JP4003032B2

JP4003032B2 - 半導体ウェーハの評価方法

Info

Publication number: JP4003032B2
Application number: JP2000286580A
Authority: JP
Inventors: 武史小林
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2020-09-21
Also published as: JP2002083853A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウェーハ等のような半導体ウェーハ（以下単にウェーハと称することがある）の欠陥評価方法に関するもので、より詳しくは銅をウェーハ表面に析出させることにより半導体ウェーハの表面欠陥の分布、密度などを正確に分析するＣｕデポジション法を用いる半導体ウェーハの評価方法に関する。
【０００２】
【関連技術】
半導体素子の集積度が増加することにより、ウェーハの品質が半導体素子の収率と信頼性に大きな影響を及ぼしている。半導体ウェーハの品質は結晶成長工程、ウェーハ加工工程及びデバイス製造工程の全工程を通じて決められるものであるが、ウェーハにおける欠陥は、主にシリコンのインゴット成長中に発生する結晶欠陥（crystal defect）と加工時に形成される加工ダメージ及び外部汚染源による欠陥とに大きく分けられる。
【０００３】
一般に、シリコンウェーハの製造は、チョクラルスキー（Czochralski；C Z）法や浮遊帯域溶融（Floating Zone；FZ）法を使用して単結晶インゴットを製造する結晶成長工程、この単結晶インゴットをスライスし、少なくとも一主面が鏡面状に加工されるウェーハ加工工程を経て行われるものである。更に詳しくその工程を示すと、ウェーハ加工工程は、単結晶インゴットをスライスして薄円板状のウェーハを得るスライス工程と、該スライス工程によって得られたウェーハの割れ、欠けを防止するためにその外周部を面取りする面取り工程と、このウェーハを平坦化するラッピング工程と、面取り及びラッピングされたウェーハに残留する加工歪みを除去するエッチング工程と、そのウェーハ表面を鏡面化する研磨（ポリッシング）工程と、研磨されたウェーハを洗浄して、これに付着した研磨剤や異物を除去する洗浄工程を有している。上記ウェーハ加工工程は、主な工程を示したもので、他に熱処理工程等の工程が加わったり、工程順が入れ換えられたりする。
【０００４】
一般的にウェーハの欠陥の中で、埃などの外部の汚染源（contamination）はエッチングや洗浄工程により容易に除去されるが、Ｃｕ等の金属の場合、ウェーハ内部に取り込まれ除去しにくい汚染源もある。この汚染が欠陥を誘発することがある。また成長された単結晶内に存在する欠陥、酸素析出物、積層欠陥、金属析出物などの結晶欠陥（crystal defect）は主に単結晶の成長過程中に発生するもので洗浄工程によっては除去されない。特に、この中で半導体ウェーハの表面欠陥（surface defect）として、マイクロピットとして知られるＣＯＰ（Crystal Originated Particle）等の欠陥は従来の一般的な洗浄工程によっては除去されないので、結晶成長工程又はウェーハ加工工程でその発生を抑制しなければならない。
【０００５】
このようなＣＯＰ等の欠陥は酸化膜耐圧特性、つまり半導体ウェーハ上に半導体素子を形成する工程においても継続して影響を与え、半導体素子の収率や信頼性を低下させる要因となる。従って、デバイス製造工程でウェーハ上に半導体素子を形成する前に、これらの欠陥の正確な分布、密度を確認することは半導体素子の収率管理の面において非常に重要なことになる。
【０００６】
従来、鏡面研磨直後のウェーハの表面結晶欠陥を分析するためには主にレーザースキャッタリング法を使用していた。例えば、ＳＣ１組成といわれるＮＨ₄ＯＨ：Ｈ₂Ｏ₂：Ｈ₂Ｏ＝１：１：８の薬液等でウェーハを洗浄した後、レーザースキャッタリング粒子計数機（Laser Scattering Particle Counter）を用い、ウェーハの表面に一定の波長をもつレーザーを照射し、その散乱された信号を感知してウェーハの表面の欠陥を分析するものである。
【０００７】
しかし、前記従来の方法によると次のような問題点がある。すなわち、従来のレーザースキャッタリング粒子計数機を使用する場合、欠陥に対する検出限界が０．１２μｍ程度なので、この大きさ以下のＣＯＰは検出することはできない。しかし、０．１２μｍ以下の検出されない微細な欠陥でも酸化膜耐圧等の品質に影響を与える。
【０００８】
つまり、ウェーハの表面の欠陥についての正確な情報を得ることができなかったので、後続する工程によって製造される半導体素子の収率管理ができなかったばかりでなく、ウェーハの製造に際して欠陥の発生を抑制する効果的な方法を見出すこともできなかった。これを解決する評価法として、Ｃｕデポジション法が考えられた。
【０００９】
Ｃｕデポジション法は、半導体ウェーハの欠陥の位置を正確に測定し、半導体ウェーハの欠陥に対する検出限界を向上させ、より微細な欠陥に対しても正確に測定し、分析できるウェーハの評価法である。
【００１０】
具体的なウェーハの評価方法はウェーハ表面上に所定の厚さの絶縁膜を形成させ、前記ウェーハの表面近くに形成された欠陥部位上の絶縁膜を破壊して欠陥部位にＣｕなどの電解物質を析出（デポジション）するものである。つまり、Ｃｕデポジション法は、Ｃｕイオンが溶存する液体の中で、ウェーハ表面に形成した酸化膜に電位を印可すると、酸化膜が劣化している部位に電流が流れ、ＣｕイオンがＣｕとなって析出することを利用した評価法である。酸化膜が劣化しやすい部分にはＣＯＰなどの欠陥が存在していることが知られている。
【００１１】
Ｃｕデポジションされたウェーハの欠陥部位は集光灯下や直接的に肉眼で分析してその分布や密度を評価することができ、更に顕微鏡観察、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）または走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）などでも確認することができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したＣｕデポジション法においては、感度は良いものの測定値の安定性に難点があった。特に評価開始直後の値のバラツキや、装置間のバラツキが大きかった。
【００１３】
本発明は上記したＣｕデポジション法における問題点に鑑みなされたもので、銅濃度を管理し評価することで、安定した欠陥の観察ができ、欠陥の分布や密度を正確に分析でき、装置間、バッチ間等のバラツキを抑え、安定した評価ができる上、Ｃｕ標準液を用いることにより、前処理時間の短縮を可能とし迅速な評価ができるようにした半導体ウェーハの評価方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明の半導体ウェーハの評価方法は、半導体ウェーハの表面上に所定の厚さの絶縁膜を形成させる工程と、該半導体ウェーハの表面近くに形成された欠陥部位上の絶縁膜を破壊し、該欠陥部位に溶媒中の銅をデポジションする工程とからなるＣｕデポジション法を用い、該溶媒中の銅濃度を０．４〜３０ｐｐｍの範囲に調節しかつ該溶媒中のＦｅ濃度及びＮｉ濃度を５ｐｐｂ以下に管理し評価するものである。
【００１５】
現行の方法では、バッチ初期においては測定値が大きくバラツキ、検出される欠陥が非常に少ない事が分かった。これは溶媒、例えばメタノール中の銅の濃度が足らないために生じているものと考えられる。本発明者が鋭意調査したところ０．４ｐｐｍ以上の銅がメタノール中に存在していることが好ましいことが明らかになった。またメタノール中の銅濃度が３０ｐｐｍを超える濃い状態になると、一部の欠陥に電界集中が起きて、他の欠陥部分が見えづらくなるという問題も発生した。したがって、０．４〜３０ｐｐｍ程度のＣｕ濃度が好ましい。
【００１６】
この濃度は、ダミーウェーハを用いたシーズニングの時間を調節することでも可能である。ダミーウェーハとは、実際に評価したいウェーハ（被評価ウェーハ）を処理する前に装置の立ち上げ（特に電極の掃除）に使用するウェーハで、特別なウェーハを使用するものではなく、被評価ウェーハと同じ酸化膜が形成されたウェーハや酸化膜を形成する前のウェーハでよい。従来ダミーウェーハの処理（シーズニング）は電極の清浄化及びＣｕのイオン化を目的に行われてきている。但し、溶媒中にＣｕがどの程度イオン化したかなどは通常管理されておらず、通常一定の時間（例えば１時間程度）処理することで処理されていた。
【００１７】
しかし、１時間程度の処理を行っても、測定値にバラツキが大きく安定しないことがあった。これは測定する容器の影響及び測定装置の違い及び繰り返し測定している間で大きく変動した。このような状態では正確な評価が行えないため、評価値を安定させる対策が急務となった。本発明者の検討によれば、溶媒中のＣｕイオン濃度が特に重要であり、Ｃｕ濃度をある濃度範囲にすることで安定した評価が行えることを発見し、本発明に達したものである。
【００１８】
この濃度は先に示したダミーウェーハの処理（シーズニング）により、容器（評価用の容器）の大きさ等を考慮に入れ、どの程度溶出しているか確認し処理することで対応は可能である。つまり評価装置毎にダミーウェーハでの処理時間を調節し上記濃度範囲に納まるように管理すればよい。しかし、この方法では、ダミーウェーハの処理（Ｃｕのイオン化）に特に長時間が必要となり迅速な評価が行いづらい。１時間程度のシーズニングでも不十分な場合があり更に長時間の処理を必要とすることがある。
【００１９】
本発明者は、評価を安定化するためにはダミーウェーハを処理する時間より、むしろ溶媒中のＣｕイオン濃度が重要であることを見出した。従って評価時間を短縮するには、ダミーウェーハ処理（シーズニング）を行わなくても溶媒のメタノール中に予め硫酸銅や硝酸銅などの銅濃度が既知であるＣｕ標準液を添加することによっても行えることが確認できた。これにより銅濃度を調節すると迅速な評価が行えて好ましい。また測定値も安定している。
【００２０】
また、Ｃｕ標準液の添加で、初めにある一定濃度以上にすればその後調節する事はほとんど必要ないが、前記溶媒中の導伝率を管理しながら評価してもよい。Ｃｕ濃度により導伝率は変化するため、ある一定の導伝率以上になるように維持すればよい。但し、Ｃｕ以外の金属（イオン）などでも導伝率を変化させる可能性があるので注意を要する。
【００２１】
さらに、Ｃｕデポジションを行う上で、ＦｅやＮｉが銅の析出を妨害し、正確な欠陥の評価の妨げになっていることが確認できた。特に、Ｆｅ、Ｎｉが溶媒中に１０ｐｐｂ以上含まれるようになると顕著である。従って溶媒中のＦｅ濃度及び／又はＮｉ濃度を５ｐｐｂ以下に管理し評価することが好ましい。
【００２２】
従来のＣｕデポジション法によって半導体ウェーハを評価する装置は、処理容器と、該処理容器内に設けられた下部電極と、該下部電極に対して所定の間隔において設けられた上部電極と、これらの電極間に電界を発生せしめる外部電源とを有し、該下部電極の上面に半導体ウェーハを載置するとともに該処理容器内に溶媒を注入し、銅イオンを目的のウェーハの欠陥部位上にデポジションさせ、ウェーハの評価を行うものである。
【００２３】
この従来の評価装置においては、外部電圧を印加できる銅でできた上部電極を使用していた。従来のＣｕデポジション法においては、シーズニング（ダミーウェーハの処理）により、上部電極から銅をイオン化させることが必須であったため、上部電極としては、銅電極を使う必要があった。しかし、一方では銅電極を用いることによって、銅電極を掃除するためのシーズニングが必要であった。
【００２４】
上記した本発明の評価方法において、溶媒中に、Ｃｕ標準液を添加する場合には、上部電極としてガラス電極、銅に金メッキした電極、白金電極、金電極又は炭素電極を使用することが可能となる。ガラス電極とは、ガラス基板に酸化スズ、ＩＴＯ（インジウム‐スズ酸化物）などの透明電膜を付けたものである。この場合、銅電極を用いる必要がなくなり、その電極の掃除のためのシーズニングを行う必要がないという利点がある。
【００２５】
本発明方法に用いられる半導体ウェーハの評価装置は、処理容器と、該処理容器内に設けられた下部電極と、該下部電極に対して所定の間隔をおいて設けられた上部電極と、これらの電極間に電界を発生せしめる外部電源とを有し、該下部電極の上面に半導体ウェーハを載置するとともに該処理容器内に溶媒を注入し、Ｃｕデポジション法によって半導体ウェーハを評価する装置において、上部電極としてガラス電極、銅に金メッキした電極、白金電極、金電極又は炭素電極を用いるものである。
【００２６】
この装置は、溶媒中にＣｕ標準液を添加する場合に使用するものであるが、上記した銅以外の材料による電極を用いると、洗浄が容易であり、時間のかかるシーズニングを省略することができ、処理時間を大幅に短縮することができる。特に、ガラス電極等の透明な電極を用いることにより、電極を通し、ウェーハ表面に紫外線をあてるなど、光学的効果を利用し感度の向上を図ることが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面中、図１〜図３に基づいて説明するが、本発明の技術思想から逸脱しない限り図示例以外に種々の変形が可能なことはいうまでもない。
【００２８】
図１は本発明に係るＣｕデポジション法を用いる半導体ウェーハの評価方法の工程順の１例を示すフローチャートである。まず、評価の対象となる被評価ウェーハＷを準備する〔図１の工程１００〕。このウェーハＷに対して、必要な前処理が行われる。前処理としては、このウェーハを洗浄して（図１の工程１０２）、続いてウェーハＷを酸化炉に投入し、熱酸化を行ってウェーハ上に酸化膜Ｆを形成する〔図１の工程１０４〕。この酸化膜の厚さは特別の限定はないが、通常、２５ｎｍ程度である。
【００２９】
次に、表面が熱酸化膜という絶縁膜Ｆで覆われた上記ウェーハＷに対して、ウェーハと下部電極との間に電気的な通路を確保するために、ウェーハのバックサイドの一部をエッチングする（図１の工程１０６）。ウェーハのバックサイド全体をエッチングすることもできるが、本発明の評価方法においては、最小の電気的な通路を確保するだけで十分である。なお、通常、このエッチングはフッ化水素（ＨＦ）の蒸気を用いて行えばよい。
【００３０】
このウェーハは、次に、エッチングガス等の残留物を除去するために純水で洗浄される（工程１０８）。その後、この酸化膜が形成された被評価ウェーハに対してＣｕデポジションが実施される〔図１の工程１１２〕。
【００３１】
上記Ｃｕデポジションは、図２に概略的に示されたＣｕデポジション装置１０によって行われる。該Ｃｕデポジション装置１０は処理容器１２を有している。該処理容器１２には銅に金メッキした下部電極（プレート）１４及び後述する材質からなる上部電極（プレート）１６が所定の間隔をおいて配置されている。表面が酸化膜Ｆで覆われたウェーハＷは該下部電極１４と上部電極１６との間に位置するようにウェーハ保持部１８にセットされる。
【００３２】
なお、従来のＣｕデポジション装置１０においては、上部電極１６としては銅電極を用いるとともにシーズニングもその銅電極の掃除のために必須とされていた。しかし、後述するように、銅濃度を調節するためにＣｕ標準液を用いる場合には、シーズニングによってＣｕ濃度を調節する必要はなくなり、上部電極１６としてガラス電極、銅に金メッキした電極、白金電極、金電極又は炭素電極等の銅以外の電極を用いることができる。これによって、銅電極を用いる必要がなくなり、その電極の掃除のためのシーズニングを行う必要がなくなり、処理時間の大幅な短縮を図ることができるという利点がある。
【００３３】
該下部電極１４及び上部電極１６には各々接続端子１４ａ及び１６ａが接続されている。該接続端子１４ａ，１６ａは直流外部電源２０に接続されている。該外部電源２０によって変動可能状態で電圧が該下部及び上部電極１４，１６に印加され、これらの電極１４，１６間で一定な電界が形成されるようになっている。
【００３４】
該処理容器１２には溶媒（電解剤）２２が注入されている。該溶媒２２としてはメタノールが好適に用いられる。本発明方法においては、この溶媒２２中の銅濃度を０.４〜３０ｐｐｍの範囲に調節することが必要である。この銅濃度は、シーズニングの時間を調節することによって行うこともできるが、Ｃｕ標準液を溶媒中に添加することによって調節するのが好適である。このＣｕ標準液を用いる場合には、上述したように上部電極１６としてガラス電極等を使用することができるので、銅電極を用いる必要がなく、シーズニングは不要となる。
【００３５】
通常、Ｃｕデポジションを開始する段階で、ダミーウェーハでシーズニングを行う。シーズニングは通常約１時間程度行われる（図１の工程１１０）。このように長時間を要する理由は、電極を清掃するためや、銅がイオン化するために十分な時間を確保するためである。具体的には、溶媒（電解剤）として、例えばメタノールを注入し、メタノールに浸されている銅のプレートに負のバイアスを加え銅をイオン化する。
【００３６】
その次にダミーウェーハを脱着した後、目的のウェーハ（被評価ウェーハ）Ｗをウェーハ保持部１８に装着する。次に前記下部電極１４及び上部電極１６に外部電圧を印加して銅のイオンを目的のウェーハＷの欠陥部位上にデポジションさせる〔図１の工程１１２〕。前記銅をデポジションさせる段階で印加する電界の強度は、通常は３ないし１０ＭＶ／ｃｍの範囲内である。
【００３７】
このようなＣｕデポジションを行ったウェーハを洗浄、乾燥し、〔図１の工程１１４〕目視や顕微鏡（例えば、５０倍、約３．５ｍｍ視野で横一文字スキャン）によりウェーハ上に形成された析出銅（欠陥のある場所に析出する）の数や分布を評価する〔図１の工程１１６〕。
【００３８】
図３は本発明の評価方法の工程順の他の例を示すフローチャートである。図３の場合は、溶媒２２にＣｕ標準液を添加したものを用いるものであり、これによって、図２のＣｕデポジション装置１０において、上部電極１６として銅以外の電極、例えば、ガラス電極、銅に金メッキした電極、白金電極、金電極又は炭素電極等を用いることができる。その結果、シーズニング（図１の工程１１０）が不要となり、処理時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００３９】
【実施例】
以下に本発明方法を実施例をあげてさらに具体的に説明するが、これらは例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきものでないことはいうまでもない。
【００４０】
（実験例１）
（メタノール中Ｃｕ濃度とＣｕデポジション測定結果の安定性の確認）
被検査ウェーハとして、６インチＣＺ鏡面研磨ウェーハを用いた。図２の装置（但し、上部電極として銅電極を使用）を用い、２３枚のウェーハを図１に示した上記手順で処理し評価した。
【００４１】
但し、熱酸化（図１の工程１０４）において形成される酸化膜の厚さを２５ｎｍとし、バックサイドエッチング（図１の工程１０６）におけるエッチングはフッ化水素（ＨＦ）の蒸気を用い、Ｃｕデポジション（図１の工程１１２）における印加電界は５ＭＶ／ｃｍ、５分で行った。また、本実験例では、５ＭＶ／ｃｍの下で予め１時間のシーズニングを行なった。
【００４２】
シーズニング後、上記被検査ウェーハを１枚毎に処理し、Ｃｕデポジションで現われる欠陥の数と、メタノール中の銅濃度を確認した。
【００４３】
欠陥の数は、顕微鏡観察（５０倍、約３．５ｍｍ視野）でウェーハの直径方向に一直線上にスキャンし欠陥を観察し、析出銅（欠陥）の単位面積当たりの個数（個／ｃｍ²）を算出した。
【００４４】
メタノール中の銅濃度は、溶媒を１００マイクロリットルサンプリングし、１００ミリリットルの１％硝酸に入れＩＣＰ−ＭＳで評価した。
【００４５】
その結果を図４に示す。処理枚数が増えるにつれ、Ｃｕ濃度は増加し、Ｃｕデポジションの欠陥もはっきりと観察されるようになった。若干のバラツキがあるものの４枚目以降安定して評価できている事がわかる。
【００４６】
代表的な、欠陥の状態についての顕微鏡観察の結果を図５及び図６に示す。図５は１枚目の観察結果、図６は２３枚目の観察結果を示す。１枚目では欠陥が観察できないが、２３枚目でははっきりした欠陥が観察することができる。４枚目以降から図６と同様な欠陥が見られる。このことからＣｕデポジションを安定化させるためにはメタノール中の銅濃度、特に評価開始時のバラツキについては初期Ｃｕ濃度が影響していることがわかる。
【００４７】
但し、Ｃｕ濃度がある程度以上になると、Ｃｕデポジションの数自体は変化せずに安定して測定できると考えられる。この臨界の濃度はおよそ０．４ｐｐｍ程度と考えられ、これ以下では欠陥がはっきり観察されず測定が不安定になってしまう。
【００４８】
（実験例２）
（Ｃｕ標準液を添加したメタノールを用いたＣｕデポジションの確認）
上記した実験例１により、測定を安定化させるためには、メタノール中の銅濃度の管理が重要であることがあきらかになった。しかし上記のように、測定を繰り返し行いまたはシーズニングの時間を延ばし、メタノール中の銅濃度を上昇させたのでは、たいへんな時間がかかってしまう。そこで、被検査サンプルを評価する前に、Ｃｕ濃度が既知の溶液を添加することで評価ができないか確認した。
【００４９】
Ｃｕ標準液として市販のＣｕＳＯ₄・５Ｈ₂Ｏ（関東化学社製）を用いた。この標準液を用い、メタノール中のＣｕ濃度が約０．３ｐｐｍ、０．８ｐｐｍ、４．０ｐｐｍ、３０ｐｐｍとなるように調整し実験例１と同様の装置及び手順で評価を行った。この実験例２ではシーズニング（電極を清掃するための処理）を３０分で行った。
【００５０】
この結果、実際にはメタノール中のＣｕ濃度は０．３８３ｐｐｍ、０．８８６、４．４５、３４ｐｐｍとなっていた。Ｃｕデポジションの結果は０．３８３では、図６に示すように欠陥は薄い状態でしかみえず、欠陥がカウントされないことがあった。０．８８６、４．４５ｐｐｍでは、図８のようなはっきりした欠陥が観察できる。３４ｐｐｍと大変濃いＣｕ標準液を添加すると、図９のような異常な欠陥が観察される事がある。これは電界集中が起きてしまい現われたものと考えられる。このような状態でも評価値はばらつく原因となるので、上限については３０ｐｐｍ程度が好ましい。
【００５１】
以上のようにＣｕ濃度が０．４ｐｐｍ未満であると測定がばらつく事が明らかとなり、これ以上のＣｕ濃度が必要である。Ｃｕ濃度はシーズニングで調整する他に、外部からＣｕ標準液を添加して調整しても良く。このような方法だと評価の前処理（シーズニング）時間が短縮され特に効果的である。
【００５２】
次に、Ｃｕデポジションの不安定要素には、別な要因があることも明らかとなった。上記した実験例１からも明らかなようにＣｕ濃度が０．４ｐｐｍ以上で、測定値が安定する事は明らかになったが、安定したデータの中でも若干バラツキが見られる。その原因について、鋭意調査したところ、Ｃｕの析出を妨害する物質が存在する事が明らかになった。これは、Ｃｕ以外の重金属、例えばＦｅやＮｉである。
【００５３】
（実験例３）
メタノール中のＣｕ濃度を０．８５７ｐｐｍとして評価を行った。これにＦｅ及び／又はＮｉを添加し評価を行った。実験例１と同様の装置を用い、基本的なＣｕデポジションの方法も実験例１と同様である。
【００５４】
（１）何も添加しない場合、図１０に示すように欠陥ははっきりと観察する事ができる。
【００５５】
（２）Ｎｉを２００ｐｐｂ添加した場合、図１１に示すように欠陥が観察されない。
【００５６】
（３）Ｆｅを２００ｐｐｂ添加した場合、図１２に示すように欠陥が観察されない。
【００５７】
（４）Ｎｉを８９．７８ｐｐｂ及びＦｅを５７．３６ｐｐｂ添加した場合、図１０や図１１と同様に欠陥が観察されない。
【００５８】
（５）Ｃｕ濃度１．１７ｐｐｍ、Ｎｉ濃度２０ｐｐｂ、Ｆｅ濃度１０ｐｐｂの場合、図１０や図１１と同様に欠陥が観察されない。
【００５９】
従って、メタノール中のＦｅ、Ｎｉ濃度を管理し、特に５ｐｐｂ以下になるように管理する事でさらに安定したＣｕデポジションの評価ができることがわかった。
【００６０】
（実施例１）
被検査ウェーハとして、６インチＣＺ鏡面研磨ウェーハを用いた。本実施例では、上部電極をガラス電極とした図２の装置を用い、図３に示した手順で被検査ウェーハを処理し評価した。ガラス電極は、石英板に透明な電極膜を貼ったものである。
【００６１】
溶媒としてＣｕ標準液を１０ｐｐｍ添加したメタノールを用い、すぐに（シーズニングすることなしに）銅をデポジションし、ウェーハの欠陥を評価した。つまり、Ｃｕ電極を用いた時に実施した５ＭＶ／ｃｍの下で予め１時間又は３０分のシーズニングは行っていない。銅をデポジションさせる条件や欠陥の評価法は上記実験例１と同様である。
【００６２】
その結果、上部電極に銅電極を用いずかつシーズニングを行わなくても、図８と同様なはっきりした欠陥が観察できた。
【００６３】
【発明の効果】
上述したごとく、本発明方法によると、銅濃度を管理し評価する事で、安定した欠陥の観察ができ、欠陥の分布や密度を正確に分析でき、装置間、バッチ間などのバラツキを抑え、安定した評価ができるという効果がある。
【００６４】
また、本発明方法によると、Ｃｕ標準液を用いる事により前処理時間の短縮が可能となり迅速な評価ができるという効果がある。
【００６５】
さらに、本発明方法によれば、溶媒にＣｕ標準液を添加するとともに上部電極としてガラス電極等の銅以外の電極を用いた装置を用いることで、銅濃度を管理しやすく、安定した欠陥の観察ができ、欠陥の分布や密度を正確かつ迅速に分析できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体ウェーハの評価方法の工程順の１例を示すフローチャートである。
【図２】Ｃｕデポジション装置を示す概略説明図である。
【図３】本発明の半導体ウェーハの評価方法の工程順の他の例を示すフローチャートである。
【図４】実験例１における処理枚数によるメタノール中のＣｕ濃度の変化と評価値の変化を示すグラフである。
【図５】実験例１における１枚目の顕微鏡観察結果を示す写真である。
【図６】実験例１における２３枚目の顕微鏡観察結果を示す写真である。
【図７】実験例２におけるＣｕ標準液を添加した評価（メタノール中Ｃｕ濃度０．３８３ｐｐｍ）の顕微鏡観察結果を示す写真である。
【図８】実験例２におけるＣｕ標準液を添加した評価（メタノール中Ｃｕ濃度４．４５ｐｐｍ）の顕微鏡観察結果を示す写真である。
【図９】実験例２におけるＣｕ標準液を添加した評価（メタノール中Ｃｕ濃度３４．０ｐｐｍ）の顕微鏡観察結果を示す写真である。
【図１０】実験例３におけるメタノール中Ｃｕ濃度０．８５７ｐｐｍで評価した顕微鏡観察結果を示す写真である。
【図１１】実験例３におけるメタノール中Ｃｕ濃度０．８５７ｐｐｍにＮｉ２００ｐｐｂ添加し評価した顕微鏡観察結果を示す写真である。
【図１２】実験例３におけるメタノール中Ｃｕ濃度０．８５７ｐｐｍにＦｅ２００ｐｐｂ添加し評価した顕微鏡観察結果を示す写真である。
【符号の説明】
１０：デポジション装置、１２：処理容器、１４：下部電極、１６：上部電極、１４ａ，１６ａ：接続端子、１８：ウェーハ保持部、２０：外部電源、２２：溶媒、Ｆ：酸化膜、Ｗ：ウェーハ。

Claims

半導体ウェーハの表面上に所定の厚さの絶縁膜を形成させる工程と、該半導体ウェーハの表面近くに形成された欠陥部位上の絶縁膜を破壊し、該欠陥部位に溶媒中の銅をデポジションする工程とからなるＣｕデポジション法を用い、該溶媒中の銅濃度を０．４〜３０ｐｐｍの範囲に調節しかつ該溶媒中のＦｅ濃度及びＮｉ濃度を５ｐｐｂ以下に管理し評価することを特徴とする半導体ウェーハの評価方法。
前記溶媒として、メタノールを用いることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハの評価方法。
前記溶媒中に、Ｃｕ標準液を添加することにより銅濃度を調節することを特徴とする請求項１又は２記載の半導体ウェーハの評価方法。
処理容器と、該処理容器内に設けられた下部電極と、該下部電極に対して所定の間隔をおいて設けられた上部電極と、これらの電極間に電界を発生せしめる外部電源とを有し、該下部電極の上面に半導体ウェーハを載置するとともに該処理容器内に溶媒を注入し、Ｃｕデポジション法によって半導体ウェーハを評価する装置において、該上部電極がガラス電極、銅に金メッキした電極、白金電極、金電極又は炭素電極である半導体ウェーハの評価装置を用いてシーズニングを行うことなく評価することを特徴とする請求項３記載の半導体ウェーハの評価方法。