JP2003007710A - Silicon wafer and its evaluation method - Google Patents

Silicon wafer and its evaluation method

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JP2003007710A JP2001194263A JP2001194263A JP2003007710A JP 2003007710 A JP2003007710 A JP 2003007710A JP 2001194263 A JP2001194263 A JP 2001194263A JP 2001194263 A JP2001194263 A JP 2001194263A JP 2003007710 A JP2003007710 A JP 2003007710A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an evaluation method of a silicon wafer for simply evaluat ing the internal gettering (IG) capability of a silicon wafer where heat treatment is made non-destructively, to provide the silicon wafer where desired IG capabil ity is added by carrying out heat treatment under heat treatment conditions for adding the IG capability obtained by the evaluation method, and to provide a silicon epitaxial wafer. SOLUTION: In the evaluation method for evaluating a silicon wafer that has been subjected to heat treatment, the X-ray diffraction intensity of the silicon wafer is measured by an X-ray diffraction method, thus evaluating the IG capability of the silicon wafer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱処理されたシリ
コンウェーハ(以下、ウェーハと略称することがあ
る。)の評価方法、及び高いゲッタリング能力を有する
熱処理されたシリコンウェーハ及びシリコンエピタキシ
ャルウェーハ(以下、エピタキシャルウェーハと略称す
ることがある。)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for evaluating a heat-treated silicon wafer (hereinafter sometimes referred to as a wafer), and a heat-treated silicon wafer and a silicon epitaxial wafer (hereinafter referred to as a silicon wafer) having a high gettering ability. , Abbreviated as an epitaxial wafer).

【0002】[0002]

【関連技術】Czochralski(CZ)法により
育成されたシリコンウェーハには、約1018atoms
/cm3程度の格子間酸素が不純物として含まれる。こ
の格子間酸素は、引き上げ工程中の固化してから室温ま
で冷却されるまでの熱履歴や半導体素子の作製工程にお
ける熱処理工程において過飽和状態となるために析出し
て、シリコン酸化物の析出物(以下、酸素析出物と呼ぶ
ことがある。)が形成される。
[Related Art] Silicon wafers grown by the Czochralski (CZ) method have about 10 18 atoms.
/ Cm 3 interstitial oxygen is included as an impurity. This interstitial oxygen is deposited because it becomes a supersaturated state in the thermal history from solidification during the pulling process until it is cooled to room temperature and in the heat treatment process in the manufacturing process of the semiconductor element, and a precipitate of silicon oxide ( Hereinafter, it may be referred to as an oxygen precipitate.) Is formed.

【0003】シリコンウェーハ及びエピタキシャルウェ
ーハの品質の1つとして、デバイスプロセス中の重金属
不純物を捕獲してデバイス活性層から除去する能力(ゲ
ッタリング能力)がある。シリコンウェーハにおけるゲ
ッタリング手法の1つとして、熱処理で発生する酸素析
出物を利用した内因性ゲッタリング(Internal
Gettering:IG)がある。
One of the qualities of silicon wafers and epitaxial wafers is the ability to capture heavy metal impurities during the device process and remove them from the device active layer (gettering ability). As one of the gettering methods for a silicon wafer, an intrinsic gettering (Internal) method using oxygen precipitates generated by heat treatment is used.
Gettering: IG).

【0004】通常のシリコンウェーハ及びエピタキシャ
ルウェーハの場合、デバイスプロセス前の段階では、存
在している酸素析出物は極めて小さく、IG能力を発揮
できない。しかし、デバイスプロセスを経ることによ
り、酸素析出物は成長してIG能力を発揮するようにな
る。
In the case of ordinary silicon wafers and epitaxial wafers, the oxygen precipitates present are extremely small in the stage before the device process, and the IG capability cannot be exhibited. However, through the device process, the oxygen precipitate grows and exhibits the IG capability.

【0005】一般的に、IG能力は熱処理後の酸素析出
物密度で評価されている。この場合、実際のデバイスプ
ロセスにおいて、酸素析出物がIG能力を発揮できるサ
イズまで十分に成長することが前提となっている。
Generally, the IG capability is evaluated by the density of oxygen precipitates after heat treatment. In this case, in the actual device process, it is premised that the oxygen precipitates grow sufficiently to a size capable of exhibiting the IG capability.

【0006】しかし、近年のデバイスプロセスは低温化
及び短時間化されてきており、酸素析出物の成長が期待
できず、IG能力不足が懸念される。そのような場合、
従来のような熱処理後の酸素析出物密度の測定では、I
G能力を評価できなくなる。
However, in recent years, the device process has been lowered in temperature and shortened in time, and the growth of oxygen precipitates cannot be expected, and there is a concern that the IG capability will be insufficient. In such cases,
In the conventional measurement of oxygen precipitate density after heat treatment, I
It becomes impossible to evaluate G ability.

【0007】低温短時間化されたデバイスプロセスにお
いてIG能力を有するためには、デバイスプロセス前の
段階である程度大きな酸素析出物を高密度に形成してお
く必要がある。その方法として、シリコンウェーハの製
造途中において何らかの熱処理を施すことが考えられ
る。しかし、そのような場合のIG能力を評価する簡便
な方法がないという問題点があり、さらに、IG能力を
付加するための最適な熱処理条件も明らかではない。
In order to have an IG capability in a device process that is performed at a low temperature and in a short time, it is necessary to form a large amount of oxygen precipitates at a high density before the device process. As a method thereof, it is conceivable to apply some heat treatment during the production of the silicon wafer. However, there is a problem that there is no simple method for evaluating the IG capability in such a case, and the optimum heat treatment condition for adding the IG capability is not clear.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した問
題点に鑑みなされたもので、熱処理が施されたシリコン
ウェーハのIG能力を、非破壊で簡便に評価することが
できるシリコンウェーハの評価方法及びその評価方法を
用いて得られたIG能力を付与するための熱処理条件に
よって熱処理することによって所望のIG能力が付与さ
れたシリコンウェーハ及びシリコンエピタキシャルウェ
ーハを提供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is an evaluation of a silicon wafer which can easily and non-destructively evaluate the IG capability of a heat-treated silicon wafer. An object of the present invention is to provide a silicon wafer and a silicon epitaxial wafer to which a desired IG capability is imparted by performing heat treatment under the heat treatment conditions for imparting the IG capability obtained using the method and the evaluation method thereof.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のシリコンウェーハの評価方法の第1の態様
は、熱処理が施されたシリコンウェーハの評価方法であ
って、X線回折法によって測定されるシリコンウェーハ
のX線回折強度を測定することにより当該シリコンウェ
ーハのIG能力を評価することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the first aspect of the method for evaluating a silicon wafer of the present invention is a method for evaluating a heat-treated silicon wafer, which comprises an X-ray diffraction method. The IG capability of the silicon wafer is evaluated by measuring the X-ray diffraction intensity of the silicon wafer measured by.

【0010】本発明のシリコンウェーハの評価方法の第
2の態様は、熱処理前の第1のシリコンウェーハ及び熱
処理後の第2のシリコンウェーハのそれぞれについてX
線回折法によりX線回折強度を測定し、第1のシリコン
ウェーハのX線回折強度及び第2のシリコンウェーハの
X線回折強度の比を求めることによって当該熱処理後の
第2のシリコンウェーハのIG能力を評価することを特
徴とする。
A second aspect of the method for evaluating a silicon wafer according to the present invention is that X of each of the first silicon wafer before the heat treatment and the second silicon wafer after the heat treatment is X.
The X-ray diffraction intensity is measured by the X-ray diffraction method, and the ratio of the X-ray diffraction intensity of the first silicon wafer and the X-ray diffraction intensity of the second silicon wafer is determined to obtain the IG of the second silicon wafer after the heat treatment. Characterized by evaluating ability.

【0011】X線回折法は非破壊的評価方法であるた
め、前記第1のシリコンウェーハと第2のシリコンウェ
ーハは、同一のものを用いることができるが、同一でな
いウェーハを用いる場合には、同じ厚みのシリコンウェ
ーハであることが必要である。
Since the X-ray diffraction method is a non-destructive evaluation method, the same first silicon wafer and second silicon wafer can be used, but when non-identical wafers are used, It is necessary that the silicon wafers have the same thickness.

【0012】本発明のシリコンウェーハの熱処理条件決
定方法は、熱処理前の第1のシリコンウェーハ及び熱処
理後の第2のシリコンウェーハのそれぞれについてX線
回折法によりX線回折強度を測定し、第1のシリコンウ
ェーハのX線回折強度A及び第2のシリコンウェーハの
X線回折強度Bの比B/Aが1.1以上となるように第
2のシリコンウェーハに施す熱処理条件を決定すること
を特徴とする。
The method for determining the conditions for heat treatment of a silicon wafer according to the present invention is such that the X-ray diffraction intensity of each of the first silicon wafer before the heat treatment and the second silicon wafer after the heat treatment is measured by the X-ray diffraction method. The heat treatment conditions to be applied to the second silicon wafer are determined so that the ratio B / A of the X-ray diffraction intensity A of the silicon wafer and the X-ray diffraction intensity B of the second silicon wafer is 1.1 or more. And

【0013】本発明のシリコンウェーハは、熱処理され
たシリコンウェーハであって、上記熱処理条件決定方法
によって決定された熱処理条件によって該熱処理が施さ
れたものである。
The silicon wafer of the present invention is a heat-treated silicon wafer which has been subjected to the heat treatment under the heat treatment conditions determined by the heat treatment condition determination method.

【0014】本発明のシリコンエピタキシャルウェーハ
の第1の態様は、上記熱処理条件決定方法によって決定
された熱処理条件によって熱処理されたシリコンウェー
ハを基板として用いエピタキシャル工程を行うことによ
って作製されたものである。
A first aspect of the silicon epitaxial wafer of the present invention is manufactured by performing an epitaxial process using a silicon wafer heat-treated under the heat treatment conditions determined by the heat treatment condition determination method as a substrate.

【0015】本発明のシリコンエピタキシャルウェーハ
の第2の態様は、シリコンウェーハを基板として用いて
エピタキシャル工程を行い、その後上記熱処理条件決定
方法によって決定された熱処理条件によって熱処理が施
されたものである。
A second aspect of the silicon epitaxial wafer of the present invention is that the silicon wafer is used as a substrate to perform an epitaxial process, and then heat treatment is performed under the heat treatment conditions determined by the heat treatment condition determination method.

【0016】X線回折法は歪みに対して高感度であるこ
とが一般的に知られている。さらに、非破壊的評価方法
であり、ウェーハの抵抗率にはほとんど依存しない利点
がある。
It is generally known that the X-ray diffraction method is highly sensitive to strain. Furthermore, it is a non-destructive evaluation method and has an advantage that it is hardly dependent on the resistivity of the wafer.

【0017】本発明者は、熱処理が施されたウェーハに
おいて、熱処理前後のX線回折強度比、即ち熱処理後の
X線回折強度B/熱処理前のX線回折強度Aと、熱処理
後のIG能力との間に良い関係があることを見出し、こ
の知見を基として、熱処理前後のX線回折強度比からI
G能力を評価することができるという本発明の技術思想
に到達した。
The inventors of the present invention have found that in a heat-treated wafer, the X-ray diffraction intensity ratio before and after the heat treatment, that is, the X-ray diffraction intensity B after the heat treatment / the X-ray diffraction intensity A before the heat treatment, and the IG capability after the heat treatment. It was found that there is a good relationship with
The technical idea of the present invention that the G capability can be evaluated has been reached.

【0018】さらに、本発明者は、熱処理前後のX線回
折強度比B/Aが特定の値以上となるような熱処理をシ
リコンウェーハ及びエピタキシャルウェーハの製造工程
途中において施すことにより、デバイスプロセス前の段
階でIG能力を有するシリコンウェーハ及びエピタキシ
ャルウェーハを提供することができることを見出した。
Further, the present inventor performs heat treatment during the manufacturing process of silicon wafers and epitaxial wafers so that the X-ray diffraction intensity ratio B / A before and after the heat treatment becomes a specific value or more, so that the device process before the device process is performed. It has been found that a silicon wafer and an epitaxial wafer having IG capability can be provided at a stage.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明するが、図示例は例示的に示される
もので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変
形が可能なことはいうまでもない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The illustrated examples are shown as examples, and various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention. Needless to say.

【0020】本発明方法は、評価対象となる熱処理され
た(熱処理後の)シリコンウェーハについてX線回折法
によってX線回折強度を測定し、測定されたX線回折強
度を基としてシリコンウェーハのIG能力の評価を行う
ものである。
According to the method of the present invention, the X-ray diffraction intensity is measured by the X-ray diffraction method for the heat-treated (after heat treatment) silicon wafer to be evaluated, and the IG of the silicon wafer is determined based on the measured X-ray diffraction intensity. It is an evaluation of ability.

【0021】図1は本発明のシリコンウェーハの評価方
法の工程順の1例を示すフローチャートである。同図に
おいて、まず熱処理されていない(熱処理前の)第1の
シリコンウェーハを準備し(ステップ100)、及び評
価対象となる熱処理された(熱処理後の)第2のシリコ
ンウェーハを準備する(ステップ101)。次に、第1
のシリコンウェーハについてX線回折強度Aを測定する
(ステップ102)とともに第2のシリコンウェーハに
ついてX線回折強度Bを測定する(ステップ103)。
さらに、これらのX線回折強度A及びBの比B/Aを求
める(ステップ104)。このX線回折強度比B/Aに
よって第2のシリコンウェーハのIG能力を評価する
(ステップ106)。なお、X線回折強度の比B/Aを
求めるステップ104を省略して回折強度A,Bから直
接IG能力を評価することもできる。
FIG. 1 is a flow chart showing an example of the order of steps of the silicon wafer evaluation method of the present invention. In the figure, first, a first silicon wafer that has not been heat-treated (before heat treatment) is prepared (step 100), and a heat-treated (after heat treatment) second silicon wafer to be evaluated is prepared (step 100). 101). Then the first
The X-ray diffraction intensity A is measured for the silicon wafer (1) (step 102), and the X-ray diffraction intensity B is measured for the second silicon wafer (step 103).
Further, the ratio B / A of these X-ray diffraction intensities A and B is obtained (step 104). The IG capability of the second silicon wafer is evaluated based on this X-ray diffraction intensity ratio B / A (step 106). The IG capability can be evaluated directly from the diffraction intensities A and B by omitting step 104 for obtaining the ratio B / A of the X-ray diffraction intensities.

【0022】図2は図1のフローチャートにIG能力及
び熱処理条件の評価手順を付加したフローチャートであ
る。同図において、ステップ100〜ステップ104ま
では図1と同様である。X線回折強度の比B/Aを求め
る工程(ステップ104)の後に、そのX線回折強度の
比B/Aが1.1以上であるか否かを判定する工程(ス
テップ108)が設けられている。このX線回折強度の
比B/Aが1.1以上であれば第2のシリコンウェーハ
のIG能力は良好でありかつ第2のシリコンウェーハに
施された熱処理の熱処理条件も良好であると判断される
(ステップ110)。一方、このX線回折強度の比B/
Aが1.1未満であると第2のシリコンウェーハのIG
能力は不良でありかつ第2のシリコンウェーハに施され
た熱処理の熱処理条件も不良であると判断される(ステ
ップ112)。
FIG. 2 is a flowchart in which an IG capability and a heat treatment condition evaluation procedure are added to the flowchart of FIG. In the figure, steps 100 to 104 are the same as those in FIG. After the step (step 104) of obtaining the ratio B / A of the X-ray diffraction intensities, a step (step 108) of determining whether or not the ratio B / A of the X-ray diffraction intensities is 1.1 or more is provided. ing. If the ratio B / A of the X-ray diffraction intensities is 1.1 or more, it is determined that the IG capability of the second silicon wafer is good and the heat treatment conditions of the heat treatment applied to the second silicon wafer are also good. (Step 110). On the other hand, this X-ray diffraction intensity ratio B /
IG of the second silicon wafer when A is less than 1.1
It is judged that the capability is bad and the heat treatment condition of the heat treatment applied to the second silicon wafer is also bad (step 112).

【0023】図3は本発明のシリコンウェーハの評価方
法の工程順の別の例(第1ウェーハと第2ウェーハを同
一のウェーハとした場合)を示すフローチャートであ
る。同図において、熱処理されていない(熱処理前の)
シリコンウェーハを準備する(ステップ200)。この
シリコンウェーハについてX線回折強度Aを測定する
(ステップ202)。次に、このX線回折強度Aを測定
したシリコンウェーハを熱処理(ステップ204)し、
熱処理された(熱処理後の)シリコンウェーハを得る
(ステップ206)。この熱処理後のウェーハについて
X線回析強度Bを測定する(ステップ208)。さら
に、これらのX線回折強度A及びBの比B/Aを求める
(ステップ210)。このX線回析強度比B/Aによっ
て上記熱処理後のシリコンウェーハのIG能力を評価す
る(ステップ212)。
FIG. 3 is a flow chart showing another example of the order of steps of the method for evaluating a silicon wafer of the present invention (when the first wafer and the second wafer are the same wafer). In the figure, not heat treated (before heat treatment)
A silicon wafer is prepared (step 200). The X-ray diffraction intensity A of this silicon wafer is measured (step 202). Next, the silicon wafer whose X-ray diffraction intensity A has been measured is heat-treated (step 204),
A heat-treated (post-heated) silicon wafer is obtained (step 206). The X-ray diffraction intensity B of the wafer after the heat treatment is measured (step 208). Further, the ratio B / A of these X-ray diffraction intensities A and B is obtained (step 210). The IG capability of the silicon wafer after the heat treatment is evaluated by the X-ray diffraction intensity ratio B / A (step 212).

【0024】図4はX線回折法によりシリコンウェーハ
のX線回折強度を測定するための各機器の配置の1例を
示す模式的説明図である。同図において、10はX線源
で該X線源10に対して第1スリット板12が対設され
ている。該第1スリット板12の中央部には第1スリッ
ト12aが開穿されている。該X線源10からのX線は
第1スリット12aを介してシリコンウェーハ等の試料
Wに入射する。14は中央部に第2スリット14aを開
穿した第2スリット板で、該試料Wに対設されており、
該試料Wからの回折X線は第2スリット14aを介して
入射され、そのX線回折強度をシンチレーションカウン
ター等のカウンター16によって測定する。
FIG. 4 is a schematic explanatory view showing an example of the arrangement of each device for measuring the X-ray diffraction intensity of a silicon wafer by the X-ray diffraction method. In the figure, 10 is an X-ray source, and a first slit plate 12 is provided opposite to the X-ray source 10. A first slit 12a is opened at the center of the first slit plate 12. X-rays from the X-ray source 10 enter the sample W such as a silicon wafer through the first slit 12a. Reference numeral 14 denotes a second slit plate having a second slit 14a opened at the center thereof, which is opposed to the sample W,
The diffracted X-ray from the sample W is incident through the second slit 14a, and the X-ray diffraction intensity is measured by a counter 16 such as a scintillation counter.

【0025】本発明方法は、IG能力の評価方法として
従来一般的に行われていた、熱処理後の酸素析出物密度
の測定では、実際のデバイス工程におけるIG能力を評
価できないことに鑑み為されたものである。すなわち、
本発明方法は熱処理を施されたシリコンウェーハのIG
能力を、X線回折法によって測定されるX線回折強度に
より評価することを特徴とする。
The method of the present invention was made in view of the fact that the IG capability in the actual device process cannot be evaluated by the measurement of the oxygen precipitate density after the heat treatment, which has been generally performed as a conventional method for evaluating the IG capability. It is a thing. That is,
The method of the present invention uses
The ability is evaluated by the X-ray diffraction intensity measured by the X-ray diffraction method.

【0026】X線回折強度は、欠陥が伴う歪み量に依存
して増加するので、熱処理で形成された酸素析出物の密
度とサイズの両方に依存して増加する。そのことから、
従来法である酸素析出物密度のみの測定よりも正確にI
G能力を評価することができる。X線回折強度を測定す
る際には、ラング法のラウエケース(ウェーハの片面か
らX線を入射させ、反対側の面から回折X線を取り出す
配置)を用いて、たとえば440回折の強度をシンチレ
ーションカウンターで測定する。
Since the X-ray diffraction intensity increases depending on the amount of strain associated with defects, it increases depending on both the density and size of oxygen precipitates formed by heat treatment. From that,
I is more accurate than the conventional method of measuring only the density of oxygen precipitates.
G ability can be evaluated. When measuring the X-ray diffraction intensity, a Laue case of the Lang method (an arrangement in which X-rays are incident from one surface of the wafer and diffracted X-rays are extracted from the opposite surface) is used to scintillate the intensity of 440 diffraction, for example. Measure at the counter.

【0027】X線回折強度はウェーハの厚みにも依存す
るので、熱処理で発生した欠陥による回折強度の変化を
正確に測定するためには、熱処理前後での回折強度比を
求めることが好ましい。但し、熱処理前のX線回折強度
は、ウェーハの厚み以外の要因ではほとんど変化しない
ので、熱処理前後のウェーハは同一でなくてもほぼ同じ
厚み(±5%程度)であれば良い。
Since the X-ray diffraction intensity also depends on the thickness of the wafer, it is preferable to obtain the diffraction intensity ratio before and after the heat treatment in order to accurately measure the change in the diffraction intensity due to the defects generated by the heat treatment. However, since the X-ray diffraction intensity before the heat treatment hardly changes due to factors other than the thickness of the wafer, the wafers before and after the heat treatment need not have the same thickness but have substantially the same thickness (about ± 5%).

【0028】さらに、熱処理前後のX線回折強度比が
1.1以上となるような熱処理を、シリコンウェーハ及
びエピタキシャルウェーハの製造工程途中において施す
ことにより、デバイスプロセス前の段階でIG能力を有
するシリコンウェーハ及びエピタキシャルウェーハを提
供することができる。
Further, by performing a heat treatment such that the X-ray diffraction intensity ratio before and after the heat treatment is 1.1 or more during the manufacturing process of the silicon wafer and the epitaxial wafer, the silicon having the IG capability before the device process is performed. Wafers and epitaxial wafers can be provided.

【0029】熱処理を施す工程としては、たとえば、育
成されたシリコン結晶から鏡面ウェーハを作製する工程
の途中である。エピタキシャルウェーハの場合は、エピ
タキシャル成長工程の前あるいは後でも良い。ウェーハ
中の格子間酸素濃度が15〜25ppma(JEIDA
規格)の場合、熱処理条件は、たとえば約1000℃で
1〜4時間である。なお、JEIDAは日本電子工業振
興協会(現在は、JEITA:日本電子情報技術産業協
会に改称された。)の略称である。
The heat treatment step is, for example, in the middle of the step of producing a mirror-finished wafer from the grown silicon crystal. In the case of an epitaxial wafer, it may be before or after the epitaxial growth step. The interstitial oxygen concentration in the wafer is 15 to 25 ppma (JEIDA
(Standard), the heat treatment condition is, for example, about 1000 ° C. for 1 to 4 hours. JEIDA is an abbreviation for Japan Electronics Industry Promotion Association (currently renamed to JEITA: Japan Electronics and Information Technology Industries Association).

【0030】[0030]

【実施例】以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的
に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもの
で限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもな
い。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but it goes without saying that these examples are shown by way of illustration and should not be construed as limiting.

【0031】(実施例1)直径8インチ、面方位<10
0>、抵抗率約10Ω・cmのCZ法で育成されたボロ
ン添加シリコンウェーハを複数枚準備した。これらのシ
リコンウェーハの厚さは725±15μmの範囲内であ
り、酸素濃度は16.2、17.5、18.4、19.
4ppma(JEIDA規格)である。それらのウェー
ハに対して、1000℃で1〜4時間の熱処理を施し
た。
(Example 1) Diameter 8 inches, plane orientation <10
0> and a resistivity of about 10 Ω · cm, a plurality of boron-added silicon wafers grown by the CZ method were prepared. The thickness of these silicon wafers is in the range of 725 ± 15 μm, and the oxygen concentration is 16.2, 17.5, 18.4, 19.
It is 4 ppma (JEIDA standard). The wafers were heat-treated at 1000 ° C. for 1 to 4 hours.

【0032】X線回折法による回折強度の測定には、図
4に示す配置を用いた。以下に、その測定方法について
説明する。まずX線源10のモリブデンターゲットから
発生したX線を、直径1mmの第1スリット12aを通
過させた後に、ウェーハWの表面側から入射させた。そ
して、ターゲットからのX線のうちKα1線(波長=
0.709Å)が440回折の条件を満たすようにウェ
ーハWの角度を調整し、ウェーハ裏面側から出射した回
折X線の強度をシンチレーションカウンター16により
測定した。このような方法により、熱処理前後のX線回
折強度を測定し、X線回折強度比(熱処理後/熱処理
前)を求めた。熱処理前のX線回折強度は、熱処理後の
ウェーハと同じの厚み(725±15μmの範囲内)の
ウェーハにおいて測定した。
The arrangement shown in FIG. 4 was used for the measurement of the diffraction intensity by the X-ray diffraction method. The measuring method will be described below. First, X-rays generated from the molybdenum target of the X-ray source 10 were made to pass through the first slit 12a having a diameter of 1 mm and then made incident from the front surface side of the wafer W. Then, among the X-rays from the target, Kα1 rays (wavelength =
The angle of the wafer W was adjusted so that 0.709Å) satisfied the condition of 440 diffraction, and the intensity of the diffracted X-ray emitted from the back surface side of the wafer was measured by the scintillation counter 16. By such a method, the X-ray diffraction intensity before and after the heat treatment was measured, and the X-ray diffraction intensity ratio (after the heat treatment / before the heat treatment) was obtained. The X-ray diffraction intensity before the heat treatment was measured on a wafer having the same thickness (within the range of 725 ± 15 μm) as the wafer after the heat treatment.

【0033】また、熱処理で形成された酸素析出物の密
度を赤外散乱トモグラフ法を用いて測定した。
The density of oxygen precipitates formed by the heat treatment was measured by the infrared scattering tomography method.

【0034】さらに、熱処理を施したウェーハのIG能
力を評価するために、以下に説明する実験を行った。ま
ずウェーハの表面を約1×1011/cm2の表面濃度の
Niで汚染した。その後、800℃で15分の熱処理に
よりNiをウェーハ内部に拡散させた。熱処理後、化学
的選択エッチング法を用いて、ウェーハ表面におけるN
i汚染起因の表面欠陥の発生の有無を調べた。
Further, in order to evaluate the IG capability of the heat-treated wafer, the following experiment was conducted. First, the surface of the wafer was contaminated with Ni having a surface concentration of about 1 × 10 11 / cm 2 . Then, Ni was diffused inside the wafer by heat treatment at 800 ° C. for 15 minutes. After the heat treatment, a chemically selective etching method is used to remove N on the wafer surface.
i The presence or absence of surface defects due to contamination was examined.

【0035】1000℃における熱処理時間と熱処理前
後のX線回折強度比との関係を図5に示す。熱処理時間
の増加に伴い回折強度比が増加していることがわかる。
また、同じ熱処理時間の場合、酸素濃度が高いほど回折
強度比が大きくなっている。
FIG. 5 shows the relationship between the heat treatment time at 1000 ° C. and the X-ray diffraction intensity ratio before and after the heat treatment. It can be seen that the diffraction intensity ratio increases as the heat treatment time increases.
Further, in the same heat treatment time, the higher the oxygen concentration, the larger the diffraction intensity ratio.

【0036】1000℃における熱処理時間と酸素析出
物密度との関係を図6に示す。酸素濃度が高いほど酸素
析出物密度が高くなっている。同じ酸素濃度の場合、酸
素析出物密度は熱処理時間に依存せずほぼ一定であっ
た。この結果から、図5に示した熱処理時間の増加に伴
うX線回折強度の増加は、酸素析出物のサイズの増加に
起因していると判断できる。
FIG. 6 shows the relationship between the heat treatment time at 1000 ° C. and the density of oxygen precipitates. The higher the oxygen concentration, the higher the oxygen precipitate density. When the oxygen concentration was the same, the oxygen precipitate density was almost constant regardless of the heat treatment time. From this result, it can be judged that the increase in the X-ray diffraction intensity with the increase in the heat treatment time shown in FIG. 5 is caused by the increase in the size of the oxygen precipitates.

【0037】Ni汚染起因の表面欠陥の発生有無に対す
る結果を図7に示す。表面欠陥の発生は、酸素析出物密
度には依存していない。一方、X線回折強度比が1.1
以上の場合には、いずれも表面欠陥が発生していないこ
とがわかる。表面欠陥はNiが酸素析出物にゲッタリン
グされない場合に発生することから、X線回折強度比が
1.1以上の場合には確実にゲッタリング能力があると
判断できる。
FIG. 7 shows the results for the presence or absence of surface defects due to Ni contamination. The generation of surface defects does not depend on the oxygen precipitate density. On the other hand, the X-ray diffraction intensity ratio is 1.1.
In the above cases, it can be seen that no surface defect has occurred. Since the surface defects are generated when Ni is not gettered by the oxygen precipitates, it can be judged that the gettering ability is surely obtained when the X-ray diffraction intensity ratio is 1.1 or more.

【0038】(比較例1)実施例1と同様なウェーハを
準備した。但し、熱処理は施さなかった。それらのウェ
ーハにおいて、実施例1の場合と同様にNi汚染起因の
表面欠陥の発生を調べた。その結果、全てのウェーハに
おいて表面欠陥が観察され、熱処理を施さない場合はI
G能力がないことが確認された。
Comparative Example 1 A wafer similar to that of Example 1 was prepared. However, heat treatment was not performed. In these wafers, generation of surface defects due to Ni contamination was examined as in the case of Example 1. As a result, surface defects were observed on all the wafers, and I
It was confirmed that there was no G capability.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明方法によれ
ば、熱処理が施されたシリコンウェーハのIG能力を、
非破壊で簡便に評価することができ、さらに、その評価
方法を用いて決定した条件で熱処理を施すことにより、
デバイスプロセス前の段階でIG能力を有するシリコン
ウェーハ及びエピタキシャルウェーハを提供することが
できる。
As described above, according to the method of the present invention, the IG capability of a heat-treated silicon wafer is
Non-destructive and easy to evaluate, and by applying heat treatment under the conditions determined using the evaluation method,
It is possible to provide a silicon wafer and an epitaxial wafer having the IG capability at the stage before the device process.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明のシリコンウェーハの評価方法の工程
順の1例を示すフローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart showing an example of a process sequence of a method for evaluating a silicon wafer according to the present invention.

【図2】 図1のフローチャートにIG能力及び熱処理
条件の評価手順を付加したフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart in which an IG capability and a heat treatment condition evaluation procedure are added to the flowchart of FIG.

【図3】 本発明のシリコンウェーハの評価方法の工程
順の別の例を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing another example of the order of steps of the method for evaluating a silicon wafer according to the present invention.

【図4】 X線回折法によるX線回折強度の測定の際の
各機器の配置の1例を示す模式的説明図である。
FIG. 4 is a schematic explanatory view showing an example of the arrangement of each device when measuring the X-ray diffraction intensity by the X-ray diffraction method.

【図5】 実施例1における熱処理時間と熱処理前後の
X線回折強度比との関係を示すグラフである。
5 is a graph showing the relationship between the heat treatment time and the X-ray diffraction intensity ratio before and after heat treatment in Example 1. FIG.

【図6】 実施例1における熱処理時間と酸素析出物密
度との関係を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between heat treatment time and oxygen precipitate density in Example 1.

【図7】 実施例1における酸素析出物密度及びX線回
折強度比と表面欠陥の有無との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the density of oxygen precipitates, the X-ray diffraction intensity ratio, and the presence / absence of surface defects in Example 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:X線源、12:第1スリット板、12a:第1ス
リット、14:第2スリット板、14a:第2スリッ
ト、16:カウンター、W:試料。
10: X-ray source, 12: first slit plate, 12a: first slit, 14: second slit plate, 14a: second slit, 16: counter, W: sample.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱処理後のシリコンウェーハの評価方法
であって、X線回折法によりシリコンウェーハのX線回
折強度を測定することによって当該シリコンウェーハの
IG能力を評価することを特徴とするシリコンウェーハ
の評価方法。
1. A method for evaluating a silicon wafer after heat treatment, characterized in that the IG capability of the silicon wafer is evaluated by measuring the X-ray diffraction intensity of the silicon wafer by an X-ray diffraction method. Evaluation method.
【請求項2】 熱処理前の第1のシリコンウェーハ及び
熱処理後の第2のシリコンウェーハのそれぞれについて
X線回折法によりX線回折強度を測定し、第1のシリコ
ンウェーハのX線回折強度及び第2のシリコンウェーハ
のX線回折強度の比を求めることによって当該熱処理後
の第2のシリコンウェーハのIG能力を評価することを
特徴とするシリコンウェーハの評価方法。
2. The X-ray diffraction intensity of each of the first silicon wafer before the heat treatment and the second silicon wafer after the heat treatment is measured by the X-ray diffraction method, and the X-ray diffraction intensity and the first silicon wafer of the first silicon wafer are measured. A method for evaluating a silicon wafer, characterized in that the IG capability of the second silicon wafer after the heat treatment is evaluated by obtaining a ratio of X-ray diffraction intensities of the second silicon wafer.
【請求項3】 前記第1のシリコンウェーハと第2のシ
リコンウェーハは、同一ではないが、同じ厚みのシリコ
ンウェーハであることを特徴とする請求項2記載のシリ
コンウェーハの評価方法。
3. The method for evaluating a silicon wafer according to claim 2, wherein the first silicon wafer and the second silicon wafer are not the same but have the same thickness.
【請求項4】 熱処理前の第1のシリコンウェーハ及び
熱処理後の第2のシリコンウェーハのそれぞれについて
X線回折法によりX線回折強度を測定し、第1のシリコ
ンウェーハのX線回折強度A及び第2のシリコンウェー
ハのX線回折強度Bの比B/Aが1.1以上となるよう
に第2のシリコンウェーハに施す熱処理条件を決定する
ことを特徴とするシリコンウェーハの熱処理条件決定方
法。
4. The X-ray diffraction intensity of each of the first silicon wafer before the heat treatment and the second silicon wafer after the heat treatment is measured by the X-ray diffraction method, and the X-ray diffraction intensity A and the X-ray diffraction intensity of the first silicon wafer are measured. A method for determining a heat treatment condition for a silicon wafer, wherein the heat treatment condition for the second silicon wafer is determined so that the ratio B / A of the X-ray diffraction intensity B of the second silicon wafer becomes 1.1 or more.
【請求項5】 熱処理されたシリコンウェーハであっ
て、請求項4の方法によって決定された熱処理条件によ
って前記熱処理が施されたことを特徴とするシリコンウ
ェーハ。
5. A heat-treated silicon wafer, wherein the heat treatment is performed under the heat treatment conditions determined by the method of claim 4.
【請求項6】 請求項5記載の熱処理されたシリコンウ
ェーハを基板として用いエピタキシャル工程を行うこと
によって作製されたことを特徴とするシリコンエピタキ
シャルウェーハ。
6. A silicon epitaxial wafer manufactured by performing an epitaxial process using the heat-treated silicon wafer according to claim 5 as a substrate.
【請求項7】 シリコンウェーハを基板として用いてエ
ピタキシャル工程を行い、その後請求項4記載の方法に
よって決定された熱処理条件によって熱処理が施された
ことを特徴とするシリコンエピタキシャルウェーハ。
7. A silicon epitaxial wafer, which has been subjected to an epitaxial process using a silicon wafer as a substrate and then subjected to a heat treatment under the heat treatment conditions determined by the method of claim 4.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009130341A (en) * 2007-11-28 2009-06-11 Shin Etsu Handotai Co Ltd Method of evaluating device-forming wafer
JP2010087140A (en) * 2008-09-30 2010-04-15 Shin Etsu Handotai Co Ltd Evaluation method of silicon wafer, silicon wafer, and method of manufacturing silicon wafer

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0875680A (en) * 1994-09-08 1996-03-22 Shin Etsu Handotai Co Ltd Evaluation of silicon single crystal
JPH09199507A (en) * 1996-01-17 1997-07-31 Sumitomo Sitix Corp Semiconductor substrate and its manufacture
JP2000258365A (en) * 1999-03-12 2000-09-22 Sumitomo Metal Ind Ltd Evaluation of silicon single crystal

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0875680A (en) * 1994-09-08 1996-03-22 Shin Etsu Handotai Co Ltd Evaluation of silicon single crystal
JPH09199507A (en) * 1996-01-17 1997-07-31 Sumitomo Sitix Corp Semiconductor substrate and its manufacture
JP2000258365A (en) * 1999-03-12 2000-09-22 Sumitomo Metal Ind Ltd Evaluation of silicon single crystal

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009130341A (en) * 2007-11-28 2009-06-11 Shin Etsu Handotai Co Ltd Method of evaluating device-forming wafer
JP2010087140A (en) * 2008-09-30 2010-04-15 Shin Etsu Handotai Co Ltd Evaluation method of silicon wafer, silicon wafer, and method of manufacturing silicon wafer

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