JP2000193597A - Method for inspecting surface of silicon wafer - Google Patents
Method for inspecting surface of silicon waferInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウェーハ
表面の検査方法に関し、より詳しくは、異物検査装置に
より検出される輝点を基に、汚染物質としての重金属不
純物元素を特定するシリコンウェーハ表面の検査方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for inspecting a surface of a silicon wafer, and more particularly, to a method for inspecting a surface of a silicon wafer for specifying a heavy metal impurity element as a contaminant based on a bright spot detected by a foreign matter inspection apparatus. Related to inspection method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】シリコンエピタキシャルウエーハまたは
鏡面仕上げシリコンウェーハにＳＣ−１洗浄（ＮＨ4 Ｏ
Ｈ，Ｈ2 Ｏ2 ，Ｈ2 Ｏの混合溶液を用いた洗浄）を繰り
返し行った後、異物検査装置で検出される輝点の形状
を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Mi
croscope）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Transmission
Electron Microscope）等の走査型トンネル顕微鏡（Ｓ
ＴＭ：Scanning TunnelingMicroscope ）、あるいは原
子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic Force Microscope）等
の走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ：Scanning Probe Mic
roscope ）で観察する検査方法は、既に提案されてい
る。2. Description of the Related Art SC-1 cleaning (NH 4 O) is applied to a silicon epitaxial wafer or a mirror-finished silicon wafer.
After repeatedly performing washing using a mixed solution of H, H 2 O 2 , and H 2 O), the shape of the bright spot detected by the foreign matter inspection device is determined by a scanning electron microscope (SEM).
croscope) and transmission electron microscope (TEM: Transmission)
Electron Microscope and other scanning tunneling microscopes (S
Scanning Probe Microscope (SPM) such as TM: Scanning Tunneling Microscope or Atomic Force Microscope (AFM)
An inspection method for observing with a roscope has already been proposed.
【０００３】従来、前記異物検査装置で検出される輝点
としては、シリコンウェーハ上のパーティクルとシリコ
ンウェーハの結晶品質に起因した各種表面ピット［ＣＯ
Ｐ（Crystal Originated Particles）、転位等］とが知
られている。このうち、前記パーティクルはシリコンウ
ェーハ表面で凸状に観察され、前記ＣＯＰはシリコンウ
ェーハ表面で正方形［（１００）鏡面ウェーハ］や六角
形［（１１１）鏡面ウェーハ］に観察されることから、
前記パーティクルや前記ＣＯＰを輝点の原因とするもの
についてはその原因をある程度特定することができる。Conventionally, bright spots detected by the foreign substance inspection apparatus include particles on a silicon wafer and various surface pits [CO] caused by the crystal quality of the silicon wafer.
P (Crystal Originated Particles), dislocations, etc.] are known. Among them, the particles are observed in a convex shape on the silicon wafer surface, and the COP is observed in a square [(100) mirror surface wafer] or a hexagonal [(111) mirror surface wafer] on the silicon wafer surface.
For those causing the particles and the COP as the cause of the bright spot, the cause can be specified to some extent.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シリコ
ンウェーハ表面近傍のバルク中に存在する各種金属不純
物に起因する輝点の形状はいまだ報告されておらず、異
物検査装置により検出された輝点の形状から重金属不純
物の元素種類を特定することは不可能であった。異物検
査装置で検出される輝点の形成原因を知ることは、ウェ
ーハ製造工程における改善のヒントを得ることに繋が
り、ＬＳＩにおける酸化絶縁膜の信頼性や少数キャリア
ライフタイム等の品質特性を向上させる上で重要な意味
を有している。However, the shape of the bright spot due to various metal impurities present in the bulk near the surface of the silicon wafer has not yet been reported, and the shape of the bright spot detected by the foreign matter inspection device has not been reported. It was impossible to specify the element type of the heavy metal impurity from the data. Knowing the cause of the formation of bright spots detected by the foreign substance inspection device leads to obtaining hints for improvement in the wafer manufacturing process, and improves quality characteristics such as the reliability of the oxide insulating film in LSI and minority carrier lifetime. Has important significance above.
【０００５】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
って、シリコンウェーハ品質特性の劣化原因が重金属不
純物にあるか否かの判定、あるいはシリコンウェーハ品
質特性の劣化原因が重金属不純物にある場合はこの重金
属不純物元素の種類の特定を簡易かつ迅速に行うことが
できるシリコンウェーハ表面の検査方法を提供すること
を目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above problems, and it is an object of the present invention to determine whether a cause of deterioration of a silicon wafer quality characteristic is a heavy metal impurity or to determine whether a cause of deterioration of a silicon wafer quality characteristic is a heavy metal impurity. It is an object of the present invention to provide a method for inspecting the surface of a silicon wafer, which can easily and quickly specify the type of the heavy metal impurity element.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するために、本発明に係るシリコンウェーハ表面の
検査方法（１）は、予め既知の重金属を拡散させておい
たシリコンウェーハ表面を洗浄する洗浄工程、異物検査
装置により前記シリコンウェーハ表面における輝点を検
出する輝点検出工程、該輝点の形状を顕微鏡等によって
観察しておく輝点形状観察工程、被検査用のシリコンウ
ェーハ表面を洗浄する洗浄工程、異物検査装置により前
記シリコンウェーハ表面における輝点を検出する輝点検
出工程、該輝点の形状を前記顕微鏡等によって観察する
輝点形状観察工程、前記重金属を拡散させておいたシリ
コンウェーハ表面における重金属に起因する輝点の形状
と、前記被検査用のシリコンウェーハ表面における前記
輝点の形状とを比較することにより、前記被検査用のシ
リコンウェーハ表面に存在する重金属元素種を特定する
重金属元素種特定工程を含むことを特徴としている。In order to achieve the above object, a method for inspecting a silicon wafer surface according to the present invention (1) includes cleaning a silicon wafer surface in which a known heavy metal has been diffused in advance. Cleaning step, a bright spot detecting step of detecting a bright spot on the silicon wafer surface by a foreign matter inspection device, a bright spot shape observing step of observing the shape of the bright spot by a microscope or the like, and a silicon wafer surface for inspection. A washing step of washing, a bright spot detecting step of detecting a bright spot on the silicon wafer surface by a foreign substance inspection device, a bright spot shape observing step of observing the shape of the bright spot by the microscope or the like, and the heavy metal is diffused. The shape of the bright spot on the silicon wafer surface due to the heavy metal is compared with the shape of the bright spot on the surface of the inspected silicon wafer. By, is characterized by comprising said heavy metal elements species specifying step of specifying a heavy metal element species present in the silicon wafer surface for inspection.
【０００７】上記シリコンウェーハ表面の検査方法
（１）によれば、異物検査装置により検出された輝点
が、どのような重金属不純物元素に起因しているのかを
簡便に且つ効率的に評価することができる。According to the silicon wafer surface inspection method (1), it is possible to simply and efficiently evaluate what kind of heavy metal impurity element causes the bright spot detected by the foreign matter inspection device. Can be.
【０００８】また、本発明に係るシリコンウェーハ表面
の検査方法（２）は、上記シリコンウェーハ表面の検査
方法（１）において、前記二つの洗浄工程がＳＣ−１
（ＮＨ4 ＯＨ、Ｈ2 Ｏ2 、Ｈ2 Ｏ溶液による）洗浄によ
り構成されていることを特徴としている。上記シリコン
ウェーハ表面の検査方法（２）によれば、前記異物検査
装置により前記シリコンウェーハ表面における輝点を検
出できるまでの洗浄を容易に行うことができる。[0008] In the method (2) for inspecting the surface of a silicon wafer according to the present invention, in the method (1) for inspecting the surface of the silicon wafer, the two cleaning steps may be SC-1
(NH 4 OH, H 2 O 2 , H 2 O solution). According to the silicon wafer surface inspection method (2), cleaning can be easily performed until a bright spot on the silicon wafer surface can be detected by the foreign substance inspection device.
【０００９】また、本発明に係るシリコンウェーハ表面
の検査方法（３）は、上記シリコンウェーハ表面の検査
方法（１）又は（２）において、前記二つの洗浄工程が
複数回の洗浄により構成されていることを特徴としてい
る。上記シリコンウェーハ表面の検査方法（３）によれ
ば、前記異物検査装置により前記シリコンウェーハ表面
における輝点を検出できるまでの洗浄を確実なものとす
ることができる。Further, the method for inspecting the surface of a silicon wafer (3) according to the present invention is the method for inspecting the surface of a silicon wafer (1) or (2), wherein the two cleaning steps are performed by a plurality of cleanings. It is characterized by having. According to the method (3) for inspecting the surface of a silicon wafer, it is possible to reliably perform cleaning until a bright spot on the surface of the silicon wafer can be detected by the foreign substance inspection device.
【００１０】また、本発明に係るシリコンウェーハ表面
の検査方法（４）は、上記シリコンウェーハ表面の検査
方法（１）〜（３）のいずれかにおいて、予め既知の重
金属を前記シリコンウェーハ表面に拡散させる際、４０
０〜１２００℃の温度範囲での熱処理を施すことを特徴
としている。上記シリコンウェーハ表面の検査方法
（４）によれば、シリコンウェーハ表面への前記重金属
の拡散を均一的、かつ確実なものとすることができる。The method for inspecting the surface of a silicon wafer according to the present invention is the method for inspecting a surface of a silicon wafer according to any one of the above-described methods for inspecting a surface of a silicon wafer. When letting 40
The heat treatment is performed in a temperature range of 0 to 1200 ° C. According to the silicon wafer surface inspection method (4), the diffusion of the heavy metal to the silicon wafer surface can be made uniform and reliable.
【００１１】また、本発明に係るシリコンウェーハ表面
の検査方法（５）は、上記シリコンウェーハ表面の検査
方法（１）〜（４）のいずれかにおいて、被検査用のシ
リコンウェーハに対する前記洗浄工程の前に、４００〜
９００℃の温度範囲での熱処理を施しておくことを特徴
としている。上記シリコンウェーハ表面の検査方法
（５）によれば、検出対象がＦｅのようにシリコンウェ
ーハバルク中に原子の状態で固溶しやすい重金属であっ
たとしても、これをシリコンウェーハバルク中に析出さ
せて、原子の状態で固溶しやすい重金属の検出を確実な
ものとすることができる。The method for inspecting the surface of a silicon wafer according to the present invention is the method for inspecting a silicon wafer to be inspected in any one of the above-described methods for inspecting a surface of a silicon wafer. Before, 400-
The heat treatment is performed in a temperature range of 900 ° C. According to the silicon wafer surface inspection method (5), even if the detection target is a heavy metal that easily dissolves in an atomic state in the silicon wafer bulk such as Fe, it is deposited in the silicon wafer bulk. As a result, it is possible to reliably detect heavy metals which are easily dissolved in an atomic state.
【００１２】また、本発明に係るシリコンウェーハ表面
の検査方法（６）は、上記シリコンウェーハ表面の検査
方法（５）において、前記４００〜９００℃の温度範囲
での熱処理の前に、前記シリコンウェーハ表面に存在す
る重金属を除去するための洗浄を行い、前記４００〜９
００℃の温度範囲での熱処理の後に、シリコンウェーハ
表面の酸化膜を除去しておくことを特徴としている。上
記シリコンウェーハ表面の検査方法（６）によれば、シ
リコンウェーハバルク中に原子の状態で固溶しやすい重
金属以外の重金属の影響をなくし、シリコンウェーハバ
ルク中に原子の状態で固溶しやすい重金属の検出を、よ
り容易なものとすることができる。Further, in the method for inspecting a silicon wafer surface according to the present invention, in the method for inspecting a silicon wafer surface according to the present invention, the silicon wafer is subjected to the heat treatment in the temperature range of 400 to 900 ° C. Washing is performed to remove heavy metals present on the surface,
After the heat treatment in the temperature range of 00 ° C., the oxide film on the surface of the silicon wafer is removed. According to the silicon wafer surface inspection method (6), heavy metals other than heavy metals that are easily dissolved in the silicon wafer bulk in the form of atoms are eliminated, and heavy metals that are easily dissolved in the silicon wafer bulk in the form of atoms are eliminated. Can be more easily detected.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るシリコンウェ
ーハ表面の検査方法の実施の形態を説明する。予めシリ
コンウェーハの表面に既知の元素からなる各種重金属を
含む水溶液を滴下することにより、あるいはシリコンウ
ェーハを既知の元素からなる各種重金属を含む水溶液中
に浸漬すること等により、シリコンウェーハ表面に重金
属汚染を生じさせておく。次に前記シリコンウェーハに
乾燥酸素又は窒素雰囲気中、４００〜１２００℃の温度
範囲で１時間程度の熱処理を施すことにより、前記重金
属を該シリコンウェーハ中に拡散させ、シリコンウェー
ハ表面近傍のバルク中に前記重金属を析出させる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the method for inspecting a silicon wafer surface according to the present invention will be described below. Heavy metal contamination on the silicon wafer surface by, for example, dropping an aqueous solution containing various heavy metals composed of known elements on the surface of the silicon wafer in advance, or dipping the silicon wafer in an aqueous solution containing various heavy metals composed of known elements. Is generated. Next, by subjecting the silicon wafer to a heat treatment in a dry oxygen or nitrogen atmosphere at a temperature in the range of 400 to 1200 ° C. for about 1 hour, the heavy metal is diffused into the silicon wafer, and the silicon is placed in a bulk near the silicon wafer surface. The heavy metal is deposited.
【００１４】次に前記シリコンウェーハに対して例えば
（ＮＨ4 ＯＨ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ＝１：１：５）からな
る溶液を用いたＳＣ−１洗浄を複数回繰り返し施し、そ
の後、異物検査装置を用いてシリコンウェーハ表面にお
ける輝点を観察し、各輝点の座標を記憶手段に記憶させ
ておく。次に、前記座標を基に輝点の形状をＳＥＭある
いはＡＦＭ等を用いて観察しておく。Next, the silicon wafer is repeatedly subjected to SC-1 cleaning using a solution composed of, for example, (NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 5) a plurality of times. Bright spots on the surface of the silicon wafer are observed using a foreign matter inspection device, and the coordinates of each bright spot are stored in a storage unit. Next, the shape of the luminescent spot is observed using SEM or AFM based on the coordinates.
【００１５】次に、シリコンウェーハの表面に重金属汚
染処理を施していない未処理のシリコンエピタキシャル
ウェーハまたは鏡面仕上げシリコンウェーハに対し、前
記ＳＣ−１洗浄を複数回繰り返し施す。その後、異物検
査装置を用いて前記シリコンウェーハ表面における輝点
を観察し、各輝点の座標を記憶手段に記憶させておく。Next, the SC-1 cleaning is repeated a plurality of times on an untreated silicon epitaxial wafer or a mirror-finished silicon wafer on which the surface of the silicon wafer has not been subjected to the heavy metal contamination treatment. Thereafter, the bright spots on the surface of the silicon wafer are observed using a foreign matter inspection device, and the coordinates of each bright spot are stored in the storage means.
【００１６】次に、前記座標を基に、前記輝点の形状を
ＳＥＭあるいはＡＦＭ等を用いて観察する。そして該輝
点の形状を、先に観察しておいた前記重金属汚染に起因
する輝点の形状と比較し、未処理のシリコンエピタキシ
ャルウェーハまたは鏡面仕上げシリコンウェーハ表面に
存在する重金属汚染元素種の特定を行う。Next, based on the coordinates, the shape of the luminescent spot is observed using an SEM or AFM. Then, the shape of the bright spot is compared with the shape of the bright spot caused by the heavy metal contamination previously observed, and the type of the heavy metal contaminant element present on the surface of the untreated silicon epitaxial wafer or the mirror-finished silicon wafer is specified. I do.
【００１７】上記方法は、シリコンウェーハ表面近傍の
バルク中に欠陥を形成しているＮｉやＣｕ等の重金属汚
染物質の検出に極めて有効である。しかしながら、Ｆｅ
のようにシリコンウェーハのバルク中に原子の状態で固
溶しやすい重金属に対しては、上記した方法は有効でな
い場合も生じる。そこで、Ｆｅのようにシリコンウェー
ハバルク中に原子の状態で固溶しやすい重金属の検出に
は以下の方法を実施する。The above method is extremely effective for detecting heavy metal contaminants such as Ni and Cu forming defects in the bulk near the silicon wafer surface. However, Fe
As described above, the above method may not be effective for a heavy metal which is likely to be dissolved in an atomic state in a bulk of a silicon wafer. Therefore, the following method is used to detect a heavy metal that easily dissolves in an atomic state in a silicon wafer bulk such as Fe.
【００１８】まず、シリコンエピタキシャルウエーハま
たは鏡面仕上げシリコンウェーハの表面に存在する重金
属を除去するための洗浄をＳＣ−１洗浄やＳＣ−２洗浄
を用いて行い、その後、シリコンウェーハの表面にＦｅ
元素を含む水溶液を滴下することにより、あるいはシリ
コンウェーハをＦｅ元素を含む水溶液中に浸漬すること
等により、シリコンウェーハの表面にＦｅ重金属汚染を
生じさせておく。次に固溶しているＦｅ重金属を表面近
傍バルク中に析出させるため、乾燥酸素又は窒素雰囲気
中、比較的低温である４００〜９００℃の温度範囲で２
時間程度の熱処理を施す。First, cleaning for removing heavy metals existing on the surface of a silicon epitaxial wafer or a mirror-finished silicon wafer is performed using SC-1 cleaning or SC-2 cleaning.
The heavy metal contamination of the surface of the silicon wafer is caused by dropping an aqueous solution containing an element or dipping the silicon wafer in an aqueous solution containing an Fe element. Next, in order to precipitate the solid solution Fe heavy metal in the bulk near the surface, the solution is heated in a dry oxygen or nitrogen atmosphere at a relatively low temperature of 400 to 900 ° C.
Heat treatment for about an hour is performed.
【００１９】次に前記シリコンウェーハに対して例えば
（ＮＨ4 ＯＨ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ＝１：１：５）からな
るＳＣ−１洗浄を複数回繰り返し施し、その後、異物検
査装置を用いてシリコンウェーハ表面におけるＦｅ重金
属に起因する輝点を観察し、各輝点の座標を記憶手段に
記憶させておく。次に、前記座標を基に、前記輝点の形
状をＳＥＭあるいはＡＦＭ等を用いて観察しておく。Next, the silicon wafer is repeatedly subjected to SC-1 cleaning composed of, for example, (NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 5) a plurality of times. Then, bright points caused by Fe heavy metal on the surface of the silicon wafer are observed, and the coordinates of each bright point are stored in the storage means. Next, based on the coordinates, the shape of the bright spot is observed using SEM, AFM, or the like.
【００２０】次に、シリコンウェーハの表面にＦｅ重金
属汚染処理を施していない未処理のシリコンエピタキシ
ャルウェーハまたは鏡面仕上げシリコンウェーハに対
し、シリコンウェーハ表面上に存在する重金属を除去す
るための洗浄をＳＣ−１洗浄やＳＣ−２洗浄を用いて行
う。次に、固溶しているＦｅ重金属をシリコンウェーハ
表面近傍のバルク中に析出させるため、比較的低温であ
る４００〜９００℃の熱処理を行う。Next, for an unprocessed silicon epitaxial wafer or a mirror-finished silicon wafer in which the surface of the silicon wafer has not been subjected to Fe heavy metal contamination treatment, cleaning for removing heavy metals existing on the silicon wafer surface is performed by SC-. 1 and SC-2 cleaning. Next, a heat treatment at a relatively low temperature of 400 to 900 [deg.] C. is performed to precipitate the solid solution heavy Fe metal in the bulk near the silicon wafer surface.
【００２１】該シリコンウェーハ表面上に形成された酸
化膜を希ＨＦ水溶液により除去した後、ＳＣ−１洗浄を
複数回繰り返し施し、その後、異物検査装置を用いて輝
点を観察し、各輝点の座標を記憶手段に記憶させてお
く。After the oxide film formed on the surface of the silicon wafer is removed with a dilute HF aqueous solution, SC-1 cleaning is repeatedly performed a plurality of times, and then the bright spots are observed using a foreign matter inspection apparatus. Are stored in the storage means.
【００２２】次に、前記座標を基に、前記輝点の形状を
ＳＥＭあるいはＡＦＭ等を用いて観察し、該輝点の形状
を、先に観察しておいた前記Ｆｅ重金属汚染に起因する
輝点の形状と比較することにより、未処理のシリコンエ
ピタキシャルウェーハまたは鏡面仕上げシリコンウェー
ハ表面におけるＦｅ重金属汚染の有無を確認する。Next, based on the coordinates, the shape of the bright spot is observed using SEM, AFM, or the like, and the shape of the bright spot is determined by the bright spot caused by the Fe heavy metal contamination previously observed. The presence of heavy metal contamination on the surface of the untreated silicon epitaxial wafer or the mirror-finished silicon wafer is confirmed by comparing with the shape of the point.
【００２３】上記したシリコンウェーハ表面の検査方法
を実施することにより、異物検査装置により検出された
輝点が、どのような重金属不純物元素に起因するもので
あるかを簡便に且つ効率的に評価することができる。By performing the above-described method for inspecting the surface of a silicon wafer, it is possible to easily and efficiently evaluate what kind of heavy metal impurity element causes the bright spot detected by the foreign matter inspection device. be able to.
【００２４】[0024]
【実施例】以下、本発明に係るシリコンウェーハ表面の
検査方法の実施例を説明する。結晶方位が（１００）、
ｐ型、抵抗率１０ｍΩｃｍのＣＺシリコンウェーハを使
用し、該シリコンウェーハの表面にＮｉ、ＣｕまたはＦ
ｅを含む水溶液を滴下し、その後スピン乾燥させること
により、Ｎｉ、ＣｕまたはＦｅのシリコンウェーハ表面
における濃度が１０13ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 になるよう
に、定量的に汚染させた。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a method for inspecting a silicon wafer surface according to the present invention will be described below. Crystal orientation is (100),
A p-type, CZ silicon wafer having a resistivity of 10 mΩcm is used, and Ni, Cu or F is formed on the surface of the silicon wafer.
An aqueous solution containing e was dropped, and then spin-dried to quantitatively contaminate Ni, Cu, or Fe so that the concentration on the silicon wafer surface was 10 13 atoms / cm 2 .
【００２５】次に前記シリコンウェーハに、窒素雰囲気
中、１０００℃の条件下で１時間の熱処理を施し、これ
ら重金属元素をシリコンウェーハ中に拡散させ、シリコ
ンウェーハ表面近傍のバルク中に前記重金属を析出させ
た。その後、前記シリコンウェーハに対し、ＮＨ4 ＯＨ
とＨ2 Ｏ2 とＨ2 Ｏとの配合比が（ＮＨ4 ＯＨ：Ｈ2Ｏ2
：Ｈ2 Ｏ＝１：１：５）であるＳＣ−１洗浄を５回行
った後、異物検査装置を用いて輝点を観察し、各輝点の
座標を記憶手段に記憶させた。Next, the silicon wafer is subjected to a heat treatment in a nitrogen atmosphere at 1000 ° C. for one hour to diffuse these heavy metal elements into the silicon wafer and deposit the heavy metal in the bulk near the silicon wafer surface. I let it. Then, NH 4 OH is applied to the silicon wafer.
And the mixing ratio of H 2 O 2 and H 2 O is (NH 4 OH: H 2 O 2
: H 2 O = 1: 1 : 5) After 5 times SC-1 cleaning is to observe bright spots by using the particle inspection apparatus, and stores the coordinates of each bright point in the storage means.
【００２６】次に、該記憶手段に記憶させた前記座標を
基に、前記輝点の形状をＳＥＭあるいはＡＦＭ等によっ
て観察した。図１にＡＦＭを用いて観察したＮｉで汚染
させたシリコンウェーハ表面における輝点の形状を示
す。〈１１０〉方向に平行、あるいは直交する方向にキ
ズ状のピットが観察された。Next, based on the coordinates stored in the storage means, the shape of the bright spot was observed by SEM or AFM. FIG. 1 shows the shape of a luminescent spot on the surface of a silicon wafer contaminated with Ni observed using AFM. Scratched pits were observed in the direction parallel or perpendicular to the <110> direction.
【００２７】図２にＳＥＭを用いて観察したＣｕで汚染
させたシリコンウェーハ表面における輝点の形状を示
す。〈１００〉方向あるいは〈１１０〉方向に平行、あ
るいは直交する方向にライン状のピットが集合的に観察
された。FIG. 2 shows the shape of a bright spot on the surface of a silicon wafer contaminated with Cu observed using an SEM. Line-like pits were collectively observed in a direction parallel or orthogonal to the <100> direction or the <110> direction.
【００２８】上記条件では、Ｆｅで汚染させたシリコン
ウェーハには輝点が観察されなかったので、Ｆｅで汚染
させたシリコンウェーハには、前記窒素雰囲気中、１０
００℃の条件下での熱処理の後、さらに前記窒素雰囲気
中、６５０℃、２時間の熱処理を施した。この後、前記
ＳＣ−１洗浄を５回行い、その後、異物検出装置を用い
て輝点を観察し、各輝点の座標を記憶手段に記憶させ
た。Under the above conditions, no bright spots were observed on the silicon wafer contaminated with Fe.
After the heat treatment under the condition of 00 ° C., heat treatment was further performed at 650 ° C. for 2 hours in the nitrogen atmosphere. Thereafter, the SC-1 cleaning was performed five times, and thereafter, the bright spots were observed using the foreign substance detection device, and the coordinates of each bright spot were stored in the storage means.
【００２９】次に、該記憶手段に記憶させた前記座標を
基に、前記輝点の形状をＳＥＭあるいはＡＦＭ等によっ
て観察した。図３にＡＦＭを用いて観察したＦｅで汚染
させたシリコンウェーハ表面における輝点の形状を示
す。〈１１０〉方向に平行、あるいは直交する方向に棒
状のピットが観察された。以上、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅの各
重金属汚染元素に特有の形状を有するピットを観察する
ことができた。Next, based on the coordinates stored in the storage means, the shape of the bright spot was observed by SEM or AFM. FIG. 3 shows the shape of the bright spot on the surface of the silicon wafer contaminated with Fe observed using AFM. Bar-shaped pits were observed in a direction parallel or perpendicular to the <110> direction. As described above, pits having shapes peculiar to the heavy metal contaminants of Ni, Cu, and Fe could be observed.
【００３０】次に、その表面に重金属汚染処理を施して
いない未処理のシリコンエピタキシャルウエーハまたは
鏡面仕上げシリコンウェーハに、異物検査装置を用いた
観察で輝点が検出されるまで、前記ＳＣ−１洗浄を複数
回繰り返し、その後、各輝点の座標を記憶手段に記憶さ
せた。Next, the SC-1 cleaning was performed on an untreated silicon epitaxial wafer or a mirror-finished silicon wafer whose surface was not subjected to heavy metal contamination treatment until a bright spot was detected by observation using a foreign substance inspection apparatus. Was repeated a plurality of times, and then the coordinates of each bright spot were stored in the storage means.
【００３１】次に、該記憶手段に記憶させた前記座標を
基に、前記輝点の形状をＳＥＭあるいはＡＦＭ等によっ
て観察し、該輝点の形状を前記重金属起因の輝点の既知
の形状と比較することにより重金属元素種を特定した。Next, based on the coordinates stored in the storage means, the shape of the bright spot is observed by SEM or AFM or the like, and the shape of the bright spot is compared with the known shape of the bright spot caused by the heavy metal. Heavy metal element species were identified by comparison.
【００３２】既知の形状と相似するピットが観察されな
いシリコンウェーハの場合は、該シリコンウェーハ表面
上に存在する重金属を除去するための洗浄をＳＣ−１洗
浄及びＳＣ−２洗浄を用いて行い、その後、窒素雰囲気
中、４００〜９００℃の温度範囲で２時間の熱処理を施
した。次に、該シリコンウェーハの表面上に形成された
酸化膜を希ＨＦ水溶液により除去し、その後、異物検査
装置を用いた観察で輝点が検出されるまで、前記ＳＣ−
１洗浄を複数回繰り返し、その後、各輝点の座標を記憶
手段に記憶させた。In the case of a silicon wafer in which pits similar to a known shape are not observed, cleaning for removing heavy metals existing on the surface of the silicon wafer is performed using SC-1 cleaning and SC-2 cleaning, and thereafter, In a nitrogen atmosphere, heat treatment was performed at a temperature of 400 to 900 ° C. for 2 hours. Next, the oxide film formed on the surface of the silicon wafer is removed with a dilute HF aqueous solution, and thereafter, the SC- until the bright spot is detected by observation using a foreign substance inspection device.
One wash was repeated a plurality of times, and then the coordinates of each bright spot were stored in the storage means.
【００３３】次に、該記憶手段に記憶させた前記座標を
基に、前記輝点の形状をＳＥＭあるいはＡＦＭ等を用い
て観察し、該輝点の形状を前記重金属起因の輝点の既知
の形状と比較することによりＦｅを含む重金属元素種を
特定した。Next, based on the coordinates stored in the storage means, the shape of the bright spot is observed using an SEM or an AFM or the like, and the shape of the bright spot is determined based on the known bright spot caused by the heavy metal. The heavy metal element species including Fe was identified by comparing with the shape.
【００３４】本実施例に係るシリコンウェーハ表面の検
査方法を実施することにより、異物検査装置により検出
された輝点が、どのような重金属不純物元素に起因する
ものであるかを簡便に且つ効率的に評価することができ
た。By implementing the method for inspecting the surface of a silicon wafer according to the present embodiment, it is possible to simply and efficiently determine what kind of heavy metal impurity element causes the bright spot detected by the foreign matter inspection device. Could be evaluated.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の実施例に係るシリコンウェーハ表面の
検査方法において、シリコンウェーハ表面近傍の異物検
査装置により検出したＮｉ汚染に起因する輝点をＡＦＭ
を用いて観察した顕微鏡写真である。FIG. 1 shows a method for inspecting a surface of a silicon wafer according to an embodiment of the present invention.
5 is a photomicrograph observed by using FIG.
【図２】本発明の実施例に係るシリコンウェーハ表面の
検査方法において、シリコンウェーハ表面近傍の異物検
査装置により検出したＣｕ汚染に起因する輝点をＳＥＭ
を用いて観察した顕微鏡写真である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a method for inspecting a surface of a silicon wafer according to an embodiment of the present invention.
5 is a photomicrograph observed by using FIG.
【図３】本発明の実施例に係るシリコンウェーハ表面の
検査方法において、シリコンウェーハ表面近傍の異物検
査装置により検出したＦｅ汚染に起因する輝点をＡＦＭ
を用いて観察した顕微鏡写真である。FIG. 3 shows a method for inspecting a surface of a silicon wafer according to an embodiment of the present invention.
5 is a photomicrograph observed by using FIG.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 貴文 佐賀県杵島郡江北町大字上小田2201番地 住友金属工業株式会社シチックス事業本部 内 (72)発明者 梁井 達朗 佐賀県杵島郡江北町大字上小田2201番地 住友金属工業株式会社シチックス事業本部 内 Ｆターム(参考） 2G051 AA51 AB01 AB07 AC12 AC21 CB05 CC20 EA14 FA02 4M106 AA01 BA02 BA12 BA20 CA41 CB20 DB01 DJ21 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takafumi Kitamura 2201 Kamioda, Kokita-cho, Kishima-gun, Saga Prefecture Within the Sitix Business Division of Sumitomo Metal Industries, Ltd. 2201 Sumitomo Metal Industries Co., Ltd. Sitix Business Division F term (reference) 2G051 AA51 AB01 AB07 AC12 AC21 CB05 CC20 EA14 FA02 4M106 AA01 BA02 BA12 BA20 CA41 CB20 DB01 DJ21
Claims (6)
リコンウェーハ表面を洗浄する洗浄工程、 異物検査装置により前記シリコンウェーハ表面における
輝点を検出する輝点検出工程、 該輝点の形状を顕微鏡等によって観察しておく輝点形状
観察工程、 被検査用のシリコンウェーハ表面を洗浄する洗浄工程、 異物検査装置により前記シリコンウェーハ表面における
輝点を検出する輝点検出工程、 該輝点の形状を前記顕微鏡等によって観察する輝点形状
観察工程、 前記重金属を拡散させておいたシリコンウェーハ表面に
おける重金属に起因する輝点の形状と、前記被検査用の
シリコンウェーハ表面における前記輝点の形状とを比較
することにより、前記被検査用のシリコンウェーハ表面
に存在する重金属元素種を特定する重金属元素種特定工
程を含むことを特徴とするシリコンウェーハ表面の検査
方法。A cleaning step of cleaning a surface of a silicon wafer in which a known heavy metal has been diffused in advance; a luminescent spot detecting step of detecting a luminescent spot on the surface of the silicon wafer by a foreign substance inspection device; A bright spot shape observing step for observing the surface of the silicon wafer to be inspected; a bright spot detecting step of detecting a bright spot on the silicon wafer surface by a foreign substance inspection device; The bright spot shape observation step of observing with the microscope or the like, The shape of the bright spot caused by the heavy metal on the silicon wafer surface where the heavy metal has been diffused, and the shape of the bright spot on the silicon wafer surface for inspection By performing the comparison, a heavy metal element type specifying process for specifying the heavy metal element type existing on the surface of the silicon wafer for inspection is performed. A method for inspecting a surface of a silicon wafer, comprising:
ＯＨ、Ｈ2 Ｏ2 、Ｈ2 Ｏ溶液による）洗浄により構成さ
れていることを特徴とする請求項１記載のシリコンウェ
ーハ表面の検査方法。2. The method according to claim 1, wherein the two cleaning steps are performed using SC-1 (NH 4).
OH, H 2 O 2, H 2 O solution by) the inspection method of a silicon wafer surface according to claim 1, characterized in that it is constituted by washing.
り構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項
２記載のシリコンウェーハ表面の検査方法。3. The method for inspecting a silicon wafer surface according to claim 1, wherein the two cleaning steps are constituted by a plurality of cleanings.
ハ表面に拡散させる際、４００〜１２００℃の温度範囲
での熱処理を施すことを特徴とする請求項１〜３のいず
れかの項に記載のシリコンウェーハ表面の検査方法。4. The silicon according to claim 1, wherein a heat treatment in a temperature range of 400 to 1200 ° C. is performed when diffusing a known heavy metal into the surface of the silicon wafer. Inspection method for wafer surface.
記洗浄工程の前に、４００〜９００℃の温度範囲での熱
処理を施しておくことを特徴とする請求項１〜４のいず
れかの項に記載のシリコンウェーハ表面の検査方法。5. The method according to claim 1, wherein a heat treatment in a temperature range of 400 to 900 ° C. is performed before the cleaning step on the silicon wafer to be inspected. Inspection method of silicon wafer surface.
処理の前に、前記シリコンウェーハ表面に存在する重金
属を除去するための洗浄を行い、前記４００〜９００℃
の温度範囲での熱処理の後に、シリコンウェーハ表面の
酸化膜を除去しておくことを特徴とする請求項５記載の
シリコンウェーハ表面の検査方法。6. Before the heat treatment in the temperature range of 400 to 900 ° C., cleaning for removing heavy metals present on the surface of the silicon wafer is performed.
6. The method for inspecting a surface of a silicon wafer according to claim 5, wherein the oxide film on the surface of the silicon wafer is removed after the heat treatment in the temperature range described above.
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