JP2000091172A

JP2000091172A - シリコンウェーハ及びその品質評価及び管理方法

Info

Publication number: JP2000091172A
Application number: JP10257179A
Authority: JP
Inventors: Tetsushi Oka; 哲史岡
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 1998-09-10
Filing date: 1998-09-10
Publication date: 2000-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】ウェーハ全面にわたって高品質を維持してお
り、かつ半導体デバイス作製に好適に使用されるシリコ
ンウェーハ、並びに簡便かつ短時間の手法によって良
品、不良品の評価をウェーハ全面にわたって正確に行う
ことのできるシリコンウェーハの品質評価方法及びこの
品質評価方法を用い、かつ、シリコンウェーハの品質の
管理を簡便かつ正確に行うことのできるシリコンウェー
ハの品質管理方法及びシリコンウェーハの製造工程のチ
ェック及び管理を簡便に行うことのできるシリコンウェ
ーハの製造工程の管理方法を提供する。【解決手段】シリコンウェーハの表面全面に酸化膜を形
成し、該シリコンウェーハをメタノール溶液中に浸漬
し、該シリコンウェーハに銅電極を用いて電圧を印加
し、酸化膜上に銅を析出させた時に、所定の電界強度に
おける銅析出密度が２０個／ｃｍ ²以下であるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス作
製に使用される品質の優れたシリコンウェーハ（以下単
にウェーハということがある）、並びにシリコンウェー
ハの品質評価方法、品質管理方法及び製造工程の管理方
法に関する。

【０００２】

【関連技術】一般的にシリコンウェーハの製造は、チョ
クラルスキー法（ＣＺ法）やフローティングゾーン法
（ＦＺ法）によって成長した単結晶インゴットをワイヤ
ーソーや内周刃切断機によって薄円板状のウェーハを得
るスライス工程（この状態をスライスウェーハという）
と該スライス工程で得られたウェーハの割れやカケを防
止するため、その外周エッジ部を面取りする面取り工程
と、面取りされたウェーハをラッピングしてこれを平坦
化するラッピング工程と、面取りおよびラッピングされ
たウェーハ表面に残留する加工歪を除去するエッチング
工程と、エッチングされたウェーハを研磨して鏡面状に
仕上げ、表面粗さや平坦度を向上させる鏡面研磨工程
と、鏡面研磨されたウェーハを洗浄してこれに付着した
研磨剤や異物を除去する洗浄工程とからなる。

【０００３】また、このように製造したシリコンウェー
ハ上にエピタキシャル層を成長させる工程や、高温熱処
理等によりウェーハの品質を改善する種々の工程が付加
されることがある。このように製造されたシリコンウェ
ーハは、その後デバイス製造プロセスで使用される。こ
のウェーハの品質は、極めて厳しいものが要求される。

【０００４】シリコンウェーハの品質は、通常、ウェー
ハ上にＭＯＳキャパシタを多数形成し、それに電圧を印
加し、酸化膜破壊を生じたキャパシタの数によって評価
される。つまり、特定の電圧での良品率等の形で評価さ
れる。しかし、このＭＯＳキャパシタ法では、測定前の
ＭＯＳ形成や測定に時間がかかるためウェーハ全面の評
価には不適である。

【０００５】このＭＯＳキャパシタ法を補完する方法と
して、全面に酸化膜を形成したウェーハをメタノール溶
液中で銅電極を用い、電圧を印加し、酸化膜上に析出し
た銅密度を測定する銅析出法（Ｃｕデコレーション法と
もいわれる）が知られている（W.J.Shannon,“A Study
of Dielectric Defect Detection by Decoration With
Copper", RCA Review, June 1970, p.431)。

【０００６】この銅析出法は、測定時間が短くて済む
上、ウェーハ全面の評価ができる利点があり、シリコン
酸化膜欠陥の検出法として、あるいはチョクラルスキー
法（ＣＺ法）で製造されたＣＺ結晶中に存在するGrown-
in欠陥の実態解明の有力な手法として広く知られている
（逸見ら：１９９５年春季応用物理学会予稿集２８ｐ−
Ｃ−８，９）。

【０００７】しかし、この銅析出法は、ＣＺ法で製造
し、鏡面加工したウェーハ（ＣＺウェーハ）以外のシリ
コンウェーハ、例えば、エピタキシャル成長により製造
したウェーハ（Ｅｐｉウェーハ）やフローティングゾー
ン法で製造されたウェーハ（ＦＺウェーハ）、ＣＺ法で
製造されたウェーハであってもインターナルゲッタリン
グ処理のよう特別な処理をし、金属汚染の影響を少なく
したウェーハ（ＩＧウェーハ）や、水素処理をし、金属
汚染の影響を少なくしたウェーハ（Ｈ₂アニールＣＺウ
ェーハ）に対しては、適応が可能か否か不明であり、い
まだ究明されていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、銅析出法
について、ＣＺウェーハだけでなく、Ｅｐｉウェーハ、
ＦＺウェーハ、ＩＧウェーハ、Ｈ₂アニールＣＺウェー
ハを用いて酸化膜に印加する電界強度と銅析出密度の関
係を詳細に調べた結果、ウェーハの種類によってその関
係が著しく異なること、また、ウェーハ品種、酸化膜条
件及び銅析出条件を固定すると、ウェーハ製造工程に何
らかの不具合がない限り、銅析出密度を推定することが
可能であるという知見を得た。

【０００９】さらに、本発明者は、すべての種類のシリ
コンウェーハに対してＭＯＳキャパシタ法による結果と
合致する銅析出処理条件を求め、得られた銅析出密度で
ウェーハの品質を規定することができることを見出し、
本発明を完成したものである。

【００１０】本発明は、ウェーハ全面にわたって高品質
を維持しており、かつ半導体デバイス作製に好適に使用
されるシリコンウェーハ、並びに簡便かつ短時間の手法
によって良品、不良品の評価をウェーハ全面にわたって
正確に行うことのできるシリコンウェーハの品質評価方
法及びこの品質評価方法を用い、かつ、シリコンウェー
ハの品質の管理を簡便かつ正確に行うことのできるシリ
コンウェーハの品質管理方法及びシリコンウェーハの製
造工程のチェック及び管理を簡便に行うことのできるシ
リコンウェーハの製造工程の管理方法を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のシリコンウェーハは、シリコンウェーハの
表面全面に酸化膜を形成し、該シリコンウェーハをメタ
ノール溶液中に浸漬し、該シリコンウェーハに銅電極を
用いて電圧を印加し、酸化膜上に銅を析出させた時に、
所定の電界強度における銅析出密度が２０個／ｃｍ²以
下であり、これによってウェーハ全面にわたって高品質
を維持するようにしたものである。

【００１２】銅析出密度が２０個／ｃｍ²を越えている
場合には、シリコンウェーハの品質が不良となってお
り、ウェーハの種類に応じて次のような不良原因をあげ
ることができる。ＣＺウェーハやＦＺウェーハについ
ては、研磨ダメージ除去が不十分であるか、スクラッチ
が部分的に生じているか、ポリッシュ工程において重金
属不純物が存在している場合等である。Ｅｐｉウェー
ハについては、エピタルシャル成長工程後の洗浄ライン
に重金属汚染がおきた場合等である。Ｈ₂アニールＣ
ＺウェーハやＩＧウェーハについては、高温熱処理によ
るボート接触部に重金属汚染が生じた場合等である。

【００１３】前記電界強度としては、すべての種類のシ
リコンウェーハ、例えばＣＺウェーハ、Ｅｐｉウェー
ハ、ＦＺウェーハ、ＩＧウェーハ、Ｈ₂アニールＣＺウ
ェーハに対しては、５ＭＶ／ｃｍ以下に設定すればよ
い。前記シリコンウェーハがチョクラルスキー法によっ
て製造されたＣＺウェーハである場合には、前記電界強
度としては、７ＭＶ／ｃｍ以下に設定することができ
る。

【００１４】本発明のシリコンウェーハの品質評価方法
は、シリコンウェーハの表面全面に酸化膜を形成し、該
シリコンウェーハをメタノール溶液中に浸漬し、該シリ
コンウェーハに銅電極を用いて電圧を印加し、酸化膜上
に析出した銅密度を測定する銅析出法を用い、所定の電
界強度を設定し、当該電界強度における銅析出密度によ
って、当該シリコンウェーハの全面の品質を評価するこ
とを特徴とする。

【００１５】上記電界強度としては、ＦＮ電流による銅
析出が生じない電界強度以下に設定すればよいが、例え
ば、すべての種類のシリコンウェーハの評価を行う場合
には、上記電界強度を５ＭＶ／ｃｍに設定し、当該電界
強度における銅析出密度が２０個／ｃｍ²以下の場合は
良品、２０個／ｃｍ²を越えた場合は不良品と評価し、
また上記シリコンウェーハがチョクラルスキー法によっ
て製造されたＣＺウェーハのみの評価を行う場合には、
上記電界強度を７ＭＶ／ｃｍに設定し、当該電界強度に
おける銅析出密度が２０個／ｃｍ²以下の場合は良品、
２０個／ｃｍ²を越えた場合は不良品と評価することが
できる。なお、ＦＮ(Fowler-Nordheim)電流とは、絶縁
膜である酸化膜に高い電圧を加えた場合に流れるリーク
電流をいう。

【００１６】上記した銅析出法においては、酸化膜を１
０〜５０ｎｍの厚さに形成し、銅析出時間を１〜６０分
とするのが好適である。酸化膜厚が１０ｎｍ以下では測
定結果が不安定となり、５０ｎｍを超えると実際のデバ
イスとかけ離れてしまいかつ評価する装置の電源電圧が
高くなってしまうなどの不都合がある。

【００１７】銅析出時間が１分未満であると、銅析出が
充分でなくなり、６０分を越えると測定時間がそれだけ
長びいてしまう不利がある。

【００１８】本発明のシリコンウェーハの品質管理方法
は、上記したシリコンウェーハの品質評価方法を用い
て、シリコンウェーハの全面の品質を所定の範囲内に管
理するものである。

【００１９】本発明のシリコンウェーハの製造工程の管
理方法は、上記したシリコンウェーハの品質評価方法を
用いて、所定の製造工程を経て製造されたシリコンウェ
ーハの品質評価を行い、良品と評価された場合には製造
工程に異常はなく、不良品と評価された場合には製造工
程に異常があると判断し、製造工程の管理を行うもので
ある。

【００２０】この時、製造工程の初期段階で、ウェーハ
中に結晶欠陥が少ないことをセコエッチングによるＦＰ
Ｄ(Flow Pattern Defect)の観察等により把握しておく
ことにより、その後の製造工程の異常を正確に管理する
ことができる。また、異常が観察された場合、特にどこ
の工程に異常があるか特定するには、それぞれの工程で
ウェーハを抜き取り、本発明の品質評価方法による評価
を行い、レベルの変化等を調べればよい。また、他の評
価法と組み合わせることにより、更に正確な評価及び工
程の絞り込みを行うことができる。

【００２１】本発明では、シリコンウェーハの表面全面
のみに酸化膜が形成されている。このシリコンウェーハ
の表面全面に酸化膜を形成する方法としては、初めから
ウェーハの表面のみに酸化膜を形成できれば問題無い
が、通常は熱処理によりシリコンウェーハの表裏両面に
酸化膜が形成されてしまう。

【００２２】しかし、ウェーハ裏面側に酸化膜があると
銅析出処理を行っても電圧がかからないため銅の析出が
起こらない。従って、メタノール溶液に入れる前に、シ
リコンウェーハの裏面の酸化膜をＨＦ等で除去すること
により、シリコンウェーハの表面側のみに酸化膜を残
す。ここで、シリコンウェーハの表面とはデバイスを形
成する面であるが、これは、ウェーハ加工での鏡面研磨
を行った面又は銅析出法で銅析出を観察する面、陽極
（純銅）側の面のことである。

【００２３】

【実施例】以下に実験例及び実施例をあげて本発明をさ
らに具体的に説明するが、本発明が下記する実施例に限
定して解釈されるものでないことはいうまでもない。

【００２４】（実験例１）試料ウェーハ：ＣＺウェーハ、２００ｍｍφ、ｐ型、＜
１００＞。酸化膜形成酸化条件：ドライ酸素雰囲気９００℃又は１０００℃、
パイロ酸化８００℃又は１０００℃ 酸化膜厚（ｎｍ）：１０，２０，３０，４０，５０，６
０，７０，８０，９０，１００銅析出処理電界強度：５ＭＶ／ｃｍ陰極：真鍮に金メッキを施したプレート陽極：純銅電極間距離：約５ｍｍ析出時間：５分間

【００２５】上記した種々の酸化条件によって各試料ウ
ェーハの全面に上記した種々の膜厚の酸化膜を形成し
た。次いで、ウェーハ裏面の酸化膜をＨＦ処理で除去
し、それらの試料ウェーハをメタノール溶液中の陰極と
陽極との間に位置せしめて電圧印加し、上記条件で酸化
膜上に銅を析出させた。これらの試料ウェーハを自然乾
燥し、光学顕微鏡（５０倍）でウェーハ直径方向にスキ
ャンしながら、銅析出密度をカウントした。その結果、
次のような知見が得られた。

【００２６】銅析出密度は酸化膜厚１０ｎｍ〜１００ｎ
ｍの範囲ではほぼ一定であった。また、酸化膜の形成条
件が、上記のように異なっていても欠陥密度はほぼ一定
であり、影響は少ないことがわかった。さらに、銅析出
密度は電界強度に依存し、電界強度が高くなるに従って
高密度になることもわかった。銅析出物は析出時間の増
加とともにサイズは大きくなるものの密度はほぼ一定で
あった。

【００２７】（実験例２）試料ウェーハ：ＣＺウェーハ、２００ｍｍφ、ｐ型、＜
１００＞。酸化膜形成酸化条件：ドライ酸素雰囲気９００℃ 酸化膜厚：２５ｎｍ

【００２８】上記した酸化条件によって試料ウェーハの
全面に酸化膜を形成し、実験例１と同様にして酸化膜上
に銅を析出させ、その銅析出密度を測定した。一方、同
じ試料ウェーハについてＭＯＳキャパシタ法によって８
ＭＶ／ｃｍ以下で破壊する欠陥の密度を測定した。上記
銅析出密度と欠陥密度とがほぼ一致することを確認し
た。

【００２９】上記したＭＯＳキャパシタ法は従来公知の
手法を適用すればよいが、本実験例においては、銅析出
法と同様に酸化膜を形成し、その後３００ｎｍのリンド
ープポリシリコンを形成し、面積８ｍｍ²のＭＯＳキャ
パシタを形成する。酸化膜破壊の判定電流密度を１ｍＡ
／ｃｍ²とし、ウェーハ面内１００点を測定し、電界強
度８ＭＶ／ｃｍ以下で破壊した割合で欠陥密度を評価し
た。

【００３０】シリコンの品質をＭＯＳキャパシタ法及び
本発明の品質評価方法との比較から考察すると、本発明
の品質評価方法によって測定した場合の銅析出密度が約
２０個／ｃｍ²以下のウェーハであれば、ＭＯＳキャパ
シタ法で測定したＩ−Ｖ特性に異常は見られなかった。
しかし、本発明の品質評価方法によって３０個、５０
個、１００個／ｃｍ²程度の銅析出密度を示すウェーハ
では、銅析出密度の増加により、ＭＯＳキャパシタ法の
Ｉ−Ｖ特性に異常が見られるようになった。

【００３１】すなわち、本発明の品質評価方法による銅
析出密度が２０個／ｃｍ²以下のウェーハであれば品質
的に良好であるので、この値を基準値として品質の評価
および製造工程の管理を行えばよい。この基準値は要求
される品質にもよるが、特に高品質のウェーハが必要と
される場合、更にこの銅析出密度が少ないウェーハ、例
えば銅析出密度が１０個／ｃｍ²以下としウェーハを管
理・製造すればよい。

【００３２】（実験例３）試料ウェーハ：ＣＺウェーハ（２００ｍｍφ）、Ｅｐｉ
ウェーハ（２００ｍｍφ）、ＦＺウェーハ（１５０ｍｍ
φ）、Ｈ₂ アニールＣＺウェーハ（２００ｍｍφ）いず
れもｐ型、＜１００＞。酸化膜形成酸化条件：ドライ酸素雰囲気９００℃ 酸化膜厚：２５ｎｍ銅析出処理電界強度：（ＭＶ／ｃｍ）：３、４、５、６、７、８、
９陰極：真鍮に金メッキを施したプレート陽極：純銅電極間距離：約５ｍｍ析出時間：５分間

【００３３】上記した酸化条件によって各試料ウェーハ
の全面に酸化膜を形成した。次いで、ウェーハ裏面の酸
化膜をＨＦ処理で除去し、それらの試料ウェーハをメタ
ノール溶液中の陰極と陽極との間に位置せしめて電圧を
印加し、上記条件で酸化膜上に銅を析出させ、実験例１
と同様にしてその銅析出密度を測定した。このようにし
て、ＣＺウェーハ、Ｅｐｉウェーハ、ＦＺウェーハ、Ｈ
₂ アニールＣＺウェーハについての電界強度と銅析出密
度との関係を調べ、その結果を図１に示した。図１にお
いて、△はＦＺウェーハ、□はＥｐｉウェーハ、○はＨ
₂ アニールＣＺウェーハ及び●はＣＺウェーハをそれぞ
れ示す。

【００３４】図１の結果から明らかなように、ＣＺウェ
ーハでは低電界強度でも強電界強度でもそれほど急激に
銅析出密度は増加しないが、ＥｐｉウェーハやＦＺウェ
ーハでは低電界で極めて低密度であったものが、６ＭＶ
／ｃｍ程度で急激に増加する傾向があった。

【００３５】この様にウェーハの種類によって銅析出密
度の電界強度依存性が異なることが確認できた。特に欠
陥の少ないＥｐｉウェーハ等では、５ＭＶ／ｃｍ以上で
も酸化膜破壊は起きておらず、酸化膜破壊が起きなくと
も銅析出物の増加があることがわかった。この現象は、
ＦＮ電流が流れた場所に銅が析出することに起因して現
れるものである。

【００３６】従って、酸化膜破壊の起こらないようなウ
ェーハであっても、良品であるかどうかは、ＦＮ電流が
大量に流れる電界強度、つまり銅析出が始まる臨界の電
界強度を把握しておくことにより、品質の評価及び管理
を行うことが可能となる。

【００３７】つまり、ＦＺウェーハ、Ｅｐｉウェーハに
おいては、５ＭＶ／ｃｍの電界強度で急激な銅析出が起
こるということは、５ＭＶ／ｃｍの電界強度で銅の析出
が生ずるに十分なＦＮ電流が流れはじめていることを意
味しているものである。

【００３８】図１に示されるごとく、良品のＣＺウェー
ハであれば７ＭＶ／ｃｍまでは銅析出密度が２０個／ｃ
ｍ²を超えることはないが、良品のＦＺウェーハやＥｐ
ｉウェーハ等では５ＭＶ／ｃｍ以上で、急激に銅析出密
度が増えてしまうため、良品であるにもかかわらず、Ｃ
Ｚウェーハと同様な判定基準では、品質的に異常と判断
してしまう可能性がある。従って、ウェーハの種類毎に
ＦＮ電流値を把握し、ＦＮ電流による銅析出が生じない
電界強度でウェーハの品質を管理する必要があるのであ
る。

【００３９】ここで、シリコンウェーハに何らかの欠陥
や、金属汚染があった場合、同じ電界強度でも銅析出密
度が異なってくる。つまり銅析出物の量が多くなる。こ
れはＦＮ電流が生じるためではなく、従来の酸化膜破壊
と同様な現象が起こるためである。

【００４０】つまり、ＦＮ電流による銅析出及び２０個
／ｃｍ²程度の析出では、ウェーハ品質に特に問題は無
いが、欠陥や重金属汚染等の起因による酸化膜破壊によ
る銅析出は問題であり、こられを区別できる電界強度で
管理することが特に重要である。

【００４１】従って、シリコンウェーハの製造工程中に
異常があるかどうかは、このＦＮ電流による銅析出が生
じない電界強度以下で銅析出密度を管理することにより
行える。つまり、ウェーハの種類毎に銅析出処理条件を
固定し、銅析出密度を把握しておけば工程管理が行え
る。特にウェーハの種類を区別せずに管理する場合、図
１から明らかなように、電界強度５ＭＶ／ｃｍ以下で銅
析出密度２０個／ｃｍ²以下であれば良品、２０個／ｃ
ｍ²を越えたら不良品という評価基準でシリコンウェー
ハの品質管理を行うことができる。

【００４２】ＣＺウェーハにおける電界強度と銅析出密
度との関係は、ＦＮ電流によらず、酸化膜破壊によると
判断されるが、このＣＺウェーハについても同様な品質
管理は可能である。図１から明らかなごとく、ＣＺウェ
ーハの場合、電界強度が７ＭＶ／ｃｍ以下で銅析出密度
は２０個／ｃｍ²以下であれば良品、２０個／ｃｍ²を
越えたら不良品という評価基準でシリコンウェーハの品
質管理を行うことができる。

【００４３】（実施例１）ＣＺウェーハの場合について
重金属の影響が銅析出処理によって評価できることを確
認した。ここでＣＺウェーハは、直径２００ｍｍ、抵抗
率約１０Ω・ｃｍ、ｐ型、＜１００＞のものを使用し
た。

【００４４】チョクラルスキー法で製造したインゴット
をスライスし、通常の加工工程で鏡面研磨ウェーハを製
造する工程において、この加工工程中の最終洗浄槽に故
意にＣｕを混入させた不良品ＣＺウェーハと混入させな
い良品ＣＺウェーハについて、実験例２の酸化膜形成条
件と同様の条件でそれぞれのウェーハの全面に酸化膜を
形成した。次いで、実験例１と同様にして各ウェーハの
酸化膜上に銅を析出させた。

【００４５】Ｃｕを混入させなかった洗浄槽で洗浄した
良品ウェーハの銅析出密度は、５〜１０個／ｃｍ²であ
ったが、Ｃｕを混入した洗浄槽で洗浄した不良品ウェー
ハの銅析出密度は１００個／ｃｍ²レベルと極めて高密
度であった。同じウェーハについて別な評価法であるＭ
ＯＳキャパシタ法で評価した場合でもＣｕを混入した洗
浄槽で洗浄したＣＺウェーハでは不良品であり、Ｃｕを
混入しない洗浄槽で洗浄したＣＺウェーハは良品であっ
た。

【００４６】（実施例２）ＣＺウェーハについてスクラ
ッチ（ウェーハ表面の傷）の導入が銅析出処理によって
評価できることを確認した。

【００４７】ウェーハ加工中にウェーハ表面にスクラッ
チを故意に導入した不良品ウェーハについて実施例１と
同様に銅析出処理を行った。このウェーハの銅析出密度
は２０個／ｃｍ²以上であり、特にスクラッチ部では１
００個／ｃｍ²以上の銅析出物が観察された。

【００４８】（実施例３）エピタキシャル成長を行い炉
から取り出し、異なる洗浄ライン１〜３で洗浄したエピ
タキシャルウェーハ（Ｅｐｉウェーハ）の洗浄状態が銅
析出処理によって評価できることを確認した。Ｅｐｉウ
ェーハは直径２００ｍｍの抵抗率０．０１Ω・ｃｍ程度
の基板上に１１００℃で約６μｍのエピ層（約１０Ω・
ｃｍ）を成長した、いわゆるｐ／ｐ⁺のウェーハを用い
た。

【００４９】上記した異なる洗浄ライン１〜３で洗浄さ
れたＥｐｉウェーハについて実施例１と同様に銅析出処
理を行った。洗浄ライン１で洗浄されたウェーハの銅析
出密度は３個／ｃｍ²レベル、洗浄ライン２で洗浄され
たウェーハの銅析出密度は１０個／ｃｍ²レベル、洗浄
ライン３で洗浄されたウェーハの銅析出密度は５０個／
ｃｍ²レベルであった。この洗浄ラインの金属汚染レベ
ルを確認したところ、洗浄ライン１、２では重金属不純
物は検出されなかったものの、洗浄ライン３ではＮｉ，
Ｆｅ，Ｃｕ等の重金属不純物が検出された。このように
所定の製造工程を経て製造されたシリコンウェーハを本
発明の評価方法によって評価することによって、製造工
程の管理を行うことができる。

【００５０】（実施例４）ＦＺ法での結晶引き上げ中に
窒素ドープを行った場合と行わなかった場合での品質の
違いを銅析出処理によって評価できることを確認した。
ＦＺインゴットは直径１５０ｍｍ、抵抗率約１０Ω・ｃ
ｍ、ｐ型＜１００＞のものを使用し、これを通常の加工
工程でウェーハ加工した。

【００５１】ＭＯＳキャパシタ法でこのウェーハを確認
すると窒素ドープしないものはウェーハ中心部に酸化膜
破壊が多く観察された。実施例１と同様に銅析出処理を
行った場合、ウェーハ中心部の銅析出密度は３０個／ｃ
ｍ²以上であった。窒素ドープした場合、銅析出密度
は、ほとんど観察されず、析出のあるウェーハでも３個
／ｃｍ²程度であった。

【００５２】（実施例５）Ｈ₂アニールＣＺウェーハに
ついて熱処理工程での汚染評価が銅析出処理によってで
きることを確認した。熱処理は、直径２００ｍｍ、抵抗
率約１０Ω・ｃｍ、ｐ型＜１００＞のＣＺウェーハを水
素ガス雰囲気中、１２００℃で１時間行った。

【００５３】実施例１と同様に銅析出処理を行い、ウェ
ーハ全面を観察すると、ウェーハ周辺部の特定位置に銅
析出が多く検出されていた。この部分の析出は４０個／
ｃｍ ²レベルであった。この特定位置は、熱処理中にウ
ェーハを保持するボートとの接触部分であり、この部分
から高濃度の重金属が観察された。

【００５４】上記したごとく、本発明のシリコンウェー
ハの評価方法を適用することによりＣＺウェーハやＦＺ
ウェーハ等ではインゴットからウェーハを製造する工程
でのウェーハ加工中の研磨のダメージの有無、ポリッシ
ング工程等の洗浄槽での金属汚染の有無、エピタキシャ
ルウェーハの製造ではエピタキシャル成長後の洗浄ライ
ンでの金属汚染の有無、水素処理やその他のゲッタリン
グ処理を行ったウェーハでは、処理中の金属汚染の有無
等をそれぞれ検知することができ、特に各工程における
金属汚染の有無を簡単に検知することができ、その品質
管理及び工程管理を行うことができる利点がある。

【００５５】上記した実験例及び実施例の結果から、銅
析出処理は全ての品種のウェーハについて適用可能であ
るが、ウェーハの種類によって電界強度依存性が異なる
ことがわかった。この電界強度依存性を確認しておくこ
とで、ウェーハの製造工程内における異常を検知し管理
することができる。また、ウェーハの種類を気にせず管
理するには電界強度が５ＭＶ／ｃｍ以下で、その銅析出
密度を２０個／ｃｍ²以下とすれば管理も容易でかつ信
頼性の高い品質管理及び工程管理が行える。さらに、Ｃ
Ｚウェーハだけであれば、電界強度が７ＭＶ／ｃｍ以下
で、その銅析出密度を２０個／ｃｍ²以下とすれば同様
に品質管理及び工程管理を行うことができる。

【００５６】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明のシリコンウ
ェーハはウェーハ全面にわたって評価された高品質を維
持しており、半導体デバイス作製に好適に使用されると
いう効果を奏する。本発明のシリコンウェーハの評価方
法は、簡便かつ短時間の手法によって良品、不良品の評
価をウェーハ全面にわたって正確に行うことができると
いう効果を奏する。さらに、本発明のシリコンウェーハ
の品質管理方法は、シリコンウェーハの品質の管理を簡
便かつ正確に行うことができるという効果を奏する。本
発明のシリコンウェーハの製造工程の管理方法は、シリ
コンウェーハの製造工程のチェック及び管理を簡便に行
うことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実験例３における電界強度と銅析出密度の関
係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリコンウェーハの表面全面に酸化膜を
形成し、該シリコンウェーハをメタノール溶液中に浸漬
し、該シリコンウェーハに銅電極を用いて電圧を印加
し、酸化膜上に銅を析出させた時に、所定の電界強度に
おける銅析出密度が２０個／ｃｍ²以下であることを特
徴とするウェーハ全面にわたって高品質を維持したシリ
コンウェーハ。
【請求項２】前記電界強度が５ＭＶ／ｃｍ以下である
ことを特徴とする請求項１記載のウェーハ全面にわたっ
て高品質を維持したシリコンウェーハ。
【請求項３】前記シリコンウェーハがチョクラルスキ
ー法によって製造されたものであり、前記電界強度が７
ＭＶ／ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の
ウェーハ全面にわたって高品質を維持したシリコンウェ
ーハ。
【請求項４】シリコンウェーハの表面全面に酸化膜を
形成し、該シリコンウェーハをメタノール溶液中に浸漬
し、該シリコンウェーハに銅電極を用い電圧を印加し、
酸化膜上に析出した銅密度を測定する銅析出法を用い、
所定の電界強度を設定し、当該電界強度における銅析出
密度によって、当該シリコンウェーハの全面の品質を評
価することを特徴とするシリコンウェーハの品質評価方
法。
【請求項５】前記電界強度をＦＮ電流により銅析出が
生じない電界強度以下に設定することを特徴とする請求
項４記載のシリコンウェーハの品質評価方法。
【請求項６】前記電界強度を５ＭＶ／ｃｍ以下に設定
し、当該電界強度における銅析出密度が２０個／ｃｍ²
以下の場合は良品、２０個／ｃｍ²を越えた場合は不良
品と評価することを特徴とする請求項４又は５記載のシ
リコンウェーハの品質評価方法。
【請求項７】前記シリコンウェーハがチョクラルスキ
ー法によって製造されたものであり、前記電界強度を７
ＭＶ／ｃｍ以下に設定し、当該電界強度における銅析出
密度が２０個／ｃｍ²以下の場合は良品、２０個／ｃｍ
²を越えた場合は不良品と評価することを特徴とする請
求項４又は５記載のシリコンウェーハの品質評価方法。
【請求項８】前記酸化膜を１０〜５０ｎｍの厚さに形
成し、銅析出時間を１〜６０分としたことを特徴とする
請求項４〜７のいずれか１項記載のシリコンウェーハの
品質評価方法。
【請求項９】請求項４〜８のいずれか１項記載の方法
を用いて、シリコンウェーハの全面の品質を所定範囲内
に管理することを特徴とするシリコンウェーハの品質管
理方法。
【請求項１０】請求項４〜８のいずれか１項記載の方法
を用いて、所定の製造工程を経て製造されたシリコンウ
ェーハの品質評価を行ない、良品と評価された場合には
製造工程に異常はなく、不良品と評価された場合には製
造工程に異常があると判断し、製造工程の管理を行なう
ことを特徴とするシリコンウェーハの製造工程の管理方
法。