JP2019114662A - MEASURING METHOD OF Fe CONCENTRATION IN P-TYPE SILICON WAFER AND SPV MEASURING APPARATUS - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、SPV法(Surface Photo-Voltage:表面光起電力法)によるp型シリコンウェーハ中のFe濃度測定方法及びSPV測定装置に関する。 The present invention relates to a method of measuring Fe concentration in a p-type silicon wafer by SPV method (Surface Photo-Voltage), and an SPV measuring device.
p型シリコンウェーハがFeで汚染されていると、該ウェーハから作製したデバイスの特性に悪影響を及ぼす。そのため、p型シリコンウェーハ中のFe濃度を簡易的に評価する手法が開発されてきた。その手法の一つとして、SPV法により少数キャリアの拡散長を電気的に測定し、その測定結果からp型シリコンウェーハ中のFe濃度を求める方法が知られている。 Contamination of p-type silicon wafers with Fe adversely affects the characteristics of devices made from the wafers. Therefore, methods have been developed to simply evaluate the Fe concentration in p-type silicon wafers. As one of the methods, there is known a method of electrically measuring the diffusion length of minority carriers by the SPV method and determining the Fe concentration in a p-type silicon wafer from the measurement result.
SPV法では、特定の波長の光をp型シリコンウェーハに照射し、その時のウェーハの表面起電力(SPV信号)を測定し、ウェーハ中の少数キャリアの拡散長を求める。これを以下、単に「SPV測定」とも称する。SPV法は、他の方法に比べて測定時間が短い上に、非接触かつ非破壊での測定が可能な優れた方法である。 In the SPV method, light of a specific wavelength is irradiated to a p-type silicon wafer, surface electromotive force (SPV signal) of the wafer at that time is measured, and the diffusion length of minority carriers in the wafer is determined. This is hereinafter also referred to simply as "SPV measurement". The SPV method is an excellent method that can measure non-contact and nondestructively in addition to having a short measurement time as compared with other methods.
SPV測定には、測定モードとして、Standard ModeとUltimate Modeの二種類があることが知られている。SPV法では、互いに異なる複数種類の波長の光を用いて上記SPV測定を行う必要がある。Standard modeは、ある波長を用いたSPV測定を行い、その後順次、別の波長を用いたSPV測定を行う、一般的な方法である。Ultimate modeは、互いに異なる複数種類の波長の光を同期間に照射し、一度にSPV測定を行う、特殊な方法である。 In SPV measurement, it is known that there are two measurement modes, Standard Mode and Ultimate Mode. In the SPV method, it is necessary to perform the above-described SPV measurement using light of a plurality of different wavelengths. Standard mode is a general method of performing SPV measurement using one wavelength and then performing SPV measurement using another wavelength sequentially. Ultimate mode is a special method that simultaneously emits light of different wavelengths and performs SPV measurement at one time.
特許文献1には、SPV測定をUltimate modeで行い、さらに、Time Between Readings、Time Constant及びNumber of Readingsという3つの測定パラメータを所定の数値範囲とすることによって、Fe濃度の検出下限を低くし、かつ、短時間で測定を行うことを可能とする技術が記載されている。
In
このようなSPV測定を行う際のSPV測定装置の設置環境は、従来、温度:24±2℃、相対湿度:30〜50%、及び清浄度:クラス7(JIS規格)とすることが推奨されており、これは一般的なSPV測定装置のメーカー仕様書に記載されている。従来、SPV測定は、この推奨環境下で行うことが一般的であった。ここで本発明者らは、以下のような問題があることを認識するに至った。 The installation environment of the SPV measuring device when performing such SPV measurement is conventionally recommended to be temperature: 24 ± 2 ° C., relative humidity: 30 to 50%, and cleanliness: class 7 (JIS standard) This is described in the manufacturer's specification of a general SPV measuring device. Conventionally, SPV measurement has generally been performed under this recommended environment. Here, the present inventors came to recognize that there are the following problems.
すなわち、上記推奨環境下でSPV測定を行う限り、1×109/cm3オーダーや1×1010/cm3オーダーのFe濃度の定量においては十分な測定精度が得られていた。しかしながら、1×109/cm3以下のFe濃度の定量においては、上記推奨環境下でSPV測定を行ったとしても、同一ウェーハを複数回SPV測定した際の測定値がばらついてしまう、すなわち十分な測定精度が得られないことが判明した。従来の推奨環境は、温度、湿度及びエアーパーティクル(清浄度)のみを考慮したものであり、これら以外の条件について何ら規定するものではない。また、特許文献1においても、SPV測定装置の設置環境については何ら考慮されていない。
That is, as long as the SPV measurement is performed under the above-mentioned recommended environment, sufficient measurement accuracy is obtained in the determination of the Fe concentration of 1 × 10 9 / cm 3 order or 1 × 10 10 / cm 3 order. However, in the determination of Fe concentration of 1 × 10 9 / cm 3 or less, even if SPV measurement is performed under the above-mentioned recommended environment, measurement values when SPV measurement of the same wafer is performed multiple times vary, that is, sufficient It turned out that a good measurement accuracy could not be obtained. The conventional recommended environment considers only temperature, humidity, and air particles (cleanness), and does not define any other conditions. Further, also in
そこで本発明は、上記課題に鑑み、1×109/cm3以下のFe濃度の測定精度を向上させることが可能なSPV法によるp型シリコンウェーハ中のFe濃度測定方法及びSPV測定装置を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a method of measuring Fe concentration in a p-type silicon wafer by SPV method and an SPV measuring device capable of improving the measurement accuracy of Fe concentration of 1 × 10 9 / cm 3 or less. The purpose is to
上記課題を解決すべく、本発明者は、温度、湿度及びエアーパーティクル(清浄度)以外の観点から、SPV測定を行う際のSPV測定装置の設置環境を最適化することで、1×109/cm3以下といった低濃度領域でのFe濃度の測定精度を向上させることができないか鋭意検討した。その結果、SPV測定装置の設置環境のイオン濃度がFe濃度の測定精度に影響を及ぼすこと、当該イオン濃度を所定値以下とすることによって、1×109/cm3以下のFe濃度の測定精度を向上させることができることを見出した。 In order to solve the above-mentioned subject, the present inventor optimizes the installation environment of the SPV measuring device at the time of performing SPV measurement from viewpoints other than temperature, humidity, and air particles (cleanliness), and 1x10 9 It was earnestly examined whether it was possible to improve the measurement accuracy of Fe concentration in a low concentration region such as not more than 3 cm 3 . As a result, the ion concentration of the installation environment of the SPV measuring device influences the measurement accuracy of the Fe concentration, and by setting the ion concentration to a predetermined value or less, the measurement accuracy of the Fe concentration of 1 × 10 9 / cm 3 or less Found that it can improve.
上記知見に基づき完成した本発明の要旨構成は以下のとおりである。
(1)p型シリコンウェーハに対して行うSPV法による測定に基づいて、該p型シリコンウェーハ中のFe濃度を求めるにあたり、
前記測定は、Na+、NH4 +及びK+の合計濃度が1.750μg/m3以下であり、F-、Cl-、NO2 -、PO4 3-、Br-、NO3 -及びSO4 2-の合計濃度が0.552μg/m3以下である雰囲気下にて行うことを特徴とする、p型シリコンウェーハ中のFe濃度測定方法。
The essential features of the present invention completed based on the above findings are as follows.
(1) In order to determine the Fe concentration in the p-type silicon wafer based on the measurement by the SPV method performed on the p-type silicon wafer,
The measurement indicates that the total concentration of Na + , NH 4 + and K + is 1.750 μg / m 3 or less, and F − , Cl − , NO 2 − , PO 4 3− , Br − , NO 3 − and SO 3 4. A method of measuring Fe concentration in a p-type silicon wafer, characterized in that the method is performed under an atmosphere in which the total concentration of 2- is not more than 0.552 μg / m 3 .
(2)SPV法による測定に基づいてp型シリコンウェーハ中のFe濃度を求めるSPV測定装置であって、
SPV測定の際にp型シリコンウェーハを載置する測定ステージと、
前記p型シリコンウェーハに光を照射する光モジュールと、
先端に設けられた静電容量センサーと前記p型シリコンウェーハの表面との間に生じる静電容量を測定するプローブと、
前記プローブで測定された静電容量に対応するSPV信号を増幅し、検出するロックインアンプと、
測定誤差を低減するための校正用キャリブレーションチップと、
前記p型シリコンウェーハ中のFe−Bペアを乖離させる処理をする際に前記p型シリコンウェーハを載置する乖離ステージと、
前記p型シリコンウェーハ中のFe−Bペアを乖離させるためのフラッシュランプと、
前記p型シリコンウェーハを前記測定ステージ及び前記乖離ステージに対して搬送及び搬出するロボットアームと、
前記ロボットアームを制御するロボットコントローラと、
を有し、
前記測定ステージ、前記プローブ及び前記校正用キャリブレーションチップを収容する第1の筺体と、
前記光モジュール及び前記ロックインアンプを収容する第2の筺体と、
前記乖離ステージ及び前記フラッシュランプを収容する第3の筺体と、
前記ロボットアーム及び前記ロボットコントローラを収容する第4の筺体と、
をさらに有し、
前記第1の筺体及び前記第3の筺体に対して気流の風上側にそれぞれ第1のケミカルフィルタ及び第2のケミカルフィルタを設置して、前記第1の筺体及び前記第3の筺体の内部を、Na+、NH4 +及びK+の合計濃度が1.750μg/m3以下であり、F-、Cl-、NO2 -、PO4 3-、Br-、NO3 -及びSO4 2-の合計濃度が0.552μg/m3以下である雰囲気としたことを特徴とするSPV測定装置。
(2) An SPV measuring device for determining the Fe concentration in a p-type silicon wafer based on measurement by the SPV method,
A measurement stage for placing a p-type silicon wafer during SPV measurement;
An optical module for irradiating the p-type silicon wafer with light;
A probe for measuring a capacitance generated between a capacitance sensor provided at a tip and the surface of the p-type silicon wafer;
A lock-in amplifier for amplifying and detecting an SPV signal corresponding to the capacitance measured by the probe;
Calibration chip for calibration to reduce measurement error;
A separation stage on which the p-type silicon wafer is placed when the Fe-B pair in the p-type silicon wafer is separated;
A flash lamp for separating Fe-B pairs in the p-type silicon wafer;
A robot arm that transports and unloads the p-type silicon wafer with respect to the measurement stage and the separation stage;
A robot controller that controls the robot arm;
Have
A first housing that accommodates the measurement stage, the probe, and the calibration tip for calibration;
A second housing accommodating the light module and the lock-in amplifier;
A third housing accommodating the deviation stage and the flash lamp;
A fourth housing housing the robot arm and the robot controller;
And have
A first chemical filter and a second chemical filter are respectively installed on the windward side of the air flow with respect to the first housing and the third housing, and the inside of the first housing and the third housing is , The total concentration of Na + , NH 4 + and K + is 1.750 μg / m 3 or less, F − , Cl − , NO 2 − , PO 4 3− , Br − , NO 3 − and SO 4 2− An SPV measurement device characterized in that the atmosphere has a total concentration of 0.552 μg / m 3 or less.
(3)前記第4の筺体に対して気流の風上側に第3のケミカルフィルタを設置して、前記第4の筺体の内部を、Na+、NH4 +及びK+の合計濃度が1.750μg/m3以下であり、F-、Cl-、NO2 -、PO4 3-、Br-、NO3 -及びSO4 2-の合計濃度が0.552μg/m3以下である雰囲気とした、上記(2)に記載のSPV測定装置。 (3) A third chemical filter is installed on the windward side of the air flow with respect to the fourth case, and the total concentration of Na + , NH 4 + and K + is 1. The atmosphere was 750 μg / m 3 or less, and the total concentration of F − , Cl − , NO 2 − , PO 4 3- , Br − , NO 3 − and SO 4 2- was 0.552 μg / m 3 or less. And the SPV measuring device as described in said (2).
(4)前記第1のケミカルフィルタ及び前記第2のケミカルフィルタは、それぞれ前記第1の筺体及び前記第3の筺体の上方に設置される、上記(2)に記載のSPV測定装置。 (4) The SPV measurement device according to (2), wherein the first chemical filter and the second chemical filter are disposed above the first housing and the third housing, respectively.
(5)前記第3のケミカルフィルタは前記第4の筺体の上方に設置される、上記(3)に記載のSPV測定装置。 (5) The SPV measurement device according to (3), wherein the third chemical filter is disposed above the fourth housing.
本発明のSPV法によるp型シリコンウェーハ中のFe濃度測定方法及びSPV測定装置によれば、1×109/cm3以下のFe濃度の測定精度を向上させることができる。 According to the method of measuring the Fe concentration in a p-type silicon wafer and the SPV measuring device according to the SPV method of the present invention, the measurement accuracy of the Fe concentration of 1 × 10 9 / cm 3 or less can be improved.
本発明の一実施形態は、p型シリコンウェーハに対して行うSPV法による測定(SPV測定)に基づいて、該シリコンウェーハ中のFe濃度を求める方法に関する。 One embodiment of the present invention relates to a method of determining the Fe concentration in a silicon wafer based on measurement (SPV measurement) performed on a p-type silicon wafer by SPV method.
まず、p型シリコンウェーハの面内の特定箇所での、Fe濃度の求め方を説明する。p型シリコンウェーハ中に存在するFeは、通常の状態ではドーパント(例えばボロン)と静電力で結合して、Fe−Bペアを形成している。一方で、ウェーハに強い光を照射すると、FeがBと乖離した状態となる。SPV測定の結果得られる少数キャリアの拡散長は、SPV測定の際に照射される光によって発生した少数キャリアが消滅するまでに移動できる距離を意味する。この少数キャリアは、例えばウェーハ中のFeの形成するトラップ準位によってトラップされて消滅する。p型シリコンウェーハ中にFeが形成する準位は、通常存在するFe−B(鉄ボロンペア)や、光照射により形成されるFei(格子間鉄)がある。それぞれが作るトラップ準位は、少数キャリアの捕捉しやすさが違う。そのため、上記通常状態よりも上記乖離状態の方が、Feが少数キャリアをトラップしやすく、拡散長は小さくなる。この差を利用して、以下のように、ウェーハ中のFe濃度を求めることができる。 First, how to determine the Fe concentration at a specific place in the plane of a p-type silicon wafer will be described. Under normal conditions, Fe present in a p-type silicon wafer is electrostatically coupled to a dopant (for example, boron) to form an Fe-B pair. On the other hand, when the wafer is irradiated with strong light, Fe is separated from B. The diffusion length of the minority carriers obtained as a result of the SPV measurement means the distance that the minority carriers generated by the light irradiated in the SPV measurement can move before disappearing. The minority carriers are trapped and annihilated, for example, by trap levels formed by Fe in the wafer. The level which Fe forms in a p-type silicon wafer includes Fe-B (iron boron pair) which usually exists, and Fei (interstitial iron) formed by light irradiation. The trap levels created by each differ in the ease of capturing minority carriers. Therefore, Fe tends to trap minority carriers more easily in the above separated state than in the above normal state, and the diffusion length becomes smaller. Using this difference, the Fe concentration in the wafer can be determined as follows.
まず、通常状態でSPV測定を行い、少数キャリアの拡散長LFeBを求める。次に、乖離状態でSPV測定を行い、少数キャリアの拡散長LFeiを求める。Fe濃度[Fe]は、以下の式(1)により算出できる。
[Fe]=C×(1/LFei 2 − 1/LFeB 2) ・・・(1)
ただし、Cは定数である。
First, SPV measurement is performed in a normal state to determine the diffusion length L FeB of minority carriers. Next, SPV measurement is performed in the separated state to determine the diffusion length L Fei of the minority carrier. The Fe concentration [Fe] can be calculated by the following equation (1).
[Fe] = C × (1 / L Fei 2 − 1 / L FeB 2 ) (1)
However, C is a constant.
そのため、ウェーハ面内の複数の箇所において、通常状態および乖離状態でSPV測定を行うことによって、ウェーハ中のFe濃度のマップを得ることができる。Fe−Bペアを乖離させるための処理は、定法であり特に限定されないが、例えば、フラッシュランプを照射することなどを挙げることができる。 Therefore, a map of the Fe concentration in the wafer can be obtained by performing the SPV measurement in a normal state and in a separated state at a plurality of locations in the wafer surface. The treatment for separating the Fe-B pair is a standard method and is not particularly limited. For example, irradiation with a flash lamp can be mentioned.
次に、図2を参照して、本発明の一実施形態によるSPV測定装置100について、SPV測定に関連する構成を説明する。SPV測定装置100は、光モジュール10と、プローブ18と、ロックインアンプ20と、測定ステージ22と、を有する。光モジュール10は、光源12と、チョッパー14と、フィルターホイール16と、を有する。
Next, with reference to FIG. 2, a configuration related to SPV measurement will be described for the
光源12は、例えば白色LEDであり、そこから発せられる光が、測定ステージ22上に載置されたp型シリコンウェーハWの表面上に照射されるように光路が設定される。チョッパー14は、複数の孔を円周状に有する円盤部材であり、これが回転することによって、光源12から発せされる光に周波数を与える。すなわち、光が間欠的にp型シリコンウェーハWの表面に照射されることになる。ここで与えられる光の周波数は、「チョッピング周波数(Chopping Frequency:CF)」と定義され、測定パラメータのうちの一つである。CFは、通常500〜3000Hz程度に設定される。
The
フィルターホイール16は、各々の孔16A〜16Dに、互いに異なる波長の光のみを通過させるフィルターが設置されており、これにより、特定の波長の光をp型シリコンウェーハWの表面に照射できる。
In the
ここで、図2には、光モジュール10がアナログ式である場合を示したが、デジタル式でもよい。デジタル式の場合、互いに異なる発光波長を有する複数の単色LEDをモジュール化し、各LEDを点滅させることによって、特定波長の光を特定周波数で、p型シリコンウェーハWの表面に照射できる。
Here, FIG. 2 shows the case where the
照射光の波長は、780〜1004nmの間の複数種類の波長であれば特に限定されないが、2種類の波長の光でSPV測定を行う場合には、780nmと1004nmの組み合わせにすることが例示でき、4種類の波長の光でSPV測定を行う場合には、780nm、914nm、975nm、1004nmの組み合わせにすることが例示できる。 The wavelength of the irradiation light is not particularly limited as long as it is a plurality of wavelengths between 780 and 100 nm, but when SPV measurement is performed with light of two types of wavelengths, a combination of 780 nm and 1004 nm can be exemplified. In the case of performing SPV measurement with light of four types of wavelengths, a combination of 780 nm, 914 nm, 975 nm, and 1004 nm can be exemplified.
照射光の強度(光量)は、Injection Levelとして設定され、測定パラメータのうちの一つである。一般的に、Level2の光量は2×1012(atoms/cc)であり、Level3の光量は3×1012(atoms/cc)であり、このどちらかが用いられる。
The intensity (light amount) of the irradiation light is set as the injection level and is one of the measurement parameters. Generally, the light quantity of Level 2 is 2 × 10 12 (atoms / cc), and the light quantity of
プローブ18は、先端に静電容量センサーを有しており、p型シリコンウェーハW表面とプローブ18との間に生じる静電容量を常に測定する。SPV測定に先立ち、p型シリコンウェーハW表面にはHF処理が施され、表面が正に帯電している。光源12からの光がウェーハWに照射されると、ウェーハ内で少数キャリア(p型なので電子)が発生し、正に帯電している表面へ向かって移動する。電子は表面まで到達すると、表面の正電荷と打ち消し合うため、表面の電位が下がり、その結果、静電容量も下がる。このときの静電容量の差がSPV信号として検出される。p型シリコンウェーハ中のFeにトラップされる電子が多いほど、表面電位は下がらない。
The
ロックインアンプ20は、プローブ18で測定された静電容量に対応するSPV信号を増幅し、検出する。このようにして、SPV信号を得ることができる。測定ステージ22を動かすことによって、p型シリコンウェーハW面内の複数の箇所においてSPV測定を行うことができる。
The lock-in
SPV装置としては、公知のSPV装置、例えば、Semilab-SDi LLC製のFAaST330、StrategicDiagnostics社製のSPV-Station-1020を挙げることができる。 Examples of SPV devices include known SPV devices, for example, FAaST 330 manufactured by Semilab-SDi LLC, and SPV-Station-1020 manufactured by Strategic Diagnostics.
次に、SPV測定の方法と拡散長の求め方を説明する。まず、第1の波長(例えば780nm)の光を用いてSPV測定を行い、当該光に対応するSPV信号を得る。ここで、照射光の波長に依存する「侵入長」をX軸にとり、「光量/SPV信号」をY軸にとり、測定結果をプロットする。続いて、第1の波長とは異なる第2の波長(例えば1004nm)の光を用いてSPV測定を行い、当該光に対応するSPV信号を得る。そして、同様に測定結果をプロットする。こうして得た2つのプロットを直線で結んだ際のX切片を「拡散長」とすることができる。なお、3種類以上の波長でSPV測定を行う場合には、3つ以上のプロットが得られるため、最小二乗法等の近似処理により、X切片を求める。 Next, the method of SPV measurement and how to obtain the diffusion length will be described. First, SPV measurement is performed using light of a first wavelength (for example, 780 nm) to obtain an SPV signal corresponding to the light. Here, the “penetration length” depending on the wavelength of the irradiation light is taken on the X axis, the “light quantity / SPV signal” is taken on the Y axis, and the measurement results are plotted. Subsequently, SPV measurement is performed using light of a second wavelength (for example, 1004 nm) different from the first wavelength to obtain an SPV signal corresponding to the light. Then, the measurement results are plotted in the same manner. The X-intercept when two plots obtained in this way are connected by a straight line can be taken as the "diffusion length". When SPV measurement is performed at three or more types of wavelengths, three or more plots are obtained, so the X-intercept is determined by an approximation process such as the least squares method.
ここで、測定モードは、Standard ModeとUltimate Modeの二種類がある。Standard modeでは、ある波長を用いたSPV測定を行い、その後順次、別の波長を用いたSPV測定を行うため、上記のプロットが順次得られることになる。これに対し、Ultimate modeでは、互いに異なる複数種類の波長の光を同期間に照射し、一度にSPV測定を行うため、上記のプロットが一度の測定で得られることになる。この場合、波長ごとに光のチョッピング周波数を異ならせることによって、ロックインアンプ20において、周波数が異なるSPV信号が得られるため、各波長に対応したSPV信号を分離して得ることができる。本実施形態において測定モードは特に限定されない。
Here, there are two types of measurement modes, Standard Mode and Ultimate Mode. In the Standard mode, the above plots are sequentially obtained because SPV measurement using a certain wavelength is performed and then SPV measurement using another wavelength is sequentially performed. On the other hand, in the Ultimate mode, light of a plurality of different wavelengths is emitted during the same period, and the SPV measurement is performed at one time, so the above plot can be obtained by one measurement. In this case, by making the chopping frequency of light different for each wavelength, SPV signals having different frequencies can be obtained in the lock-in
ここで本実施形態では、SPV測定を、Na+、NH4 +及びK+の合計濃度が1.750μg/m3以下であり、F-、Cl-、NO2 -、PO4 3-、Br-、NO3 -及びSO4 2-の合計濃度が0.552μg/m3以下である雰囲気下にて行うことが肝要である。すなわち、本実施形態では、SPV測定雰囲気のイオン濃度を少なくすることにより、1×109/cm3以下のFe濃度の測定精度を向上させることができる。 Here, in the present embodiment, SPV measurement is carried out as follows : the total concentration of Na + , NH 4 + and K + is not more than 1.750 μg / m 3 , F − , Cl − , NO 2 − , PO 4 3- , Br -, NO 3 - and SO 4 total concentration of 2 it is imperative that conducted in an atmosphere at 0.552μg / m 3 or less. That is, in the present embodiment, by reducing the ion concentration in the SPV measurement atmosphere, it is possible to improve the measurement accuracy of the Fe concentration of 1 × 10 9 / cm 3 or less.
このような効果が得られるメカニズムとしては、以下が考えられる。まず、アニオンに関して、既述のとおり、p型シリコンウェーハのSPV測定では、HF洗浄などの前処理にて表面を正にパッシベーションする必要がある。ここで、表面のパッシベーション(微弱なチャージ)に酸系ガス(アニオン)が付着すると、拡散長の測定値にバラツキを生じる。そして、1×109/cm3以下のFe濃度の測定の場合、乖離前後の拡散長の差が小さくなる(LFeB≒LFei)ため、拡散長の測定バラツキの影響が大きくなるのである。よって、アニオンを除去することで、拡散長の測定が安定し、Fe−B準位密度の定量性を改善できるものと考えられる。 The following can be considered as a mechanism by which such an effect is obtained. First, with regard to anions, as described above, in SPV measurement of p-type silicon wafers, it is necessary to positively passivate the surface by pretreatment such as HF cleaning. Here, when the acid-based gas (anion) adheres to the surface passivation (weak charge), the measurement value of the diffusion length varies. And, in the case of measurement of Fe concentration of 1 × 10 9 / cm 3 or less, the difference in diffusion length before and after divergence becomes smaller (L FeB LL Fei ), and therefore the influence of measurement variation of diffusion length becomes large. Therefore, it is considered that the removal of the anion stabilizes the measurement of the diffusion length and can improve the quantification of the Fe-B level density.
次に、カチオンに関して、SPV測定装置には、装置を校正するためのキャリブレーションチップが内蔵、搭載されており、このチップはn型シリコンウェーハである。n型シリコンウェーハでは、p型とは逆で表面を負にパッシベーションする。測定雰囲気にアルカリ系ガス(カチオン)が存在する場合、キャリブレーションチップの測定精度が悪くなり、拡散長測の校正に影響を生じる。よって、カチオンを除去することで、拡散長の絶対値が保証され、Fe−B準位密度の定量性を改善できると考えられる。 Next, with regard to the cation, the SPV measurement device incorporates a built-in calibration chip for calibrating the device, and this chip is an n-type silicon wafer. In n-type silicon wafers, the surface is negatively passivated in reverse to p-type. If an alkaline gas (cation) is present in the measurement atmosphere, the measurement accuracy of the calibration chip is degraded, which affects the calibration of the diffusion length measurement. Therefore, by removing the cation, it is considered that the absolute value of the diffusion length can be ensured and the quantitativity of the Fe-B level density can be improved.
なお、シリコンウェーハ製造工程において、アルカリエッチング液として主に水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム、酸エッチング液として、主にフッ硝酸が用いられている。アルカリエッチング液には臭素酸塩、酸エッチング液には燐酸や硫酸を添加することがある。また、ウェーハの洗浄液としては主にアンモニア水、塩酸、過酸化水素が用いられている。これら薬品の使用時に発生するガスを考えると、カチオンとしてはNa+、NH4 +及びK+の3つ、アニオンとしてF-、Cl-、NO2 -、PO4 3-、Br-、NO3 -及びSO4 2-の7つを考慮すれば十分である。また、外気には潮風起因のNa+やCl-等のイオンが含まれているが、既に挙げたイオンをモニターしておけば問題がない。 In the silicon wafer manufacturing process, sodium hydroxide or potassium hydroxide is mainly used as an alkaline etching solution, and hydrofluoric-nitric acid is mainly used as an acid etching solution. Bromate may be added to the alkaline etching solution, and phosphoric acid or sulfuric acid may be added to the acid etching solution. In addition, ammonia water, hydrochloric acid and hydrogen peroxide are mainly used as cleaning solutions for wafers. Considering the gas generated when using these chemicals, three of Na + , NH 4 + and K + as cations, F − , Cl − , NO 2 − , PO 4 3− , Br − , NO 3 as anions - and it is sufficient to consider SO 4 seven 2. Furthermore, Na + and Cl sea breeze due to the outside air - but contains ions such as, there is no problem if monitoring the previously mentioned ions.
SPV測定雰囲気のイオン濃度を上記のとおりとする一態様としては、SPV測定装置の設置環境のイオン濃度を上記のとおりとすることが挙げられる。具体的には、SPV測定装置を設置するクリーンルームに、カチオンを除去するカチオンフィルタやアニオンを除去するアニオンフィルタなどのケミカルフィルタを設置して、クリーンルーム内の雰囲気のイオン濃度を上記のとおりとする。カチオンフィルタとしては、日本ピュアテックス社製「ピュアライト」PF590F4H、ダン・タクマ社製PL−C−25−4 GIなどを例示することができる。アニオンフィルタとしては、日本ピュアテックス社製「ピュアライト」P592E5H、ダン・タクマ社製PL−A−30−4 GOなどを例示することができる。クリーンルームに対するケミカルフィルタの設置場所は、クリーンルーム内の雰囲気のイオン濃度を好適に低減する観点から適宜決定すればよい。一般的にクリーンルーム内のエアーは、循環エアーと、圧力損失分を補うための外気取り込みエアーとからなる。循環エアーは、循環ファンによって形成される気流の途中(好適にはクリーンルームの天井)に設置されるHEPAフィルタを通過することで清浄化されて、クリーンルーム内に導入される。外気取り込み口から導入されたエアーも循環ファンへと導かれるように設計されている。そのため、ケミカルフィルタは、外気取り込み口に設置し、さらに循環ファンとHEPAフィルタとの間に設置されることが好ましい。 As one mode which makes the ion concentration of SPV measurement atmosphere as mentioned above, setting the ion concentration of the installation environment of a SPV measuring device as mentioned above is mentioned. Specifically, a chemical filter such as a cation filter for removing cations or an anion filter for removing anions is installed in a clean room where the SPV measurement device is installed, and the ion concentration of the atmosphere in the clean room is made as described above. As a cation filter, "Purelight" PF590F4H by Nippon Puretex Co., Ltd., PL-C-25-4 GI by Dan-Takuma, etc. can be illustrated. As an anion filter, "Purelight" P592E5H manufactured by Japan Puretex Co., Ltd., PL-A-30-4 GO manufactured by Dan Takuma Co., Ltd., and the like can be exemplified. The installation position of the chemical filter with respect to the clean room may be appropriately determined from the viewpoint of suitably reducing the ion concentration of the atmosphere in the clean room. Generally, the air in the clean room is composed of circulating air and outside air intake air for compensating for pressure loss. The circulating air is cleaned by passing through a HEPA filter installed in the middle of the air flow formed by the circulating fan (preferably the ceiling of the clean room) and introduced into the clean room. The air introduced from the outside air intake port is also designed to be led to the circulating fan. Therefore, it is preferable that the chemical filter be installed in the outside air intake and further be installed between the circulating fan and the HEPA filter.
SPV測定雰囲気のイオン濃度を上記のとおりとする他の態様としては、測定に用いるSPV測定装置100の特定空間の雰囲気を、上記イオン濃度とすることが挙げられる。以下、図1を参照して当該態様について説明する。
As another aspect which makes the ion concentration of SPV measurement atmosphere as above, setting the atmosphere of the specific space of
SPV測定装置100は、複数の筺体によって複数の空間に区分されている。第1の筺体38には、図2を参照して既に記載した測定ステージ22及びプローブ18と、測定誤差を低減するための校正用キャリブレーションチップ24とが収容される。第2の筺体40には、図2を参照して既に記載した光モジュール10及びロックインアンプ20が収容される。第3の筺体42には、p型シリコンウェーハ中のFe−Bペアを乖離させる処理をする際にp型シリコンウェーハを載置する乖離ステージ26と、p型シリコンウェーハ中のFe−Bペアを乖離させるためのフラッシュランプ28とが収容される。第4の筺体44には、p型シリコンウェーハを測定ステージ22及び乖離ステージ26に対して搬送及び搬出するロボットアーム30と、このロボットアーム30を制御するロボットコントローラ32と、p型シリコンウェーハのノッチの位置を揃えるためのアライナー34と、が収容される。第5の筺体46には、装置全体を制御するための制御用コンピュータ36が収容される。
The
p型シリコンウェーハWは、以下のとおりに搬送され、SPV測定に供される。まず、図示していないロードポートに収容された複数のp型シリコンウェーハWは、第4の筺体44内に設置されたロボットアーム30に一枚ずつ搭載され、アライナー34でノッチの位置を揃えられる。次に、ロボットアーム30で第1の筺体38内に搬送され、測定ステージ22上に載置される。次に、測定ステージ22上で、通常状態でSPV測定される。次に、ロボットアーム30で第1の筺体38から搬出され、第3の筺体42内に搬送され、乖離ステージ26上に載置される。次に、乖離ステージ26上でフラッシュランプ28で照射されることにより乖離処理されて、乖離状態にされる。次に、ロボットアーム30で第3の筺体42から搬出され、第1の筺体38内に再度搬送され、測定ステージ22上に載置される。次に、測定ステージ22上で、乖離状態でSPV測定される。最後に、ロボットアーム30で第1の筺体38から搬出され、SPV測定装置100からアンロードされロードポートに戻る。
The p-type silicon wafer W is transported as follows and subjected to SPV measurement. First, a plurality of p-type silicon wafers W accommodated in a load port (not shown) are mounted one by one on the
ここで、第1の筺体38及び第3の筺体42に対して気流の風上側にそれぞれ第1のケミカルフィルタ48及び第2のケミカルフィルタ50を設置して、第1の筺体38及び第3の筺体42の内部を、Na+、NH4 +及びK+の合計濃度が1.750μg/m3以下であり、F-、Cl-、NO2 -、PO4 3-、Br-、NO3 -及びSO4 2-の合計濃度が0.552μg/m3以下である雰囲気とすることが肝要である。SPV測定において、測定を実際に行う第1の筺体38内の雰囲気と乖離処理を行う第3の筺体42内の雰囲気は、最低限コントロールする必要がある。このように、第1及び第3の筺体内の雰囲気を制御することによって、イオンが測定ステージ22や乖離ステージ26に堆積して、ウェーハの裏面に付着するようなことがないために、測定値に悪影響を及ぼさない。第1のケミカルフィルタ48及び第2のケミカルフィルタ50としては、既述のカチオンフィルタやアニオンフィルタを好適に用いることができる。
Here, the
また、測定精度をさらに向上させる観点から、第4の筺体44に対して気流の風上側に第3のケミカルフィルタ52を設置して、第4の筺体44の内部も上記雰囲気とすることが好ましい。これにより、イオンが第4の筺体44内のロボットアーム30に堆積して、ウェーハの裏面に付着するようなことがないために、測定精度がさらに向上する。
Further, from the viewpoint of further improving the measurement accuracy, it is preferable that the
なお、第1の筺体38、第3の筺体42及び第4の筺体44は、1つの測定空間(測定領域、乖離処理領域、及び搬送領域)を区画するように一体化されていてもよい。
The
また、気流に乱流が発生しにくいことから、第1、第2及び第3のケミカルフィルタ48,50,52は、それぞれ第1、第3及び第4の筺体38,42,44の上方に設置することが好ましい。
Further, since the turbulent flow is unlikely to occur in the air flow, the first, second and third chemical filters 48, 50 and 52 are located above the first, third and
(発明例)
SPV測定装置(Semilab-SDi LLC製のFAaST330(デジタル型))をクリーンルーム内に設置した。当該クリーンルームには、アニオンフィルタ(日本ピュアテック社製:ピュアライト P592E5H)及びカチオンフィルタ(日本ピュアテック社製:ピュアライト PF590F4H)を新しく設置して、イオン濃度を低減させた。表1には、以下の方法で測定したイオン濃度を示した。なお、No.1〜6はそれぞれ異なる日に測定したものである。なお、イオン濃度以外の環境条件としては、メーカー推奨の温度:24±2℃、相対湿度:30〜50%、及び清浄度:クラス7(JIS規格)とした。
(Invention example)
An SPV measuring device (FAaST 330 (digital type) manufactured by Semilab-SDi LLC) was installed in a clean room. In the clean room, an anion filter (manufactured by Nippon Puretech Co., Ltd .: Purelight P592E5H) and a cation filter (manufactured by Japan Puretech Co., Ltd .: Purelight PF590F4H) were newly installed to reduce the ion concentration. Table 1 shows the ion concentration measured by the following method. No. 1 to 6 are measured on different days. In addition, as environmental conditions other than ion concentration, the temperature recommended by the manufacturer: 24 ± 2 ° C., relative humidity: 30 to 50%, and cleanliness: class 7 (JIS standard).
<イオン濃度測定方法>
イオン濃度の測定は、純水インピンジャーバブリング法にて行った。
・純水;100mL
・吸引速度;1L/分
・吸引時間;360分
・分析装置;イオンクロマトグラフィー
1m3中の雰囲気中のイオン濃度への換算は、以下の換算式を用いた。
分析値[ppb]×回収純水量[mL]÷吸引量[m3]=イオン濃度[μg/m3]
<Method for measuring ion concentration>
The measurement of the ion concentration was performed by a pure water impinger bubbling method.
Pure water: 100 mL
-Aspiration speed: 1 L / min-Aspiration time: 360 minutes-Analyzer: Ion chromatography For conversion to the ion concentration in the atmosphere in 1 m 3 , the following conversion equation was used.
Analysis value [ppb] × amount of recovered pure water [mL] ÷ amount of suction [m 3 ] = ion concentration [μg / m 3 ]
Fe濃度が108/cm3オーダーのp型シリコンウェーハを3枚、Fe濃度が109/cm3前半オーダーのp型シリコンウェーハを3枚、Fe濃度が109/cm3後半〜1010/cm3オーダーのp型シリコンウェーハを3枚の計9枚を用意した。表1のNo.1〜6の雰囲気下において、上記SPV測定装置を用いて各ウェーハの面内177点におけるFe濃度を3回測定した。測定条件はメーカー推奨条件とし、照射波長は780nmと1004nmとした。 Three p-type silicon wafers with an Fe concentration of 10 8 / cm 3, three p-type silicon wafers with an Fe concentration of 10 9 / cm 3 in the first half, and an Fe concentration of 10 9 / cm 3 in the second half to 10 10 / It was prepared a total of nine three p-type silicon wafer cm 3 order. Table 1 No. Under the atmosphere of 1 to 6, Fe concentration at 177 points in the plane of each wafer was measured three times using the above-mentioned SPV measuring device. The measurement conditions were set as manufacturer recommended conditions, and the irradiation wavelengths were set to 780 nm and 1004 nm.
<測定精度の評価>
各ウェーハについて、面内177点の平均Fe濃度の3回のばらつき(3回の平均Fe濃度の分散値/3回の平均Fe濃度の平均値×100)をCV値として、表2に示した。CV値が10%以下であることが好ましい。
また、各ウェーハの177点の測定値のうち、LFei>LFeBとなった欠測点(Undefine point)の数をカウントし、その3回平均を平均UD値として、表3に示した。
なお、表2及び表3では、Fe濃度が108/cm3オーダーのウェーハを「WF1〜3」、Fe濃度が109/cm3前半オーダーのウェーハを「WF4〜6」、Fe濃度が109/cm3後半〜1010/cm3オーダーのウェーハを「WF7〜9」として表示した。発明例により測定した、各ウェーハの3回の平均Fe濃度の平均値は表4に示す。
また、上記のSPV測定とは別に、校正用キャリブレーションチップを用いたSignal値の測定を、1ヶ月間毎日行い、1日目のSignal値を1として変化率を求めた。結果を図3に示す。
<Evaluation of measurement accuracy>
For each wafer, three variations of the average Fe concentration of in-plane 177 points (dispersion value of three average Fe concentrations / 3 average value of average Fe concentrations x 100 times) are shown in Table 2 as CV values. . The CV value is preferably 10% or less.
In addition, the number of missing points (Undefine points) where L Fei > L FeB among the measured values of 177 points of each wafer was counted, and the average of the three times was shown in Table 3 as an average UD value.
In Tables 2 and 3, wafers with an Fe concentration of 10 8 / cm 3 order are “
Further, separately from the above-mentioned SPV measurement, the measurement of the Signal value using the calibration chip for calibration was performed daily for one month, and the change rate was determined with the Signal value on the first day as 1. The results are shown in FIG.
(比較例1)
クリーンルームにケミカルフィルタを設置せず、イオン濃度を低減しなかったこと以外は、発明例と同様の方法で、測定精度の評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative example 1)
The measurement accuracy was evaluated in the same manner as in the invention example except that the chemical filter was not installed in the clean room and the ion concentration was not reduced. The results are shown in Table 1.
(比較例2)
比較例1と異なる工場のケミカルフィルタを設置しないクリーンルームに設置された、発明例と同形式のSPV測定装置かつ発明例と同様の方法で、測定精度の評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative example 2)
The measurement accuracy was evaluated by the same method as in the invention example and the SPV measurement apparatus of the same type as the invention example installed in a clean room where the chemical filter in a factory different from the comparative example 1 was not installed. The results are shown in Table 1.
<評価結果>
表2及び表3に示すように、発明例では1×109/cm3以下のFe濃度であっても、CV値が10%以下に抑えられ、平均UD値がほぼゼロに抑えられている。これに対し、比較例1,2では、1×109/cm3以下のFe濃度ではCV値が10%を超えており、平均UD値も大きくなっている。また、図3に示すように、発明例ではSignal値の変化が小さい。これに対し、比較例1,2ではSignal値の変化が大きくなっており、カチオンが多い比較例2では、特にSignal値の低下量が大きくなっている。
<Evaluation result>
As shown in Tables 2 and 3, in the invention example, the CV value is suppressed to 10% or less and the average UD value is suppressed to almost zero even at an Fe concentration of 1 × 10 9 / cm 3 or less. . On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the CV value exceeds 10% at an Fe concentration of 1 × 10 9 / cm 3 or less, and the average UD value is also large. Further, as shown in FIG. 3, in the invention example, the change of the Signal value is small. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the change in Signal value is large, and in Comparative Example 2 in which the number of cations is large, the amount of decrease in Signal value is particularly large.
本発明のSPV法によるp型シリコンウェーハ中のFe濃度測定方法及びSPV測定装置によれば、1×109/cm3以下のFe濃度の測定精度を向上させることができる。 According to the method of measuring the Fe concentration in a p-type silicon wafer and the SPV measuring device according to the SPV method of the present invention, the measurement accuracy of the Fe concentration of 1 × 10 9 / cm 3 or less can be improved.
100 SPV測定装置
10 光モジュール
12 光源
14 チョッパー
16 フィルターホイール
18 プローブ
20 ロックインアンプ
22 測定ステージ
24 校正用キャリブレーションチップ
26 乖離ステージ
28 フラッシュランプ
30 ロボットアーム
32 ロボットコントローラ
34 アライナー
36 制御コンピュータ
38 第1の筺体
40 第2の筺体
42 第3の筺体
44 第4の筺体
46 第5の筺体
48 第1のケミカルフィルタ
50 第2のケミカルフィルタ
52 第3のケミカルフィルタ
W p型シリコンウェーハ
100
Claims (5)
前記測定は、Na+、NH4 +及びK+の合計濃度が1.750μg/m3以下であり、F-、Cl-、NO2 -、PO4 3-、Br-、NO3 -及びSO4 2-の合計濃度が0.552μg/m3以下である雰囲気下にて行うことを特徴とする、p型シリコンウェーハ中のFe濃度測定方法。 In order to determine the Fe concentration in the p-type silicon wafer based on the measurement by the SPV method performed on the p-type silicon wafer,
The measurement indicates that the total concentration of Na + , NH 4 + and K + is 1.750 μg / m 3 or less, and F − , Cl − , NO 2 − , PO 4 3− , Br − , NO 3 − and SO 3 4. A method of measuring Fe concentration in a p-type silicon wafer, characterized in that the method is performed under an atmosphere in which the total concentration of 2- is not more than 0.552 μg / m 3 .
SPV測定の際にp型シリコンウェーハを載置する測定ステージと、
前記p型シリコンウェーハに光を照射する光モジュールと、
先端に設けられた静電容量センサーと前記p型シリコンウェーハの表面との間に生じる静電容量を測定するプローブと、
前記プローブで測定された静電容量に対応するSPV信号を増幅し、検出するロックインアンプと、
測定誤差を低減するための校正用キャリブレーションチップと、
前記p型シリコンウェーハ中のFe−Bペアを乖離させる処理をする際に前記p型シリコンウェーハを載置する乖離ステージと、
前記p型シリコンウェーハ中のFe−Bペアを乖離させるためのフラッシュランプと、
前記p型シリコンウェーハを前記測定ステージ及び前記乖離ステージに対して搬送及び搬出するロボットアームと、
前記ロボットアームを制御するロボットコントローラと、
を有し、
前記測定ステージ、前記プローブ及び前記校正用キャリブレーションチップを収容する第1の筺体と、
前記光モジュール及び前記ロックインアンプを収容する第2の筺体と、
前記乖離ステージ及び前記フラッシュランプを収容する第3の筺体と、
前記ロボットアーム及び前記ロボットコントローラを収容する第4の筺体と、
をさらに有し、
前記第1の筺体及び前記第3の筺体に対して気流の風上側にそれぞれ第1のケミカルフィルタ及び第2のケミカルフィルタを設置して、前記第1の筺体及び前記第3の筺体の内部を、Na+、NH4 +及びK+の合計濃度が1.750μg/m3以下であり、F-、Cl-、NO2 -、PO4 3-、Br-、NO3 -及びSO4 2-の合計濃度が0.552μg/m3以下である雰囲気としたことを特徴とするSPV測定装置。 An SPV measuring device for determining Fe concentration in a p-type silicon wafer based on measurement by SPV method,
A measurement stage for placing a p-type silicon wafer during SPV measurement;
An optical module for irradiating the p-type silicon wafer with light;
A probe for measuring a capacitance generated between a capacitance sensor provided at a tip and the surface of the p-type silicon wafer;
A lock-in amplifier for amplifying and detecting an SPV signal corresponding to the capacitance measured by the probe;
Calibration chip for calibration to reduce measurement error;
A separation stage on which the p-type silicon wafer is placed when the Fe-B pair in the p-type silicon wafer is separated;
A flash lamp for separating Fe-B pairs in the p-type silicon wafer;
A robot arm that transports and unloads the p-type silicon wafer with respect to the measurement stage and the separation stage;
A robot controller that controls the robot arm;
Have
A first housing that accommodates the measurement stage, the probe, and the calibration tip for calibration;
A second housing accommodating the light module and the lock-in amplifier;
A third housing accommodating the deviation stage and the flash lamp;
A fourth housing housing the robot arm and the robot controller;
And have
A first chemical filter and a second chemical filter are respectively installed on the windward side of the air flow with respect to the first housing and the third housing, and the inside of the first housing and the third housing is , The total concentration of Na + , NH 4 + and K + is 1.750 μg / m 3 or less, F − , Cl − , NO 2 − , PO 4 3− , Br − , NO 3 − and SO 4 2− An SPV measurement device characterized in that the atmosphere has a total concentration of 0.552 μg / m 3 or less.
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JPH1096333A (en) * | 1996-09-24 | 1998-04-14 | Mitsubishi Electric Corp | Clean room |
JP2003332190A (en) * | 2002-05-13 | 2003-11-21 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Surface treatment method of semiconductor wafer |
JP2012049345A (en) * | 2010-08-27 | 2012-03-08 | Sumco Corp | Iron concentration analytical method in boron dope p-type silicon wafer, analyser for the same, silicon wafer, and method for manufacturing silicon wafer |
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---|---|---|---|---|
JPH1096333A (en) * | 1996-09-24 | 1998-04-14 | Mitsubishi Electric Corp | Clean room |
JP2003332190A (en) * | 2002-05-13 | 2003-11-21 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Surface treatment method of semiconductor wafer |
JP2012049345A (en) * | 2010-08-27 | 2012-03-08 | Sumco Corp | Iron concentration analytical method in boron dope p-type silicon wafer, analyser for the same, silicon wafer, and method for manufacturing silicon wafer |
WO2017061072A1 (en) * | 2015-10-07 | 2017-04-13 | 株式会社Sumco | Method of measuring concentration of fe in p-type silicon wafer |
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