JP2007266258A - Bmd density evaluation method of silicon wafer - Google Patents

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Saibishi Kikuchi
菜美子 菊池
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Coorstek KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a BMD density evaluation method of a silicon wafer, in which BMD density is calculated, based on a correlational relationship between a recombination center density, other than Fe and the BMD density, thereby accurately evaluating the BMD density using a simple method. <P>SOLUTION: In the BMD (Bulk Micro Defects) density evaluation method of the silicon wafer, the BMD density evaluation method of the silicon wafer comprises a step of deciding the correlational relationship between the recombination center density excluding Fe and the BMD density; a step of measuring the recombination center density, other than Fe of the silicon wafer by a SPV (Surface Photovoltage) method; and a step of calculating the BMD density of the silicon wafer, based on the measured recombination center density, other than Fe and the correlational relationship between the predetermined recombination center density, other than Fe and the BMD density. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、シリコンウェーハのBMD(Bulk Micro Defects)密度評価方法に関し、特に、Fe以外の再結合中心密度とBMD密度との相関関係に基づきBMD密度を算出するシリコンウェーハのBMD密度評価方法に関する。   The present invention relates to a BMD (Bulk Micro Defects) density evaluation method for a silicon wafer, and more particularly to a BMD density evaluation method for a silicon wafer that calculates the BMD density based on the correlation between the recombination center density other than Fe and the BMD density.

半導体集積回路等のデバイスを作成するためのウェーハとしては、主にCZ(チョコラルスキー)法によって、育成されたシリコン単結晶ウェーハ(以下、「シリコンウェーハ」ともいう)が用いられている。
そして、シリコンウェーハ上のデバイス特性を向上させる観点から、このシリコンウェーハ表面近傍を極力無欠陥化することが望ましい。なぜなら、欠陥の存在は、ジャンクションリークの増大や酸化膜耐圧の劣化、あるいはキャリアのライフタイムの減少などデバイス特性を劣化させる要因となるからである。
一方、ウェーハのバルクには、高密度の欠陥を形成することが通常望ましい。なぜなら、バルク中の欠陥によって、デバイス特性を劣化させる重金属汚染を捕獲(ゲッタリング)することが可能になるからである。
As a wafer for producing a device such as a semiconductor integrated circuit, a silicon single crystal wafer (hereinafter also referred to as “silicon wafer”) grown mainly by a CZ (chocolate ski) method is used.
From the viewpoint of improving the device characteristics on the silicon wafer, it is desirable to make the vicinity of the silicon wafer surface as defect-free as possible. This is because the presence of defects becomes a factor that degrades device characteristics such as an increase in junction leakage, a deterioration in oxide film breakdown voltage, or a decrease in carrier lifetime.
On the other hand, it is usually desirable to form high density defects in the bulk of the wafer. This is because defects in the bulk can capture (getter) heavy metal contamination that degrades device characteristics.

以上の要請から、CZ法により作成されたシリコンウェーハをデバイス作成工程前に熱処理し、表面近傍を無欠陥層(Denuded Zone)にし、かつ、バルク中に酸素析出物からなるBMDを生成することにより高欠陥密度層を形成して重金属のゲッタリングサイトとすることが一般に行なわれている。この技術をイントリシックゲッタリング(IG)と呼ぶ。
一般に、イントリッシクゲッタリングの能力は、シリコンウェーハのBMD密度が高いほど高くなる。したがって、シリコンウェーハのBMD密度評価は、デバイス特性を向上、安定させる上で極めて重要である。
From the above requirements, by heat-treating a silicon wafer produced by the CZ method before the device production process, making the vicinity of the surface a defect-free layer and generating BMD consisting of oxygen precipitates in the bulk In general, a heavy defect gettering site is formed by forming a high defect density layer. This technique is called intrinsic gettering (IG).
Generally, the capability of intrinsic gettering increases as the BMD density of a silicon wafer increases. Therefore, BMD density evaluation of silicon wafers is extremely important for improving and stabilizing device characteristics.

従来のBMD評価方法としては、エッチング法や赤外線トモグラフ法が知られている。エッチング法は、シリコンウェーハをへき開面に沿って分割し、断面をエッチングした後、顕微鏡などを用いて観察し、目視によりBMDの数を数える方法である。また、赤外線トモグラフ法は、シリコンウェーハをへき開面に沿って分割した後、赤外線を投射し、BMDによる散乱光をへき開面からカウントする方法である。
また、特許文献1においては、所定濃度のFeを故意汚染した後、BMDに捕獲されず残留したFe濃度を測定することによりBMD密度を評価する方法が開示されている。
さらに、特許文献2においては、SPV法で測定された少数キャリア拡散長とBMD密度との相関関係に基づき、BMD密度を評価する方法が開示されている。
特開2003−257982号公報 特開平8−62122号公報
As a conventional BMD evaluation method, an etching method or an infrared tomography method is known. The etching method is a method in which a silicon wafer is divided along a cleavage plane, a cross section is etched, and then observed using a microscope or the like, and the number of BMDs is counted visually. In addition, the infrared tomography method is a method in which a silicon wafer is divided along a cleavage plane, then infrared rays are projected, and scattered light from BMD is counted from the cleavage plane.
Patent Document 1 discloses a method of evaluating the BMD density by intentionally contaminating a predetermined concentration of Fe and then measuring the remaining Fe concentration not captured by the BMD.
Further, Patent Document 2 discloses a method for evaluating the BMD density based on the correlation between the minority carrier diffusion length measured by the SPV method and the BMD density.
JP 2003-257882 A JP-A-8-62122

しかしながら、エッチング法においては、目視観察であるため、計測誤差が生じやすく、観察者における測定値のバラツキが大きいという問題があった。
また、エッチング法や赤外線トモグラフ法ではシリコンウェーハをへき開面に沿って分割してしまうので、ウェーハ面内のBMD分布を評価することが不可能に近いという問題があった。
そして、特許文献1のBMD密度評価方法は、Feの故意汚染やFeをBMDに捕獲させるための高温の熱処理が要求させるなど評価工程が複雑化するという問題があった。
さらに、特許文献2の技術では、ウェーハバルク中のFe濃度の影響による測定誤差が大きくなるという問題があった。
However, since the etching method is a visual observation, there is a problem that a measurement error is likely to occur, and there is a large variation in measurement values among observers.
Moreover, since the silicon wafer is divided along the cleavage plane in the etching method and the infrared tomography method, there is a problem that it is almost impossible to evaluate the BMD distribution in the wafer surface.
The BMD density evaluation method of Patent Document 1 has a problem that the evaluation process becomes complicated, such as intentional contamination of Fe and high-temperature heat treatment for capturing Fe in BMD.
Furthermore, the technique of Patent Document 2 has a problem that a measurement error due to the influence of the Fe concentration in the wafer bulk becomes large.

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、Fe以外の再結合中心密度とBMD密度との相関関係に基づきBMD密度を算出することにより、簡便な方法で正確にBMD密度を評価できるシリコンウェーハのBMD密度評価方法を提供することにある。   The present invention has been made in consideration of the above circumstances. The object of the present invention is to calculate the BMD density based on the correlation between the recombination center density other than Fe and the BMD density by a simple method. An object of the present invention is to provide a BMD density evaluation method for a silicon wafer that can accurately evaluate the BMD density.

本発明の一態様のシリコンウェーハのBMD密度評価方法は、
シリコンウェーハのBMD(Bulk Micro Defects)密度評価方法であって、
Fe以外の再結合中心密度とBMD密度との相関関係を決定するステップと、
SPV(Surface Photovoltage)法により前記シリコンウェーハのFe以外の再結合中心密度を測定するステップと、
測定された前記Fe以外の再結合中心密度と、前記あらかじめ決定されたFe以外の再結合中心密度とBMD密度との相関関係に基づき、前記シリコンウェーハのBMD密度を算出するステップとを有することを特徴とする。
The method for evaluating the BMD density of a silicon wafer according to one aspect of the present invention is as follows.
A BMD (Bulk Micro Defects) density evaluation method for a silicon wafer,
Determining a correlation between recombination center density other than Fe and BMD density;
Measuring a recombination center density other than Fe of the silicon wafer by an SPV (Surface Photovoltage) method;
Calculating the BMD density of the silicon wafer based on the correlation between the measured recombination center density other than Fe and the predetermined correlation between the recombination center density other than Fe and the BMD density. Features.

ここで、前記シリコンウェーハのバルク中のFe濃度が1E11atoms/cm以下であることが望ましい。 Here, the Fe concentration in the bulk of the silicon wafer is desirably 1E11 atoms / cm 3 or less.

また、前記シリコンウェーハの抵抗率が5Ωcm以上であることが望ましい。   The silicon wafer preferably has a resistivity of 5 Ωcm or more.

さらに、前記Fe以外の再結合中心密度とBMD密度との相関関係を決定するステップにおいて、前記相関関係は、異なるBMD密度を有するシリコンウェーハについて、SPV法によりFe以外の再結合中心密度を測定し、かつ、赤外線トモグラフ法によりBMD密度が測定されることによって決定されることが望ましい。   Further, in the step of determining the correlation between the recombination center density other than Fe and the BMD density, the correlation is obtained by measuring the recombination center density other than Fe by a SPV method for silicon wafers having different BMD densities. And it is desirable to be determined by measuring the BMD density by infrared tomography.

本発明によれば、Fe以外の再結合中心密度とBMD密度との相関関係に基づきBMD密度を算出することにより、簡便な方法で正確にBMD密度を評価できるシリコンウェーハのBMD密度評価方法を提供することが可能になる。   According to the present invention, by calculating the BMD density based on the correlation between the recombination center density other than Fe and the BMD density, a BMD density evaluation method for a silicon wafer that can accurately evaluate the BMD density by a simple method is provided. It becomes possible to do.

まず、本発明で用いる一般的なSPV(Surface Photovoltage)法の原理、およびこれを用いた一般的なFe以外の再結合中心(Other Recombination Center、以下「ORC」ともいう)密度およびFe濃度の測定方法について説明する。
SPV法は、シリコンウェーハ表面へ光を照射することによって、シリコンウェーハ内部に生成した過剰少数キャリアが、ウェーハ表層部に存在する空乏層の電界によりウェーハ表面に移動し、その結果発生する表面光電圧を測定するものである。この表面光電圧を測定することによりウェーハの少数キャリア拡散長を求める。
First, the principle of a general SPV (Surface Photovoltage) method used in the present invention, and measurement of density and Fe concentration of recombination centers (hereinafter referred to as “ORC”) other than general Fe using the same A method will be described.
In the SPV method, by irradiating the surface of the silicon wafer with light, excess minority carriers generated inside the silicon wafer move to the wafer surface due to the electric field of the depletion layer existing on the surface of the wafer, and the surface photovoltage generated as a result is Measure. By measuring the surface photovoltage, the minority carrier diffusion length of the wafer is obtained.

このSPV法を用いた一般的なORC密度およびFe濃度の測定方法は以下のとおりである。
まず被測定対象となるシリコンウェーハに、光照射あるいは200℃程度の加熱処理を施し、FeやORCを活性化(励起)する。Feの場合の活性化とは、具体的にはFeとB(ボロン)の結合(Fe−B)を格子間FeとBに解離させることをいう。そして、活性化前後の少数キャリアの拡散長をSPV法により求め、その違いからORC密度およびFe濃度を以下の式(1)および式(2)により、それぞれ求める。
A general method for measuring the ORC density and Fe concentration using the SPV method is as follows.
First, the silicon wafer to be measured is subjected to light irradiation or heat treatment at about 200 ° C. to activate (excite) Fe and ORC. The activation in the case of Fe specifically means dissociating the bond between Fe and B (boron) (Fe-B) into interstitial Fe and B. And the diffusion length of the minority carrier before and behind activation is calculated | required by SPV method, and ORC density and Fe density | concentration are calculated | required by the following formula | equation (1) and Formula (2) from the difference, respectively.

=D/[C×(P−1)]×(P/L bef−1/L aft) ・・・(1)
Fe=D/(CFe−CFeB)×(1/L aft−1/L bef) ・・・(2)
但し、
:ORC密度(/cm
Fe:Fe濃度(atoms/cm
Dn:電子の拡散係数
:ORCの電子捕獲率
Fe:Feの電子捕獲率
FeB:Fe−Bの電子捕獲率
P:P=CFe/CFeB
bef:活性化前の拡散長(um)
aft:活性化後の拡散長(um)
N R = D n / [C R × (P-1)] × (P / L 2 bef -1 / L 2 aft) ··· (1)
N Fe = D n / (C Fe -C FeB) × (1 / L 2 aft -1 / L 2 bef) ··· (2)
However,
N R : ORC density (/ cm 3 )
N Fe : Fe concentration (atoms / cm 3 )
Dn: electron diffusion coefficient C R : ORC electron capture rate C Fe : Fe electron capture rate C FeB : Fe-B electron capture rate P: P = C Fe / C 2 FeB
L bef : diffusion length before activation (um)
L aft : diffusion length after activation (um)

ここで、Dn、C、P値は、既知である。また、D/(CFe−CFeB)の値についてもDLTS(Deep Level Transient Spectroscory)法から、経験値として、およそ、1.1E16という値が得られている。したがって、SPV法による活性化前の拡散長と活性化後の拡散長の測定結果から、ORC密度とFe濃度を算出することが可能となる。 Here, the Dn, C R , and P values are known. Also, the value of D n / (C Fe —C FeB ) is approximately 1.1E16 as an empirical value from the DLTS (Deep Level Transient Spectroscopy) method. Therefore, the ORC density and Fe concentration can be calculated from the measurement results of the diffusion length before activation and the diffusion length after activation by the SPV method.

次に、本発明に係るBMD密度測定方法についての実施の形態につき、添付図面に基づき説明する。   Next, an embodiment of the BMD density measuring method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

被測定対象となるシリコンウェーハの測定に先立ち、ORC密度とBMD密度の相関関係(相関図)を決定する。
相関関係の決定にあたっては、まず、異なるBMD密度を有する複数のシリコンウェーハを用意する。これは、例えば、シリコンウェーハへのIG熱処理条件を変えることによって作成する。すなわち、シリコンウェーハに、例えば、780℃、3時間の熱処理を施し、酸素析出核を発生させる。そして、例えば、その後、1000℃、1〜16時間の熱処理を行なうことにより、酸素析出核からBMDを成長させ、異なるBMD密度を有する複数のシリコンウェーハを作成する。
次に、上述したSPV法を用いたORC密度測定法を用いて、用意された異なるBMD密度を有する複数のシリコンウェーハについて、それぞれのORC密度を測定する。
また、同じシリコンウェーハについて、BMD密度を測定する。この際、用いられるBMD密度の測定方法は、従来用いられている方法であれば、いかなる方法を適用することも可能である。しかし、測定の精度および簡便性の観点から、特に赤外線トモグラフ法を用いることが望ましい。
Prior to the measurement of the silicon wafer to be measured, the correlation (correlation diagram) between the ORC density and the BMD density is determined.
In determining the correlation, first, a plurality of silicon wafers having different BMD densities are prepared. This is created, for example, by changing the IG heat treatment conditions for the silicon wafer. That is, the silicon wafer is heat-treated at, for example, 780 ° C. for 3 hours to generate oxygen precipitation nuclei. Then, for example, by performing heat treatment at 1000 ° C. for 1 to 16 hours, BMD is grown from the oxygen precipitation nuclei, and a plurality of silicon wafers having different BMD densities are produced.
Next, using the ORC density measurement method using the SPV method described above, each ORC density is measured for a plurality of prepared silicon wafers having different BMD densities.
Further, the BMD density is measured for the same silicon wafer. At this time, any method can be applied to the BMD density measuring method used so far as it is a conventionally used method. However, it is desirable to use the infrared tomography method from the viewpoint of measurement accuracy and simplicity.

図1は、赤外線トモグラフによりBMD密度を求めることによって作成されたORC密度とBMD密度の相関関係の一例である。図から明らかなように、ORC密度とBMD密度には正の相関が見られる。
ORC密度は、シリコンウェーハにおけるFe以外の不純物や結晶特性の影響を反映している。したがって、ここで確認されるORC密度とBMD密度の間の正の相関は、BMDによるキャリアのトラップを反映していると考えられる。
FIG. 1 is an example of a correlation between an ORC density and a BMD density created by obtaining a BMD density by an infrared tomograph. As is clear from the figure, there is a positive correlation between the ORC density and the BMD density.
The ORC density reflects the influence of impurities and crystal characteristics other than Fe in the silicon wafer. Therefore, it is considered that the positive correlation between the ORC density and the BMD density confirmed here reflects carrier trapping by BMD.

ORC密度とBMD密度の相関関係を決定した後に、被測定対象であるシリコンウェーハを準備する。
シリコンウェーハには例えば、CZ法によるシリコン単結晶の育成段階でB(ボロン)がドープされ、シリコンウェーハ内部には所定の熱処理(IG)によりBMDが形成される。B(ボロン)のドープ量は、例えば、2.8E17〜1.3E14atoms/cmである。また、上記所定の熱処理は、例えば、シリコンウェーハを酸素雰囲気下で600℃〜1000℃の温度に4時間程度保持する酸素析出核を発生させるための第1段熱処理と、この第1段熱処理後に行われシリコンウェーハを酸素雰囲気下で900℃〜1000℃の温度に16時間保持し、BMDを成長させる第2段熱処理とからなる。この熱処理により、シリコンウェーハ中に5E3/cm〜5E6/cmの密度のBMDが形成される。
After determining the correlation between the ORC density and the BMD density, a silicon wafer to be measured is prepared.
For example, the silicon wafer is doped with B (boron) at the stage of growing the silicon single crystal by the CZ method, and BMD is formed inside the silicon wafer by a predetermined heat treatment (IG). The doping amount of B (boron) is, for example, 2.8E17 to 1.3E14 atoms / cm 3 . The predetermined heat treatment includes, for example, a first stage heat treatment for generating oxygen precipitation nuclei for holding a silicon wafer at a temperature of 600 ° C. to 1000 ° C. for about 4 hours in an oxygen atmosphere, and after the first stage heat treatment. And a second stage heat treatment for growing the BMD by holding the silicon wafer at a temperature of 900 ° C. to 1000 ° C. for 16 hours in an oxygen atmosphere. By this heat treatment, BMD having a density of 5E3 / cm 3 to 5E6 / cm 3 is formed in the silicon wafer.

次に、シリコンウェーハ中のORC密度を、SPV法を用いて測定する。具体的には、先ずBMDが形成されたシリコンウェーハに対して表面電荷処理を行う。この表面電荷処理は、例えば、先ずシリコンウェーハを0.5〜50%のHFに1〜10分間浸漬し、次にこのシリコンウェーハを純水で洗浄した後に、スピン乾燥することにより行なわれる。そして、表面電荷処理後、表面を安定させた状態でこのシリコンウェーハをSPV法によって測定することにより、活性化前の拡散長(Lbef)が求められる。なお、上記のようにシリコンウェーハに対して表面電荷処理を行うと、B(ボロン)をドープしたp型のシリコンウェーハ表面がプラスに帯電するため、シリコンウェーハの表面近傍に十分な空乏層や反転層を確保できるため、精度の高い測定が可能となる。 Next, the ORC density in the silicon wafer is measured using the SPV method. Specifically, surface charge treatment is first performed on a silicon wafer on which BMD is formed. The surface charge treatment is performed, for example, by first immersing the silicon wafer in 0.5 to 50% HF for 1 to 10 minutes, and then washing the silicon wafer with pure water and then spin drying. Then, after the surface charge treatment, the silicon wafer is measured by the SPV method with the surface being stabilized, whereby the diffusion length (L bef ) before activation is obtained. When surface charge treatment is performed on a silicon wafer as described above, the surface of the p-type silicon wafer doped with B (boron) is positively charged. Since the layer can be secured, highly accurate measurement is possible.

次に、シリコンウェーハ中のFeやORCの活性化処理を行う。この処理は、例えば、シリコンウェーハの表面にシリコンウェーハの禁制帯エネルギー1.1eV以上のエネルギーを持つ単色光を断続的に照射するか、或いはシリコンウェーハを200℃以上に5〜15分間保持して0.1〜3.0℃/秒の降温速度で急冷することにより行なう。その後、このシリコンウェーハをSPV法によって測定することにより、活性化後の拡散長(Laft)が求められる。 Next, the activation process of Fe and ORC in the silicon wafer is performed. For example, the surface of the silicon wafer is intermittently irradiated with monochromatic light having a forbidden band energy of 1.1 eV or more on the surface of the silicon wafer, or the silicon wafer is held at 200 ° C. or higher for 5 to 15 minutes. It is carried out by quenching at a temperature drop rate of 0.1 to 3.0 ° C./second. Then, the diffusion length (L aft ) after activation is obtained by measuring this silicon wafer by the SPV method.

そして、求められた活性化前の拡散長(Lbef)と活性化後の拡散長(Laft)を上記の式(1)に代入することにより、ORC密度を算出する。そして、あらかじめ決定したORC密度とBMD密度の相関関係から被測定対象であるシリコンウェーハのBMD密度が求められる。 Then, the ORC density is calculated by substituting the obtained diffusion length before activation (L bef ) and the diffusion length after activation (L aft ) into the above equation (1). Then, the BMD density of the silicon wafer to be measured is obtained from the correlation between the ORC density and the BMD density determined in advance.

本発明のBMD評価方法においては、Feの影響をそのままうける少数キャリア拡散長ではなく、Feを除外したORCを指標とするため、Feの存在によるBMD密度算出値への影響を低減することができる。
もっとも、上記の式(1)からも明らかなように、ORC算出式には、Feの影響も含んだ拡散長Lbef、Laftを使用しているため、完全にFeの影響をORC密度から排除
することは困難である。そこで、発明者は、ORC密度に与えるFe濃度の影響を、明らかにするために、ORC密度のFe濃度依存性を算出した。具体的には、Fe濃度と、活性化後の拡散長(Laft)を変数として、上述の式(2)に代入して活性化前の拡散長(Lbef)を求める。そして、活性化後の拡散長(Laft)と活性化前の拡散長(Lbef)を上述の式(1)に代入してORC密度を算出する。そして、ORC密度とウェーハの活性化前の拡散長(Lbef)の関係を求めた。ここで、Fe濃度は、1E9〜1E14atoms/cmとした。
In the BMD evaluation method of the present invention, since the ORC excluding Fe is used as an index instead of the minority carrier diffusion length that is directly affected by Fe, the influence on the calculated BMD density due to the presence of Fe can be reduced. .
However, as is clear from the above equation (1), the diffusion lengths L bef and L aft including the influence of Fe are used in the ORC calculation expression. Therefore, the influence of Fe is completely determined from the ORC density. It is difficult to eliminate. Therefore, the inventors calculated the dependence of the ORC density on the Fe concentration in order to clarify the influence of the Fe concentration on the ORC density. Specifically, the diffusion length (L bef ) before activation is obtained by substituting it into the above equation (2) using the Fe concentration and the diffusion length (L aft ) after activation as variables. The ORC density is calculated by substituting the diffusion length after activation (L aft ) and the diffusion length before activation (L bef ) into the above equation (1). Then, the relationship between the ORC density and the diffusion length (L bef ) before activation of the wafer was determined. Here, the Fe concentration was 1E9 to 1E14 atoms / cm 3 .

この結果を図2に示す。図から明らかなように、Fe濃度が1E12atoms/cm以上になると、Fe濃度の拡散長への影響が大きくなるため、その拡散長を使用して求めるORC密度にも影響が生じてしまう。このように、Fe濃度が高いシリコンウェーハの場合には、ORC密度算出に誤差が生じ、結果としてBMD密度の算出誤差も大きくなる。したがって、ORC密度算出にFe濃度の影響が現れず、BMD密度算出精度が高くなるシリコンウェーハ、すなわち、バルク中のFe濃度が1E11atoms/cm以下のシリコンウェーハを用いることが望ましい。 The result is shown in FIG. As is apparent from the figure, when the Fe concentration is 1E12 atoms / cm 3 or more, the influence of the Fe concentration on the diffusion length increases, so that the ORC density obtained by using the diffusion length is also affected. Thus, in the case of a silicon wafer having a high Fe concentration, an error occurs in the ORC density calculation, and as a result, the BMD density calculation error also increases. Therefore, it is desirable to use a silicon wafer in which the influence of Fe concentration does not appear in the ORC density calculation and the BMD density calculation accuracy is high, that is, a silicon wafer having a Fe concentration in the bulk of 1E11 atoms / cm 3 or less.

さらに、本実施の形態のBMD密度測定方法を適用するシリコンウェーハは、SPV測定の精度をあげる観点から、抵抗率が5Ωcm以上であることが望ましい。   Furthermore, it is desirable that the silicon wafer to which the BMD density measuring method of the present embodiment is applied has a resistivity of 5 Ωcm or more from the viewpoint of improving the accuracy of SPV measurement.

以上、本実施の形態により、従来の破壊測定にくらべ、非破壊で行なえるため簡便にBMD密度を評価することが可能となる。また、Feの故意汚染や、高温熱処理が不要な点においても簡便である。
さらに、Feの影響をそのままうける少数キャリア拡散長ではなく、Feを除外したORCを指標とするため、Feの存在によるBMD密度算出値への影響を低減することができ、正確な測定が可能となる。また、観察者における測定値のばらつきがない点でも正確性が確保できる。
そして、本測定方法は、非破壊で行なうことが可能なため、従来困難であったウェーハ全面の測定が可能となる。したがって、Map状にORC密度を求めることが可能となり、シリコンウェーハ引き上げ、あるいは、熱処理工程などで生ずるBMDの面内不均一性等の検証が可能となり、これらのシリコンウェーハ関連プロセスの改善、向上への寄与が期待できる。
As described above, according to the present embodiment, the BMD density can be easily evaluated because it can be performed non-destructively as compared with the conventional destructive measurement. Moreover, it is also simple in the point which does not require intentional contamination of Fe and high temperature heat processing.
Furthermore, since the ORC excluding Fe is used as an index instead of the minority carrier diffusion length that is directly affected by Fe, the influence on the calculated BMD density due to the presence of Fe can be reduced, and accurate measurement is possible. Become. In addition, the accuracy can be ensured even in the point that there is no variation in the measured value among the observers.
Since this measurement method can be performed non-destructively, it is possible to measure the entire wafer surface, which has been difficult in the past. Therefore, it is possible to obtain the ORC density in a map shape, and it is possible to verify the in-plane non-uniformity of the BMD generated by the silicon wafer pulling or heat treatment process, etc., and to improve and improve these silicon wafer related processes. Can be expected.

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。実施の形態の説明においては、BMD評価方法等で、本発明の説明に直接必要としない部分等については記載を省略したが、必要とされるBMD評価方法等に関わる要素を適宜選択して用いることができる。   The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. In the description of the embodiments, the description of the BMD evaluation method and the like that is not directly necessary for the description of the present invention is omitted, but the elements related to the required BMD evaluation method and the like are appropriately selected and used. be able to.

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのBMD評価方法は、本発明の範囲に包含される。   In addition, all BMD evaluation methods that include elements of the present invention and can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.

赤外線トモグラフによりBMD密度を求めることによって作成されたORC密度とBMD密度の相関関係の一例である。It is an example of the correlation of the ORC density created by calculating | requiring BMD density by an infrared tomograph, and BMD density. ORC密度算出に対するFe濃度の影響を示す図である。It is a figure which shows the influence of Fe concentration with respect to ORC density calculation.

Claims (4)

シリコンウェーハのBMD(Bulk Micro Defects)密度評価方法であって、
Fe以外の再結合中心密度とBMD密度との相関関係を決定するステップと、
SPV(Surface Photovoltage)法により前記シリコンウェーハのFe以外の再結合中心密度を測定するステップと、
測定された前記Fe以外の再結合中心密度と、前記あらかじめ決定されたFe以外の再結合中心密度とBMD密度との相関関係に基づき、前記シリコンウェーハのBMD密度を算出するステップとを有することを特徴とするシリコンウェーハのBMD密度評価方法。
A BMD (Bulk Micro Defects) density evaluation method for a silicon wafer,
Determining a correlation between recombination center density other than Fe and BMD density;
Measuring a recombination center density other than Fe of the silicon wafer by an SPV (Surface Photovoltage) method;
Calculating the BMD density of the silicon wafer based on the correlation between the measured recombination center density other than Fe and the predetermined correlation between the recombination center density other than Fe and the BMD density. A method for evaluating BMD density of a silicon wafer.
前記シリコンウェーハのバルク中のFe濃度が1E11atoms/cm以下であることを特徴とする請求項1記載のシリコンウェーハのBMD密度評価方法。 The method for evaluating the BMD density of a silicon wafer according to claim 1, wherein the Fe concentration in the bulk of the silicon wafer is 1E11 atoms / cm 3 or less. 前記シリコンウェーハの抵抗率が5Ωcm以上であることを特徴とする請求項1または請求項2記載のシリコンウェーハのBMD密度評価方法。   3. The BMD density evaluation method for a silicon wafer according to claim 1, wherein the resistivity of the silicon wafer is 5 Ωcm or more. 前記Fe以外の再結合中心密度とBMD密度との相関関係を決定するステップにおいて、前記相関関係は、異なるBMD密度を有するシリコンウェーハについて、SPV法によりFe以外の再結合中心密度を測定し、かつ、赤外線トモグラフ法によりBMD密度を測定することによって決定されることを特徴とする請求項1ないし請求項3いずれかに記載のシリコンウェーハのBMD密度評価方法。
In the step of determining the correlation between the recombination center density other than Fe and the BMD density, the correlation is performed by measuring the recombination center density other than Fe by the SPV method for silicon wafers having different BMD densities; and 4. The method for evaluating a BMD density of a silicon wafer according to claim 1, wherein the BMD density is determined by measuring the BMD density by an infrared tomography method.
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JP2012174706A (en) * 2011-02-17 2012-09-10 Shin Etsu Handotai Co Ltd Evaluation method for metal impurity concentration of p-type silicon wafer

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