JP2005159013A - Inspecting method of silicon single crystal, manufacturing method of silicon wafer and manufacturing method of epitaxial wafer - Google Patents

Inspecting method of silicon single crystal, manufacturing method of silicon wafer and manufacturing method of epitaxial wafer Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the inspecting method of silicon single crystal, which is capable of discriminating a single crystal which permits the manufacture of an epitaxial wafer having a required wafer quality by estimating a BMD density after manufacturing the epitaxial wafer in a stage when the silicon single crystal is raised. <P>SOLUTION: The inspecting method of silicon single crystal comprises at least a manufacturing process of wafer for inspection wherein the wafer for inspection is manufactured from the silicon single crystal, a false epitaxial heat treatment process wherein heat treatment is applied on the manufactured wafer for inspection under the same heat treating condition as that applied upon manufacturing the epitaxial wafer, and a BMD density measuring process wherein the density of bulk micro defect (BMD) in the wafer is measured by applying oxygen deposition heat treatment for growing up oxygen deposit on the wafer for inspection on which the false epitaxial heat treatment process has been applied. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、シリコン単結晶を育成した段階で、エピタキシャルウエーハを作製した後のBMD密度を予測して所望のウエーハ品質を得ることのできるシリコン単結晶を判別するシリコン単結晶の検査方法、及び所望のBMD密度を有するエピタキシャルウエーハを高歩留まりかつ低コストで製造することのできるエピタキシャルウエーハの製造方法に関する。   The present invention relates to a silicon single crystal inspection method for discriminating a silicon single crystal capable of obtaining a desired wafer quality by predicting the BMD density after the epitaxial wafer is produced at the stage of growing the silicon single crystal, and the desired The present invention relates to a method for manufacturing an epitaxial wafer capable of manufacturing an epitaxial wafer having a BMD density of high yield and low cost.

現在、エピタキシャルウエーハは、その優れた特性から個別半導体やバイポーラIC等を製造するウエーハとして広く使用されており、またMOS LSIについてもソフトエラーやラッチアップ特性が優れていることから、マイクロプロセッサユニットやフラッシュメモリデバイス等に広く用いられている。さらに、シリコン単結晶の製造時に導入される、いわゆるグローンイン(Grown−in)欠陥によるDRAMの信頼性不良を低減させるため、エピタキシャルウエーハの需要はますます拡大している。   At present, epitaxial wafers are widely used as wafers for manufacturing individual semiconductors, bipolar ICs, and the like because of their excellent characteristics, and MOS LSIs have excellent soft errors and latch-up characteristics, so Widely used in flash memory devices and the like. Further, the demand for epitaxial wafers is increasing more and more in order to reduce the reliability failure of DRAMs due to so-called “grown-in” defects introduced during the production of silicon single crystals.

このようなエピタキシャルウエーハを用いて半導体デバイスを作製する場合、エピタキシャルウエーハに重金属不純物が存在していると半導体デバイスの特性不良を起こす原因となるため、ウエーハ中に存在する重金属不純物をデバイス形成領域であるウエーハ表面近傍から除去する必要がある。   When manufacturing a semiconductor device using such an epitaxial wafer, the presence of heavy metal impurities in the epitaxial wafer may cause the semiconductor device to have poor characteristics. Therefore, the heavy metal impurities present in the wafer are removed in the device formation region. It is necessary to remove from the vicinity of a certain wafer surface.

一般に、ウエーハ表面近傍から重金属不純物を除去する技術としてゲッタリング技術が知られており、このゲッタリング技術における有効な方法の一つに、ウエーハ内部(バルク部)に酸素析出物からなる内部微小欠陥(BMD:Bulk micro defect)を形成し、その歪場に重金属不純物を捕らえるイントリンシックゲッタリング(IG)と呼ばれる方法がある。通常、イントリンシックゲッタリングは、ウエーハに形成されているBMDの密度が高いほどウエーハの有するIG能力は高く、ウエーハのBMD密度を測定することによって、そのウエーハが有するIG能力を評価することができる。   In general, gettering technology is known as a technology for removing heavy metal impurities from the vicinity of the wafer surface, and one of the effective methods in this gettering technology is internal minute defects consisting of oxygen precipitates inside the wafer (bulk part). There is a method called intrinsic gettering (IG) in which (BMD: Bulk micro defect) is formed and heavy metal impurities are trapped in the strain field. Generally, in intrinsic gettering, the higher the density of BMD formed on a wafer, the higher the IG ability of the wafer. By measuring the BMD density of the wafer, the IG ability of the wafer can be evaluated. .

通常、BMDは、CZ法でシリコン単結晶を製造する際の製造履歴に依存するところが大きく、例えば鏡面研磨加工が施されたシリコンウエーハ(PW)を製造する場合であれば、シリコンウエーハのBMD密度は単結晶育成後の段階で確認することが可能である。   Normally, BMD largely depends on the manufacturing history when a silicon single crystal is manufactured by the CZ method. For example, when manufacturing a silicon wafer (PW) subjected to mirror polishing, the BMD density of the silicon wafer Can be confirmed at the stage after single crystal growth.

一方、エピタキシャルウエーハの場合、シリコン単結晶の製造からエピタキシャル層の形成までに長い工程が必要とされ、またシリコンウエーハ上にエピタキシャル層を形成する際に高温の熱処理が行われており、このエピタキシャル工程で行われる高温熱処理によってウエーハに存在する酸素析出物の減少・消滅が生じている。そのため、エピタキシャル層を形成する際の高温熱処理の前後でウエーハのBMD密度に変化が生じ、例えばシリコン単結晶を育成した直後に測定したシリコン単結晶のBMD密度と、その単結晶からウエーハを切出してエピタキシャル層を形成して作製したエピタキシャルウエーハのBMD密度とは全く異なる値を示していた。   On the other hand, in the case of an epitaxial wafer, a long process is required from the production of a silicon single crystal to the formation of an epitaxial layer, and a high-temperature heat treatment is performed when forming an epitaxial layer on the silicon wafer. Oxygen precipitates present on the wafer are reduced and eliminated by the high-temperature heat treatment performed in (1). Therefore, the BMD density of the wafer changes before and after the high temperature heat treatment when forming the epitaxial layer. For example, the BMD density of the silicon single crystal measured immediately after growing the silicon single crystal and the wafer is cut out from the single crystal. The value was completely different from the BMD density of an epitaxial wafer produced by forming an epitaxial layer.

したがって、従来、エピタキシャルウエーハのBMD密度を確認するためには、実際にシリコンウエーハにエピタキシャル層を形成してエピタキシャルウエーハを作製した後に、そのエピタキシャルウエーハに酸素析出熱処理等を行ってそのBMD密度を測定したり、さらに、例えば特許文献1や特許文献2の実施例等に記載されているように、エピタキシャルウエーハを作製した後に熱シュミレーション等を行って各種ウエーハ品質の測定が行われていた。   Therefore, conventionally, in order to confirm the BMD density of an epitaxial wafer, after actually forming an epitaxial layer on a silicon wafer to produce an epitaxial wafer, the epitaxial wafer is subjected to an oxygen precipitation heat treatment or the like to measure the BMD density. In addition, as described in, for example, Examples of Patent Document 1 and Patent Document 2, various wafer qualities are measured by performing thermal simulation after manufacturing an epitaxial wafer.

しかしながら、このように実際にエピタキシャルウエーハを作製した後にBMD密度等の測定を行うと、例えばそのエピタキシャルウエーハの品質がユーザーの要求を満足できずに不良品と判定された場合に、エピタキシャルウエーハを作製するまでに費やされた時間やコストが大きなロスとなり、エピタキシャルウエーハの製造における生産性の向上やコストダウンを妨げる要因の一つとなっていた。   However, when the BMD density is measured after actually manufacturing the epitaxial wafer in this way, for example, if the quality of the epitaxial wafer does not satisfy the user's request and it is determined as a defective product, the epitaxial wafer is manufactured. The time and cost spent up to that time has been a great loss, which has been one of the factors that hinders productivity improvement and cost reduction in the production of epitaxial wafers.

特開平10−50715号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-50715 特開平10−223641号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-223641

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、シリコン単結晶を育成した段階で、エピタキシャルウエーハを作製した後のBMD密度を予測して所望のウエーハ品質を有するエピタキシャルウエーハを製造できる単結晶を判別することのできるシリコン単結晶の検査方法を提供することにあり、また、所望のBMD密度を有するエピタキシャルウエーハを高歩留まりかつ低コストで製造できるエピタキシャルウエーハの製造方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to predict the BMD density after producing an epitaxial wafer at the stage of growing a silicon single crystal and to obtain a desired wafer quality. It is an object of the present invention to provide a method for inspecting a silicon single crystal capable of discriminating a single crystal capable of producing an epitaxial wafer having a thickness of the epitaxial wafer, and an epitaxial wafer capable of producing an epitaxial wafer having a desired BMD density at a high yield and at a low cost. It is to provide a manufacturing method.

上記目的を達成するために、本発明によれば、シリコン単結晶の検査方法であって、少なくとも、前記シリコン単結晶から検査用ウエーハを作製する検査用ウエーハ作製工程と、該作製した検査用ウエーハにエピタキシャルウエーハを作製する際に施される熱処理と同様の熱処理条件で熱処理を行う擬似エピタキシャル熱処理工程と、該擬似エピタキシャル熱処理工程が施された検査用ウエーハに酸素析出物を成長させるための酸素析出熱処理を施してウエーハの内部微小欠陥(BMD)の密度を測定するBMD密度測定工程とを有することを特徴とするシリコン単結晶の検査方法が提供される(請求項1)。   In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a method for inspecting a silicon single crystal, comprising at least an inspection wafer production step for producing an inspection wafer from the silicon single crystal, and the produced inspection wafer. A pseudo-epitaxial heat treatment step for performing heat treatment under the same heat treatment conditions as those used when fabricating an epitaxial wafer on the substrate, and oxygen precipitation for growing oxygen precipitates on the inspection wafer subjected to the pseudo-epitaxial heat treatment step There is provided a method for inspecting a silicon single crystal comprising a BMD density measuring step of performing a heat treatment to measure the density of internal minute defects (BMD) of a wafer (claim 1).

このように、少なくとも、検査用ウエーハ作製工程、擬似エピタキシャル熱処理工程、BMD密度測定工程を行ってシリコン単結晶を検査することにより、実際にエピタキシャルウエーハを作製しなくても、シリコン単結晶を育成した段階でエピタキシャルウエーハを作製した後のBMD密度を予測して所望のウエーハ品質を得ることのできる単結晶を判別できるため、例えば従来のエピタキシャルウエーハの製造においてBMDの保証値あるいは規格値にあわない不良品を製造した場合に生じていた時間的なロスや製造コストのロスを大幅に低減することが可能となるし、またその後所望のBMD密度が保証されたシリコン単結晶のみを用いてエピタキシャルウエーハを製造することにより、エピタキシャルウエーハの製造における歩留まりを向上できるので、エピタキシャルウエーハの生産性の向上やコストダウンを図ることができる。   As described above, the silicon single crystal was grown by performing at least the inspection wafer manufacturing process, the pseudo-epitaxial heat treatment process, and the BMD density measurement process, without actually manufacturing the epitaxial wafer. Since the single crystal that can obtain the desired wafer quality can be determined by predicting the BMD density after the epitaxial wafer is manufactured at the stage, for example, in the manufacture of the conventional epitaxial wafer, the BMD guaranteed value or the standard value is not satisfied. It is possible to greatly reduce the time loss and manufacturing cost loss that occurred when manufacturing a non-defective product, and after that, using only a silicon single crystal with a desired BMD density guaranteed, an epitaxial wafer can be formed. Manufacturing yields in the production of epitaxial wafers. Since can be improved, it is possible to improve and reduce costs of production of the epitaxial wafer.

この場合、前記擬似エピタキシャル熱処理工程において、前記検査用ウエーハに1100℃以上1250℃以下の熱処理温度で5〜40分間の熱処理を行うことが好ましい(請求項2)。   In this case, in the pseudo-epitaxial heat treatment step, it is preferable that the inspection wafer is heat-treated at a heat treatment temperature of 1100 ° C. or higher and 1250 ° C. or lower for 5 to 40 minutes.

このように、擬似エピタキシャル熱処理工程で検査用ウエーハに1100℃以上1250℃以下の熱処理温度で5〜40分間の熱処理を行うことによって、実際にエピタキシャル層を形成する際に行われる熱処理と同様の熱履歴で検査用ウエーハに熱処理を行うことができるため、その後BMD密度測定工程で検査用ウエーハのBMD密度を測定することにより、実際にエピタキシャルウエーハを作製した時に形成されるBMDの密度を非常に高精度に予測することができる。   In this way, by performing heat treatment for 5 to 40 minutes at a heat treatment temperature of 1100 ° C. or more and 1250 ° C. or less on the inspection wafer in the pseudo epitaxial heat treatment step, heat similar to the heat treatment performed when actually forming the epitaxial layer is performed. Since the inspection wafer can be heat-treated with a history, the BMD density of the inspection wafer is then measured in the BMD density measurement process, so that the density of the BMD formed when the epitaxial wafer is actually fabricated is very high. Can be predicted with accuracy.

また、前記BMD密度測定工程の酸素析出熱処理において、前記検査用ウエーハに1000℃で16時間の熱処理を行うことが好ましく(請求項3)、さらに、前記BMD密度測定工程の酸素析出熱処理において、前記検査用ウエーハに1000℃で16時間の熱処理を行う前に、800℃で4時間の熱処理を行うことが好ましい(請求項4)。   Further, in the oxygen precipitation heat treatment in the BMD density measurement step, it is preferable to heat-treat the inspection wafer at 1000 ° C. for 16 hours (Claim 3), and in the oxygen precipitation heat treatment in the BMD density measurement step, It is preferable to perform the heat treatment at 800 ° C. for 4 hours before the heat treatment at 1000 ° C. for 16 hours on the inspection wafer.

このように、BMD密度測定工程の酸素析出熱処理において、検査用ウエーハに1000℃で16時間の熱処理、より好ましくは800℃で4時間+1000℃で16時間の熱処理を行うことにより、検査用ウエーハに存在している酸素析出物を検出可能なサイズに容易に成長させることができるため、検査用ウエーハのBMD密度を高精度に測定することができる。   Thus, in the oxygen precipitation heat treatment in the BMD density measurement step, the inspection wafer is subjected to heat treatment at 1000 ° C. for 16 hours, more preferably at 800 ° C. for 4 hours + 1000 ° C. for 16 hours. Since the existing oxygen precipitates can be easily grown to a detectable size, the BMD density of the inspection wafer can be measured with high accuracy.

また、本発明は、上記本発明のシリコン単結晶の検査方法により所望のBMD密度が保証されたシリコン単結晶からシリコンウエーハを製造することを特徴とするシリコンウエーハの製造方法を提供することができる(請求項5)。
このように、本発明のシリコン単結晶の検査方法により所望のBMD密度が保証されたシリコン単結晶からシリコンウエーハを製造することにより、所望のBMD密度を有するエピタキシャルウエーハを高歩留まりで作製できるシリコンウエーハを容易に得ることができる。
In addition, the present invention can provide a method for producing a silicon wafer, characterized in that a silicon wafer is produced from a silicon single crystal in which a desired BMD density is guaranteed by the silicon single crystal inspection method of the present invention. (Claim 5).
Thus, by manufacturing a silicon wafer from a silicon single crystal in which a desired BMD density is guaranteed by the silicon single crystal inspection method of the present invention, a silicon wafer capable of producing an epitaxial wafer having a desired BMD density at a high yield is obtained. Can be easily obtained.

さらに、本発明は、上記本発明のシリコンウエーハの製造方法により製造されたシリコンウエーハにエピタキシャル層を形成してエピタキシャルウエーハを製造することを特徴とするエピタキシャルウエーハの製造方法を提供することができる(請求項6)。
このように、本発明のシリコンウエーハの製造方法により製造されたシリコンウエーハにエピタキシャル層を形成してエピタキシャルウエーハを製造することにより、所望のBMD密度を有するエピタキシャルウエーハを高歩留まりで製造することができ、エピタキシャルウエーハの生産性の向上やコストダウンを図ることができる。
Furthermore, the present invention can provide an epitaxial wafer manufacturing method characterized by manufacturing an epitaxial wafer by forming an epitaxial layer on the silicon wafer manufactured by the above-described silicon wafer manufacturing method of the present invention ( Claim 6).
As described above, an epitaxial wafer having a desired BMD density can be manufactured at a high yield by forming an epitaxial layer on the silicon wafer manufactured by the silicon wafer manufacturing method of the present invention and manufacturing the epitaxial wafer. Thus, the productivity of the epitaxial wafer can be improved and the cost can be reduced.

また、本発明によれば、シリコン単結晶からシリコンウエーハを作製した後、該シリコンウエーハにエピタキシャル層を形成してエピタキシャルウエーハを製造する方法において、前記シリコン単結晶からシリコンウエーハを作製する際に検査用ウエーハを作製し、該検査用ウエーハに、少なくとも、エピタキシャル層の形成の際に施される熱処理と同様の熱処理条件で熱処理を行う擬似エピタキシャル熱処理工程と、酸素析出物を成長させるための酸素析出熱処理を施してウエーハの内部微小欠陥(BMD)の密度を測定するBMD密度測定工程とを行って検査用ウエーハのBMD密度を測定し、該BMD密度の測定結果に基づいて所望のBMD密度が保証されたシリコン単結晶または該シリコン単結晶から作製されたシリコンウエーハを用いてエピタキシャルウエーハの製造を行うことを特徴とするエピタキシャルウエーハの製造方法が提供される(請求項7)。   According to the present invention, in the method of manufacturing an epitaxial wafer by forming an epitaxial layer on the silicon wafer after manufacturing the silicon wafer from the silicon single crystal, the silicon wafer is inspected when the silicon wafer is manufactured from the silicon single crystal. A pseudo-epitaxial heat treatment step for producing a wafer for the test and performing a heat treatment under the same heat treatment conditions as the heat treatment applied at the time of forming the epitaxial layer on the inspection wafer, and oxygen precipitation for growing oxygen precipitates A BMD density measuring step is performed to measure the density of internal micro defects (BMD) of the wafer by performing a heat treatment, and the BMD density of the inspection wafer is measured, and a desired BMD density is guaranteed based on the measurement result of the BMD density. A silicon single crystal produced or a silicon wafer produced from the silicon single crystal Method for manufacturing an epitaxial wafer, characterized in that to manufacture the epitaxial wafer is provided have (claim 7).

このようにしてエピタキシャルウエーハを製造することにより、所望のBMD密度を有するエピタキシャルウエーハを高歩留まりで製造することができ、また従来のようなエピタキシャルウエーハを製造した後に不良が判明するために生じていた時間的なロスや製造コストのロスを大幅に低減できるので、エピタキシャルウエーハの生産性の向上やコストダウンを達成することができる。   By manufacturing an epitaxial wafer in this manner, an epitaxial wafer having a desired BMD density can be manufactured at a high yield, and defects have occurred since a conventional epitaxial wafer is manufactured. Since the time loss and the manufacturing cost loss can be greatly reduced, the productivity and cost reduction of the epitaxial wafer can be achieved.

この場合、前記検査用ウエーハを、シリコン単結晶からシリコンウエーハを切出すスライス工程が行われる前に作製することが好ましい(請求項8)。
このように、シリコン単結晶からシリコンウエーハを切出すスライス工程が行われる前に、シリコン単結晶から検査用ウエーハを作製し、上記擬似エピタキシャル熱処理工程とBMD密度測定工程とを行って検査用ウエーハのBMD密度を測定すれば、シリコン単結晶を育成した段階でその後にエピタキシャルウエーハを作製した際のBMD密度を予測してウエーハ品質の良否を判別できるため、不良品を製造した場合に生じる時間的なロスや製造コストのロスを一層低減できる。
In this case, it is preferable that the inspection wafer is manufactured before the slicing step of cutting the silicon wafer from the silicon single crystal is performed.
Thus, before the slicing step of cutting the silicon wafer from the silicon single crystal is performed, an inspection wafer is manufactured from the silicon single crystal, and the pseudo-epitaxial heat treatment step and the BMD density measurement step are performed to perform the inspection wafer. If the BMD density is measured, the quality of the wafer quality can be determined by predicting the BMD density when the epitaxial wafer is produced after the silicon single crystal is grown. Loss and manufacturing cost loss can be further reduced.

以上のように、本発明によれば、シリコン単結晶を育成した段階で、エピタキシャルウエーハを作製した際のBMD密度を予測して所望のウエーハ品質を有するエピタキシャルウエーハを製造できる単結晶を判別することができる。したがって、所望のBMD密度が保証されたシリコン単結晶を用いてエピタキシャルウエーハの製造を行うことが可能となり、それによって、所望のBMD密度を有する高品質のエピタキシャルウエーハを高歩留まりで製造することができるし、またウエーハ品質が不良の場合であってもシリコン単結晶の段階で判別できるので、従来のようなエピタキシャルウエーハの作製までに要している時間的なロスや製造コストのロスを大幅に低減することができ、エピタキシャルウエーハの生産性の向上やコストダウンを達成することができる。   As described above, according to the present invention, at the stage of growing a silicon single crystal, the BMD density when the epitaxial wafer is produced is predicted, and a single crystal that can produce an epitaxial wafer having a desired wafer quality is discriminated. Can do. Therefore, it is possible to manufacture an epitaxial wafer using a silicon single crystal in which a desired BMD density is guaranteed, and thereby a high quality epitaxial wafer having a desired BMD density can be manufactured with a high yield. In addition, even if the wafer quality is poor, it can be identified at the silicon single crystal stage, greatly reducing the time loss and manufacturing cost loss required to manufacture the conventional epitaxial wafer. Thus, the productivity of the epitaxial wafer can be improved and the cost can be reduced.

以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明者等は、エピタキシャルウエーハの製造において生産性の向上やコストダウンを図るために、エピタキシャルウエーハの製造工程の早い段階、特にシリコン単結晶を育成した段階で、エピタキシャルウエーハを作製した後のウエーハが有するBMD密度を予測できれば良いと考え、鋭意実験及び検討を重ねた。その結果、シリコン単結晶から検査用ウエーハを作製し、その作製した検査用ウエーハに擬似エピタキシャル熱処理工程及びBMD密度測定工程を行うことによって、シリコン単結晶を育成した段階でエピタキシャルウエーハとした場合のBMD密度を予測して所望のウエーハ品質を得ることのできる単結晶を判別することができ、そしてそれによって、エピタキシャルウエーハの歩留まりを向上させるとともに、不良品が製造されることを防止して製造時間や製造コストのロスを低減できることを見出して、本発明を完成させた。
Hereinafter, although an embodiment is described about the present invention, the present invention is not limited to these.
In order to improve productivity and reduce costs in manufacturing an epitaxial wafer, the present inventors have made a wafer after manufacturing an epitaxial wafer at an early stage of the epitaxial wafer manufacturing process, particularly at the stage of growing a silicon single crystal. We thought that it would be good if the BMD density of the material could be predicted. As a result, an inspection wafer is manufactured from the silicon single crystal, and the pseudo wafer is formed at the stage of growing the silicon single crystal by performing a pseudo-epitaxial heat treatment process and a BMD density measurement process on the manufactured inspection wafer. It is possible to determine the single crystal that can obtain the desired wafer quality by predicting the density, thereby improving the yield of the epitaxial wafer and preventing the production of defective products. The present invention has been completed by finding that the loss of manufacturing cost can be reduced.

以下に、本発明のシリコン単結晶の検査方法について図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図1は、本発明に係るシリコン単結晶の検査方法の一例を示すフロー図である。
先ず、検査用ウエーハ作製工程で検査対象となるシリコン単結晶から検査用ウエーハを作製する(図1の工程A)。この検査用ウエーハ作製工程において、シリコン単結晶から検査用ウエーハを作製する方法は特に限定されるものではないが、例えばシリコン単結晶から内周刃切断機やワイヤーソー等を用いてウエーハを切出した後、得られたウエーハに例えば面取り、ラッピング、エッチング、研磨等の従来一般的に行われているようなウエーハ加工工程を施すことによって検査用ウエーハを容易に作製することができる。
Hereinafter, the silicon single crystal inspection method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. FIG. 1 is a flowchart showing an example of a silicon single crystal inspection method according to the present invention.
First, an inspection wafer is manufactured from a silicon single crystal to be inspected in the inspection wafer manufacturing process (process A in FIG. 1). In this inspection wafer production process, the method for producing the inspection wafer from the silicon single crystal is not particularly limited. For example, the wafer was cut from the silicon single crystal using an inner peripheral cutting machine or a wire saw. Thereafter, a wafer for inspection can be easily produced by subjecting the obtained wafer to a wafer processing step such as chamfering, lapping, etching, polishing, or the like that is conventionally performed.

次に、この作製した検査用ウエーハに擬似エピタキシャル熱処理工程を行う(図1の工程B)。この擬似エピタキシャル熱処理工程では、検査用ウエーハにエピタキシャルウエーハを作製する際に施される熱処理と同様の熱処理条件(熱履歴)で熱処理を行い、それによって、検査用ウエーハに形成されている酸素析出物(核)に対して実際にシリコンウエーハにエピタキシャル層を形成したときに生じる酸素析出物の減少・消滅と同様の挙動を生じさせることができる。   Next, a pseudo epitaxial heat treatment step is performed on the manufactured inspection wafer (step B in FIG. 1). In this pseudo-epitaxial heat treatment process, heat treatment is performed under the same heat treatment conditions (thermal history) as the heat treatment performed when the epitaxial wafer is manufactured on the inspection wafer, thereby forming oxygen precipitates formed on the inspection wafer. With respect to (nucleus), it is possible to cause the same behavior as the reduction / extinction of oxygen precipitates generated when an epitaxial layer is actually formed on a silicon wafer.

このとき、擬似エピタキシャル熱処理工程では、検査用ウエーハに1100℃以上1250℃以下の熱処理温度で5〜40分間の熱処理を行うことが好ましい。一般に、シリコンウエーハにエピタキシャル層を形成する際には、1100℃以上1250℃以下の熱処理温度で5〜40分間の熱処理が行われる。したがって、検査用ウエーハに擬似エピタキシャル熱処理工程を行う際には、エピタキシャル層の形成が行われるときと同様の熱処理温度、すなわち、1100℃以上1250℃以下の熱処理温度で擬似エピタキシャル熱処理工程を行うことが好ましい。   At this time, in the pseudo-epitaxial heat treatment step, it is preferable to perform heat treatment on the inspection wafer at a heat treatment temperature of 1100 ° C. or higher and 1250 ° C. or lower for 5 to 40 minutes. Generally, when an epitaxial layer is formed on a silicon wafer, a heat treatment is performed at a heat treatment temperature of 1100 ° C. or higher and 1250 ° C. or lower for 5 to 40 minutes. Therefore, when the pseudo-epitaxial heat treatment step is performed on the inspection wafer, the pseudo-epitaxial heat treatment step may be performed at the same heat treatment temperature as when the epitaxial layer is formed, that is, at a heat treatment temperature of 1100 ° C. or higher and 1250 ° C. or lower. preferable.

また、擬似エピタキシャル熱処理工程の熱処理時間についても同様に、実際にエピタキシャル層を形成するときの熱処理条件に合わせて5〜40分間とすることが好ましい。特に、擬似エピタキシャル熱処理工程を20分程度行うことにより、エピタキシャル層を形成する際に生じる酸素析出物の減少・消滅と同様の酸素析出物の挙動を検査用ウエーハに安定して生じさせて、エピタキシャルウエーハを作製したときのBMD密度をほぼ正確に予測することが可能となる。したがって、擬似エピタキシャル熱処理工程の熱処理時間は20分とすることがより好ましく、それによって、単結晶の検査を効率的にかつ高精度に行うことができる。   Similarly, the heat treatment time of the pseudo epitaxial heat treatment step is preferably set to 5 to 40 minutes in accordance with the heat treatment conditions for actually forming the epitaxial layer. In particular, by performing the pseudo-epitaxial heat treatment process for about 20 minutes, the behavior of oxygen precipitates similar to the decrease / extinction of oxygen precipitates generated when forming an epitaxial layer is stably generated in the inspection wafer, and the epitaxial wafer is epitaxially grown. It becomes possible to predict the BMD density when the wafer is manufactured almost accurately. Therefore, the heat treatment time of the pseudo epitaxial heat treatment process is more preferably 20 minutes, whereby the single crystal can be inspected efficiently and with high accuracy.

そして、上記のように擬似エピタキシャル熱処理工程を行った後、検査用ウエーハのBMDの密度を測定するBMD密度測定工程を行う(図1の工程C)。
このBMD密度測定工程では、先ず検査用ウエーハに酸素析出熱処理を施して酸素析出物を検出可能なサイズに成長させる。このとき、酸素析出熱処理では、例えば検査用ウエーハに1000℃で16時間の熱処理、より好ましくは800℃で4時間+1000℃で16時間の熱処理を行えば良く、このような熱処理条件で酸素析出熱処理を行うことにより、検査用ウエーハに存在している酸素析出物を検出可能なサイズに容易に成長させることができる。
Then, after performing the pseudo-epitaxial heat treatment process as described above, a BMD density measurement process for measuring the BMD density of the inspection wafer is performed (process C in FIG. 1).
In this BMD density measurement step, first, an oxygen precipitation heat treatment is performed on the inspection wafer to grow oxygen precipitates to a detectable size. At this time, in the oxygen precipitation heat treatment, for example, the inspection wafer may be heat-treated at 1000 ° C. for 16 hours, more preferably 800 ° C. for 4 hours + 1000 ° C. for 16 hours. By performing the above, oxygen precipitates present on the inspection wafer can be easily grown to a detectable size.

さらに、酸素析出熱処理が施された検査用ウエーハは、その後、例えば選択エッチングを行って酸素析出物を顕在化させ、顕微鏡等を用いて欠陥をカウントすることによって検査用ウエーハのBMD密度を測定することができる。   Further, the inspection wafer that has been subjected to the oxygen precipitation heat treatment is then subjected to, for example, selective etching to reveal oxygen precipitates, and measure the BMD density of the inspection wafer by counting defects using a microscope or the like. be able to.

このように擬似エピタキシャル熱処理工程を行った後に測定された検査用ウエーハのBMD密度は、実際にシリコン単結晶からエピタキシャルウエーハを作製した際にウエーハに形成されているBMD密度とよい相関を有している。したがって、この検査用ウエーハで測定したBMD密度に基づいてエピタキシャルウエーハ作製後のBMD密度を予測することができ、検査対象の単結晶から所望の品質を有するエピタキシャルウエーハを製造できるか否かを高精度に判別することができる。   Thus, the BMD density of the inspection wafer measured after performing the pseudo-epitaxial heat treatment step has a good correlation with the BMD density formed on the wafer when an epitaxial wafer is actually produced from a silicon single crystal. Yes. Therefore, the BMD density after the epitaxial wafer fabrication can be predicted based on the BMD density measured by this inspection wafer, and it is highly accurate whether or not an epitaxial wafer having a desired quality can be manufactured from the single crystal to be inspected. Can be determined.

以上のように、本発明のシリコン単結晶の検査方法によれば、シリコン単結晶を育成した段階でエピタキシャルウエーハを作製した際のBMD密度を予測して、所望の品質を有するエピタキシャルウエーハを製造できる単結晶を判別することができる。したがって、所望のBMD密度が保証された単結晶のみを用いてエピタキシャルウエーハの製造を行うことが可能となり、エピタキシャルウエーハの歩留まりを向上させることができる。また一方、検査結果で不良と判断された単結晶はその後のウエーハ加工工程やエピタキシャル層の形成工程を行わずにすむので、前述したような従来のエピタキシャルウエーハの製造において不良品を製造した場合に生じていた時間的なロスや製造コストのロスを大幅に低減することができる。   As described above, according to the method for inspecting a silicon single crystal of the present invention, an epitaxial wafer having a desired quality can be manufactured by predicting the BMD density when the epitaxial wafer is produced at the stage of growing the silicon single crystal. Single crystals can be identified. Therefore, it is possible to manufacture an epitaxial wafer using only a single crystal with a desired BMD density guaranteed, and the yield of the epitaxial wafer can be improved. On the other hand, since the single crystal judged to be defective by the inspection result does not need to be subjected to subsequent wafer processing steps or epitaxial layer formation steps, when a defective product is manufactured in the conventional epitaxial wafer manufacturing as described above. Time loss and manufacturing cost loss that have occurred can be significantly reduced.

また、上記本発明の検査方法で所望のBMD密度が保証されたシリコン単結晶からシリコンウエーハを製造することにより、所望のBMD密度を有するエピタキシャルウエーハを高歩留まりで作製できるシリコンウエーハを容易に得ることができる。そして、このようなシリコンウエーハを用いてエピタキシャルウエーハを製造することによって、エピタキシャルウエーハの生産性の向上やコストダウンを図ることができる。   Further, by manufacturing a silicon wafer from a silicon single crystal with a desired BMD density guaranteed by the inspection method of the present invention, it is possible to easily obtain a silicon wafer capable of manufacturing an epitaxial wafer having a desired BMD density with a high yield. Can do. Further, by manufacturing an epitaxial wafer using such a silicon wafer, the productivity of the epitaxial wafer can be improved and the cost can be reduced.

次に、本発明のエピタキシャルウエーハの製造方法について説明する。
先ず、チョクラルスキー法(CZ法)や浮遊帯域法(FZ法)等によりシリコン単結晶を製造した後、得られたシリコン単結晶からシリコンウエーハを作製する際に検査用ウエーハを作製する。
Next, the manufacturing method of the epitaxial wafer of this invention is demonstrated.
First, after manufacturing a silicon single crystal by the Czochralski method (CZ method), the floating zone method (FZ method) or the like, an inspection wafer is manufactured when a silicon wafer is manufactured from the obtained silicon single crystal.

この検査用ウエーハの作製(切り出し、あるいは抜き取り)は、シリコン単結晶からシリコンウエーハを作製する際に行われるスライス工程、面取り工程、ラッピング工程、エッチング工程、研磨工程等の何れの工程の段階で行っても良く、特に限定されないが、例えば検査用ウエーハをシリコン単結晶からシリコンウエーハを切出すスライス工程が行われる前に作製すれば、シリコン単結晶の段階で実際にエピタキシャルウエーハを作製した際にウエーハの有するBMD密度を予測してウエーハ品質の良否を判別できるため、シリコン単結晶が不良とされた場合には、エピタキシャル成長工程のみならず、面取り工程やラッピング工程等のウエーハ加工工程を行わずに済み、時間的なロスや製造コストのロスを大幅に低減することができる。特に直径が200mm以上の場合、結晶重量が大きくなるので、原料コストも大きくなり、否の場合は再利用できるように早い段階で良否を判別できることが好ましい。   This inspection wafer is manufactured (cut out or extracted) at any stage of the slicing process, chamfering process, lapping process, etching process, polishing process, etc. performed when manufacturing a silicon wafer from a silicon single crystal. For example, if the inspection wafer is manufactured before the slicing process of cutting the silicon wafer from the silicon single crystal is performed, the wafer is actually formed at the stage of the silicon single crystal. As the wafer quality can be judged by predicting the BMD density of the wafer, it is not necessary to perform not only the epitaxial growth process but also the wafer processing process such as chamfering process and lapping process when the silicon single crystal is defective. , Time loss and manufacturing cost loss can be greatly reducedIn particular, when the diameter is 200 mm or more, the crystal weight increases, so the raw material cost also increases. In the case of no, it is preferable that the quality can be determined at an early stage so that it can be reused.

次に、この作製した検査用ウエーハに、上記で説明した擬似エピタキシャル熱処理工程及びBMD密度測定工程を行って、検査用ウエーハのBMD密度を測定する。そして、得られたBMD密度の測定結果に基づいて、所望のBMD密度が保証されたシリコン単結晶(検査用ウエーハがスライス工程の行われた後に作製された場合には、所望のBMD密度が保証されたシリコン単結晶から作製されたシリコンウエーハ)のみを用いてエピタキシャルウエーハの製造を行う。   Next, the pseudo-epitaxial heat treatment step and the BMD density measurement step described above are performed on the manufactured inspection wafer, and the BMD density of the inspection wafer is measured. Then, based on the measurement result of the obtained BMD density, a silicon single crystal in which the desired BMD density is guaranteed (if the inspection wafer is manufactured after the slicing process is performed, the desired BMD density is guaranteed. An epitaxial wafer is manufactured using only a silicon wafer manufactured from a silicon single crystal.

尚、本発明において、所望のBMD密度が保証されたシリコン単結晶からエピタキシャルウエーハを製造する際の具体的な方法は特に限定されず、従来行われている方法を用いてエピタキシャルウエーハを製造することができる。例えば、所望のBMD密度が保証されたシリコン単結晶をスライスしてウエーハ状に加工し、面取り、ラッピング、エッチング、鏡面研磨等の各工程を施して鏡面シリコンウエーハを作製した後、H雰囲気中でSiClやSiHCl等のけい素化合物ガスを供給しながら1100℃〜1250℃の温度で5〜40分間のエピタキシャル熱処理を行うことによって、ウエーハ表面にエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルウエーハを製造することができる。 In the present invention, a specific method for producing an epitaxial wafer from a silicon single crystal with a desired BMD density guaranteed is not particularly limited, and an epitaxial wafer is produced using a conventional method. Can do. For example, a silicon single crystal with a desired BMD density guaranteed is sliced and processed into a wafer shape, and a mirror silicon wafer is produced by chamfering, lapping, etching, mirror polishing, etc., and then in an H 2 atmosphere. An epitaxial wafer having an epitaxial layer formed on the wafer surface is manufactured by performing an epitaxial heat treatment at a temperature of 1100 ° C. to 1250 ° C. for 5 to 40 minutes while supplying a silicon compound gas such as SiCl 4 or SiHCl 3. be able to.

以上のようにしてエピタキシャルウエーハを製造することによって、所望のBMD密度を有するエピタキシャルウエーハを高歩留まりで製造でき、さらに従来のような不良のエピタキシャルウエーハを製造してしまうこともないので、時間的なロスや製造コストのロスを大幅に低減でき、エピタキシャルウエーハの生産性の向上やコストダウンを達成して、エピタキシャルウエーハを低コストで製造することができる。さらに、本発明の製造方法で製造されたエピタキシャルウエーハは、所望のBMD密度を有するものとなるので、例えば従来エピタキシャルウエーハの製造後に行っているBMD密度の検査を省略することも可能となる。   By manufacturing an epitaxial wafer as described above, an epitaxial wafer having a desired BMD density can be manufactured at a high yield, and further, a conventional epitaxial wafer having a defect cannot be manufactured. Loss and manufacturing cost loss can be significantly reduced, and the epitaxial wafer can be manufactured at low cost by improving the productivity and reducing the cost of the epitaxial wafer. Furthermore, since the epitaxial wafer manufactured by the manufacturing method of the present invention has a desired BMD density, for example, it is possible to omit the inspection of the BMD density performed after the conventional epitaxial wafer is manufactured.

以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例1〜3、比較例1)
先ず、CZ法により、直径300mmで抵抗率10Ω・cmの窒素をドープしたシリコン単結晶を育成した。次に、このシリコン単結晶の各結晶部位からスライサーを用いてウエーハをスライスした後、面取り、ラッピング、エッチング、鏡面研磨を施して検査用ウエーハを複数枚作製した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these.
(Examples 1 to 3, Comparative Example 1)
First, a silicon single crystal doped with nitrogen having a diameter of 300 mm and a resistivity of 10 Ω · cm was grown by the CZ method. Next, after slicing the wafer from each crystal portion of the silicon single crystal using a slicer, chamfering, lapping, etching, and mirror polishing were performed to produce a plurality of inspection wafers.

そして、このように作製した検査用ウエーハに1200℃で40、20、5分の各熱処理条件で擬似エピタキシャル熱処理工程を行った。その後、各検査用ウエーハに800℃で4時間+1000℃で16時間の酸素析出熱処理を施してからウエーハを劈開し、その劈開面に選択エッチングを行って酸素析出物を顕在化させた後、光学顕微鏡を用いて検査用ウエーハのBMD密度を測定した(実施例1〜3)。   And the pseudo-epitaxial heat treatment process was performed on each of the heat treatment conditions at 1200 ° C. for 40, 20, and 5 minutes on the inspection wafer thus produced. After that, each inspection wafer was subjected to oxygen precipitation heat treatment at 800 ° C. for 4 hours + 1000 ° C. for 16 hours, and then the wafer was cleaved, and the cleaved surface was selectively etched to reveal oxygen precipitates. The BMD density of the inspection wafer was measured using a microscope (Examples 1 to 3).

また比較のために、上記で育成した窒素をドープしたシリコン単結晶の各結晶部位からスライサーを用いてウエーハをスライスした後、面取り、ラッピング、エッチング、鏡面研磨を施してシリコンウエーハを複数枚作製した。そして、作製したシリコンウエーハのうちの半分には、800℃で4時間+1000℃で16時間の酸素析出熱処理を施してからウエーハを劈開し、その劈開面に選択エッチングを行って酸素析出物を顕在化させた後、光学顕微鏡を用いてBMD密度の測定を行った(比較例1)。   For comparison, after slicing the wafer from each crystal portion of the nitrogen-doped silicon single crystal grown above using a slicer, chamfering, lapping, etching, and mirror polishing were performed to produce a plurality of silicon wafers. . Half of the fabricated silicon wafers were subjected to oxygen precipitation heat treatment at 800 ° C. for 4 hours + 1000 ° C. for 16 hours, and then the wafer was cleaved, and selective cleavage was performed on the cleavage surface to reveal oxygen precipitates. Then, the BMD density was measured using an optical microscope (Comparative Example 1).

さらに、上記で作製したシリコンウエーハのうちの残りの半分には、H雰囲気中でSiHClガスを供給しながら1200℃で20分間のエピタキシャル熱処理を行って、ウエーハ表面にエピタキシャル層が成長したエピタキシャルウエーハを製造した。そして、これらのエピタキシャルウエーハに、上記と同様にして酸素析出熱処理を施してから選択エッチングを行った後に、基準となるエピタキシャルウエーハのBMD密度を測定した。 Further, the remaining half of the silicon wafer produced above was subjected to epitaxial heat treatment at 1200 ° C. for 20 minutes while supplying SiHCl 3 gas in an H 2 atmosphere, and an epitaxial layer having an epitaxial layer grown on the wafer surface was obtained. A wafer was manufactured. These epitaxial wafers were subjected to oxygen precipitation heat treatment in the same manner as described above, and after selective etching, the BMD density of the reference epitaxial wafer was measured.

ここで、図2(a)に、検査用ウエーハに1200℃で40分間の擬似エピタキシャル熱処理工程を行ったときのBMD密度(実施例1)、シリコンウエーハのBMD密度(比較例1)、及び基準となるエピタキシャルウエーハのBMD密度を測定した結果を示し、また図2(b)には、実施例1及び比較例1のBMD密度と基準となるエピタキシャルウエーハのBMD密度との相関を求めた結果を示す。   Here, FIG. 2 (a) shows the BMD density (Example 1), the BMD density of the silicon wafer (Comparative Example 1), and the reference when the inspection wafer is subjected to a pseudo-epitaxial heat treatment process at 1200 ° C. for 40 minutes. FIG. 2B shows the result of measuring the BMD density of the epitaxial wafer to be obtained, and FIG. 2B shows the result of obtaining the correlation between the BMD density of Example 1 and Comparative Example 1 and the BMD density of the reference epitaxial wafer. Show.

また図3には、図2の実施例1の代りに、検査用ウエーハに1200℃で20分間の擬似エピタキシャル熱処理工程を行った実施例2のBMD密度を測定した結果を用いた場合を示し、図4には、検査用ウエーハに1200℃で5分間の擬似エピタキシャル熱処理工程を行った実施例3のBMD密度を測定した結果を用いた場合を示す。   FIG. 3 shows a case where the result of measuring the BMD density of Example 2 in which a pseudo-epitaxial heat treatment process at 1200 ° C. for 20 minutes was performed on an inspection wafer instead of Example 1 of FIG. FIG. 4 shows a case in which the result of measuring the BMD density of Example 3 in which a pseudo-epitaxial heat treatment process at 1200 ° C. for 5 minutes is performed on an inspection wafer is shown.

さらに、上記実施例1〜3の検査用ウエーハ、比較例1のシリコンウエーハ、及び基準となるエピタキシャルウエーハについて、BMD密度が1×10/cm以上となるものを合格とする判定基準でウエーハ品質の良否を判別して、実施例1〜3及び比較例1で得られた結果とエピタキシャルウエーハで得られた結果との一致性を求めた。その結果を以下の表1に示す。 Further, for the inspection wafers of Examples 1 to 3, the silicon wafer of Comparative Example 1, and the reference epitaxial wafer, the wafer having a BMD density of 1 × 10 5 / cm 2 or more is determined to be acceptable. The quality was determined, and the consistency between the results obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 and the results obtained with the epitaxial wafer was determined. The results are shown in Table 1 below.

Figure 2005159013
Figure 2005159013

図2〜4に示したように、擬似エピタキシャル熱処理工程を行った実施例1〜3で測定したBMD密度は、エピタキシャルウエーハのBMD密度とよい相関を有していることがわかるが、一方比較例1で測定したBMD密度は、エピタキシャルウエーハのBMD密度と相関がほとんど見られないことがわかる。さらに表1に示したように、実施例1〜3は、比較例1よりもエピタキシャルウエーハのBMD密度との一致率が優れていることがわかる。つまり、このように擬似エピタキシャル熱処理工程を行った実施例1〜3のBMD密度を測定することにより、エピタキシャルウエーハのBMD密度を高精度に予測することができ、単結晶が所望の品質を有するエピタキシャルウエーハを製造できるものであるか否かを高精度に判別することが可能となる。   As shown in FIGS. 2 to 4, it can be seen that the BMD density measured in Examples 1 to 3 in which the pseudo-epitaxial heat treatment process was performed has a good correlation with the BMD density of the epitaxial wafer. It can be seen that the BMD density measured in 1 shows almost no correlation with the BMD density of the epitaxial wafer. Furthermore, as shown in Table 1, it can be seen that Examples 1 to 3 have a better match rate with the BMD density of the epitaxial wafer than Comparative Example 1. That is, by measuring the BMD density of Examples 1 to 3 in which the pseudo-epitaxial heat treatment process is performed in this way, the BMD density of the epitaxial wafer can be predicted with high accuracy, and the single crystal has the desired quality. It is possible to determine with high accuracy whether or not the wafer can be manufactured.

さらに、実施例1〜3で測定されたBMD密度を比較してみると、擬似エピタキシャル熱処理工程を長くするほど、エピタキシャルウエーハで測定されるBMD密度との一致性は向上しており、また、擬似エピタキシャル熱処理工程を20分行えばほぼ100%に近い一致率を得ることができることがわかる。したがって、擬似エピタキシャル熱処理工程は20分行うことが好ましく、それにより、シリコン単結晶の検査をより効率的にかつ高精度に行うことが可能となる。   Furthermore, when comparing the BMD density measured in Examples 1 to 3, the longer the pseudo-epitaxial heat treatment step, the better the consistency with the BMD density measured on the epitaxial wafer. It can be seen that if the epitaxial heat treatment step is performed for 20 minutes, a coincidence rate close to 100% can be obtained. Therefore, it is preferable to perform the pseudo-epitaxial heat treatment step for 20 minutes, which makes it possible to inspect the silicon single crystal more efficiently and with high accuracy.

(実施例4、比較例2)
先ず、CZ法により、窒素ドープを行わずに直径300mmで抵抗率10Ω・cmのシリコン単結晶を育成した。次に、このシリコン単結晶の各結晶部位からスライサーを用いてウエーハをスライスした後、面取り、ラッピング、エッチング、鏡面研磨を施して検査用ウエーハを複数枚作製した。
(Example 4, Comparative Example 2)
First, a silicon single crystal having a diameter of 300 mm and a resistivity of 10 Ω · cm was grown by CZ method without nitrogen doping. Next, after slicing the wafer from each crystal portion of the silicon single crystal using a slicer, chamfering, lapping, etching, and mirror polishing were performed to produce a plurality of inspection wafers.

そして、このように作製した検査用ウエーハに1200℃で20分の熱処理条件で擬似エピタキシャル熱処理工程を行った。その後、各検査用ウエーハに800℃で4時間+1000℃で16時間の酸素析出熱処理を施してからウエーハを劈開し、その劈開面に選択エッチングを行った後、光学顕微鏡を用いて検査用ウエーハのBMD密度を測定した(実施例4)。   Then, a pseudo-epitaxial heat treatment step was performed on the inspection wafer thus produced at 1200 ° C. under a heat treatment condition of 20 minutes. Thereafter, each inspection wafer is subjected to oxygen precipitation heat treatment at 800 ° C. for 4 hours + 1000 ° C. for 16 hours, and then the wafer is cleaved. After the selective etching is performed on the cleaved surface, an inspection wafer is formed using an optical microscope. BMD density was measured (Example 4).

また比較のために、上記の窒素ドープを行ってないシリコン単結晶の各結晶部位からスライサーを用いてウエーハをスライスした後、面取り、ラッピング、エッチング、鏡面研磨を施してシリコンウエーハを複数枚作製した。そして、作製したシリコンウエーハのうちの半分には、800℃で4時間+1000℃で16時間の酸素析出熱処理を施してからウエーハを劈開し、その劈開面に選択エッチングを行った後に光学顕微鏡を用いてBMD密度の測定を行った(比較例2)。   For comparison, after slicing a wafer using a slicer from each crystal portion of the silicon single crystal not subjected to nitrogen doping, a plurality of silicon wafers were produced by chamfering, lapping, etching, and mirror polishing. . Then, half of the produced silicon wafers were subjected to oxygen precipitation heat treatment at 800 ° C. for 4 hours + 1000 ° C. for 16 hours, and then the wafer was cleaved, and after selective etching of the cleaved surface, an optical microscope was used. The BMD density was measured (Comparative Example 2).

さらに、残りの半分のシリコンウエーハは、H雰囲気中でSiHClガスを供給しながら1200℃で20分間のエピタキシャル熱処理を行って、ウエーハ表面にエピタキシャル層が成長したエピタキシャルウエーハを製造し、上記と同様にしてエピタキシャルウエーハのBMD密度を測定した。 Further, the remaining half of the silicon wafer was subjected to an epitaxial heat treatment at 1200 ° C. for 20 minutes while supplying SiHCl 3 gas in an H 2 atmosphere to produce an epitaxial wafer having an epitaxial layer grown on the wafer surface. Similarly, the BMD density of the epitaxial wafer was measured.

図5(a)に、実施例4の検査用ウエーハのBMD密度、比較例2のシリコンウエーハのBMD密度、及び基準となるエピタキシャルウエーハのBMD密度を測定した結果を示し、また図5(b)には、実施例4及び比較例2のBMD密度と基準となるエピタキシャルウエーハのBMD密度との相関を求めた結果を示す。   FIG. 5 (a) shows the results of measuring the BMD density of the inspection wafer of Example 4, the BMD density of the silicon wafer of Comparative Example 2, and the BMD density of the reference epitaxial wafer, and FIG. 5 (b). The result of having calculated | required the correlation with the BMD density of Example 4 and Comparative Example 2 and the BMD density of the epitaxial wafer used as a reference | standard is shown.

図5に示したように、窒素ドープを行わなかった単結晶から作製したエピタキシャルウエーハのBMD密度は検出下限以下の非常に低い値となるが、実施例4の検査用ウエーハで測定されたBMD密度はそれを正確に再現しており、エピタキシャルウエーハのBMD密度を高精度に予測していることがわかる。一方、比較例2のシリコンウエーハにはBMDが観察され、エピタキシャルウエーハと全く異なる値を示した。   As shown in FIG. 5, the BMD density of the epitaxial wafer produced from the single crystal not doped with nitrogen is very low below the lower limit of detection, but the BMD density measured with the inspection wafer of Example 4 Shows that it is accurately reproduced, and the BMD density of the epitaxial wafer is predicted with high accuracy. On the other hand, BMD was observed in the silicon wafer of Comparative Example 2 and showed a value completely different from that of the epitaxial wafer.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is merely an example, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same operational effects. It is included in the technical scope of the invention.

本発明のシリコン単結晶の検査方法の一例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows an example of the test | inspection method of the silicon single crystal of this invention. (a)は、実施例1の検査用ウエーハ、比較例1のシリコンウエーハ、及び基準となるエピタキシャルウエーハのBMD密度を測定した結果を示すグラフであり、(b)は、実施例1及び比較例1のBMD密度とエピタキシャルウエーハのBMD密度との相関を求めた結果を示すグラフである。(A) is a graph which shows the result of having measured the BMD density of the inspection wafer of Example 1, the silicon wafer of Comparative Example 1, and the reference epitaxial wafer, and (b) is Example 1 and Comparative Example. It is a graph which shows the result of having calculated | required the correlation of BMD density of 1 and the BMD density of an epitaxial wafer. (a)は、実施例2の検査用ウエーハ、比較例1のシリコンウエーハ、及び基準となるエピタキシャルウエーハのBMD密度を測定した結果を示すグラフであり、(b)は、実施例2及び比較例1のBMD密度とエピタキシャルウエーハのBMD密度との相関を求めた結果を示すグラフである。(A) is a graph which shows the result of having measured the BMD density of the inspection wafer of Example 2, the silicon wafer of Comparative Example 1, and the epitaxial wafer used as a reference, and (b) is Example 2 and Comparative Example. It is a graph which shows the result of having calculated | required the correlation of BMD density of 1 and the BMD density of an epitaxial wafer. (a)は、実施例3の検査用ウエーハ、比較例1のシリコンウエーハ、及び基準となるエピタキシャルウエーハのBMD密度を測定した結果を示すグラフであり、(b)は、実施例3及び比較例1のBMD密度とエピタキシャルウエーハのBMD密度との相関を求めた結果を示すグラフである。(A) is a graph which shows the result of having measured the BMD density of the inspection wafer of Example 3, the silicon wafer of Comparative Example 1, and the epitaxial wafer used as a reference, and (b) is Example 3 and Comparative Example. It is a graph which shows the result of having calculated | required the correlation of BMD density of 1 and the BMD density of an epitaxial wafer. (a)は、実施例4の検査用ウエーハ、比較例2のシリコンウエーハ、及び基準となるエピタキシャルウエーハのBMD密度を測定した結果を示すグラフであり、(b)は、実施例4及び比較例2のBMD密度とエピタキシャルウエーハのBMD密度との相関を求めた結果を示すグラフである。(A) is a graph which shows the result of having measured the BMD density of the inspection wafer of Example 4, the silicon wafer of the comparative example 2, and the epitaxial wafer used as a reference, (b) is Example 4 and a comparative example. 2 is a graph showing a result of obtaining a correlation between a BMD density of 2 and a BMD density of an epitaxial wafer.

Claims (8)

シリコン単結晶の検査方法であって、少なくとも、前記シリコン単結晶から検査用ウエーハを作製する検査用ウエーハ作製工程と、該作製した検査用ウエーハにエピタキシャルウエーハを作製する際に施される熱処理と同様の熱処理条件で熱処理を行う擬似エピタキシャル熱処理工程と、該擬似エピタキシャル熱処理工程が施された検査用ウエーハに酸素析出物を成長させるための酸素析出熱処理を施してウエーハの内部微小欠陥(BMD)の密度を測定するBMD密度測定工程とを有することを特徴とするシリコン単結晶の検査方法。   A method for inspecting a silicon single crystal, which is at least the same as the inspection wafer production process for producing an inspection wafer from the silicon single crystal, and the heat treatment applied when producing the epitaxial wafer on the produced inspection wafer And a density of internal micro-defects (BMD) of the wafer by performing an oxygen precipitation heat treatment step for growing oxygen precipitates on the inspection wafer subjected to the pseudo-epitaxial heat treatment step. A method for inspecting a silicon single crystal, comprising: a BMD density measuring step for measuring the above. 前記擬似エピタキシャル熱処理工程において、前記検査用ウエーハに1100℃以上1250℃以下の熱処理温度で5〜40分間の熱処理を行うことを特徴とする請求項1に記載のシリコン単結晶の検査方法。   2. The method for inspecting a silicon single crystal according to claim 1, wherein, in the pseudo-epitaxial heat treatment step, the inspection wafer is subjected to heat treatment at a heat treatment temperature of 1100 [deg.] C. to 1250 [deg.] C. for 5 to 40 minutes. 前記BMD密度測定工程の酸素析出熱処理において、前記検査用ウエーハに1000℃で16時間の熱処理を行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のシリコン単結晶の検査方法。   3. The method for inspecting a silicon single crystal according to claim 1, wherein in the oxygen precipitation heat treatment in the BMD density measurement step, the heat treatment is performed on the inspection wafer at 1000 ° C. for 16 hours. 前記BMD密度測定工程の酸素析出熱処理において、前記検査用ウエーハに1000℃で16時間の熱処理を行う前に、800℃で4時間の熱処理を行うことを特徴とする請求項3に記載のシリコン単結晶の検査方法。   4. The silicon single crystal according to claim 3, wherein, in the oxygen precipitation heat treatment in the BMD density measurement step, the heat treatment is performed at 800 ° C. for 4 hours before the heat treatment at 1000 ° C. for 16 hours. Crystal inspection method. 請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のシリコン単結晶の検査方法により所望のBMD密度が保証されたシリコン単結晶からシリコンウエーハを製造することを特徴とするシリコンウエーハの製造方法。   5. A method for producing a silicon wafer, comprising producing a silicon wafer from a silicon single crystal having a desired BMD density guaranteed by the method for inspecting a silicon single crystal according to any one of claims 1 to 4. 請求項5に記載のシリコンウエーハの製造方法により製造されたシリコンウエーハにエピタキシャル層を形成してエピタキシャルウエーハを製造することを特徴とするエピタキシャルウエーハの製造方法。   An epitaxial wafer manufacturing method, comprising: forming an epitaxial layer on a silicon wafer manufactured by the silicon wafer manufacturing method according to claim 5; and manufacturing the epitaxial wafer. シリコン単結晶からシリコンウエーハを作製した後、該シリコンウエーハにエピタキシャル層を形成してエピタキシャルウエーハを製造する方法において、前記シリコン単結晶からシリコンウエーハを作製する際に検査用ウエーハを作製し、該検査用ウエーハに、少なくとも、エピタキシャル層の形成の際に施される熱処理と同様の熱処理条件で熱処理を行う擬似エピタキシャル熱処理工程と、酸素析出物を成長させるための酸素析出熱処理を施してウエーハの内部微小欠陥(BMD)の密度を測定するBMD密度測定工程とを行って検査用ウエーハのBMD密度を測定し、該BMD密度の測定結果に基づいて所望のBMD密度が保証されたシリコン単結晶または該シリコン単結晶から作製されたシリコンウエーハを用いてエピタキシャルウエーハの製造を行うことを特徴とするエピタキシャルウエーハの製造方法。   In the method of manufacturing an epitaxial wafer by forming a silicon wafer from a silicon single crystal and then forming an epitaxial layer on the silicon wafer, an inspection wafer is manufactured when the silicon wafer is manufactured from the silicon single crystal, and the inspection is performed. The wafer is subjected to a pseudo-epitaxial heat treatment process in which heat treatment is performed at least under the same heat treatment conditions as in the formation of the epitaxial layer, and an oxygen precipitation heat treatment for growing oxygen precipitates. A BMD density measurement step for measuring the density of defects (BMD) is performed to measure the BMD density of the inspection wafer, and the silicon single crystal or the silicon in which the desired BMD density is guaranteed based on the measurement result of the BMD density Using silicon wafers made from single crystals, epitaxial wafers Method for manufacturing an epitaxial wafer, characterized in that to manufacture the Doha. 前記検査用ウエーハを、シリコン単結晶からシリコンウエーハを切出すスライス工程が行われる前に作製することを特徴とする請求項7に記載のエピタキシャルウエーハの製造方法。   8. The method of manufacturing an epitaxial wafer according to claim 7, wherein the inspection wafer is manufactured before a slicing step of cutting a silicon wafer from a silicon single crystal is performed.
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