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[Querverweis auf verwandte Anwendungen]
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2021-085883 , die am 21. Mai 2021 eingereicht wurde und die hier ausdrücklich durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit enthalten ist.
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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallblocks, ein Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallwafers, ein Verfahren zur Herstellung eines Silicium-Einkristallwafers und ein Verfahren zur Evaluierung eines spiegelpolierten Siliciumwafers.
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[Hintergrundwissen]
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Siliciumwafer, die weithin als Halbleitersubstrate verwendet werden, werden hergestellt, indem Wafer, die aus einem Silizium-Einkristallblock ausgeschnitten wurden, verschiedenen Prozessen wie Polieren und Filmbildung unterzogen werden. Kristalldefekte in Siliciumwafern führen zu einer Beeinträchtigung der Bauelementeigenschaften von Halbleiterbauelementen. Zwillinge sind als einer dieser Kristalldefekte bekannt (siehe die japanische Patentanmeldung Nr.
2017-105653 , die hier ausdrücklich durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird).
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[Zusammenfassung der Erfindung]
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Wie Absatz 0002 der japanischen Patentanmeldung Nr.
2017-105653 offenbart, sind Zwillinge flächige Defekte, die entstehen, wenn während des Wachstums eines Silicium-Einkristalls Spannung in einer bestimmten Richtung wirkt, mit der Folge einer plastischen Verformung der regelmäßigen Atomanordnung, durch die einer der benachbarten Teile das Spiegelbild des anderen ist. Es ist wünschenswert, einen Bereich zu identifizieren, in dem schätzungsweise Zwillinge in einem Silicium-Einkristallblock aufgetreten sind, und einen solchen Bereich aus einem Wafer-Ausschnittbereich auszuschließen, da dies die Bereitstellung eines Halbleiterbauelements ermöglicht, das ausgezeichnete Bauelementeigenschaften aufweist.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein neues Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallblocks bereit, das die Evaluierung eines Bereichs ermöglicht, in dem ein Zwilling aufgetreten ist.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft
- Ausschneiden einer Mehrzahl von drei oder mehr Siliciumwafern aus einem zu evaluierenden Silicium-Einkristallblock;
- Spiegelpolieren der mehreren Siliciumwafer, um Siliciumwafer mit spiegelpolierter Oberfläche zu erhalten;
- Verarbeiten der mehreren spiegelpolierten Siliciumwafer zu Silicium-Epitaxiewafern durch Bildung einer Epitaxieschicht auf den spiegelpolierten Oberflächen;
- Erfassen von Lichtpunktdefektkarten der Epitaxieschicht-Oberflächen der mehreren Silicium-Epitaxiewafer mit einer Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung; und
- Erzeugen einer Überlagerungskarte, die sich aus dem Überlagern der für die Epitaxieschicht-Oberflächen der mehreren Silicium-Epitaxiewafer erfassten Lichtpunktdefektkarten ergibt,
- wobei in einem Fall, in dem eine Lichtpunktdefektgruppe, in der drei oder mehr Lichtpunktdefekte linear verteilt sind, in der Überlagerungskarte nicht bestätigt wird, ein Bereich, aus dem die mehreren Siliciumwafer ausgeschnitten wurden, in dem zu evaluierenden Silicium-Einkristallblock geschätzt wird, dass er kein Bereich ist, in dem ein Zwilling aufgetreten ist, und
- in einem Fall, in dem die linear verteilte Lichtpunktdefektgruppe in der Überlagerungskarte bestätigt wird, ein Bereich, aus dem die mehreren Siliciumwafer, für die Lichtpunktdefekte, die in der Lichtpunktdefektgruppe enthalten sind, bestätigt wurden, in dem zu evaluierenden Silicium-Einkristallblock ausgeschnitten wurden, als ein Bereich geschätzt wird, in dem ein Zwilling aufgetreten ist.
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In einer Ausführungsform kann bei dem obigen Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallblocks die linear verteilte Lichtpunktdefektgruppe eine linear verteilte Lichtpunktdefektgruppe mit einer Länge von 2 mm oder mehr sein.
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In einer Ausführungsform kann die Epitaxieschicht, die in dem obigen Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallblocks gebildet wird, eine Epitaxieschicht mit einer Dicke von 0,5 µm oder mehr sein.
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In einer Ausführungsform kann bei dem obigen Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallblocks in einem Fall, in dem eine Lichtpunktdefektgruppe, in der drei oder mehr Lichtpunktdefekte linear verteilt sind, in der Überlagerungskarte bestätigt wird, die Tatsache, dass eine Proportionalitätsbeziehung besteht zwischen Positionskoordinaten der Lichtpunktdefekte und einer Ausschnittposition in der axialen Richtung des Silicium-Einkristallblocks der mehreren Siliciumwafer, für die Lichtpunktdefekte, die in der Lichtpunktdefektgruppe enthalten sind, bestätigt wurden, des Weiteren als ein Schätzkriterium verwendet werden, um abzuschätzen, dass ein Bereich, aus dem die mehreren Siliciumwafer ausgeschnitten wurden, für die Lichtpunktdefekte, die in der Lichtpunktdefektgruppe enthalten sind, bestätigt wurden, ein Bereich ist, in dem ein Zwilling aufgetreten ist.
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In einer Ausführungsform kann die Orientierung der Ebene des zu evaluierenden Silicium-Einkristallblocks <100> sein, und zwei Bereiche, in denen eine {111}-Ebene in dem Silicium-Einkristallblock vorhanden ist, können weiter als ein Bereich geschätzt werden, in dem ein Zwilling aufgetreten ist.
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In einer Ausführungsform kann die zu evaluierende Ebenenorientierung des Silicium-Einkristallblocks <100> sein, und in einem Fall, in dem die Lichtpunktdefektgruppe, in der drei oder mehr Lichtpunktdefekte linear verteilt sind, in der Überlagerungskarte bestätigt wird, für mindestens einen der mehreren Lichtpunktdefekte, kann einer von zwei Bereichen, in denen eine {111}-Ebene in dem zu evaluierenden Silicium-Einkristallblock vorhanden ist, auf der Grundlage der Form eines mit einem Rasterkraftmikroskop beobachteten Defekts weiter als ein Bereich abgeschätzt werden, in dem ein Zwilling aufgetreten ist, wobei der beobachtete Defekt an der Position vorhanden ist, an welcher der Lichtpunktdefekt bestätigt worden ist.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft
- ein Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Epitaxiewafers,
- wobei es sich bei den zu evaluierenden Silicium-Epitaxiewafern um drei oder mehr Silicium-Epitaxiewafer handelt, die aus der Bildung einer Epitaxieschicht auf spiegelpolierten Oberflächen von spiegelpolierten Siliciumwafern resultieren, die aus demselben Silicium-Einkristallblock ausgeschnitten und zu einem Spiegelfinish verarbeitet worden sind,
- wobei das Verfahren umfasst:
- Erfassen von Lichtpunktdefektkarten der Epitaxieschicht-Oberflächen der mehreren Silicium-Epitaxiewafer mit einer Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung; und
- Erzeugen einer Überlagerungskarte, die sich aus dem Überlagern der für die Epitaxieschicht-Oberflächen der mehreren Silicium-Epitaxiewafer erfassten Lichtpunktdefektkarten ergibt,
- in einem Fall, in dem eine Lichtpunktdefektgruppe, in der drei oder mehr Lichtpunktdefekte linear verteilt sind, in der Überlagerungskarte nicht bestätigt wird, die Abschätzung vorgenommen wird, dass kein zwillingsinduzierter Defekt in den zu evaluierenden Silicium-Epitaxiewafern vorhanden ist, und
- in einem Fall, in dem die linear verteilte Lichtpunktdefektgruppe bestätigt wird, die Abschätzung vorgenommen wird, dass ein zwillingsinduzierter Defekt in den mehreren Silicium-Epitaxiewafern vorhanden ist, für die Lichtpunktdefekte, die in der Lichtpunktdefektgruppe enthalten sind, bestätigt wurden.
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In einer Ausführungsform kann bei dem obigen Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Epitaxiewafers die linear verteilte Lichtpunktdefektgruppe eine linear verteilte Lichtpunktdefektgruppe mit einer Länge von 2 mm oder mehr sein.
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In einer Ausführungsform kann bei dem obigen Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Epitaxiewafers die Epitaxieschicht eine Epitaxieschicht mit einer Dicke von 0,5 µm oder mehr sein.
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In einer Ausführungsform kann in dem obigen Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Epitaxiewafers in einem Fall, in dem eine Lichtpunktdefektgruppe, in der drei oder mehr Lichtpunktdefekte linear verteilt sind, in der Überlagerungskarte bestätigt wird, die Tatsache, dass eine Proportionalitätsbeziehung besteht zwischen Positionskoordinaten der Lichtpunktdefekte und einer Ausschnittposition in der axialen Richtung des Silicium-Einkristallblocks der mehreren Siliciumwafer für die Lichtpunktdefekte, die in der Lichtpunktdefektgruppe enthalten sind, bestätigt wurden, des Weiteren als ein Schätzkriterium für die Schätzung verwendet werden, dass ein zwillingsinduzierter Defekt in den mehreren Silicium-Epitaxiewafern vorhanden ist, für die Lichtpunktdefekte, die in der Lichtpunktdefektgruppe enthalten sind, bestätigt wurden.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft
- ein Verfahren zur Herstellung eines Silicium-Epitaxiewafers, wobei das Verfahren umfasst:
- Ausschneiden von drei oder mehr Siliciumwafern aus einem gleichen Silicium-Einkristallblock;
- Spiegelpolieren der mehreren Siliciumwafer, um Siliciumwafer mit spiegelpolierter Oberfläche zu erhalten;
- Verarbeiten der mehreren spiegelpolierten Siliciumwafer zu Silicium-Epitaxiewafern durch Bildung einer Epitaxieschicht auf den spiegelpolierten Oberflächen;
- Evaluieren der mehreren Silicium-Epitaxiewafer durch das obige Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Epitaxiewafers; und
- Unterziehen eines Silicium-Epitaxiewafers, von dem als Ergebnis der Evaluierung geschätzt wird, dass er keinen zwillingsinduzierten Defekt aufweist, einem oder mehreren Prozessen zum Versand als Silicium-Epitaxiewafer-Produkt.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft
- ein Verfahren zur Evaluierung eines spiegelpolierten Siliciumwafers,
- wobei es sich bei den zu evaluierenden spiegelpolierten Siliciumwafern um Silicium-Einkristallblöcke handelt, die aus demselben Silicium-Einkristallblock ausgeschnitten und spiegelpoliert wurden,
- wobei das Verfahren umfasst:
- Verarbeiten der mehreren spiegelpolierten Siliciumwafer zu Silicium-Epitaxiewafern durch Bildung einer Epitaxieschicht auf den spiegelpolierten Oberflächen;
- Erfassen von Lichtpunktdefektkarten der Epitaxieschicht-Oberflächen der mehreren Silicium-Epitaxiewafer mit einer Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung; und
- Erzeugen einer Überlagerungskarte, die sich aus dem Überlagern der für die Epitaxieschicht-Oberflächen der mehreren Silicium-Epitaxiewafer erfassten Lichtpunktdefektkarten ergibt,
- in einem Fall, in dem eine Lichtpunktdefektgruppe, in der drei oder mehr Lichtpunktdefekte linear verteilt sind, in der Überlagerungskarte nicht bestätigt wird, die Abschätzung vorgenommen wird, dass kein Zwilling in den zu evaluierenden spiegelpolierten Siliciumwafern vorhanden ist, und
- in einem Fall, in dem die linear verteilte Lichtpunktdefektgruppe bestätigt wird, die Abschätzung vorgenommen wird, dass ein Zwilling in einem spiegelpolierten Siliciumwafer vorhanden ist, der zu den mehreren Silicium-Epitaxiewafern gehört, für die Lichtpunktdefekte, die in der Lichtpunktdefektgruppe enthalten sind, bestätigt worden sind.
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In einer Ausführungsform kann bei dem obigen Verfahren zur Evaluierung eines spiegelpolierten Siliciumwafers die linear verteilte Lichtpunktdefektgruppe eine linear verteilte Lichtpunktdefektgruppe mit einer Länge von 2 mm oder mehr sein.
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In einer Ausführungsform kann bei dem obigen Verfahren zur Evaluierung eines spiegelpolierten Siliciumwafers die Epitaxieschicht eine Epitaxieschicht mit einer Dicke von 0,5 µm oder mehr sein.
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In einer Ausführungsform kann in dem obigen Verfahren zur Evaluierung eines spiegelpolierten Siliciumwafers in einem Fall, in dem eine Lichtpunktdefektgruppe, in der drei oder mehr Lichtpunktdefekte linear verteilt sind, in der Überlagerungskarte bestätigt wird, die Tatsache, dass eine Proportionalitätsbeziehung besteht zwischen Positionskoordinaten der Lichtpunktdefekte und einer Ausschnittposition in der axialen Richtung des Silicium-Einkristallblocks der mehreren Silicium-Epitaxiewafer für die Lichtpunktdefekte, die in der Lichtpunktdefektgruppe enthalten sind, des Weiteren als ein Schätzkriterium verwendet werden, um abzuschätzen, dass ein Zwilling in einem spiegelpolierten Siliciumwafer vorhanden ist, der in den mehreren Silicium-Epitaxiewafern enthalten ist, für die Lichtpunktdefekte, die in der Lichtpunktdefektgruppe enthalten sind, bestätigt worden sind.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein neuartiges Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallblocks bereit, das eine Evaluierung hinsichtlich eines Bereichs ermöglicht, in dem ein Zwilling aufgetreten ist.
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[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
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- [1] 1 zeigt ein spezifisches Beispiel einer Überlagerungskarte, die sich aus der Überlagerung von Lichtpunktdefektkarten ergibt, die für Epitaxieschicht-Oberflächen von mehreren Silicium-Epitaxiewafern erfasst wurden.
- [2] 2 ist ein Diagramm, das sich aus der Aufzeichnung von Positionskoordinaten (X-Koordinate oder Y-Koordinate) von Lichtpunktdefekten auf Siliciumwafern ergibt, für die Lichtpunktdefekte, die in einer linear verteilten Lichtpunktdefektgruppe enthalten sind, in der in 1 dargestellten Überlagerungskarte bestätigt wurden, gegenüber einer Ausschnittposition der Siliciumwafer in axialer Richtung des zu evaluierenden Silicium-Einkristallblocks.
- [3] 3 ist ein illustrierendes Schaubild des Kristallgitters eines Silicium-Einkristalls mit einer <100>-Ebenenorientierung.
- [4] 4 ist ein AFM-Bild, das durch Beobachtung mit einem Rasterkraftmikroskop (AFM) von einem der Lichtpunktdefekte aufgenommen wurde, die zu der linear verteilten Lichtpunktdefektgruppe in der in 1 dargestellten Überlagerungskarte gehören.
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[Beschreibung der Ausführungsformen]
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[Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallblocks]
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Ein Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallblocks gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: Ausschneiden von drei oder mehr Siliciumwafern aus einem zu evaluierenden Silicium-Einkristallblock; Spiegelpolieren der mehreren Siliciumwafer, um spiegelpolierte Siliciumwafer zu erhalten; Verarbeiten der mehreren spiegelpolierten Siliciumwafer zu epitaxialen Siliciumwafern durch Bildung einer Epitaxieschicht auf den spiegelpolierten Oberflächen; Erfassen von Lichtpunktdefektkarten der Epitaxieschicht-Oberflächen der mehreren Silicium-Epitaxiewafer mit einer Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung; und Erzeugen einer Überlagerungskarte, die sich aus dem Überlagern der Lichtpunktdefektkarten ergibt, die für die Epitaxieschicht-Oberflächen der mehreren Silicium-Epitaxiewafer erfasst wurden. Bei dem obigen Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallblocks wird in einem Fall, in dem eine Lichtpunktdefektgruppe, in der drei oder mehr Lichtpunktdefekte linear verteilt sind, in der Überlagerungskarte nicht bestätigt wird, ein Bereich, aus dem die mehreren Siliciumwafer ausgeschnitten wurden, in dem zu evaluierenden Silicium-Einkristallblock als ein Bereich geschätzt, in dem ein Zwilling aufgetreten ist, und in einem Fall, in dem die linear verteilte Lichtpunktdefektgruppe in der Überlagerungskarte bestätigt wird, wird ein Bereich, aus dem die mehreren Siliciumwafer, für die Lichtpunktdefekte, die in der Lichtpunktdefektgruppe enthalten sind, bestätigt wurden, in dem zu evaluierenden Silicium-Einkristallblock ausgeschnitten wurden, als ein Bereich abgeschätzt, in dem ein Zwilling aufgetreten ist.
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Die vorliegenden Erfinder sind durch eingehende Untersuchungen zu den nachstehenden neuen Erkenntnissen gelangt, die darauf abzielen, ein neuartiges Verfahren zur Evaluierung von Silicium-Einkristallblöcken bereitzustellen, das eine Evaluierung hinsichtlich eines Bereichs ermöglicht, in dem ein Zwilling aufgetreten ist.
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(1) Nach dem Spiegelpolieren eines Siliciumwafers, der den Zwilling enthält, und der Bildung einer Epitaxieschicht auf der resultierenden spiegelpolierten Oberfläche bilden sich in der gebildeten Epitaxieschicht spaltenartige, vertiefte Oberflächendefekte. Man vermutet, dass die Ursache hierfür in den unterschiedlichen Wachstumsraten der Epitaxieschicht zwischen dem Bereich direkt über dem Zwilling und den anderen Bereichen liegt, so dass sich in der gebildeten Epitaxieschicht ein spaltenförmiger, vertiefter Oberflächendefekt in einem Bereich direkt über dem Zwilling bildet. Ein auf diese Weise gebildeter Oberflächendefekt kann daher als ein durch den Zwilling verursachter Defekt angesehen werden.
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(2) Die oben genannten Oberflächendefekte können in Form von Lichtpunktdefekten (LPDs) mit einer Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung nachgewiesen werden.
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(3) Der Zwilling tritt in einer bestimmten Richtung in einem Silizium-Einkristallblock auf. Daher können beim Verarbeiten von drei oder mehr Siliciumwafern, die aus demselben Silicium-Einkristallblock ausgeschnitten wurden, zu spiegelpolierten Siliciumwafern mit einer Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung Lichtpunktdefektkarten von Epitaxieschicht-Oberflächen erfasst werden, die aus der Bildung einer Epitaxieschicht auf den spiegelpolierten Oberflächen resultieren, und eine Karte erstellt werden, die sich aus der Überlagerung der erhaltenen mehreren Lichtpunktdefektkarten ergibt; dann können diejenigen Lichtpunktdefekte in der Überlagerungskarte, die Oberflächendefekten entsprechen, von denen angenommen wird, dass sie ein zwillingsinduzierter Defekt sind, als eine linear verteilte Lichtpunktdefektgruppe bestätigt werden.
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Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse haben die Erfinder sorgfältige Forschung betrieben und als Ergebnis das oben genannte neue Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallblocks fertiggestellt.
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Das obige Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallblocks wird im Folgenden näher erläutert.
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<Zu evaluierender Silicium-Einkristallblock>
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Der Silicium-Einkristallblock, der in dem obigen Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallblocks evaluiert werden soll, kann zum Beispiel ein Silicium-Einkristallblock sein, der nach dem Czochralski (CZ)-Verfahren gezüchtet wurde. Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei Zwillingen um flächige Defekte, die entstehen, wenn während des Wachstums eines Silicium-Einkristalls Spannungen in eine bestimmte Richtung wirken, was zu einer plastischen Verformung der regelmäßigen Anordnung der Atome führt, so dass einer der benachbarten Teile ein Spiegelbild des anderen ist. Zwillinge sind als planare Defekte bekannt, die in Silicium-Einkristallblöcken auftreten können, die nach dem Czochralski (CZ)-Verfahren gezüchtet werden. Für die Züchtung des Silicium-Einkristallblocks können die bekannten Verfahren des CZ-Verfahrens angewendet werden.
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<Schneiden von Siliciumwafern und Verarbeiten zu Silicium-Spiegelwafern>
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Bei dem obigen Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallblocks werden drei oder mehr Siliciumwafer aus einem zu evaluierenden Silicium-Einkristallblock ausgeschnitten, um eine Evaluierung hinsichtlich eines Bereichs zu ermöglichen, in dem ein Zwilling in dem Silicium-Einkristallblock aufgetreten ist. Das Ausschneiden der Siliciumwafer kann z.B. wie folgt durchgeführt werden. Der Silicium-Einkristallblock, der evaluiert werden soll, wird geschnitten, um einen Block zu erhalten. Der erhaltene Block wird in Wafer geschnitten. Der Silicium-Einkristallblock, der nach dem CZ-Verfahren gezüchtet wurde, weist einen zylindrischen Teil auf, der als gerader Körper zwischen einem oberen konischen Teil (als „Schulter“ bezeichnet) und einem unteren konischen Teil (als „Schwanz“ bezeichnet) bezeichnet wird, wobei die Ziehrichtung zum Zeitpunkt des Wachstums in axialer Richtung hier als Aufwärtsrichtung und in anderer Richtung als Abwärtsrichtung bezeichnet wird. Der Block kann beispielsweise ein zylindrischer Block sein, der durch Ausschneiden eines Teilbereichs des geraden Körperteils gewonnen wird. In einer Ausführungsform kann es sich bei den drei oder mehr Siliciumwafern um mehrere Siliciumwafer handeln, die aus zusammenhängenden Bereichen des zu evaluierenden Silicium-Einkristallblocks ausgeschnitten wurden, d. h. es kann sich um Siliciumwafer handeln, die durch eine sogenannte kontinuierliche Probennahme gewonnen wurden. In einer anderen Ausführungsform kann es sich bei den drei oder mehr Siliciumwafern um mehrere Siliciumwafer handeln, die aus getrennten Bereichen des zu evaluierenden Silicium-Einkristallblocks ausgeschnitten wurden, d. h. es kann sich um Siliciumwafer handeln, die durch eine so genannte Zufallsstichprobe gewonnen wurden. Bei der Durchführung von Zufallsstichproben ist es nicht möglich, den Zwilling zu evaluieren, der in einem Bereich enthalten ist, der zwischen den Bereichen liegt, in denen Zufallsstichproben durchgeführt werden; daher ist es vorzuziehen, die oben genannten drei oder mehr Siliciumwafer durch kontinuierliche Stichproben zu erhalten, um die Zuverlässigkeit der Schätzergebnisse eines Bereichs zu erhöhen, in dem ein Zwilling in dem zu evaluierenden Silicium-Einkristallblock aufgetreten ist. Die Dicke jedes der mehreren Siliciumwafer kann zum Beispiel zwischen 750 µm und 1 mm betragen. Der Bereich, in dem eine kontinuierliche Probenahme durchgeführt wird, kann ein Bereich sein, der sich über 80 mm oder mehr in axialer Richtung des Silicium-Einkristallblocks erstreckt; die Länge des Bereichs kann z. B. 440 mm oder weniger betragen, kann aber auch länger sein als das. Die Gesamtzahl der mehreren Siliciumwafer kann z.B. 10 oder mehr, oder 50 oder mehr, oder 70 oder mehr, oder 100 oder mehr betragen und kann z.B. 500 oder weniger, oder 300 oder weniger, oder 200 oder weniger betragen; die Gesamtzahl der Wafer kann jedoch die hier angegebenen Werte überschreiten.
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Drei oder mehr Siliciumwafer, die aus dem zu evaluierenden Silicium-Einkristallblock ausgeschnitten werden, werden auf einer oder beiden der beiden Hauptoberflächen der Wafer spiegelpoliert, um spiegelpolierte Siliciumwafer zu erhalten. In der vorliegenden Erfindung und in der vorliegenden Beschreibung bezeichnet der Begriff „spiegelpolierter Siliciumwafer“ einen Siliciumeinkristallwafer, bei dem eine oder beide seiner beiden Hauptflächen spiegelpoliert sind. Das Spiegelpolieren kann nach einem bekannten Verfahren durchgeführt werden. Die Siliciumwafer können vor dem Spiegelpolieren nach bekannten Verfahren verschiedenen Prozessen wie Anfasen, Läppen, Schleifen und Vorpolieren unterzogen werden, die üblicherweise durchgeführt werden, um spiegelpolierte Siliciumwafer zu erhalten. Auf diese Weise werden drei oder mehr spiegelpolierte Siliciumwafer erhalten.
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<Verarbeitung zu einem Silicium-Epitaxiewafer>
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Die drei oder mehr oben erhaltenen spiegelpolierten Siliciumwafer werden zu entsprechenden epitaktischen Siliciumwafern verarbeitet. Ein Silizium-Epitaxiewafer ist hier ein Wafer mit einem Silizium-Einkristallwafer als Substrat und mit einer Epitaxieschicht auf diesem Substrat. In der vorliegenden Erfindung und der vorliegenden Beschreibung bezeichnet eine Epitaxieschicht eine Epitaxieschicht aus einem Silicium-Einkristall. Die Bildung von Epitaxieschichten auf den drei oder mehr oben erhaltenen spiegelpolierten Siliciumwafern wird mit jedem spiegelpolierten Siliciumwafer als Substrat und durch epitaktisches Aufwachsen eines Silicium-Einkristalls auf der spiegelpolierten Oberfläche dieses Substrats erreicht. Zur Bildung der Epitaxieschicht kann eine bekannte Technik für Silicium-Epitaxiewafer angewendet werden. Wenn es sich bei den spiegelpolierten Siliciumwafern um Wafer handelt, die aus dem Spiegelpolieren von Siliciumwafern stammen, die aus einem Bereich ausgeschnitten wurden, in dem ein Zwilling aufgetreten ist, vermuten die Erfinder, dass sich bei der Bildung einer Epitaxieschicht auf den spiegelpolierten Oberflächen, wie oben beschrieben, ein spaltenartiger, vertiefter Oberflächendefekt in der gebildeten Epitaxieschicht in einem Bereich direkt über dem Zwilling bildet. Daher kann ein solcher Oberflächendefekt als zwillingsinduzierter Defekt angesehen werden. In dem obigen Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallblocks erfolgt die Abschätzung eines Bereichs, in dem ein Zwilling aufgetreten ist, wie nachstehend im Einzelnen dargelegt, auf der Grundlage des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins solcher Oberflächendefekte und auf der Grundlage des Zustands, in dem die Oberflächendefekte vorhanden sind. Die Epitaxieschicht wird auf den spiegelpolierten Siliciumwafern vorzugsweise mit einer Dicke von 0,5 µm oder mehr ausgebildet, um die Erkennung mit einer Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung zu erleichtern, indem die Sichtbarkeit der durch den Zwilling verursachten Oberflächendefekte auf der Oberfläche der Epitaxieschicht erhöht wird. Die Dicke der zu bildenden Epitaxieschicht kann z.B. 1,0 µm oder weniger betragen, kann aber auch über 1,0 µm liegen.
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<Erfassung von Lichtpunktdefektkarten durch Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung>
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Bei dem obigen Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallblocks werden mit einer Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung Lichtpunktdefektkarten für die jeweiligen Epitaxieschicht-Oberflächen der drei oder mehr Silicium-Einkristallwafer, die oben erhalten wurden, erfasst. Als Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung kann ohne Einschränkung eine Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung mit einer bekannten Konfiguration als Vorrichtung zur Inspektion der Oberfläche von Halbleiterwafern verwendet werden, das auch als Oberflächeninspektionsvorrichtung vom Lichtstreuungstyp, als Oberflächeninspektionsvorrichtung oder dergleichen bezeichnet wird. Eine Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung tastet normalerweise die Oberfläche eines zu evaluierenden Halbleiterwafers mit Laserlicht ab und detektiert auf der Grundlage von gestrahltem Licht (Streulicht oder reflektiertem Licht) kleine Vertiefungen oder kleine Vorsprünge (z. B. vertiefte Oberflächendefekte oder vorstehende, auf der Oberfläche abgeschiedene Fremdkörper) auf der zu evaluierenden Oberfläche des Wafers. Die Position und/oder Größe von kleinen Vertiefungen und kleinen Vorsprüngen auf der zu evaluierenden Oberfläche des Halbleiterwafers kann durch Messung des von den Lichtpunktdefekten abgestrahlten Lichts festgestellt werden. Als Laserlicht kann z. B. ultraviolettes Licht, sichtbares Licht oder ähnliches mit nicht besonders begrenzter Wellenlänge verwendet werden. Ultraviolettes Licht bezeichnet Licht in einem Wellenlängenbereich kürzer als 400 nm, und sichtbares Licht bezeichnet Licht im Wellenlängenbereich von 400 bis 600 nm. Eine Analyseeinheit der Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung erfasst in der Regel Informationen über zweidimensionale Positionskoordinaten (X-Koordinate und Y-Koordinate) über die zu evaluierende Oberfläche für jede der erfassten Vielzahl von Lichtpunktdefekten, um die Erstellung einer Lichtpunktdefektkarte zu ermöglichen, die einen in der Ebene liegenden Lichtpunktdefektverteilungszustand für jede zu evaluierende Oberfläche auf der Grundlage der erfassten Informationen über die zweidimensionalen Positionskoordinaten angibt. Konkrete Beispiele für im Handel erhältliche Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtungen sind die Surfscan-Serien SP1, SP2, SP3, SP5, SP7 und ähnliche von KLA TENCOR Inc. Die oben genannten Vorrichtungen sind jedoch Beispiele, und es können auch andere Laseroberflächeninspektionsvorrichtungen verwendet werden.
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<Schätzung des Bereichs, in dem Zwillinge aufgetreten sind>
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In einem Fall, in dem die spiegelpolierten Siliciumwafer solche sind, die aus einem Bereich ausgeschnitten wurden, in dem ein Zwilling aufgetreten ist, und die spiegelpoliert wurden, vermuten die gegenwärtigen Erfinder, dass, wenn eine Epitaxieschicht auf der resultierenden spiegelpolierten Oberfläche gebildet wird, spaltenartige vertiefte Oberflächendefekte in einem Bereich direkt über dem Zwilling auf der gebildeten Epitaxieschicht gebildet werden, wie oben beschrieben. Die Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung erlaubt es, kleine Vertiefungen in der zu evaluierenden Oberfläche als Lichtpunktdefekte zu detektieren; dementsprechend können solche Oberflächendefekte als Lichtpunktdefekte mit der Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung detektiert werden. Es ist jedoch möglich, dass es sich bei den mit der Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung als Lichtpunktdefekte detektierten kleinen Vertiefungen oder kleinen Erhebungen auf den Epitaxieschicht-Oberflächen der mehreren Silicium-Epitaxiewafer nicht nur um durch den Zwilling induzierte Oberflächendefekte handelt. In dem obigen Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallblocks wird daher eine Schätzung bezüglich eines Bereichs, in dem ein Zwilling in dem zu evaluierenden Silicium-Einkristallblock aufgetreten ist, unter Ausnutzung der Tatsache durchgeführt, dass der Zwilling ein planarer Defekt ist, der in einer bestimmten Richtung in einem Silicium-Einkristallblock auftritt. Insbesondere tritt der Zwilling in einer bestimmten Richtung in einem Silicium-Einkristallblock auf. Wenn daher Lichtpunktdefektkarten mit der Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung für die Oberflächen der Epitaxieschichten der Silicium-Einkristallblöcke, die aus demselben Silicium-Einkristallblock ausgeschnitten wurden und der oben beschriebenen Behandlung unterzogen wurden, erfasst werden, können bei der Erstellung einer Karte, die sich aus der Überlagerung der mehreren Lichtpunktdefektkarten ergibt, Lichtpunktdefekte, die Oberflächendefekten entsprechen, von denen angenommen wird, dass es sich um einen zwillingsinduzierten Defekt handelt, als eine linear verteilte Lichtpunktdefektgruppe identifiziert werden. In dem obigen Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallblocks wird daher eine Evaluierung hinsichtlich eines Bereichs, in dem ein Zwilling aufgetreten ist, für den zu evaluierenden Silicium-Einkristallblock durchgeführt, wie unten beschrieben.
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Die Überlagerungskarte wird durch Überlagerung der Lichtpunktdefektkarten erstellt, die für die Epitaxieschicht-Oberflächen der oben genannten mehreren Silicium-Epitaxiewafer erfasst wurden. Die Überlagerungskarte kann in der Analyseeinheit der Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung oder mit Hilfe bekannter Analysesoftware erstellt werden. Zur Abschätzung eines Bereichs, in dem ein Zwilling aufgetreten ist, wird das nachstehende Schätzkriterium A herangezogen.
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(Schätzkriterium A)
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Wenn eine Lichtpunktdefektgruppe, in der drei oder mehr Lichtpunktdefekte linear verteilt sind, in der erstellten Überlagerungskarte nicht bestätigt wird, wird ein Bereich, aus dem mehrere Silicium-Wafer in dem zu evaluierenden Silicium-Einkristallblock ausgeschnitten wurden, als kein Bereich eingeschätzt, in dem ein Zwilling aufgetreten ist. Im Gegensatz dazu wird in einem Fall, in dem eine Lichtpunktdefektgruppe, in der drei oder mehr Lichtpunktdefekte linear verteilt sind, in der Überlagerungskarte bestätigt wird, ein Bereich, aus dem die mehreren Siliciumwafer, für die Lichtpunktdefekte, die in der Lichtpunktdefektgruppe enthalten sind, bestätigt wurden, in dem zu evaluierenden Silicium-Einkristallblock ausgeschnitten wurden, als ein Bereich geschätzt, in dem ein Zwilling aufgetreten ist.
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Als Beispiel zeigt 1 ein spezifisches Beispiel für eine Überlagerungskarte. Die in 1 dargestellte Überlagerungskarte ist eine Überlagerungskarte, die nach dem folgenden Verfahren erstellt wurde.
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Ein Silicium-Einkristallblock mit einer Ebenenorientierung <100> wurde nach dem Czochralski-Verfahren gezüchtet.
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Aus dem geraden Körperteil des gezüchteten Silicium-Einkristallblocks wurde durch Schneiden eines Bereichs, der sich über eine Länge von etwa 110 mm in axialer Richtung erstreckt, ein Block gewonnen. Anschließend wurden aus dem erhaltenen Block kontinuierlich Wafer mit einer Dicke von 1 mm ausgeschnitten, um insgesamt 78 Siliciumwafer durch kontinuierliche Probenahme zu erhalten.
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Die erhaltenen Siliciumwafer wurden nach einem bekannten Verfahren zu spiegelpolierten Siliciumwafern verarbeitet.
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Silicium-Einkristalle wurden nach einem bekannten Verfahren auf der spiegelpolierten Oberfläche der oben erhaltenen spiegelpolierten Siliciumwafer epitaktisch gezüchtet, um entsprechende Epitaxieschichten mit einer Dicke von 0,5 µm zu bilden und so die Wafer zu Silicium-Epitaxiewafern zu verarbeiten.
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Für jede Epitaxieschicht-Oberfläche der erhaltenen Silicium-Epitaxiewafer (300 mm Durchmesser) wurde eine Lichtpunkt-Defektkarte der Epitaxieschicht-Oberfläche unter Verwendung der Surfscan-Serie SP5 von KLA TENCOR Inc. als Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung erstellt. Die in 1 dargestellte Überlagerungskarte ist eine Überlagerungskarte, die durch Überlagerung der Lichtpunktdefektkarten erhalten wurde, die für die mehreren Silicium-Epitaxiewafer in der Analyseeinheit der Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung erhalten wurden.
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In der in 1 dargestellten Überlagerungskarte ist eine linear verteilte Lichtpunktdefektgruppe mit einer Länge von etwa 60 mm in dem von der gestrichelten Linie in 1 eingeschlossenen Bereich zu finden. In der vorliegenden Erfindung und der vorliegenden Beschreibung bezeichnet der Ausdruck „linear verteilte Lichtpunktdefektgruppe“ eine Lichtpunktdefektgruppe, bei der die Verteilungsform der Lichtpunktdefektgruppe eine gerade Linienform ist. Die hier beschriebene Form einer geraden Linie ist nicht auf eine perfekte gerade Linie beschränkt, sondern umfasst Formen, die im Allgemeinen als im Wesentlichen gerade Linien erkennbar sind. Bei der linear verteilten Lichtpunktdefektgruppe ist es nicht unbedingt erforderlich, dass benachbarte Lichtpunktdefekte miteinander in Kontakt sind; benachbarte Lichtpunktdefekte können miteinander in Kontakt sein oder voneinander beabstandet sein. Außerdem gibt die Länge der linear verteilten Lichtpunktdefektgruppe die volle Größe, d. h. die tatsächliche Größe, auf der Oberfläche der Epitaxieschicht an. Die Länge der linear verteilten Lichtpunktdefektgruppe bezeichnet den Abstand zwischen einem Lichtpunktdefekt an einem Ende und einem Lichtpunktdefekt am anderen Ende in der linear verteilten Lichtpunktdefektgruppe; beispielsweise kann die Länge der linear verteilten Lichtpunktdefektgruppe 2 mm oder mehr betragen oder beispielsweise 100 mm oder weniger, in manchen Fällen aber auch mehr. Die in 1 dargestellte Überlagerungskarte wurde mit der Surfscan-Serie SP5 von KLA TENCOR Inc. als Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung erstellt, obwohl bestätigt wurde, dass ähnliche Überlagerungskarten mit SP1, SP2, SP3, SP5 und SP7 derselben Serie erstellt werden können.
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In einer Ausführungsform können zusätzlich zu Schätzkriterium A ein, zwei oder drei der folgenden zusätzlichen Schätzkriterien 1A bis 3A verwendet werden, wobei die Tatsache ausgenutzt wird, dass der Zwilling ein planarer Defekt ist, der in einer bestimmten Richtung in einem Silicium-Einkristallblock auftritt.
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(Zusätzliches Schätzkriterium 1A)
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In einem Fall, in dem eine Lichtpunktdefektgruppe, in der drei oder mehr Lichtpunktdefekte linear verteilt sind, in der Überlagerungskarte bestätigt wird, wird ein Bereich, aus dem die mehreren Siliciumwafer ausgeschnitten wurden, für die Lichtpunktdefekte, die in der Lichtpunktdefektgruppe enthalten sind, bestätigt wurden, auf der Grundlage der Tatsache, dass eine Proportionalitätsbeziehung besteht zwischen den Positionskoordinaten der Lichtpunktdefekte und einer Ausschneideposition in der axialen Richtung des Silicium-Einkristallblocks der mehreren Siliciumwafer, für die Lichtpunktdefekte, die in der Lichtpunktdefektgruppe enthalten sind, bestätigt wurden, als ein Bereich geschätzt, in dem ein Zwilling aufgetreten ist.
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2 ist ein Diagramm, das sich ergibt, wenn man die Positionskoordinaten (X-Koordinate oder Y-Koordinate) von Lichtpunktdefekten auf einem Siliciumwafer, für die Lichtpunktdefekte, die in einer linear verteilten Lichtpunktdefektgruppe enthalten sind, in der in 1 dargestellten Überlagerungskarte bestätigt wurden, gegen die Ausschnittposition der Siliciumwafer in axialer Richtung des zu evaluierenden Silicium-Einkristallblocks aufträgt. In dem in 2 dargestellten Diagramm bezeichnet die horizontale Achse die axiale Position, wobei die Position der schulterseitigen Spitze des Silicium-Einkristallblocks bei null mm liegt. In Bezug auf das zusätzliche Schätzkriterium 1A bedeutet die Formulierung „eine Proportionalitätsbeziehung besteht“, dass eine gerade Linie durch Anpassung mittels kleinster Quadrate in der vertikalen Achse y und der horizontalen Achse x erstellt werden kann, so dass das Quadrat eines Korrelationskoeffizienten R2 zwischen 0,80 und 1,00 liegt. In dem in 2 dargestellten Diagramm konnte durch Anpassung mittels kleinster Quadrate in der vertikalen Achse y und der horizontalen Achse x sowohl für die X-Koordinate als auch für die Y-Koordinate eine Gerade mit R2=0,80 bis 1,00 erstellt werden. Die für das zusätzliche Schätzkriterium 1A beschriebene Proportionalitätsbeziehung muss für mindestens eine der X-Koordinaten und der Y-Koordinaten unter den Positionskoordinaten der Lichtpunktdefekte gelten, und vorzugsweise gilt sie für beide.
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(Zusätzliches Schätzkriterium 2A)
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Die Ebenenorientierung des zu evaluierenden Silicium-Einkristallblocks ist <100>, und zwei Bereiche, in denen eine {111}-Ebene in dem Silicium-Einkristallblock vorhanden ist, werden weiter als ein Bereich geschätzt, in dem ein Zwilling aufgetreten ist.
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(Zusätzliches Schätzkriterium 3A)
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In einem Fall, in dem die Ebenenorientierung des zu evaluierenden Silicium-Einkristallblocks <100> ist und eine Lichtpunktdefektgruppe, in der drei oder mehr Lichtpunktdefekte linear verteilt sind, in der Überlagerungskarte bestätigt wird, wird für mindestens einen der mehreren Lichtpunktdefekte ein Defekt, der an der Stelle, an der der Lichtpunktdefekt bestätigt wurde, mit einem Rasterkraftmikroskop beobachtet wird, einer von zwei Bereichen, an denen eine {111 }-Ebene in dem zu evaluierenden Silicium-Einkristallblock vorhanden ist, auf der Grundlage der Form des beobachteten Defekts weiter als ein Bereich geschätzt, in dem ein Zwilling aufgetreten ist.
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Die oben genannten zusätzlichen Schätzkriterien 2A und 3A beruhen auf den folgenden kristallographischen Erkenntnissen.
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Erkenntnis 1: In Silicium-Einkristallen mit einer Orientierung in der <100>-Ebene breiten sich die Zwillinge entlang der {111 }-Ebenen aus.
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Erkenntnis 2: 3 ist ein erklärendes Diagramm des Kristallgitters eines Silicium-Einkristalls mit einer Orientierung in der <100>-Ebene. In einem Silicium-Einkristallblock mit der Ebenenorientierung <100> liegen die Verteilungslinien der linear verteilten Lichtpunktdefektgruppen in der wie oben beschriebenen Überlagerungskarte auf den Grenzlinien zwischen den {111}-Ebenen und den {110}-Ebenen. Solche Grenzlinien sind die in 3 durch durchgezogene Linien und durch gepunktete Linien gekennzeichneten Grenzlinien.
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Gemäß dem zusätzlichen Schätzkriterium 2A können die beiden Bereiche, in denen die {111 }-Ebenen des Kreises 3 und des Kreises 4 aus den Bereichen, in denen die {111}-Ebenen des Kreises 1, des Kreises 2, des Kreises 3 und des Kreises 4 in 3 vorhanden sind, als ein Bereich geschätzt werden, in dem ein Zwilling aufgetreten ist, und zwar aus der Neigung relativ zur Kristallwachstumsrichtung (Achsenrichtung des Silicium-Einkristallblocks), auf der Grundlage von Befund 1 und Befund 2.
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Gemäß dem zusätzlichen Schätzkriterium 3A wird in einem Fall, in dem eine Lichtpunktdefektgruppe, in der die drei oder mehr Lichtpunktdefekte linear verteilt sind, in der Überlagerungskarte bestätigt wird, ein Defekt, der an einer Position vorhanden ist, an der der Lichtpunktdefekt bestätigt wurde, mit einem Rasterkraftmikroskop für mindestens einen der mehreren Lichtpunktdefekte beobachtet. 4 ist ein AFM-Bild, das durch Beobachtung unter Verwendung eines Rasterkraftmikroskops (AFM) von einem der Lichtpunktdefekte aufgenommen wurde, die in der linear verteilten Lichtpunktdefektgruppe in der in 1 dargestellten Überlagerungskarte enthalten sind. In dem in 4 dargestellten AFM-Bild kann man davon ausgehen, dass der Zwilling in der Richtung der durchgezogenen Linie entstanden ist. In dem in 4 dargestellten AFM-Bild kann davon ausgegangen werden, dass partielle Versetzungen in den durch die gepunkteten Linien gekennzeichneten Richtungen aufgetreten sind. Die durch die gestrichelten Linien in 4 gekennzeichneten Richtungen entsprechen den Richtungen der durch die gestrichelten Linien gekennzeichneten Grenzlinien im Kristallgitter in 3. Gemäß dem zusätzlichen Schätzkriterium 2A können zwei Bereiche, in denen {111}-Ebenen des Kreises 3 und des Kreises 4 in 3 vorhanden sind, als ein Bereich geschätzt werden, in dem ein Zwilling aufgetreten ist, wie oben beschrieben. Im Gegensatz dazu kann gemäß dem zusätzlichen Schätzkriterium 3A ein Bereich, in dem die {111}-Ebene des Kreises 3 in 3 vorhanden ist, auf der Grundlage der Neigung in Bezug auf die Kristallwachstumsrichtung (axiale Richtung des Silicium-Einkristallblocks) und auf der Grundlage der Richtung (z. B. die mit der durchgezogenen Linie in 4 bezeichnete Richtung), in der der Zwilling schätzungsweise im AFM-Bild aufgetreten ist, als ein Bereich geschätzt werden, in dem ein Zwilling aufgetreten ist.
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Das obige Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallblocks ermöglicht die Evaluierung eines Bereichs, in dem ein Zwilling in einem Silicium-Einkristallblock aufgetreten ist, wie oben beschrieben.
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[Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Epitaxiewafers]
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Bei dem Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallwafers gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei den zu evaluierenden Silicium-Einkristallwafern um drei oder mehr Silicium-Einkristallwafer, die aus der Bildung einer Epitaxieschicht auf spiegelpolierten Oberflächen von spiegelpolierten Siliciumwafern resultieren, die aus demselben Silicium-Einkristallblock ausgeschnitten und zu einem Spiegelfinish verarbeitet worden sind, und das Verfahren umfasst das Erfassen von Lichtpunktdefektkarten der Epitaxieschichtoberflächen der mehreren Silicium-Einkristallwafer mit einer Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung; und das Erzeugen einer Überlagerungskarte, die sich aus dem Überlagern der für die Epitaxieschicht-Oberflächen der mehreren Silicium-Epitaxiewafer erfassten Lichtpunktdefektkarten ergibt. In einem Fall, in dem eine Lichtpunktdefektgruppe, in der drei oder mehr Lichtpunktdefekte linear verteilt sind, in der Überlagerungskarte nicht bestätigt wird, wird geschätzt, dass kein zwillingsinduzierter Defekt in den zu evaluierenden Silicium-Epitaxiewafern vorhanden ist, und in einem Fall, in dem die linear verteilte Lichtpunktdefektgruppe bestätigt wird, wird geschätzt, dass ein zwillingsinduzierter Defekt in den mehreren Silicium-Epitaxiewafern vorhanden ist, für die in der Lichtpunktdefektgruppe enthaltene Lichtpunktdefekte bestätigt worden sind.
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Die obigen Offenbarungen bezüglich eines Silicium-Einkristallblocks, eines spiegelpolierten Siliciumwafers, eines Silicium-Epitaxiewafers, der Erfassung von Lichtpunktdefektkarten und der Erstellung einer Überlagerungskarte, die sich auf das obige Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallblocks beziehen, können bezüglich des obigen Verfahrens zur Evaluierung eines Silicium-Epitaxiewafers herangezogen werden. Das obige Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Epitaxiewafers führt eine Evaluierung hinsichtlich eines zwillingsinduzierten Defekts gemäß dem nachstehenden Bewertungskriterium B durch. Der zwillingsinduzierte Defekt bezeichnet hier einen Oberflächendefekt, der auf der Oberfläche eines Silicium-Epitaxiewafers aufgrund des Zwillings auftritt, der im Substrat (d.h. einem spiegelpolierten Siliciumwafer) des Silicium-Epitaxiewafers enthalten ist, auf dem eine Epitaxieschicht vorgesehen ist. Wie oben beschrieben, kann es sich bei solchen Oberflächendefekten um spaltenartige vertiefte Oberflächendefekte handeln. Für das Schätzkriterium B wird auf die obige Offenbarung zum Schätzkriterium A verwiesen.
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(Schätzkriterium B)
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In einem Fall, in dem eine Lichtpunktdefektgruppe, in der drei oder mehr Lichtpunktdefekte linear verteilt sind, in der erstellten Überlagerungskarte nicht bestätigt wird, wird geschätzt, dass kein zwillingsinduzierter Defekt in den zu evaluierenden Silicium-Epitaxiewafern vorhanden ist. Im Gegensatz dazu wird in dem Fall, in dem eine Lichtpunktdefektgruppe, in der drei oder mehr Lichtpunktdefekte linear verteilt sind, in der Überlagerungskarte bestätigt wird, die Abschätzung vorgenommen, dass ein zwillingsinduzierter Defekt in den mehreren Silicium-Epitaxiewafern vorhanden ist, für die Lichtpunktdefekte, die in der Lichtpunktdefektgruppe enthalten sind, bestätigt wurden.
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In dem obigen Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallwafers kann zusätzlich zu dem Evaluierungskriterium B ein zusätzliches Schätzkriterium 1B verwendet werden, das die Tatsache ausnutzt, dass ein Zwilling ein planarer Defekt ist, der in einer bestimmten Richtung in einem Silicium-Einkristallblock auftritt. Hinsichtlich des zusätzlichen Schätzkriteriums 1B kann auf die obige Offenbarung bezüglich des zusätzlichen Schätzkriteriums 1Avennriesen werden.
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(Zusätzliches Schätzkriterium 1B)
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In einem Fall, in dem eine Lichtpunktdefektgruppe, in der drei oder mehr Lichtpunktdefekte linear verteilt sind, in der Überlagerungskarte bestätigt wird, wird geschätzt, dass ein zwillingsinduzierter Defekt in den mehreren Silicium-Epitaxiewafern vorhanden ist, für die Lichtpunktdefekte, die in der Lichtpunktdefektgruppe enthalten sind, bestätigt wurden, auf der Grundlage der Tatsache, dass eine Proportionalitätsbeziehung besteht zwischen den Positionskoordinaten der Lichtpunktdefekte und einer Ausschnittposition in der axialen Richtung des Silicium-Einkristallblocks der mehreren Silicium-Epitaxie-Wafer, für die Lichtpunktdefekte, die in der Lichtpunktdefektgruppe enthalten sind, bestätigt worden sind.
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[Verfahren zur Herstellung eines Silicium-Epitaxiewafers]
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Das Verfahren zur Herstellung eines Silicium-Epitaxiewafers gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: Ausschneiden von drei oder mehr Siliciumwafern aus einem gleichen Silicium-Einkristallblock; Spiegelpolieren der mehreren Siliciumwafer, um Silicium-Einkristallwafer zu erhalten; Verarbeiten der mehreren Silicium-Einkristallwafer zu Silicium-Epitaxiewafern durch Bildung einer Epitaxieschicht auf den spiegelpolierten Oberflächen; Evaluieren der mehreren Silicium-Epitaxiewafer gemäß dem obigen Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Epitaxiewafers; und Unterziehen eines Silicium-Epitaxiewafers, von dem als Ergebnis der Evaluierung geschätzt wird, dass er keinen zwillingsinduzierten Defekt aufweist, einem oder mehreren Verfahren zum Versand als Silicium-Epitaxiewafer-Produkt. Spezifische Beispiele für Prozesse zum Versand als Silicium-Epitaxie-Wafer umfassen einen Verpackungsprozess und dergleichen.
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Das obige Verfahren zur Herstellung eines Silicium-Epitaxiewafers ermöglicht es, als Silicium-Epitaxiewafer-Produkt einen Silicium-Epitaxiewafer zu versenden, bei dem geschätzt wurde, dass er keinen zwillingsinduzierten Defekt aufweist, d.h. dass er keinen Oberflächendefekt aufweist, der auf der Oberfläche des Silicium-Epitaxiewafers erscheint und der von dem Zwilling herrührt, der in dem Substrat (spiegelpolierter Siliciumwafer) des Silicium-Epitaxiewafers enthalten ist. Die Herstellung eines Halbleiterbauelements unter Verwendung des auf diese Weise gelieferten Silicium-Epitaxiewafers ermöglicht die Bereitstellung eines Halbleiterbauelements, das hervorragende Bauelementeigenschaften aufweisen kann.
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Die obige Offenbarung, die sich auf das obige Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallblocks bezieht, und die obige Offenbarung, die sich auf das obige Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Epitaxiewafers bezieht, können für Einzelheiten über das obige Verfahren zur Herstellung eines Silicium-Epitaxiewafers herangezogen werden.
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[Verfahren zur Evaluierung eines spiegelpolierten Siliciumwafers]
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Bei dem Verfahren zur Evaluierung eines spiegelpolierten Siliciumwafers gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die zu evaluierenden spiegelpolierten Siliciumwafer Silicium-Einkristallblöcke, die aus einem gleichen Silicium-Einkristallblock ausgeschnitten und zu einem Spiegelfinish verarbeitet wurden, wobei das Verfahren das Verarbeiten der mehreren Silicium-Einkristallblöcke zu Silicium-Epitaxiewafern durch Bildung einer Epitaxieschicht auf den spiegelpolierten Oberflächen umfasst; Erfassen von Lichtpunktdefektkarten der Epitaxieschicht-Oberflächen der mehreren Silicium-Epitaxiewafer mit einer Laser-Oberflächeninspektionsvorrichtung; und Erzeugen einer Überlagerungskarte, die sich aus dem Überlagern der Lichtpunktdefektkarten ergibt, die für die Epitaxieschicht-Oberflächen der mehreren Silicium-Epitaxiewafer erfasst wurden. Die obigen Offenbarungen bezüglich eines Silicium-Einkristallblocks, eines spiegelpolierten Siliciumwafers, eines epitaktischen Siliciumwafers, der Erfassung von Lichtpunktdefektkarten und der Erzeugung einer Überlagerungskarte, wie sie sich auf das obige Verfahren zur Evaluierung eines Silicium-Einkristallblocks beziehen, können bezüglich des obigen Verfahrens zur Evaluierung eines spiegelpolierten Siliciumwafers herangezogen werden. In dem obigen Verfahren zur Evaluierung eines spiegelpolierten Siliciumwafers werden die Zwillinge in den spiegelpolierten Siliciumwafern auf der Grundlage des nachstehenden Evaluierungskriteriums C evaluiert. Für das Schätzkriterium C kann auf die obige Offenbarung in Bezug auf das Schätzkriterium A verwiesen werden.
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(Schätzkriterium C)
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In einem Fall, in dem eine Lichtpunktdefektgruppe, in der die drei oder mehr Lichtpunktdefekte linear verteilt sind, in der Overlay-Karte nicht bestätigt wird, wird geschätzt, dass in einem zu evaluierenden spiegelpolierten Siliciumwafer kein Zwilling vorhanden ist. Im Gegensatz dazu wird in einem Fall, in dem eine Lichtpunktdefektgruppe, in der drei oder mehr Lichtpunktdefekte linear verteilt sind, in der Überlagerungskarte bestätigt wird, geschätzt, dass ein Zwilling in einem spiegelpolierten Siliciumwafer vorhanden ist, der zu den mehreren Silicium-Epitaxiewafern gehört, für die Lichtpunktdefekte, die in der Lichtpunktdefektgruppe enthalten sind, bestätigt wurden.
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In dem obigen Verfahren zur Evaluierung eines spiegelpolierten Siliciumwafers kann zusätzlich zu dem Evaluierungskriterium C ein zusätzliches Schätzkriterium 1C verwendet werden, das die Tatsache ausnutzt, dass ein Zwilling ein planarer Defekt ist, der in einer bestimmten Richtung in einem Silicium-Einkristallblock auftritt. Hinsichtlich des zusätzlichen Schätzkriteriums 1C wird auf die obige Offenbarung bezüglich des zusätzlichen Schätzkriteriums 1Avennriesen.
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(Zusätzliches Schätzkriterium 1C)
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In einem Fall, in dem eine Lichtpunktdefektgruppe, in der drei oder mehr Lichtpunktdefekte linear verteilt sind, in der Überlagerungskarte bestätigt wird, wird geschätzt, dass ein Zwilling in einem spiegelpolierten Siliciumwafer vorhanden ist, der in der Mehrzahl der Silicium-Epitaxiewafer enthalten ist, für die Lichtpunktdefekte, die in der Lichtpunktdefektgruppe enthalten sind, bestätigt wurden, auf der Grundlage der Tatsache, dass eine Proportionalitätsbeziehung besteht zwischen den Positionskoordinaten der Lichtpunktdefekte und einer Ausschnittposition in der axialen Richtung des Silicium-Einkristallblocks der mehreren Silicium-Epitaxiewafer, für die Lichtpunktdefekte, die in der Lichtpunktdefektgruppe enthalten sind, bestätigt wurden.
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Wie oben beschrieben, tritt ein Zwilling in einer bestimmten Richtung eines Silicium-Einkristallblocks auf. Daher wird es zum Beispiel durch die Durchführung einer Evaluierung durch das obige Verfahren zur Evaluierung eines spiegelpolierten Siliciumwafers für einige von mehreren spiegelpolierten Siliciumwafern, die aus demselben Silicium-Einkristallblock ausgeschnitten und zu spiegelpolierten Siliciumwafern verarbeitet worden sind, möglich, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Bereichs, in dem ein Zwilling aufgetreten ist, und die Position eines Bereichs, in dem ein Zwilling aufgetreten ist, in dem Silicium-Einkristallblock abzuschätzen. Als Ergebnis der obigen Schätzung wird es möglich, den Bereich im Silicium-Einkristallblock zu spezifizieren, der als zwillingsfrei eingeschätzt wird. Ein spiegelpolierter Siliciumwafer, der durch die Verarbeitung eines aus dem so spezifizierten Bereich ausgeschnittenen Wafers erhalten wird, kann einem oder mehreren Schritten unterzogen werden, um den Wafer als Produktwafer zu versenden. Zum Beispiel ermöglicht die Bestimmung eines spiegelpolierten Siliciumwafers, der als Produktwafer versandt werden soll, wie oben beschrieben, einen Beitrag zum Versand von zwillingsfreien spiegelpolierten Siliciumwafern als Produktwafer.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist nützlich auf dem Gebiet der
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Herstellung von Silicium-Einkristallblöcken, auf dem Gebiet der Herstellung von Silicium-Epitaxiewafern und auf dem Gebiet der Herstellung von spiegelpolierten Siliciumwafern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2021085883 [0001]
- JP 2017105653 [0003, 0004]
