JP2015220296A - Contamination evaluation method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a contamination evaluation method that can evaluate even a minute amount of metal pollution introduced in a wafer with high sensitivity.SOLUTION: A cleaned silicon wafer is immersed in chemical liquid in which metal impurities are dissolved, and a defect (pit, projection) derived from metal pollution existing on the surface of the wafer are actualized (S3). Subsequently, the defect on the wafer surface is detected by a surface inspection device (S4), and SEM-EDX analysis is executed on the defect (S5, S6). The defect is classified in terms of defect seed on the basis of the analysis result (S7). The cross-sections of the defect is observed by TEM, and the depth or height of the defect is determined on the basis of an observation image of TEM. Subsequently, the volume of the defect is determined on the basis of the surface area of the defect determined from an SEM observation image and the depth or height of the defect determined from the TEM observation image (S9). The metal atom density in the defect is further determined. The metal pollution concentration in the wafer is calculated on the basis of the number of defects classified in terms of a predetermined defect seed and the volume and metal atom density of the defect (S11, S12).

Description

本発明は、ウェーハに導入された金属汚染を評価する方法に関する。   The present invention relates to a method for evaluating metal contamination introduced into a wafer.

従来、ウェーハ(例えばシリコンウェーハ)に導入された金属汚染を評価する各種方法が知られている。例えば特許文献1では、ウェーハに薬液が接触することによる金属汚染を把握するために、SEM−EDX(走査型電子顕微鏡−エネルギー分散型X線分析装置)等により表面分析を行うことが記載されている。   Conventionally, various methods for evaluating metal contamination introduced into a wafer (for example, a silicon wafer) are known. For example, Patent Document 1 describes that surface analysis is performed by SEM-EDX (scanning electron microscope-energy dispersive X-ray analyzer) or the like in order to grasp metal contamination caused by chemical contact with a wafer. Yes.

また、特許文献1に記載の方法の他に、ウェーハの表面品質を評価保証する手段として、KLA−Tencor社製SP−3やレーザーテック社のMAGICSに代表される超高感度表面検査装置などがあり、例えば特許文献2ではこの超高感度表面検査装置を用いてパーティクルや表面欠陥等の微小欠陥を検査している。   In addition to the method described in Patent Document 1, as a means for assuring and guaranteeing the surface quality of a wafer, there is an ultra-sensitive surface inspection apparatus represented by SP-3 manufactured by KLA-Tencor and MAGICS manufactured by Lasertec. For example, Patent Document 2 uses this ultrasensitive surface inspection device to inspect minute defects such as particles and surface defects.

また従来では、化学分析により金属汚染を測定下限値以上で定性定量評価することで、ウェーハ品質を評価していた。また、化学分析の検出限界を下回る濃度の金属汚染はウェーハライフタイム法(WLT法)やSPV法といった測定技術を用いて、金属汚染及び電子をトラップする欠陥等の総量として評価を行っている。   Conventionally, wafer quality was evaluated by qualitative and quantitative evaluation of metal contamination above the measurement lower limit by chemical analysis. Further, metal contamination at a concentration lower than the detection limit of chemical analysis is evaluated as a total amount of metal contamination and defects that trap electrons by using a measurement technique such as a wafer lifetime method (WLT method) or an SPV method.

また、例えばCZ法を用いた単結晶製造において原料ポリシリコンや石英るつぼなどから持ち込まれる金属汚染は、その原材料の汚染状況により変化する。また、単結晶引き上げ工程においては、メルトの対流や引き上げられた結晶量とるつぼ内に残留する原料の残量により、成長界面の汚染量は刻々と変化する。さらには、引き上げられた単結晶の成長方向や直径方向及び引き上げ装置の温度勾配等の様々な因子により、結晶中を金属が移動(拡散)し、安定位置でシリサイドや析出物となって存在する。この金属の分布はあらかじめ予測することがきわめて困難である。そのため、従来では、製造された単結晶の結晶ブロックやウェーハ加工工程を経た製品ウェーハを化学分析するなどして、汚染物質の定量定性評価を行ってきた。   Further, for example, metal contamination brought in from raw material polysilicon or quartz crucible in single crystal production using the CZ method varies depending on the contamination status of the raw material. Further, in the single crystal pulling step, the amount of contamination at the growth interface changes every moment depending on the convection of the melt, the amount of the pulled crystal and the remaining amount of the raw material remaining in the crucible. Furthermore, the metal moves (diffuses) in the crystal due to various factors such as the growth direction and diameter direction of the pulled single crystal and the temperature gradient of the pulling device, and exists as silicide and precipitates at a stable position. . This metal distribution is very difficult to predict in advance. For this reason, conventionally, quantitative qualitative evaluation of pollutants has been performed, for example, by chemically analyzing a manufactured single crystal block or a product wafer that has undergone a wafer processing step.

特開2009−139148号公報JP 2009-139148 A 特開2005−063984号公報JP 2005-063984 A

ところで、前述の超高感度表面検査装置を用いた表面検査で明らかとなったウェーハ上に存在するパーティクルや微小欠陥の内、金属不純物が原因で表面にピットや突起物(以下、金属由来欠陥という場合がある)を形成する物が少なからずある。この金属由来欠陥は、電気特性試験において欠陥(ピット、突起物)の大小や金属の有無で試験結果に差が生まれる。これまでの検査装置ではCOPに代表される結晶欠陥系の欠陥と金属由来欠陥とを分類する手段はない。   By the way, of the particles and minute defects present on the wafer that have been clarified by the surface inspection using the above-described ultrasensitive surface inspection apparatus, pits and protrusions on the surface (hereinafter referred to as metal-derived defects) due to metal impurities. There are not a few things that form. This metal-derived defect causes a difference in test results depending on the size of the defect (pits, protrusions) and the presence or absence of metal in the electrical property test. In the conventional inspection apparatus, there is no means for classifying the defect of crystal defect type represented by COP and the defect derived from metal.

また、従来の化学分析では検出対象とする元素(金属不純物)や測定する装置の精度によっても違いがあるが、たとえばNiに対しては、1×1010(atoms/cm)以下の分析をすることが難しいと言われている。WLT法やSPV法ではFeについてだけ見れば1×10(atoms/cm)の分析感度は有るが、他の元素についての定性定量性は今のところ保証されていない。CCDやCISに代表されるイメージセンサー用デバイスにおいては、検出下限を下回る濃度の金属汚染がデバイス特性を悪化させるとも言われている。 Further, although the conventional chemical analysis is also a difference depending on the accuracy of the elements (metal impurities) and measuring an apparatus to be detected, for example for the Ni, 1 × 10 10 (atoms / cm 3) following analysis It is said that it is difficult to do. The WLT method and the SPV method have an analytical sensitivity of 1 × 10 8 (atoms / cm 3 ) when only Fe is viewed, but qualitative quantification of other elements has not been guaranteed so far. In image sensor devices typified by CCD and CIS, it is said that metal contamination at a concentration below the detection lower limit deteriorates device characteristics.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ウェーハに導入された微量な金属汚染も高感度に評価することできる汚染評価方法を提供することを課題とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a subject to provide the contamination evaluation method which can evaluate the trace amount metal contamination introduced into the wafer with high sensitivity.

上記課題を解決するために、本発明の汚染評価方法は、ウェーハの表面に存在する金属汚染に由来した欠陥を検出する検出工程と、
その検出工程で検出された個々の欠陥の金属汚染状態を取得する取得工程と、
前記検出工程で検出された前記欠陥の個数と、前記取得工程で得られた前記金属汚染状態とに基づいて、前記ウェーハの金属汚染濃度を算出する算出工程と、
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the contamination evaluation method of the present invention includes a detection step of detecting defects derived from metal contamination present on the surface of the wafer,
An acquisition step of acquiring the metal contamination state of each defect detected in the detection step;
A calculation step of calculating a metal contamination concentration of the wafer based on the number of the defects detected in the detection step and the metal contamination state obtained in the acquisition step;
It is characterized by providing.

このように、本発明では、ウェーハに金属が導入されると、ウェーハ表面にその金属に由来した欠陥が形成され得ることに着目して、その欠陥の評価(欠陥の個数及び金属汚染状態)に基づいて、ウェーハの金属汚染濃度を算出する。これによって、従来の化学分析等では差が顕在化できなかった微量な金属汚染も高感度に評価することができる。   Thus, in the present invention, focusing on the fact that when a metal is introduced into the wafer, defects derived from the metal can be formed on the wafer surface, the defect evaluation (number of defects and metal contamination state) Based on this, the metal contamination concentration of the wafer is calculated. As a result, even a trace amount of metal contamination, for which the difference could not be revealed by conventional chemical analysis, can be evaluated with high sensitivity.

また、前記検出工程は、前記ウェーハの表面に金属不純物が溶解する薬液を供給する薬液供給工程と、その薬液供給工程を実施した後の前記ウェーハの表面を検査して前記欠陥を検出する検査工程とを備える。   The detection step includes a chemical solution supply step for supplying a chemical solution in which metal impurities are dissolved on the surface of the wafer, and an inspection step for detecting the defect by inspecting the surface of the wafer after the chemical solution supply step is performed. With.

これによって、ウェーハの表面に存在する金属由来欠陥を顕在化させることができる。そして、その顕在化したウェーハ表面に対して検査工程を実施するので金属由来欠陥の検出感度を向上できる。   As a result, the metal-derived defects present on the surface of the wafer can be made apparent. And since the inspection process is implemented with respect to the exposed wafer surface, the detection sensitivity of a metal origin defect can be improved.

また、前記検出工程は、
検出した前記欠陥の成分分析を行う分析工程と、
その分析工程の分析結果に基づいて、前記欠陥を欠陥種ごとに分類する分類工程とを備える。その分析工程では、前記欠陥に対してSEM−EDX分析を行う。
The detection step includes
An analysis step of performing component analysis of the detected defect;
And a classification step of classifying the defects into defect types based on the analysis result of the analysis step. In the analysis step, SEM-EDX analysis is performed on the defect.

これによれば、先ずウェーハ表面の欠陥を検出し、その検出した欠陥に対する成分分析を行うので、金属由来欠陥を高精度に検出することができる。特に、SEM−EDX分析を行うことで、SEMによる欠陥の像を観察しつつ、欠陥の金属汚染の分析が可能となる。さらに、分析結果に基づいて欠陥種ごとに欠陥を分類するので、欠陥種ごとに金属汚染濃度を評価することができる。また、分類した欠陥種別(例えば金属不純物の種別や、欠陥の形状の種別)の局在位置や分布のマップを作製することで、結晶欠陥や析出物等、様々な結晶製造工程履歴やその後の熱履歴特性、または結晶位置特性を反映した情報を得ることが可能になる。   According to this, since a defect on the wafer surface is first detected and component analysis is performed on the detected defect, a metal-derived defect can be detected with high accuracy. In particular, by performing SEM-EDX analysis, it is possible to analyze the metal contamination of the defect while observing an image of the defect by SEM. Furthermore, since defects are classified for each defect type based on the analysis result, the metal contamination concentration can be evaluated for each defect type. In addition, by creating a map of localized positions and distributions of the classified defect types (for example, metal impurity types and defect shape types), various crystal manufacturing process histories such as crystal defects and precipitates and subsequent It is possible to obtain information reflecting thermal history characteristics or crystal position characteristics.

また、前記算出工程では、前記分類工程で所定の欠陥種に分類された前記欠陥の個数と、該欠陥の前記金属汚染状態とに基づいて、前記ウェーハの金属汚染濃度を算出する。これによって、所定の欠陥種に属する金属汚染濃度を評価することができる。   In the calculation step, the metal contamination concentration of the wafer is calculated based on the number of the defects classified into the predetermined defect type in the classification step and the metal contamination state of the defects. Thereby, the metal contamination concentration belonging to a predetermined defect type can be evaluated.

また、前記取得工程は、前記欠陥のサイズを前記金属汚染状態として取得するサイズ取得工程を備える。この場合、サイズ取得工程は、前記欠陥の表面積を取得する表面積取得工程と、前記欠陥の深さ又は高さを取得する深さ/高さ取得工程と、前記表面積と前記深さ又は高さとに基づいて、前記欠陥の体積を前記サイズとして算出する体積算出工程とを備える。   Moreover, the acquisition step includes a size acquisition step of acquiring the defect size as the metal contamination state. In this case, the size acquisition step includes a surface area acquisition step of acquiring a surface area of the defect, a depth / height acquisition step of acquiring a depth or height of the defect, and the surface area and the depth or height. And a volume calculating step of calculating the volume of the defect as the size.

金属由来欠陥のサイズ(体積)が大きいほど、金属由来欠陥中の金属汚染量が高くなると考えられるので、そのサイズを取得することで、ウェーハの金属汚染濃度に相関した値を得ることができる。   It is considered that the larger the size (volume) of the metal-derived defect, the higher the amount of metal contamination in the metal-derived defect. Therefore, by obtaining the size, a value correlated with the metal contamination concentration of the wafer can be obtained.

また、前記深さ/高さ取得工程では、前記欠陥の断面をTEMにより観察して、その観察像に基づき前記深さ又は高さを取得しても良いし、前記欠陥を有した前記ウェーハに対するレーザー(具体的には例えば検査工程で表面検査する検査装置のレーザー)の侵入長に基づいて、前記深さ又は高さを取得しても良い。   Further, in the depth / height acquisition step, a cross section of the defect may be observed with a TEM, and the depth or height may be acquired based on the observed image, or the wafer having the defect may be acquired. The depth or height may be acquired based on the penetration length of a laser (specifically, for example, a laser of an inspection apparatus that performs surface inspection in an inspection step).

TEMにより前記深さ又は高さを取得する場合には、全ての前記欠陥の断面をTEMにより観察して、各観察像に基づき各欠陥の前記深さ又は高さを取得しても良いし、1又は複数の欠陥を選択して、その選択した前記欠陥の前記深さ又は高さを代表値としてTEMによる観察像に基づき取得し、他の前記欠陥の前記深さ又は高さを前記代表値で代用しても良い。全ての欠陥の断面をTEMにより観察する場合には、精度が良い深さ又は高さを得ることができる。また、代表的な金属由来欠陥の深さ又は高さ(代表値)で代用する場合には、簡便に各欠陥の深さ又は高さを得ることができる。   When acquiring the depth or height by TEM, the cross section of all the defects may be observed by TEM, and the depth or height of each defect may be acquired based on each observation image, One or a plurality of defects are selected, the depth or height of the selected defects is obtained as a representative value based on an observation image by TEM, and the depth or height of the other defects is obtained as the representative value. May be substituted. When observing the cross section of all the defects with a TEM, an accurate depth or height can be obtained. Moreover, when substituting with the depth or height (representative value) of a typical metal origin defect, the depth or height of each defect can be obtained simply.

また、前記取得工程は、前記欠陥における金属不純物の密度を前記金属汚染状態として取得する密度取得工程を備える。これによれば、密度取得工程で欠陥における金属不純物の密度を取得するので、この密度を用いることで、ウェーハの金属汚染濃度を簡便に見積もることができる。   Moreover, the acquisition step includes a density acquisition step of acquiring the density of metal impurities in the defect as the metal contamination state. According to this, since the density of the metal impurity in the defect is acquired in the density acquisition step, the metal contamination concentration of the wafer can be easily estimated by using this density.

また、前記検出工程は、評価対象の金属不純物を検出するのに適した、SEMにおける電子線の加速電圧の条件をシミュレーションにより決定する条件決定工程を備え、
前記分析工程では、前記条件決定工程で決定した加速電圧の条件でSEM−EDX分析を行う。
Further, the detection step includes a condition determination step for determining, by simulation, the conditions of the acceleration voltage of the electron beam in the SEM, which is suitable for detecting the metal impurity to be evaluated.
In the analysis step, SEM-EDX analysis is performed under the acceleration voltage condition determined in the condition determination step.

これによって、評価対象の金属不純物に由来した金属由来欠陥を高感度に検出することができる。その結果、評価対象の金属汚染濃度を、他の種類の金属汚染濃度と区別する形で高感度に評価することができる。   Thereby, the metal-derived defect derived from the metal impurity to be evaluated can be detected with high sensitivity. As a result, the metal contamination concentration to be evaluated can be evaluated with high sensitivity in a manner that distinguishes it from other types of metal contamination concentrations.

また、前記算出工程は、前記欠陥の個数と前記金属汚染状態とに基づいて前記ウェーハの表面における金属汚染濃度を算出する表面汚染算出工程を備える。これによって、ウェーハ表面の金属汚染濃度を高感度かつ簡便に評価することができる。   The calculation step includes a surface contamination calculation step of calculating a metal contamination concentration on the surface of the wafer based on the number of defects and the metal contamination state. As a result, the metal contamination concentration on the wafer surface can be evaluated with high sensitivity and simplicity.

また、前記算出工程は、前記欠陥の個数と前記金属汚染状態とに基づいて、前記ウェーハのバルク中に存在する金属汚染に由来した欠陥であるバルク欠陥の個数及びそのバルク欠陥の金属汚染状態を推定する推定工程と、その推定工程で得られた個数と金属汚染状態とに基づいて、前記ウェーハのバルク中の金属汚染濃度を算出するバルク汚染算出工程とを備える。これによって、ウェーハのバルク中の金属汚染濃度を高感度かつ簡便に評価することができる。   In addition, the calculation step calculates the number of bulk defects that are defects derived from metal contamination present in the bulk of the wafer and the metal contamination state of the bulk defects based on the number of defects and the metal contamination state. An estimation step for estimation, and a bulk contamination calculation step for calculating a metal contamination concentration in the bulk of the wafer based on the number and metal contamination state obtained in the estimation step. As a result, the metal contamination concentration in the bulk of the wafer can be evaluated with high sensitivity and ease.

ウェーハの金属汚染評価の手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the procedure of the metal contamination evaluation of a wafer. 薬液浸漬により顕在化したピットを例示した図である。It is the figure which illustrated the pit which became obvious by chemical | medical solution immersion. 薬液浸漬により顕在化したピットを例示した図である。It is the figure which illustrated the pit which became obvious by chemical | medical solution immersion. 加速電圧ごとのシリコンへの電子線の侵入深さを市販ソフトにてシミュレーションした結果を示した図である。It is the figure which showed the result of having simulated the penetration depth of the electron beam to the silicon | silicone for every acceleration voltage with commercial software. SEMによる突起部の観察像を例示した図である。It is the figure which illustrated the observation image of the projection part by SEM. SEMによるピットの観察像を例示した図である。It is the figure which illustrated the observation image of the pit by SEM. 図5の突起部に対するEDX分析結果を示した図である。It is the figure which showed the EDX analysis result with respect to the projection part of FIG. 図6のピットに対するEDX分析結果を示した図である。It is the figure which showed the EDX analysis result with respect to the pit of FIG. 図6のピットに対する断面TEMの観察像を例示した図である。It is the figure which illustrated the observation image of cross section TEM with respect to the pit of FIG. 図3のピットに対する断面TEMの観察像を例示した図である。It is the figure which illustrated the observation image of cross section TEM with respect to the pit of FIG. TEM-EDX分析の結果を示した図である。It is the figure which showed the result of the TEM-EDX analysis. SEM−EDX分析の結果を示した図である。It is the figure which showed the result of SEM-EDX analysis. 欠陥種別マップを示した図である。It is the figure which showed the defect classification map. Ni汚染濃度の計算結果を示した図である。It is the figure which showed the calculation result of Ni contamination density | concentration.

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。本実施形態では、シリコン単結晶引き上げ工程、スライス工程、研削、ラップ工程、エピタキシャル成長工程等で導入されるさまざまな金属汚染のうち、製造工程や検査工程に至るまでに行われる洗浄や検査のための前処理によってウェーハ表面にピットや突起物を顕在化させる金属汚染を評価する方法を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, among various metal contaminations introduced in the silicon single crystal pulling process, slicing process, grinding, lapping process, epitaxial growth process, etc., for cleaning and inspection performed up to the manufacturing process and inspection process. A method for evaluating metal contamination that causes pits and protrusions to appear on the wafer surface by pretreatment will be described.

図1は、本実施形態におけるウェーハの金属汚染評価の手順を示したフローチャートである。先ず、評価対象とするシリコンウェーハ(以下、単にウェーハという)を準備する(S1)。ここで準備するウェーハは、エピタキシャル成長工程を実施する前のウェーハや実施した後の製品ウェーハなど、どの段階におけるウェーハを準備しても良い。ここでは、例えば、ウェーハの表面を研磨(POLISH)加工する鏡面加工工程を経たウェーハ(PW:Polished Wafer)を準備する。また、準備するウェーハの直径、面方位、抵抗率等の特性はどの特性であっても良い。   FIG. 1 is a flowchart showing a procedure for evaluating metal contamination of a wafer in this embodiment. First, a silicon wafer to be evaluated (hereinafter simply referred to as a wafer) is prepared (S1). The wafer prepared here may be prepared at any stage, such as a wafer before the epitaxial growth process or a product wafer after the epitaxial growth process. Here, for example, a wafer (PW: Polished Wafer) that has undergone a mirror finishing process for polishing (POLISH) the surface of the wafer is prepared. Further, the characteristics of the prepared wafer such as diameter, plane orientation, and resistivity may be any characteristics.

次に、S1で準備したウェーハをパーティクル除去の目的で洗浄を行う(S2)。この洗浄は、SC1洗浄やSC2洗浄などの半導体ウェーハを洗浄する方法であってパーティクルが除去できれば良いため特に限定しない。   Next, the wafer prepared in S1 is cleaned for the purpose of particle removal (S2). This cleaning is a method for cleaning a semiconductor wafer, such as SC1 cleaning or SC2 cleaning, and is not particularly limited as long as particles can be removed.

次に、評価対象の金属元素や金属とシリコンの化合物を溶解する薬液に、洗浄後のウェーハを浸漬する(S3)。つまり、ウェーハの表面に薬液を供給する。評価対象の金属不純物がNiやCuの析出物や、その金属(Ni、Cu)とSiとの化合物(シリサイド)の場合には、薬液として例えばHFを用いるが、これに限るものではない。また、薬液をウェーハ表面に供給する形態は浸漬に限るものではなく、搖動、静止、かけ流し、噴霧などの形態であっても良い。   Next, the cleaned wafer is immersed in a chemical solution that dissolves a metal element to be evaluated or a metal and silicon compound (S3). That is, a chemical solution is supplied to the surface of the wafer. When the metal impurity to be evaluated is a precipitate of Ni or Cu, or a compound (silicide) of the metal (Ni, Cu) and Si, for example, HF is used as the chemical solution, but is not limited thereto. Further, the form of supplying the chemical solution to the wafer surface is not limited to immersion, and may be a form such as peristalsis, rest, pouring, and spraying.

図2、図3は、ウェーハ表面に存在する金属不純物の影響によって形成された欠陥(ピット)をS3の工程にて顕在化させた例を示している。図2、図3に示すように、S3の工程を実施することで、欠陥中の金属不純物が溶解して、ウェーハ表面に金属由来欠陥を顕在化させることができる。よって、次のS4の工程にて高感度に金属由来欠陥を検出することができる。なお、S3の工程実施後の欠陥には金属不純物がいくらか残存している。なお、S3の工程が本発明の「薬液供給工程」に相当する。   2 and 3 show an example in which defects (pits) formed due to the influence of metal impurities existing on the wafer surface are revealed in the step S3. As shown in FIGS. 2 and 3, by performing step S <b> 3, the metal impurity in the defect is dissolved, and the metal-derived defect can be revealed on the wafer surface. Therefore, a metal-derived defect can be detected with high sensitivity in the next step S4. Note that some metal impurities remain in the defects after the step S3. The step S3 corresponds to the “chemical solution supply step” of the present invention.

次に、高感度の表面検査装置を用いて、S3の工程後のウェーハ表面に対する欠陥検査を行う(S4)。そして、この欠陥検査により、ウェーハ表面に存在する欠陥(ピット、突起物)の個数と各欠陥の座標(位置)とを取得する。このときピットや突起物の大きさは50nm程度かそれ以下になることが多い。よって、表面検査装置は、想定する欠陥の大きさ(50nm程度かそれ以下)に準拠した感度を有するのが望ましい。具体的には、例えばKLA−Tencor社製SP−3やレーザーテック社のMAGICSに代表される超高感度表面検査装置を用いることができる。なお、S4の工程が本発明の「検査工程」に相当する。   Next, using a highly sensitive surface inspection apparatus, defect inspection is performed on the wafer surface after step S3 (S4). Then, by this defect inspection, the number of defects (pits, protrusions) existing on the wafer surface and the coordinates (position) of each defect are obtained. At this time, the size of the pits and protrusions is often about 50 nm or less. Therefore, it is desirable that the surface inspection apparatus has a sensitivity in accordance with the assumed defect size (about 50 nm or less). Specifically, for example, an ultrasensitive surface inspection apparatus represented by SP-3 manufactured by KLA-Tencor or MAGICS manufactured by Lasertec can be used. The step S4 corresponds to the “inspection step” of the present invention.

次に、評価対象とする金属不純物の種類を決定して、その金属不純物をEDX分析(エネルギー分散型X線分析、Energy Dispersive X−ray Spectroscopy)で最も高感度に検出できるSEM(走査型電子顕微鏡、Scanning Electron Microscope)の電子線の加速電圧の条件をシミュレーションにより求める(S5)。このシミュレーションの方法は、物理現象に基づく方法であれば市販されているコンピュータシミュレーションソフトや独自の計算機によるシミュレーション等、どの方法であっても良い。   Next, the type of metal impurity to be evaluated is determined, and the metal impurity can be detected with the highest sensitivity by EDX analysis (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy). The condition of the acceleration voltage of the electron beam of Scanning Electron Microscope) is obtained by simulation (S5). The simulation method may be any method based on a physical phenomenon, such as commercially available computer simulation software or a simulation using a unique computer.

図4は、加速電圧ごとのシリコンへの電子線の侵入深さを市販ソフトにてシミュレーションした結果を示している。図4のシミュレーションにおいては、評価対象の金属不純物の情報(金属元素、金属層の厚さ)を反映させている。図4は、評価対象の金属不純物を含んだシリコンの断面を模擬しており、図4の上部の水平線はウェーハ表面を示している。その水平線の中心に電子線を照射して、ウェーハ内における電子線のエネルギーを色の濃淡であらわしている。また、図4の縦軸はウェーハ表面からの深さを示している。また、図4では、左から、電子線の加速電圧を0.8kV、1.0kV、3.0kV、5.0kVとし、0.8kV、1.0kVの結果ではそれぞれ拡大図を下に示している。   FIG. 4 shows the result of simulating the penetration depth of an electron beam into silicon for each acceleration voltage using commercially available software. In the simulation of FIG. 4, information (metal element, thickness of the metal layer) of the metal impurity to be evaluated is reflected. FIG. 4 simulates a cross section of silicon containing metal impurities to be evaluated, and the horizontal line at the top of FIG. 4 indicates the wafer surface. The center of the horizontal line is irradiated with an electron beam, and the energy of the electron beam in the wafer is expressed by color shading. Also, the vertical axis in FIG. 4 indicates the depth from the wafer surface. In FIG. 4, from the left, the acceleration voltage of the electron beam is 0.8 kV, 1.0 kV, 3.0 kV, and 5.0 kV, and the results of 0.8 kV and 1.0 kV are respectively shown in enlarged views below. Yes.

図4に示すように、加速電圧が高くなるにつれて電子線の侵入深さRが大きくなっていく。具体的には、図4の例では、加速電圧が0.8kVのときでは侵入深さR=12nm、加速電圧が1.0kVのときでは侵入深さR=18nm、加速電圧が3.0kVのときでは侵入深さR=140nm、加速電圧が5.0kVのときでは侵入深さR=260nmを示している。   As shown in FIG. 4, the penetration depth R of the electron beam increases as the acceleration voltage increases. Specifically, in the example of FIG. 4, when the acceleration voltage is 0.8 kV, the penetration depth R = 12 nm, when the acceleration voltage is 1.0 kV, the penetration depth R = 18 nm, and the acceleration voltage is 3.0 kV. In some cases, the penetration depth R = 140 nm, and when the acceleration voltage is 5.0 kV, the penetration depth R = 260 nm.

この加速電圧に対する電子線の侵入深さは、金属元素の種類や金属層の厚さに応じて変化する。そこで、S5では、例えば、金属不純物(元素、厚さ)ごとにシミュレーションを行い、金属不純物の種類に応じた最適な加速電圧の条件を求める。下記表1は、シミュレーションにより求めた代表的な金属元素及び金属層の厚さごとの加速電圧の最適値を例示している。表1において、Kα、Lα1はそれぞれ、SEMの電子線により金属元素から放出される特性X線の種類を示している。これらKα、Lα1のX線でEDX分析が行われる。   The penetration depth of the electron beam with respect to this acceleration voltage varies depending on the type of metal element and the thickness of the metal layer. Therefore, in S5, for example, a simulation is performed for each metal impurity (element, thickness), and an optimum acceleration voltage condition corresponding to the type of metal impurity is obtained. Table 1 below exemplifies the optimum value of the acceleration voltage for each representative metal element and thickness of the metal layer obtained by simulation. In Table 1, Kα and Lα1 indicate the types of characteristic X-rays emitted from the metal element by the electron beam of SEM. EDX analysis is performed with the X-rays of Kα and Lα1.

S5のシミュレーションを実施する時期は図1の時期(S4とS6の間の時期)に限定されず、S6のSEM−EDX分析を行う前であればいつでも良い。例えば厚さ150nm〜250nmのNiが、S4で検出した欠陥中に含まれていると想定した場合には、S5では表1から、金属元素がNiで、かつ厚さ150nm〜250nmの加速電圧の条件である2.0kVを今回の加速電圧として決定する。また、S5では、評価対象の金属不純物の種類が複数ある場合には、金属不純物ごとに加速電圧の条件(最適値)を決定する。なお、S5の工程が本発明の「条件決定工程」に相当する。   The time when the simulation of S5 is performed is not limited to the time of FIG. 1 (the time between S4 and S6), and may be any time before the SEM-EDX analysis of S6. For example, assuming that Ni having a thickness of 150 nm to 250 nm is included in the defects detected in S4, in S5, from Table 1, the metal element is Ni and the acceleration voltage having a thickness of 150 nm to 250 nm is obtained. The condition of 2.0 kV is determined as the current acceleration voltage. In S5, when there are a plurality of types of metal impurities to be evaluated, an acceleration voltage condition (optimum value) is determined for each metal impurity. The step S5 corresponds to the “condition determining step” of the present invention.

次に、S4で検出した欠陥に対して、S5で決定した加速電圧の条件でSEM−EDX分析を行う(S6)。すなわち、EDX分析装置を備えた電子顕微鏡を用いて、ウェーハ表面のうちのS4で検出された欠陥座標位置に電子線を照射し、その照射により発生した二次電子により欠陥(ピット、突起物)の像を観察する。この際、欠陥の形状(ピットか突起部か)を特定するとともに、欠陥のサイズ(表面積)を算出する。また、SEM観察と同時に、電子線の照射により発生した特性X線に基づいて欠陥のEDX分析を行う。この際、二次電子を検出する検出器では、できるだけ高角な二次電子の像を取得することが望ましい。また、SEMにより得られた二次電子像で最もコントラストを持つ部分に電子線を当ててEDX分析を行うことが望ましい。これによって、確実に欠陥に対するEDX分析を行うことができる。   Next, SEM-EDX analysis is performed on the defects detected in S4 under the acceleration voltage conditions determined in S5 (S6). That is, an electron microscope equipped with an EDX analyzer is used to irradiate an electron beam to the defect coordinate position detected in S4 on the wafer surface, and defects (pits, protrusions) are generated by secondary electrons generated by the irradiation. Observe the image. At this time, the defect shape (pit or protrusion) is specified, and the defect size (surface area) is calculated. Simultaneously with SEM observation, EDX analysis of defects is performed based on characteristic X-rays generated by electron beam irradiation. At this time, it is desirable to acquire a secondary electron image as high as possible with a detector that detects secondary electrons. Further, it is desirable to perform EDX analysis by applying an electron beam to a portion having the highest contrast in the secondary electron image obtained by SEM. This makes it possible to perform EDX analysis for defects reliably.

また、S6では、評価対象の金属不純物の種類(金属元素、厚さ)が複数ある場合には、検出しようとする金属不純物の種類に応じて加速電圧を変化させて、同一の欠陥に対して複数回のEDX分析を行う。例えば、各厚さのNiを全て検出したい場合には、250nm以下のNiを検出するための加速電圧の最適値である2.0kV(表1参照)でEDX分析を1回行い、250nm以上のNiを検出するための加速電圧の最適値である10.0kV(表1参照)でEDX分析を1回行う。つまり、同一の欠陥に対して計2回のEDX分析を行う。また、例えば、各厚さのNiと、各厚さのMoとを全て検出したい場合には、Ni、Moに対応した加速電圧の最適値(2.0kV、10.0kV、3.0kV、20.0kV(表1参照))で計4回のEDX分析を行う。   In S6, when there are a plurality of types (metal elements, thicknesses) of metal impurities to be evaluated, the acceleration voltage is changed according to the types of metal impurities to be detected, and the same defect is detected. Perform multiple EDX analyses. For example, when it is desired to detect all Ni of each thickness, EDX analysis is performed once at 2.0 kV (see Table 1) which is the optimum value of the acceleration voltage for detecting Ni of 250 nm or less, and 250 nm or more is detected. EDX analysis is performed once at 10.0 kV (see Table 1), which is the optimum value of the acceleration voltage for detecting Ni. That is, EDX analysis is performed twice for the same defect. Further, for example, when it is desired to detect all the thicknesses of Ni and each thickness of Mo, the optimum values of acceleration voltages corresponding to Ni and Mo (2.0 kV, 10.0 kV, 3.0 kV, 20 0.04 kV (see Table 1)) for a total of 4 EDX analyses.

さらに、S6では、S4で検出した全ての欠陥に対してSEM−EDX分析を行っても良いし、S4で検出した欠陥から代表的な1又は複数の欠陥を選択して、選択した代表的な欠陥のみに対してSEM−EDX分析を行い、それ以外の欠陥に対する分析は、代表的な欠陥に対するSEM−EDX分析の結果で代用しても良い。全ての欠陥に対してSEM−EDX分析を行う場合には、後述のS7の工程でより正確に欠陥種を分類でき、S11、S12の工程でより正確にウェーハにおける金属汚染濃度を算出することができる。代表的な欠陥のみSEM−EDX分析を行う場合には、簡便に欠陥種を分類でき、簡便に金属汚染濃度を算出できる。   Further, in S6, SEM-EDX analysis may be performed on all the defects detected in S4, or one or more representative defects are selected from the defects detected in S4, and the selected representatives are selected. The SEM-EDX analysis may be performed only on the defect, and the analysis on the other defects may be substituted with the result of the SEM-EDX analysis on the representative defect. When SEM-EDX analysis is performed on all defects, the defect type can be more accurately classified in the later-described step S7, and the metal contamination concentration in the wafer can be more accurately calculated in the steps S11 and S12. it can. When SEM-EDX analysis is performed for only typical defects, defect types can be easily classified, and the metal contamination concentration can be easily calculated.

ここで、図5、図6は、S6のSEMによる観察像を例示した図であり、図5は突起部(凸状部)の観察像を示し、図6はピット(凹状部)の観察像を示している。また、図7、図8は、S6のEDX分析の結果を例示した図であり、図7は図5の突起部に対するEDX分析結果を示し、図8は図6のピットに対するEDX分析結果を示している。図5、図6に示すように、SEMで欠陥を観察することで、欠陥の形状(凸状か凹状か)やサイズ(表面積)を簡便に特定することができる。また、図7、図8に示すように、欠陥のEDX分析を行うことで、欠陥中の成分を簡便に特定することができる。例えば、図7の例では、欠陥中に金属不純物としてNiが含まれていることがわかる。また、図8の例では、欠陥中に金属不純物としてCuが含まれていることがわかる。また、図7、図8の例では、金属不純物以外にCが欠陥中に含まれていることもわかる。なお、図7、図8において、一番大きなピークはSiを示している。なお、S6の工程が本発明の「分析工程」及び「表面積取得工程」に相当する。   Here, FIGS. 5 and 6 are views exemplifying observation images obtained by SEM in S6. FIG. 5 shows an observation image of a protrusion (convex portion), and FIG. 6 shows an observation image of a pit (concave portion). Is shown. 7 and 8 are diagrams illustrating the results of the EDX analysis of S6, FIG. 7 shows the EDX analysis results for the protrusions in FIG. 5, and FIG. 8 shows the EDX analysis results for the pits in FIG. ing. As shown in FIGS. 5 and 6, by observing the defect with the SEM, the shape (whether convex or concave) and size (surface area) of the defect can be easily specified. Further, as shown in FIGS. 7 and 8, the component in the defect can be easily identified by performing the EDX analysis of the defect. For example, in the example of FIG. 7, it can be seen that Ni is contained as a metal impurity in the defect. Moreover, in the example of FIG. 8, it turns out that Cu is contained as a metal impurity in a defect. Further, in the examples of FIGS. 7 and 8, it is also understood that C is included in the defect in addition to the metal impurity. 7 and 8, the largest peak indicates Si. The process of S6 corresponds to the “analysis process” and the “surface area acquisition process” of the present invention.

次に、S6のSEM−EDX分析の結果に基づいて、S4で検出された個々の欠陥を欠陥種ごとに分類する(S7)。具体的には、例えば、欠陥が金属汚染に由来した金属由来欠陥かそれ以外の欠陥(結晶欠陥系の欠陥)かで分類したり、欠陥の形状が凸状(突起部)か凹状(ピット)かで分類したり、欠陥のサイズ(表面積)で分類したり、EDX分析で検出された金属元素で分類したりする。これによって、特定の欠陥種の情報(欠陥の個数、位置など)を容易に取得することができる。また、分類した欠陥種別の分布マップを作製することができ、この分布マップによりどの欠陥種がどのようにウェーハに分布しているかを容易に評価することができる。なお、S7の工程が本発明の「分類工程」に相当する。   Next, based on the result of the SEM-EDX analysis in S6, the individual defects detected in S4 are classified for each defect type (S7). Specifically, for example, the defect is classified according to a metal-derived defect derived from metal contamination or another defect (crystal defect type defect), or the shape of the defect is convex (projection) or concave (pit). Or by the size (surface area) of the defect, or by the metal element detected by EDX analysis. As a result, information on the specific defect type (number of defects, position, etc.) can be easily obtained. In addition, a distribution map of the classified defect types can be prepared, and it is possible to easily evaluate which defect type is distributed on the wafer by this distribution map. The process of S7 corresponds to the “classification process” of the present invention.

次に、S7の工程で評価対象の欠陥種(例えば、Niが含まれた欠陥)に分類された欠陥に対してTEM(透過型電子顕微鏡、Transmission Electron Microscope)により断面の観察(断面TEM観察)を行う(S8)。この際、評価対象の欠陥種に分類された全ての欠陥に対して断面TEM観察を行っても良いし、代表的な1又は複数の欠陥を選択して、その代表的な欠陥に対してのみ断面TEM観察を行っても良い。   Next, a cross-section observation (cross-sectional TEM observation) is performed on a defect classified as a defect type to be evaluated in the step of S7 (for example, a defect containing Ni) by TEM (Transmission Electron Microscope). (S8). At this time, cross-sectional TEM observation may be performed on all defects classified as the defect type to be evaluated, or only one or more representative defects are selected and only the representative defects are selected. Cross-sectional TEM observation may be performed.

図9、図10は、S8の断面TEM観察の観察像を例示した図であり、図9は図6のピットの観察像を示し、図10は図3のピットの観察像を示している。図9、図10に示すように、断面TEM観察を行うことで、ピットの断面を簡便に観察でき、この断面の観察像に基づいてピットの深さを簡便に見積もることができる。また、突起部に対して断面TEM観察を行うことで、突起部の高さを簡便に見積もることができる。そして、S8では、断面TEMの観察像に基づいて、ピットの深さや突起部の高さを算出する。この際、全ての欠陥に対して断面TEM観察を行った場合には、全ての欠陥の深さ又は高さを各観察像に基づき算出する。これによって、欠陥ごとに高精度の深さ又は高さを得ることができる。   9 and 10 are diagrams illustrating the observation images of the cross-sectional TEM observation of S8, FIG. 9 shows the observation image of the pits of FIG. 6, and FIG. 10 shows the observation image of the pits of FIG. As shown in FIGS. 9 and 10, by performing cross-sectional TEM observation, the cross section of the pit can be easily observed, and the depth of the pit can be easily estimated based on the observation image of the cross section. Further, by performing cross-sectional TEM observation on the protrusion, the height of the protrusion can be easily estimated. In step S8, the depth of the pit and the height of the protrusion are calculated based on the observation image of the cross-section TEM. At this time, when cross-sectional TEM observation is performed on all the defects, the depth or height of all the defects is calculated based on each observation image. Thereby, a highly accurate depth or height can be obtained for each defect.

他方、代表的な欠陥に対してのみ断面TEM観察を行った場合には、代表的な欠陥に対しては断面TEMの観察像に基づき深さ又は高さを算出する。そして、断面TEM観察を行っていない欠陥の深さ又は高さは、代表的な欠陥の深さ又は高さで代用する。この際、代表的な欠陥を複数選択した場合には、代表的な複数の深さ又は高さが得られるので、これら複数の深さ又は高さを例えば平均して、その平均値で他の欠陥の深さ又は高さを代用する。これによって、全ての欠陥に対して断面TEM観察に基づく深さ又は高さの算出を行う必要がないので、簡便に各欠陥の深さ又は高さを得ることができる。なお、S8の工程が本発明の「深さ/高さ取得工程」に相当する。   On the other hand, when the cross-sectional TEM observation is performed only for the representative defect, the depth or height is calculated based on the observation image of the cross-sectional TEM for the representative defect. And the depth or height of the defect which is not performing cross-sectional TEM observation substitutes for the depth or height of a typical defect. At this time, when a plurality of representative defects are selected, a plurality of representative depths or heights are obtained. For example, the plurality of depths or heights are averaged, and the average value is used as another value. Substituting the depth or height of the defect. Thereby, since it is not necessary to calculate the depth or height based on the cross-sectional TEM observation for all the defects, the depth or height of each defect can be easily obtained. The process of S8 corresponds to the “depth / height acquisition process” of the present invention.

次に、S6で得られた欠陥の表面積と、S8で得られた欠陥の深さ又は高さとに基づいて、各欠陥の体積を算出する(S9)。具体的には例えば欠陥の表面積と深さ又は高さとを乗算することで、欠陥の体積を算出する。この際、対象の欠陥全てに対して個別の体積を算出しても良いし、代表的な欠陥に対してのみ個別の体積を算出し、他の欠陥の体積は代表的な欠陥の体積で代用しても良い。すなわち、S6、S8で対象の欠陥全てに対して表面積、深さ又は高さを算出した場合には、S9では、全ての欠陥に対して個別の表面積、深さ又は高さに基づいて個別の体積を算出する。これによって、精度の良い体積を得ることができる。他方、S6、S8で代表的な欠陥に対してのみ表面積、深さ又は高さを算出した場合には、S9では、それら表面積、深さ又は高さに基づいて代表的な欠陥に対して体積を算出し、他の欠陥の体積はこの代表的な欠陥の体積で代用する。これによって、簡便に体積を得ることができる。   Next, the volume of each defect is calculated based on the surface area of the defect obtained in S6 and the depth or height of the defect obtained in S8 (S9). Specifically, for example, the defect volume is calculated by multiplying the defect surface area by the depth or height. At this time, individual volumes may be calculated for all target defects, or individual volumes may be calculated only for representative defects, and the volume of other defects may be substituted with the representative defect volume. You may do it. That is, when the surface area, depth, or height is calculated for all the target defects in S6 and S8, in S9, the individual surface area, depth, or height is individually determined for all defects. Calculate the volume. Thereby, a precise volume can be obtained. On the other hand, when the surface area, depth or height is calculated only for typical defects in S6 and S8, in S9, the volume for typical defects is calculated based on the surface area, depth or height. , And the volume of other defects is substituted with this representative defect volume. Thereby, a volume can be obtained easily.

欠陥の体積(サイズ)は欠陥中の金属汚染の度合いに相関すると考えられる。すなわち、欠陥の体積が大きいほど、欠陥中の金属汚染の度合い、すなわち金属汚染量が高くなる。このように、欠陥の体積を取得することで金属汚染に相関する指標を簡便に得ることができる。なお、S9の工程が本発明の「体積算出工程」に相当する。   It is considered that the defect volume (size) correlates with the degree of metal contamination in the defect. That is, the larger the defect volume, the higher the degree of metal contamination in the defect, that is, the amount of metal contamination. Thus, by acquiring the defect volume, an index correlated with metal contamination can be easily obtained. The step S9 corresponds to the “volume calculation step” of the present invention.

次に、対象の欠陥における金属不純物の密度(金属原子の密度)を算出する(S10)。この金属原子の密度は、例えば対象の金属不純物が純金属の場合やシリコンとの化合物の場合など、文献等を参照して算出する。具体的には、対象の金属不純物の種類(分子式)がNiSiであると想定して、Niの原子密度の算出方法の一例を説明する。文献等に基づいて、NiSiの結晶構造、格子定数、単位格子当たりの原子数をそれぞれ特定する。この場合、NiSiの結晶構造はCaF2型立方晶であり、格子定数a=5.406Åである。また、CaF2型立方晶においては、単位格子当たりのSiの原子数は8個、Niの原子数は4個である。よって、単位格子の体積a中にNi原子が4個存在することになるので、1cm当たりのNi原子数であるNi原子の密度(atoms/cm)に換算すると、5.23×1022(atoms/cm)の密度が得られる。 Next, the density of metal impurities (the density of metal atoms) in the target defect is calculated (S10). The density of the metal atoms is calculated with reference to literatures, for example, when the target metal impurity is a pure metal or a compound with silicon. Specifically, an example of a method for calculating the atomic density of Ni will be described assuming that the target metal impurity type (molecular formula) is NiSi 2 . Based on literatures and the like, the crystal structure, lattice constant, and number of atoms per unit cell of NiSi 2 are specified. In this case, the crystal structure of NiSi 2 is a CaF 2 type cubic crystal and the lattice constant a = 5.406Å. Further, in the CaF2-type cubic crystal, the number of Si atoms per unit lattice is 8, and the number of Ni atoms is 4. Therefore, since the Ni atom will be present four in a volume a 3 unit cell, in terms of the density of the Ni atom is Ni atoms per 1cm 3 (atoms / cm 3) , 5.23 × 10 A density of 22 (atoms / cm 3 ) is obtained.

なお、上記格子定数aの値は金属データブック(日本金属学会編)より取得した。また、金属データブック記載の格子定数aの値は、「K.Schbert and H.Pfisterer,
Naturwissenschefeten 37, 1950, 112-113」、「K.Schbert and H.Pfisterer, Z.Metallkunde 41, 1950, 348」より引用したものである。
The value of the lattice constant a was obtained from a metal data book (edited by the Japan Institute of Metals). The value of the lattice constant a described in the metal data book is “K. Schbert and H. Pfisterer,
Naturwissenschefeten 37, 1950, 112-113 ”and“ K. Schbert and H. Pfisterer, Z. Metallkunde 41, 1950, 348 ”.

欠陥における金属原子の密度は欠陥中の金属汚染の度合いに相関すると考えられる。すなわち、金属原子の密度が高いほど、欠陥中の金属汚染の度合い、すなわち金属汚染量が高くなる。このように、金属原子の密度を取得することで金属汚染に相関する指標を簡便に得ることができる。なお、S10の工程が本発明の「密度取得工程」に相当する。   The density of metal atoms in the defect is considered to correlate with the degree of metal contamination in the defect. That is, the higher the density of metal atoms, the higher the degree of metal contamination in the defect, that is, the amount of metal contamination. Thus, by acquiring the density of metal atoms, it is possible to easily obtain an index that correlates with metal contamination. The step S10 corresponds to the “density acquisition step” of the present invention.

評価対象の欠陥種に分類された欠陥個数、S9で得られた欠陥体積、及びS10で得られた金属原子密度は、いずれもウェーハにおける金属汚染濃度に相関する指標である。すなわち、欠陥個数、欠陥体積、及び金属原子密度はいずれも、大きい値ほどウェーハの金属汚染濃度が高くなる指標である。そこで、次に、これら欠陥個数、欠陥体積、金属原子密度に基づいて、ウェーハ表面の金属不純物の濃度(以下、表面汚染濃度という)を算出する(S11)。具体的には、S9で代表的な欠陥の体積を求めて、他の欠陥の体積をその代表的な欠陥の体積で代用する場合には、以下の式1により、表面汚染濃度を算出する。この式1によれば、簡便に表面汚染濃度を得ることができる。
表面汚染濃度(atoms/cm)=欠陥体積×金属原子密度×欠陥個数/ウェーハ表面の面積 ・・・式1
The number of defects classified as the defect type to be evaluated, the defect volume obtained in S9, and the metal atom density obtained in S10 are all indicators that correlate with the metal contamination concentration in the wafer. That is, the number of defects, the defect volume, and the metal atom density are all indexes that increase the metal contamination concentration of the wafer as the value increases. Then, based on these defect number, defect volume, and metal atom density, the concentration of metal impurities on the wafer surface (hereinafter referred to as surface contamination concentration) is calculated (S11). Specifically, when the volume of a typical defect is obtained in S9 and the volume of another defect is substituted with the volume of the typical defect, the surface contamination concentration is calculated by the following equation 1. According to Equation 1, the surface contamination concentration can be easily obtained.
Surface contamination concentration (atoms / cm 2 ) = Defect volume × Metal atom density × Defect number / Wafer surface area

他方、S9では、全ての欠陥の体積を求めた場合には、以下の式2により、表面汚染濃度を算出する。なお、式2において、x1、x2・・・xnは、それぞれ個別の欠陥体積を示しており、xnにおけるnは欠陥個数を示している。この式2により、高精度な表面汚染濃度を得ることができる。なお、S11の工程が本発明の「表面汚染算出工程」に相当する。
表面汚染濃度(atoms/cm)=(欠陥体積x1+欠陥体積x2・・・欠陥体積xn)×金属原子密度/ウェーハ表面の面積 ・・・式2
On the other hand, in S9, when the volume of all the defects is obtained, the surface contamination concentration is calculated by the following equation 2. In Equation 2, x1, x2,..., Xn indicate individual defect volumes, and n in xn indicates the number of defects. By this equation 2, a highly accurate surface contamination concentration can be obtained. The step S11 corresponds to the “surface contamination calculation step” of the present invention.
Surface contamination concentration (atoms / cm 2 ) = (defect volume x1 + defect volume x2... Defect volume xn) × metal atom density / wafer surface area

次に、欠陥個数、欠陥体積及び金属原子密度に基づいて、ウェーハのバルク中における金属不純物の濃度(以下、バルク汚染濃度という)を算出する(S12)。具体的には、ウェーハ表面における欠陥の分布状態と同じようにバルク中においても欠陥が分布していると仮定する。つまり、ウェーハ表面における欠陥個数、欠陥体積及び金属原子密度でバルク中にも欠陥が存在している仮定する。この場合、バルク中の欠陥個数の算出は、ウェーハ表面の欠陥の観察領域(TEMによる断面観察領域)を1単位として、ウェーハの厚さが何単位に相当するかを求める。そして、1単位分の欠陥個数(ウェーハ表面の欠陥個数)に、ウェーハ厚さに相当する単位数を乗算することで、バルク中の欠陥個数を求める。例えば、ウェーハ表面における欠陥の観察領域が、ウェーハ表面から1μmであり、ウェーハの厚さが725μmであるとすると、バルク中の欠陥個数は、ウェーハ表面における欠陥個数を725倍することで、得られる。   Next, based on the number of defects, the defect volume, and the metal atom density, the concentration of metal impurities in the bulk of the wafer (hereinafter referred to as bulk contamination concentration) is calculated (S12). Specifically, it is assumed that defects are distributed in the bulk as in the case of defect distribution on the wafer surface. That is, it is assumed that defects exist in the bulk in terms of the number of defects on the wafer surface, defect volume, and metal atom density. In this case, the number of defects in the bulk is calculated by determining how many units the thickness of the wafer corresponds to, assuming that the defect observation region (cross-sectional observation region by TEM) on the wafer surface is one unit. Then, the number of defects in the bulk is obtained by multiplying the number of defects for one unit (number of defects on the wafer surface) by the number of units corresponding to the wafer thickness. For example, if the observation area of defects on the wafer surface is 1 μm from the wafer surface and the thickness of the wafer is 725 μm, the number of defects in the bulk can be obtained by multiplying the number of defects on the wafer surface by 725 times. .

そして、S9で代表的な欠陥体積を求めた場合には、以下の式3により、バルク汚染濃度を算出する。この式3によれば、簡便にバルク汚染濃度を得ることができる。
バルク汚染濃度(atoms/cm)=欠陥体積×金属原子密度×バルク中の欠陥個数/ウェーハ体積 ・・・式3
When a typical defect volume is obtained in S9, the bulk contamination concentration is calculated by the following equation 3. According to Equation 3, the bulk contamination concentration can be easily obtained.
Bulk contamination concentration (atoms / cm 3 ) = Defect volume × Metal atom density × Number of defects in bulk / Wafer volume Equation 3

他方、S9では、全ての欠陥の体積を求めた場合には、以下の式4により、バルク汚染濃度を算出しても良い。式4において、x1、x2・・・xnは、それぞれウェーハ表面に存在する欠陥の個別の欠陥体積を示しており、xnにおけるnはウェーハ表面の欠陥個数を示している。また、dは、ウェーハ表面の欠陥の観察領域を1単位としたときの、ウェーハの厚さが何単位に相当するかを示した値(単位数)であり、詳細には、ウェーハの厚さD1を、ウェーハ表面における欠陥の観察領域D2で除算した値、つまりd=D1/D2である。また、式4における金属原子密度は、S10で求めた密度である。この式4により、高精度なバルク汚染濃度を得ることができる。なお、S12の工程が本発明の「推定工程」及び「バルク汚染算出工程」に相当する。
バルク汚染濃度(atoms/cm)=(欠陥体積x1+欠陥体積x2・・・欠陥体積xn)×d×金属原子密度/ウェーハ体積 ・・・式4
On the other hand, in S9, when the volume of all defects is obtained, the bulk contamination concentration may be calculated by the following equation 4. In Equation 4, x1, x2,..., Xn respectively indicate individual defect volumes of defects existing on the wafer surface, and n in xn indicates the number of defects on the wafer surface. Further, d is a value (number of units) indicating how many units the wafer thickness corresponds to when the observation area of the defect on the wafer surface is taken as one unit. A value obtained by dividing D1 by the defect observation region D2 on the wafer surface, that is, d = D1 / D2. Moreover, the metal atom density in Formula 4 is the density calculated | required by S10. According to Equation 4, a highly accurate bulk contamination concentration can be obtained. The process of S12 corresponds to the “estimation process” and “bulk contamination calculation process” of the present invention.
Bulk contamination concentration (atoms / cm 3 ) = (defect volume x1 + defect volume x2... Defect volume xn) × d × metal atom density / wafer volume Equation 4

なお、S11、S12の工程は両方実施しても良いし、片方のみを実施しても良い。S11、S12では、評価対象の欠陥を、特定の金属元素(例えばNi)を含む欠陥とした場合には、その特定の金属元素の汚染濃度を得ることができる。また、評価対象の欠陥を、特定のサイズ(表面積)の欠陥とした場合には、その特定のサイズの欠陥を形成する金属不純物の濃度を得ることができる。また、評価対象の欠陥を、ピット(凹形状の欠陥)とした場合には、ピットを形成する金属不純物の濃度を得ることができる。   Note that both steps S11 and S12 may be performed, or only one of them may be performed. In S11 and S12, when the defect to be evaluated is a defect containing a specific metal element (for example, Ni), the contamination concentration of the specific metal element can be obtained. Moreover, when the defect of evaluation object is a defect of a specific size (surface area), the density | concentration of the metal impurity which forms the defect of the specific size can be obtained. Further, when the defect to be evaluated is a pit (concave defect), the concentration of the metal impurity forming the pit can be obtained.

なお、上記実施形態において、S1〜S7の工程が本発明の「検出工程」に相当する。S6、S8〜S10の工程が本発明の「取得工程」に相当する。S11、S12の工程が本発明の「算出工程」に相当する。S6、S8、S9の工程が本発明の「サイズ取得工程」に相当する。   In the above embodiment, the steps S1 to S7 correspond to the “detection step” of the present invention. Steps S6 and S8 to S10 correspond to the “acquisition step” of the present invention. Steps S11 and S12 correspond to the “calculation step” of the present invention. Steps S6, S8, and S9 correspond to the “size acquisition step” of the present invention.

以上説明したように、本実施形態によれば、ウェーハに金属汚染が導入されると、洗浄や検査のための前処理によってウェーハ表面にピットや突起物が形成されることに着目して、その金属由来欠陥(ピット、突起物)の金属汚染状態(欠陥体積、金属原子密度)を評価している。そして、金属由来欠陥の金属汚染状態と、金属由来欠陥の個数とに基づいて、ウェーハの金属汚染濃度を算出している。これによって、従来の化学分析等では差が顕在化できなかった微量な金属汚染も高感度に評価することができる。また、WLT法やSPV法では、金属汚染及び電子をトラップする欠陥等の総量として評価を行うが、本実施形態によれば、欠陥種ごとの金属汚染濃度を簡便に評価することができる。   As described above, according to the present embodiment, when metal contamination is introduced into the wafer, attention is paid to the fact that pits and protrusions are formed on the wafer surface by the pretreatment for cleaning and inspection. The metal contamination state (defect volume, metal atom density) of metal-derived defects (pits, protrusions) is evaluated. Then, the metal contamination concentration of the wafer is calculated based on the metal contamination state of the metal-derived defects and the number of metal-derived defects. As a result, even a trace amount of metal contamination, for which the difference could not be revealed by conventional chemical analysis, can be evaluated with high sensitivity. Further, in the WLT method and the SPV method, evaluation is performed as a total amount of metal contamination and defects that trap electrons, but according to the present embodiment, the metal contamination concentration for each defect type can be easily evaluated.

本発明の効果を確認するため以下の実験を行った。実施例として、鏡面研磨工程を経たシリコンウェーハを3枚準備し、各ウェーハをHF1.0%(HFの質量パーセント濃度が1.0%の薬液)に180秒間浸漬させた(図1のS3の工程に相当)。薬液浸漬後の各ウェーハに対して、レーザーテック社のMAGICSにてウェーハ表面欠陥の検査を行った(図1のS4の工程に相当)。   The following experiment was conducted to confirm the effect of the present invention. As an example, three silicon wafers having undergone a mirror polishing process were prepared, and each wafer was immersed in HF 1.0% (chemical solution having a mass percentage of HF of 1.0%) for 180 seconds (in S3 of FIG. 1). Equivalent to the process). Wafer surface defects were inspected by MAGICS manufactured by Lasertec Corporation for each wafer after chemical immersion (corresponding to step S4 in FIG. 1).

その検査後、3枚のウェーハの表面に存在する欠陥に対して、日立ハイテクノロジーズ社製の自動観察SEMにて観察を行った。同時にEDX分析を行った。EDX分析器はオックスフォード社製X−MAXを使用した。この観察分析例を、図5〜図8に示す。   After the inspection, the defects present on the surfaces of the three wafers were observed with an automatic observation SEM manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation. At the same time, EDX analysis was performed. The EDX analyzer used was Oxford X-MAX. Examples of this observation analysis are shown in FIGS.

次に、代表的な欠陥を選び断面TEM観察を行った(図1のS8に相当)。結果を図9、図10に示す。図9、図10より欠陥深さを測長した。SEM−EDX分析で得られた不純物の種類を確認するためにTEM−EDX分析も同時に行った。この分析結果を図11に示す。また、図12は、SEM−EDX分析を示している。図11、図12の例では、SEM−EDX分析で得られた不純物の種類と、TEM−EDX分析で得られた不純物の種類はともにNiであることを示している。   Next, a representative defect was selected and cross-sectional TEM observation was performed (corresponding to S8 in FIG. 1). The results are shown in FIGS. The defect depth was measured from FIGS. In order to confirm the type of impurities obtained by SEM-EDX analysis, TEM-EDX analysis was also performed at the same time. The analysis results are shown in FIG. FIG. 12 shows SEM-EDX analysis. In the examples of FIGS. 11 and 12, it is shown that both the type of impurity obtained by SEM-EDX analysis and the type of impurity obtained by TEM-EDX analysis are Ni.

次に、表面検査装置であるMAGICSで検出された欠陥座標と、SEM−EDX分析結果とから、金属汚染の分布を明らかにするため図13の欠陥種別マップを作製した。図13のマップは、3枚のウェーハの結果を重ね合わせたマップである。図13では、プロット点で欠陥の位置をあらわし、プロット点の種類(○、△、□、●、▲、■)の違いで欠陥種の違いをあらわしている。このように、本発明では、欠陥種別(金属不純物の種別、ピット、突起部の違い、欠陥のサイズ別など)の分布を簡便に評価することができることを示せた。   Next, in order to clarify the distribution of metal contamination from the defect coordinates detected by MAGICS, which is a surface inspection apparatus, and the SEM-EDX analysis result, the defect type map of FIG. 13 was prepared. The map in FIG. 13 is a map obtained by superimposing the results of three wafers. In FIG. 13, the positions of defects are represented by plot points, and the types of defects are represented by the types of plot points (◯, Δ, □, ●, ▲, ■). Thus, in the present invention, it has been shown that the distribution of defect types (metal impurity types, differences in pits, protrusions, defect sizes, etc.) can be easily evaluated.

さらに、評価対象の金属不純物をNiSiとして、以下の式5によりNiの汚染濃度(Niのバルク汚染濃度)を算出した。
欠陥体積×Ni原子密度×欠陥個数/ウェーハ体積=Ni汚染濃度(atoms/cm) ・・・式5
Further, Ni contamination concentration (Ni bulk contamination concentration) was calculated by the following equation 5 with the metal impurity to be evaluated being NiSi 2 .
Defect volume × Ni atom density × number of defects / wafer volume = Ni contamination concentration (atoms / cm 3 ) Equation 5

この際、図2の欠陥Aと図3の欠陥Bとを、Ni汚染濃度の算出に用いる代表的な欠陥として選択した。また、欠陥個数(欠陥Aの個数と欠陥Bの個数の合計)が10個、50個、100個、1000個であると仮定して、各欠陥個数におけるNi汚染濃度を算出した。さらに、欠陥Aの個数と欠陥Bの個数の比率を、0%:100%、50%:50%、100%:0%の間で変化させたときの、Ni汚染濃度を算出した。また、欠陥Aの体積は8.67×10−16cmとし、欠陥Bの体積は3.16×10−16cmとした。また、式5におけるNi原子密度は上述の5.23×1022(atoms/cm)を用いた。また、欠陥個数はTEM観察領域を1μmとしてウェーハ厚さ方向に同確率で存在すると仮定した。このときウェーハの厚さは725μmとした。 At this time, the defect A in FIG. 2 and the defect B in FIG. 3 were selected as representative defects used for calculating the Ni contamination concentration. Further, assuming that the number of defects (the sum of the number of defects A and the number of defects B) is 10, 50, 100, and 1000, the Ni contamination concentration at each defect number was calculated. Further, the Ni contamination concentration was calculated when the ratio of the number of defects A and the number of defects B was changed between 0%: 100%, 50%: 50%, and 100%: 0%. The volume of the defect A was 8.67 × 10 −16 cm 3 and the volume of the defect B was 3.16 × 10 −16 cm 3 . Moreover, the above-mentioned 5.23 × 10 22 (atoms / cm 3 ) was used as the Ni atom density in Equation 5. The number of defects was assumed to exist at the same probability in the wafer thickness direction with the TEM observation region being 1 μm. At this time, the thickness of the wafer was 725 μm.

表2、図14に上記計算により算出したNi汚染濃度の結果を示す。なお、図14は、表2の結果をグラフ化した図である。   Table 2 and FIG. 14 show the results of the Ni contamination concentration calculated by the above calculation. FIG. 14 is a graph showing the results of Table 2.

表2、図14に示すように、欠陥個数が多くなるほど、Ni汚染濃度が高くなっている。また、同じ欠陥個数であっても欠陥Aと欠陥Bの比率が変わると、Ni汚染濃度も変化している。具体的には、欠陥Bよりも体積が大きい欠陥Aの比率が大きくなるほど、Ni汚染濃度が高くなっている。このように、本発明では、体積が異なる複数の欠陥が発生したとしても、この体積の違いを金属汚染濃度に反映させることができる。また、表2、図14の結果は、欠陥が2種類の場合のNi汚染濃度の最大最少誤差範囲を示していると言える。   As shown in Table 2 and FIG. 14, the Ni contamination concentration increases as the number of defects increases. Further, even if the number of defects is the same, if the ratio of the defects A and B changes, the Ni contamination concentration also changes. Specifically, the Ni contamination concentration increases as the ratio of the defect A having a volume larger than that of the defect B increases. Thus, in the present invention, even if a plurality of defects having different volumes occur, this difference in volume can be reflected in the metal contamination concentration. Moreover, it can be said that the results shown in Table 2 and FIG. 14 indicate the maximum and minimum error ranges of the Ni contamination concentration when there are two types of defects.

さらに、従来の化学分析では、Niに対しては1×1010(atoms/cm)以下の分析をすることが難しいと言われているが、表2、図14に示すように本発明では、1×1010(atoms/cm)以下の分析も可能である。 Furthermore, in the conventional chemical analysis, it is said that it is difficult to analyze Ni at 1 × 10 10 (atoms / cm 3 ) or less, but in the present invention as shown in Table 2 and FIG. Analysis of 1 × 10 10 (atoms / cm 3 ) or less is also possible.

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、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-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

例えば上記実施形態では、表面検査装置で検出された欠陥に対してEDX分析を行うことでその欠陥の成分分析を行っていたが、EDX分析以外の表面分析法、例えばXPS(X線光電子分光)、TXRF(全反射蛍光X線)、AES(オージェ電子分光装置)、SIMS(二次イオン質量分析装置)などにより欠陥の成分分析を行っても良い。また、上記実施形態ではSEMにより欠陥の観察を行っていたが、SEM以外の顕微鏡、例えばTEM(透過型電子顕微鏡)、STEM(走査型透過型電子顕微鏡)などで欠陥の観察を行っても良い。   For example, in the above embodiment, the component analysis of the defect is performed by performing EDX analysis on the defect detected by the surface inspection apparatus. However, the surface analysis method other than EDX analysis, for example, XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) Component analysis of defects may be performed by TXRF (total reflection fluorescent X-ray), AES (Auger electron spectrometer), SIMS (secondary ion mass spectrometer), or the like. In the above embodiment, the defect is observed with the SEM. However, the defect may be observed with a microscope other than the SEM, for example, a TEM (transmission electron microscope), an STEM (scanning transmission electron microscope), or the like. .

また、上記実施形態では、欠陥の体積を求めるためにTEMにより欠陥の深さ又は高さを求めていたが、欠陥の表面積に予め定めた係数を乗算することで、欠陥の体積を求めても良い。これによれば、簡易に欠陥の体積を得ることができる。   In the above embodiment, the depth or height of the defect is obtained by TEM in order to obtain the defect volume. However, the defect volume can be obtained by multiplying the surface area of the defect by a predetermined coefficient. good. According to this, the defect volume can be easily obtained.

また、上記実施形態では、欠陥における金属汚染の度合い(欠陥中の金属汚染量)として欠陥の体積及び欠陥における金属原子密度を求めて、それら体積、金属原子密度に基づいて金属汚染濃度を算出していたが、EDX分析における特性X線のピーク値に基づいて欠陥における金属汚染の度合いを評価してもよい。このピーク値が大きいほど、欠陥における金属汚染の度合いが大きくなると考えられる。   In the above embodiment, the volume of the defect and the metal atom density in the defect are obtained as the degree of metal contamination in the defect (the amount of metal contamination in the defect), and the metal contamination concentration is calculated based on the volume and the metal atom density. However, the degree of metal contamination in the defect may be evaluated based on the peak value of the characteristic X-ray in the EDX analysis. It is considered that the greater the peak value, the greater the degree of metal contamination in the defect.

また、上記実施形態では、TEMにより欠陥の深さ又は高さを求めていたが、レーザーのウェーハに対する侵入長に基づいて、欠陥の深さ又は高さを求めても良い。この場合、例えばS4の工程で用いる表面検査装置のレーザーのウェーハに対する侵入長に基づいて、欠陥の深さ又は高さを求めるのが好ましい。これによれば、S4の工程の段階で、欠陥の深さ又は高さを得ることができる。なお、この侵入長は、例えば表面検査装置のメーカの推奨値を用いれば良い。   Moreover, in the said embodiment, although the depth or height of the defect was calculated | required by TEM, you may obtain | require the depth or height of a defect based on the penetration | invasion length with respect to the wafer of a laser. In this case, for example, it is preferable to determine the depth or height of the defect based on the penetration depth of the laser into the wafer of the surface inspection apparatus used in step S4. According to this, the depth or height of the defect can be obtained in the step of S4. The penetration length may be a value recommended by the manufacturer of the surface inspection apparatus, for example.

また、上記実施形態では、シリコンウェーハの金属汚染評価に本発明を適用した例を説明したが、シリコンウェーハ以外の半導体ウェーハに本発明を適用しても良い。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the example which applied this invention to the metal contamination evaluation of a silicon wafer, you may apply this invention to semiconductor wafers other than a silicon wafer.

Claims (15)

ウェーハの表面に存在する金属汚染に由来した欠陥を検出する検出工程と、
その検出工程で検出された個々の欠陥の金属汚染状態を取得する取得工程と、
前記検出工程で検出された前記欠陥の個数と、前記取得工程で得られた前記金属汚染状態とに基づいて、前記ウェーハの金属汚染濃度を算出する算出工程と、
を備えることを特徴とする汚染評価方法。
A detection process for detecting defects derived from metal contamination present on the surface of the wafer;
An acquisition step of acquiring the metal contamination state of each defect detected in the detection step;
A calculation step of calculating a metal contamination concentration of the wafer based on the number of the defects detected in the detection step and the metal contamination state obtained in the acquisition step;
A contamination evaluation method comprising:
前記検出工程は、
前記ウェーハの表面に金属不純物が溶解する薬液を供給する薬液供給工程と、
その薬液供給工程を実施した後の前記ウェーハの表面を検査して前記欠陥を検出する検査工程とを備えることを特徴とする請求項1に記載の汚染評価方法。
The detection step includes
A chemical solution supplying step of supplying a chemical solution in which metal impurities are dissolved on the surface of the wafer;
The contamination evaluation method according to claim 1, further comprising: an inspection step of detecting the defect by inspecting a surface of the wafer after performing the chemical solution supply step.
前記検出工程は、
検出した前記欠陥の成分分析を行う分析工程と、
その分析工程の分析結果に基づいて、前記欠陥を欠陥種ごとに分類する分類工程とを備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の汚染評価方法。
The detection step includes
An analysis step of performing component analysis of the detected defect;
The contamination evaluation method according to claim 1, further comprising a classification step of classifying the defects for each defect type based on an analysis result of the analysis step.
前記算出工程では、前記分類工程で所定の欠陥種に分類された前記欠陥の個数と、該欠陥の前記金属汚染状態とに基づいて、前記ウェーハの金属汚染濃度を算出することを特徴とする請求項3に記載の汚染評価方法。   The metal contamination concentration of the wafer is calculated in the calculation step based on the number of the defects classified into a predetermined defect type in the classification step and the metal contamination state of the defects. Item 4. The contamination evaluation method according to Item 3. 前記分析工程では、前記欠陥に対してSEM−EDX分析を行うことを特徴とする請求項3又は4に記載の汚染評価方法。   The contamination evaluation method according to claim 3 or 4, wherein in the analysis step, SEM-EDX analysis is performed on the defect. 前記取得工程は、前記欠陥のサイズを前記金属汚染状態として取得するサイズ取得工程を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の汚染評価方法。   The contamination obtaining method according to claim 1, wherein the obtaining step includes a size obtaining step for obtaining the size of the defect as the metal contamination state. 前記サイズ取得工程は、
前記欠陥の表面積を取得する表面積取得工程と、
前記欠陥の深さ又は高さを取得する深さ/高さ取得工程と、
前記表面積と前記深さ又は高さとに基づいて、前記欠陥の体積を前記サイズとして算出する体積算出工程とを備えることを特徴とする請求項6に記載の汚染評価方法。
The size acquisition step includes
A surface area acquisition step of acquiring the surface area of the defect;
A depth / height acquisition step of acquiring the depth or height of the defect;
The contamination evaluation method according to claim 6, further comprising: a volume calculation step of calculating a volume of the defect as the size based on the surface area and the depth or height.
前記深さ/高さ取得工程では、前記欠陥の断面をTEMにより観察して、その観察像に基づき前記深さ又は高さを取得することを特徴とする請求項7に記載の汚染評価方法。   The contamination evaluation method according to claim 7, wherein in the depth / height acquisition step, a cross section of the defect is observed with a TEM, and the depth or height is acquired based on an observation image. 前記深さ/高さ取得工程では、全ての前記欠陥の断面をTEMにより観察して、各観察像に基づき各欠陥の前記深さ又は高さを取得することを特徴とする請求項8に記載の汚染評価方法。   9. The depth / height acquisition step of observing a cross section of all the defects with a TEM and acquiring the depth or height of each defect based on each observation image. Pollution assessment method. 前記深さ/高さ取得工程では、1又は複数の前記欠陥を選択して、その選択した前記欠陥の前記深さ又は高さを代表値としてTEMによる観察像に基づき取得し、他の前記欠陥の前記深さ又は高さを前記代表値で代用することを特徴する請求項8に記載の汚染評価方法。   In the depth / height acquisition step, one or a plurality of the defects are selected, the depth or height of the selected defects is acquired as a representative value based on an observation image by TEM, and the other defects The contamination evaluation method according to claim 8, wherein the representative value is substituted for the depth or height. 前記深さ/高さ取得工程では、前記欠陥を有した前記ウェーハに対するレーザーの侵入長に基づいて、前記深さ又は高さを取得することを特徴とする請求項7に記載の汚染評価方法。   The contamination evaluation method according to claim 7, wherein in the depth / height acquisition step, the depth or height is acquired based on a laser penetration length with respect to the wafer having the defect. 前記取得工程は、前記欠陥における金属不純物の密度を前記金属汚染状態として取得する密度取得工程を備えることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の汚染評価方法。   The contamination evaluation method according to claim 1, wherein the acquisition step includes a density acquisition step of acquiring a density of metal impurities in the defect as the metal contamination state. 前記検出工程は、評価対象の金属不純物を検出するのに適した、SEMにおける電子線の加速電圧の条件をシミュレーションにより決定する条件決定工程を備え、
前記分析工程では、前記条件決定工程で決定した加速電圧の条件でSEM−EDX分析を行うことを特徴とする請求項5に記載の汚染評価方法。
The detection step includes a condition determination step for determining, by simulation, the conditions of the acceleration voltage of the electron beam in the SEM, which is suitable for detecting the metal impurity to be evaluated.
The contamination evaluation method according to claim 5, wherein in the analysis step, SEM-EDX analysis is performed under the acceleration voltage condition determined in the condition determination step.
前記算出工程は、前記欠陥の個数と前記金属汚染状態とに基づいて前記ウェーハの表面における金属汚染濃度を算出する表面汚染算出工程を備えることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の汚染評価方法。   The said calculation process is provided with the surface contamination calculation process of calculating the metal contamination density | concentration in the surface of the said wafer based on the number of the said defects, and the said metal contamination state, The any one of Claims 1-13 characterized by the above-mentioned. The contamination evaluation method described in 1. 前記算出工程は、
前記欠陥の個数と前記金属汚染状態とに基づいて、前記ウェーハのバルク中に存在する金属汚染に由来した欠陥であるバルク欠陥の個数及びそのバルク欠陥の金属汚染状態を推定する推定工程と、
その推定工程で得られた個数と金属汚染状態とに基づいて、前記ウェーハのバルク中の金属汚染濃度を算出するバルク汚染算出工程とを備えることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の汚染評価方法。
The calculation step includes
Based on the number of defects and the metal contamination state, an estimation step for estimating the number of bulk defects which are defects derived from metal contamination present in the bulk of the wafer and the metal contamination state of the bulk defects;
15. A bulk contamination calculation step of calculating a metal contamination concentration in the bulk of the wafer based on the number obtained in the estimation step and the metal contamination state. The contamination evaluation method described in the paragraph.
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