DE112020000710T5 - Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls - Google Patents

Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls Download PDF

Info

Publication number
DE112020000710T5
DE112020000710T5 DE112020000710.3T DE112020000710T DE112020000710T5 DE 112020000710 T5 DE112020000710 T5 DE 112020000710T5 DE 112020000710 T DE112020000710 T DE 112020000710T DE 112020000710 T5 DE112020000710 T5 DE 112020000710T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
single crystal
silicon single
grinding
resistivity
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112020000710.3T
Other languages
English (en)
Inventor
Fumitaka Kume
Yukari Suzuki
Koichi Kitamura
Masahiro Yoshida
Shuji Yokota
Koji Ebara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Handotai Co Ltd filed Critical Shin Etsu Handotai Co Ltd
Publication of DE112020000710T5 publication Critical patent/DE112020000710T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/14—Measuring as part of the manufacturing process for electrical parameters, e.g. resistance, deep-levels, CV, diffusions by electrical means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/041—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body
    • 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
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
    • C30B29/06—Silicon
    • 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
    • C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • C30B33/08—Etching
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/286—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/34—Purifying; Cleaning
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/44—Sample treatment involving radiation, e.g. heat
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02052—Wet cleaning only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/286—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
    • G01N2001/2866—Grinding or homogeneising

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls durch ein Vier-Punkt-Sonden-Verfahren, das Folgendes beinhaltet: einen ersten Schleifschritt zum Schleifen mindestens einer Oberfläche des Silizium-Einkristalls, auf der der spezifische Widerstand gemessen werden soll; einen Reinigungsschritt zum Reinigen des Silizium-Einkristalls, der dem ersten Schleifschritt unterzogen wurde; einen Donator-Annihilations-Wärmebehandlungsschritt zum Wärmebehandeln des Silizium-Einkristalls, der dem Reinigungsschritt unterzogen wurde; und einen zweiten Schleifschritt zum Schleifen mindestens der Oberfläche des Silizium-Einkristalls, der dem Donator-Annihilations-Wärmebehandlungsschritt unterzogen wurde, auf der der spezifische Widerstand zu messen ist, wobei der spezifische Widerstand des Silizium-Einkristalls nach Durchführung des zweiten Schleifschritts durch das Vier-Punkt-Sonden-Verfahren gemessen wird. Hiermit wird ein Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls bereitgestellt, durch das eine stabile Messung über einen langen Zeitraum hinweg im Anschluss an eine Donator-Annihilations-Wärmebehandlung möglich ist.

Description

  • GEBIET DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls.
  • STAND DER TECHNIK
  • Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls mit dem Vier-Punkt-Sonden-Verfahren sind in Nichtpatentdokument 1 (SEMI MF84-0312 „Test Method for Measuring Resistivity of Silicon Wafers with an In-line Four-point Probe“) und Nichtpatentdokument 2 (JIS H 0602 „Testing method of resistivity for silicon crystals and silicon wafers with four-point probe“) definiert.
  • Die für die Messung durch das Vier-Punkt-Sonden-Verfahren verwendeten Geräte werden regelmäßig mit Hilfe einer NIST-Probe kalibriert, die im Nichtpatentdokument 3 (NIST-Sonderveröffentlichung 260-131, Ausgabe 2006 „The Certification of 100 mm Diameter Silicon Resistivity SRMs 2541 Through 2547 Using Dual-Configuration Four-Point Probe Measurements, Ausgabe 2006“) beschrieben ist.
  • Vor der Messung des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls durch das Vier-Punkt-Sonden-Verfahren werden mehrere Behandlungsverfahren vorgeschlagen.
  • In Patentdokument 1 wird vorgeschlagen, einen Oxidfilm auf der Oberfläche eines zu testenden Substrats zu entfernen oder die Dicke des Oxidfilms auf 0,5 nm oder weniger zu verringern und dann den spezifischen Widerstand innerhalb von 4 Stunden zu messen.
  • In Patentdokument 2 wird vorgeschlagen, in einem Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Siliziumwafers mit einem spezifischen Widerstand von 2.000 Ω·cm oder mehr Folgendes vorzunehmen: Unterziehen des Siliziumwafers einer Donator-Annihilations-Behandlung; dann, nach Ablauf von mindestens 2 Stunden, Entfernen einer Oberflächenschicht auf einer Oberfläche des zu messenden Siliziumwafers mittels einer wasserfreien Behandlung um eine Dicke von 10 nm oder mehr; und Inkontaktbringen einer Elektrodennadel mit der zu messenden Oberfläche, von der die Oberflächenschicht entfernt wurde, um den spezifischen Widerstand zu messen.
  • Die wasserfreie Behandlung im Patentdokument 2 ist z. B. das Polieren. Ein Grund für die Durchführung einer solchen Behandlung besteht darin, einen Oxidfilm mit einer Obergrenze von 10 nm zu entfernen, der auf der Oberfläche des Wafers durch die Donator-Annihilations-Behandlung gebildet wurde. Durch Entfernen der Oberflächenschicht des Wafers um eine Dicke von 10 nm oder mehr wird der Oxidfilm vollständig entfernt, so dass ein günstiger elektrischer Kontakt während der Messung des spezifischen Widerstands zwischen einer zur Messung verwendeten Elektrode und der Oberfläche des zu messenden Wafers erzielt werden kann.
  • In Patentdokument 3 wird ein zu prüfender Wafer zur Bewertung physikalischer Eigenschaften mit Kontakt und/oder zur Bewertung physikalischer Eigenschaften ohne Kontakt vorgeschlagen, wobei eine Oberfläche des zu prüfenden Wafers eine hochglänzende, geschliffene Oberfläche ist.
  • Wenn das in Patentdokument 3 offenbarte Verfahren zum Bewerten der physikalischen Eigenschaften mit Kontakt die Messung des spezifischen Widerstands durch ein Vier-Punkt-Sonden-Verfahren ist, wird nach dem Hochglanz-Oberflächenschleifen eine Donator-Annihilations-Behandlung durchgeführt.
  • In Patentdokument 4 wird Folgendes offenbart: Ätzen eines Proben-Waferstücks mit einer Ätzlösung von HF:HNO3 = 1:5, Durchführen einer Donator-Annihilations-Wärmebehandlung bei 650 °C für 45 Minuten oder 1.100 °C für 60 Minuten und anschließendes Polieren der Oberfläche, um den spezifischen Widerstand zu messen.
  • Eine Donator-Annihilations-Wärmebehandlung ist eine bekannte Technik, die als Vorbehandlung der Messung des spezifischen Widerstands durchgeführt wird. In Patentdokument 3 beispielsweise heißt es wie folgt. „Bei der Messung des spezifischen Widerstands wird eine Wärmebehandlung durchgeführt, die als Donator-Annihilation bezeichnet wird. Wenn ein durch das CZ-Verfahren hergestellter Silizium-Einkristall bei einer niedrigen Temperatur von etwa 450 °C geglüht wird, sammeln sich einige Sauerstoffatome und geben ein Elektron ab (thermischer Donator). Bekanntlich nimmt die erzeugte Menge dieser thermischen Donatoren proportional zur Glühzeit zu, wird aber bei einer Glühtemperatur von 600 °C oder mehr annihiliert. Wenn solche thermischen Donatoren im Silizium vorhanden sind, scheint der spezifische Widerstand z. B. in n-Typ-Silizium zu sinken. Bei p-Typ-Silizium hingegen scheint der Widerstand zuzunehmen.“
  • Dementsprechend müssen diese thermischen Donatoren annihiliert und eine Donator-Annihilations-Wärmebehandlung durchgeführt werden, um den genauen spezifischen Widerstand zu bewerten (Widerstand aufgrund des Dotierstoffs). Wenn bei der Wärmebehandlung die Oberfläche des zu prüfenden Wafers durch das Anhaften von Verunreinigungen usw. verunreinigt ist, besteht das Problem der Verunreinigung des Wärmebehandlungsofens. Außerdem führt das direkte Einlegen eines Wafers zur Prüfung in einen Wärmebehandlungsofen nach dem Schneiden zur Entstehung von Rissen in dem zu prüfenden Wafer. Daher wird das Ätzen als Vorbehandlung der Wärmebehandlung durchgeführt.
  • LITERATURLISTE
  • PATENTLITERATUR
    • Patentdokument 1: JP 2002-76080 A
    • Patentdokument 2: JP 2015-26755 A
    • Patentdokument 3: JP 2001-118902 A
    • Patentdokument 4: JP 2018-93086 A
  • NICHTPATENT-LITERATUR
    • Nichtpatentdokument 1: SEMI MF84-0312
    • Nichtpatentdokument 2: JIS H 0602
    • Nichtpatentdokument 3: NIST-Sonderveröffentlichung 260-131, Ausgabe 2006
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Wie oben beschrieben, wird in Patentdokument 1 vorgeschlagen, einen Oxidfilm auf der Oberfläche eines zu testenden Substrats zu entfernen oder die Dicke des Oxidfilms auf 0,5 nm oder weniger zu verringern und dann den spezifischen Widerstand innerhalb von 4 Stunden zu messen. Gemäß Patentdokument 1 ist der gemessene Wert des spezifischen Widerstands bei einer Verweildauer von bis zu etwa 4 Stunden mehr oder weniger stabil. Bei mehr als 4 Stunden steigt der Messwert jedoch an und wird instabil.
  • Eine Aufgabe des Patentdokuments 2 besteht darin, die Schwankung des spezifischen Widerstands unmittelbar nach einer Donator-Annihilations-Behandlung zu unterdrücken, indem mindestens 10 nm der Waferoberfläche entfernt werden, nachdem mindestens 2 Stunden nach der Donator-Annihilations-Behandlung vergangen sind, um den Oxidfilm zu entfernen. Das liegt daran, dass sich die Verbindungen aus Sauerstoffatomen und Dotierstoffatomen nach der Donator-Annihilationsbehandlung trennen und der Dotierstoff reaktiviert wird. Daher wird in den Beispielen von Patentdokument 2 nur der spezifische Widerstand bis zu 70 Stunden nach der Donator-Annihilations-Behandlung offenbart.
  • Das in Patentdokument 3 beschriebene Hochglanz-Oberflächenschleifen hingegen dient dem Einstellen des Oberflächenzustands der Probe und wird vor der Donator-Annihilations-Behandlung durchgeführt.
  • In Patentdokument 4 wird Folgendes offenbart: Ätzen eines Proben-Waferstücks, das aus einem Ingot-Block geschnitten wurde, der auf einen größeren Durchmesser als dem eines Ingot-Blocks für den Wafer-Herstellungsprozess geschliffen wurde, Durchführen einer Donator-Annihilations-Wärmebehandlung und anschließendes Polieren der Oberfläche, um den spezifischen Widerstand zu messen. Es fehlt jedoch jegliche Beschreibung, welche Art von Oberflächenbehandlung zu welchem Zweck durchgeführt wurde. Gemäß dem oben beschriebenen Stand der Technik kann davon ausgegangen werden, dass die Aufgabe darin besteht, den während der Donator-Annihilations-Behandlung gebildeten Oxidfilm zu entfernen.
  • Wie beschrieben, wurden die oben genannten Vorschläge in Bezug auf die Schwankung des spezifischen Widerstands gemacht, die in einem Silizium-Einkristall, insbesondere einem Silizium-Einkristall mit hohem spezifischen Widerstand, in einem Zeitraum von einigen Tagen unmittelbar nach der Donator-Annihilations-Wärmebehandlung auftritt, jedoch lagen keinerlei Vorschläge für die Schwankung des spezifischen Widerstands vor, die in einem Zeitraum von einer Woche oder mehr nach der Donator-Annihilations-Wärmebehandlung auftritt. Um den spezifischen Widerstand eines Silizium-Einkristalls zu gewährleisten, aber auch, um einen Wert eines anderen Silizium-Einkristalls zu erhalten, und darüber hinaus, um ein Messinstrument zu steuern, mit dem der spezifische Widerstand des Silizium-Einkristalls gemessen wird, ist jedoch ein Verfahren erforderlich, mit dem der spezifische Widerstand über einen langen Zeitraum stabil gemessen werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung dient der Lösung der oben beschriebenen Probleme, wobei eine Aufgabe darin besteht, ein Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls vorzuschlagen, mit dem eine stabile Messung über einen langen Zeitraum nach einer Donator-Annihilations-Wärmebehandlung möglich ist. Es ist zu beachten, dass der Silizium-Einkristall in der vorliegenden Erfindung nicht nur einen Silizium-Einkristall mit einer Waferform beinhaltet, sondern auch Silizium-Einkristalle mit einer Fragmentform eines 1/4-Wafers usw., einer Streifenform, einer Chipform, einer Blockform und dergleichen.
  • LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Um diesen Zweck zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls durch ein Vier-Punkt-Sonden-Verfahren bereit, wobei das Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls Folgendes umfasst:
    • einen ersten Schleifschritt zum Schleifen einer Oberfläche des Silizium-Einkristalls;
    • einen Reinigungsschritt zum Reinigen des Silizium-Einkristalls, der dem ersten Schleifschritt unterzogen wurde;
    • einen Donator-Annihilations-Wärmebehandlungsschritt zum Wärmebehandeln des Silizium-Einkristalls, der dem Reinigungsschritt unterzogen wurde; und
    • einen zweiten Schleifschritt zum Schleifen der Oberfläche des Silizium-Einkristalls, der dem Donator-Annihilations-Wärmebehandlungsschritt unterzogen wurde,
    • wobei der spezifische Widerstand des Silizium-Einkristalls nach dem Durchführen des zweiten Schleifschritts durch das Vier-Punkt-Sonden-Verfahren gemessen wird.
  • Gemäß einem derartigen Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls kann das Erwärmen und Abkühlen im Wärmebehandlungsschritt der Donator-Annihilation innerhalb des Silizium-Einkristalls einheitlich erfolgen, indem ein erster Schleifschritt vor dem Wärmebehandlungsschritt der Donator-Annihilation enthalten ist. Daher kann eine stabile Donator-Annihilations-Wärmebehandlung durchgeführt werden. Zusätzlich kann durch das Durchführen des zweiten Schleifschrittes im Anschluss an die Donator-Annihilations-Wärmebehandlung die Kontaktbedingung zwischen der Sondenspitze und der Oberfläche des zu messenden Silizium-Einkristalls bei der Messung des spezifischen Widerstands in einem Vier-Punkt-Sonden-Verfahren günstig gestaltet werden. Darüber hinaus ist eine stabile Messung über einen langen Zeitraum möglich, da die Oberfläche des Silizium-Einkristalls auch nach der Donator-Annihilations-Wärmebehandlung als geschliffene Oberfläche beibehalten werden kann. Durch Einfügen eines ersten und eines zweiten Schleifschritts vor und nach einem Donator-Annihilations-Wärmebehandlungsschritt ermöglicht das Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls eine stabile Messung über einen langen Zeitraum hinweg im Anschluss an die Donator-Annihilations-Wärmebehandlung.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls kann im Anschluss an den Donator-Annihilations-Wärmebehandlungsschritt
    ein Flusssäure-Behandlungsschritt zum Behandeln des Silizium-Einkristalls mit Flusssäure durchgeführt werden, an den sich
    der zweite Schleifschritt anschließen kann.
  • Bei der vorliegenden Erfindung kann daher im Anschluss an die Donator-Annihilations-Wärmebehandlung und vor dem zweiten Schleifschritt ein Flusssäure-Behandlungsschritt zum Entfernen eines auf der Oberfläche des Silizium-Einkristalls gebildeten Oxidfilms durchgeführt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls ist besonders gut geeignet, wenn der spezifische Widerstand des Silizium-Einkristalls 5.000 Ω·cm oder mehr beträgt.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Messen eines spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls kann ein Wert eines anderen Silizium-Einkristalls vorgegeben oder ein Messinstrument für spezifische Widerstände gesteuert werden, wobei der Silizium-Einkristall im Anschluss an den zweiten Schleifschritt als Standardprobe dient und ein Messwert des spezifischen Widerstands, der mit der Vier-Punkt-Sonden-Methode gemessen wurde, als Standardwert dient.
  • Beim erneuten Messen des Standardwerts der Standardprobe wird der spezifische Widerstand vorzugsweise im Anschluss an das Schleifen der Oberfläche der Standardprobe durch das Vier-Punkt-Sonden-Verfahren erneut gemessen, und der erneut gemessene Wert vorzugsweise als neuer Standardwert der Standardprobe verwendet.
  • Auf diese Weise kann der Silizium-Einkristall über einen längeren Zeitraum als Standardprobe verwendet werden.
  • Darüber hinaus erfolgt das Hochglanz-Oberflächenschleifen vorzugsweise im ersten und/oder zweiten Schleifschritt.
  • Der Silizium-Einkristall kann durch das erste Hochglanz-Oberflächenschleifen auf eine noch gleichmäßigere Dicke geschliffen werden. Daher können die Erwärmung und die Abkühlung im Donator-Annihilations-Wärmebehandlungsschritt noch gleichmäßiger gestaltet werden, so dass der Donator-Annihilations-Effekt innerhalb des Silizium-Einkristalls gleichmäßig erfolgen kann. Außerdem kann die Oberfläche des Silizium-Einkristalls durch das zweite Hochglanz-Oberflächenschleifen homogen geschliffen werden. Dadurch kann der Einfluss des Oberflächenzustands des Silizium-Einkristalls bei der Messung des spezifischen Widerstands verringert werden.
  • Daher wird das Hochglanz-Oberflächenschleifen vorzugsweise im ersten und im zweiten Schleifschritt durchgeführt,
    wobei beide Oberflächen des Silizium-Einkristalls beim Hochglanz-Oberflächenschleifen im ersten Schleifschritt geschliffen werden und
    wobei die Oberfläche des Silizium-Einkristalls, auf der der spezifische Widerstand gemessen werden soll, beim Hochglanz-Oberflächenschleifen im zweiten Schleifschritt geschliffen wird.
  • Gemäß einem derartigen Verfahren kann die Dicke des Silizium-Einkristalls im ersten Schleifschritt vor der Donator-Annihilations-Wärmebehandlung mit höherer Präzision eingestellt werden. Außerdem kann im zweiten Schleifschritt mindestens die Oberfläche, bei der der spezifische Widerstand des Silizium-Einkristalls gemessen werden soll, so eingestellt werden, dass sie eine homogene geschliffene Oberfläche mit hohem Glanzgrad ist.
  • VORTEILHAFTE AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls kann eine stabile Donator-Annihilations-Wärmebehandlung durchgeführt werden, und gleichzeitig kann die Oberfläche des Silizium-Einkristalls auch im Anschluss an die Donator-Annihilations-Wärmebehandlung als geschliffene Oberfläche beibehalten werden. Dadurch wird eine stabile Messung über einen langen Zeitraum hinweg möglich. Insbesondere kann der spezifische Widerstand eines Silizium-Einkristalls mit hohem spezifischem Widerstand über einen langen Zeitraum sichergestellt werden. Außerdem ermöglicht das Verfahren es, den spezifischen Widerstand einer Probe, die zur Bestimmung der Werte anderer Silizium-Einkristalle verwendet wird, über einen langen Zeitraum stabil zu messen und ein Messinstrument zur Messung des spezifischen Widerstands zu steuern.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein schematisches Flussdiagramm, das ein Beispiel für das erfindungsgemäße Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands zeigt.
    • 2 ist ein Graph, der die tägliche Schwankung des spezifischen Widerstands in den Vergleichsbeispielen 1, 2 und 3 zeigt.
    • 3 ist ein Graph, der die tägliche Schwankung des spezifischen Widerstands in Beispiel 1 zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren beschrieben.
  • Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls durch ein Vier-Punkt-Sonden-Verfahren, wobei das Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls Folgendes umfasst:
    • einen ersten Schleifschritt zum Schleifen einer Oberfläche des Silizium-Einkristalls;
    • einen Reinigungsschritt zum Reinigen des Silizium-Einkristalls, der dem ersten Schleifschritt unterzogen wurde;
    • einen Donator-Annihilations-Wärmebehandlungsschritt zum Wärmebehandeln des Silizium-Einkristalls, der dem Reinigungsschritt unterzogen wurde; und
    • einen zweiten Schleifschritt zum Schleifen der Oberfläche des Silizium-Einkristalls, der dem Donator-Annihilations-Wärmebehandlungsschritt unterzogen wurde,
    • wobei der spezifische Widerstand des Silizium-Einkristalls nach dem Durchführen des zweiten Schleifschritts durch das Vier-Punkt-Sonden-Verfahren gemessen wird.
  • 1 ist ein schematisches Flussdiagramm, das ein Beispiel für das erfindungsgemäße Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands zeigt. Zunächst wird ein Silizium-Einkristall bereitgestellt (1(a) Bereitstellung eines Silizium-Einkristalls). Hier kann ein Wafer in Form einer dünnen Platte aus einem beliebigen Teil eines durch ein CZ-Verfahren (Czochralski-Verfahren) gezogenen Barrens als Silizium-Einkristall, der zur Messung des spezifischen Widerstands verwendet wird, herausgeschnitten werden.
  • Als Nächstes wird mindestens die Oberfläche des in 1(a) bereitgestellten Silizium-Einkristalls, auf der der spezifische Widerstand gemessen werden soll, geschliffen (1 (b) erster Schleifschritt). Beispielsweise kann die Oberfläche des geschnittenen Silizium-Einkristalls mit einer Größe von #240 bis #2.000 geschliffen werden, um eine geschliffene Oberfläche zu erhalten. Insbesondere werden beim Hochglanz-Oberflächenschleifen im ersten Schleifschritt (erster Hochglanz-Oberflächenschleifschritt) beide Oberflächen (Hauptvorderseite und Rückseite) eines Silizium-Einkristalls zunächst mit einem groben Schleifstein von etwa #325 grob geschliffen, um die Dicke einzustellen, dann mit Hilfe eines Schleifsteins von #1500 oder mehr weiter geschliffen und schließlich einem Hochglanz-Oberflächenschleifen von etwa 50 µm auf beiden Seiten gemeinsam unterzogen, um einen gewünschten Glanzgrad zu erreichen. Beim Spiegelglanzpolieren beträgt die einseitige Poliermittelentfernung etwa 10 µm.
  • Es ist zu beachten, dass das Hochglanz-Oberflächenschleifen das Schleifen eines Silizium-Einkristalls bezeichnet, um eine Hochglanz-Oberfläche mit einem Glanzgrad von 70 % oder mehr zu erhalten, wenn der Glanzgrad des Silizium-Einkristalls, der zu einem hochglanzpolierten Wafer verarbeitet wird, auf 100 % festgelegt ist. Der Glanzgrad der durch Hochglanz-Oberflächenschleifen gebildeten geschliffenen Oberfläche beträgt stärker bevorzugt 90 % oder mehr, insbesondere 98 % oder mehr, wenn der Glanzgrad eines spiegelglanzpolierten Wafers auf 100 % festgelegt ist. Übrigens lässt sich der Glanzgrad durch ein Verfahren zum Messen des Spiegelglanzgrades messen, bei dem der Glanzgrad bei einem Einfallswinkel von 60 Grad auf eine Probenoberfläche bewertet wird.
  • Durch das Durchführen des ersten Schleifschritts vor dem Wärmebehandlungsschritt der Donator-Annihilation kann die Erwärmung und Kühlung im Wärmebehandlungsschritt der Donator-Annihilation innerhalb des Silizium-Einkristalls gleichmäßig erfolgen. Insbesondere wenn im ersten Schleifschritt ein Hochglanz-Oberflächenschleifen durchgeführt wird, kann die Dicke des Silizium-Einkristalls im Vergleich zum Ätzen oder Läppen mit höherer Präzision eingestellt werden. Daher wird das Erwärmen und Abkühlen im Donator-Annihilations-Wärmebehandlungsschritt innerhalb des Silizium-Einkristalls gleichmäßiger und das Annihilationsniveau der thermischen Donatoren wird ebenfalls gleichmäßig, so dass der spezifische Widerstand des Silizium-Einkristalls genauer gemessen werden kann.
  • Anschließend wird der dem ersten Schleifschritt unterzogene Silizium-Einkristall gereinigt (1(c) Reinigungsschritt). Beispielsweise kann der Silizium-Einkristall mit Hilfe von Ammoniak(NH3)-Wasser mit Wasserstoffperoxid(H2O2)-Wasser, Flusssäure(HF)-Wasser mit Wasserstoffperoxid(H2O2)-Wasser und dergleichen gereinigt werden. Dieser Reinigungsschritt verhindert, dass der Wärmebehandlungsofen, der im nachfolgenden Donator-Annihilations-Wärmebehandlungsschritt verwendet wird, verunreinigt wird.
  • Anschließend wird der Donator-Annihilations-Wärmebehandlungsschritt zum Wärmebehandeln des Silizium-Einkristalls, der dem Reinigungsschritt unterzogen wurde, durchgeführt (1 (d)). In diesem Donator-Annihilations-Wärmebehandlungsschritt wird der Silizium-Einkristall z. B. mit Hilfe eines Horizontalofens, eines Vertikalofens oder eines RTP-Ofens in einer Stickstoffgasatmosphäre bei 650 °C oder 1.100 °C wärmebehandelt, um Sauerstoffdonatoren zu annihilieren.
  • Im Donator-Annihilations-Wärmebehandlungsschritt wird auf der Oberfläche des Silizium-Einkristalls ein Oxidfilm gebildet, der dementsprechend mit Hilfe einer wässrigen Flusssäure(HF)-Lösung entfernt werden kann (1(e) Flusssäurebehandlungsschritt). Dieser Schritt kann jedoch ausgelassen werden, da der Oxidfilm im nächsten zweiten Schleifschritt entfernt werden kann. Der Oxidfilm lässt sich durch Behandlung mit einer wässrigen Flusssäure(HF)-Lösung mit Gewissheit entfernen.
  • Im Donator-Annihilations-Wärmebehandlungsschritt oder im Flusssäurebehandlungsschritt wird die Oberfläche des Silizium-Einkristalls verändert. Bei der Donator-Annihilations-Wärmebehandlung wird ein Isolatorfilm (Oxidfilm oder Nitridfilm) gebildet, und der Dotierstoff wird bei der Flusssäurebehandlung durch Wasserstoffionen inaktiviert. Dementsprechend wird mindestens die Oberfläche des Silizium-Einkristalls, die dem Donator-Annihilations-Wärmebehandlungsschritt unterzogen wurde und an der der spezifische Widerstand gemessen werden soll, geschliffen (1 (f) zweiter Schleifschritt). Dieser zweite Schleifschritt (1 (f)) wird durchgeführt, um einige µm bis einige zehn µm der veränderten Oberfläche des Silizium-Einkristalls abzuschaben und gleichzeitig eine geschliffene Oberfläche zu erhalten.
  • Wenn im zweiten Schleifschritt (zweiter Hochglanz-Oberflächenschleifschritt) ein Hochglanz-Oberflächenschleifen durchgeführt wird, wird die vordere Hauptoberfläche (die Oberfläche, auf der der spezifische Widerstand gemessen werden soll) des Silizium-Einkristalls, die Gegenstand der Messung des spezifischen Widerstands ist, mit Hilfe eines groben Schleifsteins von etwa #325 grob geschliffen, um die Dicke des Silizium-Einkristalls einzustellen. Anschließend wird die vordere Hauptoberfläche mit Hilfe eines Schleifsteins der Körnung #1500 oder höher weiter geschliffen und schließlich einem Hochglanz-Oberflächenschleifen von 20 bis 30 µm auf einer Seite unterzogen, um den gewünschten Glanz der vorderen Hauptoberfläche des Silizium-Einkristalls zu erreichen. Das Schleifen der Rückseite des Silizium-Einkristalls hat keinen Einfluss auf die Messung des spezifischen Widerstands und ist daher nicht erforderlich, kann aber durchgeführt werden. Hierbei beträgt die Oberflächenrauheit eines Hochglanz-Oberflächenschleifens etwa 400 nm, während die Oberflächenrauheit einer spiegelglanzpolierten Oberfläche etwa 0,1 nm beträgt. Daher kann die zu messende Oberfläche leicht mit einer Sondenspitze in Kontakt kommen, da entsprechende Unebenheiten vorhanden sind, und die Oberfläche ist als Oberfläche zum Messen des spezifischen Widerstands durch ein Vier-Punkt-Sonden-Verfahren geeignet.
  • Die Dicke des Silizium-Einkristalls kann auf eine gleichmäßigere Beschaffenheit eingestellt werden, wenn der zweite Schleifschritt ein Hochglanz-Oberflächenschleifen ist. Daher kann die Dicke genau korrigiert werden, wenn der spezifische Widerstand durch das Vier-Punkt-Sonden-Verfahren gemessen wird.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird das Hochglanz-Oberflächenschleifen vorzugsweise im ersten Schleifschritt und im zweiten Schleifschritt wie oben beschrieben durchgeführt. In diesem Fall ist es vorzuziehen, bei dem im ersten Schleifschritt durchgeführten Hochglanz-Oberflächenschleifen beide Oberflächen des Silizium-Einkristalls zu schleifen und bei dem im zweiten Schleifschritt durchgeführten Hochglanz-Oberflächenschleifen die Oberfläche des Silizium-Einkristalls zu schleifen, an der der spezifische Widerstand gemessen werden soll.
  • Wenn ein Silizium-Einkristall, dessen vordere Hauptoberfläche eine geschliffene Oberfläche ist, durch das Vier-Punkt-Sonden-Verfahren gemessen wird (1(g), Schritt zur Messung des spezifischen Widerstands), sind die Kontaktbedingungen zwischen Sondenspitze und Silizium-Einkristall günstig, so dass tägliche Schwankungen des spezifischen Widerstands nahezu eliminiert werden. Insbesondere gibt es fast keine täglichen Schwankungen des spezifischen Widerstands, selbst wenn der Silizium-Einkristall einen spezifischen Widerstand von 5.000 Ω·cm oder mehr aufweist, was zur Sicherstellung des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls oder zur Steuerung eines Messinstruments für spezifische Widerstände geeignet ist. Ferner kann ein Wert eines spezifischen Widerstands eines anderen Silizium-Einkristalls vorgegeben werden, wobei der Silizium-Einkristall, der dem Verfahren bis zum zweiten Schleifschritt unterzogen wurde, als Standardprobe dient und ein Messwert des spezifischen Widerstands, der durch das Vier-Punkt-Sonden-Verfahren gemessen wurde, als Standardwert dient, und zwar mit Hilfe des Standardwerts der Standardprobe.
  • Zur Kontrolle des Messinstruments für spezifische Widerstände dient die tägliche Kontrolle, die täglich durchgeführt wird, und die Kalibrierung, die z. B. halbjährlich oder jährlich erfolgt, wobei bei beiden Kontrollverfahren derselbe Silizium-Einkristall als Standardprobe wiederholt gemessen wird. Wenn der gemessene Wert von einer Kontrollbreite abweicht, die der Standardprobe bei der täglichen Kontrolle oder Kalibrierung zugewiesen wurde, wird das Messinstrument für spezifische Widerstände als anormal beurteilt. Daher wird der Silizium-Einkristall der vorliegenden Erfindung, der fast keine täglichen Widerstandsschwankungen aufweist, in geeigneter Weise verwendet.
  • Wenn jedoch derselbe Punkt auf demselben Silizium-Einkristall wiederholt als Standardprobe gemessen wird, treten allmählich Messabweichungen und tägliche Schwankungen zutage, die auf die Bildung eines natürlichen Oxidfilms auf der Oberfläche des Silizium-Einkristalls oder auf eine durch die Sonde verursachte Beschädigung des gemessenen Punkts zurückzuführen sind usw. In einem solchen Fall kann die Oberfläche des Silizium-Einkristalls erneut geschliffen werden. Als Schleifmittel kann z.B. das Hochglanzflächenschleifen eingesetzt werden. Das heißt, dass bei der erneuten Ermittlung des Standardwerts der Standardprobe der spezifische Widerstand durch das Vier-Punkt-Sonden-Verfahren im Anschluss an das Schleifen der Oberfläche der Standardprobe erneut gemessen werden kann, und dass der neu gemessene Wert als neuer Standardwert der Standardprobe verwendet werden kann.
  • Beim Hochglanz-Oberflächenschleifen wird der Silizium-Einkristall dünn, so dass die Probendicke und der spezifische Widerstand erneut gemessen werden müssen, um erneut einen Standardwert zu ermitteln. Der auf diese Weise neu vorgegebene Standardwert kommt dem Wert nahe, der vor der Feststellung der Messabweichung oder der täglichen Schwankung vorgegeben wurde.
  • BEISPIELE
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand eines Beispiels und von Vergleichsbeispielen näher beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
  • [Vergleichsbeispiel 1]
  • Beide Oberflächen eines Wafers im geschnittenen Zustand (Silizium-Einkristall, nachfolgend bezeichnet als „Probe“), der aus einem P-Typ-Silizium-Einkristallblock mit einem Durchmesser von 200 mm und einer Kristallachsenorientierung von <100>, der durch ein CZ-Verfahren gezogen wurde, geschnitten wurde, wurden mit #325 grob geschliffen und dann mit #1700 hochglänzend geschliffen, um die Probendicke auf 1.200 µm einzustellen.
  • Nach dem Entfetten der auf die oben beschriebene Weise vorbereiteten Probe mit Ethanol wurde die Probe weiter mit Ammoniak (NH3)-Wasser mit Wasserstoffperoxid(H2O2)-Wasser und Flusssäure(HF)-Wasser mit Wasserstoffperoxid(H2O2)-Wasser gereinigt, um die Probenoberfläche zu reinigen.
  • Anschließend wurde die Probe 20 Minuten lang unter Stickstoffatmosphäre bei 650 °C erhitzt, um eine Donator-Annihilations-Wärmebehandlung durchzuführen. Darüber hinaus wurde die Probe 2 Minuten lang in eine 5%ige wässrige Flusssäurelösung getaucht, um einen Oxidfilm zu entfernen. Unmittelbar danach wurde der spezifische Widerstand durch ein Vier-Punkt-Sonden-Verfahren gemessen, und der spezifische Widerstand betrug 6.000 Q.cm.
  • In den darauf folgenden 16 Tagen wurde die tägliche Schwankung gemessen, deren Ergebnisse in 2 zu sehen sind. Der spezifische Widerstand stieg innerhalb von 16 Tagen auf das 24-fache an und betrug 146.702 Ω·cm.
  • [Vergleichsbeispiel 2]
  • Eine nach dem gleichen Verfahren wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestellte P-Typ-Probe wurde einer Donator-Annihilations-Wärmebehandlung unterzogen und mit einer 5%igen wässrigen Flusssäurelösung behandelt. Unmittelbar danach wurde der spezifische Widerstand durch das Vier-Punkt-Sonden-Verfahren gemessen, und der spezifische Widerstand betrug 5.000 Ω·cm.
  • In den darauf folgenden 16 Tagen wurde die tägliche Schwankung gemessen, deren Ergebnisse in 2 zu sehen sind. Der spezifische Widerstand stieg innerhalb von 16 Tagen auf das 13-fache an und betrug 66.732 Ω·cm.
  • [Vergleichsbeispiel 3]
  • Eine nach dem gleichen Verfahren wie in Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 hergestellte P-Typ-Probe wurde einer Donator-Annihilations-Wärmebehandlung unterzogen und mit einer 5%igen wässrigen Flusssäurelösung behandelt. Unmittelbar danach wurde der spezifische Widerstand durch das Vier-Punkt-Sonden-Verfahren gemessen, und der spezifische Widerstand betrug 10 Ω·cm.
  • In den darauf folgenden 16 Tagen wurde die tägliche Schwankung gemessen, deren Ergebnisse in 2 zu sehen sind. Nach 16 Tagen betrug der Widerstand 8 Ω·cm und wurde innerhalb von 16 Tagen auf das 0,8-fache verringert.
  • [Beispiel 1]
  • Eine nach dem gleichen Verfahren wie in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 hergestellte P-Typ-Probe wurde einer Donator-Annihilations-Wärmebehandlung unterzogen und mit einer 5%igen wässrigen Flusssäurelösung behandelt. Anschließend wurden beide Oberflächen des Silizium-Einkristalls mit #325 grob geschliffen und dann mit #1700 hochglänzend oberflächengeschliffen. Der spezifische Widerstand wurde unmittelbar nach dem Hochglanz-Oberflächenschleifen durch das Vier-Punkt-Sonden-Verfahren gemessen und betrug 6.889 Ω·cm. Die tägliche Schwankung wurde über 16 Tage nach dem Hochglanz-Oberflächenschleifen gemessen, deren Ergebnisse in 3 zu sehen sind. Der spezifische Widerstand betrug nach 16 Tagen 6.876 Ω·cm, und die Schwankung innerhalb der 16 Tage betrug 0,2 %.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands kann das Erwärmen und Abkühlen in einem Donator-Annihilations-Wärmebehandlungsschritt innerhalb eines Silizium-Einkristalls einheitlich erfolgen. Gleichzeitig kann eine veränderte Oberfläche des Silizium-Einkristalls im Anschluss an die Donator-Annihilations-Wärmebehandlung oder nach einer Flusssäurebehandlung durch Schleifen entfernt werden, wobei die Oberfläche auch als geschliffene Oberfläche beibehalten werden kann. Auf diese Weise wird eine über einen langen Zeitraum stabile Messung des spezifischen Widerstands möglich.
  • Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Die Ausführungsformen sind nur Beispiele, und alle Beispiele, die im Wesentlichen dasselbe Merkmal aufweisen und dieselben Funktionen und Wirkungen zeigen wie diejenigen in dem technischen Konzept, das in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung offenbart ist, sind in dem technischen Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2002076080 A [0012]
    • JP 2015026755 A [0012]
    • JP 2001118902 A [0012]
    • JP 2018093086 A [0012]

Claims (7)

  1. Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls durch ein Vier-Punkt-Sonden-Verfahren, wobei das Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls Folgendes umfasst: einen ersten Schleifschritt zum Schleifen einer Oberfläche des Silizium-Einkristalls; einen Reinigungsschritt zum Reinigen des Silizium-Einkristalls, der dem ersten Schleifschritt unterzogen wurde; einen Donator-Annihilations-Wärmebehandlungsschritt zum Wärmebehandeln des Silizium-Einkristalls, der dem Reinigungsschritt unterzogen wurde; und einen zweiten Schleifschritt zum Schleifen der Oberfläche des Silizium-Einkristalls, der dem Donator-Annihilations-Wärmebehandlungsschritt unterzogen wurde, wobei der spezifische Widerstand des Silizium-Einkristalls nach dem Durchführen des zweiten Schleifschritts durch das Vier-Punkt-Sonden-Verfahren gemessen wird.
  2. Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls nach Anspruch 1, wobei im Anschluss an den Donator-Annihilations-Wärmebehandlungsschritt ein Flusssäure-Behandlungsschritt zum Behandeln des Silizium-Einkristalls mit Flusssäure durchgeführt wird, und der zweite Schleifschritt danach durchgeführt wird.
  3. Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls nach Anspruch 1 oder 2, wobei der spezifische Widerstand des Silizium-Einkristalls 5.000 Ω·cm oder mehr beträgt.
  4. Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Wert des spezifischen Widerstands eines anderen Silizium-Einkristalls vorgegeben oder ein Messinstrument für spezifische Widerstände gesteuert wird, wobei der Silizium-Einkristall, der dem zweiten Schleifschritt unterzogen wird, als Standardprobe dient, und ein Messwert des spezifischen Widerstands, der durch das Vier-Punkt-Sonden-Verfahren gemessen wird, als Standardwert dient.
  5. Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls nach Anspruch 4, wobei beim erneuten Messen des Standardwerts der Standardprobe der spezifische Widerstand im Anschluss an das Schleifen der Oberfläche der Standardprobe durch das Vier-Punkt-Sonden-Verfahren erneut gemessen wird und der erneut gemessene Wert als neuer Standardwert der Standardprobe verwendet wird.
  6. Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei im ersten Schleifschritt und/oder im zweiten Schleifschritt ein Hochglanz-Oberflächenschleifen durchgeführt wird.
  7. Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls nach Anspruch 6, wobei das Hochglanz-Oberflächenschleifen vorzugsweise im ersten und im zweiten Schleifschritt durchgeführt wird, wobei beide Oberflächen des Silizium-Einkristalls beim Hochglanz-Oberflächenschleifen im ersten Schleifschritt geschliffen werden und wobei die Oberfläche des Silizium-Einkristalls, auf der der spezifische Widerstand gemessen werden soll, beim Hochglanz-Oberflächenschleifen im zweiten Schleifschritt geschliffen wird.
DE112020000710.3T 2019-03-06 2020-01-27 Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls Pending DE112020000710T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019040643A JP7172747B2 (ja) 2019-03-06 2019-03-06 シリコン単結晶の抵抗率測定方法
JP2019-040643 2019-03-06
PCT/JP2020/002800 WO2020179284A1 (ja) 2019-03-06 2020-01-27 シリコン単結晶の抵抗率測定方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112020000710T5 true DE112020000710T5 (de) 2021-11-18

Family

ID=72338287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112020000710.3T Pending DE112020000710T5 (de) 2019-03-06 2020-01-27 Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220146444A1 (de)
JP (1) JP7172747B2 (de)
KR (1) KR20210134633A (de)
CN (1) CN113519040A (de)
DE (1) DE112020000710T5 (de)
WO (1) WO2020179284A1 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7487655B2 (ja) 2020-12-23 2024-05-21 株式会社Sumco シリコンウェーハの抵抗率測定方法
CN113655094B (zh) * 2021-08-06 2024-01-19 上海新昇半导体科技有限公司 一种确定硅片导电类型的方法
CN113721076A (zh) * 2021-08-09 2021-11-30 上海新昇半导体科技有限公司 一种硅片电阻率的测量方法
JP2023176764A (ja) * 2022-05-31 2023-12-13 信越半導体株式会社 抵抗率測定方法
CN117038428A (zh) * 2023-06-19 2023-11-10 宁夏中欣晶圆半导体科技有限公司 改善硅片电阻率性能的预处理方法
JP7552942B1 (ja) 2024-01-29 2024-09-18 信越半導体株式会社 シリコン単結晶の抵抗率測定方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001118902A (ja) 1999-10-15 2001-04-27 Shin Etsu Handotai Co Ltd 検査用ウェーハ、その作成方法、及びそれを用いた検査方法
JP2002076080A (ja) 2000-08-31 2002-03-15 Shin Etsu Handotai Co Ltd 半導体シリコン基板の抵抗率測定方法、半導体シリコン基板の導電型判定方法、及び半導体シリコン基板の製造方法
JP2015026755A (ja) 2013-07-29 2015-02-05 グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 シリコンウェーハの抵抗率測定方法
JP2018093086A (ja) 2016-12-05 2018-06-14 株式会社Sumco シリコンウェーハの製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6180867B1 (en) * 1996-04-17 2001-01-30 General Electric Company Thermal sensor array and methods of fabrication and use
JP3551300B2 (ja) 1999-02-18 2004-08-04 三菱住友シリコン株式会社 高平坦度ウェーハの製造方法
JP4493062B2 (ja) 1999-06-30 2010-06-30 株式会社Ｓｕｍｃｏ 両面研磨ウェーハの製造方法
JP5003987B2 (ja) * 2001-08-08 2012-08-22 信越半導体株式会社 サンプルウェーハの検査方法及び検査装置並びに検査装置の管理方法
JP2014082316A (ja) * 2012-10-16 2014-05-08 Shin Etsu Handotai Co Ltd Ｓｏｉウェーハの製造方法
JP6504133B2 (ja) 2016-08-25 2019-04-24 信越半導体株式会社 抵抗率標準サンプルの製造方法及びエピタキシャルウェーハの抵抗率測定方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001118902A (ja) 1999-10-15 2001-04-27 Shin Etsu Handotai Co Ltd 検査用ウェーハ、その作成方法、及びそれを用いた検査方法
JP2002076080A (ja) 2000-08-31 2002-03-15 Shin Etsu Handotai Co Ltd 半導体シリコン基板の抵抗率測定方法、半導体シリコン基板の導電型判定方法、及び半導体シリコン基板の製造方法
JP2015026755A (ja) 2013-07-29 2015-02-05 グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 シリコンウェーハの抵抗率測定方法
JP2018093086A (ja) 2016-12-05 2018-06-14 株式会社Sumco シリコンウェーハの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210134633A (ko) 2021-11-10
US20220146444A1 (en) 2022-05-12
WO2020179284A1 (ja) 2020-09-10
JP7172747B2 (ja) 2022-11-16
JP2020145306A (ja) 2020-09-10
CN113519040A (zh) 2021-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112020000710T5 (de) Verfahren zum Messen des spezifischen Widerstands eines Silizium-Einkristalls
DE69431385T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Silizium-Halbleiterplättchen
DE112005000863B4 (de) Verfahren zur Hitzebehandlung eines Siliziumhalbleitersubstrats
DE2906470A1 (de) Halbleitersubstrat und verfahren zu seiner herstellung
DE112017003644B4 (de) Verfahren zur Bewertung der Kohlenstoffkonzentration einer Siliciumprobe, Verfahren zur Bewertung eines Herstellungsprozesses für Siliciumwafer, Verfahren zur Herstellung von Siliciumwafern, Verfahren zur Herstellung eines Silicium-Einkristall-Ingots
DE202015009496U1 (de) Siliziumkarbid-Einkristallsubstrat und Siliziumkarbid-Epitaxiesubstrat
DE102011084525A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung
DE69510300T2 (de) Epitaktisches Plättchen und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102019202027A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines SiC-Substrats
DE112014005230T5 (de) Verfahren zur Auswertung der Konzentration eines Defekts in einem Silizium-Einkristall-Substrat
DE102017131284A1 (de) Kalibrationskurvenbestimmungsverfahren, Kohlenstoffkonzentrationsmessverfahren und Siliziumwafer-Herstellungsverfahren
DE112015005348T5 (de) Siliziumkarbid-Substrat, Verfahren zur Herstellung desselben und Verfahren zur Hersteliung einer Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung
DE112015006323B4 (de) Verfahren zur Bewertung eines Halbleitersubstrats und Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats
DE112022003921T5 (de) Verfahren zur reinigung eines halbleiterwafers und verfahren zur herstellung eines halbleiterwafers
EP3248215A1 (de) Epitaktisch beschichtete halbleiterscheibe und verfahren zur herstellung einer epitakisch beschichteten halbleiterscheibe
DE102018222498B4 (de) Testbedingungen bestimmendes Verfahren
DE112018004122T5 (de) Verfahren zum Bewerten von Siliziumwafern und Verfahren zum Herstellen von Siliziumwafern
DE112012002597T5 (de) Verfahren zur Herstellung eines Siliciumcarbidsubstrats
DE102007016053A1 (de) Verfahren zur Analyse der Kohlenstoffkonzentration in kristallinem Silicium
DE112008000667T5 (de) Vertikaler Wärmebehandlungsbehälter und Wärmebehandlungsverfahren für Halbleiterwafer
DE112014002270B4 (de) Verfahren zur Bewertung eines Halbleiter-Wafers
DE112015002612B4 (de) Verfahren zum Bewerten einer Defektregion eines Halbleitersubstrats
DE112010003311B4 (de) Verfahren zur Herstellung von Silizium-Epitaxiewafern
DE102004023425B4 (de) Verfahren zur Feststellung der Cu-Konzentration eines Siliciumsubstrats
DE112022003922T5 (de) Verfahren zur messung des kontaktwinkels eines siliziumwafers und verfahren zur bewertung des oberflächenzustands eines siliziumwafers