JP4383999B2 - Method for measuring cleanliness of semiconductor wafer storage member - Google Patents
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Description
本発明は、半導体ウェーハの保管または輸送に用いられる半導体ウェーハ収納部材の清浄度を測定する方法に関し、特にウェーハ収納部材に付着しているかもしくはウェーハ収納部材自体から発生する微粒子異物すなわちパーティクルを定量的に評価する清浄度測定方法に関するものである。 The present invention relates to a method for measuring the cleanliness of a semiconductor wafer storage member used for storage or transportation of semiconductor wafers, and in particular, quantitatively detects foreign particles adhering to the wafer storage member or generated from the wafer storage member itself. It relates to a cleanliness measuring method to be evaluated.
シリコン、III−V族化合物又はII−VI族化合物等からなる半導体ウェーハを保管または輸送するためのウェーハ収納部材であるウェーハケースの一例を図5に示す。このウェーハケース1はウェーハWを並列に収納するウェーハバスケット4と該バスケットを収納するウェーハケース本体2と該ウェーハケース本体2の上蓋3とウェーハバスケット4内のウェーハWを押さえて保持するためのウェーハ押さえ6とパッキン5を含む。
FIG. 5 shows an example of a wafer case that is a wafer storage member for storing or transporting a semiconductor wafer made of silicon, a III-V group compound, a II-VI group compound, or the like. The
ウェーハWを保管または輸送する際にウェーハに付着するパーティクルを極力少なくするために、ウェーハケースは常に清浄度を高く保つことが要求される。ウェーハ表面に付着するパーティクルは、近年0.06μmといったサイズまで管理する必要があり、当然ながらウェーハケースの内部に付着した、あるいはウェーハケース自体から発生するパーティクルも0.06μmのサイズまで測定し、清浄度を評価することは重要である。 In order to minimize particles adhering to the wafer when the wafer W is stored or transported, it is required that the wafer case always be kept clean. Particles adhering to the wafer surface need to be controlled to a size of 0.06 μm in recent years. Of course, particles adhering to the inside of the wafer case or generated from the wafer case itself are also measured to a size of 0.06 μm and cleaned. It is important to evaluate the degree.
かかるウェーハケースの清浄度の評価法としては、ウェーハケースに純水を注入した後、加振機で一定時間、振動を付与して加振前後の純水中のパーティクルを液中パーティクルカウンタでカウントして、その増加量によりウェーハケースの清浄度を評価する方法が提供されている(例えば、特許文献1参照)。 As a method for evaluating the cleanliness of such a wafer case, pure water is injected into the wafer case, then a vibration is applied for a certain period of time with a shaker, and particles in pure water before and after vibration are counted with a liquid particle counter. Thus, a method for evaluating the cleanliness of the wafer case based on the increased amount is provided (see, for example, Patent Document 1).
別の方法としては、測定槽に脱気水を注入して、この脱気水中に被測定物を浸漬し、脱気水中のパーティクル数を液中パーティクルカウンタで測定する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。この方法では、脱気水を用いることにより純水に溶存するガスに依存して発生する気泡を減少させて、パーティクルを定量するとしている。 As another method, there has been proposed a method in which deaerated water is injected into a measurement tank, an object to be measured is immersed in the deaerated water, and the number of particles in the deaerated water is measured with a submerged particle counter ( For example, see Patent Document 2). In this method, bubbles are generated depending on the gas dissolved in pure water by using degassed water, and particles are quantified.
しかしながら、上記測定方法では、振動や浸漬等により取り込まれる純水中の気泡の影響を排除することができず、異物のみをパーティクルとして正確に測定できているのかはなはだ疑問であり、実際のパーティクル数は不明であるという問題があった。 However, in the above measurement method, the influence of bubbles in pure water taken in by vibration, immersion, etc. cannot be excluded, and it is doubtful whether only foreign substances can be accurately measured as particles, and the actual number of particles Had the problem of being unknown.
また、これらの方法は、いずれも液中パーティクルカウンタを使用することから、検出できるパーティクルはせいぜい0.1μm以上のサイズであり、これ以下のサイズのパーティクルを評価することができないため、最近のデバイスの微細化に伴いより微小なパーティクルの検出が要求されている現状には適応できないといった問題点があった。 In addition, since these methods use an in-liquid particle counter, particles that can be detected are at most 0.1 μm in size, and particles smaller than this cannot be evaluated. However, there is a problem that it cannot be applied to the current situation where detection of finer particles is required with the miniaturization.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、半導体ウェーハ収納部材に付着した、あるいは半導体ウェーハ収納部材自体から発生するパーティクルを、純水中に存在する気泡の影響を受けずに精度良く検出する、ウェーハ収納部材の清浄度測定方法を提供することを目的としたものである。 The present invention has been made in view of such a problem, and particles adhering to the semiconductor wafer storage member or generated from the semiconductor wafer storage member itself are not affected by bubbles present in pure water. An object of the present invention is to provide a method for measuring the cleanliness of a wafer storage member that is detected with high accuracy.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、半導体ウェーハ収納部材の清浄度測定方法であって、前記ウェーハ収納部材を純水に接触させた後、予めパーティクル数をカウントした検査用ウェーハ表面に、前記収納部材に接触させた純水を抽出して滴下・乾燥した後、前記検査用ウェーハ表面のパーティクル数をカウントして、純水滴下前後のパーティクルの増加数を求め、該パーティクル増加数により前記ウェーハ収納部材の清浄度を評価することを特徴とする半導体ウェーハ収納部材の清浄度測定方法を提供する。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and is a method for measuring the cleanliness of a semiconductor wafer storage member, which is for inspection in which the number of particles is counted in advance after contacting the wafer storage member with pure water. After extracting pure water brought into contact with the housing member onto the wafer surface, dropping and drying, the number of particles on the wafer surface for inspection is counted, and the number of particles increased before and after dropping of pure water is obtained. the increase in the number that provides cleanliness measurement method of a semiconductor wafer accommodation member, characterized in that to evaluate the cleanliness of the wafer housing member.
このように、ウェーハ収納部材を純水に接触させた後、予めパーティクル数をカウントした検査用ウェーハ表面に、前記収納部材に接触させた純水を抽出して滴下・乾燥した後、前記検査用ウェーハ表面のパーティクル数をカウントして、純水滴下前後のパーティクルの増加数を求めることで、純水中の気泡の影響を完全に排除してパーティクル数を精度良く確実に測定して、ウェーハ収納部材の良否を判断できる。 As described above, after the wafer storage member is brought into contact with pure water, the pure water brought into contact with the storage member is extracted on the surface of the wafer for inspection in which the number of particles has been counted in advance, and is dropped and dried. By counting the number of particles on the wafer surface and calculating the increase in the number of particles before and after the addition of pure water, the effect of bubbles in pure water is completely eliminated, and the number of particles is measured accurately and reliably, and stored in the wafer. The quality of the member can be determined.
また、前記ウェーハ収納部材に純水を接触させた状態で、該ウェーハ収納部材を一定時間振動させた後に前記純水を抽出することが好ましい。 Further, the state in which the wafer housing member is brought into contact with pure water, it is not preferable to extract the pure water the wafer housing member after a predetermined time vibration.
このように、前記ウェーハ収納部材に純水を接触させた状態で、該ウェーハ収納部材を一定時間振動させた後に前記純水を抽出することで、ウェーハ収納部材に付着しているかもしくはウェーハ収納部材自体から発生するパーティクルをより精度良く測定できる。振動により純水中には大量に気泡が発生するが、本発明では気泡の影響を排除できるので、正確にパーティクル数を測定できる。 As described above, the pure water is extracted after the wafer storage member is vibrated for a predetermined time in a state where the pure water is brought into contact with the wafer storage member, so that the wafer storage member is attached to the wafer storage member. Particles generated from itself can be measured with higher accuracy. Although a large amount of bubbles are generated in the pure water due to vibration, the influence of the bubbles can be eliminated in the present invention, so that the number of particles can be accurately measured.
また、前記パーティクル数のカウントを、レーザーを照射することにより被測定物の表面に生じる散乱体の個数をカウントするレーザー散乱法によって行うことができる。この場合、前記レーザー散乱法が、0.1μm以下のサイズの散乱体を検出可能であることが好ましい。 Further, a count of the number of particles, Ru can be performed by laser scattering method which counts the number of scatterers generated on the surface of the object to be measured by irradiating a laser. In this case, the laser scattering method, it is not preferable can detect the scattering of the following sizes 0.1 [mu] m.
このように、レーザー散乱法を用いれば、0.1μm以下のサイズの散乱体も検出可能であり、従来の液中パーティクルカウンタでは検出できなかったレベルのパーティクルを検出してウェーハ収納部材の清浄度を評価できる。 As described above, by using the laser scattering method, it is possible to detect a scatterer having a size of 0.1 μm or less, and detect the level of particles that could not be detected by the conventional liquid particle counter, thereby cleaning the wafer storage member. Can be evaluated.
さらに、前記用いる検査用ウェーハとして、その表面にサイズが0.04μm以上のパーティクル数が16個/cm2以下のものを用いることが好ましい。 Furthermore, as a test wafer for the use, size is not preferable be used as more than the number of particles 0.04μm is 16 / cm 2 or less on its surface.
このように、用いる検査用ウェーハとして、その表面にサイズが0.04μm以上のパーティクル数が16個/cm2以下のものを用いることで、測定時のノイズを減らしてより正確な測定を行なうことができる。 As described above, the inspection wafer to be used has a surface with a number of particles having a size of 0.04 μm or more and 16 particles / cm 2 or less, thereby reducing noise during measurement and performing more accurate measurement. Can do.
この場合、前記用いる検査用ウェーハとして、その表面に酸化膜を形成したものを用いることが好ましい。 In this case, as a test wafer for the use, it is not preferable to use a material obtained by forming an oxide film on the surface thereof.
このように、表面に酸化膜が形成された検査用ウェーハを用いることにより、検査用ウェーハの表面が親水性となり、滴下された純水が酸化膜に染み込み、純水中に存在する異物が酸化膜表面に残留するので、ウェーハ収納部材に付着していたパーティクル数をより精度よく確実に測定し、ウェーハ収納部材の良否を判断できるようになる。 In this way, by using an inspection wafer having an oxide film formed on the surface, the surface of the inspection wafer becomes hydrophilic, dripped pure water soaks into the oxide film, and foreign substances present in the pure water are oxidized. Since it remains on the film surface, the number of particles adhering to the wafer storage member can be measured more accurately and reliably and the quality of the wafer storage member can be judged.
この場合、前記用いる検査用ウェーハとして、半導体シリコン単結晶ウェーハを用いることができる。 In this case, as a test wafer for the use, Ru can be used a semiconductor silicon single crystal wafer.
このように、検査用ウェーハを半導体シリコン単結晶ウェーハとすることにより、測定に必要な清浄な鏡面を有するウェーハを容易に入手することができるし、また、シリコン単結晶ウェーハは、近年ますます高清浄度化が要求され、大量に収納して保管・輸送が必要になっており、従って、ウェーハ収納部材に収納される予定のものを検査用ウェーハとして用いることで、実情に合わせた測定を行うことができる。 Thus, by using a semiconductor silicon single crystal wafer as the inspection wafer, a wafer having a clean mirror surface necessary for measurement can be easily obtained. Cleanliness is required, and storage and transportation are necessary for storing and transporting large quantities. Therefore, use the wafers that are to be stored in the wafer storage member as inspection wafers, and perform measurements according to the actual situation. be able to.
以上説明したように、本発明によれば、ウェーハ収納部材を純水に接触させた後、予めパーティクル数をカウントした検査用ウェーハ表面に、前記収納部材に接触させた純水を抽出して滴下・乾燥した後、前記検査用ウェーハ表面のパーティクル数をカウントして、純水滴下前後のパーティクルの増加数を求めることで、純水中の気泡の影響を受けることなくパーティクル数をカウントして、ウェーハ収納部材の清浄度を評価できる。 As described above, according to the present invention, after bringing the wafer storage member into contact with the pure water, the pure water brought into contact with the storage member is extracted and dropped onto the surface of the inspection wafer on which the number of particles has been counted in advance. -After drying, count the number of particles on the surface of the wafer for inspection, and calculate the number of particles without being affected by bubbles in pure water by obtaining the number of particles increased before and after dropping pure water, The cleanliness of the wafer storage member can be evaluated.
従来、半導体ウェーハ収納部材の清浄度測定は、ウェーハ収納部材に純水を注入して、その純水中のパーティクル数を液中パーティクルカウンタで計測していた。しかし、純水中の気泡の影響を排除して、異物のみをパーティクルとして正確に測定できているのか不明であるという問題があった。そこで本発明者らは、液中パーティクルカウンタによる測定について以下のような調査を行った。 Conventionally, the cleanliness of a semiconductor wafer storage member has been measured by injecting pure water into the wafer storage member and measuring the number of particles in the pure water with an in-liquid particle counter. However, there is a problem that it is unclear whether only foreign matters can be accurately measured as particles by eliminating the influence of bubbles in pure water. Therefore, the present inventors conducted the following investigation on the measurement using the liquid particle counter.
内容積1L(リットル)のテフロン(登録商標)製のビーカーを準備して、これをアルコールで洗浄し、その後純水シャワーで1時間かけ流して洗浄し、さらに純水にて5時間かけ流しを行なった。 Prepare a beaker made of Teflon (registered trademark) with an internal volume of 1 L (liter), wash it with alcohol, then wash it with a pure water shower for 1 hour, and then wash it with pure water for 5 hours. I did it.
該ビーカーに脱気を行なった純水を静かに0.7L注入し、直後に該ビーカー内の純水10mLをサンプリングして液中パーティクルカウンタで純水のパーティクルを測定した。その後、該ビーカーを軽く揺動させた後放置し、放置時間と液中パーティクルカウンタの測定値の関係を調査した。この結果を表1に示す。
純水注入直後すなわち揺動前のパーティクルは0.1μm以上で4個であるにもかかわらず、僅かな揺動により0.1μm以上のパーティクルは38438個と大幅に増加している。40分放置後には31829個に減少している。5520分放置後には17794個に減少しているが、揺動前の4個に比較して著しく増加したままである。 Although the number of particles immediately after the injection of pure water, that is, before the oscillation is four at 0.1 μm or more, the number of particles at 0.1 μm or more is greatly increased to 38438 due to slight oscillation. After leaving for 40 minutes, it decreases to 31829. After 5520 minutes, the number decreased to 17794, but the number increased significantly compared to 4 before swinging.
前記ビーカーは十分な洗浄を行なっていることを考慮すれば、該ビーカーの壁面に、このように多数のパーティクルが付着しているとは考えにくい。また、揺動後の放置時間とともにパーティクル数が減少しているが、パーティクルが実際に純水中に存在する場合には、放置時間にかかわらずパーティクル数は不変のはずである。このような現象は、揺動により純水中に気泡が発生し、これが時間の経過とともに消滅していくと考えられ、液中パーティクルカウンタは発生した気泡をカウントしていると考えることが妥当である。 Considering that the beaker is sufficiently cleaned, it is unlikely that such a large number of particles are attached to the wall surface of the beaker. In addition, the number of particles decreases with the standing time after swinging, but if the particles are actually present in pure water, the number of particles should remain unchanged regardless of the standing time. Such a phenomenon is considered to be that bubbles are generated in pure water due to rocking and disappear with time, and it is reasonable to think that the liquid particle counter counts the generated bubbles. is there.
次に、液中パーティクルカウンタによる測定値と溶存酸素の関係を調査した。用いたビーカーは表1の実験と同様に、内容積1Lのテフロン(登録商標)製のビーカーをアルコールで洗浄し、その後純水シャワーで1時間かけ流して洗浄し、さらに純水にて5時間かけ流しを行なったものである。該ビーカーに脱気した0.7Lの純水を注入して、注入直後の純水を10mLサンプリングして液中パーティクルカウンタでパーティクルを測定した。さらに純水をサンプリングして溶存酸素を測定した。その後、手で軽く数回揺動をした後、純水10mLをサンプリングして同様に液中パーティクルと溶存酸素を測定した。さらにその後、再度手で軽く数回揺動をした後、純水10mLをサンプリングして同様に液中パーティクルと溶存酸素を測定した。この結果を表2に示す。この表2をグラフ化したのが図6である。
表2から、液中パーティクル個数は揺動を行なう度に急激に増加しており、これに比例して溶存酸素も増加していることがわかる。これはすなわち、揺動によって空気中の酸素が純水中に取り込まれ、気泡を形成したと考えられる。 From Table 2, it can be seen that the number of particles in the liquid increases rapidly each time rocking is performed, and dissolved oxygen also increases in proportion to this. In other words, it is considered that oxygen in the air was taken into the pure water by rocking and bubbles were formed.
以上の実験から、本発明者らは脱気水であっても僅かな揺動により気泡が発生してしまうため、正確に液中のパーティクルを測定することは実質上不可能と判断するに至った。 From the above experiment, the present inventors have determined that it is practically impossible to accurately measure particles in the liquid because bubbles are generated by slight fluctuation even in deaerated water. It was.
そこで、本発明者らは検討を重ねた結果、半導体ウェーハ収納部材を純水に接触させた後、予めパーティクル数をカウントした検査用ウェーハ表面に、前記収納部材に接触させた純水を抽出して滴下・乾燥した後、前記検査用ウェーハ表面のパーティクル数をカウントして、純水滴下前後のパーティクルの増加数を求めれば、純水中の気泡の影響を受けることなくパーティクル数をカウントして、ウェーハ収納部材の清浄度を評価できることを見出し、本発明を完成させた。 Therefore, as a result of repeated studies, the present inventors have extracted the pure water that has been brought into contact with the storage member onto the surface of the wafer for inspection in which the number of particles has been counted in advance after contacting the semiconductor wafer storage member with pure water. After dropping and drying, count the number of particles on the surface of the wafer for inspection and calculate the number of particles before and after dropping pure water, and count the number of particles without being affected by bubbles in pure water. The present inventors have found that the cleanliness of the wafer storage member can be evaluated and completed the present invention.
以下、本発明についてより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図1に示すフロー図を用いて、本発明の半導体ウェーハ収納部材の清浄度測定方法の一例を説明する。
まず、検査用ウェーハを準備する(Step1)。検査用ウェーハとして用いるウェーハは、特に限定されないが、たとえば半導体シリコン単結晶ウェーハを用いれば、ウェーハ収納部材に収納される予定のウェーハを検査用ウェーハとして用いることになり、実情に合わせた清浄度測定を行うことができる。もちろん、表面を研磨したガラス基板、金属板等を検査用ウェーハとして用いてもよい。
Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these.
An example of the method for measuring the cleanliness of the semiconductor wafer storage member of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
First, an inspection wafer is prepared (Step 1). The wafer used as the inspection wafer is not particularly limited. For example, when a semiconductor silicon single crystal wafer is used, the wafer to be stored in the wafer storage member is used as the inspection wafer, and the cleanliness measurement according to the actual situation is performed. It can be performed. Of course, a glass substrate, a metal plate or the like whose surface has been polished may be used as an inspection wafer.
この検査用ウェーハとして、その表面に酸化膜が形成されているものを用いることが望ましい。この酸化膜の厚さは特に限定しないが、1nm以上であるのがより望ましい。この酸化膜が形成されていると検査用ウェーハの表面が親水性となり、滴下された純水がウォーターマークを形成することなく酸化膜に染み込み、純水中に存在する異物が酸化膜表面に残留する。前記ウォーターマークはパーティクル測定の際にノイズになり得るため、存在しないことが好ましい。従って、酸化膜が形成された検査用ウェーハを用いれば、パーティクルをより精度よく確実に測定し、ウェーハ収納部材の良否を判断できる。ウェーハ表面に酸化膜を形成するには、シリコンウェーハの洗浄でよく使われているNH4OH/H2O2(いわゆるSC1)溶液で洗浄するのが容易である。あるいはO3を溶解させた純水にウェーハを浸漬することでも同様に酸化膜を形成することができる。
尚、酸化膜の厚さの上限は特に限定する必要はないが1000nmもあれば十分である。
As this inspection wafer, it is desirable to use a wafer having an oxide film formed on the surface thereof. The thickness of the oxide film is not particularly limited, but is more preferably 1 nm or more. When this oxide film is formed, the surface of the wafer for inspection becomes hydrophilic, and the dropped pure water soaks into the oxide film without forming a watermark, and foreign matter present in the pure water remains on the oxide film surface. To do. It is preferable that the watermark does not exist because it can cause noise during particle measurement. Therefore, if an inspection wafer on which an oxide film is formed is used, particles can be measured more accurately and reliably and the quality of the wafer storage member can be judged. In order to form an oxide film on the wafer surface, it is easy to clean with an NH 4 OH / H 2 O 2 (so-called SC1) solution often used for cleaning silicon wafers. Alternatively, the oxide film can be similarly formed by immersing the wafer in pure water in which O 3 is dissolved.
The upper limit of the thickness of the oxide film need not be particularly limited, but 1000 nm is sufficient.
また、用いる検査用ウェーハとして、その表面で計測されるパーティクル数が少ないものを用いるが望ましい。パーティクル数が少ないと測定におけるノイズが少なくなり、より精度の高い測定が可能となるからである。具体的には、検査用ウェーハの表面にサイズが0.04μm以上のパーティクル数が16個/cm2以下であるのが好ましい。 Further, it is desirable to use an inspection wafer that has a small number of particles measured on the surface thereof. This is because when the number of particles is small, noise in measurement is reduced, and measurement with higher accuracy is possible. Specifically, the number of particles having a size of 0.04 μm or more on the surface of the inspection wafer is preferably 16 particles / cm 2 or less.
さらに、Step2やStep6におけるパーティクル数の計測を、レーザーを照射することによりウェーハ表面の異物あるいは結晶欠陥に起因して生じる輝点、すなわちレーザー光散乱体の個数をカウントするレーザー散乱法により行う場合は、検査用ウェーハに存在する点欠陥が散乱体として計測されノイズとなる。従って、このような点欠陥が少ない方がより精度の高い計測が可能になる。点欠陥が少なく、検査用ウェーハの表面にサイズが0.04μm以上のパーティクル数が16個/cm2以下であることを満たすウェーハを用いるのが好ましい。
Furthermore, when the number of particles in
ここで、Siウェーハは、インゴットの製造方法によって空孔型点欠陥が支配的で、その凝集体が存在する領域(以下V−Rich領域という)と格子間シリコン点欠陥が支配的で、その凝集体が存在する領域(以下I−Rich領域という)と空孔型点欠陥の凝集体及び格子間シリコン点欠陥の凝集体が存在しない無欠陥領域(以下N領域という)に分かれる。これらの領域の制御についてはSiインゴット製造段階の引き上げ法において、インゴットの引き上げ速度(V)とインゴット/溶融面界面での温度勾配(G)を制御する技術がVoronkovによって開示されている( Journal of Crystal Growth、Vol59、1982、pp625−643)。 Here, the Si wafer is dominated by vacancy-type point defects depending on the manufacturing method of the ingot, the region where the agglomerates exist (hereinafter referred to as V-Rich region) and the interstitial silicon point defects are dominant. It is divided into a region where aggregates are present (hereinafter referred to as I-Rich regions), a defect-free region (hereinafter referred to as N region) where there are no agglomerates of vacancy type point defects and agglomerates of interstitial silicon point defects. Regarding the control of these regions, Voronkov discloses a technique for controlling the ingot pulling speed (V) and the temperature gradient (G) at the ingot / melting surface interface in the pulling method in the Si ingot manufacturing stage (Journal of Crystal Growth, Vol 59, 1982, pp 625-643).
V−RichまたはI−richから切り出されたSiウェーハは点欠陥の凝集体が存在するため、これらがレーザー光散乱法で散乱体として計測されるため測定のノイズとなる。一方、N領域のウェーハは点欠陥の凝集体が存在しないため、レーザー光散乱法で0.04μm以上のサイズの散乱体が直径200mmのウェーハで5000個以下(すなわち16個/cm2以下)であるウェーハとすることができる。
このようなウェーハの作製法としては、例えば特開平1−1393に開示されているようにN領域からなるSiウェーハがある。これ以外の例として例えば特開2000−5349には引き上げ法においてN2をドープした結晶においてN領域になるように制御しながら製造する方法が提案されている。これ以外としてアニールにより点欠陥の凝集体を消滅させたウェーハやエピタキシャルウェーハを用いてもレーザー散乱法によって検出される0.04μm以上のサイズの散乱体が16個/cm2以下を達成できる。
Since the Si wafer cut out from V-Rich or I-rich has agglomerates of point defects, these are measured as scatterers by the laser light scattering method, and thus become measurement noise. On the other hand, since there are no point defect aggregates in the wafer in the N region, the number of scatterers having a size of 0.04 μm or more is less than 5000 (that is, 16 / cm 2 or less) in a wafer having a diameter of 200 mm by the laser light scattering method. It can be a certain wafer.
As a method for manufacturing such a wafer, for example, there is a Si wafer composed of an N region as disclosed in JP-A 1-1393. As another example, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-5349 proposes a method of manufacturing while controlling so as to be an N region in a crystal doped with N 2 in a pulling method. In addition to this, even when a wafer or an epitaxial wafer in which point defect aggregates are eliminated by annealing is used, it is possible to achieve 16 / cm 2 or less of scatterers having a size of 0.04 μm or more detected by the laser scattering method.
検査用ウェーハを準備したら、該検査用ウェーハの表面のパーティクル数を測定する(Step2)。この測定で得られたパーティクル数を測定数1とする。このパーティクルを測定する方法は特に限定されず、既存の機器を用いることができるが、前記レーザー散乱法によって行うのが好ましい。このようなレーザー散乱法を用いたパーティクルカウンタとして、最近では0.04μm程度まで検収可能な装置が市販されており、従来法で使用している液中パーティクルカウンタの検出下限が0.1μmであることと比較して、より小さいサイズのパーティクルまで評価できるというメリットがある。このように、0.1μm以下のサイズの散乱体を検出可能なレーザー散乱方式のパーティクルカウンタ(例えばKLA―Tencor社製 Surfscan SP−1)を用いることで、従来の液中パーティクルカウンタでは評価できなかったレベルまでウェーハ収納部材の清浄度を評価できるようになる。 When the inspection wafer is prepared, the number of particles on the surface of the inspection wafer is measured (Step 2). The number of particles obtained by this measurement is taken as 1 for measurement. The method for measuring the particles is not particularly limited, and existing equipment can be used, but it is preferable to perform the laser scattering method. As a particle counter using such a laser scattering method, a device capable of detecting up to about 0.04 μm is commercially available recently, and the detection limit of the liquid particle counter used in the conventional method is 0.1 μm. Compared to this, there is a merit that even smaller particles can be evaluated. Thus, by using a laser scattering type particle counter (for example, Surfscan SP-1 manufactured by KLA-Tencor) capable of detecting a scatterer having a size of 0.1 μm or less, it cannot be evaluated with a conventional liquid particle counter. It becomes possible to evaluate the cleanliness of the wafer storage member to a certain level.
続いて、ウェーハ収納部材に純水を接触させる(Step3)。ウェーハ収納部材に純水を接触させる方法としては特に限定されないが、例えば、図5に示されるウェーハケース本体2に純水を、その内容積の80%程度注入し、上蓋3を閉じる方法が挙げられる。また、この際にウェーハ押さえ6、ウェーハバスケット4、パッキン5をセットすることによりこれらの収納部材の清浄度もあわせて評価することが可能である。一方、ウェーハバスケット4やパッキン5・ウェーハ押さえ6等のみの測定をしたい場合は、これらを純水に浸漬することによって接触させる。すなわち、各部材の水への接触方法については、その形状によって適宜選択すればよい。
Subsequently, pure water is brought into contact with the wafer housing member (Step 3). The method of bringing pure water into contact with the wafer housing member is not particularly limited. For example, pure water is injected into the wafer case
次に、この純水と接触させた状態のウェーハ収納部材を一定時間振動させるのが好ましい(Step4)。このように、前記ウェーハ収納部材に純水を接触させた状態で、該ウェーハ収納部材を一定時間振動させた後に前記純水を抽出すれば、ウェーハ収納部材に付着するかもしくはウェーハ収納部材自体から発生するパーティクルが純水中により確実に移行して、ウェーハ収納部材の清浄度をより正確に測定できるからである。この場合、振動を加えれば膨大な量の気泡が純水中に発生するが、本発明ではこの純水中に発生した気泡の影響を後工程で排除できるので問題ない。振動の条件については特に限定されないが、例えば周波数50〜2000Hz、加速度2G〜50GでX軸・Y軸方向にそれぞれ0.5〜30分間振動させればよい。但し、目的に応じてこの振動工程は省略してもよい。 Next, it is preferable to vibrate the wafer storage member in contact with the pure water for a certain time (Step 4). Thus, if the pure water is extracted after vibrating the wafer storage member for a certain time in a state where pure water is in contact with the wafer storage member, the wafer storage member adheres to the wafer storage member or from the wafer storage member itself. This is because the generated particles are surely transferred in pure water, and the cleanliness of the wafer storage member can be measured more accurately. In this case, if vibration is applied, an enormous amount of bubbles are generated in the pure water. However, in the present invention, there is no problem because the influence of the bubbles generated in the pure water can be eliminated in a subsequent process. The conditions for vibration are not particularly limited, and for example, the vibration may be performed in the X-axis and Y-axis directions at a frequency of 50 to 2000 Hz and an acceleration of 2G to 50G for 0.5 to 30 minutes, respectively. However, this vibration step may be omitted depending on the purpose.
次に、ウェーハ収納部材に接触させた純水を抽出し、Step2でパーティクル数を測定済の検査用ウェーハ表面に滴下して、乾燥する(Step5)。純水の抽出量としては特に限定されないが、0.01mL以上であればより精度よく測定できる。乾燥の方法は、自然乾燥等でよい。
Next, the pure water brought into contact with the wafer housing member is extracted, and the number of particles is dropped onto the surface of the inspection wafer that has been measured in
続いて、Step5で乾燥した検査用ウェーハ表面のパーティクル数を測定する(Step6)。この測定で得られたパーティクル数を測定数2とする。このパーティクル数の測定には、Step2で用いたのと同じ方法を用いる。
Subsequently, the number of particles on the surface of the inspection wafer dried in
次に、Step6で測定したパーティクル数(測定数2)から、Step2で測定したパーティクル数(測定数1)を差し引きして、Step5で抽出した純水中のパーティクル数を求め、その結果に基づいてウェーハ収納部材の清浄度を評価し、その良否を判断する(Step7)。
Next, the number of particles measured in Step 2 (measurement number 1) is subtracted from the number of particles measured in Step 6 (measurement number 2) to obtain the number of particles in pure water extracted in
以上のような半導体ウェーハ収納部材の清浄度測定方法であれば、従来の液中パーティクルカウンタを用いた測定方法と異なって、純水中の気泡の影響を受けることなくパーティクル数をカウントして、ウェーハ収納部材の良否を判断することができる。更に、レーザー散乱方式で0.1μm以下のサイズの散乱体を検出できるパーティクルカウンタを用いれば、従来の液中パーティクルカウンタ(検出下限0.1μm)を用いた測定方法より小さいサイズのパーティクルも検出して、ウェーハ収納部材の清浄度を評価することができる。 If the method for measuring the cleanliness of the semiconductor wafer storage member as described above, unlike the conventional measurement method using a particle counter in liquid, the number of particles is counted without being affected by bubbles in pure water, The quality of the wafer storage member can be determined. In addition, if a particle counter that can detect scatterers with a size of 0.1 μm or less by the laser scattering method is used, particles smaller than the measurement method using the conventional liquid particle counter (detection lower limit 0.1 μm) are also detected. Thus, the cleanliness of the wafer storage member can be evaluated.
以下に、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
(実施例、比較例)
半導体ウェーハの収納部材として、8“φのシリコンウェーハ25枚を収納するためのウェーハケースを用いて清浄度測定を行い(手動洗浄前評価)、その後、該ウェーハケースを手動洗浄し、再度清浄度測定を行った(手動洗浄後評価)。その概略を示したフロー図を図2に示す。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.
(Examples and comparative examples)
Cleanliness is measured using a wafer case for housing 25 8 "φ silicon wafers as a semiconductor wafer storage member (evaluation before manual cleaning), and then the wafer case is manually cleaned and cleaned again. The measurement was performed (evaluation after manual cleaning), and a flow chart showing the outline is shown in FIG.
まず、検査用ウェーハを準備した(Step1)。検査用ウェーハとして、8“φのシリコンウェーハで、方位<100>、p型でありウェーハ全面がN領域になるように引き上げ条件を制御して製造したウェーハを用意した。該ウェーハは製造の最終工程でSC1洗浄したウェーハであり、表面には酸化膜が5nm程度形成してある。このウェーハをそのまま使用した場合(以下酸化膜ウェーハという)とHF洗浄により表面酸化膜を除去したウェーハを使用した場合(以下ベアSiウェーハという)で比較を行なった。酸化膜ウェーハおよびベアSiウェーハはそれぞれ3枚ずつ用意した。 First, an inspection wafer was prepared (Step 1). As an inspection wafer, an 8 ".phi. Silicon wafer having an orientation <100>, p-type, and prepared by controlling the pulling conditions so that the entire surface of the wafer is in the N region was prepared. The wafer was SC1 cleaned in the process, and an oxide film was formed on the surface about 5 nm.When this wafer was used as it was (hereinafter referred to as an oxide film wafer), a wafer from which the surface oxide film was removed by HF cleaning was used. Comparison was made in each case (hereinafter referred to as bare Si wafer), and three oxide film wafers and three bare Si wafers were prepared.
次に、前記検査用ウェーハの表面について、レーザー散乱方式のKla−Tencor社製のSurfscanSP1を用いて、0.065μm以上のサイズの散乱体を測定し、この測定値を測定数1とした(Step2)。 Next, on the surface of the wafer for inspection, a scatterer having a size of 0.065 μm or more was measured using a laser scattering type Surfscan SP1 manufactured by Kla-Tencor, and the measurement value was set to 1 (Step 2). ).
続いて、図5に示されるウェーハケース1について、ウェーハケース本体2に、ウェーハ押さえ6、ウェーハバスケット4、パッキン5をセットして、3Lの純水を注入し、上蓋3を閉じた(Step3)。
Subsequently, for the
次に、前記ウェーハケース1を加振機に積載し、周波数400Hz、加速度10Gで、X軸・Y軸方向にそれぞれ1分間、振動させた(Step4)。
Next, the
次に、上蓋3を開いて、ウェーハケース1内の純水を0.1mL抽出し、Step2でレーザー散乱法で測定済みの検査用ウェーハに滴下し、自然乾燥した(Step5)。
Next, the
続いて、Step5で乾燥した検査用ウェーハの表面のパーティクル数を、Step2と同様にKla−Tencor社製のSurfscanSP1により測定し、この測定値を測定数2とした(Step6)。
Subsequently, the number of particles on the surface of the inspection wafer dried in
測定数2から測定数1を差し引いて、ウェーハケースの清浄度を評価した(Step7)。
The
なお、比較例として、Step4後にウェーハケース1を20分間放置した後、従来と同様にウェーハケース1内の純水を10mL抽出して、液中パーティクルカウンタで純水中のパーティクルを測定した。
As a comparative example, after the
次に、上記Step7を終えたウェーハケース1を手動洗浄した。該ウェーハケース1をアルコールで洗浄し、その後、純水シャワーで1時間かけ流し、さらに純水にて5時間かけ流しを行なった。
Next, the
更に、手動洗浄を終えたウェーハケース1について、再度上記Step1〜Step7の清浄度測定および20分放置後の液中パーティクルカウンタ測定を行った。
以上の結果を表3に示す。表3の結果をグラフ化したものが図3・図4である。
The results are shown in Table 3. 3 and 4 are graphs showing the results of Table 3.
表3および図3に示すように、従来の液中パーティクルカウンタを用いた清浄度測定方法(比較例)では、手動洗浄後のウェーハケースのパーティクルは、0.1μm以上及び0.15μm以上のサイズのパーティクルは減少しているが、サイズ0.2μm以上のパーティクルが逆に増加しており、十分な手動洗浄を行ったにも関わらず0.1μm換算のパーティクル数が増加するという不自然な測定結果となった。 As shown in Table 3 and FIG. 3, in the cleanliness measurement method using a conventional submerged particle counter (comparative example), the particles in the wafer case after manual cleaning have a size of 0.1 μm or more and 0.15 μm or more. The number of particles is decreasing, but the number of particles of 0.2 μm or larger is increasing, and the number of particles converted to 0.1 μm increases despite sufficient manual cleaning. As a result.
一方、本発明に従う清浄度測定方法においては、図4に示すようにベアSiウェーハ・酸化膜ウェーハいずれの場合も、洗浄前のウェーハケースより洗浄後のウェーハケースの方が清浄度は良くなっており、手動洗浄によるパーティクル数減少を反映した測定結果となった。 On the other hand, in the cleanliness measuring method according to the present invention, as shown in FIG. 4, in both the bare Si wafer and the oxide film wafer, the cleanliness is better in the wafer case after cleaning than in the wafer case before cleaning. Therefore, the measurement results reflected the decrease in the number of particles due to manual cleaning.
ただし、図4(a)に示すベアSiウェーハを用いた測定結果で、ウェーハNo.3だけ洗浄前のパーティクル数が異常に増加しているが、集光灯下で目視したところ、Siウェーハに滴下した純水が拡がった純水/Siウェーハ界面位置に白いヘイズが発生しており、ウォーターマークが発生していた。これによりヘイズを散乱体として測定してしまったことが原因と考えられる。
一方で、酸化膜付ウェーハの場合はこのような現象は認められず、より正確な測定ができていた。
However, the measurement result using the bare Si wafer shown in FIG. The number of particles before cleaning increased by 3 but when viewed under a condenser lamp, white haze was generated at the pure water / Si wafer interface where the pure water dropped on the Si wafer spread. The watermark was generated. This is considered to be caused by measuring haze as a scatterer.
On the other hand, in the case of a wafer with an oxide film, such a phenomenon was not recognized, and more accurate measurement was possible.
以上のように、本発明に従う半導体ウェーハ収納部材の清浄度測定方法を用いれば、半導体ウェーハ収納部材に付着した、あるいは半導体ウェーハ収納部材自体から発生するパーティクルを、純水中に存在する気泡の影響を受けずに精度良く検出することがわかる。更に、レーザー散乱方式で0.1μm以下のサイズの散乱体を検出できるパーティクルカウンタを用いれば、従来の液中パーティクルカウンタ(検出下限0.1μm)が検出できない小さいサイズのパーティクルも検出して、より高いレベルでウェーハ収納部材の清浄度を評価することができる。 As described above, if the method for measuring the cleanliness of a semiconductor wafer storage member according to the present invention is used, particles adhering to the semiconductor wafer storage member or generated from the semiconductor wafer storage member itself are affected by bubbles present in pure water. It can be seen that the detection can be performed with high accuracy without receiving the signal. Furthermore, if a particle counter capable of detecting a scatterer having a size of 0.1 μm or less by a laser scattering method is used, even a small particle that cannot be detected by a conventional liquid particle counter (detection lower limit 0.1 μm) can be detected. The cleanliness of the wafer storage member can be evaluated at a high level.
尚、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。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
たとえば、本発明が適用できる半導体ウェーハ収納部材は、シリコンウェーハの収納部材に限られず、化合物半導体等の高い清浄度が要求されるウェーハの収納部材であっても良い。
また、本発明の評価にあたって、評価を行う空間や部屋のクリーン度が良好であることが好ましく、クラス100以下とするのが望ましい。
For example, a semiconductor wafer storage member to which the present invention can be applied is not limited to a silicon wafer storage member, and may be a wafer storage member that requires high cleanliness such as a compound semiconductor.
Further, in the evaluation of the present invention, the cleanliness of the space or room in which the evaluation is performed is preferably good, and is preferably set to
1…ウェーハケース、 2…ウェーハケース本体、 3…上蓋、
4…ウェーハバスケット、 5…パッキン、 6…ウェーハ押さえ、 W…ウェーハ。
1 ... wafer case, 2 ... wafer case body, 3 ... top cover,
4 ... Wafer basket, 5 ... Packing, 6 ... Wafer holder, W ... Wafer.
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