JP2855475B2 - Silicon wafer manufacturing method - Google Patents
Silicon wafer manufacturing methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、シリコンウェーハの製造方法に関し、特
に、化学研磨工程で表裏両面が化学研磨された未鏡面研
磨の引上シリコンウェーハに対し平行偏光をブリュース
ター角で入射せしめて測定した光透過特性と表裏両面が
鏡面研磨された対照としての浮遊帯域シリコンウェーハ
に対し平行偏光をブリュースター角で入射せしめて測定
した光透過特性とから引上シリコンウェーハの置換型炭
素濃度を算出し基準値と比較することにより置換型炭素
濃度が不良の引上シリコンウェーハを排除してなるシリ
コンウェーハの製造方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (1) Object of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for manufacturing a silicon wafer, and in particular, to a method of polishing a non-mirror surface whose front and rear surfaces are chemically polished in a chemical polishing step. Light transmission characteristics measured by injecting parallel polarized light at a Brewster angle to a silicon wafer and light transmission measured by injecting parallel polarized light at a Brewster angle to a floating band silicon wafer as a control whose front and back surfaces are mirror-polished The present invention relates to a method for manufacturing a silicon wafer by calculating a substitutional carbon concentration of a pulled-up silicon wafer from characteristics and comparing the calculated value with a reference value, thereby removing a pulled-up silicon wafer having a defective substitutional carbon concentration.
［従来の技術］ 従来、この種のシリコンウェーハの製造方法として
は、表裏両面が化学研磨され未だ鏡面研磨されていない
製造ラインから抜き取られた引上シリコンウェーハと、
表裏両面が化学研磨されかつ化学研磨によって引上シリ
コンウェーハの表裏両面と同一の光学的挙動を確保する
よう加工された対照としての浮遊帯域シリコンウェーハ
とに対して赤外光を同時に入射せしめることにより、引
上シリコンウェーハの光透過特性および浮遊帯域シリコ
ンウェーハの光透過特性を測定して引上シリコンウェー
ハの置換型炭素濃度を求め、その求められた置換型炭素
濃度に応じて不良の引上シリコンウェーハか否かを判断
するものが、提案されていた。[Prior art] Conventionally, as a method for manufacturing a silicon wafer of this type, a pulling silicon wafer extracted from a manufacturing line whose front and rear surfaces are chemically polished and not yet mirror polished,
By simultaneously irradiating infrared light to a floating zone silicon wafer as a control whose front and back surfaces are chemically polished and processed by chemical polishing to ensure the same optical behavior as the front and back surfaces of the pulled silicon wafer The light transmission characteristics of the pulled silicon wafer and the light transmission characteristics of the floating zone silicon wafer are measured to determine the substitutional carbon concentration of the pulled silicon wafer, and the defective silicon is determined according to the obtained substitutional carbon concentration. A device for determining whether a wafer is a wafer has been proposed.
［解決すべき問題点］ しかしながら、従来のシリコンウェーハの製造方法で
は、引上シリコンウェーハと浮遊帯域シリコンウェーハ
とが光学的挙動を同一とされていたので、（ｉ）測定作
業が煩雑で時間を要する欠点があり、ひいては（ii）製
造ライン中で引上シリコンウェーハを全数検査すること
が事実上不可能となる欠点があって、（iii）不良の引
上シリコンウェーハに不必要な加工処理を施してしまう
欠点があり、結果的に（iv）製造ラインの生産性を改善
できない欠点があった。[Problems to be Solved] However, in the conventional method of manufacturing a silicon wafer, since the pulled silicon wafer and the floating zone silicon wafer have the same optical behavior, (i) the measurement operation is complicated and time is required. (Ii) there is a drawback that it is virtually impossible to inspect all the lifted silicon wafers in the production line, and (iii) unnecessary processing is performed on defective lifted silicon wafers. And (iv) as a result, the productivity of the production line cannot be improved.
そこで、本発明は、これらの欠点を除去する目的で、
表裏両面が鏡面研磨された浮遊帯域シリコンウェーハを
そのまま対照として使用可能とすることにより測定作業
を簡潔としかつ引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度
を製造ライン中の所望の箇所で全数検査可能としてなる
シリコンウェーハの製造方法を提供せんとするものであ
る。Therefore, the present invention aims to eliminate these disadvantages,
The floating zone silicon wafers with mirror-polished front and back surfaces can be used as a control as it is as a control, simplifying the measurement work and enabling 100% inspection of the substitutional carbon concentration of the pulled silicon wafers at desired locations in the production line. It is intended to provide a method for manufacturing a silicon wafer.
（２）発明の構成 ［問題点の解決手段］ 本発明により提供される問題点の解決手段は、 「引上シリコン単結晶から切り出されたウェーハに対し
化学研磨工程を含む一連の処理工程を施すことにより引
上シリコンウェーハを作成してなるシリコンウェーハの
製造方法において、 （ａ）化学研磨工程で表裏両面が化学研磨された未鏡面
研磨の引上シリコンウェーハに対し平行偏光をブリュー
スター角で入射せしめることにより引上シリコンウェー
ハの光透過特性を測定するための第１の工程と、 （ｂ）表裏両面が鏡面研磨された対照としての浮遊帯域
シリコンウェーハに対し平行偏光をブリュースター角で
入射せしめることにより浮遊帯域シリコンウェーハの光
透過特性を測定するための第２の工程と、 （ｃ）第１の工程によって測定された引上シリコンウェ
ーハの光透過特性と第２の工程によって測定された浮遊
帯域シリコンウェーハの光透過特性とから引上シリコン
ウェーハの置換型炭素濃度を算出するための第３の工程
と、 （ｄ）第３の工程によって算出された引上シリコンウェ
ーハの置換型炭素濃度を基準値と比較するための第４の
工程と、 （ｅ）第４の工程によって比較された結果に応じ置換型
炭素濃度が不良の引上シリコンウェーハを排除するため
の第５の工程と を備えてなることを特徴とするシリコンウェーハの製造
方法」 である。(2) Configuration of the Invention [Solution of Problem] The solution of the problem provided by the present invention is to perform a series of processing steps including a chemical polishing step on a wafer cut from a pulled silicon single crystal. (A) Parallel polarized light is incident at a Brewster angle on a non-mirror polished silicon wafer whose front and back surfaces are chemically polished in a chemical polishing step. A first step for measuring the light transmission characteristics of the pull-up silicon wafer by applying the same; and (b) parallel polarized light is incident at a Brewster angle on a floating band silicon wafer as a control whose front and rear surfaces are mirror-polished. A second step for measuring the light transmission characteristics of the floating zone silicon wafer, and (c) the light transmission characteristic measured by the first step. A third step for calculating the substitutional carbon concentration of the pulled silicon wafer from the light transmission characteristics of the upper silicon wafer and the light transmission characteristics of the floating zone silicon wafer measured in the second step; (d) A fourth step for comparing the substitutional carbon concentration of the pull-up silicon wafer calculated in the third step with a reference value; and (e) the substitutional carbon concentration is defective according to the result of the fourth step. And a fifth step for eliminating the raised silicon wafer.
［作用］ 本発明にかかるシリコンウェーハの製造方法は、上述
の［問題点の解決手段］の欄に明示したごとく、化学研
磨工程で表裏両面が化学研磨された未鏡面研磨の引上シ
リコンウェーハの光透過特性と表裏両面が鏡面研磨され
た浮遊帯域シリコンウェーハの光透過特性とから引上シ
リコンウェーハの置換型炭素濃度を算出し基準値と比較
することにより置換型炭素濃度が不良の引上シリコンウ
ェーハを排除しているので、 （ｉ）表裏両面が鏡面研磨された浮遊帯域シリコンウェ
ーハを加工することなく鏡面のままで使用可能とする作
用 をなし、ひいては （ii）引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度の測定作
業を簡潔とする作用 をなし、これにより （iii）引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度を製造
ライン中の所望の箇所で全数検査によって測定可能とす
る作用 をなし、結果的に （iv）製造ラインの生産性を改善する作用 をなす。[Operation] The silicon wafer manufacturing method according to the present invention provides a method for producing a non-mirror polished silicon wafer that has been chemically polished on both front and back surfaces in a chemical polishing step, as clearly described in the section of [Means for Solving the Problems]. Calculate the substitutional carbon concentration of the pulled silicon wafer from the light transmission characteristics and the light transmission characteristics of the floating zone silicon wafer whose front and back surfaces are mirror-polished, and compare it with the reference value. Since the wafer is eliminated, (i) the floating zone silicon wafer whose front and back surfaces are mirror-polished can be used as a mirror surface without processing, and (ii) the replacement type of the lifted silicon wafer It has the effect of simplifying the measurement of carbon concentration, and (iii) 100% of the replacement carbon concentration of the lifted silicon wafer can be detected at a desired place in the production line. No action to be measured by, resulting in (iv) an action to improve the productivity of the production line.
［実施例］ 次に、本発明にかかるシリコンウェーハの製造方法に
ついて、その好ましい実施例を挙げ、添付図面を参照し
つつ、具体的に説明する。[Examples] Next, a method for manufacturing a silicon wafer according to the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings by way of preferred embodiments.
（添付図面の説明） 第１図は、本発明にかかるシリコンウェーハの製造方
法の第１の実施例を実行する測定装置を示すための簡略
構成図である。(Description of the accompanying drawings) Fig. 1 is a simplified configuration diagram showing a measuring apparatus for performing a first embodiment of a method for manufacturing a silicon wafer according to the present invention.
第２図は、本発明にかかるシリコンウェーハの製造方
法の第１の実施例を実行する搬送装置を示すための簡略
構成図である。FIG. 2 is a simplified configuration diagram showing a transfer apparatus for executing the first embodiment of the method for manufacturing a silicon wafer according to the present invention.
第３図および第４図は、本発明にかかるシリコンウェ
ーハの製造方法の一実施例を説明するための説明図であ
る。FIG. 3 and FIG. 4 are explanatory views for explaining one embodiment of the method for manufacturing a silicon wafer according to the present invention.
（第１の実施例の構成・作用） まず、本発明にかかるシリコンウェーハの製造方法の
第１の実施例について、その構成および作用を詳細に説
明する。First, the configuration and operation of the first embodiment of the method for manufacturing a silicon wafer according to the present invention will be described in detail.
本発明にかかるシリコンウェーハの製造方法は、製造
ライン中の化学研磨工程に付随して実行される洗浄工程
ののち、ゲッタリング工程および鏡面研磨工程に先行し
て置換型炭素濃度の測定工程が実行される。In the method for manufacturing a silicon wafer according to the present invention, a cleaning step performed accompanying a chemical polishing step in a manufacturing line is followed by a step of measuring a substitutional carbon concentration prior to a gettering step and a mirror polishing step. Is done.
すなわち、本発明にかかるシリコンウェーハの製造方
法における測定工程は、製造ライン中の化学研磨工程に
よって表裏両面が化学研磨され洗浄工程で洗浄された引
上シリコンウェーハ（“化学研磨引上シリコンウェー
ハ”という）に対し平行偏光をブリュースター角φＢで
入射せしめることにより引上シリコンウェーハ（すなわ
ち化学研磨引上シリコンウェーハ）の光透過特性（ここ
では透過光強度IOBS;以下同様）を測定するための第１
の工程と、表裏両面が鏡面研磨された対照としての浮遊
帯域シリコンウェーハ（“鏡面研磨浮遊帯域シリコンウ
ェーハ”という）に対し平行偏光をブリュースター角φ
Ｂで入射せしめることにより浮遊帯域シリコンウェーハ
（すなわち鏡面研磨浮遊帯域シリコンウェーハ）の光透
過特性（ここでは透過光強度IO;以下同様）を測定する
ための第２の工程と、第１の工程によって測定された引
上シリコンウェーハ（すなわち化学研磨引上シリコンウ
ェーハ）の光透過特性（ここでは透過光強度IOBS）と第
２の工程によって測定された浮遊帯域シリコンウェーハ
（すなわち鏡面研磨浮遊帯域シリコンウェーハ）の光透
過特性（ここでは透過光強度IO）とから引上シリコンウ
ェーハの置換型炭素濃度［OSC］を算出するための第３
工程と、第３の工程によって算出された引上シリコンウ
ェーハの置換型炭素濃度［OSC］を基準値と比較するた
めの第４の工程と、第４の工程によって比較された結果
に応じて置換型炭素濃度［OSC］が不良の（すなわち基
準値を超えた）引上シリコンウェーハを排除するための
第５の工程とを備えている。That is, the measuring step in the method for manufacturing a silicon wafer according to the present invention is a pull-up silicon wafer whose front and back surfaces are chemically polished by a chemical polishing step in a manufacturing line and which is cleaned in a cleaning step (referred to as “chemically-pulled silicon wafer”) pulling the silicon wafer by allowed to incident parallel polarized light at Brewster angle phi B relative) (i.e. chemical polishing pulling the light transmission characteristics of the silicon wafer) (where transmitted light intensity I OBS is; for measuring the same applies hereinafter) First
And a parallel polarized light with a Brewster angle φ for a floating zone silicon wafer (referred to as “mirror polished floating zone silicon wafer”) as a control whose front and back surfaces are mirror-polished.
A second step for measuring the light transmission characteristics (here, transmitted light intensity I O ; hereinafter the same) of a floating zone silicon wafer (that is, a mirror-polished floating zone silicon wafer) by making it incident at B , and a first step. Transmission characteristics (here, the transmitted light intensity I OBS ) of the pulled silicon wafer (ie, the chemically polished pulled silicon wafer) measured by the floating zone silicon wafer (ie, the mirror-polished floating zone silicon) measured by the second step. The third method for calculating the substitutional carbon concentration [O SC ] of the pulled silicon wafer from the light transmission characteristics of the wafer (here, the transmitted light intensity I O ).
And a fourth step for comparing the substitutional carbon concentration [O SC ] of the pulled-up silicon wafer calculated in the third step with a reference value, and according to a result compared in the fourth step. A fifth step for removing a lifted silicon wafer having a defective substitutional carbon concentration [O SC ] (ie, exceeding a reference value).
第1,第２の工程で、それぞれ、引上シリコンウェーハ
（すなわち化学研磨引上シリコンウェーハ）および浮遊
帯域シリコンウェーハ（すなわち鏡面研磨浮遊帯域シリ
コンウェーハ）に対してそれぞれブリュースター角φＢ
で平行偏光を入射せしめる根拠は、引上シリコンウェー
ハ（すなわち化学研磨引上シリコンウェーハ）および浮
遊帯域シリコンウェーハ（すなわち鏡面研磨浮遊帯域シ
リコンウェーハ）への平行偏光の入射および出射に際し
て反射が生じることを実質的に阻止し、引上シリコンウ
ェーハ（すなわち化学研磨引上シリコンウェーハ）およ
び浮遊帯域シリコンウェーハ（すなわち鏡面研磨浮遊帯
域シリコンウェーハ）の内部で多重反射が生じることを
防止することにある。ここで、平行偏光とは、入射対象
（ここでは化学研磨引上シリコンウェーハならびに鏡面
研磨浮遊帯域シリコンウェーハ）への入射面に平行な成
分のみを有する偏光をいう。また、引上シリコンウェー
ハとは、引上法（いわゆる“チョクラルスキー法”）に
よって製造されたシリコン単結晶（“引上シリコン単結
晶”という）から切り出されたウェーハに対し化学研磨
工程を含む一連の処理工程を施すことにより加工された
シリコンウェーハをいい、通常はシリコン単結晶切断工
程によって発生した表裏表面の破砕層を除去するために
機械研磨工程ののちに化学研磨されている。更に、浮遊
帯域シリコンウェーハとは、浮遊帯域溶融法によって製
造されたシリコン単結晶から作成されたシリコンウェー
ハをいう。In the first and second steps, respectively, the Brewster angle φ B with respect to the pulled silicon wafer (ie, chemically polished pulled silicon wafer) and floating zone silicon wafer (ie, mirror-polished floating zone silicon wafer).
The reason for making the parallel polarized light incident on the substrate is that reflection occurs when entering and exiting the parallel polarized light on the pulled silicon wafer (ie, chemically polished pulled silicon wafer) and the floating zone silicon wafer (ie, mirror polished floating zone silicon wafer). The object of the present invention is to substantially prevent the occurrence of multiple reflections inside the lifted silicon wafer (ie, chemically polished lifted silicon wafer) and the floating zone silicon wafer (ie, mirror-polished floating zone silicon wafer). Here, the parallel polarized light refers to polarized light having only a component parallel to the plane of incidence on an incident object (here, a chemically polished silicon wafer and a mirror-polished floating zone silicon wafer). In addition, a pulled silicon wafer includes a chemical polishing step for a wafer cut out of a silicon single crystal (referred to as “pulled silicon single crystal”) manufactured by a pulling method (so-called “Czochralski method”). A silicon wafer processed by performing a series of processing steps, and is usually chemically polished after a mechanical polishing step to remove a crushed layer on the front and back surfaces generated by the silicon single crystal cutting step. Further, the floating zone silicon wafer refers to a silicon wafer formed from a silicon single crystal manufactured by a floating zone melting method.
第２の工程で、浮遊帯域シリコンウェーハが対照とし
て採用されている根拠は、その置換型炭素濃度［OSF］
が引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度［OSC］に比
べて極めて小さいことにある。また、浮遊帯域シリコン
ウェーハの表裏両面が鏡面研磨されている根拠は、入射
光（ここでは、平行偏光）が表裏両面で散乱されること
を防止することにある。In the second step, the floating zone silicon wafer is used as a control because its substitutional carbon concentration [O SF ]
Is extremely lower than the substitutional carbon concentration [O SC ] of the pulled silicon wafer. The reason why both surfaces of the floating zone silicon wafer are mirror-polished is to prevent incident light (here, parallel polarized light) from being scattered on both surfaces.
第３の工程で、第１の工程によって測定された引上シ
リコンウェーハ（すなわち化学研磨引上シリコンウェー
ハ）の光透過特性（ここでは透過光強度IOBS）と第２の
工程によって測定された浮遊帯域シリコンウェーハ（す
なわち鏡面研磨浮遊帯域シリコンウェーハ）の光透過特
性（ここでは透過光強度IO）とから引上シリコンウェー
ハの置換型炭素濃度［OSC］を算出する要領は、以下の
とおりである。In a third step, the light transmission characteristics (here, the transmitted light intensity I OBS ) of the pulled silicon wafer (ie, the chemically polished pulled silicon wafer) measured in the first step and the floating measured in the second step. The procedure for calculating the substitutional carbon concentration [O SC ] of the pulled silicon wafer from the light transmission characteristics (here, the transmitted light intensity I O ) of the band silicon wafer (that is, the mirror-polished floating band silicon wafer) is as follows. is there.
まず、引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度
［OSC］は、引上シリコンウェーハの置換型炭素の振動
に起因した光吸収係数（“引上シリコンウェーハの光吸
収係数”ともいう）αＥと変換係数ｋ（現在1.1×1017
個/cm2と考えられている；以下同様）とを用いて ［OSC］＝ｋαＥ のごとく表現できる。ここで、引上シリコンウェーハの
光吸収係数αＥは、置換型炭素の振動に起因した波数60
7cm-1における肉厚ｄの引上シリコンウェーハの吸光度
Ａとブリュースター角φＢで入射された平行偏光の光路
長ｌ＝1.042dとを用いて、ランベルト−ベールの法則か
ら、 のごとく表現できる。First, the substitutional carbon concentration of the pulling silicon wafer [O SC] is (also referred to as "light absorption coefficient of the pulling silicon wafer") optical absorption coefficient due to the vibration of the substitutional carbon pulling silicon wafer and alpha E Conversion coefficient k (currently 1.1 × 10 17
It can be expressed as the [O SC] = kα E using the following the same) and; believed to number / cm 2. Here, the light absorption coefficient α E of the pulled silicon wafer is equal to the wave number 60 due to the vibration of the substitutional carbon.
By using the optical path length l = 1.042d parallel polarized light incident in the absorbance A and Brewster angle phi B of pulling the silicon wafer thickness d of 7 cm -1, Lambert - from Beer's law, Can be expressed as
引上シリコンウェーハの吸光度Ａは、表裏両面が鏡面
研磨された引上シリコンウェーハ（“鏡面研磨引上シリ
コンウェーハ”ともいう）の光透過特性（ここでは透過
光強度Ｉ）と浮遊帯域シリコンウェーハ（すなわち鏡面
研磨浮遊帯域シリコンウェーハ）の光透過特性（ここで
は透過光強度IO）とを用いて のごとく表現できるので、化学研磨引上シリコンウェー
ハの光透過特性（ここでは透過光強度IOBS）と鏡面研磨
浮遊帯域シリコンウェーハの光透過特性（ここでは透過
光強度IO）と化学研磨引上シリコンウェーハの表面にお
ける光散乱特性（ここでは散乱光強度IS1）と化学研磨
引上シリコンウェーハの裏面における光散乱特性（ここ
では散乱光強度IS2）とを用いて のごとく表現できる。The absorbance A of the lifted silicon wafer is determined by measuring the light transmission characteristics (here, transmitted light intensity I) of the lifted silicon wafer whose front and back surfaces are mirror-polished (also referred to as “mirror-polished lifted silicon wafer”) and the floating band silicon wafer ( In other words, using the light transmission characteristics (here, the transmitted light intensity I O ) of the mirror-polished floating zone silicon wafer The light transmission characteristics of the chemically polished silicon wafer (here, transmitted light intensity I OBS ), the light transmission characteristics of the mirror-polished floating zone silicon wafer (here, transmitted light intensity I O ) and the chemical polishing Using the light scattering characteristics on the front surface of the silicon wafer (here, scattered light intensity I S1 ) and the light scattering characteristics on the back surface of the chemically polished silicon wafer (here, scattered light intensity I S2 ) Can be expressed as
したがって、引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度
［OSC］は、 と求められる。Therefore, the substitutional carbon concentration [O SC ] of the pulled silicon wafer is Is required.
ここで、 は、化学研磨引上シリコンウェーハの光透過特性（ここ
では透過光強度IOBS）と化学研磨引上シリコンウェーハ
の表面における光散乱特性（ここでは散乱光強度IS1）
と化学研磨引上シリコンウェーハの裏面における光散乱
特性（ここでは散乱光強度IS2）との和と鏡面研磨浮遊
帯域シリコンウェーハの光透過特性（ここでは透過光強
度IO）との比の逆数の自然対数である吸光度特性から算
出すればよく、具体的には置換型炭素濃度［OSC］が０
でない場合の吸光度特性（実線で示す）の波数607cm-1
における値（すなわちピーク値）と置換型炭素濃度［O
SC］が０である場合の吸光度特性（破線で示す）の波数
607cm-1における値とから第２図に示したごとく求めれ
ばよい。here, Are the light transmission characteristics (here, transmitted light intensity I OBS ) of the chemically polished silicon wafer and the light scattering characteristics (here, scattered light intensity I S1 ) of the surface of the chemically polished silicon wafer.
Reciprocal of the ratio of the sum of the light scattering characteristics (here, the scattered light intensity I S2 ) on the back surface of the chemically polished silicon wafer and the light transmission characteristics (here, the transmitted light intensity I O ) of the mirror-polished floating zone silicon wafer may be calculated from the absorbance characteristic is the natural logarithm of substitutional carbon concentration in particular [O SC] 0
Wave number 607cm -1 of absorbance characteristics (shown by solid line)
(Ie, peak value) and the substitutional carbon concentration [O
The wave number of the absorbance characteristic (shown by a broken line) when [ SC ] is 0
The value at 607 cm -1 may be determined as shown in FIG.
（第１の実施例の実行装置） また、第１図および第２図を参照しつつ、本発明にか
かるシリコンウェーハの製造方法の第１の実施例を実行
するための測定装置について、その構成および作用を詳
細に説明する。(Execution device of the first embodiment) The configuration of a measurement device for executing the first embodiment of the method of manufacturing a silicon wafer according to the present invention will be described with reference to FIGS. The operation will be described in detail.
10は、本発明にかかるシリコンウェーハの製造方法を
実行するための測定装置（単に、“測定装置”ともい
う）であって、グローバー灯などの光源11と、光源11か
ら与えられた光を半透明鏡12Aによって２つに分けて可
動鏡12Bおよび固定鏡12Cによって反射せしめたのち重ね
合わせることにより干渉光を形成するマイケルソン干渉
計12と、マイケルソン干渉計12から与えられた光（すな
わち干渉光）を偏光せしめて得た平行偏光を後述の搬送
装置20によって供給された試料（ここでは化学研磨引上
シリコンウェーハ）Ｍおよび対照（ここでは鏡面研磨浮
遊帯域シリコンウェーハ）Ｒに与えるための偏光子13
と、試料Ｍの光透過特性（ここでは平行偏光の透過光強
度IOBS）および対照Ｒの光透過特性（ここでは平行偏光
の透過光強度IO）を検出するための検出器14と、検出器
14に接続されており試料Ｍの光透過特性（すなわち透過
光強度IOBS）および対照Ｒの光透過特性（すなわち透過
光強度IO）から吸光度特性を算出したのち試料Ｍの置換
型炭素濃度を算出するための計算装置15と、計算装置15
によって算出された置換型炭素濃度を基準値と比較する
ための比較装置16とを備えている。試料Ｍおよび対照Ｒ
と検出器14との間には、必要に応じ、反射鏡17A,17Bが
挿入されている。ちなみに、マイケルソン干渉計12と偏
光子13との間には、必要に応じ、反射鏡（図示せず）が
挿入されていてもよい。Reference numeral 10 denotes a measurement device (also simply referred to as a “measurement device”) for executing the method of manufacturing a silicon wafer according to the present invention. A Michelson interferometer 12 which is divided into two by a transparent mirror 12A and reflected by a movable mirror 12B and a fixed mirror 12C and then superposed to form an interference light, and a light given by the Michelson interferometer 12 (ie, interference The polarized light for giving parallel polarized light obtained by polarizing the light to the sample (here, chemically polished silicon wafer) M and the control (here, mirror polished floating zone silicon wafer) R supplied by the transfer device 20 described later. Child 13
A detector 14 for detecting the light transmission characteristics of the sample M (here, the transmitted light intensity I OBS of parallel polarized light) and the light transmission characteristics of the control R (here, the transmitted light intensity I O of parallel polarized light); vessel
14, calculate the absorbance characteristics from the light transmission characteristics of the sample M (that is, the transmitted light intensity I OBS ) and the light transmission characteristics of the control R (that is, the transmitted light intensity I O ), and then determine the substitutional carbon concentration of the sample M. Calculation device 15 for calculating, and calculation device 15
And a comparison device 16 for comparing the substitutional carbon concentration calculated by the above with a reference value. Sample M and control R
Reflectors 17A and 17B are inserted between the detector 14 and the detector 14 as necessary. Incidentally, a reflection mirror (not shown) may be inserted between the Michelson interferometer 12 and the polarizer 13 as necessary.
搬送装置20は、試料Ｍおよび対照Ｒをそれぞれ搬送容
器T11,T12から１つずつ押し出すための押出部材21と、
押出部材21によって押し出された試料Ｍおよび対照Ｒを
１つずつ一端部から他端部へ搬送するための搬送ペルト
22と、搬送ベルト22の他端部においては試料Ｍおよび対
照Ｒを１つずつ把持して測定領域まで搬送し測定領域で
回転装置23Aにより試料Ｍおよび対照Ｒを回転せしめて
平行偏光に対しブリュースター角φＢに保持し置換型炭
素濃度の測定が終了したのち再び回転装置23Aにより試
料Ｍおよび対照Ｒを当初の状態まで回転せしめて測定領
域から除去するための把持部材23と、把持と23によって
測定領域から除去された開放された試料Ｍおよび対照Ｒ
を一端部で受け取って他端部に配置された搬送容器T21,
T22,T23まで搬送するための他の搬送ベルト24とを備え
ている。対照Ｒは、搬送容器T12に対して収容されてい
るが、搬送容器T11に試料Ｍとともに収容されていても
よい（このときには搬送容器T12が除去される）。搬送
容器T21,T22,T23は、それぞれ、たとえば置換型炭素濃
度が基準値を超えた不良の試料Ｍを収容するための搬送
容器と、置換型炭素濃度が基準値以下の良好な試料Ｍを
収容するための搬送容器と、対照Ｒを収容するための搬
送容器として準備されており、測定装置10の比較装置16
による比較の結果に応じて試料Ｒを受け取り、また対照
Ｒを受け取るために搬送ベルト24の他端部に移動され
る。Conveying device 20 includes a pushing member 21 for pushing the sample M and the control R, one from each transport container T 11, T 12,
A transport belt for transporting the sample M and the control R extruded by the extruding member 21 one by one from one end to the other end.
At the other end of the conveyor belt 22, the sample M and the control R are gripped one by one and conveyed to the measurement area. In the measurement area, the sample M and the control R are rotated by the rotating device 23A to bleed the parallel polarized light. a gripping member 23 for removing from the measurement region rotated samples M and control R to the initial state by again rotating device 23A later for holding the star angle phi B is the measurement of the substitutional carbon concentration was completed, the gripping and 23 Open sample M and control R removed from the measurement area by
At one end and the transport container T 21 arranged at the other end,
And a further conveyor belt 24 for conveying to T 22, T 23. Control R has been accommodated with respect to the transport container T 12, which may be accommodated with the sample M (in this case the transport containers T 12 is removed) in the transport container T 11. The transfer containers T 21 , T 22 , and T 23 are, for example, a transfer container for accommodating a defective sample M in which the substitutional carbon concentration exceeds the reference value, and a good sample in which the substitutional carbon concentration is equal to or less than the reference value. a transport container for accommodating the M, are prepared as a transport container for accommodating the control R, comparator 16 of the measuring device 10
Is moved to the other end of the conveyor belt 24 to receive the sample R and the control R according to the result of the comparison.
しかして、測定装置10では、光源11から与えられた光
からマイケルソン干渉計12によって作成された干渉光
が、偏光子13によって平行偏光とされたのち、搬送装置
20によって搬送容器T11,T12から１つずつ押し出された
のち測定領域まで搬送され保持された試料Ｍおよび対照
Ｒに対しブリュースター角φＢで入射される。Thus, in the measuring device 10 , the interference light generated by the Michelson interferometer 12 from the light supplied from the light source 11 is converted into parallel polarized light by the polarizer 13, and then the carrier device
To the sample M and the control R which is conveyed to the measurement area after being pushed out one by one from the transport container T 11, T 12 is held by 20 is incident at the Brewster angle phi B.
試料Ｍおよび対照Ｒでは、その光学特性に応じて吸収
ならびに散乱が行なわれるので、検出器14による検出結
果から計算装置15によって算出された吸光度特性は、第
３図に示したごとき形状となる。In the sample M and the control R, absorption and scattering are performed in accordance with the optical characteristics. Therefore, the absorbance characteristics calculated by the calculation device 15 from the detection results by the detector 14 have the shapes shown in FIG.
計算装置15は、第３図もしくはこれに相当する表から を求めたのち試料（すなわち化学研磨引上シリコンウェ
ーハ）Ｍの光吸収係数αＥを のごとく算出し、更に試料（すなわち化学研磨引上シリ
コンウェーハ）Ｍの置換型炭素濃度［OSC］を のごとく算出する。The calculation device 15 is obtained from FIG. 3 or a table corresponding thereto. , The light absorption coefficient α E of the sample (that is, the chemically polished silicon wafer) M is calculated as Then, the substitutional carbon concentration [O SC ] of the sample (ie, the chemically polished silicon wafer) M is calculated as follows. Calculate as
そののち、比較装置16が、計算装置15によって算出さ
れた試料（すなわち化学研磨引上シリコンウェーハ）Ｍ
の置換型炭素濃度［OSC］を基準値と比較する。Thereafter, the comparison device 16 calculates the sample (ie, the chemically polished silicon wafer) M calculated by the calculation device 15.
The substitutional carbon concentration [O SC] is compared with a reference value.
比較装置16の比較結果は、搬送装置20に与えられてお
り、試料Ｍおよび対照Ｒを搬送容器T21,T22,T23に収容
するために利用される。Comparison result of the comparison device 16 is supplied to the conveying device 20 is utilized to accommodate the sample M and control R to transport containers T 21, T 22, T 23 .
（第２の実施例） 更に、本発明にかかるシリコンウェーハの製造方法の
第２の実施例について、その構成および作用を詳細に説
明する。Second Embodiment Further, the configuration and operation of a second embodiment of the method of manufacturing a silicon wafer according to the present invention will be described in detail.
第２の実施例は、ゲッタリング工程に先行する置換型
炭素濃度の測定工程に加え、ゲッタリング工程に後続し
て置換型炭素濃度の測定工程を実行してなることを除
き、第１の実施例と同一の構成を有している。The second embodiment is similar to the first embodiment except that a substitutional carbon concentration measurement step is performed following the gettering step in addition to the substitutional carbon concentration measurement step preceding the gettering step. It has the same configuration as the example.
ゲッタリング工程に後続する置換型炭素濃度の測定工
程は、ゲッタリング工程に先行する置換型炭素濃度の測
定工程すなわち第１の実施例の測定工程と同一の構成を
有している。The measuring step of the substitutional carbon concentration subsequent to the gettering step has the same configuration as the measuring step of the substitutional carbon concentration preceding the gettering step, that is, the measuring step of the first embodiment.
したがって、第２の実施例は、上述の第１の実施例を
参照すれば容易に理解できようから、ここでは、これ以
上の説明を省略する。Therefore, the second embodiment can be easily understood by referring to the above-described first embodiment, and further description is omitted here.
（第３の実施例） 加えて、本発明にかかるシリコンウェーハの製造方法
の第３の実施例について、その構成および作用を詳細に
説明する。Third Embodiment In addition, the configuration and operation of a third embodiment of the method of manufacturing a silicon wafer according to the present invention will be described in detail.
第３の実施例は、ゲッタリング工程に先行する置換型
炭素濃度の測定工程に代え、ゲッタリング工程に後続し
て置換型炭素濃度の測定工程を実行してなることを除
き、第１の実施例と同一の構成を有している。The third embodiment is similar to the first embodiment except that a substitutional carbon concentration measurement step is performed subsequent to the gettering step instead of the substitutional carbon concentration measurement step preceding the gettering step. It has the same configuration as the example.
ゲッタリング工程に後続する置換型炭素濃度の測定工
程は、第１の実施例の測定工程と同一の構成を有してい
る。The measurement step of the substitutional carbon concentration subsequent to the gettering step has the same configuration as the measurement step of the first embodiment.
したがって、第３の実施例は、上述の第１の実施例を
参照すれば容易に理解できようから、ここでは、これ以
上の説明を省略する。Therefore, the third embodiment can be easily understood by referring to the above-described first embodiment, and further description is omitted here.
（具体例） 併せて、本発明にかかるシリコンウェーハの製造方法
の理解を促進する目的で、具体的な数値などを挙げて説
明する。ここでは、便宜上、上述の第１の実施例の場合
について説明する。(Specific Example) In addition, for the purpose of promoting understanding of the method for manufacturing a silicon wafer according to the present invention, specific numerical values will be described. Here, for convenience, the case of the above-described first embodiment will be described.
実施例１〜７ 引上シリコンウェーハは、まず、表裏両面が化学研磨
された状態（すなわち化学研磨引上シリコンウェーハの
状態）で、本発明にかかる製造方法にしたがって置換型
酸素濃度［OSC］が測定された（第１表参照）。Embodiments 1 to 7 First, the pulled silicon wafer was first subjected to chemical polishing on both the front and back surfaces (that is, the state of the chemically polished pulled silicon wafer), and the substitutional oxygen concentration [O SC ] according to the manufacturing method according to the present invention. Was measured (see Table 1).
そののち、引上シリコンウェーハは、表裏両面が鏡面
研磨され、この状態（すなわち鏡面研磨引上シリコンウ
ェーハの状態）で、本発明にかかる製造方法にしたがっ
て置換型炭素濃度［OSC］＊が測定された（第１表参
照）。Thereafter, the pulled-up silicon wafer is mirror-polished on both front and back surfaces, and in this state (ie, the state of the mirror-polished pulled-up silicon wafer), the substitutional carbon concentration [O SC ] * is measured according to the manufacturing method according to the present invention. (See Table 1).
化学研磨引上シリコンウェーハについて測定された置
換型炭素濃度濃度［OSC］と鏡面研磨引上シリコンウェ
ーハについて測定された置換型炭素濃度［OSC］＊と
は、それぞれを縦軸Ｙおよび横軸Ｘとするグラフ上にプ
ロットしたところ、第４図に示すとおり、直線Ｙ＝Ｘ上
にあって十分に一致していた。The substitutional carbon concentration [O SC ] measured for the chemically polished silicon wafer and the substitutional carbon concentration [O SC ] * measured for the mirror polished silicon wafer are respectively represented by a vertical axis Y and a horizontal axis. When plotted on a graph represented by X, as shown in FIG. 4, it was on the straight line Y = X, and was sufficiently matched.
これにより、本発明によれば、化学研磨引上シリコン
ウェーハおよび鏡面研磨浮遊帯域シリコンウェーハをそ
のまま試料および対照として採用することにより、引上
シリコンウェーハの置換型炭素濃度［OSC］を製造ライ
ン中で直接に測定できることが判明した。Accordingly, according to the present invention, the substitutional carbon concentration [O SC ] of the pulled silicon wafer is determined in the production line by using the chemically polished pulled silicon wafer and the mirror-polished floating zone silicon wafer as they are as a sample and a control. It was found that it could be measured directly.
（変形例） なお、上述では、マイケルソン干渉計12を利用した場
合についてのみ説明したが、本発明は、これに限定され
るものではなく、マイケルソン干渉計に代え分光器を利
用する場合をも包摂している。(Modification) In the above description, only the case where the Michelson interferometer 12 is used has been described. However, the present invention is not limited to this, and the case where a spectroscope is used instead of the Michelson interferometer is described. Is also included.
また、置換型炭素濃度の測定工程が化学研磨工程に後
続したゲッタリング工程の前後で実行される場合につい
てのみ説明したが、本発明は、これらに限定されるもの
ではなく、置換型炭素濃度の測定工程が化学研磨工程に
後続し鏡面研磨工程に先行する他の所望の箇所（たとえ
ばシリコンウェーハの検査工程）で実行される場合も包
摂している。 Further, although only the case where the measurement step of the substitutional carbon concentration is performed before and after the gettering step following the chemical polishing step has been described, the present invention is not limited thereto, and the substitutional carbon concentration may be measured. The case where the measurement step is performed at another desired place (for example, a silicon wafer inspection step) following the chemical polishing step and preceding the mirror polishing step is also included.
（３）発明の効果 上述より明らかなように、本発明にかかるシリコンウ
ェーハの製造方法は、上述の［問題点の解決手段］の欄
に開示したごとく、化学研磨工程で表裏両面が化学研磨
された未鏡面研磨の引上シリコンウェーハの光透過特性
と表裏両面が鏡面研磨された浮遊帯域シリコンウェーハ
の光透過特性とから引上シリコンウェーハの置換型炭素
濃度を算出し基準値と比較することにより置換型炭素濃
度が不良の引上シリコンウェーハを排除しているので、 （ｉ）表裏両面が鏡面研磨された浮遊帯域シリコンウェ
ーハを加工することなく鏡面のままで使用可能とできる
効果 を有し、ひいては （ii）引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度の測定作
業を簡潔とできる効果 を有し、これにより （iii）引上シリコンウェーハの置換型炭素濃度を製造
ライン中の所望の箇所で全数検査によって測定可能とで
きる効果 を有し、結果的に （iv）製造ラインの生産性を改善できる効果 を有する。(3) Effects of the Invention As is clear from the above description, the method for manufacturing a silicon wafer according to the present invention is characterized in that the front and back surfaces are chemically polished in the chemical polishing step as disclosed in the section of [Means for Solving the Problems]. By calculating the substitutional carbon concentration of the raised silicon wafer from the light transmission characteristics of the non-mirror polished silicon wafer and the light transmission characteristics of the floating zone silicon wafer whose front and back surfaces are mirror polished, and comparing with the reference value Since the lift-up silicon wafer having a poor substitutional carbon concentration is excluded, (i) there is an effect that the mirror surface can be used without processing the floating zone silicon wafer whose front and rear surfaces are mirror-polished, As a result, (ii) the effect of simplifying the measurement of the substitutional carbon concentration of the pulled-up silicon wafer can be obtained, and (iii) the substitutional carbon concentration of the pulled-up silicon wafer can be reduced. It has the effect of enabling measurement by total inspection at a desired point in the production line, with a consequently (iv) effect of improving the productivity of the production line.
第１図は本発明にかかるシリコンウェーハの製造方法の
第１の実施例を実行するための製造装置を示す簡略構成
図、第２図は本発明にかかるシリコンウェーハの製造方
法の第１の実施例を実行するための搬送装置を示す簡略
構成図、第３図および第４図は本発明にかかるシリコン
ウェーハの製造方法の一実施例を説明するための説明図
である。10 ……測定装置 11……光源 12……マイケルソン干渉計 12A……半透明鏡 12B……可動鏡 12C……固定鏡 13……偏光子 14……検出器 15……計算装置 16……比較装置 17A,17B……反射鏡20 ……搬送装置 21……押出部材 22……搬送ベルト 23……把持部材 23A……回転装置 24……搬送ベルト Ｍ……試料 Ｒ……対照 T11,T12……搬送容器 T21〜T23……搬送容器FIG. 1 is a simplified configuration diagram showing a manufacturing apparatus for performing a first embodiment of a method for manufacturing a silicon wafer according to the present invention, and FIG. 2 is a first embodiment of a method for manufacturing a silicon wafer according to the present invention. FIGS. 3 and 4 are schematic diagrams showing a transfer device for carrying out the example, and FIGS. 3 and 4 are explanatory views for explaining one embodiment of the method for manufacturing a silicon wafer according to the present invention. 10 Measurement device 11 Light source 12 Michelson interferometer 12A Translucent mirror 12B Movable mirror 12C Fixed mirror 13 Polarizer 14 Detector 15 Calculation device 16 comparator 17A, 17B ...... reflector 20 ...... conveying device 21 ...... extrusion member 22 ...... conveyor belt 23 ...... gripping member 23A ...... rotating device 24 ...... conveyor belt M ...... sample R ...... control T 11, T 12 …… Transport container T 21 〜T 23 …… Transport container
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｚ (56)参考文献 特開 昭56−160643（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−154648（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−132935（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−83135（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−71934（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/66 G01N 21/21 G01N 21/59 G01R 31/26 H01L 21/304Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 identification code FI H01L 21/66 H01L 21 / 66Z (56) References JP-A-56-166063 (JP, A) JP-A-56-154648 (JP, A JP-A-1-132935 (JP, A) JP-A-64-83135 (JP, A) JP-A-55-71934 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 21/66 G01N 21/21 G01N 21/59 G01R 31/26 H01L 21/304
Claims (1)
ーハに対し化学研磨工程を含む一連の処理工程を施すこ
とにより引上シリコンウェーハを作成してなるシリコン
ウェーハの製造方法において、 （ａ）化学研磨工程で表裏両面が化学研磨された未鏡面
研磨の引上シリコンウェーハに対し平行偏光をブリュー
スター角で入射せしめることにより引上シリコンウェー
ハの光透過特性を測定するための第１の工程と、 （ｂ）表裏両面が鏡面研磨された対照としての浮遊帯域
シリコンウェーハに対し平行偏光をブリュースター角で
入射せしめることにより浮遊帯域シリコンウェーハの光
透過特性を測定するための第２の工程と、 （ｃ）第１の工程によって測定された引上シリコンウェ
ーハの光透過特性と第２の工程によって測定された浮遊
帯域シリコンウェーハの光透過特性とから引上シリコン
ウェーハの置換型炭素濃度を算出するための第３の工程
と、 （ｄ）第３の工程によって算出された引上シリコンウェ
ーハの置換型炭素濃度を基準値と比較するための第４の
工程と、 （ｅ）第４の工程によって比較された結果に応じ置換型
炭素濃度が不良の引上シリコンウェーハを排除するため
の第５の工程と を備えてなることを特徴とするシリコンウェーハの製造
方法。1. A method of manufacturing a silicon wafer by producing a pulled silicon wafer by subjecting a wafer cut from a pulled silicon single crystal to a series of processing steps including a chemical polishing step. A first step for measuring the light transmission characteristics of the pulled silicon wafer by allowing parallel polarized light to enter at a Brewster angle with respect to the non-mirror polished pulled silicon wafer whose front and rear surfaces are chemically polished in the polishing step; (B) a second step of measuring the light transmission characteristics of the floating band silicon wafer by injecting parallel polarized light at a Brewster angle into the floating band silicon wafer as a control whose front and rear surfaces are mirror-polished; c) the light transmission characteristics of the lifted silicon wafer measured by the first step and the floating band measured by the second step A third step for calculating the substitutional carbon concentration of the pulled silicon wafer from the light transmission characteristics of the recon wafer, and (d) a reference based on the substitutional carbon concentration of the pulled silicon wafer calculated in the third step And (e) a fifth step for eliminating a lifted silicon wafer having a defective substitutional carbon concentration according to the result of the comparison in the fourth step. A method for producing a silicon wafer.
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