JP2023176764A - Resistivity measurement method - Google Patents

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Fumitaka Kume
政幸 篠原
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Abstract

To provide a resistivity measurement method having a novel resistivity conversion performing when tracing an international standard of a C-V method by using a PW wafer.SOLUTION: A resistivity measurement method for measuring a resistivity of an EP layer formed in an EPW manufactured by using a resistivity substrate with a C-V method, is a resistivity measurement method for obtaining a four-probe resistivity of the EP layer of a measurement object by performing: a conversion by a first conversion formula obtained by comparing a C-V resistivity obtained by measuring a reference PW to which the with a four-probe reference resistivity with the C-V method and the four-probe reference resistivity to the resistivity to which a SEMI conversion resistivity obtained by measuring the resistivity of the EP layer of the measurement object with the C-V method or the resistivity obtained by executing a predetermined conversion thereto; and a conversion by a second conversion formula calculated by comparing a high resistivity substrate EPW manufactured by using the high resistivity substrate with the resistivity which can be measured by the C-V method and a C-V resistivity of the EP layer of a low resistivity substrate EPW manufactured by using the low resistivity substrate.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は抵抗率測定方法に関し、より詳しくは、C-V法で測定したシリコンエピタキシャル層の抵抗率をNIST等の国際標準にトレース可能な四探針抵抗率に換算する抵抗率測定方法に関する。 The present invention relates to a resistivity measurement method, and more particularly to a resistivity measurement method for converting the resistivity of a silicon epitaxial layer measured by the CV method into a four-probe resistivity that can be traced to international standards such as NIST.

従来、シリコン単結晶ウェーハの主表面がポリッシュ加工されたポリッシュドウェーハ(PW)(以下、単にPWと記載することがある。)、あるいは、該PWウェーハの主表面にシリコンエピタキシャル層(以下、単にエピ層と記載することがある。)が気相成長されたシリコンエピタキシャルウェーハ(以下、単にEPWと記載することがある。)の抵抗率を測定する方法として、C-V(Capacitance-Voltage)法が知られている。 Conventionally, polished wafers (PW) (hereinafter simply referred to as PW), in which the main surface of a silicon single crystal wafer has been polished, or a silicon epitaxial layer (hereinafter simply referred to as PW) on the main surface of the PW wafer, have been used. As a method for measuring the resistivity of a silicon epitaxial wafer (hereinafter sometimes simply referred to as EPW) on which a silicon epitaxial wafer (hereinafter sometimes referred to as an epi layer) is grown in a vapor phase, the CV (capacitance-voltage) method is used. It has been known.

例えば、特許文献1に記載されるように、シリコン単結晶ウェーハのC-V特性を測定するため、試料となるシリコン単結晶ウェーハの主表面(第一主表面)に、金属電極を用いてショットキー接合を形成し、前記試料をC-V測定装置のウェーハステージに固定し、電極に対して逆バイアス電圧を連続的に変化させながら印加することにより、シリコン単結晶ウェーハの内部に空乏層を拡げ、その容量を変化させる。 For example, as described in Patent Document 1, in order to measure the CV characteristics of a silicon single crystal wafer, a metal electrode is used to shoot the main surface (first main surface) of a silicon single crystal wafer as a sample. A depletion layer is formed inside the silicon single crystal wafer by forming a key junction, fixing the sample on the wafer stage of a CV measurement device, and applying a continuously changing reverse bias voltage to the electrode. Expand and change its capacity.

そして、バイアス電圧と空乏層の容量との関係から、シリコン単結晶ウェーハの主表面から所定深さにおける不純物濃度と抵抗率を算出する。 Then, the impurity concentration and resistivity at a predetermined depth from the main surface of the silicon single crystal wafer are calculated from the relationship between the bias voltage and the capacitance of the depletion layer.

精度の高いC-V特性を得るためには、試料の主裏面(第二主表面)とウェーハステージとの接触抵抗を小さく保つ必要がある。 In order to obtain highly accurate CV characteristics, it is necessary to keep the contact resistance between the main back surface (second main surface) of the sample and the wafer stage small.

特許文献1には、前記ウェーハステージ上に導電性クッションを載置し、該導電性クッション上に、主裏面に導電性ペーストが塗布されたシリコン単結晶ウェーハを密着させて、C-V特性を測定する方法が開示されている。 Patent Document 1 discloses that a conductive cushion is placed on the wafer stage, and a silicon single crystal wafer whose main back surface is coated with a conductive paste is brought into close contact with the conductive cushion to improve the CV characteristics. A method of measuring is disclosed.

導電性クッションとして、銀やカーボンが練り込まれ、抵抗率0.01Ω・cm以下、厚さ0.2mm以上0.75mm以下のシリコーンゴムを用いることが好ましいとされる。 As the conductive cushion, it is preferable to use silicone rubber into which silver or carbon is kneaded, a resistivity of 0.01 Ω·cm or less, and a thickness of 0.2 mm or more and 0.75 mm or less.

C-V特性から抵抗率への換算には、SEMI MF723-0307あるいはIrvinカーブが用いられる。四探針法による抵抗率測定値は、NIST(National Institute of Standards and Technology:アメリカ国立標準技術研究所)が提供したSRM2541(0.01Ω・cm)~SRM2547(200Ω・cm)の7水準の抵抗率標準物質(SRM:Standard Reference Material)等の国際標準へのトレーサビリティーを有する標準ウェーハを用いて補正することができる。 SEMI MF723-0307 or Irvin curve is used to convert the CV characteristics to resistivity. Resistivity measurements using the four-probe method are based on seven resistance levels from SRM2541 (0.01 Ωcm) to SRM2547 (200 Ωcm) provided by NIST (National Institute of Standards and Technology). Correction can be performed using a standard wafer that has traceability to international standards such as standard reference material (SRM).

C-V法による抵抗率測定値も、NIST等の国際標準へのトレーサビリティーを有することが望ましい。そこで、例えば前記抵抗率標準物質SRMへのトレーサビリティーを有する標準ウェーハをC-V法で測定することにより、トレーサビリティーを確保することが提案されている。 It is desirable that the resistivity measurement value by the CV method also has traceability to international standards such as NIST. Therefore, it has been proposed to ensure traceability by measuring, for example, a standard wafer with traceability to the resistivity standard material SRM using the CV method.

例えば、特許文献2では、前記SRM2541~SRM2547の抵抗率標準物質を一次標準サンプルとして用いて校正した四探針法の測定装置で、P/N接合を有するシリコンエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層抵抗率を値付けして二次標準サンプルとするとともに、該エピタキシャル層を表面電極のC-V法測定装置で測定することにより、該表面電極のC-V法測定装置を校正する。 For example, in Patent Document 2, the epitaxial layer resistivity of a silicon epitaxial wafer having a P/N junction is measured using a four-probe method measurement device calibrated using the resistivity standard materials SRM2541 to SRM2547 as primary standard samples. The epitaxial layer is attached as a secondary standard sample, and the surface electrode CV method measuring device is calibrated by measuring the epitaxial layer with the surface electrode CV method measuring device.

そして、前記二次標準サンプルで校正された表面電極のC-V法測定装置を用い、P/P型またはN/N型シリコンエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層抵抗率を測定して三次標準サンプルとし、該三次標準サンプルを用いて裏面電極のC-V法測定装置を校正することが提案されている。 Then, the epitaxial layer resistivity of the P/P type or N/N type silicon epitaxial wafer is measured using the surface electrode CV method measurement device calibrated with the secondary standard sample, and the epitaxial layer resistivity is measured as a tertiary standard sample. It has been proposed to calibrate a back electrode CV method measurement device using a tertiary standard sample.

特開2016-76662号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-76662 特開2018-32771号公報JP2018-32771A

特許文献2が提案する方法を用いる場合、P/N接合を有するシリコンエピタキシャルウェーハ(EPW)を用いて抵抗率を校正する必要がある。また、表面電極のC-V法測定装置と、裏面電極のC-V法測定装置との両方が必要である。 When using the method proposed in Patent Document 2, it is necessary to calibrate the resistivity using a silicon epitaxial wafer (EPW) having a P/N junction. Furthermore, both a CV method measuring device for the front electrode and a CV method measuring device for the back electrode are required.

本発明は、上記課題に対してなされたものであり、PWウェーハを用いてC-V法をNIST等の国際標準にトレースする際に行う新たな抵抗率換算を有する抵抗率測定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to address the above-mentioned problems, and provides a resistivity measurement method using a PW wafer and having a new resistivity conversion when tracing the CV method to international standards such as NIST. The purpose is to

上記課題を解決するために、本発明では、0.02Ω・cm以下の抵抗率を有する低抵抗率基板を用いて製造されたシリコンエピタキシャルウェーハに形成された測定対象のシリコンエピタキシャル層の抵抗率をC-V法で測定する抵抗率測定方法であって、
前記測定対象のシリコンエピタキシャル層の抵抗率をC-V法で測定して得られるSEMI換算抵抗率または、該SEMI換算抵抗率に所定の換算を施した抵抗率に対して、
四探針標準抵抗率が値付けされた標準ポリッシュドウェーハをC-V法で測定して得られるC-V抵抗率と前記四探針標準抵抗率とを比較することにより求められる第一換算式による換算と、
C-V法で測定可能な抵抗率を有する高抵抗率基板を用いて作製した高抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハのシリコンエピタキシャル層と、0.02Ω・cm以下の抵抗率を有する低抵抗率基板を用いて作製した低抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハのシリコンエピタキシャル層とについて、C-V抵抗率を比較することにより求められる第二換算式による換算と、
を行い、前記測定対象のシリコンエピタキシャル層の四探針抵抗率を得ることを特徴とする抵抗率測定方法を提供する。
ここで、C-V法で測定可能な抵抗率を有する高抵抗率基板の抵抗率とは、例えば0.1Ω・cm以上1000Ω・cm以下である。
In order to solve the above problems, in the present invention, the resistivity of the silicon epitaxial layer to be measured is A method for measuring resistivity using the CV method,
With respect to the SEMI equivalent resistivity obtained by measuring the resistivity of the silicon epitaxial layer to be measured by the CV method, or the resistivity obtained by performing a predetermined conversion on the SEMI equivalent resistivity,
First conversion obtained by comparing the CV resistivity obtained by measuring a standard polished wafer with a four-probe standard resistivity value using the CV method and the four-probe standard resistivity. Conversion by formula and
A silicon epitaxial layer of a high resistivity substrate silicon epitaxial wafer produced using a high resistivity substrate having a resistivity that can be measured by the CV method, and a low resistivity substrate having a resistivity of 0.02 Ω cm or less. Conversion using a second conversion formula obtained by comparing the CV resistivity with the silicon epitaxial layer of the low resistivity substrate silicon epitaxial wafer produced using the method,
Provided is a resistivity measuring method characterized in that the four-probe resistivity of the silicon epitaxial layer to be measured is obtained by performing the following steps.
Here, the resistivity of the high resistivity substrate having a resistivity that can be measured by the CV method is, for example, 0.1 Ω·cm or more and 1000 Ω·cm or less.

本発明を用いて、標準ポリッシュドウェーハのC-V抵抗率と四探針標準抵抗率とを比較することによって求められる第一換算式による換算に加え、高抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハに形成されたシリコンエピタキシャル層のC-V抵抗率と、低抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハに形成されたシリコンエピタキシャル層のC-V抵抗率とを比較することによって求められる第二換算式による換算を行うことにより、低抵抗率基板上に形成されたシリコンエピタキシャル層のC-V抵抗率をNIST等の国際標準にトレース可能な四探針抵抗率に換算することが可能になる。 Using the present invention, in addition to the conversion using the first conversion formula obtained by comparing the CV resistivity of a standard polished wafer and the four-probe standard resistivity, By performing conversion using a second conversion formula obtained by comparing the CV resistivity of the silicon epitaxial layer formed on the silicon epitaxial layer formed on the low resistivity substrate silicon epitaxial wafer. , it becomes possible to convert the CV resistivity of a silicon epitaxial layer formed on a low resistivity substrate into a four-probe resistivity that can be traced to international standards such as NIST.

すなわち、本発明によれば、PWウェーハを用いてC-V法をNIST等の国際標準にトレースする際に行う新たな抵抗率換算を有する抵抗率測定方法を提供することができる。 That is, according to the present invention, it is possible to provide a resistivity measurement method having a new resistivity conversion performed when tracing the CV method to an international standard such as NIST using a PW wafer.

前記標準ポリッシュドウェーハに対する四探針標準抵抗率の値付けは、
国際標準にトレース可能な標準ウェーハを用いて、四探針抵抗率測定装置を校正する四探針抵抗率測定装置校正工程と、
前記四探針抵抗率測定装置校正工程において校正された四探針抵抗率測定装置を用いて、ポリッシュドウェーハに前記四探針標準抵抗率を値付けするポリッシュドウェーハ標準抵抗率値付け工程と、
を有することが望ましい。
The four-probe standard resistivity value for the standard polished wafer is as follows:
a four-probe resistivity measuring device calibration step of calibrating the four-probe resistivity measuring device using a standard wafer that can be traced to an international standard;
a polished wafer standard resistivity value valuing step of valuing the four-probe standard resistivity on the polished wafer using the four-probe resistivity measuring device calibrated in the four-probe resistivity measuring device calibration step; ,
It is desirable to have

このようにして得られた標準ポリッシュドウェーハを用いて第一換算式を求め、この第一換算式による換算を行うことにより、高抵抗率基板上に形成されたシリコンエピタキシャル層のC-V抵抗率を、より高い精度で、NIST等の国際標準にトレース可能な四探針抵抗率に換算できる。 The first conversion formula is determined using the standard polished wafer obtained in this way, and by performing the conversion using this first conversion formula, the CV resistance of the silicon epitaxial layer formed on the high resistivity substrate is determined. can be converted into a four-probe resistivity that can be traced to international standards such as NIST with higher accuracy.

この場合、前記ポリッシュドウェーハ標準抵抗率値付け工程では、前記ポリッシュドウェーハの主表面を前記四探針抵抗率測定装置で測定してもよい。 In this case, in the polished wafer standard resistivity value determining step, the main surface of the polished wafer may be measured by the four-probe resistivity measuring device.

または、前記ポリッシュドウェーハを研削して研削面とし、該研削面を前記四探針抵抗率測定装置で測定してもよい。前記研削として平面研削を行うことが望ましい。 Alternatively, the polished wafer may be ground to obtain a ground surface, and the ground surface may be measured by the four-probe resistivity measuring device. It is desirable to perform surface grinding as the grinding.

このように、四探針抵抗率測定装置を用いた測定を、ポリッシュドウェーハの主表面(PW面)に対して行っても良いし、または研削面に対して行っても良い。研削面を四探針抵抗率測定装置を用いて測定すると、PW面を測定する場合に比べ、四探針抵抗率の測定精度が改善する。 In this way, the measurement using the four-probe resistivity measuring device may be performed on the main surface (PW surface) of the polished wafer, or may be performed on the ground surface. When the ground surface is measured using a four-probe resistivity measuring device, the measurement accuracy of the four-probe resistivity is improved compared to when measuring the PW surface.

前記ポリッシュドウェーハとして、酸素ドナーを消去する熱処理が施されているものを用いることが望ましい。 It is desirable to use a polished wafer that has been subjected to heat treatment to eliminate oxygen donors.

このようにすることで、四探針標準抵抗率の値付けをより精度良く行うことができる。 By doing so, the four-probe standard resistivity can be valued with higher accuracy.

あるいは、前記四探針標準抵抗率が値付けされた標準ポリッシュドウェーハとして、
国際標準にトレース可能な標準ウェーハを用いて四探針抵抗率測定装置を校正する四探針抵抗率測定装置校正工程と、
前記四探針抵抗率測定装置校正工程で校正された前記四探針抵抗率測定装置を用い、酸素ドナーを消去する熱処理が予め施されたシリコン単結晶ウェーハの抵抗率を測定し、四探針標準抵抗率を値付けする値付け工程と、
値付け済み前記シリコン単結晶ウェーハの少なくとも第一主表面を加工してポリッシュドウェーハとなす加工工程と、
前記ポリッシュドウェーハを洗浄する洗浄工程と、
が施されているものを用いることが望ましい。シリコン単結晶ウェーハとして、例えば、主表面が、ラッピング加工された面、研削された面、または、化学エッチングされた面であるものを用いる。
Alternatively, as a standard polished wafer with the four-probe standard resistivity value,
a four-probe resistivity measuring device calibration step of calibrating the four-probe resistivity measuring device using a standard wafer traceable to an international standard;
Using the four-probe resistivity measuring device calibrated in the four-probe resistivity measuring device calibration step, the resistivity of a silicon single crystal wafer that has been previously heat-treated to eliminate oxygen donors is measured. a pricing process for pricing standard resistivity;
a processing step of processing at least the first main surface of the priced silicon single crystal wafer to form a polished wafer;
a cleaning step of cleaning the polished wafer;
It is desirable to use one that has been given. As the silicon single crystal wafer, for example, one whose main surface is a lapped surface, a ground surface, or a chemically etched surface is used.

このような標準ポリッシュドウェーハを用いることで、測定対象であるシリコンエピタキシャル層のC-V抵抗率を、より高い精度で、NIST等の国際標準にトレース可能な四探針抵抗率に換算できる。 By using such a standard polished wafer, the CV resistivity of the silicon epitaxial layer to be measured can be converted into a four-probe resistivity that can be traced to international standards such as NIST with higher precision.

前記第二換算式を、
C-V法で測定可能な抵抗率を有する高抵抗率ポリッシュドウェーハと、0.02Ωcm以下の抵抗率を有する低抵抗率ポリッシュドウェーハとを準備する基板用ポリッシュドウェーハ準備工程と、
前記高抵抗率ポリッシュドウェーハ上、および、前記低抵抗率ポリッシュドウェーハ上のそれぞれに、前記高抵抗率ポリッシュドウェーハと同じ抵抗率かつ同じ導電型のシリコンエピタキシャル層を、同じドーパント濃度の成長条件でエピタキシャル成長させ、前記高抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハと前記低抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハとを準備するエピタキシャルウェーハ準備工程と、
前記低抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハのシリコンエピタキシャル層と、前記高抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハのシリコンエピタキシャル層とをC-V測定する比較用エピタキシャルウェーハのC-V測定工程と、
前記低抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハのシリコンエピタキシャル層と、前記高抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハのシリコンエピタキシャル層とについて、C-V抵抗率を比較する比較工程と
を通して求め、
低抵抗率基板上に形成されたシリコンエピタキシャル層のC-V抵抗率測定結果を、前記第二換算式により、高抵抗率基板を含むシリコンエピタキシャルウェーハに形成されたシリコンエピタキシャル層のC-V抵抗率に換算する第二換算工程を行うことが望ましい。
The second conversion formula is
A substrate polished wafer preparation step of preparing a high resistivity polished wafer having a resistivity that can be measured by the CV method and a low resistivity polished wafer having a resistivity of 0.02 Ωcm or less;
A silicon epitaxial layer having the same resistivity and the same conductivity type as the high resistivity polished wafer is grown on the high resistivity polished wafer and the low resistivity polished wafer under the same dopant concentration growth conditions. an epitaxial wafer preparation step of preparing the high resistivity substrate silicon epitaxial wafer and the low resistivity substrate silicon epitaxial wafer by epitaxial growth;
A CV measurement step of a comparison epitaxial wafer in which the silicon epitaxial layer of the low resistivity substrate silicon epitaxial wafer and the silicon epitaxial layer of the high resistivity substrate silicon epitaxial wafer are CV measured;
Determining the silicon epitaxial layer of the low resistivity substrate silicon epitaxial wafer and the silicon epitaxial layer of the high resistivity substrate silicon epitaxial wafer through a comparison step of comparing CV resistivity,
The CV resistance measurement result of the silicon epitaxial layer formed on the low resistivity substrate is converted to the CV resistance of the silicon epitaxial layer formed on the silicon epitaxial wafer including the high resistivity substrate using the second conversion formula. It is desirable to perform a second conversion step of converting into a rate.

第一換算式による換算に加え、このように第二換算工程を行うことにより、低抵抗率基板上に形成されたシリコンエピタキシャル層のC-V抵抗率を、より高い精度で、NIST等の国際標準にトレース可能な四探針抵抗率に換算できる。 By performing the second conversion process in addition to the conversion using the first conversion formula, the CV resistivity of the silicon epitaxial layer formed on the low-resistivity substrate can be calculated with higher accuracy by international standards such as NIST. It can be converted to four-probe resistivity that can be traced to the standard.

そして、前記第一換算式を求める際、前記標準ポリッシュドウェーハの抵抗率をC-V法で測定する前に、前記標準ポリッシュドウェーハを250℃以上1150℃以下の水素雰囲気中で加熱処理することが望ましい。 When determining the first conversion formula, before measuring the resistivity of the standard polished wafer by the CV method, the standard polished wafer is heat-treated in a hydrogen atmosphere at a temperature of 250° C. or more and 1150° C. or less. This is desirable.

このように加熱処理した標準ポリッシュドウェーハをC-V測定に供することにより、不純物濃度プロファイルまたは抵抗率プロファイルの表層部に高抵抗領域が出現するのを防ぐことができる。 By subjecting the standard polished wafer heat-treated in this manner to CV measurement, it is possible to prevent a high resistance region from appearing in the surface layer portion of the impurity concentration profile or resistivity profile.

また、前記第一換算式を求める際、前記標準ポリッシュドウェーハの第二主表面と、C-V法を用いた測定装置の測定ステージとの間に、導電性クッションを配置しつつ、前記標準ポリッシュドウェーハの第一主表面に高周波電圧を印加して、前記標準ポリッシュドウェーハの抵抗率をC-V法で測定することが望ましい。 Further, when determining the first conversion formula, the standard polished wafer is It is desirable to apply a high frequency voltage to the first main surface of the polished wafer and measure the resistivity of the standard polished wafer by the CV method.

第一換算式を求める際、このように導電性クッションを配置した状態で標準ポリッシュドウェーハのC-V抵抗率を測定することで、抵抗率の異なる高抵抗率ウェーハであっても、ウェーハステージに対する接触抵抗が一定に保たれるので、第一換算式や第二換算式の精度向上が期待できる。 When determining the first conversion formula, by measuring the CV resistivity of a standard polished wafer with the conductive cushion arranged in this way, even if the wafer has a high resistivity with a different resistivity, the wafer stage Since the contact resistance is kept constant, it is expected that the accuracy of the first conversion formula and the second conversion formula will be improved.

以上のように、本発明であれば、標準ポリッシュドウェーハのC-V抵抗率と四探針標準抵抗率とを比較して求められる第一換算式による換算に加え、高抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハに形成されたシリコンエピタキシャル層のC-V抵抗率と、低抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハに形成されたシリコンエピタキシャル層のC-V抵抗率とを比較することにより求められる第二換算式を用いて換算を行うことにより、低抵抗率基板上に形成されたシリコンエピタキシャル層のC-V抵抗率をNIST等の国際標準にトレース可能な四探針抵抗率に換算することが可能になる。 As described above, with the present invention, in addition to the conversion using the first conversion formula obtained by comparing the CV resistivity of a standard polished wafer and the standard four-probe resistivity, the high resistivity substrate silicon epitaxial Using a second conversion formula obtained by comparing the CV resistivity of the silicon epitaxial layer formed on the wafer and the CV resistivity of the silicon epitaxial layer formed on the low resistivity substrate silicon epitaxial wafer. By performing the conversion, it becomes possible to convert the CV resistivity of a silicon epitaxial layer formed on a low resistivity substrate into a four-probe resistivity that can be traced to international standards such as NIST.

本発明の第一の実施形態に係る抵抗率測定方法のうち、第一換算式を求める概略工程を示す概略工程図である。FIG. 2 is a schematic process diagram showing a schematic process of determining a first conversion formula in the resistivity measuring method according to the first embodiment of the present invention. 本発明の抵抗率測定方法のうち、第二換算式を求める概略工程を示す概略工程図である。It is a schematic process diagram which shows the outline process of calculating|requiring a second conversion formula among the resistivity measuring methods of this invention. C-V測定装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a CV measuring device. 第二換算式による換算と第一換算式による換算とを行うことにより、測定対象であるシリコンエピタキシャルウェーハに形成されたシリコンエピタキシャル層のC-V抵抗率測定結果を四探針抵抗率に換算する工程を示す概略図である。By performing conversion using the second conversion formula and conversion using the first conversion formula, the CV resistivity measurement result of the silicon epitaxial layer formed on the silicon epitaxial wafer to be measured is converted into four-probe resistivity. It is a schematic diagram showing a process. 本発明の第二の実施形態に係る抵抗率測定方法のうち、第一換算式を求める概略工程を示す概略工程図である。It is a schematic process diagram which shows the schematic process of calculating|requiring a 1st conversion formula among the resistivity measurement methods based on the 2nd embodiment of this invention. 第二換算式を用いて換算した抵抗率に対し、第二換算式を用いていない場合の抵抗率が有するバイアス量を示したグラフである。It is a graph showing the bias amount of the resistivity when the second conversion formula is not used, with respect to the resistivity converted using the second conversion formula. 四探針標準抵抗率と、第二換算式による換算及び第一換算式による換算を行ったシリコンエピタキシャルウェーハに形成されたシリコンエピタキシャル層のC-V抵抗率測定結果とを比較したグラフである。3 is a graph comparing the four-probe standard resistivity with the CV resistivity measurement results of a silicon epitaxial layer formed on a silicon epitaxial wafer after conversion using a second conversion formula and a first conversion formula.

上述のように、ポリッシュドウェーハ(以下、単に「PWウェーハ」と記載することがある)を用いてC-V法をNIST等の国際標準にトレースする際に行う新たな抵抗率換算を有する抵抗率測定方法の開発が求められていた。 As mentioned above, resistors with a new resistivity conversion that is performed when tracing the CV method to international standards such as NIST using polished wafers (hereinafter sometimes simply referred to as "PW wafers") There was a need to develop a method for measuring the rate.

本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、標準ポリッシュドウェーハのC-V抵抗率と四探針標準抵抗率とを比較することによって求められる第一換算式による換算に加え、高抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層と、低抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層とについて、C-V抵抗率を比較することにより求められる第二換算式を用いて換算を行うことにより、測定対象のシリコンエピタキシャル層のC-V抵抗率をNIST等の国際標準にトレース可能な四探針抵抗率に換算することが可能になることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies on the above-mentioned problem, the present inventors have determined that, in addition to the conversion using the first conversion formula obtained by comparing the CV resistivity of a standard polished wafer and the four-probe standard resistivity, By performing conversion using a second conversion formula obtained by comparing the CV resistivity of the epitaxial layer of the high resistivity substrate silicon epitaxial wafer and the epitaxial layer of the low resistivity substrate silicon epitaxial wafer, The present invention was completed by discovering that it is possible to convert the CV resistivity of a silicon epitaxial layer to be measured into a four-probe resistivity that can be traced to international standards such as NIST.

即ち、本発明は、0.02Ω・cm以下の抵抗率を有する低抵抗率基板を用いて製造されたシリコンエピタキシャルウェーハに形成された測定対象のシリコンエピタキシャル層の抵抗率をC-V法で測定する抵抗率測定方法であって、
前記測定対象のシリコンエピタキシャル層の抵抗率をC-V法で測定して得られるSEMI換算抵抗率または、該SEMI換算抵抗率に所定の換算を施した抵抗率に対して、
四探針標準抵抗率が値付けされた標準ポリッシュドウェーハをC-V法で測定して得られるC-V抵抗率と前記四探針標準抵抗率とを比較することにより求められる第一換算式による換算と、
C-V法で測定可能な抵抗率を有する高抵抗率基板を用いて作製した高抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハのシリコンエピタキシャル層と、0.02Ω・cm以下の抵抗率を有する低抵抗率基板を用いて作製した低抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハのシリコンエピタキシャル層とについて、C-V抵抗率を比較することにより求められる第二換算式による換算と、
を行い、前記測定対象のシリコンエピタキシャル層の四探針抵抗率を得ることを特徴とする抵抗率測定方法である。
That is, the present invention measures the resistivity of a silicon epitaxial layer to be measured formed on a silicon epitaxial wafer manufactured using a low resistivity substrate having a resistivity of 0.02 Ω·cm or less using the CV method. A method for measuring resistivity, comprising:
With respect to the SEMI equivalent resistivity obtained by measuring the resistivity of the silicon epitaxial layer to be measured by the CV method, or the resistivity obtained by performing a predetermined conversion on the SEMI equivalent resistivity,
First conversion obtained by comparing the CV resistivity obtained by measuring a standard polished wafer with a four-probe standard resistivity value using the CV method and the four-probe standard resistivity. Conversion by formula and
A silicon epitaxial layer of a high resistivity substrate silicon epitaxial wafer produced using a high resistivity substrate having a resistivity that can be measured by the CV method, and a low resistivity substrate having a resistivity of 0.02 Ω cm or less. Conversion using a second conversion formula obtained by comparing the CV resistivity with the silicon epitaxial layer of the low resistivity substrate silicon epitaxial wafer produced using the method,
This resistivity measurement method is characterized in that the four-probe resistivity of the silicon epitaxial layer to be measured is obtained by performing the following steps.

以下、本発明について図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.

[第一の実施形態]
以下に、本発明の第一の実施形態を図面に基づいて説明する。
[First embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described below based on the drawings.

図1は、本発明の第一の実施形態に係る抵抗率測定方法のうち、第一換算式を求める概略工程を示す概略工程図である。 FIG. 1 is a schematic process diagram showing a schematic process for determining a first conversion formula in a resistivity measuring method according to a first embodiment of the present invention.

まず、国際標準、例えばNISTにトレース可能な標準ウェーハを用いて、四探針抵抗率測定装置を校正する(図1(a)四探針抵抗率測定装置校正工程)。 First, a four-probe resistivity measuring device is calibrated using a standard wafer that can be traced to an international standard, for example, NIST (FIG. 1(a) four-probe resistivity measuring device calibration step).

例えば、四探針法による抵抗率測定値に対して、NIST(National Institute of Standards and Technology:アメリカ国立標準技術研究所)が提供したSRM2541(0.01Ω・cm)~SRM2547(200Ω・cm)の7水準の抵抗率標準物質(SRM:Standard Reference Material)等へのトレーサビリティーを有する標準ウェーハを用い、四探針抵抗率測定装置の校正および補正を行うことができる。 For example, for resistivity measurements using the four-probe method, SRM2541 (0.01Ω・cm) to SRM2547 (200Ω・cm) provided by NIST (National Institute of Standards and Technology) are used. A four-probe resistivity measuring device can be calibrated and corrected using a standard wafer that has traceability to seven levels of resistivity reference material (SRM) and the like.

この例において四探針抵抗率測定装置を校正するには、該四探針抵抗率測定装置で前記SRM2541~SRM2547等の抵抗率標準物質を測定し、その測定結果が管理基準内であることを確認する。また、補正するには、前記四探針抵抗率測定装置で前記抵抗率標準物質を測定し、その測定結果と前記抵抗率標準物質に付与された標準値との比を求め、その比を前記四探針抵抗率測定装置による測定値に乗ずる。 In this example, to calibrate the four-probe resistivity measuring device, measure the resistivity standard materials such as SRM2541 to SRM2547 with the four-probe resistivity measuring device, and confirm that the measurement results are within the control standards. confirm. In addition, in order to correct, measure the resistivity standard material with the four-probe resistivity measuring device, calculate the ratio of the measurement result to the standard value given to the resistivity standard material, and calculate the ratio as described above. Multiply the value measured by the four-probe resistivity measuring device.

次に、四探針抵抗率測定装置校正工程において校正された前記四探針抵抗率測定装置を用いてPWウェーハの抵抗率を測定し、四探針標準抵抗率を値付けする(図1(b)標準抵抗率値付け工程)。 Next, the resistivity of the PW wafer is measured using the four-probe resistivity measuring device calibrated in the four-probe resistivity measuring device calibration process, and the four-probe standard resistivity is valued (see Fig. 1). b) Standard resistivity pricing process).

前記PWウェーハとしては、C-V法で測定可能な抵抗率を有し、酸素ドナーを消去する熱処理が施されているものを使用することが望ましい。前記PWウェーハのPW面を前記四探針抵抗率測定装置で測定する場合は、四探針標準抵抗率の精度を確保するため、抵抗率を多数回測定し、その平均値を標準値とすることが望ましい。前記PWウェーハを研削(例えば平面研削)加工して研削面とし、該研削面を前記四探針抵抗率測定装置で測定すると、PW面を測定する場合に比べ、四探針標準抵抗率の測定精度が改善する。以降、四探針標準抵抗率の値付けされたPWウェーハを標準PWと呼ぶことがある。 As the PW wafer, it is desirable to use one that has a resistivity that can be measured by the CV method and that has been subjected to heat treatment to eliminate oxygen donors. When measuring the PW surface of the PW wafer with the four-probe resistivity measuring device, in order to ensure the accuracy of the four-probe standard resistivity, the resistivity is measured many times and the average value is used as the standard value. This is desirable. When the PW wafer is processed by grinding (for example, surface grinding) to obtain a ground surface and the ground surface is measured with the four-probe resistivity measuring device, the measurement of the four-probe standard resistivity is faster than when measuring the PW surface. Accuracy improves. Hereinafter, a PW wafer with a four-probe standard resistivity value may be referred to as a standard PW.

続いて、前記標準PWをC-V測定する(図1(c)標準PWのC-V測定工程)。PW標準抵抗率値付け工程(図1(b))で表面を研削加工した場合は、同じ抵抗率を有する別のPWウェーハをC-V測定する。C-V測定の際に、その不純物濃度プロファイルまたは抵抗率プロファイルの表層部に高抵抗領域が出現する場合、前記標準PWをC-V測定する前に、250℃以上1150℃以下の水素雰囲気中で、10分~60分間熱処理することが望ましい。 Subsequently, the standard PW is subjected to CV measurement (FIG. 1(c) CV measurement process of the standard PW). When the surface is ground in the PW standard resistivity value determining process (FIG. 1(b)), another PW wafer having the same resistivity is subjected to CV measurement. If a high resistance region appears in the surface layer of the impurity concentration profile or resistivity profile during CV measurement, the standard PW should be placed in a hydrogen atmosphere at 250°C or higher and 1150°C or lower before performing CV measurement. It is desirable that the heat treatment be carried out for 10 to 60 minutes.

そして、前記標準PWをC-V法で測定して得られるC-V抵抗率と、前記四探針標準抵抗率とを比較すること(図1(d)標準PWのC-V測定値と四探針標準抵抗率との比較工程)により、PWウェーハのC-V測定値を国際標準にトレース可能な四探針抵抗率に換算するための第一換算式を求める(図1(e))。 Then, compare the CV resistivity obtained by measuring the standard PW using the CV method with the four-probe standard resistivity (Figure 1 (d)). A first conversion formula for converting the CV measurement value of the PW wafer into a four-probe resistivity that can be traced to the international standard is obtained by comparing the resistivity with the four-probe standard resistivity (Fig. 1(e)). ).

このようにして求められる第一換算式は、高抵抗率基板を用いる、例えばP型PW、N型PW、P/P型シリコンエピタキシャルウェーハ(以下、単に「EPW」と記載することがある)、N/N型のEPWに適用することができても、低抵抗率基板を用いる、例えばP/P型EPWやN/N型EPWには適用することができない。これは、C-V測定の際にウェーハを固定するウェーハステージとEPW裏面との接触抵抗が、EPW裏面が高抵抗率基板である場合と低抵抗率基板である場合とで異なり、その違いがC-V抵抗率の測定結果に影響を及ぼすからである。 The first conversion formula obtained in this way is based on the use of high resistivity substrates, such as P - type PW, N - type PW, and P/P - type silicon epitaxial wafers (hereinafter simply referred to as "EPW"). However, it cannot be applied to P/P + type EPWs or N/N + type EPWs that use low resistivity substrates, such as P/P + type EPWs. This is because the contact resistance between the wafer stage that fixes the wafer and the backside of the EPW during CV measurement is different depending on whether the backside of the EPW is a high-resistivity substrate or a low-resistivity substrate. This is because it affects the measurement results of CV resistivity.

そこで、シリコンエピタキシャル層(以下、単に「エピ層」と記載することがある)のドーパント濃度が同じ高抵抗率基板EPWと低抵抗率基板EPWとを準備し、これらのEPWのエピ層についてC-V抵抗率を比較することにより、前記低抵抗率基板EPWのエピ層C-V抵抗率から、高抵抗率基板EPWのエピ層C-V抵抗率への換算を行うための第二換算式を求める(図2)。すなわち、図2は、本発明の抵抗率測定方法のうち、第二換算式を求める概略工程を示す概略工程図である。 Therefore, we prepared a high resistivity substrate EPW and a low resistivity substrate EPW in which the dopant concentration of the silicon epitaxial layer (hereinafter sometimes simply referred to as "epi layer") is the same, and the epitaxial layer of these EPWs was C- By comparing the V resistivities, a second conversion formula for converting the epi layer CV resistivity of the low resistivity substrate EPW to the epi layer CV resistivity of the high resistivity substrate EPW is calculated. (Figure 2). That is, FIG. 2 is a schematic process diagram showing a schematic process of determining the second conversion formula in the resistivity measuring method of the present invention.

図2において、まず、C-V法で測定可能な抵抗率を有する高抵抗率PWウェーハと、0.02Ω・cm以下の抵抗率を有する低抵抗率PWウェーハとを準備する(図2(a)基板用PWウェーハ準備工程)。ここで、C-V法で測定可能な抵抗率を有する高抵抗率基板の抵抗率とは、例えば0.1Ω・cm以上1000Ω・cm以下である。 In FIG. 2, first, a high resistivity PW wafer having a resistivity measurable by the CV method and a low resistivity PW wafer having a resistivity of 0.02 Ωcm or less are prepared (FIG. 2(a) ) PW wafer preparation process for substrate). Here, the resistivity of the high resistivity substrate having a resistivity that can be measured by the CV method is, for example, 0.1 Ω·cm or more and 1000 Ω·cm or less.

次に、前記高抵抗率PWウェーハ上、および、低抵抗率PWウェーハ上のそれぞれに、前記高抵抗率PWウェーハと実質的に同じ抵抗率かつ同じ導電型のシリコンエピタキシャル層を、同じドーパント濃度の成長条件でエピタキシャル成長させる。これにより、高抵抗率基板EPWと低抵抗率基板EPWとを準備する(図2(b)比較用EPW準備工程)。 Next, a silicon epitaxial layer having substantially the same resistivity and the same conductivity type as the high resistivity PW wafer is formed on each of the high resistivity PW wafer and the low resistivity PW wafer with the same dopant concentration. Epitaxial growth is performed under growth conditions. As a result, a high resistivity substrate EPW and a low resistivity substrate EPW are prepared (FIG. 2(b) comparative EPW preparation step).

続いて、前記低抵抗率基板EPWのエピ層と前記高抵抗率基板EPWのエピ層とをC-V測定する(図2(c)比較用EPWのC-V測定工程)。さらに、前記低抵抗率基板EPWのエピ層と、前記高抵抗率基板EPWのエピ層とについて、C-V抵抗率を比較する(図2(d)低抵抗率基板EPWのEP層と高抵抗率基板EPWのEP層とについての、C-V抵抗率の比較工程)。 Subsequently, the epitaxial layer of the low resistivity substrate EPW and the epitaxial layer of the high resistivity substrate EPW are subjected to CV measurement (FIG. 2(c) CV measurement process of comparative EPW). Furthermore, the CV resistivity of the epitaxial layer of the low resistivity substrate EPW and the epitaxial layer of the high resistivity substrate EPW is compared (FIG. 2(d)) The EP layer of the low resistivity substrate EPW and the high resistivity CV resistivity comparison process with respect to the EP layer of the substrate EPW).

そして、前記低抵抗率基板EPWのエピ層のC-V抵抗率から高抵抗率基板EPWのエピ層のC-V抵抗率への換算を行うための第二換算式を求める(図2(e))。エピ層と基板との抵抗率が同じ高抵抗率基板EPWは、実質的にPWと同じである。このため、第二換算式は、前記低抵抗率基板EPWのエピ層のC-V抵抗率からPWのC-V抵抗率への換算としても用いることができる。 Then, a second conversion formula for converting the CV resistivity of the epitaxial layer of the low resistivity substrate EPW to the CV resistivity of the epitaxial layer of the high resistivity substrate EPW is determined (Fig. 2(e) )). A high resistivity substrate EPW, in which the epi layer and the substrate have the same resistivity, is substantially the same as PW. Therefore, the second conversion formula can also be used to convert from the CV resistivity of the epitaxial layer of the low resistivity substrate EPW to the CV resistivity of PW.

前記したように、C-V測定の際にEPWが固定されるウェーハステージとEPW裏面との接触抵抗は、EPW裏面が高抵抗率基板である場合と低抵抗率基板である場合との間で異なり、その違いがC-V抵抗率の測定結果に影響を及ぼす。さらに、同じ高抵抗率基板や高抵抗率PWであっても、例えば、1Ω・cmと100Ω・cmとでは、ウェーハステージに対する接触抵抗が異なる。 As mentioned above, the contact resistance between the wafer stage to which the EPW is fixed during CV measurement and the back surface of the EPW is different between when the back surface of the EPW is a high resistivity substrate and when the back surface of the EPW is a low resistivity substrate. The difference affects the CV resistivity measurement results. Furthermore, even if the same high resistivity substrate or high resistivity PW is used, the contact resistance with respect to the wafer stage is different between, for example, 1 Ω·cm and 100 Ω·cm.

そこで、高抵抗率基板EPWあるいは高抵抗率PW(以下、高抵抗率ウェーハと記載することがある。)をウェーハステージに固定してC-V測定する場合、高抵抗率ウェーハと前記ウェーハステージとの間に、導電性クッションを挟みつつC-V測定することが望ましい。すると、抵抗率の異なる高抵抗率ウェーハであっても、ウェーハステージに対する接触抵抗が一定に保たれるので、第一換算式や第二換算式の精度向上が期待できる。 Therefore, when performing CV measurement with a high resistivity substrate EPW or high resistivity PW (hereinafter sometimes referred to as high resistivity wafer) fixed to a wafer stage, the high resistivity wafer and the wafer stage It is desirable to measure CV while sandwiching a conductive cushion between the two. Then, even if high resistivity wafers have different resistivities, the contact resistance with respect to the wafer stage is kept constant, so it can be expected that the accuracy of the first conversion formula and the second conversion formula will be improved.

図3に、高抵抗率ウェーハ3とウェーハステージ6との間に、導電性クッション7を挟みつつC-V測定する際に用いるC-V測定装置10(以下、単に装置10と記載することがある。)の概略図を示す。 FIG. 3 shows a CV measuring device 10 (hereinafter simply referred to as the device 10) used to perform CV measurement while sandwiching a conductive cushion 7 between a high resistivity wafer 3 and a wafer stage 6. ) is shown.

高抵抗率ウェーハ3は、高抵抗率基板1の上にシリコンエピタキシャル層2を気相成長して形成され、P/PまたはN/Nのどちらにでも適用可能であるが、説明の便宜上、P/Pの場合について図示する。さらに、前記装置10は電極が裏面電極であるが、表面電極についても適用可能である。 The high resistivity wafer 3 is formed by vapor phase growth of a silicon epitaxial layer 2 on the high resistivity substrate 1, and can be applied to either P/P - or N/N - , but for convenience of explanation, , P/P - is illustrated. Furthermore, although the device 10 uses back electrodes as electrodes, it is also applicable to front electrodes.

C-V測定の前処理として、高抵抗率ウェーハ3を例えばフッ酸(HF)で処理し、表面に形成された酸化膜を除去する。次に、シリコンエピタキシャル層2表面の所望位置に、金属電極4を形成する。金属電極4の金属は、シリコンエピタキシャル層2がP型の場合はサマリウム(Sm)であることが好適であり、シリコンエピタキシャル層2がN型の場合は金(Au)が好適である。金属電極4として水銀(Hg)を用いる場合は、P型およびN型の両方に適用できる。 As a pretreatment for CV measurement, the high resistivity wafer 3 is treated with, for example, hydrofluoric acid (HF) to remove an oxide film formed on the surface. Next, a metal electrode 4 is formed at a desired position on the surface of the silicon epitaxial layer 2. The metal of the metal electrode 4 is preferably samarium (Sm) when the silicon epitaxial layer 2 is P type, and is preferably gold (Au) when the silicon epitaxial layer 2 is N type. When using mercury (Hg) as the metal electrode 4, it can be applied to both P-type and N-type.

次に、HF処理済み高抵抗率ウェーハ3の第二主表面(主裏面)と、C-V測定装置10の測定ステージ6との間に、導電性クッション7を挟みつつ、前記高抵抗率ウェーハ3の第一主表面に接触させた金属電極4に、高周波電圧を印加して、C-V測定を行う。 Next, the conductive cushion 7 is sandwiched between the second main surface (main back surface) of the HF-treated high resistivity wafer 3 and the measurement stage 6 of the CV measuring device 10, and the high resistivity wafer 3 is A high frequency voltage is applied to the metal electrode 4 in contact with the first main surface of the sample 3, and CV measurement is performed.

導電性クッション7としては、銀やカーボンを練り込んだ抵抗率1Ωcm以下のシリコーンゴムが望ましい。導電性クッション7を用いるのは、高抵抗率ウェーハ1の第二主表面と、C-V測定装置10の測定ステージ6との間のオーミック・コンタクトを良好な一定抵抗率に保つためである。 As the conductive cushion 7, silicone rubber kneaded with silver or carbon and having a resistivity of 1 Ωcm or less is desirable. The reason why the conductive cushion 7 is used is to maintain ohmic contact between the second main surface of the high resistivity wafer 1 and the measurement stage 6 of the CV measurement device 10 at a good constant resistivity.

導電性クッション7を用いない場合、高抵抗率ウェーハ3の第二主表面と、測定ステージ6との間に形成される抵抗の大きさは、高抵抗率基板1の抵抗率により異なる。また、高抵抗率ウェーハ3の裏面と測定ステージ6との吸着の強さによっても異なる。高抵抗率ウェーハ3の第二主表面と測定ステージ6との間に形成される抵抗の大きさは、吸着力が強ければ小さくなり、吸着力が弱ければ大きくなる。 When the conductive cushion 7 is not used, the magnitude of the resistance formed between the second main surface of the high resistivity wafer 3 and the measurement stage 6 varies depending on the resistivity of the high resistivity substrate 1. It also varies depending on the strength of adsorption between the back surface of the high resistivity wafer 3 and the measurement stage 6. The magnitude of the resistance formed between the second main surface of the high resistivity wafer 3 and the measurement stage 6 becomes smaller if the attraction force is strong, and increases if the attraction force is weak.

前記高抵抗率ウェーハ3の第一主表面に接触させた金属電極4に、逆バイアス電圧が印加されると、金属電極4に接触するEP層2の表面近傍に形成される空乏層が拡がる。 When a reverse bias voltage is applied to the metal electrode 4 in contact with the first main surface of the high resistivity wafer 3, the depletion layer formed near the surface of the EP layer 2 in contact with the metal electrode 4 expands.

空乏層幅Wは、次式より求めることができる。
(式1)
W=AεεSi/C
ここで、Aは金属電極4の面積、εは真空誘電率、εSiはシリコンの比誘電率、Cはエピ層2の空乏層が形成する静電容量である。
The depletion layer width W can be determined from the following equation.
(Formula 1)
W=Aε 0 ε Si /C
Here, A is the area of the metal electrode 4, ε 0 is the vacuum dielectric constant, ε Si is the relative dielectric constant of silicon, and C is the capacitance formed by the depletion layer of the epitaxial layer 2.

そして、空乏層幅Wにおけるドーパント濃度N(W)は、次式より求められる。
(式2)
N(W)=2/(qεεSi)*{d(C-2)/dV}-1
ここで、qは電子の電荷量である。
Then, the dopant concentration N(W) in the depletion layer width W is determined by the following equation.
(Formula 2)
N(W)=2/(qε 0 ε Si A 2 )*{d(C -2 )/dV} -1
Here, q is the amount of charge of the electron.

ドーパント濃度N(W)は、空乏層幅W(深さ)との対応リストが作成されると、ドーパント濃度プロファイルとして出力できる。また、ドーパント濃度N(w)は、SEMI MF723-0307を用いて抵抗率(SEMI換算抵抗率)に換算された後、空乏層幅(深さ)との対応リストが作成されると、抵抗率プロファイルとしても出力できる。 Once a list of correspondence between the dopant concentration N (W) and the depletion layer width W (depth) is created, it can be output as a dopant concentration profile. In addition, the dopant concentration N(w) is converted to resistivity (SEMI equivalent resistivity) using SEMI MF723-0307, and a list of correspondence with the depletion layer width (depth) is created. It can also be output as a profile.

前記SEMI換算抵抗率または、該SEMI換算抵抗率に所定の換算を施した抵抗率に対し、前記第一換算式の換算を行うことにより、高抵抗率ウェーハ3のC-V抵抗率の測定結果をNISTにトレース可能な四探針抵抗率に換算することができる。 The measurement result of the CV resistivity of the high resistivity wafer 3 is obtained by converting the SEMI-converted resistivity or the resistivity obtained by performing a predetermined conversion on the SEMI-converted resistivity using the first conversion formula. can be converted into four-probe resistivity that can be traced to NIST.

C-V測定の対象が高抵抗率基板1を含まない場合、すなわち、P/P型EPWやN/N型EPW等の低抵抗率基板EPWである場合、導電性クッション7を使用する必要はない。低抵抗率基板EPWに形成されたエピ層(以下、「EP層」と記載することがある)のC-V抵抗率も、導電性クッション7を用いないこと以外は図3に示すようにして測定することができる。そして、前記SEMI換算抵抗率または、該SEMI換算抵抗率に所定の換算を施した、低抵抗率基板EPWに形成されたEP層のC-V抵抗率測定結果(図4(a))に対し、前記第二換算式を用いた換算(図4(b))と前記第一換算式を用いた換算(図4(c))を行うことにより、前記測定対象のシリコンエピタキシャル層のC-V抵抗率の測定結果をNISTにトレース可能な四探針抵抗率に換算することができる(図4(d))。 When the target of CV measurement does not include the high resistivity substrate 1, that is, when it is a low resistivity substrate EPW such as P/P + type EPW or N/N + type EPW, the conductive cushion 7 is used. There's no need. The CV resistivity of the epitaxial layer (hereinafter sometimes referred to as "EP layer") formed on the low resistivity substrate EPW was also determined as shown in FIG. 3, except that the conductive cushion 7 was not used. can be measured. Then, with respect to the SEMI-converted resistivity or the CV resistivity measurement result (FIG. 4(a)) of the EP layer formed on the low-resistivity substrate EPW, which is obtained by performing a predetermined conversion on the SEMI-converted resistivity. , by performing conversion using the second conversion formula (FIG. 4(b)) and conversion using the first conversion formula (FIG. 4(c)), the CV of the silicon epitaxial layer to be measured is calculated. The resistivity measurement results can be converted into four-probe resistivity that can be traced to NIST (FIG. 4(d)).

SEMI換算抵抗率に施す所定の換算とは、例えば、他のC-V法抵抗率測定装置に合わせ込むための換算、顧客の測定値(顧客換算)に合わせ込むための換算、標準値とのバイアスを補正するための換算などがある。 Predetermined conversions applied to SEMI-converted resistivity include, for example, conversions to match other CV method resistivity measurement devices, conversions to match customer measured values (customer conversion), conversions to match standard values, etc. There are conversions to correct bias, etc.

[第二の実施形態]
以下に、本発明の第二の実施形態を図面に基づいて説明する。
第一の実施形態では、校正済みの四探針抵抗率測定装置を用いてPWウェーハの抵抗率を測定し、四探針標準抵抗率を値付けする。これに対して第二の実施形態では、四探針標準抵抗率の値付けを、主表面がラッピング加工された面(以下、単にLW面と記載することがある。)のシリコン単結晶ウェーハ(以下、単にLWと記載することがある。)、主表面が研削された面(以下、単に研削面と記載することがある。)のシリコン単結晶ウェーハ、または、主表面が化学エッチングされた面(以下、単にCW面と記載することがある。)のシリコン単結晶ウェーハ(以下、単にCWと記載することがある。)に対して行う。
[Second embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described below based on the drawings.
In the first embodiment, the resistivity of a PW wafer is measured using a calibrated four-probe resistivity measuring device, and a four-probe standard resistivity is determined. On the other hand, in the second embodiment, the value of the four-probe standard resistivity is determined using a silicon single crystal wafer (hereinafter sometimes simply referred to as the LW surface) whose main surface is lapped (hereinafter referred to simply as the LW surface). (hereinafter sometimes simply referred to as LW), a silicon single crystal wafer whose main surface is ground (hereinafter sometimes simply referred to as a ground surface), or a surface whose main surface is chemically etched. (Hereinafter, this may be simply referred to as CW surface.) Silicon single crystal wafer (hereinafter, this may be simply referred to as CW).

図5は、本発明の第二の実施形態に係る抵抗率測定方法の概略工程を示す概略工程図である。まず、NISTにトレース可能な標準ウェーハを用いて四探針抵抗率測定装置を校正する(図5(a)四探針抵抗率測定装置校正工程)。 FIG. 5 is a schematic process diagram showing the schematic steps of the resistivity measuring method according to the second embodiment of the present invention. First, a four-probe resistivity measuring device is calibrated using a standard wafer that can be traced to NIST (FIG. 5(a) four-probe resistivity measuring device calibration step).

次に、四探針標準抵抗率の値付けを、主表面がLW面、研削面またはCW面のシリコン単結晶ウェーハに対して行う(図5(b)標準抵抗率値付け工程)。すると、主表面がPW面であるPWウェーハを四探針法で測定する場合に比べ、繰り返し測定のばらつきが小さくなる。CW面には、高輝度平面研削面が含まれる。 Next, a four-probe standard resistivity value is determined for a silicon single crystal wafer whose main surface is an LW surface, a ground surface, or a CW surface (FIG. 5(b) standard resistivity value determination step). As a result, variations in repeated measurements become smaller than when measuring a PW wafer whose main surface is a PW plane using the four-probe method. The CW surface includes a high brightness plane ground surface.

シリコン単結晶中の酸素は、450℃付近の熱処理を受けると、数個の原子が集まって1個の電子を放出し、ドナーを生成する。このため、四探針標準抵抗率の値付けに用いられるシリコン単結晶ウェーハには、低酸素濃度の結晶を用いることが望ましい。また、四探針標準抵抗率の値付け前に、酸素ドナー消去を目的とする熱処理(ドナーキラー熱処理)を行うことが望ましい。 When oxygen in a silicon single crystal is subjected to heat treatment at around 450° C., several atoms come together and release one electron, producing a donor. For this reason, it is desirable to use a crystal with a low oxygen concentration for the silicon single crystal wafer used to value the four-probe standard resistivity. Furthermore, it is desirable to perform heat treatment for the purpose of eliminating oxygen donors (donor killer heat treatment) before setting the value of the four-probe standard resistivity.

続いて、値付け済みシリコン単結晶ウェーハの少なくとも第一主表面を加工して、PWウェーハとなす(図5(c)加工工程)。ウェーハの主表面がLW面の場合、エッチング、化学的機械的研磨(ポリッシング)などを行い、PWウェーハとする。さらに、PW面を清浄にするため、PWウェーハを洗浄する。洗浄には、例えば、アンモニア・過酸化水素水、塩酸・過酸化水素水、オゾン水、フッ酸の組み合わせが用いられる。 Subsequently, at least the first main surface of the priced silicon single crystal wafer is processed to form a PW wafer (FIG. 5(c) processing step). When the main surface of the wafer is an LW surface, etching, chemical mechanical polishing, etc. are performed to obtain a PW wafer. Furthermore, the PW wafer is cleaned to clean the PW surface. For example, a combination of ammonia/hydrogen peroxide, hydrochloric acid/hydrogen peroxide, ozone water, and hydrofluoric acid is used for cleaning.

PWウェーハを洗浄すると、該PWウェーハに水素が導入され、その影響で、当該PWウェーハ表層部の抵抗率が上昇する。その対策として、前記洗浄済みPWウェーハを、250℃以上1150℃以下の温度で加熱処理する。このようにして準備した加熱処理済み標準PWを、C-V測定に使用する。 When a PW wafer is cleaned, hydrogen is introduced into the PW wafer, which increases the resistivity of the surface layer of the PW wafer. As a countermeasure, the cleaned PW wafer is heat-treated at a temperature of 250° C. or higher and 1150° C. or lower. The heat-treated standard PW thus prepared is used for CV measurement.

この標準PWのC-V測定工程(図5(d))以降は、第一の実施形態に記載のC-V測定工程(図1(c)標準PWのC-V測定工程)以降と同じである。 This standard PW CV measurement step (FIG. 5(d)) and subsequent steps are the same as the CV measurement step (FIG. 1(c) standard PW CV measurement step) and subsequent steps described in the first embodiment. It is.

四探針標準抵抗率の値付けを、主表面がLW面、研削面またはCW面のシリコン単結晶ウェーハに対して行うことにより、主表面がPW面のPWウェーハを測定する場合に比べ、繰り返し測定ばらつきが小さくなる。その結果、より精度の高い第一換算式と第二換算式とを得ることができるので、低抵抗率基板EPWに形成されたEP層のC-V抵抗率測定結果を、より精度良く四探針抵抗率に換算することができる。 By performing the four-probe standard resistivity value measurement on a silicon single crystal wafer whose main surface is an LW surface, a ground surface, or a CW surface, it is easier to repeat than when measuring a PW wafer whose main surface is a PW surface. Measurement variation is reduced. As a result, it is possible to obtain the first conversion formula and the second conversion formula with higher accuracy, so that the CV resistivity measurement results of the EP layer formed on the low resistivity substrate EPW can be calculated more accurately. It can be converted into needle resistivity.

以下、実施例及び比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下の実施例の説明における参照番号は、図3に示した参照番号に対応する。 Hereinafter, the present invention will be specifically explained using Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto. Note that the reference numbers in the following description of the embodiments correspond to the reference numbers shown in FIG.

[実施例1]
まず、第二換算式を求めるための基板用PWウェーハとして、直径300mm、P型、<100>のPWウェーハについて、C-V法で測定可能な1~100Ω・cmの抵抗率を有する5水準の高抵抗率PWウェーハ5枚と、抵抗率0.015Ω・cmの低抵抗率PWウェーハ5枚とを準備した。
[Example 1]
First, as a PW wafer for a substrate to obtain the second conversion formula, for a PW wafer with a diameter of 300 mm, P type, and <100>, five levels having a resistivity of 1 to 100 Ω・cm that can be measured by the CV method are used. Five high resistivity PW wafers with a resistivity of 0.015 Ω·cm and five low resistivity PW wafers with a resistivity of 0.015 Ω·cm were prepared.

次に、前記高抵抗率PWウェーハ1上、および、低抵抗率PWウェーハ1上のそれぞれに、前記高抵抗率PWウェーハと実質的に同じ抵抗率かつ同じ導電型のシリコンエピタキシャル層2を、同じドーパント濃度の成長条件でエピタキシャル成長させた。例えば、抵抗率1Ω・cmの高抵抗率P型PWウェーハ1上、および、抵抗率0.015Ω・cmの低抵抗率P型PWウェーハ1上のそれぞれに、抵抗率略1Ω・cmのP型シリコンエピタキシャル層2を、同じドーパント濃度の成長条件でエピタキシャル成長させて、EPW3(低抵抗率基板EPWおよび高抵抗率基板EPW)とした。 Next, on each of the high resistivity PW wafer 1 and the low resistivity PW wafer 1, a silicon epitaxial layer 2 having substantially the same resistivity and the same conductivity type as the high resistivity PW wafer is coated. Epitaxial growth was performed under growth conditions of dopant concentration. For example, on a high resistivity P type PW wafer 1 with a resistivity of 1 Ω·cm and on a low resistivity P type PW wafer 1 with a resistivity of 0.015 Ω·cm, a P type with a resistivity of approximately 1 Ω·cm is applied. The silicon epitaxial layer 2 was epitaxially grown under the same dopant concentration growth conditions to form EPW3 (low resistivity substrate EPW and high resistivity substrate EPW).

続いて、EPW3の主表面に電極4を形成し、エピタキシャル成長済みの前記高抵抗率PW1を有するEPW3と前記低抵抗率PW1を有するEPW3のそれぞれのエピ層2について、C-V測定した。前記高抵抗率基板EPW3のエピ層2についてC-V測定する際には、該高抵抗率基板EPW3とウェーハステージ6との間に、抵抗率0.9Ω・cmの導電性クッション7を挟んだ状態で、前記高抵抗率基板EPW3をウェーハステージ6に吸着保持して測定した。 Subsequently, an electrode 4 was formed on the main surface of the EPW 3, and CV measurement was performed on each of the epitaxially grown epitaxial layers 2 of the EPW 3 having the high resistivity PW1 and the EPW 3 having the low resistivity PW1. When performing CV measurement on the epitaxial layer 2 of the high resistivity substrate EPW3, a conductive cushion 7 with a resistivity of 0.9 Ω cm was sandwiched between the high resistivity substrate EPW3 and the wafer stage 6. In this state, the high resistivity substrate EPW3 was held by suction on the wafer stage 6 for measurement.

そして、前記低抵抗率基板EPW3のエピ層2と、前記高抵抗率基板EPW3のエピ層2とについてC-V抵抗率を比較し、前記低抵抗率基板EPWのエピ層のC-V抵抗率から高抵抗率基板EPWのエピ層のC-V抵抗率への換算を行うための第二換算式を求めた。 Then, the CV resistivity of the epitaxial layer 2 of the low resistivity substrate EPW3 and the epitaxial layer 2 of the high resistivity substrate EPW3 is compared, and the CV resistivity of the epitaxial layer of the low resistivity substrate EPW is A second conversion formula for converting to the CV resistivity of the epitaxial layer of the high resistivity substrate EPW was determined.

図6に、前記高抵抗率基板EPWのエピ層と前記低抵抗率基板EPWのエピ層とのC-V抵抗率の比、すなわち、第二換算式を用いて換算した抵抗率に対する、第二換算式を用いていない場合の抵抗率のバイアス量(測定値-標準値)を百分率で示した。第二換算式を用いない場合、抵抗率10Ω・cmの水準では約1%、抵抗率100Ω・cmの水準では約6%、抵抗率が高めに測定されることが判る。 FIG. 6 shows the CV resistivity ratio of the epitaxial layer of the high resistivity substrate EPW and the epitaxial layer of the low resistivity substrate EPW, that is, the second The bias amount of resistivity (measured value - standard value) when no conversion formula is used is shown as a percentage. It can be seen that when the second conversion formula is not used, the resistivity is measured to be higher by about 1% at a resistivity level of 10 Ω·cm and by about 6% at a resistivity level of 100 Ω·cm.

図6の縦軸の『バイアス(%)』の定義は以下の通りである。
バイアス(%)=(測定値-標準値)/標準値×100(%)
The definition of "bias (%)" on the vertical axis in FIG. 6 is as follows.
Bias (%) = (measured value - standard value) / standard value x 100 (%)

さらに、四探針法で測定して予め求めた四探針標準抵抗率が値付けされた標準PWをC-V法で測定して得られたC-V抵抗率と、前記四探針標準抵抗率とを比較することにより、高抵抗率PWウェーハのC-V測定値を国際標準にトレース可能な四探針抵抗率に換算するための第一換算式を求めた。 Furthermore, the CV resistivity obtained by measuring the standard PW with the four-probe standard resistivity determined in advance by the four-probe method using the CV method, and the four-probe standard resistivity determined in advance by the four-probe method. By comparing the resistivity with the resistivity, a first conversion formula for converting the CV measurement value of the high resistivity PW wafer into a four-probe resistivity that can be traced to the international standard was determined.

一方で、測定対象として、0.015Ω・cmの抵抗率を有する低抵抗率基板を用いて製造されたシリコンエピタキシャルウェーハ(EPW)を準備した。このEPWに形成されたシリコンエピタキシャル層の抵抗率をC-V測定し、低抵抗率基板上に形成された、測定対象であるシリコンエピタキシャル層(EP層)のSEMI換算抵抗率を得た。 On the other hand, a silicon epitaxial wafer (EPW) manufactured using a low resistivity substrate having a resistivity of 0.015 Ω·cm was prepared as a measurement target. The resistivity of the silicon epitaxial layer formed on this EPW was measured by CV, and the SEMI equivalent resistivity of the silicon epitaxial layer (EP layer) formed on the low resistivity substrate to be measured was obtained.

最後に、測定対象であるシリコンエピタキシャル層のSEMI換算抵抗率に対し、前記第二換算式を用いた換算と前記第一換算式を用いた換算とを行うことにより、前記低抵抗率基板EPWに形成された測定対象のEP層のC-V抵抗率の測定結果を、NISTにトレース可能な四探針抵抗率に換算した。 Finally, the SEMI equivalent resistivity of the silicon epitaxial layer to be measured is converted using the second conversion formula and the first conversion formula to obtain the low resistivity substrate EPW. The measurement result of the CV resistivity of the formed EP layer to be measured was converted into a four-probe resistivity that can be traced to NIST.

図7に、四探針法で測定して予め求めた四探針標準抵抗率と、NISTにトレース可能な四探針抵抗率に換算した、測定対象であるEP層のC-V抵抗率測定結果(換算後)とを比較したグラフを示す。図7に示すように、本発明によると、四探針抵抗率と測定対象であるEP層のC-V抵抗率測定結果とが実質的に同じ値になる。 Figure 7 shows the four-probe standard resistivity determined in advance by measuring with the four-probe method, and the CV resistivity measurement of the EP layer that is the measurement target, converted to the four-probe resistivity that can be traced to NIST. A graph comparing the results (after conversion) is shown. As shown in FIG. 7, according to the present invention, the four-probe resistivity and the CV resistivity measurement result of the EP layer to be measured have substantially the same value.

すなわち、本発明によれば、低抵抗率基板を用いて製造されたシリコンエピタキシャルウェーハに形成された測定対象のシリコンエピタキシャル層のC-V抵抗率をNIST等の国際標準にトレース可能な四探針抵抗率に換算することが可能になる。言い換えると、PWウェーハを用いてC-V法をNIST等の国際標準にトレースする際に行う新たな抵抗率換算を有する抵抗率測定方法を提供することができる。 That is, according to the present invention, the four-point probe is capable of tracing the CV resistivity of a silicon epitaxial layer to be measured, which is formed on a silicon epitaxial wafer manufactured using a low resistivity substrate, to an international standard such as NIST. It becomes possible to convert it into resistivity. In other words, it is possible to provide a resistivity measurement method having a new resistivity conversion performed when tracing the CV method to an international standard such as NIST using a PW wafer.

標準PWのC-V抵抗率と前記四探針標準抵抗率とを比較する第一換算式を用いる換算に加え、本発明を用いて、高抵抗率基板EPWと低抵抗率基板EPWとについてEP層のC-V抵抗率を比較することにより求められる第二換算式による換算を行うことにより、低抵抗率基板を用いて製造されたEPWに形成されたEP層のC-V抵抗率をNIST等の国際標準にトレース可能な四探針抵抗率に換算することが可能になる。 In addition to the conversion using the first conversion formula that compares the CV resistivity of the standard PW and the four-probe standard resistivity, the present invention can be used to calculate EP for the high resistivity substrate EPW and the low resistivity substrate EPW. By performing conversion using the second conversion formula obtained by comparing the CV resistivities of the layers, the CV resistivity of the EP layer formed on the EPW manufactured using the low resistivity substrate can be calculated using the NIST It becomes possible to convert it into a four-probe resistivity that can be traced to international standards such as

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

1…高抵抗率基板、 2…シリコンエピタキシャル層、 3…エピタキシャルウェーハ、 4…金属電極、 6…ウェーハステージ、 7…導電性クッション、 10…C-V測定装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... High resistivity substrate, 2... Silicon epitaxial layer, 3... Epitaxial wafer, 4... Metal electrode, 6... Wafer stage, 7... Conductive cushion, 10... CV measuring device.

Claims (11)

0.02Ω・cm以下の抵抗率を有する低抵抗率基板を用いて製造されたシリコンエピタキシャルウェーハに形成された測定対象のシリコンエピタキシャル層の抵抗率をC-V法で測定する抵抗率測定方法であって、
前記測定対象のシリコンエピタキシャル層の抵抗率をC-V法で測定して得られるSEMI換算抵抗率または、該SEMI換算抵抗率に所定の換算を施した抵抗率に対して、
四探針標準抵抗率が値付けされた標準ポリッシュドウェーハをC-V法で測定して得られるC-V抵抗率と前記四探針標準抵抗率とを比較することにより求められる第一換算式による換算と、
C-V法で測定可能な抵抗率を有する高抵抗率基板を用いて作製した高抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハのシリコンエピタキシャル層と、0.02Ω・cm以下の抵抗率を有する低抵抗率基板を用いて作製した低抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハのシリコンエピタキシャル層とについて、C-V抵抗率を比較することにより求められる第二換算式による換算と、
を行い、前記測定対象のシリコンエピタキシャル層の四探針抵抗率を得ることを特徴とする抵抗率測定方法。
A resistivity measurement method that measures the resistivity of a silicon epitaxial layer to be measured formed on a silicon epitaxial wafer manufactured using a low resistivity substrate having a resistivity of 0.02 Ω cm or less using the CV method. There it is,
With respect to the SEMI equivalent resistivity obtained by measuring the resistivity of the silicon epitaxial layer to be measured by the CV method, or the resistivity obtained by performing a predetermined conversion on the SEMI equivalent resistivity,
First conversion obtained by comparing the CV resistivity obtained by measuring a standard polished wafer with a four-probe standard resistivity value using the CV method and the four-probe standard resistivity. Conversion by formula and
A silicon epitaxial layer of a high resistivity substrate silicon epitaxial wafer produced using a high resistivity substrate having a resistivity that can be measured by the CV method, and a low resistivity substrate having a resistivity of 0.02 Ω cm or less. Conversion using a second conversion formula obtained by comparing the CV resistivity with the silicon epitaxial layer of the low resistivity substrate silicon epitaxial wafer produced using the method,
A method for measuring resistivity, characterized in that the four-probe resistivity of the silicon epitaxial layer to be measured is obtained.
前記標準ポリッシュドウェーハに対する四探針標準抵抗率の値付けは、
国際標準にトレース可能な標準ウェーハを用いて、四探針抵抗率測定装置を校正する四探針抵抗率測定装置校正工程と、
前記四探針抵抗率測定装置校正工程において校正された四探針抵抗率測定装置を用いて、ポリッシュドウェーハに前記四探針標準抵抗率を値付けするポリッシュドウェーハ標準抵抗率値付け工程と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の抵抗率測定方法。
The four-probe standard resistivity value for the standard polished wafer is as follows:
a four-probe resistivity measuring device calibration process of calibrating the four-probe resistivity measuring device using a standard wafer that can be traced to an international standard;
a polished wafer standard resistivity value valuing step of valuing the four-probe standard resistivity of the polished wafer using the four-probe resistivity measuring device calibrated in the four-probe resistivity measuring device calibration step; ,
The resistivity measuring method according to claim 1, characterized in that it has the following.
前記ポリッシュドウェーハ標準抵抗率値付け工程では、前記ポリッシュドウェーハの主表面を前記四探針抵抗率測定装置で測定することを特徴とする請求項2に記載の抵抗率測定方法。 3. The resistivity measuring method according to claim 2, wherein in the polished wafer standard resistivity value determining step, the main surface of the polished wafer is measured by the four-probe resistivity measuring device. 前記ポリッシュドウェーハ標準抵抗率値付け工程では、前記ポリッシュドウェーハを研削して研削面とし、該研削面を前記四探針抵抗率測定装置で測定することを特徴とする請求項2に記載の抵抗率測定方法。 3. In the polished wafer standard resistivity value setting step, the polished wafer is ground to obtain a ground surface, and the ground surface is measured by the four-probe resistivity measuring device. Resistivity measurement method. 前記研削として平面研削を行うことを特徴とする請求項4に記載の抵抗率測定方法。 5. The resistivity measuring method according to claim 4, wherein surface grinding is performed as the grinding. 前記ポリッシュドウェーハとして、酸素ドナーを消去する熱処理が施されているものを用いることを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の抵抗率測定方法。 5. The resistivity measuring method according to claim 4, wherein the polished wafer is a wafer that has been subjected to a heat treatment to eliminate oxygen donors. 前記四探針標準抵抗率が値付けされた標準ポリッシュドウェーハとして、
国際標準にトレース可能な標準ウェーハを用いて四探針抵抗率測定装置を校正する四探針抵抗率測定装置校正工程と、
前記四探針抵抗率測定装置校正工程で校正された前記四探針抵抗率測定装置を用い、酸素ドナーを消去する熱処理が予め施されたシリコン単結晶ウェーハの抵抗率を測定し、四探針標準抵抗率を値付けする値付け工程と、
値付け済み前記シリコン単結晶ウェーハの少なくとも第一主表面を加工してポリッシュドウェーハとなす加工工程と、
前記ポリッシュドウェーハを洗浄する洗浄工程と、
が施されているものを用いることを特徴とする請求項1に記載の抵抗率測定方法。
As a standard polished wafer with the four-probe standard resistivity value,
a four-probe resistivity measuring device calibration step of calibrating the four-probe resistivity measuring device using a standard wafer traceable to an international standard;
Using the four-probe resistivity measuring device calibrated in the four-probe resistivity measuring device calibration step, the resistivity of a silicon single crystal wafer that has been previously heat-treated to eliminate oxygen donors is measured. a pricing process for pricing standard resistivity;
a processing step of processing at least the first main surface of the priced silicon single crystal wafer to form a polished wafer;
a cleaning step of cleaning the polished wafer;
2. The resistivity measuring method according to claim 1, wherein a resistivity measuring method is used.
前記シリコン単結晶ウェーハとして、主表面が、ラッピング加工された面、研削された面、または、化学エッチングされた面であるものを用いることを特徴とする請求項7に記載の抵抗率測定方法。 8. The resistivity measuring method according to claim 7, wherein the silicon single crystal wafer is a wafer whose main surface is a lapped surface, a ground surface, or a chemically etched surface. 前記第二換算式を、
C-V法で測定可能な抵抗率を有する高抵抗率ポリッシュドウェーハと、0.02Ωcm以下の抵抗率を有する低抵抗率ポリッシュドウェーハとを準備する基板用ポリッシュドウェーハ準備工程と、
前記高抵抗率ポリッシュドウェーハ上、および、前記低抵抗率ポリッシュドウェーハ上のそれぞれに、前記高抵抗率ポリッシュドウェーハと同じ抵抗率かつ同じ導電型のシリコンエピタキシャル層を、同じドーパント濃度の成長条件でエピタキシャル成長させ、前記高抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハと前記低抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハとを準備するエピタキシャルウェーハ準備工程と、
前記低抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハのシリコンエピタキシャル層と、前記高抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハのシリコンエピタキシャル層とをC-V測定する比較用エピタキシャルウェーハのC-V測定工程と、
前記低抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハのシリコンエピタキシャル層と、前記高抵抗率基板シリコンエピタキシャルウェーハのシリコンエピタキシャル層とについて、C-V抵抗率を比較する比較工程と
を通して求め、
低抵抗率基板上に形成されたシリコンエピタキシャル層のC-V抵抗率測定結果を、前記第二換算式により、高抵抗率基板を含むシリコンエピタキシャルウェーハに形成されたシリコンエピタキシャル層のC-V抵抗率に換算する第二換算工程を行うことを特徴とする請求項1に記載の抵抗率測定方法。
The second conversion formula is
A substrate polished wafer preparation step of preparing a high resistivity polished wafer having a resistivity that can be measured by the CV method and a low resistivity polished wafer having a resistivity of 0.02 Ωcm or less;
A silicon epitaxial layer having the same resistivity and the same conductivity type as the high resistivity polished wafer is grown on the high resistivity polished wafer and the low resistivity polished wafer under the same dopant concentration growth conditions. an epitaxial wafer preparation step of preparing the high resistivity substrate silicon epitaxial wafer and the low resistivity substrate silicon epitaxial wafer by epitaxial growth;
A CV measurement step of a comparison epitaxial wafer in which the silicon epitaxial layer of the low resistivity substrate silicon epitaxial wafer and the silicon epitaxial layer of the high resistivity substrate silicon epitaxial wafer are CV measured;
Determining the silicon epitaxial layer of the low resistivity substrate silicon epitaxial wafer and the silicon epitaxial layer of the high resistivity substrate silicon epitaxial wafer through a comparison step of comparing CV resistivity,
The CV resistance measurement result of the silicon epitaxial layer formed on the low resistivity substrate is converted to the CV resistance of the silicon epitaxial layer formed on the silicon epitaxial wafer including the high resistivity substrate using the second conversion formula. 2. The resistivity measuring method according to claim 1, further comprising performing a second conversion step of converting into a resistivity.
前記第一換算式を求める際に、前記標準ポリッシュドウェーハの抵抗率をC-V法で測定する前に、前記標準ポリッシュドウェーハを250℃以上1150℃以下の水素雰囲気中で加熱処理することを特徴とする請求項1に記載の抵抗率測定方法。 When determining the first conversion formula, before measuring the resistivity of the standard polished wafer by the CV method, heat treating the standard polished wafer in a hydrogen atmosphere at a temperature of 250° C. or more and 1150° C. or less. The method for measuring resistivity according to claim 1, characterized in that: 前記第一換算式を求める際、前記標準ポリッシュドウェーハの第二主表面と、C-V法を用いた測定装置の測定ステージとの間に、導電性クッションを配置しつつ、前記標準ポリッシュドウェーハの第一主表面に高周波電圧を印加して、前記標準ポリッシュドウェーハの抵抗率をC-V法で測定することを特徴とする請求項1に記載の抵抗率測定方法。 When determining the first conversion formula, the standard polished wafer is 2. The resistivity measuring method according to claim 1, wherein the resistivity of the standard polished wafer is measured by a CV method by applying a high frequency voltage to the first main surface of the wafer.
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JP6504133B2 (en) * 2016-08-25 2019-04-24 信越半導体株式会社 Method of manufacturing resistivity standard sample and method of measuring resistivity of epitaxial wafer
JP7056609B2 (en) * 2019-02-22 2022-04-19 信越半導体株式会社 Semiconductor wafer for resistivity calibration for use in CV measurement and its manufacturing method
JP7172747B2 (en) * 2019-03-06 2022-11-16 信越半導体株式会社 Method for measuring resistivity of silicon single crystal

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