意検討を重ねた。
ここで、結晶欠陥の評価のために赤外散乱トモグラフ法が使用される場合があった 。これは一般的に熱処理後の酸素析出を評価するために用いられている評価方法 である。
本発明者は、この赤外散乱トモグラフ法に着目し、赤外散乱トモグラフ法により、極
微小欠陥である DSODが評価できないか鋭意実験を重ねた。すなわち、従来この赤 外散乱トモグラフ法では DSODを検出できることは全く知られていな力つた力 レー ザ一光の強度を高めることで散乱光の強度を増し、結晶欠陥の検出感度を上げるこ とにより、 Cuデポジション法で観察される DSOD欠陥のような結晶起因の極微小欠陥 、更に DSODよりも小さな Void欠陥も赤外散乱トモグラフ法により評価可能であるこ とを見出し、本発明を完成させた。
[0024] すなわち、本発明は、シリコン単結晶ゥエーハの結晶欠陥を赤外散乱トモグラフ法 により評価する方法であって、少なくとも、シリコン単結晶ゥエーハにレーザー光を照 射し、該シリコン単結晶ゥエーハの内部に侵入した光を結晶欠陥で散乱させ、該散 乱光を検出することにより、前記シリコン単結晶ゥエーハ内部の DSODを含む Void 欠陥を評価することを特徴とする。
[0025] このような本発明のシリコン単結晶ゥエーハの結晶欠陥の評価方法の一例を、図 1 を参照しながら説明するが、本発明はこの実施形態に限定されない。
図 1 (a)は、斜視図であり、図 1 (b)は、(a)中の円で囲った部分を拡大した図である ここで使用したシリコン単結晶ゥエーハ 10は、中央部を劈開したものである。このシ リコン単結晶ゥエーハ 10を赤外散乱トモグラフ装置のステージに載置し、ゥエーハの 主面 10bに赤外線レーザー光を照射する。ゥエーハ 10の内部に結晶欠陥があると 光の散乱が生じるため散乱光を劈開面 10aの方位に設置したディテクター 11で検出 することで結晶欠陥の数、大きさを評価できる。この際、赤外線レーザー光の強度は 通常 BMD(Bulk Micro Defect)等の欠陥評価で採用されている値(lOOmW以下)より 強い値、例えば、 300 mW以上に設定する。尚、赤外線レーザー光の強度の上限は、 特に限定されないが、実用的には、 4W以下、特には 1W以下とするのが良い。
[0026] このような赤外散乱トモグラフ法を用いることで、より簡便かつ低コストで、し力も、精 度良く DSOD及び該 DSODより小さな Void欠陥を評価することが可能である。特に 、レーザー光の強度を、 300 mW以上とすることで、より確実に DSOD及び該 DSOD より小さな Void欠陥を検出することができるようになる。
ここで、図 6は、レーザー光の強度を変えて欠陥を評価した実験結果を示すグラフ
である。 DSOD及び該 DSODより小さな Void欠陥は、レーザー光の強度が lOOmW 以下ではあまり検出できないものの、レーザー光の強度を 300 mW以上とすることで 確実に検出することができることが判る。
[0027] また、ディテクター 11としては、例えば、 CCD (Charge-Coupled Device)等が挙げ られる。散乱光の検出を、この CCDで行うこととすれば、散乱光をより高い感度で検 出でき、より正確に DSOD等を評価することが可能である。
[0028] ここで、評価するシリコン単結晶ゥエーハは、例えば、以下のように作製したものを 用いることができる。すなわち、 CZ法により育成されたシリコン単結晶からシリコン単 結晶ゥエーハを切り出し、該切り出したシリコン単結晶ゥエーハに対して平面研削又 はラッピングを施し、該平面研削又はラッピングを施したシリコン単結晶ゥエーハをェ ツチングすることにより、鏡面研磨を行わずに作製したものである。また、 DSODを Cu デポジション法で測定する場合のようにゥエーハに酸化熱処理を加える必要もな 、。
[0029] 本発明では、赤外散乱トモグラフ法を用いるため、このように鏡面研磨を施されてい ないシリコン単結晶ゥエーハを用いた場合でも、 DSODを評価することが可能である 。そのため、最終工程である鏡面研磨工程前の中間工程でシリコン単結晶ゥエーハ を抜き取って評価することができ、従来のように最終の鏡面研磨工程まで手間とコスト をかけた挙句に不合格となった場合は廃棄処分するという、無駄を生じることが無く なる。更に DSODゃ該 DSODより小さな Void欠陥とカ卩ェ起因の傷等との区別が可 能となり測定精度も向上する。
[0030] また、図 1に示すように、中央部を劈開したシリコン単結晶ゥエーハ 10を用い、レー ザ一光を、シリコン単結晶ゥエーハ 10の主面 10bに照射し、該シリコン単結晶ゥエー ノ、 10の劈開面 10aから散乱光を検出することにより、 DSOD及び該 DSODより小さ な Void欠陥の有無を正確に評価することができる。
[0031] 図 1では、シリコン単結晶ゥエーハ 10の主面 10bに、照射部の直径が 10 μ mのレ 一ザ一光を、ゥエーハ中心から外周に向かって 2mm照射して、一定間隔開けて、ま た、 2mm照射するという具合にレーザー光を照射している。このように、レーザー光 を、シリコン単結晶ゥエーハの主面に一定間隔ごとに照射しながら、径方向に走査す ることで、ゥエーハの径方向の全領域をより短時間で評価することができる。
[0032] 以下、実験 1, 2を参照しながら本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら に限定されるものではない。
(実験 1)
本発明の赤外散乱トモグラフ法により検出される結晶欠陥と従来の Cuデポジション 法により検出される結晶欠陥の関係についての調査を行った一例を示す。
まず、 CZ法により直径 300mm、結晶方位く 100>のシリコン単結晶の引き上げを 行った。結晶成長条件は、 FPDは存在せず、 DSODだけが存在するように成長速 度を選定して単結晶を製造した。
[0033] シリコン単結晶育成後は、育成したシリコン単結晶を円筒研削機で研削し、単結晶 のコーン部とテール部を除去した後、更に結晶定径部を略 25cmの長さに切断して単 結晶ブロックとした。
この単結晶ブロックのコーン側から約 lmmのゥエーハをスライサーによって切り出し 、このゥエーハを平面研削により表面を約 300 m研削したあと、フッ酸、硝酸、酢酸 の混合液でエッチングした。次に、エッチングしたゥエーハの中心部を通るようにダイ ャモンドペン等でキズをつけてカもゥエーハを 2分割に劈開した。
[0034] そして、このように作製したシリコン単結晶ゥエーハを赤外散乱トモグラフ装置 (商品 名 MO-441、三井金属鉱業社製)に装着した。
次に、赤外線レーザー光を劈開面に平行 (主面に垂直)に照射した。赤外線レーザ 一光は、シリコン単結晶ゥエーハの中心から外周に向力つて 2mm照射した後、 8mm 間を開けて、また、 2mm照射するという具合に 15箇所を照射した。この時照射させた 赤外線レーザー光は、波長 1064nm、強度 lOOOmWで、照射部の直径は約 10 mで あった。そして、ゥエーハの劈開面に垂直な位置に散乱光を検出するために CCDを 設置し、赤外線レーザー光を照射し、結晶欠陥で散乱させた散乱光を検出できるよう にした。
このように検出した散乱光の強度分布を、図 2に示す(図 2の折れ線グラフ B)。 ここで、図 2の横軸はゥエーハ中心からの距離、縦軸は欠陥密度及び散乱強度を
示す。また、縦軸の例えば、「1. 00E + 08Jは、「1. 00 X 108」を示す。
[0035] 一方、上記単結晶ブロックの残りを、通常の製品加工工程すなわち、スライス工程、 面取り工程、平面研削またはラップ工程、エッチング工程、研磨工程を経て複数の鏡 面ゥエーハに加工した。この複数の鏡面ゥエーハから抜取りで 1枚のゥエーハを選び 、表面に酸化膜を形成した後、 Cuデポジション法による処理を行い集光ランプ下で 肉眼によりゥエーハ面内の欠陥数を計測した。
すなわち、酸ィ匕膜を形成したゥエーハを Cuイオンが存在する溶液の中に浸漬し、ゥ エーハ表面に形成した酸化膜に電圧を加えた。これにより、 DSODが存在する部分 の酸化膜が劣化して電流が流れ、 Cuイオンが Cuとなって析出した。そして、この の 析出部を集光ランプ下で、直接に肉眼で観察した。
このようにして得たゥエーハ面内の欠陥密度分布を、図 2に示す(図 2の折れ線ダラ フ A)。また、 Cuデポジション法により顕在化したゥエーハ表面の DSODの写真を、 図 3に示す。
[0036] 図 2, 3から、 Cuデポジション法(図 2の折れ線グラフ A)によればこのゥエーハは中 央部と外周部に DSODが存在していることが判る。そして、赤外散乱トモグラフ法に よる散乱強度分布(図 2の折れ線グラフ B)も、この折れ線グラフ Aと同様の分布を示 して 、ることから、赤外散乱トモグラフ法による散乱強度分布と Cuデポジション法によ る欠陥密度分布と非常によい相関があることが判る。
[0037] (実験 2)
次に、本発明の赤外散乱トモグラフ法により検出される結晶欠陥と従来の Cuデポ ジシヨン法により検出される結晶欠陥の関係についての調査を行った別の例を示す。
CZ法により製造した直径 300mm、結晶方位く 100>のシリコン単結晶から、実験 1 と同様に、 2つの単結晶ブロック (A、 B)を切断し、さらに、この単結晶ブロック(A, B) から、シリコン単結晶ゥエーハを切り出した。
そして、実験 1と同様にして評価用のシリコン単結晶ゥエーハを作製し、赤外散乱ト モグラフ法による結晶欠陥の評価、及び Cuデポジション法による結晶欠陥の評価を 行った。
[0038] その結果を図 4に示す。ここで、図 4の横軸はゥエーハ中心からの距離、縦軸は欠 陥密度及び散乱強度を示す。
図 4中、折れ線グラフ A-1は、ブロック Aのゥエーハを Cuデポジション法により評価 した時のゥエーハ面内の欠陥密度分布である。尚、 Cuデポジション法により顕在化し たゥエーハ表面の DSODの写真を、図 5に示す。また、折れ線グラフ A-2はブロック A のゥエーハを赤外散乱トモグラフ法により評価した時のゥエーハ面内の散乱光の強 度分布である。
一方、図 4中、折れ線グラフ B-1は、ブロック Bのゥエーハを Cuデポジション法により 評価した時のゥエーハ面内の欠陥密度分布である。また、折れ線グラフ B-2は、プロ ック Bのゥエーハを赤外散乱トモグラフ法により評価した時のゥエーハ面内の散乱光 の強度分布である。
[0039] Cuデポジション法による結果からブロック A (図 4の折れ線グラフ A-1)はブロック B ( 図 4の折れ線グラフ B-1)に比べて DSODの密度が高いことが判る。一方、赤外散乱 トモグラフ法による散乱強度もブロック A (図 4の折れ線グラフ A-2)がブロック B (図 4 の折れ線グラフ B-2)に比べ高い値をしめしており、このことから赤外散乱トモグラフ法 によって DSODの定量分析も可能であることが判る。
[0040] これらのことから、 Cuデポジション法を用いずとも、本発明のように赤外散乱トモダラ フ法を用いることにより DSODを正確に評価できることが判る。
さらに、電子顕微鏡による観察も合わせて行った結果、 300mW以上の強度のレー ザ一光を用いる赤外線散乱トモグラフ法によって DSODよりも小さな Void欠陥(直径 10〜15nm)も評価できることが判った。
[0041] 尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示 であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成 を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範 囲に包含される。
Claims
[1] シリコン単結晶ゥエーハの結晶欠陥を赤外散乱トモグラフ法により評価する方法で あって、少なくとも、シリコン単結晶ゥエーハにレーザー光を照射し、該シリコン単結 晶ゥエーハの内部に侵入した光を結晶欠陥で散乱させ、該散乱光を検出することに より、前記シリコン単結晶ゥエーハ内部の DSOD及び該 DSODより小さな Void欠陥 を評価することを特徴とするシリコン単結晶ゥエーハの結晶欠陥の評価方法。
[2] 前記照射するレーザー光の強度を、 300 mW以上とすることを特徴とする請求項 1 に記載のシリコン単結晶ゥエーハの結晶欠陥の評価方法。
[3] 前記散乱光の検出を、 CCDで行うことを特徴とする請求項 1又は請求項 2に記載の シリコン単結晶ゥエーハの結晶欠陥の評価方法。
[4] 前記評価するシリコン単結晶ゥエーハを、少なくとも、シリコン単結晶からシリコン単 結晶ゥエーハを切り出し、該切り出したシリコン単結晶ゥエーハに対して平面研削又 はラッピングを施し、該平面研削又はラッピングを施したシリコン単結晶ゥエーハをェ ツチングすることにより、鏡面研磨を行わずに作製したものとすることを特徴とする請 求項 1乃至請求項 3のいずれか 1項に記載のシリコン単結晶ゥエーハの結晶欠陥の 評価方法。
[5] 前記評価するシリコン単結晶ゥエーハを、中央部を劈開したものとし、前記レーザ 一光を、該シリコン単結晶ゥエーハの主面に照射し、該シリコン単結晶ゥエーハの劈 開面力 散乱光を検出することを特徴とする請求項 1乃至請求項 4のいずれか 1項に 記載のシリコン単結晶ゥエーハの結晶欠陥の評価方法。 前記レーザー光を、シリコン単結晶ゥエーハの主面に一定間隔ごとに照射しながら 、走査することを特徴とする請求項 5に記載のシリコン単結晶ゥエーハの結晶欠陥の 評価方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005023898A JP2006208314A (ja) | 2005-01-31 | 2005-01-31 | シリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥の評価方法 |
JP2005-023898 | 2005-01-31 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2006080271A1 true WO2006080271A1 (ja) | 2006-08-03 |
Family
ID=36740302
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2006/300948 WO2006080271A1 (ja) | 2005-01-31 | 2006-01-23 | シリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥の評価方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7718446B2 (ja) |
JP (1) | JP2006208314A (ja) |
KR (1) | KR20070112118A (ja) |
WO (1) | WO2006080271A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107199409A (zh) * | 2016-03-16 | 2017-09-26 | 株式会社迪思科 | 被加工物的内部检测装置和内部检测方法 |
EP3629012A1 (en) | 2018-09-26 | 2020-04-01 | Sumco Corporation | Adjustment state evaluation method and adjustment method for defect evaluation apparatus |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012213793B3 (de) * | 2012-08-03 | 2013-10-24 | Solarworld Innovations Gmbh | Untersuchung eines Siliziumsubstrats für eine Solarzelle |
JP2017084985A (ja) * | 2015-10-29 | 2017-05-18 | 信越半導体株式会社 | 結晶欠陥の位置特定方法、結晶欠陥観察用試料の作製方法、及び結晶欠陥の評価方法 |
JP6536517B2 (ja) * | 2016-09-07 | 2019-07-03 | 信越半導体株式会社 | 結晶欠陥評価方法 |
JP6627800B2 (ja) * | 2017-02-21 | 2020-01-08 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶ウエハの欠陥領域判定方法 |
US11137356B2 (en) * | 2017-11-03 | 2021-10-05 | Sela Semiconductor Engineering Laboratories Ltd. | System and method of cleaving of buried defects |
JP6729632B2 (ja) | 2018-05-29 | 2020-07-22 | 信越半導体株式会社 | シリコンウェーハの洗浄方法 |
JP7218710B2 (ja) * | 2019-11-07 | 2023-02-07 | 株式会社Sumco | レーザー表面検査装置の座標位置特定精度校正方法および半導体ウェーハの評価方法 |
KR102255421B1 (ko) * | 2020-08-11 | 2021-05-24 | 충남대학교산학협력단 | 단결정 산화갈륨의 결함 평가방법 |
KR102661941B1 (ko) * | 2021-10-14 | 2024-04-29 | 에스케이실트론 주식회사 | 웨이퍼의 결함 영역의 평가 방법 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10153555A (ja) * | 1996-11-21 | 1998-06-09 | Ratoc Syst Eng Kk | 光散乱トモグラフ装置および観察方法 |
JPH10197423A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-07-31 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 半導体単結晶中の結晶欠陥観察用試料作製方法および結晶欠陥観察方法 |
JP2004259779A (ja) * | 2003-02-24 | 2004-09-16 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | ウェーハの評価方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1179889A (ja) | 1997-07-09 | 1999-03-23 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 結晶欠陥が少ないシリコン単結晶の製造方法、製造装置並びにこの方法、装置で製造されたシリコン単結晶とシリコンウエーハ |
US7206078B2 (en) * | 2002-05-03 | 2007-04-17 | Attofemto, Inc. | Non-destructive testing system using a laser beam |
JP2004289010A (ja) * | 2003-03-24 | 2004-10-14 | Sony Corp | 発光装置 |
-
2005
- 2005-01-31 JP JP2005023898A patent/JP2006208314A/ja active Pending
-
2006
- 2006-01-23 US US11/883,184 patent/US7718446B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-01-23 KR KR1020077017570A patent/KR20070112118A/ko not_active Withdrawn
- 2006-01-23 WO PCT/JP2006/300948 patent/WO2006080271A1/ja not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10153555A (ja) * | 1996-11-21 | 1998-06-09 | Ratoc Syst Eng Kk | 光散乱トモグラフ装置および観察方法 |
JPH10197423A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-07-31 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 半導体単結晶中の結晶欠陥観察用試料作製方法および結晶欠陥観察方法 |
JP2004259779A (ja) * | 2003-02-24 | 2004-09-16 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | ウェーハの評価方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
MORIYA K.: "Laser Tomography ni yoru Kessho Kekkan no Kansatsu. (Observation of Defects in Crystals by Laser Tomography)", OYO BUTSURI, vol. 55, no. 6, 1986, pages 542 - 569, XP003002095 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107199409A (zh) * | 2016-03-16 | 2017-09-26 | 株式会社迪思科 | 被加工物的内部检测装置和内部检测方法 |
EP3629012A1 (en) | 2018-09-26 | 2020-04-01 | Sumco Corporation | Adjustment state evaluation method and adjustment method for defect evaluation apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20080153186A1 (en) | 2008-06-26 |
JP2006208314A (ja) | 2006-08-10 |
KR20070112118A (ko) | 2007-11-22 |
US7718446B2 (en) | 2010-05-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2006080271A1 (ja) | シリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥の評価方法 | |
CN101139733B (zh) | 具有缺陷减少区域的单晶半导体晶片及其制造方法 | |
CN108140593B (zh) | 缺陷区域的判定方法 | |
JP5268314B2 (ja) | 金属汚染と熱処理を利用した単結晶シリコンの結晶欠陥領域の区分方法 | |
JP6388058B2 (ja) | シリコンウェーハの製造方法 | |
US9343379B2 (en) | Method to delineate crystal related defects | |
JP2010048795A (ja) | シリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥の検出方法 | |
KR20070048183A (ko) | 실리콘 단결정의 품질평가방법 | |
JP2006108151A (ja) | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 | |
JP4507157B2 (ja) | ウエーハ製造工程の管理方法 | |
US20230118491A1 (en) | Method for evaluating of defect area of wafer | |
JP2004119446A (ja) | アニールウエーハの製造方法及びアニールウエーハ | |
JP3876853B2 (ja) | ウエーハの評価方法 | |
JP2004303973A (ja) | 半導体基板の検査方法および製造方法並びに半導体基板 | |
WO2025154521A1 (ja) | シリコン単結晶基板の欠陥領域の判定方法 | |
JP2000315714A (ja) | 半導体シリコンウエーハの評価方法および評価装置 | |
JP2007142063A (ja) | シリコン単結晶ウエーハ、これを用いたデバイスの製造方法、並びにそのシリコン単結晶ウエーハの製造方法及び評価方法 | |
JP2007123542A (ja) | 結晶欠陥の評価方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 11883184 Country of ref document: US |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 1020077017570 Country of ref document: KR |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 06712164 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
WWW | Wipo information: withdrawn in national office |
Ref document number: 6712164 Country of ref document: EP |