JP2017014080A - Inspection method and production method for silicon single crystal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、チョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶の検査方法および製造方法に関する。 The present invention relates to a method for inspecting and manufacturing a silicon single crystal grown by the Czochralski method.
半導体ウェーハ製造用のシリコン単結晶インゴットの育成方法としては、原料融液からシリコン単結晶を引き上げながら成長させるチョクラルスキー法(以下、「CZ法」ともいう)が広く用いられている。 As a method for growing a silicon single crystal ingot for manufacturing a semiconductor wafer, the Czochralski method (hereinafter also referred to as “CZ method”) in which a silicon single crystal is grown from a raw material melt is widely used.
CZ法については、シリコン単結晶育成時に結晶内部に導入される欠陥の種類および分布は、結晶の引き上げ速度Vと固液界面の温度勾配Gに依存することが知られている。図7は、V/Gと欠陥の種類および分布との一般的な関係を示す図である。図7に示すように、V/Gがある値以上になると空孔が過剰となり、空孔の凝集体である微小ボイド(一般にCOP(Crystal Originated Particle)と呼ばれる欠陥)が発生する。一方、V/Gが小さい場合は格子間シリコン原子が過剰となり、格子間シリコンの凝集体である転位クラスタが発生する。 As for the CZ method, it is known that the type and distribution of defects introduced into the crystal during the growth of the silicon single crystal depend on the crystal pulling speed V and the temperature gradient G at the solid-liquid interface. FIG. 7 is a diagram showing a general relationship between V / G and the type and distribution of defects. As shown in FIG. 7, when V / G exceeds a certain value, the vacancies become excessive, and microvoids (generally called COP (Crystal Originated Particle)) that are aggregates of vacancies are generated. On the other hand, when V / G is small, interstitial silicon atoms become excessive, and dislocation clusters, which are aggregates of interstitial silicon, are generated.
COPおよび転位クラスタは、シリコン単結晶ウェーハの表層部に集積回路を形成した際にデバイス特性に大きな影響を与えるため、これらの欠陥が発生しない条件でシリコン単結晶を育成することが望ましい。そのためには、育成したシリコン単結晶の検査を行い各領域の分布を正確に把握し、結晶育成条件に対して必要なフィードバックをかけることが重要である。結晶育成条件の中で上記温度勾配Gは、単結晶引き上げ装置の炉内の高温部分(ホット・ゾーン)の構造により定まるため変更は容易ではない。したがって、V/Gの制御は、主に、引き上げ速度Vを非常に狭い範囲で厳密に制御することにより行われる。例えば、COPが発生しているのであれば、引き上げ速度Vを下げるように育成条件を修正し、転位クラスタが発生しているのであれば引き上げ速度Vを上げるように育成条件を修正することで、COPおよび転位クラスタのないシリコン単結晶を歩留まりよく安定生産することが可能となる。 Since COP and dislocation clusters greatly affect device characteristics when an integrated circuit is formed on the surface layer portion of a silicon single crystal wafer, it is desirable to grow a silicon single crystal under conditions that do not cause these defects. For this purpose, it is important to inspect the grown silicon single crystal to accurately grasp the distribution of each region and to give necessary feedback to the crystal growth conditions. In the crystal growth conditions, the temperature gradient G is not easily changed because it is determined by the structure of the high temperature portion (hot zone) in the furnace of the single crystal pulling apparatus. Therefore, the control of V / G is mainly performed by strictly controlling the pulling speed V within a very narrow range. For example, if COP has occurred, the growth condition is corrected so as to decrease the pulling speed V, and if a dislocation cluster is generated, the growth condition is corrected so as to increase the pulling speed V. It becomes possible to stably produce a silicon single crystal having no COP and dislocation clusters with a high yield.
ところで、従来は酸素析出物密度を高密度に形成したゲッタリング能力に優れるウェーハの提供が強く求められてきた。しかしながら、酸素析出物はいわゆる結晶欠陥の一種であり、デバイスが形成されるウェーハ表層部に酸素析出物が存在するとデバイス不良をもたらす要因となる。近年、デバイスにおけるクリーン化が進み不純物汚染の危険性も大幅に低減されたため、ウェーハに要求される品質としてゲッタリング能力を不問とし、COP、転位クラスタに限らず、結晶欠陥の一種である酸素析出物さえも限りなく低減させたウェーハが次世代ウェーハとして今後要求されることが予想される。一般的に、ウェーハ中の酸素析出物は、結晶中の酸素濃度を低下させることにより低減することができる。 By the way, conventionally, it has been strongly demanded to provide a wafer excellent in gettering capability in which the density of oxygen precipitates is high. However, oxygen precipitates are a kind of so-called crystal defects, and if oxygen precipitates are present on the surface layer of a wafer where devices are formed, they cause a device failure. In recent years, the device has become cleaner and the risk of impurity contamination has been greatly reduced. Therefore, the gettering ability is unquestioned as a quality required for wafers, and is not limited to COP and dislocation clusters. It is expected that wafers with even fewer objects will be required in the future as next-generation wafers. Generally, oxygen precipitates in a wafer can be reduced by reducing the oxygen concentration in the crystal.
かかる状況下、近年、低酸素濃度のシリコン単結晶に注目が集まっている。例えば特許文献1には、低酸素濃度のシリコン単結晶の結晶欠陥を、銅デコレーションを用いて評価する方法が開示されている。なお銅(Cu)デコレーションとは、サンプル表面に付着させたCuを熱処理によりサンプル内部に拡散させた後に急冷によって結晶表面の欠陥を顕在化させる方法である。また、必要に応じて、Cuデコレーション後に微細な欠陥の検出のために選択エッチングが行われる場合もある。一方、特許文献2には、酸素析出物の核を形成するランピング昇温熱処理と酸素析出物を成長させる酸素析出物成長熱処理を含む評価工程における判定に基づいて育成条件を調整することを含む、低酸素濃度のシリコン単結晶の育成方法が開示されている。 Under such circumstances, attention has been focused on a silicon single crystal having a low oxygen concentration in recent years. For example, Patent Document 1 discloses a method for evaluating a crystal defect of a silicon single crystal having a low oxygen concentration by using copper decoration. Note that the copper (Cu) decoration is a method in which Cu adhering to the sample surface is diffused into the sample by heat treatment and then defects on the crystal surface are revealed by rapid cooling. Further, if necessary, selective etching may be performed after the Cu decoration to detect fine defects. On the other hand, Patent Document 2 includes adjusting the growth conditions based on the determination in the evaluation step including the ramping temperature rising heat treatment for forming the nucleus of the oxygen precipitate and the oxygen precipitate growth heat treatment for growing the oxygen precipitate. A method for growing a silicon single crystal having a low oxygen concentration is disclosed.
近年、COPおよび転位クラスタが発生しない引き上げ条件で育成されたシリコン単結晶において、DSOD(Direct Surface Oxide Defect)と呼ばれる微小な結晶欠陥が発生し得ること、およびDSODがデバイスの電気特性を劣化させる原因となることが判明した。このDSODの発生傾向を、COPおよび転位クラスタを含まない低酸素濃度のシリコン単結晶において判定することができれば、判定結果に基づきDSODの発生を抑制するように引き上げ条件を決定することによって、COPおよび転位クラスタを含まず、低酸素濃度であり、しかもデバイスの電気特性の劣化の原因となるDSODが低減されたシリコン単結晶を提供することが可能となる。 In recent years, in silicon single crystals grown under pulling conditions in which COP and dislocation clusters do not occur, a minute crystal defect called DSOD (Direct Surface Oxide Defect) can occur, and the cause of DSOD degrading the electrical characteristics of the device Turned out to be. If this DSOD generation tendency can be determined in a low oxygen concentration silicon single crystal that does not contain COP and dislocation clusters, by determining the pulling conditions so as to suppress the generation of DSOD based on the determination result, COP and It is possible to provide a silicon single crystal that does not contain dislocation clusters, has a low oxygen concentration, and has a reduced DSOD that causes deterioration of electrical characteristics of the device.
しかるに、DSODは、サイズがきわめて小さいため、通常の結晶検査に用いられるパーティクルカウンターでは検出することができない。また、特許文献1にも特許文献2にも、低酸素濃度のシリコン単結晶におけるDSOD評価に関する記載はない。 However, since the DSOD is extremely small in size, it cannot be detected by a particle counter used for normal crystal inspection. Further, neither Patent Document 1 nor Patent Document 2 describes a DSOD evaluation in a silicon single crystal having a low oxygen concentration.
一方、DSODに関しては、特開2006−208314号公報段落0005〜0007に記載されているように、DSODを銅(Cu)デポジション法により評価する方法が、従来提案されていた。Cuデポジション法によるDSODの評価は、具体的には、次のように行われる。シリコン単結晶ウェーハ表面に所定の厚さの酸化絶縁膜(以下、単に酸化膜ともいう)を形成し、ウェーハ表層に形成された欠陥部位上の酸化膜を破壊する。そして、破壊された酸化膜部位にCuを析出(デポジション)させる。より詳しくは、Cuイオンが存在する溶液の中で、ウェーハ表面に形成した酸化膜に電圧を加えると、酸化膜が劣化している部分に電流が流れ、CuイオンがCuとなって析出する。こうしてCuが析出した部位を、DSOD存在部と判定することにより、DSODの分布や密度を評価する。 On the other hand, with respect to DSOD, a method for evaluating DSOD by a copper (Cu) deposition method has been proposed as described in JP-A 2006-208314, paragraphs 0005 to 0007. Specifically, the evaluation of DSOD by the Cu deposition method is performed as follows. An oxide insulating film (hereinafter also simply referred to as an oxide film) having a predetermined thickness is formed on the surface of the silicon single crystal wafer, and the oxide film on the defect site formed on the wafer surface layer is destroyed. Then, Cu is deposited (deposited) on the broken oxide film portion. More specifically, when a voltage is applied to an oxide film formed on the wafer surface in a solution containing Cu ions, a current flows through a portion where the oxide film is degraded, and Cu ions are deposited as Cu. Thus, by determining the portion where Cu is deposited as a DSOD existing portion, the distribution and density of DSOD are evaluated.
しかし、Cuデポジション法によるDSOD評価は、通常、評価終了まで2〜3週間ほどの時間を要する。したがって、評価結果に基づき結晶育成に対して必要なフィードバックをかけるまでの間に、DSODを多く含む不良ロットを生産し続けてしまう事態が生じ得ることとなる。 However, DSOD evaluation by the Cu deposition method usually requires about 2 to 3 weeks to complete the evaluation. Therefore, a situation may occur in which defective lots containing a large amount of DSOD continue to be produced before the necessary feedback for crystal growth is applied based on the evaluation results.
そこで本発明の目的は、COPおよび転位クラスタを含まない低酸素濃度シリコン単結晶のDSOD良否判定を可能とする新たな手段を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a new means for enabling a DSOD quality determination of a low oxygen concentration silicon single crystal that does not contain COPs and dislocation clusters.
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、低酸素濃度のシリコン単結晶、詳しくは格子間酸素濃度(旧ASTM)(以下、単に「酸素濃度」とも記載する。)が10.0E17atoms/cm3以下のシリコン単結晶では、
(1)酸素濃度が上記範囲内で低酸素濃度側にあるシリコン単結晶については、所定の銅デコレーションおよび選択エッチングを行うこと(具体的には後述の処理1)によりピットが局在する領域が広いほど、DSODが発生しやすい傾向があり、
(2)酸素濃度が上記範囲内で高酸素濃度側にある単結晶については、所定の熱処理を行った後に処理1を行うこと(具体的には後述の処理2)によりピットが局在する領域が広いほど、DSODが発生しやすい傾向がある、
という、従来知られていなかった新たな知見を得るに至った。この理由を本発明者らは、以下のように考えている。ただし下記の記載は、本発明者らによる推察であって、本発明を何ら限定するものではない。
図7に示されているように、COPが発生する領域と転位クラスタが発生する領域との間には、V/Gが大きい方から順に、OSF領域、Pv領域、Pi領域という3つの領域の領域が含まれている。これら領域は、熱処理された場合の挙動が異なる。OSF領域は、as-grown状態(結晶成長後に何の熱処理も行っていない状態)で板状酸素析出物(OSF(Oxidation Induced Stacking Fault)核)を含み、高温(一般的には1000℃〜1200℃程度)で熱酸化した場合にOSFが発生する領域である。ただし、OSF領域は、酸素濃度が10.0E17atoms/cm3以下のシリコン単結晶では、通常顕在化しない。
一方、Pv領域とは、as-grown状態で酸素析出核を含んでおり、低温および高温(例えば、800℃程度および1000℃程度)の2段階の熱処理を施した場合に酸素析出物が発生し易い領域である。Pi領域とは、as-grown状態で殆ど酸素析出核を含んでおらず、熱処理を施されても酸素析出物が発生し難い領域である。
本発明者らは、酸素濃度が10.0E17atoms/cm3以下のシリコン単結晶については、Pv領域が広いシリコン単結晶ほどDSODが多く発生する傾向があり、上記酸素濃度の範囲内で、より酸素濃度の低いシリコン単結晶では後述の処理1により、より酸素濃度の高いシリコン単結晶では後述の処理2により、Pv領域が、ピットが局在した領域として選択的に顕在化されると推察している。したがって、前者のシリコン単結晶では処理1の後に、後者のシリコン単結晶では処理2の後に、ピットが局在した領域が広いほどDSODが多いと判定する判定基準に基づきDSOD良否を判定すれば、例えば先に記載したような長時間を要するCuデポジション法によるDSOD評価を行うことなく、DSODが多く含まれるシリコン単結晶と少ないシリコン単結晶を判別することが可能になる。
本発明は、以上の知見に基づき完成された。
As a result of intensive investigations to achieve the above object, the present inventors have described a low oxygen concentration silicon single crystal, specifically, interstitial oxygen concentration (former ASTM) (hereinafter simply referred to as “oxygen concentration”). ) Is 10.0E17 atoms / cm 3 or less of a silicon single crystal,
(1) For a silicon single crystal having an oxygen concentration on the low oxygen concentration side within the above range, a region where pits are localized is obtained by performing predetermined copper decoration and selective etching (specifically, treatment 1 described later). There is a tendency for DSOD to occur more easily,
(2) For a single crystal having an oxygen concentration on the high oxygen concentration side within the above range, a region where pits are localized by performing treatment 1 after performing a predetermined heat treatment (specifically, treatment 2 described later) The wider the value, the more likely DSOD will occur.
It came to obtain the new knowledge which was not known conventionally. The present inventors consider this reason as follows. However, the following description is a guess by the present inventors and does not limit the present invention.
As shown in FIG. 7, there are three regions, an OSF region, a Pv region, and a Pi region, in descending order of V / G between the region where COP occurs and the region where dislocation clusters occur. The area is included. These regions have different behavior when heat treated. The OSF region includes plate-like oxygen precipitates (OSF (Oxidation Induced Stacking Fault) nuclei) in an as-grown state (a state in which no heat treatment is performed after crystal growth), and has a high temperature (generally 1000 ° C. to 1200 ° C.). This is a region where OSF is generated when thermal oxidation is performed at a temperature of about 0.degree. However, the OSF region is not normally revealed in a silicon single crystal having an oxygen concentration of 10.0E17 atoms / cm 3 or less.
On the other hand, the Pv region contains oxygen precipitation nuclei in an as-grown state, and oxygen precipitates are generated when two-stage heat treatment is performed at low and high temperatures (for example, about 800 ° C. and about 1000 ° C.). This is an easy area. The Pi region is a region that hardly contains oxygen precipitation nuclei in an as-grown state and hardly generates oxygen precipitates even when heat treatment is performed.
The inventors of the present invention tend to generate more DSOD for a silicon single crystal having an oxygen concentration of 10.0E17 atoms / cm 3 or less as the silicon single crystal has a wider Pv region. It is assumed that the Pv region is selectively exposed as a region where pits are localized by processing 1 described later for a silicon single crystal having a low concentration and by processing 2 described later for a silicon single crystal having a higher oxygen concentration. Yes. Therefore, after the process 1 for the former silicon single crystal and after the process 2 for the latter silicon single crystal, if the DSOD quality is determined based on the determination criterion that the larger the region where pits are localized, the greater the DSOD is. For example, it is possible to distinguish between a silicon single crystal containing a large amount of DSOD and a silicon single crystal containing a small amount of DSOD without performing a DSOD evaluation by a Cu deposition method requiring a long time as described above.
The present invention has been completed based on the above findings.
本発明の一態様は、以下のシリコン単結晶の検査方法(以下、「検査方法A」ともいう。)に関する。
チョクラルスキー法により育成された同一のシリコン単結晶インゴットから切り出された2つのサンプルの一方に下記処理1を施し他方に下記処理2を施すこと、
下記処理1後のサンプル表面と、下記処理2後のサンプル表面とを対比し、ピットの局在状態がより明確に確認されるサンプルを評価用サンプルとして決定すること、および、
決定した評価用サンプル表面においてピットが局在した領域が広いほどDSODが多いと判定する判定基準に基づき、DSOD良否判定を行うこと、
を含み、
前記2つのサンプルは、COPおよび転位クラスタを含まない格子間酸素濃度(旧ASTM)が10.0E17atoms/cm3以下のシリコン単結晶である、シリコン単結晶の検査方法。
(処理1)
サンプルの表面を銅で汚染すること、
前記汚染後のサンプルに、700℃以上800℃未満の温度域で5分間以上加熱した後に該温度域から2.5℃/分を超える降温速度で急冷する加熱冷却処理を施すこと、
前記加熱冷却処理後の前記サンプル表面を選択エッチングすること、
を含む処理。
(処理2)
サンプルに750〜900℃の温度域で加熱した後に1000〜1150℃の温度域で加熱する前処理を施すこと、
前記前処理を施したサンプルの表面を銅で汚染すること、
前記汚染後のサンプルに、700℃以上800℃未満の温度域で5分間以上加熱した後に該温度域から2.5℃/分を超える降温速度で急冷する加熱冷却処理を施すこと、
前記加熱冷却処理後の前記サンプル表面を選択エッチングすること、
を含む処理。
One embodiment of the present invention relates to the following silicon single crystal inspection method (hereinafter also referred to as “inspection method A”).
Subjecting one of two samples cut from the same silicon single crystal ingot grown by the Czochralski method to the following treatment 1 and the other to the following treatment 2;
The sample surface after the following treatment 1 is compared with the sample surface after the following treatment 2, and a sample in which the localized state of the pits is more clearly confirmed is determined as an evaluation sample, and
Performing a DSOD pass / fail determination based on a determination criterion that determines that the larger the region where the pits are localized in the determined sample surface for evaluation, the greater the DSOD,
Including
The method for inspecting a silicon single crystal, wherein the two samples are silicon single crystals having an interstitial oxygen concentration not including COP and dislocation clusters (former ASTM) of 10.0E17 atoms / cm 3 or less.
(Process 1)
Contaminating the surface of the sample with copper,
Subjecting the contaminated sample to a heating and cooling treatment in which the sample is heated at a temperature range of 700 ° C. or higher and lower than 800 ° C. for 5 minutes or more and then rapidly cooled at a temperature-decreasing rate exceeding 2.5 ° C./min.
Selectively etching the sample surface after the heating and cooling treatment;
Processing including
(Process 2)
Subjecting the sample to heating at a temperature range of 750 to 900 ° C. and then pre-heating at a temperature range of 1000 to 1150 ° C .;
Contaminating the surface of the pretreated sample with copper;
Subjecting the contaminated sample to a heating and cooling treatment in which the sample is heated at a temperature range of 700 ° C. or higher and lower than 800 ° C. for 5 minutes or more and then rapidly cooled at a temperature-decreasing rate exceeding 2.5 ° C./min from the temperature range;
Selectively etching the sample surface after the heating and cooling treatment;
Processing including
本発明の他の一態様は、以下のシリコン単結晶の検査方法(以下、「検査方法B」ともいう。)に関する。
チョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶インゴットから切り出されたサンプルに、上記処理1を施すこと、
上記処理1後のサンプル表面においてピットが局在した領域が広いほどDSODが多いと判定する判定基準に基づき、DSOD良否判定を行うこと、
を含み、
前記サンプルは、COPおよび転位クラスタを含まない格子間酸素濃度(旧ASTM)が7.5E17atoms/cm3以下のシリコン単結晶である、シリコン単結晶の検査方法。
Another embodiment of the present invention relates to the following silicon single crystal inspection method (hereinafter also referred to as “inspection method B”).
Subjecting a sample cut from a silicon single crystal ingot grown by the Czochralski method to the treatment 1;
Performing a DSOD pass / fail determination based on a determination criterion that determines that the larger the region where the pits are localized on the sample surface after the processing 1, the greater the DSOD,
Including
The method for inspecting a silicon single crystal, wherein the sample is a silicon single crystal having an interstitial oxygen concentration not including COP and dislocation clusters (former ASTM) of 7.5E17 atoms / cm 3 or less.
本発明の他の一態様は、以下のシリコン単結晶の検査方法(以下、「検査方法C」ともいう。)に関する。
チョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶インゴットから切り出されたサンプルに、上記処理2を施すこと、
上記処理2後のサンプル表面においてピットが局在した領域が広いほどDSODが多いと判定する判定基準に基づき、DSOD良否判定を行うこと、
を含み、
前記サンプルは、COPおよび転位クラスタを含まない格子間酸素濃度(旧ASTM)が5.0E17atoms/cm3以上10.0E17atoms/cm3以下のシリコン単結晶である、シリコン単結晶の検査方法。
Another embodiment of the present invention relates to the following silicon single crystal inspection method (hereinafter also referred to as “inspection method C”).
Subjecting the sample cut from the silicon single crystal ingot grown by the Czochralski method to the above treatment 2;
Performing a DSOD pass / fail determination based on a determination criterion that determines that the larger the region where the pits are localized on the sample surface after the processing 2 is, the greater the DSOD is;
Including
The method for inspecting a silicon single crystal, wherein the sample is a silicon single crystal having an interstitial oxygen concentration (former ASTM) not including COP and dislocation clusters of 5.0E17 atoms / cm 3 or more and 10.0E17 atoms / cm 3 or less.
先に記載したように、酸素濃度が10.0E17atoms/cm3以下のシリコン単結晶については、より酸素濃度が低いものには処理1、より酸素濃度が高いものには処理2を施すべきである。より酸素濃度が低いシリコン単結晶は、処理1を施されたほうが処理2を施されるよりピットの局在状態が明確に確認される傾向があり、より酸素濃度が高いシリコン単結晶は逆に、処理2を施されたほうが処理1を施されるよりピットの局在状態が明確に確認される傾向がある。したがって、酸素濃度が10.0E17atoms/cm3以下であることは判明しているものの、具体的な酸素濃度が未知なシリコン単結晶については、同一のシリコン単結晶インゴットから切り出された2つのサンプルにそれぞれ処理1または処理2を施し、ピットの局在状態がより明確に確認されるサンプルを用いてDSOD良否判定を行えばよい。かかるDSOD良否判定を行う検査方法が、検査方法Aである。
これに対し検査方法Bは、酸素濃度が10.0E17atoms/cm3以下の範囲内で、より酸素濃度の低いシリコン単結晶を検査対象とするものであり、処理1を施すことを含む。一方、検査方法Cは、酸素濃度が10.0E17atoms/cm3以下の範囲内で、より酸素濃度の高いシリコン単結晶を検査対象とするものであり、処理2を施すことを含む。処理1、処理2の詳細は、後述する。
As described above, a silicon single crystal having an oxygen concentration of 10.0E17 atoms / cm 3 or less should be treated 1 for a lower oxygen concentration and treated 2 for a higher oxygen concentration. . A silicon single crystal having a lower oxygen concentration has a tendency that the localized state of pits is more clearly confirmed when the treatment 1 is performed than when the treatment 2 is performed. When the process 2 is performed, the localized state of the pits tends to be clearly confirmed than when the process 1 is performed. Therefore, although it has been found that the oxygen concentration is 10.0E17 atoms / cm 3 or less, the silicon single crystal whose specific oxygen concentration is unknown is divided into two samples cut from the same silicon single crystal ingot. Processing 1 or processing 2 is performed, respectively, and the DSOD quality determination may be performed using a sample in which the pit localization state is more clearly confirmed. The inspection method for performing the DSOD quality determination is the inspection method A.
On the other hand, the inspection method B is a method in which a silicon single crystal having a lower oxygen concentration within the range of the oxygen concentration of 10.0E17 atoms / cm 3 or less is to be inspected, and includes the treatment 1. On the other hand, the inspection method C is for inspecting a silicon single crystal having a higher oxygen concentration within an oxygen concentration range of 10.0E17 atoms / cm 3 or less, and includes performing treatment 2. Details of processing 1 and processing 2 will be described later.
以下の記載は、特記しない限り、検査方法A、B、Cのいずれにも適用されるものとする。また、以下において、検査方法A、B、Cをまとめて、本発明の検査方法ともいう。 The following description shall be applied to any of inspection methods A, B, and C unless otherwise specified. In the following, inspection methods A, B, and C are collectively referred to as the inspection method of the present invention.
本発明において、「DSOD良否判定」とは、DSODを多く含む(または多く含むと推定される)シリコン単結晶を不良品、DSODが少ない(または少ないと推定される)シリコン単結晶を良品と判定することをいう。 In the present invention, “DSOD pass / fail judgment” means that a silicon single crystal containing a large amount of DSOD (or presumed to contain a large amount) is judged as a defective product, and a silicon single crystal having a low DSOD (or presumed to be low) is judged as a good product To do.
また、CZ法により育成されたシリコン単結晶インゴットやCZ法により育成されたシリコン単結晶インゴットから切り出されたサンプルがCOPおよび転位クラスタを含まないことは、例えば、以下の方法により確認することができる。なお以下において、チョクラルスキー法(CZ法)により育成されたシリコン単結晶インゴットを、単に「シリコン単結晶インゴット」、「インゴット」ともいう。
シリコン単結晶インゴットから切り出されたサンプルを、エッチング液(配合比は、体積比でHF:K2Cr2O7(0.15mol)=2:1)に30分間浸漬した後、サンプル表面を光学顕微鏡(倍率100〜400倍)により観察する。観察の結果、エッチピットが観察されないことをもって、COPおよび転位クラスタを含まないと確認することができる。
Moreover, it can be confirmed, for example, by the following method that a sample cut from a silicon single crystal ingot grown by the CZ method or a silicon single crystal ingot grown by the CZ method does not contain COP and dislocation clusters. . Hereinafter, a silicon single crystal ingot grown by the Czochralski method (CZ method) is also simply referred to as “silicon single crystal ingot” or “ingot”.
A sample cut from a silicon single crystal ingot was immersed in an etching solution (mixing ratio was HF: K 2 Cr 2 O 7 (0.15 mol) = 2: 1 by volume) for 30 minutes, and then the surface of the sample was optically processed. Observe with a microscope (magnification 100 to 400 times). As a result of the observation, it can be confirmed that COP and dislocation clusters are not included when no etch pit is observed.
DSOD良否判定を行うサンプルは、一態様では、ウェーハ形状サンプルであることができる。また、他の一態様では、シリコン単結晶インゴットをインゴット引き上げ軸方向(結晶成長軸方向)に切断して切り出されたサンプルであることもできる。 In one aspect, the sample for which the DSOD quality determination is performed can be a wafer shape sample. In another embodiment, the sample may be a sample obtained by cutting a silicon single crystal ingot in the ingot pulling-up axis direction (crystal growth axis direction).
一態様では、DSOD良否判定を行うサンプルは、ウェーハ形状サンプルであり、前記ピットが局在した領域の広さを、下記S1およびS2に基づき判定する。
S1:前記サンプルの中心から、隣接する領域よりピットが局在している最外周部リング状領域の内周端までの距離、ただし前記最外周部リング状領域が存在しないサンプルではS1=前記サンプルの半径とする。
S2:前記サンプルの中心から、隣接する領域よりピットが局在している中央部円盤状領域の外周端までの距離、ただし前記中央部円盤状領域が存在しないサンプルではS2=0とする。
In one aspect, the sample for determining whether or not the DSOD is good is a wafer shape sample, and the size of the region where the pits are localized is determined based on the following S1 and S2.
S1: Distance from the center of the sample to the inner peripheral edge of the outermost ring-shaped region where the pits are localized from the adjacent region, but in the sample where the outermost ring-shaped region does not exist, S1 = the sample The radius of
S2: The distance from the center of the sample to the outer peripheral edge of the central disk-shaped region where the pits are localized from the adjacent region, provided that S2 = 0 in the sample where the central disk-shaped region does not exist.
一態様では、前記ウェーハ形状サンプルは、前記シリコン単結晶インゴット端部から切り出されたスラグサンプルである。スラグサンプルとは、シリコン単結晶インゴットのインゴット引き上げ軸方向(結晶成長軸方向)の端部から切り出されるものであって、ウェーハ加工(ウェーハスライス工程およびウェーハ研磨工程を含む)を経て得られるものではない。
なお先に記載したCuデポジション法によるDSODの評価は、特開2006−208314号公報段落0007に記載されているように、鏡面研磨加工が施されたシリコン単結晶ウェーハにおいて行われる。したがって、通常、Cuデポジション法によるDSOD評価は、ウェーハ加工の最終工程である鏡面研磨加工が行われたロットから、評価用ウェーハを抜き取り行われる。しかし、この段階で評価を行った結果、DSODが多く含まれるため同ロット内のウェーハは製品として出荷できないと判定されてしまうことは、製品として出荷できず廃棄されてしまうロットにも、製品として出荷されるロットと同様にウェーハ加工を施す(手間とコストをかける)という無駄を生じてしまうことを意味する。これに対し、本発明のシリコン単結晶の検査方法は、スラグサンプルを用いて実施することもできる。これにより、上記のような無駄を生じることなく、シリコン単結晶の検査を行うことが可能となる。
In one aspect, the wafer shape sample is a slag sample cut from the end of the silicon single crystal ingot. A slag sample is cut out from the end of the silicon single crystal ingot in the ingot pulling-up axis direction (crystal growth axis direction), and is obtained through wafer processing (including a wafer slicing step and a wafer polishing step). Absent.
The DSOD evaluation by the Cu deposition method described above is performed on a silicon single crystal wafer that has been subjected to mirror polishing as described in paragraph 0007 of Japanese Patent Laid-Open No. 2006-208314. Therefore, normally, the DSOD evaluation by the Cu deposition method is performed by extracting an evaluation wafer from a lot in which mirror polishing, which is the final process of wafer processing, is performed. However, as a result of evaluation at this stage, it is determined that a wafer in the same lot cannot be shipped as a product because it contains a lot of DSOD. This means that the waste of performing wafer processing (consuming labor and cost) as in the case of the lot to be shipped is generated. On the other hand, the silicon single crystal inspection method of the present invention can also be implemented using a slag sample. This makes it possible to inspect the silicon single crystal without causing the above waste.
本発明の更なる態様は、
チョクラルスキー法により、COPおよび転位クラスタを含まない格子間酸素濃度(旧ASTM)が10.0E17atoms/cm3以下の検査用シリコン単結晶インゴットを育成すること、
前記検査用シリコン単結晶インゴットから切り出されたサンプルに対して検査方法A、BまたはCによる検査を行うこと、
前記検査の結果に基づきシリコン単結晶インゴットの引き上げ条件を決定すること、および、
決定された引き上げ条件でチョクラルスキー法により、COPおよび転位クラスタを含まない格子間酸素濃度(旧ASTM)が10.0E17atoms/cm3以下のシリコン単結晶インゴットを育成すること、
を含むシリコン単結晶の製造方法、
に関する。
A further aspect of the invention provides:
Growing an inspecting silicon single crystal ingot having an interstitial oxygen concentration not including COP and dislocation clusters (former ASTM) of 10.0E17 atoms / cm 3 or less by the Czochralski method,
Performing an inspection by the inspection method A, B or C on a sample cut from the inspection silicon single crystal ingot;
Determining a pulling condition of the silicon single crystal ingot based on the result of the inspection; and
Growing a silicon single crystal ingot having an interstitial oxygen concentration not including COP and dislocation clusters (former ASTM) of 10.0E17 atoms / cm 3 or less by the Czochralski method under the determined pulling conditions;
A method for producing a silicon single crystal containing
About.
本発明によれば、COPおよび転位クラスタを含まない低酸素濃度シリコン単結晶において、DSOD良否判定を行うことができる。更に、判定結果に基づき引き上げ条件を決定することにより、COPおよび転位クラスタを含まず、かつDSODが低減された低酸素濃度シリコン単結晶を安定供給することも可能になる。 According to the present invention, it is possible to determine whether or not DSOD is good in a low oxygen concentration silicon single crystal that does not contain COP and dislocation clusters. Furthermore, by determining the pulling conditions based on the determination result, it is possible to stably supply a low oxygen concentration silicon single crystal that does not contain COPs and dislocation clusters and has a reduced DSOD.
[シリコン単結晶の検査方法]
前述の検査方法A、BおよびCは、いずれも、COPおよび転位クラスタを含まない酸素濃度が10.0E17atoms/cm3以下のシリコン単結晶サンプルのDSOD良否判定を、銅デコレーションおよび選択エッチングを含む処理(処理1または処理2)の後のサンプル表面のピットの局在状態に基づき行う。
[Inspection method of silicon single crystal]
In any of the inspection methods A, B and C described above, DSOD pass / fail judgment of a silicon single crystal sample having an oxygen concentration of 10.0E17 atoms / cm 3 or less that does not include COP and dislocation clusters is performed, including copper decoration and selective etching. This is performed based on the localized state of pits on the sample surface after (Process 1 or Process 2).
酸素濃度が10.0E17atoms/cm3以下のシリコン単結晶は、近年注目されている低酸素濃度のシリコン単結晶である。先に記載したように本発明者らは、上記酸素濃度の範囲内で、
・より酸素濃度が低いシリコン単結晶は、処理1によりピットが局在する領域が広いほどDSODが発生しやすい傾向があること;
・より酸素濃度が高いシリコン単結晶は、処理2によりピットが局在する領域が広いほどDSODが発生しやすい傾向があること、
という、従来知られていなかった新たな知見を得た。前述のように、本発明者らは、ピットが局在する領域はPv領域であって、より酸素濃度が低いシリコン単結晶では処理1により、より酸素濃度が高いシリコン単結晶では処理2により、Pv領域をピットが局在した領域として選択的に顕在化させることができると推察している。
そこで本発明では、より酸素濃度が低いシリコン単結晶、具体的には酸素濃度が7.5E17atoms/cm3以下のシリコン単結晶には、処理1を含む検査方法Bを実施する。また、より酸素濃度が高いシリコン単結晶、具体的には酸素濃度が5.0E17atoms/cm3以上10.0E17atoms/cm3以下のシリコン単結晶には、処理2を含む検査方法Cを実施する。
なお上記において、検査方法Bを実施するサンプルの酸素濃度と検査方法Cを実施するサンプルの酸素濃度は一部重複しているが、酸素濃度が重複している範囲にあるサンプルは、検査方法B、検査方法Cのいずれによっても、銅デコレーションおよび選択エッチングを含む処理(処理1または処理2)後のサンプル表面のピットの局在状態に基づき、DSOD良否判定を行うことができる。
A silicon single crystal having an oxygen concentration of 10.0E17 atoms / cm 3 or less is a silicon single crystal having a low oxygen concentration that has been attracting attention in recent years. As described above, the present inventors within the above oxygen concentration range,
-A silicon single crystal having a lower oxygen concentration has a tendency that DSOD is more likely to occur as the region where pits are localized by treatment 1 is larger;
-A silicon single crystal with a higher oxygen concentration has a tendency that DSOD is more likely to occur as the region where pits are localized by treatment 2 is larger.
New knowledge that was previously unknown was obtained. As described above, the present inventors have determined that the region where the pits are localized is the Pv region, and the silicon single crystal having a lower oxygen concentration is processed 1 and the silicon single crystal having a higher oxygen concentration is processed 2. It is presumed that the Pv region can be selectively revealed as a region where pits are localized.
Therefore, in the present invention, the inspection method B including the treatment 1 is performed on a silicon single crystal having a lower oxygen concentration, specifically, a silicon single crystal having an oxygen concentration of 7.5E17 atoms / cm 3 or less. Further, the inspection method C including the treatment 2 is performed on a silicon single crystal having a higher oxygen concentration, specifically, a silicon single crystal having an oxygen concentration of 5.0E17 atoms / cm 3 or more and 10.0E17 atoms / cm 3 or less.
Note that, in the above, the oxygen concentration of the sample for performing the inspection method B and the oxygen concentration of the sample for performing the inspection method C partially overlap, but the sample in the range where the oxygen concentration is overlapped is the inspection method B. In any of the inspection methods C, it is possible to determine whether or not the DSOD is good based on the localized state of the pits on the sample surface after the process including the copper decoration and the selective etching (process 1 or process 2).
一方、シリコン単結晶について、酸素濃度が10.0E17atoms/cm3以下であることは製造条件等から判明しているものの酸素濃度が詳細には判明していない場合には、検査方法Aを実施する。検査方法Aでは、同じインゴットから切り出された2つのサンプルの一方に処理1を施し他方に処理2を施し、処理1後のサンプル表面と、処理2後のサンプル表面とを対比する。前者においてピットの局在状態がより明確に確認されるならば、上記シリコン単結晶インゴットは、10.0E17atoms/cm3以下の範囲内で酸素濃度が低酸素濃度側にあると推定することができる。他方、後者においてピットの局在状態がより明確に観察されるならば、上記シリコン単結晶インゴットは、10.0E17atoms/cm3以下の範囲内で酸素濃度が高酸素濃度側にあると推定することができる。前述のように、より酸素濃度が低いシリコン単結晶では処理1により、より酸素濃度が高いシリコン単結晶では処理2により、Pv領域をピットが局在した領域として選択的に顕在化させることができると考えられるためである。
そして、検査方法Aでは、処理1を施したサンプルと処理2を施したサンプルのうち、ピットの局在状態がより明確に確認されるサンプルを評価用サンプルとして決定し、かかる評価用サンプル表面においてピットが局在した領域が広いほどDSODが多いと判定する判定基準に基づき、DSOD良否判定を行う。
On the other hand, if it is known from the manufacturing conditions that the oxygen concentration of the silicon single crystal is 10.0E17 atoms / cm 3 or less, but the oxygen concentration is not known in detail, the inspection method A is performed. . In the inspection method A, one of two samples cut out from the same ingot is subjected to treatment 1 and the other is subjected to treatment 2, and the sample surface after treatment 1 is compared with the sample surface after treatment 2. If the localized state of the pits is more clearly confirmed in the former, it can be estimated that the silicon single crystal ingot has an oxygen concentration on the low oxygen concentration side within a range of 10.0E17 atoms / cm 3 or less. . On the other hand, if the localized state of pits is more clearly observed in the latter, the silicon single crystal ingot is assumed to have an oxygen concentration on the high oxygen concentration side within a range of 10.0E17 atoms / cm 3 or less. Can do. As described above, the Pv region can be selectively revealed as a region where pits are localized by treatment 1 for a silicon single crystal having a lower oxygen concentration and by treatment 2 for a silicon single crystal having a higher oxygen concentration. It is because it is considered.
In the inspection method A, a sample in which the localized state of the pits is more clearly confirmed is determined as an evaluation sample among the sample subjected to the processing 1 and the sample subjected to the processing 2, and the surface of the evaluation sample is The DSOD quality determination is performed based on a determination criterion for determining that the DSOD is larger as the area where the pits are localized is wider.
以上の通り、本発明によれば、検査方法A、BまたはCにより、酸素濃度が10.0E17atoms/cm3以下の各種シリコン単結晶のDSOD判定を行うことができる。 As described above, according to the present invention, the DSOD determination of various silicon single crystals having an oxygen concentration of 10.0 E17 atoms / cm 3 or less can be performed by the inspection methods A, B, or C.
以下、本発明の検査方法について、更に詳細に説明する。 Hereinafter, the inspection method of the present invention will be described in more detail.
<検査対象>
本発明の検査方法においてDSOD良否判定が行われるサンプルは、CZ法により育成されたシリコン単結晶インゴットから切り出されたサンプルである。例えば、シリコン単結晶インゴットをワイヤソー等を用いて横方向にスライスし、ウェーハ形状のサンプルを得ることができる。または、上記サンプルは、シリコン単結晶インゴットを結晶成長軸方向に切断して切り出すこともできる。前述の理由から、上記サンプルは、スラグサンプルであることが好ましい。ただし、本発明の検査方法は、ウェーハ加工を経たサンプルに実施してもよい。
<Inspection target>
In the inspection method of the present invention, the sample on which the DSOD quality determination is performed is a sample cut out from a silicon single crystal ingot grown by the CZ method. For example, a silicon single crystal ingot can be sliced laterally using a wire saw or the like to obtain a wafer-shaped sample. Alternatively, the sample can be cut by cutting a silicon single crystal ingot in the crystal growth axis direction. For the aforementioned reasons, the sample is preferably a slag sample. However, the inspection method of the present invention may be performed on a sample that has undergone wafer processing.
上記サンプルは、COPおよび転位クラスタを含まない酸素濃度が10.0E17atoms/cm3以下のシリコン単結晶である。検査方法B、Cを実施するサンプルの酸素濃度については、先に記載した通りである。なお検査方法A、Bを実施するサンプルの酸素濃度は、例えば4.0E17atoms/cm3以上であるが、これに限定されるものではない。 The sample is a silicon single crystal that does not contain COP and dislocation clusters and has an oxygen concentration of 10.0E17 atoms / cm 3 or less. The oxygen concentration of the sample for which the inspection methods B and C are performed is as described above. Note that the oxygen concentration of the sample for performing the inspection methods A and B is, for example, 4.0E17 atoms / cm 3 or more, but is not limited thereto.
次に、上記サンプルに施す処理(処理1、処理2)について説明する。 Next, processing (processing 1 and processing 2) performed on the sample will be described.
<処理1、処理2>
検査方法A、Bにおいて行う処理1は、
サンプルの表面を銅(Cu)で汚染すること(以下、「Cu汚染」ともいう。)、
前記汚染後のサンプルに、700℃以上800℃未満の温度域で5分間以上加熱した後に該温度域から2.5℃/分を超える降温速度で急冷する加熱冷却処理を施すこと、
前記加熱冷却処理後の前記サンプル表面を選択エッチングすること、
を含む処理である。
検査方法A、Cにおいて行う処理2は、
サンプルに750〜900℃の温度域で加熱した後に1000〜1150℃の温度域で加熱する前処理を施すこと、
前記前処理を施したサンプルの表面を銅で汚染すること、
前記汚染後のサンプルに、700℃以上800℃未満の温度域で5分間以上加熱した後に該温度域から2.5℃/分を超える降温速度で急冷する加熱冷却処理を施すこと、
前記加熱冷却処理後の前記サンプル表面を選択エッチングすること、
を含む処理である。
<Process 1 and Process 2>
Processing 1 performed in the inspection methods A and B is as follows:
Contaminating the surface of the sample with copper (Cu) (hereinafter also referred to as “Cu contamination”);
Subjecting the contaminated sample to a heating and cooling treatment in which the sample is heated at a temperature range of 700 ° C. or higher and lower than 800 ° C. for 5 minutes or more and then rapidly cooled at a temperature-decreasing rate exceeding 2.5 ° C./min.
Selectively etching the sample surface after the heating and cooling treatment;
Is a process including
Processing 2 performed in the inspection methods A and C is as follows:
Subjecting the sample to heating at a temperature range of 750 to 900 ° C. and then pre-heating at a temperature range of 1000 to 1150 ° C .;
Contaminating the surface of the pretreated sample with copper;
Subjecting the contaminated sample to a heating and cooling treatment in which the sample is heated at a temperature range of 700 ° C. or higher and lower than 800 ° C. for 5 minutes or more and then rapidly cooled at a temperature-decreasing rate exceeding 2.5 ° C./min from the temperature range;
Selectively etching the sample surface after the heating and cooling treatment;
Is a process including
上記の通り処理1は、「Cu汚染」、「加熱冷却処理」、「選択エッチング」を含む。処理2は、処理1に先立ち上記前処理を施す。
前述の通り本発明者らは、Pv領域が広いシリコン単結晶ほどDSODが多く発生する傾向があると推察している。そして、10.0E17atoms/cm3以下の範囲内で酸素濃度が低酸素濃度側にあるサンプルは、処理1におけるCu汚染および加熱冷却処理により、Pv領域を選択的にCuデコレーションすることができ(Pv領域におけるCu化合物の析出)、選択エッチングによりCu化合物が除去されピットが形成されることにより、ピットが局在した領域としてPv領域を顕在化させることができると、本発明者らは考えている。
一方、10.0E17atoms/cm3以下の範囲内で酸素濃度が高酸素濃度側にあるサンプルは、上記前処理の後に行われるCu汚染および加熱冷却処理によりPv領域を選択的にCuデコレーションすることができ(Pv領域におけるCu化合物の析出)、選択エッチングによりCu化合物が除去されピットが形成されることにより、ピットが局在した領域としてPv領域を顕在化することができると、本発明者らは推察している。
As described above, the process 1 includes “Cu contamination”, “heating / cooling process”, and “selective etching”. Process 2 performs the pre-processing prior to process 1.
As described above, the present inventors presume that a silicon single crystal having a wider Pv region tends to generate more DSOD. A sample having an oxygen concentration on the low oxygen concentration side within a range of 10.0E17 atoms / cm 3 or less can selectively decorate the Pv region by Cu contamination and heating / cooling treatment in treatment 1 (Pv The present inventors consider that the Pv region can be exposed as a region where the pits are localized by removing the Cu compound by selective etching and forming pits by selective etching. .
On the other hand, a sample in which the oxygen concentration is on the high oxygen concentration side within a range of 10.0E17 atoms / cm 3 or less can selectively Cu decorate the Pv region by Cu contamination and heating / cooling treatment performed after the pretreatment. If the Cu compound is removed by selective etching and pits are formed by the selective etching, the Pv region can be manifested as a region where the pits are localized. I guess.
処理2は、処理1と共通の工程を含むため、以下、主に処理1について説明した後に、処理2について説明する。 Since the process 2 includes steps common to the process 1, the process 2 will be described below mainly after the process 1 is mainly described.
Cu汚染は、一般的なCuデコレーションにおけるCu汚染と同様に行うことができる。Cu汚染は、具体的には、例えば次のように行うことができる。サンプルを銅含有溶液中に浸漬した後、この溶液から取り出し所定時間自然乾燥等により乾燥させる。銅含有溶液としては、硝酸銅水溶液や硝酸銅とフッ酸(HF)との混合溶液等を用いることができる。銅含有溶液の銅濃度は、DSOD良否判定の信頼性向上の観点からは、3E20atoms/cm3以上とすることが好ましい。銅含有溶液の銅濃度が高いほどDSOD良否判定の信頼性向上の観点からは好ましく、例えば、溶解度上限まで銅を含有する溶液を使用することもできる。なお銅の溶解度は温度に依存し、例えば0℃では44E20atoms/cm3程度である。 Cu contamination can be performed in the same manner as Cu contamination in general Cu decoration. Specifically, Cu contamination can be performed as follows, for example. After the sample is immersed in the copper-containing solution, the sample is taken out from the solution and dried by natural drying or the like for a predetermined time. As the copper-containing solution, an aqueous copper nitrate solution, a mixed solution of copper nitrate and hydrofluoric acid (HF), or the like can be used. The copper concentration of the copper-containing solution is preferably 3E20 atoms / cm 3 or more from the viewpoint of improving the reliability of the DSOD quality determination. The higher the copper concentration of the copper-containing solution, the better from the viewpoint of improving the reliability of the DSOD quality determination. For example, a solution containing copper up to the upper limit of solubility can also be used. Note that the solubility of copper depends on the temperature, and is, for example, about 44E20 atoms / cm 3 at 0 ° C.
次いで、上記Cu汚染後のサンプルを熱処理した後に急冷する加熱冷却処理を施す。熱処理は、シリコンウェーハの熱処理に通常使用される卓上型電気炉、横型酸化炉等の各種熱処理炉を使用して行うことができる。なお本発明においてサンプルの熱処理に関して記載する温度および速度は、特記しない限り、サンプルが晒される雰囲気(例えば熱処理炉の炉内雰囲気)についての温度および速度をいうものとする。また、本発明では特記しない限りサンプルが晒される雰囲気は特に限定されるものではなく、空気中等の任意の雰囲気であることができる。 Next, a heat-cooling process is performed in which the sample after Cu contamination is heat-treated and then rapidly cooled. The heat treatment can be performed using various heat treatment furnaces such as a desktop electric furnace and a horizontal oxidation furnace that are usually used for heat treatment of silicon wafers. In the present invention, the temperature and speed described for the heat treatment of the sample refer to the temperature and speed for the atmosphere to which the sample is exposed (for example, the atmosphere in the furnace of the heat treatment furnace) unless otherwise specified. In the present invention, the atmosphere to which the sample is exposed is not particularly limited unless otherwise specified, and can be any atmosphere such as in the air.
Cu汚染後の熱処理により、サンプル内にCuを熱拡散させることができる。処理1においてCu汚染後のサンプルの加熱温度は700℃以上800℃未満とし、この温度域での加熱時間は5分間以上とする。5分間以上であればCuを十分に熱拡散させることができ、それ以上長くしても大きな違いはないので、加熱時間の上限は特に限定されるものではない。例えば10分間程度行うことも可能であるが、検査を短時間で行うためには加熱時間は5分程度とすることが最も好ましい。加熱中に温度を一定に維持することは必須ではなく、700℃以上800℃未満の範囲内であれば温度を変化させてもかまわない。なお、サンプルを導入する前の熱処理炉は、上記加熱温度に昇温しておいてもよく、サンプル導入後に上記加熱温度に昇温してもよい。サンプル導入後に昇温する場合には、昇温速度は2〜7℃/分程度とすることが、その後の急冷時のCu化合物の析出の観点から好ましい。 Cu can be thermally diffused in the sample by heat treatment after Cu contamination. In the treatment 1, the heating temperature of the sample after Cu contamination is 700 ° C. or more and less than 800 ° C., and the heating time in this temperature range is 5 minutes or more. If it is 5 minutes or more, Cu can be sufficiently thermally diffused, and even if it is made longer, there is no significant difference, so the upper limit of the heating time is not particularly limited. For example, it can be performed for about 10 minutes, but in order to perform the inspection in a short time, it is most preferable that the heating time is about 5 minutes. It is not essential to keep the temperature constant during heating, and the temperature may be changed as long as it is in the range of 700 ° C. or higher and lower than 800 ° C. In addition, the heat treatment furnace before introducing the sample may be heated to the above heating temperature, or may be heated to the above heating temperature after introducing the sample. When the temperature is raised after sample introduction, the rate of temperature rise is preferably about 2 to 7 ° C./minute from the viewpoint of precipitation of the Cu compound during subsequent quenching.
処理1において、上記熱処理後にサンプルを急冷することにより、Pv領域にCu化合物を析出させることができると本発明者らは推察している。通常のCuデコレーションでは、例えば前述の特許文献1に記載されているように、サンプルを熱処理炉から取り出し放置することで室温まで冷却する。これに対し処理1では、冷却時の降速速度が2.5℃/分を超えるように冷却速度を制御する。好ましくは、上記加熱温度域(700℃以上800℃未満)から50〜100℃低い温度まで降温する際の降温速度を2.5℃/分超とする。Cuは各種元素の中でも拡散速度の速い元素であるため、上記加熱温度域からの冷却時の降温速度が2.5℃以下では、CuがPv領域から外方拡散してPv領域のCuデコレーションが不十分となる傾向があると本発明者らは考えている。降温速度は、熱処理炉の設定により制御可能である。 In the treatment 1, the present inventors infer that the Cu compound can be precipitated in the Pv region by rapidly cooling the sample after the heat treatment. In normal Cu decoration, for example, as described in Patent Document 1 described above, the sample is removed from the heat treatment furnace and left to cool to room temperature. On the other hand, in the process 1, the cooling rate is controlled so that the cooling rate during cooling exceeds 2.5 ° C / min. Preferably, the temperature lowering rate when the temperature is lowered from the heating temperature range (700 ° C. or higher and lower than 800 ° C.) to a temperature lower by 50 to 100 ° C. is set to exceed 2.5 ° C./min. Since Cu is an element having a high diffusion rate among various elements, Cu is diffused outward from the Pv region when the cooling rate from the heating temperature range is 2.5 ° C. or less, and Cu decoration in the Pv region is caused. The present inventors believe that there is a tendency to become insufficient. The temperature drop rate can be controlled by setting the heat treatment furnace.
上記降温速度はCuの外方拡散を抑えるためには速いほど望ましく、例えば100℃/分以上、更には200℃/分以上、特に300℃/分以上とすることができる。一般的な熱処理炉の性能を考慮すると500℃/分以下程度が上限となり得るが、上記のとおりCuの外方拡散を抑えるためには速いほど好ましいため上限は特に限定されるものではない。所定温度まで冷却したサンプルは、例えば、熱処理炉から取り出し室温放置してもよい。なお本発明における室温とは、15〜25℃程度の温度をいうものとする。 The temperature lowering rate is preferably as fast as possible to suppress the outward diffusion of Cu. For example, it can be set to 100 ° C./min or more, further 200 ° C./min or more, particularly 300 ° C./min or more. Considering the performance of a general heat treatment furnace, the upper limit may be about 500 ° C./min or less. However, as described above, the upper limit is not particularly limited because it is preferably as fast as possible to suppress the outward diffusion of Cu. The sample cooled to a predetermined temperature may be removed from the heat treatment furnace and allowed to stand at room temperature, for example. In addition, the room temperature in this invention shall mean the temperature of about 15-25 degreeC.
上記Cu汚染と加熱冷却処理を施したサンプル表面を選択エッチングすると、サンプル表面から、Cuデコレーションにより析出したCu化合物を除去することができる。これにより、Cu化合物が析出していた箇所をピットとして検出することが可能となる。 When the sample surface subjected to the Cu contamination and the heating and cooling treatment is selectively etched, the Cu compound deposited by Cu decoration can be removed from the sample surface. Thereby, it is possible to detect a portion where the Cu compound is deposited as a pit.
選択エッチングは、セコ液によって行ってもよく(セコエッチング(Secco etching:例えば、HF=100cm3、K2Cr2O7=50g(0.15mol/リットル)の組成のもの))、ライト液によって行ってもよい(ライトエッチング(Wright etching:例えば、HF=60cm3、HNO3=30cm3、Cr2O3=30cm3(5mol/リットル)、Cu(NO3)2=2.2g、H2O=60cm3、CH3COOH=60cm3の組成のもの))。エッチング液の安定性の観点からはライトエッチングを行うことが好ましい。エッチング量は、Cu化合物が除去されたピットを確認可能なエッチング量とすればよい。 The selective etching may be performed using a seco solution (Secco etching (eg, HF = 100 cm 3, K 2 Cr 2 O 7 = 50 g (0.15 mol / liter) composition)) or by a light solution (Light etching (for example, HF = 60 cm 3 , HNO 3 = 30 cm 3 , Cr 2 O 3 = 30 cm 3 (5 mol / liter), Cu (NO 3 ) 2 = 2.2 g, H 2 O = 60 cm 3 , CH 3 COOH = 60 cm 3 composition)). It is preferable to perform light etching from the viewpoint of the stability of the etching solution. The etching amount may be an etching amount capable of confirming the pit from which the Cu compound has been removed.
処理2において、上記Cu汚染の前に行われる前処理は、Cu汚染を施す前のサンプルを、750〜900℃の温度域で加熱(以下、「低温加熱」という)した後に1000〜1150℃の温度域で加熱(以下、「高温加熱」という)することにより行う。上記温度域での2段階加熱を行った後に処理1(前述のCu汚染、加熱冷却処理および選択エッチング)を行うことにより、10.0E17atoms/cm3以下の範囲内で酸素濃度が高酸素濃度側にあるサンプルにおいて、ピットが局在した領域としてPv領域を顕在化することができると本発明者らは推察している。 In the treatment 2, the pretreatment performed before the Cu contamination is performed by heating the sample before the Cu contamination in a temperature range of 750 to 900 ° C. (hereinafter referred to as “low temperature heating”), and a temperature of 1000 to 1150 ° C. It is performed by heating in a temperature range (hereinafter referred to as “high temperature heating”). By performing treatment 1 (the above-mentioned Cu contamination, heating / cooling treatment and selective etching) after performing two-step heating in the above temperature range, the oxygen concentration is within the range of 10.0E17 atoms / cm 3 or less, and the oxygen concentration side is high. The present inventors infer that the Pv region can be revealed as the region where the pits are localized in the sample in FIG.
上記前処理における低温加熱は、例えば1〜3時間程度行うことができるが、3時間より長く行うことも可能である。一方、高温加熱は、5〜16時間程度行うことができるが、16時間より長く行うことも可能である。低温加熱から高温加熱へ移行する際の昇温速度は、例えば1〜10℃/分程度とすることができる。また、前処理は、酸素を含む雰囲気(酸化性雰囲気)で行うことが好ましい。酸化性雰囲気の酸素濃度は、例えば10〜100体積%である。また、ドライ酸化にて上記前処理を行うことが、析出物の成長を良好に進行させるうえで好ましい。 The low-temperature heating in the pretreatment can be performed for about 1 to 3 hours, for example, but can be performed for longer than 3 hours. On the other hand, high-temperature heating can be performed for about 5 to 16 hours, but can be performed for longer than 16 hours. The rate of temperature rise when shifting from low temperature heating to high temperature heating can be set to about 1 to 10 ° C./min, for example. The pretreatment is preferably performed in an oxygen-containing atmosphere (oxidizing atmosphere). The oxygen concentration in the oxidizing atmosphere is, for example, 10 to 100% by volume. In addition, it is preferable to perform the pretreatment by dry oxidation in order to promote the growth of precipitates.
上記前処理からCu汚染に移行する際には、前処理後に直ちにサンプルを熱処理炉から取り出してもよいが、急冷によるスリップ等の発生を防止するためには、降温速度を制御することが好ましい。この点から、高温加熱後に熱処理炉内で、例えば900〜950℃まで1〜10℃/分程度の降温速度で冷却した後、サンプルを熱処理炉から取り出し、その後室温放置することが好ましい。 When shifting from the pretreatment to Cu contamination, the sample may be taken out from the heat treatment furnace immediately after the pretreatment, but in order to prevent the occurrence of slip or the like due to rapid cooling, it is preferable to control the temperature drop rate. From this point, it is preferable to cool the sample to 900 to 950 ° C. at a temperature drop rate of about 1 to 10 ° C./min after heating at a high temperature, and then remove the sample from the heat treatment furnace and leave it at room temperature.
<DSOD良否判定>
検査方法A、B、Cでは、以上説明した処理1または処理2の後のサンプル表面のピットの局在状態を観察し、ピットが局在した領域が広いほどDSODが多いと判定する判定基準に基づき、DSOD良否判定を行う。これは先に説明したように、処理1または処理2によりPv領域をピットが局在した領域として選択的に顕在化させることができると推察され、こうして顕在化した領域が広いほどDSODが発生しやすい傾向があるためである。ピットの観察は、目視で行ってもよく顕微鏡下で行ってもよい。検査方法Aでは、前述のように、2つのサンプルの一方を処理1に、他方を処理2に付し、これら2つのサンプル表面を対比し、ピットの局在状態がより明確に確認されるサンプルを、評価用サンプルとして決定する。例えば、2つのサンプルの中で、サンプル表面を撮影した写真や画像におけるコントラスト(濃淡)がより鮮明なサンプルを、評価用サンプルとして決定することができる。
<DSOD pass / fail judgment>
In the inspection methods A, B, and C, the pit localization state on the sample surface after the processing 1 or the processing 2 described above is observed, and a criterion for determining that the larger the region where the pit is localized is, the greater the DSOD is. Based on this, the DSOD quality determination is performed. As described above, it is presumed that the Pv region can be selectively exposed as a region where pits are localized by the processing 1 or the processing 2, and the DSOD is generated as the region thus exposed becomes wider. This is because it tends to be easy. The pits may be observed visually or under a microscope. In the inspection method A, as described above, one of the two samples is subjected to the treatment 1 and the other is subjected to the treatment 2, and the two sample surfaces are compared, and the sample in which the localized state of the pits is more clearly confirmed. Are determined as samples for evaluation. For example, among the two samples, a sample with clearer contrast (shading) in a photograph or image obtained by photographing the sample surface can be determined as an evaluation sample.
図1〜図3は、処理1または処理2の後のウェーハ形状サンプルの表面におけるピット局在所状態の具体的態様を示す模式図である。図中、灰色で示した領域が、ピットが局在した領域である。なお前述のように、ピットが局在した領域は、Pv領域と推察される。 FIGS. 1 to 3 are schematic views showing a specific mode of a pit locality state on the surface of a wafer-shaped sample after the process 1 or the process 2. FIG. In the figure, the area shown in gray is the area where the pits are localized. As described above, the region where the pits are localized is assumed to be a Pv region.
ウェーハ形状サンプルでは、通常、図1〜図3に示すようにピットが局在した領域は同心円状に現れるため、サンプル中心からの下記距離S1、S2により、ピットが局在した領域の広さを評価することができる。
S1:サンプルの中心から、隣接する領域よりピットが局在している最外周部リング状領域の内周端までの距離、ただし図2に示すように最外周部リング状領域が存在しないサンプルでは、S1=サンプルの半径とする。
S2:サンプルの中心から、隣接する領域よりピットが局在している中央部円盤状領域の外周端までの距離、ただし図3に示すように中央部円盤状領域が存在しないサンプルでは、S2=0とする。
即ち、S1が小さいほど最外周部リング状領域は広く、S2が大きいほど中央部円盤状領域は広い。したがって、S1が小さく、S2が大きいほど、DSODが多いと判定することができる。例えば一態様では、S1およびS2、またはS1+S2について閾値を設定し、DSOD良否判定において、測定された値が閾値以下であれば良品と判定し、閾値を超えるならば不良品と判定することができる。S1、S2の測定は、例えば、サンプル表面を撮影した写真や画像上で行うことができる。
In the wafer shape sample, since the region where the pits are localized usually appears concentrically as shown in FIGS. 1 to 3, the area of the pits is increased by the following distances S1 and S2 from the center of the sample. Can be evaluated.
S1: Distance from the center of the sample to the inner peripheral edge of the outermost peripheral ring-shaped region where pits are localized from the adjacent region, but in the sample where the outermost peripheral ring-shaped region does not exist as shown in FIG. , S1 = the radius of the sample.
S2: Distance from the center of the sample to the outer peripheral edge of the central disk-shaped area where the pits are localized from the adjacent area, but in the sample where the central disk-shaped area does not exist as shown in FIG. 3, S2 = 0.
That is, the smaller S1, the wider the outermost ring-shaped region, and the larger S2, the wider the central disc-like region. Therefore, it can be determined that the smaller the S1 and the larger S2, the more DSOD. For example, in one aspect, threshold values can be set for S1 and S2, or S1 + S2, and in the determination of DSOD quality, it can be determined that the measured value is equal to or less than the threshold value, and can be determined to be defective if the measured value exceeds the threshold value. . The measurement of S1 and S2 can be performed on, for example, a photograph or image obtained by photographing the sample surface.
以上説明したように、検査方法A、B、Cによれば、処理1または処理2の後のサンプル表面におけるピットの局在状態に基づき、DSOD良否判定を行うことができる。
一態様では、検査結果に基づき引き上げ条件を設定することにより、DSOD不良の発生率を低減することができる。この点について、以下に更に説明する。
また、一態様では、あるサンプル(例えばスラグサンプル)を本発明の検査方法により検査し、DSOD良否判定の結果、良品と判定されたならば、このサンプルと同じインゴットから製造されたシリコン単結晶ウェーハを製品ウェーハとして出荷することができる。これにより、DSODを含まない(またはDSODの少ない)製品ウェーハを市場に安定供給することが可能となる。
As described above, according to the inspection methods A, B, and C, it is possible to perform the DSOD quality determination based on the localized state of the pits on the sample surface after the processing 1 or the processing 2.
In one aspect, the occurrence rate of DSOD defects can be reduced by setting a pulling condition based on the inspection result. This point will be further described below.
In one embodiment, if a sample (for example, a slag sample) is inspected by the inspection method of the present invention and is determined to be a non-defective product as a result of the DSOD quality determination, a silicon single crystal wafer manufactured from the same ingot as this sample Can be shipped as a product wafer. This makes it possible to stably supply product wafers that do not contain DSOD (or have low DSOD) to the market.
[シリコン単結晶の製造方法]
本発明の更なる態様は、
チョクラルスキー法により、COPおよび転位クラスタを含まない格子間酸素濃度(旧ASTM)が10.0E17atoms/cm3以下の検査用シリコン単結晶インゴットを育成すること、
前記検査用シリコン単結晶インゴットから切り出されたサンプルに対して前述の検査方法A、B、Cのいずれかによる検査を行うこと、
前記検査の結果に基づきシリコン単結晶インゴットの引き上げ条件(以下、単に「引き上げ条件」ともいう。)を決定すること、および、
決定された引き上げ条件でチョクラルスキー法により、COPおよび転位クラスタを含まない格子間酸素濃度(旧ASTM)が10.0E17atoms/cm3以下のシリコン単結晶インゴットを育成すること、
を含むシリコン単結晶の製造方法、
に関する。検査方法A、B、Cによれば、前述のCuデポジション法と比べて短時間でのDSOD良否判定が可能であるため、引き上げ条件へのフィードバックを迅速に行うことができる。この結果、DSOD不良を含むシリコン単結晶インゴットを生産し続けてしまうことを防止することができる。また、前述のように、検査方法A、B、Cは、ウェーハ加工を経ていないサンプルに対して実施することができるため、先に詳述した利点を得ることもできる。更に、かかる検査方法による検査の結果に基づき引き上げ条件にフィードバックをかけることにより、DSOD不良の発生率(DSOD不良率)を下げることができる。DSOD不良率を下げることができれば、不良品の発生による製品出荷遅れに備えて在庫を多く保管しておく必要性は低くなるため、在庫数を低減することも可能となる。
[Method for producing silicon single crystal]
A further aspect of the invention provides:
Growing an inspecting silicon single crystal ingot having an interstitial oxygen concentration not including COP and dislocation clusters (former ASTM) of 10.0E17 atoms / cm 3 or less by the Czochralski method,
Inspecting the sample cut out from the inspection silicon single crystal ingot by any of the inspection methods A, B, and C described above,
Determining a pulling condition of the silicon single crystal ingot based on the result of the inspection (hereinafter, also simply referred to as “pulling condition”); and
Growing a silicon single crystal ingot having an interstitial oxygen concentration not including COP and dislocation clusters (former ASTM) of 10.0E17 atoms / cm 3 or less by the Czochralski method under the determined pulling conditions;
A method for producing a silicon single crystal containing
About. According to the inspection methods A, B, and C, since it is possible to determine the quality of the DSOD in a shorter time compared to the Cu deposition method described above, feedback to the pulling conditions can be performed quickly. As a result, it is possible to prevent the continuous production of a silicon single crystal ingot containing a DSOD defect. Further, as described above, since the inspection methods A, B, and C can be performed on a sample that has not undergone wafer processing, the advantages detailed above can also be obtained. Furthermore, by applying feedback to the pulling conditions based on the result of the inspection by such an inspection method, the DSOD failure occurrence rate (DSOD failure rate) can be reduced. If the DSOD defect rate can be reduced, the necessity of storing a large amount of stock in preparation for a delay in product shipment due to the occurrence of defective products is reduced, and the number of stocks can be reduced.
CZ法によるシリコン単結晶の育成を含むシリコンウェーハの製造工程には、
(1)引き上げ条件設定工程;
(2)設定された引き上げ条件によるCZ法によるシリコン単結晶インゴットの育成工程;
(3)育成されたインゴットの切断工程;
(4)ウェーハ加工工程(ウェーハスライス工程、ウェーハ研磨工程を含む);
が通常含まれる。例えば、検査方法A、B、Cは、前述のようにインゴットの切断工程で得られるスラグサンプルを用いて行うことができる。かかるサンプルを用いて行われた検査の結果に基づき引き上げ条件設定工程において引き上げ条件を設定することにより、DSOD不良率を下げることができる。例えば、DSOD不良率があらかじめ設定した閾値を超える場合には、引き上げ速度Vを下げることにより、DSOD良品率(全製造数に対する良品数の割合)を高めることができる。本発明のシリコン単結晶の製造方法には、引き上げ条件に、検査方法A、B、Cのいずれかによる検査の結果に基づくフィードバックをかける点を除けば、シリコン単結晶の製造やシリコンウェーハの製造に関する公知技術を、何ら制限なく適用することができる。
The silicon wafer manufacturing process, including the growth of silicon single crystals by the CZ method,
(1) Lifting condition setting step;
(2) A step of growing a silicon single crystal ingot by the CZ method under the set pulling conditions;
(3) Cutting process of the grown ingot;
(4) Wafer processing process (including wafer slicing process and wafer polishing process);
Is usually included. For example, the inspection methods A, B, and C can be performed using the slag sample obtained in the ingot cutting process as described above. By setting the pulling condition in the pulling condition setting step based on the result of the inspection performed using such a sample, the DSOD defect rate can be lowered. For example, when the DSOD defect rate exceeds a preset threshold value, the DSOD non-defective rate (ratio of the number of non-defective products to the total number of manufactured products) can be increased by decreasing the pulling speed V. In the silicon single crystal manufacturing method of the present invention, the silicon single crystal manufacturing and the silicon wafer manufacturing are performed except that the pulling condition is fed back based on the inspection result of any of the inspection methods A, B, and C. The publicly known technique can be applied without any limitation.
以下、本発明を実施例に基づき更に説明する。ただし本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be further described based on examples. However, the present invention is not limited to the embodiment shown in the examples.
1.CZ法によるシリコン単結晶の育成
図4に示すシリコン単結晶引き上げ装置を用いて、COPおよび転位クラスタを含まない各種酸素濃度のシリコン単結晶インゴットを育成した。以下、図4に示すシリコン単結晶引き上げ装置の詳細を説明する。
図4に示すシリコン単結晶引き上げ装置10は、チャンバー11と、チャンバー11の底部中央を貫通して鉛直方向に設けられた支持回転軸12と、支持回転軸12の上端部に固定されたグラファイトサセプタ13と、グラファイトサセプタ13内に収容された石英るつぼ14と、グラファイトサセプタ13の周囲に設けられたヒーター15と、支持回転軸12を昇降および回転させるための支持軸駆動機構16と、種結晶を保持するシードチャック17と、シードチャック17を吊設する引き上げワイヤー18と、ワイヤー18を巻き取るためのワイヤー巻き取り機構19と、ヒーター15および石英るつぼ14からの輻射熱によるシリコン単結晶インゴット20の加熱を防止すると共にシリコン融液21の温度変動を抑制するための熱遮蔽部材22と、各部を制御する制御装置23とを備えている。
チャンバー11の上部には、Arガスをチャンバー11内に導入するためのガス導入口24が設けられている。Arガスはガス管25を介してガス導入口24からチャンバー11内に導入され、その導入量はコンダクタンスバルブ26により制御される。
チャンバー11の底部には、チャンバー11内のArガスを排気するためのガス排出口27が設けられている。密閉したチャンバー11内のArガスはガス排出口27から排ガス管28を経由して外へと排出される。排ガス管28の途中にはコンダクタンスバルブ29および真空ポンプ30が設置されており、真空ポンプ30でチャンバー11内のArガスを吸引しながらコンダクタンスバルブ29でその流量を制御することでチャンバー11内の減圧状態が保たれている。
さらに、チャンバー11の外側にはシリコン融液21に磁場を印加するための磁場供給装置31が設けられている。磁場供給装置31から供給される磁場は、水平磁場であっても構わないし、カスプ磁場であっても構わない。
1. Silicon Single Crystal Growth by CZ Method Using a silicon single crystal pulling apparatus shown in FIG. 4, silicon single crystal ingots having various oxygen concentrations not containing COP and dislocation clusters were grown. Details of the silicon single crystal pulling apparatus shown in FIG. 4 will be described below.
A silicon single crystal pulling apparatus 10 shown in FIG. 4 includes a chamber 11, a support rotating shaft 12 that passes through the center of the bottom of the chamber 11 and is provided in the vertical direction, and a graphite susceptor fixed to the upper end of the supporting rotating shaft 12. 13, a quartz crucible 14 accommodated in the graphite susceptor 13, a heater 15 provided around the graphite susceptor 13, a support shaft driving mechanism 16 for moving the support rotating shaft 12 up and down, and a seed crystal Heating of the silicon single crystal ingot 20 by radiant heat from the seed chuck 17 to be held, the pulling wire 18 for suspending the seed chuck 17, the wire winding mechanism 19 for winding the wire 18, and the heater 15 and the quartz crucible 14. In order to prevent temperature fluctuation of the silicon melt 21 A member 22, and a control unit 23 that controls each unit.
A gas inlet 24 for introducing Ar gas into the chamber 11 is provided in the upper part of the chamber 11. Ar gas is introduced into the chamber 11 from the gas introduction port 24 through the gas pipe 25, and the introduction amount is controlled by the conductance valve 26.
A gas discharge port 27 for exhausting Ar gas in the chamber 11 is provided at the bottom of the chamber 11. Ar gas in the sealed chamber 11 is discharged from the gas outlet 27 through the exhaust pipe 28 to the outside. A conductance valve 29 and a vacuum pump 30 are installed in the middle of the exhaust gas pipe 28, and the pressure inside the chamber 11 is reduced by controlling the flow rate with the conductance valve 29 while sucking Ar gas in the chamber 11 with the vacuum pump 30. The state is maintained.
Further, a magnetic field supply device 31 for applying a magnetic field to the silicon melt 21 is provided outside the chamber 11. The magnetic field supplied from the magnetic field supply device 31 may be a horizontal magnetic field or a cusp magnetic field.
2.検査用サンプルの作製
上記1.で育成したシリコン単結晶インゴットを切断して、インゴットの端部からスラグサンプル(ウェーハ形状サンプル、半径150mm)を切り出した。酸素濃度7.0E17atoms/cm3以下のインゴットから得たスラグサンプルには下記処理1を施し、酸素濃度7.0E17atoms/cm3超10.0E17atoms/cm3以下のインゴットから得たスラグサンプルには下記処理2を施した。
2. Preparation of inspection sample The silicon single crystal ingot grown in step 1 was cut, and a slag sample (wafer shape sample, radius 150 mm) was cut out from the end of the ingot. The slag sample obtained from an ingot having an oxygen concentration of 7.0E17 atoms / cm 3 or less is subjected to the following treatment 1, and the slag sample obtained from an ingot having an oxygen concentration of more than 7.0E17 atoms / cm 3 is 10.0E17 atoms / cm 3 or less. Treatment 2 was performed.
3.処理1
(i)サンプルを純水で超音波洗浄した後、HNO3:HF=5:1(体積比)のエッチング液で5分間ミラーエッチングし、次いで10分間の水洗リンスを行った。
(ii)Cuデコレーション用の銅含有溶液として、水5リットルに硝酸銅3水和物(Cu(NO3)2・3H2O)30gを溶解した硝酸銅水溶液を調製した。調製した硝酸銅水溶液に上記(i)の処理を施したサンプルを5分間浸漬した後、引き上げて自然乾燥させた。
(iii)上記(ii)の処理を施したサンプルを卓上型電気炉(炉内温度660℃、炉内雰囲気:空気)にローディングし、5℃/分で昇温し750℃で5分間保持した。その後、5℃/分の降温速度で660℃まで冷却した後、卓上型電気炉からアンロードした。
(iv)上記(iii)の処理を施したサンプル表面を、HNO3:HF=5:1(体積比)のエッチング液で5分間エッチングし10分水洗リンスし、更にライト液によりエッチング量5μmで選択エッチングした。
3. Process 1
(I) The sample was ultrasonically washed with pure water, then mirror-etched with an etching solution of HNO 3 : HF = 5: 1 (volume ratio) for 5 minutes, and then rinsed with water for 10 minutes.
(Ii) As a copper-containing solution for Cu decoration, an aqueous copper nitrate solution in which 30 g of copper nitrate trihydrate (Cu (NO 3 ) 2 .3H 2 O) was dissolved in 5 liters of water was prepared. The sample treated with the above (i) was immersed in the prepared aqueous copper nitrate solution for 5 minutes, and then pulled up and allowed to dry naturally.
(Iii) The sample subjected to the above treatment (ii) was loaded into a desktop electric furnace (furnace temperature 660 ° C., furnace atmosphere: air), heated at 5 ° C./min, and held at 750 ° C. for 5 min. . Then, after cooling to 660 degreeC with the temperature-fall rate of 5 degree-C / min, it unloaded from the desktop electric furnace.
(Iv) The sample surface subjected to the treatment (iii) is etched with an etching solution of HNO 3 : HF = 5: 1 (volume ratio) for 5 minutes, rinsed with water for 10 minutes, and further etched with a light solution at an etching amount of 5 μm. Selective etching was performed.
4.処理2
(i)サンプルを純水で超音波洗浄した後、HNO3:HF=5:1(体積比)のエッチング液で5分間ミラーエッチングし、次いで10分間水洗リンスを行った。
(ii)上記(i)の処理を施したサンプルを熱処理炉にローディングし、酸化性雰囲気(ドライO2(=乾燥酸素100%))780℃で3時間保持後、5℃/分で1000℃まで昇温し、同温度で16時間保持した。その後2℃/分で950℃まで降温し、熱処理炉からアンロードして室温まで冷却した。
(iii)上記(ii)の処理を施したサンプルを、H2O:HF=1:1(体積比)のエッチング液で3分間エッチングし、表面の酸化膜を除去した。
(iv)上記(iii)の処理を施したサンプルを、HNO3:HF=5:1(体積比)のエッチング液で5分間ミラーエッチングし、次いで10分間の水洗リンスを行った。 その後、上記3.の(ii)〜(iv)の処理を施した。
4). Process 2
(I) The sample was ultrasonically washed with pure water, then mirror-etched with an etching solution of HNO 3 : HF = 5: 1 (volume ratio) for 5 minutes, and then rinsed with water for 10 minutes.
(Ii) The sample subjected to the above treatment (i) was loaded into a heat treatment furnace, maintained in an oxidizing atmosphere (dry O 2 (= dry oxygen 100%)) at 780 ° C. for 3 hours, and then 1000 ° C. at 5 ° C./min. The temperature was raised to and kept at the same temperature for 16 hours. Thereafter, the temperature was lowered to 950 ° C. at 2 ° C./min, unloaded from the heat treatment furnace, and cooled to room temperature.
(Iii) The sample subjected to the treatment (ii) was etched with an etching solution of H 2 O: HF = 1: 1 (volume ratio) for 3 minutes to remove the oxide film on the surface.
(Iv) The sample subjected to the treatment (iii) was mirror-etched with an etching solution of HNO 3 : HF = 5: 1 (volume ratio) for 5 minutes, and then rinsed with water for 10 minutes. Thereafter, the above 3. (Ii) to (iv) were applied.
5.S1、S2の評価
上記処理1、処理2の選択エッチング後のサンプル表面を集光灯下で観察して写真を撮影した。撮影した写真を用いて、サンプルを、以下のサンプル群1とサンプル群2に分類した。サンプル群1についてはS1、サンプル群2についてはS2を計測した。
(サンプル群1)
隣接する領域よりピットが局在している最外周部リング状領域が確認され、隣接する領域よりピットが局在している中央部円盤状領域は確認されないサンプル群。したがって、S2=0である。
(サンプル群2)
隣接する領域よりピットが局在している中央部円盤状領域が確認され、隣接する領域よりピットが局在している最外周部リング状領域は確認されないサンプル群。したがって、S1は、サンプル半径である。
5. Evaluation of S1 and S2 The surface of the sample after the selective etching in the above processing 1 and processing 2 was observed under a condenser lamp, and a photograph was taken. The sample was classified into the following sample group 1 and sample group 2 using the photograph taken. S1 for sample group 1 and S2 for sample group 2 were measured.
(Sample group 1)
A sample group in which the outermost peripheral ring-shaped region in which pits are localized is confirmed from the adjacent region, and the central disk-shaped region in which pits are localized is not confirmed from the adjacent region. Therefore, S2 = 0.
(Sample group 2)
A sample group in which a central disk-shaped region in which pits are localized is confirmed from an adjacent region, and an outermost ring-shaped region in which pits are localized is not confirmed from an adjacent region. Therefore, S1 is the sample radius.
6.Cuデポジション法によるDSOD良否評価
上記処理1、処理2に付した各スラグサンプルと同じインゴットから切り出したウェーハサンプルにウェーハ加工を施した後、Cuデポジション法によるDSOD良否評価を行い、所定の閾値に基づき、良品と不良品とを分類した。なお本評価には、2週間程度を要した。
6). DSOD pass / fail evaluation by Cu deposition method After wafer processing was performed on a wafer sample cut out from the same ingot as the slag samples subjected to the above processing 1 and processing 2, DSOD pass / fail evaluation by Cu deposition method was performed, and a predetermined threshold value was obtained. Based on the above, good products and defective products were classified. This evaluation took about two weeks.
7.評価結果
サンプル群1について、S1、酸素濃度、Cuデポジション法によるDSOD良否評価結果を図5に示す。サンプル群1については、サンプルの最外周端から10mm内側の位置における酸素濃度を図5に示す。
サンプル群2については、S2、酸素濃度、Cuデポジション法によるDSOD良否評価結果を図6に示す。サンプル群2については、サンプル中心部における酸素濃度を図6に示す。
上記の酸素濃度は、赤外吸収法により測定した値である。
図5に示す破線は、一次関数y=−4.3×x+136の直線である。図5に示す結果から、サンプル群1(前述の通り、S2=0である。)については、格子間酸素濃度Oiに対して、「S1>−4.3Oi+136」をDSOD良否判定の判定基準として用いることにより、Cuデポジション法によるDSOD良否評価において良品と判定されるサンプルを、S1に基づき特定可能であることが確認できる。
一方、図6に示す破線は、y=65の直線である。図6に示す結果から、サンプル群2(前述の通り、S1はサンプル半径である。)については、「S2<65mm」をDSOD良否判定の判定基準として用いることにより、Cuデポジション法によるDSOD良否評価において良品と判定されるサンプルを、S2に基づき特定可能であることが確認できる。
7). Evaluation Results FIG. 5 shows DSOD quality evaluation results for sample group 1 by S1, oxygen concentration, and Cu deposition method. For sample group 1, FIG. 5 shows the oxygen concentration at a position 10 mm inside from the outermost peripheral edge of the sample.
For sample group 2, DSOD quality evaluation results by S2, oxygen concentration, Cu deposition method are shown in FIG. For sample group 2, the oxygen concentration at the center of the sample is shown in FIG.
The oxygen concentration is a value measured by an infrared absorption method.
The broken line shown in FIG. 5 is a straight line of the linear function y = −4.3 × x + 136. From the results shown in FIG. 5, with respect to the sample group 1 (S2 = 0 as described above), “S1> −4.3Oi + 136” is used as a criterion for determining the DSOD quality for the interstitial oxygen concentration Oi. By using it, it can be confirmed that a sample determined as a non-defective product in the DSOD quality evaluation by the Cu deposition method can be specified based on S1.
On the other hand, the broken line shown in FIG. 6 is a straight line with y = 65. From the results shown in FIG. 6, for sample group 2 (as described above, S1 is the sample radius), “S2 <65 mm” is used as a criterion for determining the DSOD quality, thereby determining the DSOD quality by the Cu deposition method. It can be confirmed that the sample determined to be non-defective in the evaluation can be specified based on S2.
8.S1、S2に基づくDSOD良否判定
上記1.と同様に各種酸素濃度のインゴットを育成し、上記2.と同様にスラグサンプルを得た。酸素濃度7.0E17atoms/cm3以下のインゴットから得たスラグサンプルには上記3.の処理1を施し、酸素濃度7.0E17atoms/cm3超10.0E17atoms/cm3以下のインゴットから得たスラグサンプルには上記4.の処理2を施した。
処理1、処理2の選択エッチング後のサンプル表面を集光灯下で観察して写真を撮影した。撮影した写真を用いて、サンプルを、前述のサンプル群1とサンプル群2に分類した。サンプル群1についてはS1、サンプル群2についてはS2を計測した。サンプル群1については、「S1>−4.3Oi+136」、サンプル群2については、「S2<65mm」をDSOD良否判定の判定基準として用いて、S1およびS2に基づくDSOD良否判定を行った。
処理1、処理2に付した各スラグサンプルと同じインゴットから切り出したウェーハサンプルにウェーハ加工を施した後、Cuデポジション法によるDSOD良否評価を行い、上記6.と同様の閾値に基づき、良品と不良品とを分類した。
サンプル群1について、「S1>−4.3Oi+136」を満たす30個の良品サンプルについて、同じインゴットから切り出したウェーハサンプルのCuデポジション法によるDSOD良否評価の結果、良品サンプルは29個であった。これに対し、「S1>−4.3Oi+136」を満たさない30個の不良品サンプルについて、同じインゴットから切り出したウェーハサンプルのCuデポジション法によるDSOD良否評価の結果、良品サンプルはわずか3個であった。
サンプル群2については、「S2<65mm」を満たす30個の良品サンプルについて、同じインゴットから切り出したウェーハサンプルのCuデポジション法によるDSOD良否評価の結果、良品サンプルは28個であった。これに対し、「S2<65mm」を満たさない30個の不良品サンプルについて、同じインゴットから切り出したウェーハサンプルのCuデポジション法によるDSOD良否評価の結果、良品サンプルはわずか5個であった。
以上の結果から、本発明の検査方法により、DSODの良否判定を高い信頼性をもって行うことができることが確認できる。
8). DSOD pass / fail judgment based on S1 and S2 Ingots with various oxygen concentrations are nurtured in the same manner as in 2. above. Similarly, a slag sample was obtained. The slag sample obtained from an ingot having an oxygen concentration of 7.0E17 atoms / cm 3 or less is 3. The slag sample obtained from the ingot having the oxygen concentration of 7.0E17 atoms / cm 3 and 10.0E17 atoms / cm 3 or less was applied to the above 4. Treatment 2 was performed.
The sample surface after the selective etching in treatment 1 and treatment 2 was observed under a condenser lamp, and a photograph was taken. Samples were classified into Sample Group 1 and Sample Group 2 described above using the photographed photographs. S1 for sample group 1 and S2 for sample group 2 were measured. For sample group 1, “S1> -4.3Oi + 136” and for sample group 2, “S2 <65 mm” was used as a determination criterion for determining DSOD quality, and a DSOD quality determination based on S1 and S2 was performed.
After wafer processing was performed on a wafer sample cut out from the same ingot as each slag sample subjected to processing 1 and processing 2, DSOD quality evaluation was performed by the Cu deposition method. Based on the same threshold value, non-defective products and defective products were classified.
As for the sample group 1, as for the 30 non-defective samples satisfying “S1> −4.3Oi + 136”, as a result of the DSOD pass / fail evaluation of the wafer samples cut out from the same ingot by the Cu deposition method, 29 non-defective samples were found. On the other hand, as a result of DSOD quality evaluation by the Cu deposition method of wafer samples cut out from the same ingot for 30 defective samples that do not satisfy “S1> −4.3Oi + 136”, there were only 3 good samples. It was.
As for sample group 2, as a result of DSOD quality evaluation of the wafer samples cut out from the same ingot with respect to 30 good samples satisfying “S2 <65 mm”, the number of good samples was 28. On the other hand, as for the 30 defective samples not satisfying “S2 <65 mm”, as a result of DSOD quality evaluation of the wafer samples cut out from the same ingot by the Cu deposition method, there were only 5 good samples.
From the above results, it can be confirmed that the quality determination of DSOD can be performed with high reliability by the inspection method of the present invention.
9.S1、S2に基づくDSOD良否判定の結果に基づく引き上げ条件の設定
図4に示す装置を2種(装置1、装置2)用意し、各装置において、各種引き上げ条件でインゴットの育成を行った。得られたインゴットについて、前述の方法によりS1およびS2に基づくDSOD良否判定を行い、サンプル群1に分類されるサンプルについては「S1>−4.3Oi+136」を満たさないサンプルを切り出したインゴットの育成条件を変更し(引き上げ速度を下げ)、サンプル群2に分類されるサンプルについては「S2<65mm」を満たさないサンプルを切り出したインゴットの育成条件を変更し(引き上げ速度を下げ)、こうして変更した育成条件でインゴットの育成を行った。
育成条件の変更(フィードバック)前とフィードバック後にそれぞれ、得られたインゴットから切り出したウェーハサンプルにウェーハ加工を施した後、Cuデポジション法によるDSOD良否評価を行い、上記6.と同様の閾値に基づき、良品と不良品とを分類した。結果を下記表1に示す。
9. Setting of Pulling Conditions Based on DSOD Pass / Fail Judgment Results Based on S1 and S2 Two types of apparatuses shown in FIG. 4 (apparatus 1 and apparatus 2) were prepared, and ingots were grown under various pulling conditions in each apparatus. About the obtained ingot, the DSOD pass / fail judgment based on S1 and S2 is performed by the above-described method, and for the sample classified into the sample group 1, the ingot growing condition in which a sample not satisfying “S1> −4.3Oi + 136” is cut out Is changed (lowering the pulling speed), and for the samples classified into the sample group 2, the growing condition of the ingot in which the sample not satisfying “S2 <65 mm” is changed (lowering the pulling speed) is changed. Ingots were nurtured under conditions.
Before and after the change of the growth conditions (feedback) and after the feedback, the wafer sample cut out from the obtained ingot is subjected to wafer processing, and then the DSOD quality evaluation is performed by the Cu deposition method. Based on the same threshold value, non-defective products and defective products were classified. The results are shown in Table 1 below.
表1に示す結果から、本発明の検査方法による検査結果に基づき引き上げ条件を変更することにより、DSOD良品率向上が可能であることが確認できる。 From the results shown in Table 1, it can be confirmed that the DSOD non-defective product rate can be improved by changing the pulling conditions based on the inspection result by the inspection method of the present invention.
10.酸素濃度に関する検討
COPおよび転位クラスタを含まない各種酸素濃度のシリコン単結晶インゴットから切り出したウェーハ形状のスラグサンプルについて、上記3.の処理1または上記4.の処理2を施した後に、各処理後のサンプル表面を集光灯下で観察したところ、以下の傾向が確認された。
(1)酸素濃度が7.5E17atoms/cm3以下のサンプルについては、処理1後のサンプル表面において、ピットの局在状態が鮮明に確認された。酸素濃度が7.5E17atoms/cm3を超えると(特に酸素濃度が8.0E17atoms/cm3以上では)、処理1後のサンプル表面ではピットが局在した領域を確認することは難しかった。
(2)酸素濃度が5.0E17atoms/cm3以上10.0E17atoms/cm3以下のサンプルについては、処理2後のサンプル表面において、ピットの局在状態が鮮明に確認された。酸素濃度が6.0E17atoms/cm3以下では、酸素濃度が6.0E17atoms/cm3超の場合と比べて、処理2後のサンプル表面の写真や画像のコントラスト(濃淡)が薄くなる傾向があり、酸素濃度が5.0E17atoms/cm3を下回ると、処理2後のサンプル表面ではピットが局在した領域を確認することは難しかった。
10. Study on Oxygen Concentration For wafer-shaped slag samples cut from silicon single crystal ingots of various oxygen concentrations not containing COP and dislocation clusters, the above 3. Process 1 or 4 above. After performing the treatment 2, the sample surface after each treatment was observed under a condenser lamp, and the following tendency was confirmed.
(1) For the sample having an oxygen concentration of 7.5E17 atoms / cm 3 or less, the localized state of the pits was clearly confirmed on the sample surface after the treatment 1. When the oxygen concentration exceeded 7.5E17 atoms / cm 3 (particularly when the oxygen concentration was 8.0E17 atoms / cm 3 or more), it was difficult to confirm the region where the pits were localized on the sample surface after treatment 1.
(2) For samples having an oxygen concentration of 5.0E17 atoms / cm 3 or more and 10.0E17 atoms / cm 3 or less, the localized state of pits was clearly confirmed on the surface of the sample after treatment 2. When the oxygen concentration is 6.0E17 atoms / cm 3 or less, compared to the case where the oxygen concentration is more than 6.0E17 atoms / cm 3 , there is a tendency that the contrast (shading) of the photograph and the image of the sample surface after the processing 2 becomes lighter. When the oxygen concentration was less than 5.0E17 atoms / cm 3 , it was difficult to confirm the region where the pits were localized on the sample surface after the treatment 2.
本発明は、シリコン単結晶の製造分野において有用である。 The present invention is useful in the field of manufacturing silicon single crystals.
Claims (6)
下記処理1後のサンプル表面と、下記処理2後のサンプル表面とを対比し、ピットの局在状態がより明確に確認されるサンプルを評価用サンプルとして決定すること、および、
決定した評価用サンプル表面においてピットが局在した領域が広いほどDSODが多いと判定する判定基準に基づき、DSOD良否判定を行うこと、
を含み、
前記2つのサンプルは、COPおよび転位クラスタを含まない格子間酸素濃度(旧ASTM)が10.0E17atoms/cm3以下のシリコン単結晶である、シリコン単結晶の検査方法。
(処理1)
サンプルの表面を銅で汚染すること、
前記汚染後のサンプルに、700℃以上800℃未満の温度域で5分間以上加熱した後に該温度域から2.5℃/分を超える降温速度で急冷する加熱冷却処理を施すこと、
前記加熱冷却処理後の前記サンプル表面を選択エッチングすること、
を含む処理。
(処理2)
サンプルに750〜900℃の温度域で加熱した後に1000〜1150℃の温度域で加熱する前処理を施すこと、
前記前処理を施したサンプルの表面を銅で汚染すること、
前記汚染後のサンプルに、700℃以上800℃未満の温度域で5分間以上加熱した後に該温度域から2.5℃/分を超える降温速度で急冷する加熱冷却処理を施すこと、
前記加熱冷却処理後の前記サンプル表面を選択エッチングすること、
を含む処理。 Subjecting one of two samples cut from the same silicon single crystal ingot grown by the Czochralski method to the following treatment 1 and the other to the following treatment 2;
The sample surface after the following treatment 1 is compared with the sample surface after the following treatment 2, and a sample in which the localized state of the pits is more clearly confirmed is determined as an evaluation sample, and
Performing a DSOD pass / fail determination based on a determination criterion that determines that the larger the region where the pits are localized in the determined sample surface for evaluation, the greater the DSOD,
Including
The method for inspecting a silicon single crystal, wherein the two samples are silicon single crystals having an interstitial oxygen concentration not including COP and dislocation clusters (former ASTM) of 10.0E17 atoms / cm 3 or less.
(Process 1)
Contaminating the surface of the sample with copper,
Subjecting the contaminated sample to a heating and cooling treatment in which the sample is heated at a temperature range of 700 ° C. or higher and lower than 800 ° C. for 5 minutes or more and then rapidly cooled at a temperature-decreasing rate exceeding 2.5 ° C./min from the temperature range;
Selectively etching the sample surface after the heating and cooling treatment;
Processing including
(Process 2)
Subjecting the sample to heating at a temperature range of 750 to 900 ° C. and then pre-heating at a temperature range of 1000 to 1150 ° C .;
Contaminating the surface of the pretreated sample with copper;
Subjecting the contaminated sample to a heating and cooling treatment in which the sample is heated at a temperature range of 700 ° C. or higher and lower than 800 ° C. for 5 minutes or more and then rapidly cooled at a temperature-decreasing rate exceeding 2.5 ° C./min from the temperature range;
Selectively etching the sample surface after the heating and cooling treatment;
Processing including
下記処理1後のサンプル表面においてピットが局在した領域が広いほどDSODが多いと判定する判定基準に基づき、DSOD良否判定を行うこと、
を含み、
前記サンプルは、COPおよび転位クラスタを含まない格子間酸素濃度(旧ASTM)が7.5E17atoms/cm3以下のシリコン単結晶である、シリコン単結晶の検査方法。
(処理1)
サンプルの表面を銅で汚染すること、
前記汚染後のサンプルに、700℃以上800℃未満の温度域で5分間以上加熱した後に該温度域から2.5℃/分を超える降温速度で急冷する加熱冷却処理を施すこと、
前記加熱冷却処理後の前記サンプル表面を選択エッチングすること、
を含む処理。 Subjecting a sample cut from a silicon single crystal ingot grown by the Czochralski method to the following treatment 1;
Performing a DSOD pass / fail determination based on a determination criterion that determines that the greater the region where pits are localized on the sample surface after the following treatment 1, the greater the DSOD,
Including
The method for inspecting a silicon single crystal, wherein the sample is a silicon single crystal having an interstitial oxygen concentration not including COP and dislocation clusters (former ASTM) of 7.5E17 atoms / cm 3 or less.
(Process 1)
Contaminating the surface of the sample with copper,
Subjecting the contaminated sample to a heating and cooling treatment in which the sample is heated at a temperature range of 700 ° C. or higher and lower than 800 ° C. for 5 minutes or more and then rapidly cooled at a temperature-decreasing rate exceeding 2.5 ° C./min from the temperature range;
Selectively etching the sample surface after the heating and cooling treatment;
Processing including
下記処理2後のサンプル表面においてピットが局在した領域が広いほどDSODが多いと判定する判定基準に基づき、DSOD良否判定を行うこと、
を含み、
前記サンプルは、COPおよび転位クラスタを含まない格子間酸素濃度(旧ASTM)が5.0E17atoms/cm3以上10.0E17atoms/cm3以下のシリコン単結晶である、シリコン単結晶の検査方法。
(処理2)
サンプルに750〜900℃の温度域で加熱した後に1000〜1150℃の温度域で加熱する前処理を施すこと、
前記前処理を施したサンプルの表面を銅で汚染すること、
前記汚染後のサンプルに、700℃以上800℃未満の温度域で5分間以上加熱した後に該温度域から2.5℃/分を超える降温速度で急冷する加熱冷却処理を施すこと、
前記加熱冷却処理後の前記サンプル表面を選択エッチングすること、
を含む処理。 Subjecting a sample cut from a silicon single crystal ingot grown by the Czochralski method to the following treatment 2;
Performing a DSOD pass / fail judgment based on a judgment criterion for determining that the larger the region where the pits are localized on the sample surface after the treatment 2 below, the greater the DSOD,
Including
The method for inspecting a silicon single crystal, wherein the sample is a silicon single crystal having an interstitial oxygen concentration (former ASTM) not including COP and dislocation clusters of 5.0E17 atoms / cm 3 or more and 10.0E17 atoms / cm 3 or less.
(Process 2)
Subjecting the sample to heating at a temperature range of 750 to 900 ° C. and then pre-heating at a temperature range of 1000 to 1150 ° C .;
Contaminating the surface of the pretreated sample with copper;
Subjecting the contaminated sample to a heating and cooling treatment in which the sample is heated at a temperature range of 700 ° C. or higher and lower than 800 ° C. for 5 minutes or more and then rapidly cooled at a temperature-decreasing rate exceeding 2.5 ° C./min from the temperature range;
Selectively etching the sample surface after the heating and cooling treatment;
Processing including
前記ピットが局在した領域の広さを、下記S1およびS2に基づき判定する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のシリコン単結晶の検査方法。
S1:前記サンプルの中心から、隣接する領域よりピットが局在している最外周部リング状領域の内周端までの距離、ただし前記最外周部リング状領域が存在しないサンプルではS1=前記サンプルの半径とする。
S2:前記サンプルの中心から、隣接する領域よりピットが局在している中央部円盤状領域の外周端までの距離、ただし前記中央部円盤状領域が存在しないサンプルではS2=0とする。 The sample is a wafer shape sample,
The method for inspecting a silicon single crystal according to any one of claims 1 to 3, wherein the area of the region where the pits are localized is determined based on S1 and S2 below.
S1: Distance from the center of the sample to the inner peripheral edge of the outermost ring-shaped region where the pits are localized from the adjacent region, but in the sample where the outermost ring-shaped region does not exist, S1 = the sample The radius of
S2: The distance from the center of the sample to the outer peripheral edge of the central disk-shaped region where the pits are localized from the adjacent region, provided that S2 = 0 in the sample where the central disk-shaped region does not exist.
前記検査用シリコン単結晶インゴットから切り出されたサンプルに対して請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法による検査を行うこと、
前記検査の結果に基づきシリコン単結晶インゴットの引き上げ条件を決定すること、および、
決定された引き上げ条件でチョクラルスキー法により、COPおよび転位クラスタを含まない格子間酸素濃度(旧ASTM)が10.0E17atoms/cm3以下のシリコン単結晶インゴットを育成すること、
を含むシリコン単結晶の製造方法。 Growing an inspecting silicon single crystal ingot having an interstitial oxygen concentration not including COP and dislocation clusters (former ASTM) of 10.0E17 atoms / cm 3 or less by the Czochralski method,
Performing the inspection by the method according to any one of claims 1 to 5 for a sample cut from the silicon single crystal ingot for inspection,
Determining a pulling condition of the silicon single crystal ingot based on the result of the inspection; and
Growing a silicon single crystal ingot having an interstitial oxygen concentration not including COP and dislocation clusters (former ASTM) of 10.0E17 atoms / cm 3 or less by the Czochralski method under the determined pulling conditions;
A method for producing a silicon single crystal comprising:
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108169228A (en) * | 2017-11-28 | 2018-06-15 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | A kind of method of accurate discrimination single-crystal silicon carbide Types of Dislocations |
CN112349583A (en) * | 2020-10-27 | 2021-02-09 | 西安奕斯伟硅片技术有限公司 | Silicon wafer etching method, DOSD detection method and silicon wafer etching device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000001391A (en) * | 1998-06-11 | 2000-01-07 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Silicon single crystal wafer and its production |
JP2001081000A (en) * | 1999-09-08 | 2001-03-27 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Method of evaluating crystal defect in silicon single crystal |
JP2008085333A (en) * | 2006-09-25 | 2008-04-10 | Siltron Inc | Method of discriminating crystal defect region in monocrystalline silicon using metal contamination and heat treatment |
JP2008133171A (en) * | 2006-10-04 | 2008-06-12 | Siltronic Ag | Silicon wafer and its producing method |
JP2012148925A (en) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | Sumco Corp | Inspection method and manufacturing method for silicon single crystal |
-
2015
- 2015-07-03 JP JP2015134146A patent/JP6418085B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000001391A (en) * | 1998-06-11 | 2000-01-07 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Silicon single crystal wafer and its production |
JP2001081000A (en) * | 1999-09-08 | 2001-03-27 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Method of evaluating crystal defect in silicon single crystal |
JP2008085333A (en) * | 2006-09-25 | 2008-04-10 | Siltron Inc | Method of discriminating crystal defect region in monocrystalline silicon using metal contamination and heat treatment |
JP2008133171A (en) * | 2006-10-04 | 2008-06-12 | Siltronic Ag | Silicon wafer and its producing method |
JP2012148925A (en) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | Sumco Corp | Inspection method and manufacturing method for silicon single crystal |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108169228A (en) * | 2017-11-28 | 2018-06-15 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | A kind of method of accurate discrimination single-crystal silicon carbide Types of Dislocations |
CN112349583A (en) * | 2020-10-27 | 2021-02-09 | 西安奕斯伟硅片技术有限公司 | Silicon wafer etching method, DOSD detection method and silicon wafer etching device |
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