WO2001048810A1 - Dispositif d'inspection des defauts de cristal d'une plaquette de silicium et procede de detection des defauts de cristal de cette plaquette - Google Patents

Dispositif d'inspection des defauts de cristal d'une plaquette de silicium et procede de detection des defauts de cristal de cette plaquette Download PDF

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crystal
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Shinichiro Yagi
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Shin-Etsu Handotai Co., Ltd.
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    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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    • 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
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    • 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
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a silicon wafer crystal defect inspection object and a crystal defect detection method thereof, and in particular, by forming an epitaxial layer, expresses crystal defects formed on the surface of the silicon wafer in an uneven shape.
  • TECHNICAL FIELD The present invention relates to a crystal defect inspecting body for effective detection by detecting the crystal defect and a method for detecting the crystal defect. Background art
  • the silicon wafer is a silicon single crystal substrate obtained by slicing a single crystal grown by the Czochralski method (CZ method) or the floating zone melting method (FZ method) into thin slices and polishing the surface to a mirror-like surface.
  • CZ method Czochralski method
  • FZ method floating zone melting method
  • it may be referred to as a “mirror wafer”.
  • mirror wafer it is a generic term for a silicon epitaxial wafer formed by vapor-phase growth of a silicon single crystal thin film on the mirror wafer 18.
  • etching solutions include Zirtol (Sirt 1) solution and SECO
  • the area of the measurement area is as follows.
  • the number of surface defects of about 46 per silicon wafer described above is a value that can be satisfied only when the surface defects uniformly appear on the surface of the silicon wafer.
  • the above number is significantly different from the actual state.
  • the density of surface defects is low, for example, when the number of surface defects generated per silicon wafer having a diameter of 20 mm is less than 46, the surface defects are scanned by a microscope. Since it is highly probable that it does not exist in the area, it cannot be practically detected. Further, in a silicon wafer having a resistivity of not more than 0.02 ⁇ ⁇ cm, crystal defects are hardly evident in the above-described liquid for selective etching.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and can easily detect the number and position of crystal defects formed on the surface of a silicon wafer. It is intended to provide a way.
  • etching of the natural oxide film formed on the surface of the silicon substrate and etching of the silicon surface for the purpose of removing crystal defects generated on the surface of the silicon substrate are performed. Is performed in a hydrogen atmosphere at normal pressure in a temperature range of 110 ° C. to 1200 ° C. In this temperature range, the etching of the natural oxide film and the etching of the silicon surface are instantaneously completed.
  • the etching of the natural oxide film with hydrogen can be performed at a temperature of 900 ° C. or more in a hydrogen atmosphere at normal pressure.
  • the etching rate of the silicon surface by hydrogen is as follows. When the temperature is lower than 0, the temperature is sharply reduced, and when the temperature is lower than 180 ° C., almost no etching is performed.
  • the silicon wafer is heat-treated at a temperature of 900 ° C. or more and 180 ° C. or less in a hydrogen atmosphere at normal pressure, the natural oxide film is completely removed, but the surface of the silicon wafer is almost completely removed. It is not etched, the surface state is maintained, and surface defects are preserved without being removed.
  • the crystal defects appearing on the surface of the epitaxy layer have irregularities, when measured by a light scattering type particle inspection device, the crystal defects are detected in the same manner as the particles.
  • the present invention has been made based on such findings, and the crystal defect inspection body of the silicon wafer of the present invention has an epitaxial growth on the surface of a mirror surface wafer from which a natural oxide film has been removed without removing a surface defect. And performing crystal defects having irregularities on the surface of the epitaxial layer.
  • Such a crystal defect inspection body is formed by growing an epitaxy layer on the surface of the mirror surface A8 which has been subjected to a heat treatment step of removing a natural oxide film without removing the surface defect of the mirror surface E18. It is characterized by being manufactured by an epitaxy growth step in which crystal defects having irregularities on the surface of the layer are developed.
  • the heat treatment step and the epitaxy growth step are preferably performed in a hydrogen atmosphere at normal pressure at a temperature of 900 ° C. or more and 180 ° C. or less.
  • the crystal defect detection method of the present invention relates to an inspection method capable of easily detecting the number and position of occurrence of crystal defects formed on the surface of a silicon wafer using the inspection object.
  • the oxide film is removed, but the heat treatment is performed under the temperature condition that the surface condition of the silicon layer is maintained.
  • the heat treatment and the growth of the epitaxial layer are performed in a hydrogen atmosphere at normal pressure at a temperature of 900 ° C. or more and 180 ° C. or less.
  • FIG. 1 is a graph showing the correlation between the number of etch bits on the surface of the epitaxial layer and the number of crystal defects corresponding to the number of particles.
  • FIG. 2 shows the number and location of crystal defects formed on the surface of silicon wafers.
  • 1 is a crystal defect test object, and 2 is a crystal defect.
  • the crystal defect density was varied by changing the single crystal pulling conditions and the furnace internal structure of the pulling furnace.
  • the diameter was 200 mm and the resistivity was 0.11 ⁇ cm to 0.02 ⁇ .
  • Nine cm, p-type silicon single crystal rods were prepared in advance.
  • the silicon single crystal rod is sliced into thin slices, and the surface is polished to a mirror surface to obtain a mirror surface having a plane orientation of (100).
  • the mirror surface 18 was divided into two sets for selective etching and vapor phase growth for each silicon single crystal rod.
  • the mirror surface for selective etching is etched using the Seco solution, and the occurrence of surface defects revealed as etch pits due to the selective etching is observed using a normalski type differential interference microscope.
  • Microscopic observation was performed by scanning the principal surface of the selectively etched mirror surface A8 crosswise in a diametric direction at a magnification of 100 times, and based on the number of observed etchpits and the area of the measurement area, the etch pits per silicon wafer. A number was calculated and done.
  • the mirror surface 18 for vapor phase growth is placed in a vapor phase growth furnace maintained in a hydrogen atmosphere and subjected to a heat treatment at 150 ° C. for 3 minutes under normal pressure. while maintaining the temperature state (1 0 5 0 ° C) , to supply trichlorosilane (S i HC 1 3) as a source gas, a thickness of 4 111, the Epitakisharu layer resistivity 5 Omega ⁇ cm at ordinary pressure Vapor-phase growth was performed to obtain a crystal defect inspection body.
  • FIG. 1 shows the relationship between the number of particles on the surface of the epitaxial layer and the number of etch pits measured by the light scattering type particle inspection apparatus in the present embodiment.
  • FIG. 2 shows an example in which a crystal defect 2 revealed on the surface of a crystal defect inspection body 1 created based on the inspection procedure is measured by a light scattering type particle inspection apparatus.
  • crystal defects 2 appearing on the surface of the epitaxy layer grown under the above conditions were detected by a light scattering type particle inspection device, and thus, as in the case of conventional particle detection, Since the map 1 can be output over the entire surface 1, the number and location of crystal defects formed on the surface of the mirror surface A8 can be easily known.
  • the number and position of occurrence of crystal defects formed on the mirror surface of the mirror surface ⁇ A8 are based on force detected information indicating that the defect can be detected by the light scattering particle inspection apparatus.
  • FIB Focused Ion Beam
  • the present invention is applicable not only to crystal defects caused by crystal growth, but also to defects caused by so-called processing, which are generated in a mirror polishing step or a subsequent mirror manufacturing step.
  • the crystal defect inspection device of the present invention is used to detect crystal defects using a light scattering type particle inspection device, and the same crystal defect inspection device is non-selected by mirror polishing or mixed acid of hydrofluoric acid and nitric acid.
  • the epitaxy layer is removed by selective etching to make the surface mirror-finished, and the epitaxy layer is grown again by the method of the present invention. And defects caused by crystal growth can be separated.
  • the measurement target is not limited to the mirror surface, and irregularities are formed by performing epitaxial growth, for example, surface defects with little irregularities formed when the surface of the silicon epitaxial layer 18 is further polished into a mirror surface. Can do Then, the same applies to silicon wafers other than mirror surface wafers. Industrial applicability

Description

明 細 書 シリコンゥエー八の結晶欠陥検査体及びその結晶欠陥検出方法 技術分野
本発明は、 シリコンゥェ一八の結晶欠陥検査体及びその結晶欠陥検出方法に係 り、 特に、 ェピタキシャル層を形成することにより、 シリコンゥェ一ハの表面に 形成されている結晶欠陥を凹凸状に発現させて有効に検出するための結晶欠陥検 査体とその結晶欠陥検出方法に関する。 背景技術
シリコンゥエーハは、 チヨクラルスキー法 （CZ法） 若しくは浮遊帯域溶融法 (FZ法） により成長した単結晶を薄片にスライスし、 さらに表面を鏡面状に研 磨して得られるシリコン単結晶基板 （以下、 「鏡面ゥェ一ハ」 と呼ぶことがあ る。 ） 、 又は、 該鏡面ゥェ一八上にシリコン単結晶薄膜を気相成長して形成され るシリコンェピ夕キシャルゥエーハの総称である。
シリコンゥエーハ中には、 点欠陥、 線欠陥、 面欠陥など様々な結晶欠陥が形成 されるが、 これらのうちシリコンゥエー八の表面に現れた結晶欠陥 （以下、 「表 面欠陥」 と呼ぶことがある。 ） は、 シリコンゥェ一八の表面近傍に形成される半 導体デバイスの電気的特性に大きな影響を及ぼすので、 その発生状況を十分に管 理する必要がある。
表面欠陥は、 通常凹凸が殆どないので、 選択エッチングにより凹凸を付けて検 査される。 選択エッチング用の液としては、 ジルトル （S i r t 1) 液、 セコ
(S e c c o) 液、 ライト （Wr i g h t ) 液がよく知られているが （例えば セコ液とは、 50%弗酸 （HF) 28. 86mo 1と重クロム酸カリウム （K2 C r2〇7) 0. 15mo lの 2 : 1混合水溶液）、 いずれも酸化剤によってシリ コンを酸化し、 弗酸で酸化膜を溶解するタイプのエッチング液であり、 結晶欠陥 部分や歪が存在する領域では酸化剤による酸化速度が完全結晶と異なることを利 用して凹凸を付し、 結晶欠陥を顕在化させる。 そして選択エッチングにより顕在化した表面欠陥は、 ノルマルスキー型の微分 干渉顕微鏡を用いて、 その発生密度が観察される。 ノルマルスキー型の微分干渉 顕微鏡では、 高低差が 3 . 5 n m以上の凹凸や起伏が立体的に観察でき、 面の傾 きが干渉色の差となつて観察できる。
表面欠陥の密度計測の際には、 倍率 1 0 0倍〜 4 0 0倍にて面内 5点〜 9点も しくはシリコンゥエー八の直径方向に走査し、 検出された表面欠陥数と測定領域 面積とからシリコンゥェ一ハ 1枚当りの表面欠陥の発生個数を算出する。
例えば、 直径 2 0 0 mmのシリコンゥエーハを倍率 1 0 0倍の微分干渉顕微鏡 を用いて直径方向に十字に走査する場合、 顕微鏡視野が直径 1 . 7 mmであると すると、 測定領域面積は、
1 . 7 mm X 2 0 O mmX 2 = 6 8 0 mm2である。
この十字走査の結果、 表面欠陥が 1ケ観察されたとすると、 シリコンゥエーハ 1枚当りの表面欠陥の発生個数は、 1ケ X ( π Χ 1 0 0 2mm2) ÷ 6 8 0 mm2 =約 4 6ケとなる。
しかし、 上記したシリコンゥェ一ハ 1枚当り約 4 6ケという表面欠陥の個数は、 表面欠陥がシリコンゥエー八の表面に均一に発現しているときにのみ成り立つ値 である。 例えば、 表面欠陥がシリコンゥエー八の一領域にのみ局在化して発現し ている場合には、 上記個数は実際の状態から著しくかけ離れた値になる。 また、 表面欠陥の発生密度が小さい場合、 例えば直径 2 0 O mmのシリコンゥェ一ハ 1 枚当りに発生している表面欠陥の個数が 4 6ケ未満の場合には、 表面欠陥が顕微 鏡の走査領域に存在していない確率が高いので、 実質的に検出できなくなる。 さらに、 抵抗率が 0 . 0 2 Ω · c m以下のシリコンゥェ一ハにおいて、 前記し た選択ェッチング用の液では結晶欠陥が顕在化されにくい。
一方、 シリコンゥェ一八の表面全体を簡単に検査することができる方法として、 集光を利用した目視検査がある。
この目視検査において、 選択エッチングを施したシリコンゥェ一八の表面に集 光を当てると、 表面欠陥は散乱光を発生するので、 該散乱光を喑室内で目視する ことにより、 その発生パターンを観察することができる。 しかし、 目視検査では 機械的に表面分布を得る等のマッピングすることができないので、 表面欠陥の発 生個数と発生位置を正確に把握することができない。
また、 選択エッチングを施したシリコンゥエー八の表面に顕在化した表面欠陥 を光散乱式パーティクル検査装置で検出しょうとすると、 選択エッチングにより 発生するエッチング斑を表面欠陥と同様にパーティクルとして検出してしまうの で、 表面欠陥をエッチング斑から判別できない。 発明の開示
本発明は、 上記課題を解決するためになされたものであり、 シリコンゥエーハ の表面に形成された結晶欠陥の発生個数と発生位置を容易に検出することができ るゥエー八検査体とその検査方法を提供することを目的としている。
通常、 ェピタキシャル成長の前には、 シリコンゥエー八の表面に形成された自 然酸化膜のエッチングと、 シリコンゥエー八の表面に発生した結晶欠陥の除去を 目的としたシリコン表面のエツチングとを施すための熱処理が、 常圧の水素雰囲 気中 1 1 0 0 °C〜 1 2 0 0 °Cの温度範囲で行われている。 この温度範囲であれば、 自然酸化膜のエッチングとシリコン表面のエッチングは瞬時に終了する。
そして、 清浄になったシリコンゥエー八の表面にシリコン単結晶薄膜を気相成 長すると、 表面欠陥の発生が大幅に抑制されたェピ夕キシャル層が形成される。 ところで、 水素による自然酸化膜のエッチングは、 常圧の水素雰囲気中 9 0 0 °C以上の温度で行うことができるが、 一方、 水素によるシリコン表面のエッチ ング速度は、 熱処理温度が 1 1 0 0でよりも低い場合には急激に小さくなり、 1 0 8 0 °C以下ではほとんどエッチングされなくなる。
そこで、 シリコンゥエーハを常圧の水素雰囲気中 9 0 0 °C以上 1 0 8 0 °C以下 の温度で熱処理すると、 自然酸化膜は完全に除去されるがシリコンゥエー八の表 面はほとんどエッチングされず、 表面状態は保持されたままとなり、 表面欠陥も 除去されずに保存される。
さらにこの熱処理後に、 シリコンゥエー八の表面に 9 0 0 °C以上 1 0 8 0 °C以 下の温度でシリコン単結晶薄膜を常圧下気相成長すると、 表面欠陥は気相成長中 も保存され、 また、 ェピタキシャル層に結晶欠陥として転写されるので、 シリコ ンゥエーハ上の表面欠陥は、 凹凸を有する結晶欠陥' 面に顕在化する。
そして、 ェピタキシャル層の表面に発現した結晶欠陥は凹凸を有するために、 光散乱式パーティクル検査装置で測定すると、 パーティクルと同様に結晶欠陥が 検出されることになる。
本発明は、 かかる知見に基づいてなされたもので、 本発明のシリコンゥエーハ の結晶欠陥検査体は、 表面欠陥を除去することなく自然酸化膜を除去した鏡面ゥ エーハの表面にェピタキシャル成長を行い、 該ェピタキシャル層の表面に凹凸を 有する結晶欠陥を発現させたことを特徴とする。
また、 かかる結晶欠陥検査体は、 鏡面ゥェ一八の表面欠陥を除去することなく 自然酸化膜を除去する熱処理工程を施した鏡面ゥエー八の表面にェピタキシャル 層の成長を行い、 該ェピタキシャル層の表面に凹凸を有する結晶欠陥を発現させ るェピタキシャル成長工程とにより製造されることを特徴とする。
そしてより具体的には、 前記熱処理工程と前記ェピタキシャル成長工程は、 常 圧の水素雰囲気中で 9 0 0 °C以上 1 0 8 0 °C以下の温度条件で行われることが好 ましい。
また、 本発明の結晶欠陥検出方法は、 前記検査体を用いてシリコンゥエー八の 表面に形成された結晶欠陥の発生個数と発生位置を容易に検出することができる 検査方法に関するもので、 自然酸化膜は除去するがシリコンゥエー八の表面状態 は保持する温度条件で熱処理を施したゥエー八の表面にェピタキシャル層の成長 を行うことにより、 該ェピタキシャル層の表面に凹凸を有する結晶欠陥を発現さ せ、 該凹凸を有する結晶欠陥を光散乱式パーティクル検査装置で検出することを 特徴とする。 さらに好ましくは、 前記熱処理ならびに前記ェピタキシャル層の成 長を、 常圧の水素雰囲気中で 9 0 0 °C以上 1 0 8 0 °C以下の温度で行うことを特 徴とする。 図面の簡単な説明
第 1図はェピタキシャル層表面のエッチビット数とパーティクル数に対応する 結晶欠陥数との相関を示すグラフ図である。
第 2図はシリコンゥエー八の表面に形成された結晶欠陥の発生個数と発生位置 を示すマツプ図である。 図中 1は結晶欠陥検査体、 2は結晶欠陥である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明に係るシリコンゥェ一八の結晶欠陥検出方法について、 図に示し た実験結果例等を用いて詳細に説明する。 但し、 この実施例に記載される材料、 数値、 環境条件などは特に特定的な記載がない限り、 この発明の範囲をそれのみ に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎなレ ^。
[実施例 1 ]
まず、 単結晶の引上条件や引上炉の炉内構造を変更して結晶欠陥密度を異なら せた、 直径 2 0 0 mm、 抵抗率 0 . 0 1 Ω · c m〜 0 . 0 2 Ω · c m, p型のシ リコン単結晶棒を予め 9本用意した。 次に、 該シリコン単結晶棒を薄片にスライ スし、 さらに表面を鏡面状に研磨して、 面方位が （1 0 0 ) の鏡面ゥエー八とす る。 該鏡面ゥェ一八は、 各シリコン単結晶棒毎に、 選択エッチング用と気相成長 用の 2組みに分けた。
そして選択ェツチング用の鏡面ゥェ一八は、 前記セコ液を用いてエッチングさ れ、 選択エッチングによりエッチピットとして顕在化した表面欠陥の発生状況が、 ノルマルスキー型の微分干渉顕微鏡を用いて観察された。
顕微鏡観察は、 選択エッチングされた鏡面ゥエー八の主表面を倍率 1 0 0倍に て直径方向に十字に走査し、 観察されたエッチピッ卜数と測定領域面積とからシ リコンゥエーハ 1枚当りのエッチピット数を算出して行われた。
一方、 気相成長用の鏡面ゥェ一八は、 水素雰囲気に保持された気相成長炉内に 載置され、 常圧下 1 0 5 0 °Cで 3分間の熱処理が施された後に、 その温度状態 ( 1 0 5 0 °C)を保持したまま、 原料ガスとしてトリクロロシラン （S i H C 1 3) を供給し、 厚さ 4 111、 抵抗率 5 Ω · c mのェピタキシャル層を常圧で気相 成長させ、 結晶欠陥検査体とした。
前記気相成長用の鏡面ゥエー八にェピタキシャル層が形成された結晶欠陥検査 体を、 光散乱式パーティクル検査装置で測定してみると、 積層欠陥 （S F ) や転 位欠陥など凹凸を有する結晶欠陥が前記結晶欠陥検査体の表面に顕在化し、 パー ティクルとして検出された。 本実施例においては、 ゥェ一ハ外縁より 5 mm周辺部位を測定から除外した上 で、 ゥェ一ハ全面に亘つて直径 0 . 1 z m以上のパーティクルを検出した。 第 1図に、 本実施例において光散乱式パーティクル検査装置で測定された、 ェ ピ夕キシャル層表面のパーティクル数とエッチピット数との関係を示す。
第 1図から明らかなように、 ェピタキシャル層表面のパーティクル数とエッチ ピット数との間には、 良い相関がある。
第 2図に、 前記検査手順に基づいて作成した結晶欠陥検査体 1の表面に顕在化 した結晶欠陥 2を、 光散乱式パーティクル検査装置で測定した一例を示す。 第 2図から明らかなように、 上記条件で成長させたェピタキシャル層の表面に 発現する結晶欠陥 2は、 光散乱式パーティクル検査装置で検出することにより、 従来のパーティクルの検出と同様に、 ゥエーハ表面 1全面に亘つてマップ状に出 力できるために、 鏡面ゥエー八の表面に形成された結晶欠陥の発生個数と発生位 置を容易に知ることができる。
尚、 本実施例においては、 鏡面ゥエー八の鏡面に形成された結晶欠陥の発生個 数と発生位置について、 光錯乱式パーティクル検査装置で検出可能であることを 示した力 検出された情報に基づいて結晶欠陥の部分を、 収束イオンビーム （F I B : F o c u s e d I o n B e a m) 装置を用いて薄層化することにより 透過型電子顕微鏡により欠陥種を同定することも可能になる。
また、 本発明は結晶成長起因の結晶欠陥のみならず、 鏡面研磨工程やその後の 鏡面ゥエー八製造工程で発生するいわゆる加工起因の欠陥が存在するゥェ一八に も適用可能である。 その応用として、 本発明の結晶欠陥検査体を用いて光散乱式 パーティクル検査装置で結晶欠陥の検出を行い、 同一の結晶欠陥検査体を鏡面研 磨加工あるいはフッ酸、 硝酸の混酸等による非選択的なエッチングによってェピ タキシャル層を除去して表面を鏡面化し、 再度本発明の方法によりェピタキシャ ル層を成長した後に光散乱式パーティクル検査装置で結晶欠陥を検出することに より、 加工起因の欠陥と結晶成長起因の欠陥との分離が可能となる。
さらに測定対象は鏡面ゥエー八に限られず、 例えばシリコンェピ夕キシャルゥ ェ一八の表面をさらに鏡面状に研磨した際に形成される凹凸の殆どない表面欠陥 など、 ェピタキシャル成長を行うことにより凹凸を付けることの出来るものであ れば、 鏡面ゥエーハ以外のシリコンゥェ一八についても同様に適用することがで さる。 産業上の利用可能性
以上記載した如く、 本発明による検査体と検出方法を用いることにより、 シリ コンゥエー八の表面に形成された表面欠陥の発生個数と発生位置を検出すること ができる。 等の種々の著効を有す。

Claims

言 求 の 範 囲
1 . 表面欠陥を除去することなく自然酸化膜を除去した鏡面ゥエー八の表面にェ ピ夕キシャル成長を行い、 該ェピタキシャル層の表面に凹凸を有する結晶欠陥を 発現させたことを特徴とするシリコンゥェ一八の結晶欠陥検査体。
2 . 鏡面ゥエー八の表面欠陥を除去することなく自然酸化膜を除去する熱処理ェ 程を施した鏡面ゥエー八の表面にェピタキシャル層の成長を行い、 該ェピ夕キシ ャル層の表面に凹凸を有する結晶欠陥を発現させるェピタキシャル成長工程とに より作成されたことを特徴とするシリコンゥェ一八の結晶欠陥検査体。
3 . 前記熱処理工程と前記ェピタキシャル成長工程が、 常圧の水素雰囲気中で 9 0 0 °C以上 1 0 8 0 °C以下の温度で行われる工程であることを特徴とする請求の 範囲第 2項記載のシリコンゥエー八の結晶欠陥検査体。
4. 自然酸化膜は除去するがシリコンゥェ一八の表面状態は保持する温度条件で 熱処理を施した鏡面ゥェ一八の表面にェピタキシャル層の成長を行うことにより、 ェピタキシャル層の表面に凹凸を有する結晶欠陥を発現させ、 該凹凸を有する結 晶欠陥を光散乱式パーティクル検査装置で検出することを特徴とするシリコンゥ エー八の結晶欠陥検出方法。
5 . 前記熱処理ならびに前記ェピタキシャル層の成長を、 常圧の水素雰囲気中で 9 0 0 °C以上 1 0 8 0 °C以下の温度で行うことを特徴とする請求の範囲第 4項記 載のシリコンゥェ一八の結晶欠陥検出方法。
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WO (1) WO2001048810A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007273977A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Soitec Silicon On Insulator Technologies バルク基板中の結晶欠陥を顕在化する方法
US7642198B2 (en) 2004-03-29 2010-01-05 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Method for evaluating crystal defects of silicon wafer
JP2011049522A (ja) * 2009-07-31 2011-03-10 Sumco Corp エピタキシャルウェーハの評価方法及びエピタキシャルウェーハの製造方法
JP2011119528A (ja) * 2009-12-04 2011-06-16 Shin Etsu Handotai Co Ltd 半導体単結晶基板の結晶欠陥評価方法
JP2013118333A (ja) * 2011-12-05 2013-06-13 Shin Etsu Handotai Co Ltd エピタキシャルウエーハの欠陥評価方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040253931A1 (en) * 2003-06-10 2004-12-16 Jakob Bonnelykke Rotator with rim select functionality
FR2867309B1 (fr) * 2004-03-02 2006-06-23 Commissariat Energie Atomique Procede de revelation des dislocations emergentes dans un materiau cristallin
JP4604889B2 (ja) * 2005-05-25 2011-01-05 株式会社Ｓｕｍｃｏ シリコンウェーハの製造方法、並びにシリコン単結晶育成方法
CN104599993B (zh) * 2014-12-31 2018-08-24 杭州士兰集成电路有限公司 一种检测硅衬底质量的方法
JP2022178817A (ja) * 2021-05-21 2022-12-02 株式会社Sumco シリコン単結晶インゴットの評価方法、シリコンエピタキシャルウェーハの評価方法、シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法およびシリコン鏡面ウェーハの評価方法
CN114280069A (zh) * 2021-12-21 2022-04-05 上海新昇半导体科技有限公司 晶体缺陷的检测方法及晶棒生长方法
CN114717639B (zh) * 2022-06-07 2022-09-16 浙江大学杭州国际科创中心 基于光电化学腐蚀工艺定位氧化镓晶片表面缺陷的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0796933A2 (en) * 1996-03-22 1997-09-24 Shin-Etsu Handotai Company Limited A method for detecting crystal defects in a silicon single crystal substrate
JPH11100299A (ja) * 1997-09-29 1999-04-13 Mitsubishi Materials Silicon Corp 薄膜エピタキシャルウェーハの製造方法およびこの方法により製造された薄膜エピタキシャルウェーハ
JPH11237225A (ja) * 1997-11-28 1999-08-31 Hitachi Ltd 欠陥検査装置
JP2000228364A (ja) * 1999-02-05 2000-08-15 Hitachi Ltd エピタキシャルウェハの製造方法および半導体装置の製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6413874B1 (en) * 1997-12-26 2002-07-02 Canon Kabushiki Kaisha Method and apparatus for etching a semiconductor article and method of preparing a semiconductor article by using the same
US6171982B1 (en) * 1997-12-26 2001-01-09 Canon Kabushiki Kaisha Method and apparatus for heat-treating an SOI substrate and method of preparing an SOI substrate by using the same
JP3955674B2 (ja) * 1998-03-19 2007-08-08 株式会社東芝 半導体ウェーハの製造方法及び半導体装置の製造方法
JP3319397B2 (ja) * 1998-07-07 2002-08-26 信越半導体株式会社 半導体製造装置およびこれを用いたエピタキシャルウェーハの製造方法
US6143629A (en) * 1998-09-04 2000-11-07 Canon Kabushiki Kaisha Process for producing semiconductor substrate

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0796933A2 (en) * 1996-03-22 1997-09-24 Shin-Etsu Handotai Company Limited A method for detecting crystal defects in a silicon single crystal substrate
JPH11100299A (ja) * 1997-09-29 1999-04-13 Mitsubishi Materials Silicon Corp 薄膜エピタキシャルウェーハの製造方法およびこの方法により製造された薄膜エピタキシャルウェーハ
JPH11237225A (ja) * 1997-11-28 1999-08-31 Hitachi Ltd 欠陥検査装置
JP2000228364A (ja) * 1999-02-05 2000-08-15 Hitachi Ltd エピタキシャルウェハの製造方法および半導体装置の製造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7642198B2 (en) 2004-03-29 2010-01-05 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Method for evaluating crystal defects of silicon wafer
JP2007273977A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Soitec Silicon On Insulator Technologies バルク基板中の結晶欠陥を顕在化する方法
JP2011049522A (ja) * 2009-07-31 2011-03-10 Sumco Corp エピタキシャルウェーハの評価方法及びエピタキシャルウェーハの製造方法
JP2011119528A (ja) * 2009-12-04 2011-06-16 Shin Etsu Handotai Co Ltd 半導体単結晶基板の結晶欠陥評価方法
JP2013118333A (ja) * 2011-12-05 2013-06-13 Shin Etsu Handotai Co Ltd エピタキシャルウエーハの欠陥評価方法

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