DE112012002815T5

DE112012002815T5 - Verfahren zur Bewertung der Qualität eines Wafers oder Einkristallingots und Verfahren zur Steuerung der Qualität eines Einkristallingots unter Verwendung desselben

Info

Publication number: DE112012002815T5
Application number: DE112012002815.5T
Authority: DE
Inventors: Yun-Seon Jang; Young-Ho Hong; Se-Hun Kim; Yo-Han Jung
Original assignee: LG Siltron Inc
Current assignee: SK Siltron Co Ltd
Priority date: 2011-07-06
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2014-04-10
Also published as: KR20130005566A; CN103650124A; JP2014518196A; WO2013005975A2; WO2013005975A3; CN103650124B; KR101252404B1; US20140290563A1

Abstract

Bereitgestellt sind ein Verfahren zur Bewertung der Qualität eines Wafers oder eines Einkristallingots und ein Verfahren zur Steuerung der Qualität eines Einkristallingots unter Verwendung desselben. Das Verfahren zur Bewertung der Qualität eines Wafers oder eines Einkristallingots kann gemäß einer Ausführungsform das Durchführen einer Cu-(Kupfer)-Haze-Bewertung auf einem Wafer oder einer Scheibe eines Einkristallingots und Cu-Haze-Scoring mit Bezug auf das Ergebnis der Cu-Haze-Bewertung umfassen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Bewertung der Qualität eines Wafers oder eines Einkristallingots und ein Verfahren zur Steuerung der Qualität eines Einkristallingots unter Verwendung desselben.
Stand der Technik
Allgemein wird ein Czochralski-Verfahren (hierin nachstehend als „CZ” bezeichnet) weithin als ein Verfahren zur Herstellung eines Siliziumwafers verwendet. Bei dem CZ-Verfahren wird polykristallines Silizium in einen Quarztiegel geladen und erhitzt und durch ein Graphitheizelement geschmolzen. Dann wird ein Impfkristall in eine Siliziumschmelze, die durch das Schmelzen gebildet ist, eingetaucht und es wird das Entstehen einer Kristallisierung an einer Grenzfläche ermöglicht. Ein Siliziumeinkristallingot wird durch Ziehen sowie Rotieren des Impfkristalls gezüchtet. Danach wird eine Waferform durch Schneiden, Ätzen und Polieren des Siliziumingots erstellt.
Ein Siliziumeinkristallingot oder ein Siliziumwafer, der unter Verwendung des vorstehenden Verfahrens hergestellt wird, weist Kristalldefekte auf, wie zum Beispiel „Crystal Originated Particles” (COP), „Flow Pattern Defect” (FPD), „Oxygen Induced Stacking Fault” (OISF) und „Bulk Micro Defect” (BMD). Eine Reduzierung der Dichte und Größe solcher eingewachsener Defekte ist erforderlich und es wurde bestätigt, dass die Kristalldefekte die Bauelementausbeute und -qualität beeinflussen. Daher ist ein Verfahren zum Entfernen von Kristalldefekten sowie zum leichten und schnellen Bewerten solcher Defekte wichtig.
Ebenso umfasst ein Siliziumeinkristallingot oder ein Siliziumwafer entsprechend den Kristallwachstumsbedingungen einen V-reichen Bereich, der Defekte aufweist, die durch Agglomeration von Leerstellen gebildet sind, die infolge von dominierenden leerstellenartigen Punktdefekten gesättigt sind, einen Pv-Bereich, der dominierende leerstellenartige Punktdefekte aufweist, jedoch ohne agglomerierte Defekte, eine Leerstellen-/Zwischengittergrenze (V/I), einen Pi-Bereich, der dominierende Zwischengitterpunktdefekte aufweist, jedoch ohne agglomerierte Defekte, und einen I-reichen Bereich, der Defekte aufweist, die durch Agglomeration von Zwischengittersilizium gebildet sind, das infolge von dominierenden Zwischengitterpunktdefekten gesättigt ist.
Bezüglich der Bewertung eines Kristallqualitätsniveaus ist es wichtig, Positionen zu erkennen, an denen solche Defektbereiche erzeugt werden und wie solche Defektbereiche für eine Kristalllänge des Einkristallingots geändert werden.
Gemäß dem Stand der Technik wird bei einem Einkristallingot, der durch das CZ-Verfahren erstellt ist, ein V-reicher Bereich mit Leerstellendefekten erzeugt, wenn der Ingot bei einem kritischen Wert V/G oder mehr (Hochgeschwindigkeitswachstum) gezüchtet wird gemäß einer als „V/G” bezeichneten Voronkov-Theorie, OISF-Defekte werden in einer Ringform an einem Rand oder einem Mittenbereich erzeugt, wenn der Ingot bei dem kritischen Wert V/G oder weniger (Niedergeschwindigkeitswachstum) gezüchtet wird, und der I-reiche Bereich, eine „Loop Dominant Point Defect”-Zone (LDP), wird durch verschränkte Versetzungsringe erzeugt, die darin angesammeltes Zwischengittersilizium aufweisen, wenn der Ingot bei einer niedrigeren Geschwindigkeit gezüchtet wird.
Ein defektfreier Bereich, der weder V-reich noch I-reich ist, existiert bei einer Grenze zwischen dem V-reichen Bereich und dem I-reichen Bereich. Der defektfreie Bereich wird ebenso in einen Pv-Bereich, eine defektfreie „Vacancy Dominant Point”-Zone (VDP), und einen Pi-Bereich, eine defektfreie „Interstitial Dominant Point”-Zone (IDP), klassifiziert und wird als eine Spanne betrachtet, die vorbereitet ist, um einen defektfreien Wafer herzustellen.
1 ist eine beispielhafte Ansicht, die eine Steuerung einer Zuggeschwindigkeit gemäß dem Stand der Technik darstellt und zeigt experimentelle Beispiele (Fall 1 und Fall 2) zum Festlegen einer Sollzuggeschwindigkeit während des Einkristallwachstums.
Die Steuerung von Kristalldefekten, die während des Einkristallwachstums eingeführt werden, ist sehr wichtig, um eine Schaltungsleitungsbreite zur hohen Integration gemäß dem Mooreschen Gesetz zu verringern. Ein typisches Verfahren zur Erstellung eines defektfreien Einkristallwafers wird durchgeführt, indem eine Sollvorgabe festgelegt wird, nachdem eine Zuggeschwindigkeit eines defektfreien Bereichs durch Ausführen einer vertikalen Analyse an einem korrespondierenden Bereich durch einen V-Test und einen N-Test erkannt wird, bei denen eine Zuggeschwindigkeit künstlich angepasst wird, um eine defektfreie Spanne zu bestimmen, wie in 1 dargestellt ist.
Ebenso hat es gemäß dem Stand der Technik Versuche gegeben, eine obere heiße Zone (HZ) zu gestalten, um einen defektfreien Einkristall herzustellen, zum Beispiel Anpassen des G-Werts und ΔG (Temperaturgradient in einer radialen Richtung) eines Kristalls, um so einem defektbildenden Temperaturbereich zu entsprechen durch verschiedene Formen einer oberen Isolierung, Maximieren eines Wirkungsgrads eines Hitzestauraums durch Anpassen eines Abstands von einer Oberfläche der Schmelze zu der oberen HZ und Steuern einer Konvektion der Si-Schmelze oder eines Wärmeübertragungswegs durch eine relative Position von einem Abschnitt maximaler Wärmeerzeugung einer Heizvorrichtung zu der Oberfläche der Schmelze. Alternativ wurde eine Optimierung von Prozessparametern versucht, wie zum Beispiel Steuern einer Argon-Strömungsgeschwindigkeit (Ar), Steuern eines Verhältnisses von Zuchtkeimrotationsgeschwindigkeit zu Tiegelrotationsgeschwindigkeit (SR/CR) oder Anwendung verschiedener Arten von Magnetfeldern.
Was jedoch den Stand der Technik anbelangt kann die Optimierung der defektfreien Spanne bei der Herstellung eines defektfreien Einkristalls schwierig sein.
Zum Beispiel können der V-Test oder der N-Test einige Bereiche eines Körperabschnitts in einem Batch erkennen und da die Herstellung eines Si-Einkristalls unter Verwendung des CZ-Verfahrens allgemein ein kontinuierlicher Wachstumsprozess ist, wird ein Unterschied in dem zeitlichen Verlauf der Wärme beim Kristallkühlen entsprechend einer Ingotlänge erzeugt selbst in dem Fall, dass dieselbe HZ und dieselben Prozessparameter verwendet werden. Ebenso kann eine defektfreie Zuggeschwindigkeit gemäß einer Zunahme einer Kristalllänge infolge von Änderungen des Volumens der Si-Schmelze entsprechend des Kristallwachstums beeinflusst werden.
Ferner können gemäß dem Stand der Technik Kosten infolge des Qualitätsverlusts bei der Herstellung eines defektfreien Einkristalls entstehen.
Zum Beispiel kann der Verlust infolge eines Anstiegs einer Qualitätszurückweisungsrate bei einem Hauptbereich erzeugt werden, da das Festlegen der Sollzuggeschwindigkeit ungenau ist und die Tests wie in 1 viele Male ausgeführt werden können, um die defektfreie Sollzuggeschwindigkeit für eine Länge zu bestimmen.
Da jedoch die Sollzuggeschwindigkeit keine Änderungen bei dem zeitlichen Verlauf der Wärme beim Kristallkühlen entsprechend den raschen Änderungen bei der Zuggeschwindigkeit wie in 1 hervorruft, kann der Sollwert infolge einer Differenz bei dem realen zeitlichen Verlauf der Wärme zwischen einer Qualitätsspanne, die in dem V-Test oder dem N-Test bestimmt wurde, und einem Vorgabewert der Sollzuggeschwindigkeit geändert werden.
Ebenso ist es, wie in 1 dargestellt ist, äußerst wichtig, eine genaue Sollzuggeschwindigkeit festzulegen, um ein defektfreies Einkristallwachstum gemäß dem Stand der Technik während des Wachstums eines schweren Einkristalls mit einem großen Durchmesser mit einem Durchmesser von 300 mm oder mehr zu züchten. Wie jedoch zuvor beschrieben wurde, ändert sich ein typischer defektfreier Bereich mit der Ingotlänge. Daher können Verluste bei der Qualität, den Kosten und der Zeit entstehen, da Fehler infolge der Erzeugung der Differenz bei dem zeitlichen Verlauf der Wärme des Kristalls auftreten können, die unvermeidlich während des Festlegens der Sollzuggeschwindigkeit erzeugt wird, nachdem der V-Test oder der N-Test oder zusätzliche Tests zum Bestimmen einer Spanne für eine Länge kontinuierlich wiederholt werden können.
Offenbarung der Erfindung
Technische Aufgabe
Ausführungsformen stellen ein Verfahren zur Bewertung der Qualität eines Wafers oder Einkristallingots bereit, das in der Lage ist, eine Qualitätsprognose und eine Feinsteuerung durch Scoring mit Bezug auf einen gesamten Hauptbereich durch Aufstellen eines Modells durchzuführen, das ein Kupfer-(Cu)-Haze-Bewertungsverfahren beim Züchten eines hoch qualitativen Silizium-(Si)-Einkristalls verwendet, und durch Erstellen quantitativer Kriterien beim Festlegen einer Sollzuggeschwindigkeit, und ein Verfahren zur Steuerung der Qualität eines Einkristallingots unter Verwendung des vorangehenden Verfahrens.
Lösung der Aufgabe
In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Bewertung der Qualität eines Wafers oder Einkristallingots: Durchführen einer Cu-(Kupfer)-Haze-Bewertung auf einem Wafer oder einer Scheibe eines Einkristallingots; und Cu-Haze-Scoring mit Bezug auf ein Ergebnis der Cu-Haze-Bewertung.
In einer anderen Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Steuerung der Qualität eines Einkristallingots: Durchführen einer Cu-Haze-Bewertung auf einem Wafer oder einer Scheibe eines Einkristallingots; Cu-Haze-Scoring mit Bezug auf ein Ergebnis der Cu-Haze-Bewertung; und Abstimmen einer Sollzuggeschwindigkeit basierend auf einem Wert des Ergebnisses der Cu-Haze-Scoringbewertung.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß einem Verfahren zur Bewertung der Qualität eines Wafers oder Einkristallingots entsprechend einer Ausführungsform und einem Verfahren zur Steuerung der Qualität eines Einkristallingots unter Verwendung des Verfahrens ist eine Qualitätsprognose und eine Feinsteuerung durch Scoring mit Bezug auf einen gesamten Hauptbereich möglich durch Aufstellen eines Modells, das ein Kupfer-(Cu)-Haze-Bewertungsverfahren beim Züchten eines hoch qualitativen Silizium-(Si)-Einkristalls verwendet, und durch Erstellen quantitativer Kriterien beim Festlegen einer Sollzuggeschwindigkeit.
Zum Beispiel kann gemäß der Ausführungsform, da das Scoring durch ein Cu-Haze-Bewertungsverfahren während des Züchtens eines defektfreien Einkristalls durch Cu-Haze-Modellierung möglich ist, ein korrespondierender Bereich durch eine Cu-Haze-Karte gekennzeichnet werden, die während der Qualitätsbewertung erzeugt wurde, indem ein Score für jeden Kristallbereich bereitgestellt wird, und somit kann eine genaue Sollzuggeschwindigkeit in einem nächsten Batch durch Anpassen einer Zuggeschwindigkeit festgelegt werden, die mit Bezug auf einen Bereich gescort wurde, der durch eine Karte für einen Hauptbereich gekennzeichnet wurde.
Ebenso kann gemäß der Ausführungsform die Identifizierung von Kristallbereichen in Mitten- und Randbereichen eines Einkristalls möglich sein und können somit Anwendungskriterien während der Feinabstimmung von Prozessparametern werden.
Gemäß der Ausführungsform kann eine genaue Sollzuggeschwindigkeit ohne wiederholten V-Test und N-Test beim Festlegen einer Sollzuggeschwindigkeit zum Züchten eines hoch qualitativen Si-Einkristalls festgelegt werden und kann unmittelbar auf einen Einkristallzüchtungsprozess anwendbar sein.
Gemäß der Ausführungsform können genaue Daten mit Bezug auf einen realen, defektfreien Spannenbereich für einen gesamten Hauptbereich durch Einstellwerte in einem Scorebereich und eine Qualitätsspanne gesichert werden und somit können Kosten aufgrund einer Qualitätsverschlechterung minimiert werden und ein gleichförmiger Si-Einkristall hoher Qualität kann in einer minimalen Zeit zusätzlich zu einer Steigerung der Produktivität hergestellt werden.
Ebenso kann die Ausführungsform vollständig auf einen kleinen bis großen Durchmesser angewendet werden.
Ferner kann gemäß der Ausführungsform eine genauere Beurteilung und Qualitätsleistung durch Segmentation eines Kristallbereichs möglich sein, z. B. durch getrenntes Festlegen von Scorewerten für Pv und Pi.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine beispielhafte Ansicht, die die Steuerung einer Zuggeschwindigkeit gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht.
2 ist eine schematische Ansicht, die ein Verfahren zur Bewertung der Qualität eines Wafers oder eines Einkristallingots gemäß einer Ausführungsform und ein Verfahren zur Steuerung der Qualität eines Einkristallingots unter Verwendung desselben veranschaulicht.
3 ist eine beispielhafte Ansicht, die ein Verfahren zur Berechnung von Cu-Haze-Scorewerten für eine Probe in dem Verfahren zur Bewertung der Qualität eines Wafers oder Einkristallingots gemäß der Ausführungsform und ein Verfahren zur Steuerung der Qualität eines Einkristallingots unter Verwendung desselben veranschaulicht.
Art und Weise für die Erfindung
In der Beschreibung von Ausführungsformen ist zu verstehen, dass, wenn ein Wafer, eine Vorrichtung, ein Futter, ein Element, ein Teil, ein Bereich oder eine Fläche als „auf” einem anderen Wafer, einer Vorrichtung, einem Futter, einem Element, einem Teil, einem Bereich oder einer Fläche bezeichnet wird, die Ausdrucksweise „auf” und „unter” sowohl die Bedeutung „unmittelbar” als auch „mittelbar” umfasst. Ferner wird die Bezugnahme auf „auf” und „unter” jedem Element basierend auf den Zeichnungen gemacht. In den Zeichnungen ist die Größe jedes Elements der Einfachheit halber für die Beschreibung übertrieben dargestellt und die Größe jedes Elements spiegelt nicht vollständig eine tatsächliche Größe wider.
(Ausführungsform)
2 ist eine schematische Ansicht, die ein Verfahren zur Bewertung der Qualität eines Wafers oder eines Einkristallingots gemäß einer Ausführungsform und ein Verfahren zur Steuerung der Qualität eines Einkristallingots unter Verwendung desselben veranschaulicht.
Die Ausführungsform versucht ein Verfahren zur Bewertung der Qualität eines Wafers oder eines Einkristallingots bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Qualitätsprognose und eine Feinsteuerung durch Scoring mit Bezug auf einen gesamten Hauptbereich durch Aufstellen eines Modells durchzuführen, das ein Kupfer-(Cu)-Haze-Bewertungsverfahren beim Züchten eines hoch qualitativen Silizium-(Si)-Einkristalls verwendet, und Erstellen quantitativer Kriterien beim Festlegen einer Sollzuggeschwindigkeit, und ein Verfahren zur Steuerung der Qualität eines Einkristallingots unter Verwendung des vorhergehenden Verfahrens.
Zu diesem Zweck kann das Verfahren zur Bewertung der Qualität eines Wafers oder eines Einkristallingots gemäß der Ausführungsform das Durchführen einer Cu-Haze-Bewertung auf einem Wafer oder einer Scheibe eines Einkristallingots und ein Cu-Haze-Scoring mit Bezug auf das Ergebnis der Cu-Haze-Bewertung umfassen.
Gemäß der Ausführungsform kann, da das Scoring durch ein Cu-Haze-Bewertungsverfahren während des Züchtens eines defektfreien Einkristalls durch Cu-Haze-Modellierung möglich sein kann, ein korrespondierender Bereich durch eine Cu-Haze-Karte gekennzeichnet werden, die während der Qualitätsbewertung erzeugt wurde, indem ein Score für jeden Kristallbereich bereitgestellt wird, und somit kann eine genaue Sollzuggeschwindigkeit in einem nächsten Batch durch Anpassen einer Zuggeschwindigkeit festgelegt werden, die mit Bezug auf einen Bereich gescort wurde, der durch eine Karte für einen Hauptbereich gekennzeichnet wurde.
Ebenso kann gemäß der Ausführungsform die Identifizierung von Kristallbereichen in Mitten- und Randbereichen eines Einkristalls möglich sein und können somit Anwendungskriterien während der Feinabstimmung von Prozessparametern werden.
Gemäß der Ausführungsform kann das Durchführen der Cu-Haze-Bewertung das Durchführen einer ersten Wärmebehandlung BP auf einigen Bereichen des Wafers oder der Scheibe des Einkristallingots und das Durchführen einer zweiten Wärmebehandlung BSW auf anderen Bereichen des Wafers oder der Scheibe des Einkristallingots umfassen.
Zum Beispiel kann die erste Wärmebehandlung das Durchführen einer O-Band-Wärmebehandlung umfassen und die zweite Wärmebehandlung kann das Durchführen einer Pv-, Pi-Wärmebehandlung umfassen.
In der Ausführungsform kann das Cu-Haze-Scoringverfahren das Cu-Haze-Scoring durch Segmentierung von Defektbereichen des Wafers oder der Scheibe des Ingots durchführen.
Zum Beispiel kann bei dem Cu-Haze-Scoringverfahren das Cu-Haze-Scoring durch Definieren von Scorewerten für einen Pv-Bereich und einen Pi-Bereich der Scheibe des Ingots durchgeführt werden.
Gemäß der Ausführungsform kann eine genauere Beurteilung und Qualitätsleistung durch Segmentation eines Kristallbereichs möglich sein, z. B. durch getrenntes Festlegen von Scorewerten für Pv und Pi.
Ebenso kann das Cu-Haze-Scoring in der Ausführungsform das Aufstellen einer Cu-Haze-Scoringkarte durch die Cu-Haze-Bewertung umfassen.
Gemäß dem Verfahren zur Bewertung der Qualität eines Wafers oder eines Einkristallingots gemäß der Ausführungsform kann eine Qualitätsprognose und eine Feinsteuerung durch Scoring mit Bezug auf einen gesamten Hauptbereich durch Aufstellen eines Modells möglich sein, das ein Cu-Haze-Bewertungsverfahren beim Züchten eines hoch qualitativen Si-Einkristalls verwendet, und Erstellen quantitativer Kriterien beim Festlegen einer Sollzuggeschwindigkeit.
Das Verfahren zur Steuerung der Qualität eines Einkristallingots gemäß der Ausführungsform kann das Durchführen einer Cu-Haze-Bewertung auf einem Wafer oder einer Scheibe eines Einkristallingots, ein Cu-Haze-Scoring mit Bezug auf das Ergebnis der Cu-Haze-Bewertung und ein Abstimmen einer Sollzuggeschwindigkeit basierend auf einem Wert des Ergebnisses der Cu-Haze-Scoringbewertung umfassen.
Inhalte der Durchführung der Cu-Haze-Bewertung und des Cu-Haze-Scorings mit Bezug auf das Ergebnis der Cu-Haze-Bewertung können technische Charakteristika der vorhergehenden Inhalte des Verfahrens zur Bewertung der Qualität eines Wafers oder Einkristallingots einsetzen.
Das Abstimmen der Sollzuggeschwindigkeit in der Ausführungsform kann das Erstellen quantitativer Abstimmkriterien beim Festlegen der Sollzuggeschwindigkeit auf der Basis der Cu-Haze-Scoringkarte nach dem Aufstellen der Cu-Haze-Scoringkarte durch die Cu-Haze-Bewertung umfassen.
Demzufolge kann gemäß der Ausführungsform eine Sollzuggeschwindigkeit in einem nächsten Batch durch Anpassen der Zuggeschwindigkeit festgelegt werden, die entsprechend den Abstimmungskriterien für jeden Kristallbereich des Einkristallingots auf der Basis der Cu-Haze-Scoringkarte beim Abstimmen der Sollzuggeschwindigkeit gescort wurde.
Gemäß dem Verfahren zur Steuerung der Qualität eines Einkristallingots gemäß der Ausführungsform kann eine Qualitätsprognose und eine Feinsteuerung durch Scoring mit Bezug auf einen gesamten Hauptbereich durch Aufstellen eines Modells möglich sein, das ein Cu-Haze-Bewertungsverfahren beim Züchten eines hoch qualitativen Si-Einkristalls verwendet, und Erstellen quantitativer Kriterien beim Festlegen einer Sollzuggeschwindigkeit.
Ebenso kann gemäß der Ausführungsform eine genaue Sollzuggeschwindigkeit ohne wiederholten V-Test und N-Test beim Festlegen einer Sollzuggeschwindigkeit zum Züchten eines hoch qualitativen Si-Einkristalls festgelegt werden und kann unmittelbar auf einen Einkristallzüchtungsprozess anwendbar sein.
Gemäß der Ausführungsform können genaue Daten mit Bezug auf einen realen, defektfreien Spannenbereich für einen gesamten Hauptbereich durch Einstellwerte in einem Scorebereich und eine Qualitätsspanne gesichert werden und somit können Kosten aufgrund einer Qualitätsverschlechterung minimiert werden und ein gleichförmiger Si-Einkristall hoher Qualität kann in einer minimalen Zeit zusätzlich zu einer Steigerung der Produktivität hergestellt werden.
Ferner kann die Ausführungsform vollständig auf einen kleinen bis großen Durchmesser angewendet werden.
Nachstehend werden das Verfahren zur Bewertung der Qualität eines Wafers oder eines Einkristallingots und das Verfahren zur Steuerung der Qualität eines Einkristallingots unter Verwendung desselben ausführlicher mit Bezug auf 2 beschrieben.
2 ist ein schematisches Diagramm für die Ausführungsform, die eine Verteilung von Defekten in einem Kristall entsprechend Änderungen einer Zuggeschwindigkeit während der Zucht eines defektfreien Einkristalls veranschaulicht.
Zum Beispiel können ein O-Band-Bereich, ein Pv-Bereich, ein Pi-Bereich und ein LDP-Bereich durch eine erste Wärmebehandlung BP und eine zweite Wärmebehandlung BSW durch ein Cu-Haze-Bewertungsverfahren gekennzeichnet werden.
Das Cu-Haze-Bewertungsverfahren, das in der Ausführungsform eingesetzt wird, kann ein Bewertungsverfahren sein, in dem eine Oberfläche eines Wafers oder einer Scheibe eines Si-Einkristalls mit Cu hoher Konzentration unter Verwendung einer Cu-verunreinigten Lösung, einer gemischten Lösung einer gepufferten Oxidätzmittellösung (BOE) und Cu, verunreinigt wird und eine schnelle Diffusionswärmebehandlung durchgeführt wird und dann Kristalldefektbereiche durch visuelles Betrachten einer verunreinigten Oberfläche oder einer gegenüberliegenden Oberfläche hiervon unter einem Spotlight gekennzeichnet werden. Die Ausführungsform ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
Beispiele erster bis siebter Proben (S1 bis S7) auf der rechten Seite der 2 zeigen verschiedene Typen, die als Cu-Haze-Scoringkarten präsentiert werden können, nachdem ein Einkristall mit einer vorherbestimmten Sollzuggeschwindigkeit gezüchtet worden ist.
Zum Beispiel stellt die erste Probe S1 oben, die eine vollständig schwarze Fläche aufweist, eine Inklination zu einem O-Band-Bereich infolge einer hohen, defektfreien Sollzuggeschwindigkeit dar und zeigt, dass der O-Band-Bereich entsprechend einer Abnahme in der Zuggeschwindigkeit (PS) verschwindet, z. B. eine Abnahme von 0,01 mm/min.
Ebenfalls erscheint bezüglich der fünften Probe S5, die als dritte von unten angeordnet ist, die Farbe einer linksseitigen Hälfte der gesamten Waferfläche weiß und ein Einkristall, der für eine solche Sollvorgabe gezüchtet wurde, zeigt, dass der O-Band-Bereich gesteuert worden ist, und eine rechtsseitige Hälfte der gesamten Waferfläche erscheint sowohl schwarz als auch weiß, wobei der schwarze Bereich einen Pv-Bereich darstellt und der weiße Bereich einen Pi-Bereich darstellt. Daher ist bezüglich der fünften Probe S5 zu verstehen, dass ein defektfreier Bereich in dem Wafer gebildet ist, wie zum Beispiel Pv-Pi-Pv.
Ferner ist bezüglich der siebenten Probe S7 unten zu verstehen, dass ein Wafer, der lediglich einen Pi-Bereich aufweist, hergestellt wird, wenn die Farben sowohl der linken als auch der rechten Seite weiß erscheinen.
In der Ausführungsform können zum Beispiel Scorewerte in einem Bereich von 0 bis 300 auf der linken Seite der 2 bereitgestellt werden und die Segmentation der Scorewerte kann angepasst werden.
Wenn ein Produkt hergestellt wird, das aus einem Pv-Bereich und einem Pi-Bereich besteht und das darin gesteuertes O-Band als Sollqualität aufweist, kann ein Sollscore von 220 ermittelt werden.
Zum Beispiel kann ein Sollscore innerhalb eines Bereichs von 150 bis 180 in 2 ermittelt werden. Hierin wird eine freie Spanne ermittelt und die freie Spanne wird durch den Score dividiert und somit kann eine Steuerrate der Zuggeschwindigkeit für jeden Score ermittelt werden.
Zum Beispiel wird bezüglich der 2 ein Sollscore von 220 als 0 mit keiner Steuerrate der Zuggeschwindigkeit angenommen und eine gleichförmige Qualität in einem gesamten Hauptbereich kann durch Anpassen einer Sollzuggeschwindigkeitsrate mit einem Einstellwert erhalten werden, der einem Score in einer korrespondierenden Cu-Haze-Scoringkarte entspricht.
3 ist eine beispielhafte Ansicht, die ein Verfahren zur Berechnung eines Cu-Haze-Scores für die fünfte Probe S5 in dem Verfahren zur Bewertung der Qualität eines Wafers oder eines Einkristallingots gemäß der Ausführungsform und dem Verfahren zur Steuerung der Qualität eines Einkristallingots unter Verwendung desselben veranschaulicht.
3 ist eine Querschnittsansicht, in der die Verteilung von Defekten in einer vertikalen Richtung in einem 300-mm-Einkristall, der gemäß der Ausführungsform gezüchtet wurde, mittels eines Cu-Haze-Bewertungsverfahrens analysiert wird und ein Verfahren zur Zuweisung eines Scores ist wie folgt, jedoch ist die Ausführungsform nicht hierauf beschränkt.
Zuerst wird eine Fläche eines weißen Bereichs (die linke Seite des Wafers in 3) eines ersten wärmebehandelten Bereichs BP gemäß dem Cu-Haze-Bewertungsverfahren gemessen. Dann wird eine Fläche eines weißen Bereichs (die rechte Seite des Wafers in 3) eines zweiten wärmebehandelten Bereichs BSW gemessen und ein Scorewert wird als ein Wert ermittelt, der durch Addieren der Flächen der weißen Bereiche in dem ersten wärmebehandelten Bereich und dem zweiten wärmebehandelten Bereich erhalten wird.
Als ein weiteres Beispiel existieren bezüglich einer zweiten S2-Probenkarte auf der rechten Seite der 2 sowohl ein weißer Bereich als auch ein schwarzer Bereich in der Karte gemäß einem BP-Bewertungsverfahren und in diesem Fall werden die Bereich des weißen Bereichs addiert und dasselbe Verfahren gilt ebenso für ein BSW-Bewertungsverfahren.
In der Ausführungsform entspricht ein Score von 300 einem Querschnitt von einem 300-mm-Wafer und ein korrespondierender Durchmesser kann verwendet werden, da er entsprechend jedem Durchmesser ist und kann verwendet werden, indem er für die Segmentation proportional angepasst wird.

Tabelle 1 ist ein Beispiel quantitativer Abstimmungskriterien beim Festlegen der Sollzuggeschwindigkeit auf der Basis einer Cu-Haze-Scoringkarte als ein Beispiel zur Anpassung einer Sollzuggeschwindigkeit in dem Verfahren zur Bewertung der Qualität eines Wafers oder eines Einkristallingots gemäß der Ausführungsform und dem Verfahren zur Steuerung der Qualität eines Einkristallingots unter Verwendung desselben. Die Ausführungsform ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Tabelle 1 [Tabelle 1]

Cu-Haze-Scoring für Kristallbereich [mm]	Spannenkontrast [%] Zuggeschwindigkeits-(PS)-Abstimmungsverfahren
0	Spanne * –63%
70	Spanne * –50%
130	Spanne * –38%
150	Spanne * –19%
220	Spanne * 0%
280	Spanne * 19%
300	Spanne * 38%

Ebenso wird gemäß der Ausführungsform die Identifizierung von Kristalldefektbereichen in einem Hauptbereich quantitativ durch die Karte des Cu-Haze-Bewertungsverfahrens durchgeführt, um Kriterien während der Optimierung von Parametern zu werden. Wenn zum Beispiel die Karten der rechten Seite der 2 in einem Hauptbereich als einander verschieden gemischt dargestellt werden, kann eine Sollqualität durch Feinabstimmung des Stands von Parametern erhalten werden, die für jeden Bereich verwendet werden. Tabelle 2 [Tabelle 2]

Zuggeschwindigkeit (PS) für jede Position	Cu-Haze-Score	Zuggeschwindigkeitsanpassung [%]	Neue Sollzuggeschwindigkeit
A	0	–80 bis 63%	A + (Spanne * –(80 bis 63)%)
B	0 < Score ≤ 50	–62,8 bis 53,8%	B + (Spanne * –(62,8 bis 53,8)%)
C	50 < Score ≤ 150	–53,6 bis 48,3%	C + (Spanne –(53,6 bis 48,3)%)
D	100 < Score ≤ 150	–48,2 bis 19%	D + (Spanne * –(48,2 bis 19)%)
E	150 < Score ≤ 220	–18,2 bis 0%	E + (Spanne * –(18,2 bis 0)%)
F	220 < Score ≤ 250	+0,3 bis 5,8%	F + (Spanne * (0,3 bis 5,8)%)
G	250 < Score ≤ 300	+6 bis 38%	G + (Spanne * (6 bis 38)%)

Tabelle 2 ist ein Beispiel zur Berechnung einer Sollzuggeschwindigkeit, die für einen nächsten Batch zu verwenden ist, durch Anpassung der Zuggeschwindigkeit mit einer Zuggeschwindigkeit (PS) für eine Position des Ingots und einen Abstimmungswert der Sollzuggeschwindigkeit, der einem Score gemäß dem Cu-Haze-Score entspricht für die Position des Ingots, durch Anwendung des Verfahrens zur Bewertung der Qualität eines Wafers oder Einkristallingots gemäß der Ausführungsform und des Verfahrens zur Steuerung der Qualität eines Einkristallingots unter Verwendung desselben. Die Ausführungsform ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
In der Ausführungsform kann die Sollzuggeschwindigkeit ein Wert sein, bei dem der Spannenkontrast % zu einer korrespondierenden Zuggeschwindigkeit (PS) addiert wird. Zu dieser Zeit kann die Spanne in einem Bereich von etwa 0,1 mm/min bis etwa 0,5 mm/min liegen, die Ausführungsform ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
Die Tabellen 1 und 2 sind Beispiele, in denen die Ausführungsform verwendet wird, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
Eine gleichförmige Qualität kann mit Bezug auf einen gesamten Hauptbereich gemäß dem Ergebnis erhalten werden, das erhalten wird, nachdem das Scoreverfahren durch die Cu-Haze-Scoringkarte beim Züchten eines realen Si-Einkristalls verwendet wurde basierend auf dem Verfahren zur Bewertung der Qualität eines Wafers oder Einkristallingots gemäß der Ausführungsform und dem Verfahren zur Steuerung der Qualität eines Einkristallingots unter Verwendung desselben.
Gemäß der Ausführungsform werden die Anzahl an unbegrenzten, sich wiederholenden Tests, die zur Identifizierung einer Spanne durch einen typischen V-Test oder N-Test durchgeführt werden, oder Änderungen in einer defektfreien Spanne für eine Länge des Kristalls erfinderisch verringert. Da die Quantifizierung möglich ist, nachdem die Scorewerte basierend auf dem Ergebnis eines minimalen V-Tests oder N-Tests berechnet wurden, ist eine genaue Qualitätsprognose nicht nur möglich, sondern eine Verringerung der Qualitätskosten und eine Verbesserung der Produktivität sind ebenso durch Aufstellen eines klaren Modells zum Festlegen einer Sollzuggeschwindigkeit möglich.
Ebenso kann die Ausführungsform gemäß Änderungen in dem Aufbau oder der Form der heißen Zone (HZ) modifiziert werden. Wenn zum Beispiel die defektfreie Spanne gemäß den Änderungen in dem HZ-Aufbau, dem Magnetfeld und den Prozessparametern geändert wird, sind Änderungen eines Anpassungswerts, der einem Score entspricht, möglich. Ferner kann als weiteres Beispiel ein Scorewert selbst für jeden Durchmesser, wie zum Beispiel 150 mm, 200 mm, 300 mm und 450 mm, verwendet werden und kann in einem geeigneten Verhältnis zur Segmentation angepasst werden.
Gemäß dem Verfahren zur Bewertung der Qualität eines Wafers oder eines Einkristallingots entsprechend der Ausführungsform und dem Verfahren zur Steuerung der Qualität eines Einkristallingots unter Verwendung desselben ist eine Qualitätsprognose und eine Feinsteuerung durch Scoring mit Bezug auf einen gesamten Hauptbereich möglich durch Aufstellen eines Modells, das ein Kupfer-(Cu)-Haze-Bewertungsverfahren beim Züchten eines hoch qualitativen Silizium-(Si)-Einkristalls verwendet, und durch Erstellen quantitativer Kriterien beim Festlegen einer Sollzuggeschwindigkeit.
Zum Beispiel kann gemäß der Ausführungsform, da das Scoring durch ein Cu-Haze-Bewertungsverfahren während des Züchtens eines defektfreien Einkristalls durch Cu-Haze-Modellierung möglich ist, ein korrespondierender Bereich durch eine Cu-Haze-Karte gekennzeichnet werden, die während der Qualitätsbewertung erzeugt wurde, indem ein Score für jeden Kristallbereich bereitgestellt wird, und somit kann eine genaue Sollzuggeschwindigkeit in einem nächsten Batch durch Anpassen einer Zuggeschwindigkeit festgelegt werden, die mit Bezug auf einen Bereich gescort wurde, der durch eine Karte für einen Hauptbereich gekennzeichnet wurde.
Ebenso kann gemäß der Ausführungsform die Identifizierung von Kristallbereichen in Mitten- und Randbereichen eines Einkristalls möglich sein und können somit Anwendungskriterien während der Feinabstimmung von Prozessparametern werden.
Gemäß der Ausführungsform kann eine genaue Sollzuggeschwindigkeit ohne wiederholten V-Test und N-Test beim Festlegen einer Sollzuggeschwindigkeit zum Züchten eines hoch qualitativen Si-Einkristalls festgelegt werden und kann unmittelbar auf einen Einkristallzüchtungsprozess anwendbar sein.
Gemäß der Ausführungsform können genaue Daten mit Bezug auf einen realen, defektfreien Spannenbereich für einen gesamten Hauptbereich durch Einstellwerte in einem Scorebereich und eine Qualitätsspanne gesichert werden und somit können Kosten aufgrund einer Qualitätsverschlechterung minimiert werden und ein gleichförmiger Si-Einkristall hoher Qualität kann in einer minimalen Zeit zusätzlich zu einer Steigerung der Produktivität hergestellt werden.
Ebenso kann die Ausführungsform vollständig auf einen kleinen bis großen Durchmesser angewendet werden.
Ferner kann gemäß der Ausführungsform eine genauere Beurteilung und Qualitätsleistung durch Segmentation eines Kristallbereichs möglich sein, z. B. durch getrenntes Festlegen von Scorewerten für Pv und Pi.
Die vorstehend beschriebenen Eigenschaften, Anordnungen und Wirkungen sind in wenigstens einer Ausführungsform umfasst und sind nicht auf lediglich eine Ausführungsform beschränkt. Außerdem ist von den Fachleuten zu verstehen, dass verschiedene Änderungen in der Form und den Details gemacht werden können, ohne von dem Gedanken und dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie sie durch die folgenden Ansprüche definiert ist.
Obwohl Ausführungsformen mit Bezug auf eine Zahl an veranschaulichenden Ausführungsformen hiervon beschrieben worden sind, ist zu verstehen, dass zahlreiche andere Modifizierungen und Ausführungsformen von den Fachleuten erdacht werden können, die innerhalb des Gedankens und des Schutzbereichs der Prinzipien dieser Offenbarung liegen. Insbesondere sind verschiedene Variationen und Modifizierungen der Komponententeile und/oder Anordnungen der gegenständlichen Kombinationsanordnung innerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung, der Zeichnungen und der angehängten Ansprüche möglich. Zusätzlich zu den Variationen und Modifizierungen der Komponententeile und/oder Anordnungen sind den Fachleuten ebenso alternative Verwendungen ersichtlich.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Da die Bewertung der Qualität eines Wafers oder eines Einkristallingots gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden kann und die Qualität des Einkristallingots durch Verwendung der Qualitätsbewertung gesteuert werden kann, weist die vorliegende Erfindung gewerbliche Anwendbarkeit auf.

Claims

Verfahren zur Bewertung der Qualität eines Wafers oder eines Einkristallingots, wobei das Verfahren aufweist: Durchführen einer Cu-(Kupfer)-Haze-Bewertung auf einem Wafer oder einer Scheibe eines Einkristallingots; und Cu-Haze-Scoring mit Bezug auf ein Ergebnis der Cu-Haze-Bewertung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Durchführen der Cu-Haze-Bewertung aufweist: Durchführen einer ersten Wärmebehandlung auf einigen Bereichen des Wafers oder der Scheibe des Einkristallingots; und Durchführen einer zweiten Wärmebehandlung auf anderen Bereichen des Wafers oder der Scheibe des Einkristallingots.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die erste Wärmebehandlung das Durchführen einer O-Band-Wärmebehandlung aufweist und die zweite Wärmebehandlung das Durchführen einer PV-, Pi-Wärmebehandlung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei dem Cu-Haze-Scoring ein Verfahren des Cu-Haze-Scorings das Durchführen des Cu-Haze-Scorings durch Segmentierung von Defektbereichen des Wafers oder der Scheibe des Ingots aufweist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Verfahren des Cu-Haze-Scorings das Durchführen des Cu-Haze-Scorings durch Definieren von Scorewerten eines Pv-Bereichs und eines Pi-Bereichs des Wafers oder der Scheibe des Ingots aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Cu-Haze-Scoring aufweist: Messen einer Fläche eines ersten Pi-Bereichs mit Bezug auf einen O-Band-wärmebehandelten Bereich durch das Cu-Haze-Bewertungsverfahren; Messen einer Fläche eines zweiten Pi-Bereichs mit Bezug auf einen Pv-, Pi-wärmebehandelten Bereich; und Addieren der Fläche des ersten Pi-Bereichs und der Fläche des zweiten Pi-Bereichs, um dieses als einen Cu-Haze-Scorewert festzulegen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei des Cu-Haze-Scoring das Aufstellen einer Scoringkarte durch die Cu-Haze-Bewertung aufweist.
Verfahren zur Steuerung der Qualität eines Einkristallingots, wobei das Verfahren aufweist: Durchführen einer Cu-(Kupfer)-Haze-Bewertung auf einem Wafer oder einer Scheibe eines Einkristallingots; Cu-Haze-Scoring mit Bezug auf ein Ergebnis der Cu-Haze-Bewertung; und Abstimmen einer Sollzuggeschwindigkeit basierend auf einem Wert des Ergebnisses der Cu-Haze-Scoringbewertung.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Abstimmen der Sollzuggeschwindigkeit aufweist: Aufstellen einer Cu-Haze-Scoringkarte durch die Cu-Haze-Bewertung; und Erstellen quantitativer Abstimmkriterien beim Festlegen der Sollzuggeschwindigkeit basierend auf der Cu-Haze-Scoringkarte.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Abstimmen der Sollzuggeschwindigkeit das Festlegen einer Sollzuggeschwindigkeit in einem nächsten Batch durch Anpassen der gescorten Zuggeschwindigkeit entsprechend der Abstimmkriterien für jeden Kristallbereich des Einkristallingots basierend auf der Cu-Haze-Scoringkarte aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Cu-Haze-Scoring das Verfahren zur Bewertung der Qualität eines Einkristallingots nach einem der Ansprüche 4 bis 7 verwendet.