JPH10297995A - 半導体インゴット分析方法 - Google Patents

半導体インゴット分析方法

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JPH10297995A
JPH10297995A JP10019321A JP1932198A JPH10297995A JP H10297995 A JPH10297995 A JP H10297995A JP 10019321 A JP10019321 A JP 10019321A JP 1932198 A JP1932198 A JP 1932198A JP H10297995 A JPH10297995 A JP H10297995A
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JP
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wafer
heat treatment
ingot
analyzing
semiconductor
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JP10019321A
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English (en)
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Jae-Gun Park
在 勤 朴
Soo-Yeol Choi
秀 烈 崔
Gon-Sub Lee
坤 燮 李
Kyoo-Chul Cho
圭 徹 チョ
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Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
    • C30B29/06—Silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インゴットの位置別にベアウェーハに存在す
る欠陥の分布や密度等を評価する半導体インゴット分析
方法を提供する。 【解決手段】 同一な結晶成長条件下で形成された複数
個のインゴットを切断してウェーハを形成した後、イン
ゴット内の位置別に分類してサンプリングする段階；前
記ウェーハの中でインゴット内の各位置別で一部を選択
してアズグローン状態下で結晶欠陥を分析する段階；前
記ウェーハの中でインゴットの各位置別で他の一部を選
択して、特定半導体装置製造工程の熱処理工程と同一な
温度条件下の熱処理工程を行った後、結晶欠陥を分析す
る段階；前記ウェーハの中でまた他の一部を選択して、
ウェーハに対して加速熱処理工程を行った後、結晶欠陥
を分析する段階；及び前記各分析結果に基いてインゴッ
ト内の各位置別で結晶欠陥の状態を評価する段階を備え
る半導体インゴット分析方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体インゴット分
析方法に関するもので、より詳しくは単結晶成長法によ
って製作されたベアウェーハ（Bare wafer）上に存在す
る結晶欠陥（Crystal Defect）を容易に分析できる半導
体装置製造用ベアウェーハ分析方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】通常、ベアウェーハを製造するためには
大容量電気炉内部で珪砂及び珪石を主原料として使用し
てコクス、木材などを補助原料として使用して還元作用
を利用し多結晶シリコーン（Poly-crystalline silico
n）を製造して、またこれを精製する。
【０００３】次に、チョクラルスキ（Czochralski）結
晶成長法又はフロートゾーン（Floatzone ）結晶成長法
などの単結晶成長法を使用して一端はシード（Seed）部
位と称して、他端はテール（Tail）部位と称する単結晶
インゴット（Ingot ）を形成した後、後続工程によって
ベアウェーハのフラットゾーン（Flat zone ）部位が形
成されるように前記単結晶インゴットの一面をグライン
ディング（Grinding）した後、切断して金属円板を形成
する。そして、前記金属円板の表面を鏡面研磨するなど
の工程が進行されることによって半導体装置製造工程に
使用できるベアウェーハを準備する。
【０００４】前記チョクラルスキ結晶成長法では、先に
多結晶シリコンを約１４１５℃程度の結晶成長機の中で
溶かした後、前記結晶成長機を回転させながら単結晶の
シリコンシード結晶（Crystal seed）が付着されたアー
ムを結晶成長機内部にゆっくり下降させシード結晶が溶
融シリコーンの表面に着くようにする。次に、前記溶融
シリコーンとシード結晶の接触の後、前記アームを上方
にゆっくり移動させる。前記アームが上方に移動される
ことにより前記シード結晶とそれに接触する溶融シリコ
ーンの一部が引き上げられ、その過程で前記シード結晶
の接触面の付近で溶融シリコーンの冷却による結晶化に
よって前記シード結晶が徐々に成長され、その結果シー
ド結晶と同一である結晶構造を有する断結晶のインゴッ
トが形成される。
【０００５】また、前記フロートゾーン結晶成長法で
は、結晶成長チャンバー内に上部チャックと断結晶のシ
リコーンシード結晶が付着された下部チャックが構成さ
れているし、前記上部チャックとシード結晶が固定され
た下部チャックの間に多結晶シリコーンインゴットを挿
入して前記多結晶シリコーンインゴットとシード結晶が
接触するようにして、前記多結晶シリコーンインゴット
を囲む流動可能な誘導加熱コイルが備えられている。以
後、誘導加熱コイルに特定電圧を与えると、前記誘導加
熱コイルから発生された熱が多結晶インゴットとシード
結晶の接触部位に伝達され前記多結晶インゴットは溶融
し始める。そして、前記誘導加熱コイルを上方に移動す
ると、先に溶融された多結晶シリコーンインゴットはシ
ード結晶と接触された部位から冷却し始めて冷却による
再結晶化によってシード結晶が徐々に成長され、その結
果シード結晶と同一な結晶構造を有する単結晶インゴッ
トが形成される。
【０００６】しかし、前述したチョクラルスキ結晶成長
法又はフロートゾーン結晶成長法により製作されたベア
ウェーハの内部には、結晶成長機内部の温度の差などの
いくつかの原因によって８面体形状の空き空間をなすＤ
−ディフェクトが形成され得るし、前記ベアウェーハの
上部をポリシング（Polishing ）しながら前記Ｄ−ディ
フェクトの上部の一部が切断及び露出され前記ベアウェ
ーハ表面に溝として存在するＣＯＰ（Crystal Originat
ed Particles）が形成される。 前記Ｄ−ディフェクト
及びＣＯＰは後続工程によってベアウェーハ上に形成さ
れる酸化膜のブレークダウン（Break down）電圧の低下
をもたらす。
【０００７】特に、チョクラルスキ結晶成長法において
は、前記結晶成長機内部に、溶けた多結晶シリコーン内
部に初期酸素（Ｏ）成分が含まれることによりこれらが
ウェーハの内部で酸素析出物（Oxygen Precipitates;Ｏ
Ｐ）として発生され得るし、前記結晶成長機の内部に溶
けた多結晶シリコーン内部に重金属物質が含まれること
によって、前記ベアウェーハ内部には金属性不純物（Me
tallic Contamination）が存在できる。前記酸素析出物
及び金属性不純物は前記ベアウェーハ上に形成される半
導体素子を通電させる時、漏洩電流（Leakage current
）を発生させる原因になる。一方、前記のような結晶
欠陥はインゴット成長過程中、多様な要因によって発生
され、またその形状、分布、密度等に関しても詳しい分
析が行われていないのでウェーハ上で進行される後続半
導体装置製造工程及びその結果で製品の収率にも相当な
影響を与える。
【０００８】従って、半導体装置の製造のための工程前
にベアウェーハ上に結晶欠陥を正確に評価する分析工程
が切実に要請される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、いく
つかの分析工程を多数のベアウェーハに対して進行して
ベアウェーハ上に存在する欠陥を精密に分析して、イン
ゴットの位置別にベアウェーハに存在する欠陥の分布や
密度等を評価する半導体インゴット分析方法を提供する
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明による半導体インゴット分析方法は、単結晶成
長法によって形成されたインゴットに対する結晶欠陥を
分析する半導体インゴット分析方法において、同一な結
晶成長条件下で形成された複数個のインゴットを切断し
てウェーハを形成した後、インゴット内の位置別に分類
してサンプリングする段階；前記サンプリングされたウ
ェーハの中でインゴット内の各位置別に一部を選択して
アズグローン（As-grown）状態下で結晶欠陥を分析する
段階；前記サンプリングされたウェーハの中でインゴッ
ト内の各位置別に他の一部を選択して、ウェーハに対し
て行う半導体装置製造工程の熱処理工程と同一な温度条
件下の熱処理工程を行った後、結晶欠陥を分析する段
階；前記サンプリングされたウェーハの中でインゴット
内の各位置別にまた他の一部を選択して、ウェーハに対
して加速熱処理工程を行った後、結晶欠陥を分析する段
階；及び各分析段階の分析結果に基いてインゴット内の
各位置別に結晶欠陥の状態を評価する段階を備えてな
る。
【００１１】前記分析はチョクラルスキ成長法によるシ
リコーンインゴットに対して行ったし、前記分析される
主な結晶欠陥は酸素析出物（Oxygen Precipitate;Ｏ
Ｐ）、ＣＯＰ（Crystal Originated Particle ）、Ｄ−
ディフェクト（Ｄ−Deffect）及び重金属欠陥を含む
し、前記各結晶欠陥の分析段階はウェーハ内での各結晶
欠陥の分布及び密度測定を含むことができる。前記各結
晶欠陥の分析段階以前に前記サンプリングされたウェー
ハに対して初期酸素濃度測定を行い、後続される後期酸
素濃度測定の結果とを対比して結晶欠陥を分析すること
が望ましい。
【００１２】一方、前記アズグローン（As-grown）状態
下で結晶欠陥を分析する段階でサンプリングされた一部
のウェーハを洗浄した後、ＣＯＰを測定し、前記ＣＯＰ
測定工程はパーティクルカウンター及び原子焦点顕微鏡
を使用してなる。また、前記ＣＯＰを測定した後、ウェ
ーハをセコエッチングした後、Ｄ−ディフェクトを測定
し、 前記Ｄ−ディフェクトは前記ウェーハをセコエッ
チングした後、原子焦点顕微鏡を使用してスキャニング
することで測定され得る。
【００１３】前記アズグローン（As-grown）状態下で結
晶欠陥を分析する段階でサンプリングされた他の一部の
ベアウェーハ上に熱酸化膜を形成及び除去させた後、ウ
ェーハを洗浄した後、ＣＯＰを測定することができる
し、前記ＣＯＰを測定した後、ＬＳＴ（Laser Scatteri
ng Tomography ）方法を利用してウェーハ上の酸素析出
物を測定することもでき、前記ＣＯＰを測定した後、Ｄ
ＬＴＳ（Deep Level Transient Spectrometer ）方法を
利用してウェーハ上の重金属量を測定することができ
る。
【００１４】一方、前記半導体装置製造工程の熱処理工
程と同一である温度条件下の熱処理工程を行った後、結
晶欠陥を分析する段階で前記熱処理工程後ウェーハ上に
形成された酸化膜を除去した後、一部のウェーハを選択
してＬＳＴ方法によって酸素析出物を測定することがで
き、前記半導体装置製造工程の熱処理工程と同一な温度
条件下の熱処理工程を行った後、結晶欠陥を分析する段
階で前記熱処理工程後ウェーハ上に形成された酸化膜を
除去した後、他の一部のウェーハを選択して漏洩電流を
測定することができ、前記半導体装置製造工程の熱処理
工程と同一な温度条件下の熱処理工程を行った後、結晶
欠陥を分析する段階で前記熱処理工程後、ウェーハ上に
形成された酸化膜を除去した後、また他の一部のウェー
ハを選択して、洗浄及びウェーハ上に酸化膜を成長させ
た後、酸化膜ブレークダウン電圧を測定することもでき
る。
【００１５】前記半導体装置製造工程の熱処理工程と同
一な温度条件下の熱処理工程を行った後、結晶欠陥を分
析する段階で前記熱処理工程後ウェーハ上に形成された
酸化膜を除去した後、後期酸素濃度を測定することがで
き、前記半導体装置製造工程の熱処理工程と同一な温度
条件下の熱処理工程を行った後、結晶欠陥を分析する段
階で前記熱処理工程後ライフタイムを測定した後、ウェ
ーハ上に形成された酸化膜を除去した後結晶欠陥などを
測定することもある。
【００１６】一方、前記加速熱処理工程を行った後、結
晶欠陥を分析する段階で前記加速熱処理工程後、ウェー
ハ上に形成された酸化膜を除去した後、ＬＳＴ方法によ
って酸素析出物を測定することができ、前記酸化膜を除
去した後、酸素析出物を測定する前に後期酸素濃度を測
定することもでき、前記加速熱処理工程後ライフタイム
を測定した後、ウェーハ上に形成された酸化膜を除去し
た後、結晶欠陥を測定することもできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】まず、インゴットのシード部位か
らテール部位まで切断して酸素析出物，ＣＯＰ，Ｄ−デ
ィフェクト等の結晶欠陥の概略的な分布を調べてみる。
【００１８】図１はチョクラルスキ結晶成長法によって
形成されたインゴットのシード部位からテール部位まで
酸素析出物の分布を概略的に示すグラフで、図２はチョ
クラルスキ結晶成長法によって形成されたインゴットの
シード部位からテール部位までＣＯＰの分布を概略的に
示すグラフで、図３はチョクラルスキ結晶成長法によっ
て形成されたインゴットを切断して形成されたベアウェ
ーハの縁部位で向かい合う他の縁部位までＤ−ディフェ
クトの分布を概略的に示すグラフである。図１を参照す
ると、チョクラルスキ結晶成長法によって成長されたイ
ンゴットのシード部位からテール部位まで薄く切断して
多数のベアウェーハを形成した後、ＬＳＴ方法を利用し
てそれぞれ前記酸素析出物の数を測定して、酸素析出物
の分布を把握する分析工程を進行すると、図１に図示さ
れたようにインゴットでの位置別に酸素析出物の分布及
び数が異なることが分かる。前記酸素析出物の数は、散
乱されるレーザーを利用して欠陥を断層写真撮影するＬ
ＳＴ（Laser Scattering Tomography ）方法によって測
定される。
【００１９】図２を参照すると、チョクラルスキ結晶成
長法によって、成長されたインゴットのシード部位から
テール部位まで薄く切断して多数のベアウェーハを形成
した後、パーティクルカウンター及び原子焦点顕微鏡を
使用してＣＯＰの分布を把握して、ＣＯＰの数を測定す
る分析工程を進行すると、図２に図示されたようにイン
ゴットのシード部位からテール部位に行くほどＣＯＰの
数が減少することが分かる。前記ＣＯＰの数はパーティ
クルカウンター（Particle counter）を使用して分析用
ベアウェーハ上にレーザー（Laser ）を走査して、走査
されたレーザーの散乱された光を検出することで測定さ
れ、ＣＯＰの分布は原子焦点顕微鏡（Atomic Focus Mic
roscope ）を利用してベアウェーハの表面をスキャニン
グ（Scaninning）することで把握される。
【００２０】図３を参照すると、チョクラルスキ結晶成
長法によって成長されたインゴットを薄く切断して形成
された任意のベアウェーハに対して前記Ｄ−ディフェク
トの分布を把握して、Ｄ−ディフェクトの数を測定する
分析工程を進行すると、図３に図示されたようにベアウ
ェーハの縁部位に存在するＤ−ディフェクトの数が相対
的にベアウェーハの中央部に存在するＤ−ディフェクト
と比較して低いことが分かる。前記Ｄ−ディフェクトの
分析工程は次のようである。まず、フッ化水素（Ｈ
Ｆ）、重クロム酸カリウム（Ｋ２Ｃｒ２Ｏ３）及び脱イ
オン水でなるセコエッチング液（SECCO Etching Soluti
on）が入られて一定温度で維持される貯蔵槽内部に分析
用ベアウェーハを投入して前記分析用ベアウェーハセコ
エッチング（SECCO Etching ）する。この際、前記分析
用ベアウェーハの内部に存在するＤ−ディフェクトはエ
ッチングされフローパターン（Flow pattern）を形成す
るようになる。 続いて、マイクロスコプ（Microsco
pe）等を利用して前記フローパターンをスキャニング
（Scanning）することでベアウェーハ上に存在するＤ−
ディフェクトの数が測定され、Ｄ−ディフェクトの分布
が把握される。
【００２１】前記図１ないし図３からインゴットで切断
され形成された多数のベアウェーハはインゴットでの位
置によって酸素析出物，ＣＯＰの数が異なり、ベアウェ
ーハ内部の位置によってＤ−ディフェクトの分布が異な
ることにより前記ベアウェーハ上に形成された半導体装
置は動作不良を起こす確率がお互い相違して同一な条件
下で半導体装置製造工程を進行しても他のベアウェーハ
上に形成された半導体装置は動作され、他のあるベアウ
ェーハ上に形成された半導体装置は動作不良を起こすこ
とがあるということが概略的に分かる。
【００２２】図４は本発明の一実施例によってアズグロ
ーン状態下でベアウェーハ上に存在する欠陥を分析する
流れ図である。図４を参照すると、２つの単結晶成長機
で同一な成長条件下で反復的に３回の単結晶成長工程を
行い形成された６個の単結晶インゴットを切断して４個
の部位、即ちシード部位、センター１部位、センター２
部位、テール部位でそれぞれ２枚のベアウェーハをサン
プリングする。即ち、４８枚のアズグローン状態のベア
ウェーハをサンプリングする。分析の結果を定形化させ
るためにより多くのインゴットがサンプリングされるこ
ともあり得る。
【００２３】次に、サンプリングされた４８枚の各ベア
ウェーハに対して、半導体装置製造過程で酸素析出物
（ＯＰ）で形成され半導体装置の不良要因に作用できる
ベアウェーハ結晶内部に存在する酸素の濃度を測定する
初期酸素濃度測定工程を進行する。前記初期酸素濃度測
定工程は赤外線をベアウェーハ上に透過した後、ベアウ
ェーハから反射される光の反射程度によって酸素の濃度
を推測するＦＴ−ＩＲ（Fourier Transfer Infrared ）
方法によって行われる。
【００２４】次に、初期酸素濃度が測定された前記ベア
ウェーハの中で２４個をサンプリングして、これらを過
酸化水素、脱イオン水、水酸化アンモニウムなどが混合
された洗浄液が入った貯蔵槽の内部に投入して約２時間
の間前記ベアウェーハ上に存在する異物質を除去する１
次洗浄工程を進行する。
【００２５】続いて、前記１次洗浄工程の進行過程に前
記ベアウェーハ上に存在する異物質が前記ベアウェーハ
上から離脱された後、再び前記ベアウェーハ上に再吸着
された前記異物質を除去する２次洗浄工程を進行する。
【００２６】次に、前記２次洗浄工程が進行された前記
ベアウェーハ上に存在するＣＯＰの数を原子焦点顕微鏡
を利用して測定する。
【００２７】続いて、前記ベアウェーハをセコエッチン
グした後、マイクロスコプを利用して前記ベアウェーハ
上に存在するＤ−ディフェクトの数を測定する。
【００２８】次に、前記初期酸素濃度測定が完了された
ベアウェーハの中で他の２４個に対して熱酸化法を利用
して前記ベアウェーハ上に薄い熱酸化膜を形成した後、
前記熱酸化膜を除去する。前記熱酸化膜形成によって前
記ベアウェーハ上に存在する欠陥は分析工程進行のため
の特定の大きさまで成長される。
【００２９】次に、前記薄い熱酸化膜が除去されたベア
ウェーハを過酸化水素、脱イオン水、水酸化アンモニウ
ムなどが適当な比率で混合された洗浄液を利用して洗浄
する。
【００３０】次に、パーティクルカウンターを利用して
ベアウェーハ上に存在するＣＯＰの数を求め、チップの
移動によってベアウェーハ上に存在する欠陥をスキャニ
ングする原子焦点顕微鏡を利用してベアウェーハ上に存
在するＣＯＰの分布を把握するパーティクル測定工程を
進行する。
【００３１】続いて、前記パーティクル測定工程が進行
された前記ベアウェーハをＬＳＴ方法を利用して分析工
程を進行してベアウェーハ上に存在する酸素析出物の数
を把握する。 その次に、前記パーティクル測定工程が
進行された前記ベアウェーハ上に存在する重金属の量を
ＤＬＴＳ方法を利用して把握する。前記ベアウェーハ上
に含まれた金属性不純物はベアウェーハ上に特定電流を
与え、過度電流を測定するＤＬＴＳ（Deep Level Trans
ient Spectrometer ）を使用して分析される。
【００３２】以上のように、単結晶成長によって形成さ
れたインゴットの位置によって切断したベアウェーハ上
に存在するＣＯＰとＤ−ディフェクトの数が分かるし、
また熱酸化膜が形成、除去された後のベアウェーハ上に
存在するＣＯＰと酸素析出物の分布及び重金属の量の分
布が分かる。このような分析の結果、図８に図示された
ようにインゴットでの位置別にベアウェーハ上に存在す
る酸素の初期酸素濃度分布が得られるし、図７に図示さ
れたようにインゴットでの位置別にベアウェーハ上に存
在するＣＯＰの分布を得ることができる。
【００３３】図５は本発明の一実施例によって１６Ｍ
ＤＲＡＭ製造時行われる熱処理工程と同一な熱処理工程
を行った後、ベアウェーハ上に存在する欠陥を分析する
流れ図である。図５を参照すると、アズグローン状態下
のベアウェーハをサンプリングした後、前記ベアウェー
ハ上に存在する初期酸素濃度を測定する。 前記ベア
ウェーハ上に存在する酸素性分は、半導体装置製造工程
過程にベアウェーハ内部で酸素析出物で形成され完成さ
れた半導体装置の不良要因で作用して、前記初期酸素濃
度はベアウェーハ上に赤外線を透過した後、前記ベアウ
ェーハで反射される赤外線の反射程度によって酸素濃度
を測定するＦＴ−ＩＲ方法によって求められる。
【００３４】次に、１６Ｍ ＤＲＡＭ製作のために反復
的に行う熱処理工程と同一であるＤＲＡＭ熱処理工程を
初期酸素濃度が測定された前記ベアウェーハ上に進行す
る。これによって前記ベアウェーハ上に存在する欠陥は
大きく成長され、前記ベアウェーハ上には薄い酸化膜が
形成される。
【００３５】続いて、前記ベアウェーハ上に不純物即
ち、キャリア（Carrier ）を注入した後、理想的な完全
結晶では若干長く示され、実際の結晶では結晶内の不純
物、イオン格子欠陥、表面の傷つきなどの結晶の不完全
性要因によって注入されたキャリアがお互い再結合して
消滅されるので短く表れるライフタイム（Life Time ）
を測定することで前記ベアウェーハの結晶欠陥の多数を
推測する。
【００３６】次に、前記ＤＲＡＭ熱処理工程進行過程に
前記ベアウェーハ上に形成された薄い酸化膜を除去した
後、前記ベアウェーハ上に存在する後期酸素濃度を測定
する。これによって、測定された初期酸素濃度で後期酸
素濃度を減らして前記ベアウェーハ上に蓄積された蓄積
酸素濃度を求めることにより、前記１６Ｍ ＤＲＡＭ熱
処理工程進行過程にベアウェーハ上で凝固された酸素析
出物の量を測定することができる。
【００３７】次に、前記後期酸素濃度が測定された前記
ベアウェーハの一部をサンプリングしてその上に存在す
る酸素析出物の数をＬＳＴ方法を利用して把握する。続
いて、前記後期酸素濃度が測定された他のベアウェーハ
上に薄い酸化膜を形成した後、漏洩電流を測定する工程
を進行する。最後に、前記後期酸素濃度が測定された他
のベアウェーハをサンプリングした後、洗浄液を利用し
て洗浄した後、前記ベアウェーハ上に薄い酸化膜を形成
して、酸化膜ブレークダウン電圧を測定する。
【００３８】これによって、１６Ｍ ＤＲＡＭ形成過程
に欠陥の変化の推移を確認することができるし、図９に
図示されたようにインゴットでの位置別にベアウェーハ
上に測定された漏洩電流を得ることができるし、図１０
に図示されたようにベアウェーハ上に測定された後期酸
素濃度に対応する酸素析出物の数を得ることができる。
【００３９】図６は本発明の一実施例によって加速熱処
理工程が進行されたベアウェーハ上に形成された欠陥を
分析するための流れ図である。図６を参照すると、アズ
グローン状態のベアウェーハをサンプリングした後、Ｆ
Ｔ−ＩＲ方法を利用して前記ベアウェーハ上に存在する
酸素成分の初期酸素濃度を測定する。
【００４０】次に、単結晶成長過程に形成された欠陥と
酸素析出物が最大に成長できるように熱を加える加速熱
処理工程を進行する。この時、前記ベアウェーハ上には
薄い酸化膜が形成される。続いて、ベアウェーハ上にキ
ャリアを注入して前記キャリアが消滅するまでの平均時
間即ちライフタイムを測定する。続いて、前記加速熱処
理工程進行過程に前記ベアウェーハ上に形成された酸化
膜を除去する。
【００４１】次に、前記酸化膜が除去されたベアウェー
ハ上に存在する後期酸素濃度を測定する工程を進行す
る。以後、前記初期酸素濃度で後期酸素濃度を減らして
蓄積酸素濃度を求めることで前記加速熱処理工程過程に
ベアウェーハ上に蓄積される酸素析出物の量を推測する
ことができる。最後に、ＬＳＴ方法を利用して前記ベア
ウェーハ上に存在する酸素析出物の数を把握する分析工
程を進行する。
【００４２】これによって、加速熱処理工程進行過程に
欠陥の変化推移を分析することができるし、図１１に図
示されたようにインゴットでの位置別にベアウェーハ上
に存在する蓄積酸素濃度の分布が得られるし、図１２に
図示されたようにインゴットでの位置別にベアウェーハ
上に存在する酸素析出物の数を得ることができる。
【００４３】そして、前述した分析工程が進行されない
ベアウェーハ上に１６ＭＤＲＡＭを製作した後、収率を
分析すると、前述した分析工程によって欠陥が多く存在
する部位であるほど収率が低いことが図１４から分か
る。
【００４４】
【発明の効果】従って、本発明によると、いくつかの分
析工程をインゴットの位置別で多数のベアウェーハをサ
ンプリングしてベアウェーハ上に存在する欠陥を精密に
分析して半導体装置の収率との連関性を確認することが
できる効果があり、さらに半導体装置の収率を向上させ
る効果もある。
【００４５】以上で本発明は記載された具体例について
のみ詳細に説明されたが、本発明の技術思想範囲内で多
様な変形及び修正が可能であることは当業者にとって明
白なことであり、このような変形及び修正が添付された
特許請求の範囲に属することは当然なことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】単結晶成長方法によって形成されたインゴット
のシード部位からテール部位まで酸素析出物の数の分布
を示すグラフである。
【図２】単結晶成長法によって形成されたインゴットの
シード部位からテール部位までＣＯＰの数の分布を示す
グラフである。
【図３】単結晶成長法によって形成されたインゴットを
切断して形成された特定のベアウェーハの一側の縁部位
から向かえあった他の一側の縁部位までＤ−ディフェク
トの数の分布を概略的に示すグラフである。
【図４】本発明の一実施例によってアズグローン（As-g
rown）状態下のベアウェーハ上に存在する欠陥を分析す
る流れ図である。
【図５】本発明の一実施例によってＤＲＡＭ熱処理工程
と同一な熱処理工程が進行されたベアウェーハ上に存在
する欠陥を分析する流れ図である。
【図６】本発明の一実施例によって加速熱処理工程が進
行されたベアウェーハ上に存在する欠陥を分析するため
の流れ図である。
【図７】図４に図示された流れ図によって測定されたイ
ンゴットのシード部位からテール部位まで存在するＣＯ
Ｐの数の分布を示すグラフである。
【図８】図４に図示された流れ図によってインゴットの
シード部位からテール部位まで存在する初期酸素濃度の
分布を示すグラフである。
【図９】図５に図示された流れ図によってインゴットの
シード部位からテール部位まで切断して形成されたベア
ウェーハ上で測定された漏洩電流を示すグラフである。
【図１０】図５に図示された流れ図によってインゴット
のシード部位からテール部位まで切断して形成された各
ベアウェーハ上に存在する後期酸素濃度とベアウェーハ
上で測定された漏洩電流を対応させたグラフである。
【図１１】図６に図示された流れ図によってインゴット
のシード部位からテール部位まで切断して形成されたベ
アウェーハ上に存在する初期酸素濃度から後期酸素濃度
を減らした蓄積酸素濃度を示すグラフである。
【図１２】図６に図示された流れ図によってインゴット
のシード部位からテール部位まで切断して形成されたベ
アウェーハ上に存在する酸素析出物の数を示すグラフで
ある。
【図１３】図６に図示された流れ図によってインゴット
のシード部位からテール部位まで切断して形成されたベ
アウェーハ上に存在する初期酸素濃度から後期酸素濃度
を減らした蓄積酸素濃度と酸素析出物の数を対応させた
グラフである。
【図１４】単結晶成長法によって形成されたインゴット
を切断して形成されたベアウェーハ上に製作された半導
体装置の収率を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チョ 圭 徹 大韓民国京畿道龍仁市水枝邑豊徳川里698 −２番地韓成アパート110−1004

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 単結晶成長法によって形成されたインゴ
    ットに対する結晶欠陥を分析する半導体インゴット分析
    方法において、 同一な結晶成長条件下で形成された複数個のインゴット
    を切断してウェーハを形成した後、インゴット内の位置
    別に分類してサンプリングする段階；前記サンプリング
    されたウェーハの中でインゴット内の各位置別で一部を
    選択してアズグローン（As-grown）状態下で結晶欠陥を
    分析する段階；前記サンプリングされたウェーハの中で
    インゴット内の各位置別に他の一部を選択して、ウェー
    ハに対して行う半導体装置製造工程の熱処理工程と同一
    な温度条件下の熱処理工程を行った後、結晶欠陥を分析
    する段階；前記サンプリングされたウェーハの中でイン
    ゴット内の各位置別にまた他の一部を選択して、ウェー
    ハに対して加速熱処理工程を行った後、結晶欠陥を分析
    する段階；及び前記各分析段階の分析結果に基いてイン
    ゴット内の各位置別に結晶欠陥の状態を評価する段階；
    を備えてなることを特徴とする半導体インゴット分析方
    法。
  2. 【請求項２】 前記インゴットはチョクラルスキ成長法
    によるシリコーンインゴットであることを特徴とする請
    求項１記載の前記半導体インゴット分析方法。
  3. 【請求項３】 前記分析される結晶欠陥は酸素析出物
    （Oxygen Precipitate）、ＣＯＰ（Crystal Originated
    Particle ）、Ｄ−ディフェクト（Ｄ−Deffect ）及び
    重金属欠陥を含むことを特徴とする請求項１記載の前記
    半導体インゴット分析方法。
  4. 【請求項４】 前記各結晶欠陥の分析段階はウェーハ内
    での各結晶欠陥の分布及び密度測定を含むことを特徴と
    する請求項１記載の前記半導体インゴット分析方法。
  5. 【請求項５】 前記各結晶欠陥の分析段階以前に前記サ
    ンプリングされたウェーハに対して初期酸素濃度測定を
    行うことを特徴とする請求項１記載の前記半導体インゴ
    ット分析方法。
  6. 【請求項６】 前記アズグローン（As-grown）状態下で
    結晶欠陥を分析する段階でサンプリングされた一部のウ
    ェーハを洗浄した後、ＣＯＰを測定することを特徴とす
    る請求項１記載の前記半導体インゴット分析方法。
  7. 【請求項７】 前記ＣＯＰ測定工程はパーティクルカウ
    ンター及び原子焦点顕微鏡を使用してなることを特徴と
    する請求項６記載の前記半導体インゴット分析方法。
  8. 【請求項８】 前記ＣＯＰを測定した後、ウェーハをセ
    コエッチングした後、Ｄ−ディフェクトを測定すること
    を特徴とする請求項６記載の前記半導体インゴット分析
    方法。
  9. 【請求項９】 前記Ｄ−ディフェクトは前記ウェーハを
    セコエッチングした後、マイクロスコプを利用してスキ
    ャニングすることで測定されることを特徴とする請求項
    ８記載の前記半導体インゴット分析方法。
  10. 【請求項１０】 前記アズグローン（As-grown）状態下
    で結晶欠陥を分析する段階でサンプリングされた他の一
    部のベアウェーハ上に熱酸化膜を形成及び除去させた
    後、ウェーハを洗浄した後、ＣＯＰを測定することを特
    徴とする請求項１記載の前記半導体インゴット分析方
    法。
  11. 【請求項１１】 前記ＣＯＰを測定した後、ＬＳＴ（La
    ser Scattering Tomography ）方法を利用してウェーハ
    上の酸素析出物を測定することを特徴とする請求項１０
    記載の前記半導体インゴット分析方法。
  12. 【請求項１２】 前記ＣＯＰを測定した後、ＤＬＴＳ
    （Deep Level Transient Spectrometer ）方法を利用し
    てウェーハ上の重金属量を測定することを特徴とする請
    求項１０記載の前記半導体インゴット分析方法。
  13. 【請求項１３】 前記半導体装置製造工程の熱処理工程
    と同一な温度条件下の熱処理工程を行った後、結晶欠陥
    を分析する段階で前記熱処理工程後ウェーハ上に形成さ
    れた酸化膜を除去した後、一部のウェーハを選択してＬ
    ＳＴ方法によって酸素析出物を測定することを特徴とす
    る請求項１記載の前記半導体インゴット分析方法。
  14. 【請求項１４】 前記半導体装置製造工程の熱処理工程
    と同一な温度条件下の熱処理工程を行った後、結晶欠陥
    を分析する段階で前記熱処理工程後ウェーハ上に形成さ
    れた酸化膜を除去した後、他の一部のウェーハを選択し
    て漏洩電流を測定することを特徴とする請求項１記載の
    前記半導体インゴット分析方法。
  15. 【請求項１５】 前記半導体装置製造工程の熱処理工程
    と同一な温度条件下の熱処理工程を行った後、結晶欠陥
    を分析する段階で前記熱処理工程後、ウェーハ上に形成
    された酸化膜を除去した後、また他の一部のウェーハを
    選択して、洗浄及びウェーハ上に酸化膜を成長させた
    後、酸化膜ブレークダウン電圧を測定することを特徴と
    する請求項１記載の前記半導体インゴット分析方法。
  16. 【請求項１６】 前記半導体装置製造工程の熱処理工程
    と同一な温度条件下の熱処理工程を行った後、結晶欠陥
    を分析する段階で前記熱処理工程後ウェーハ上に形成さ
    れた酸化膜を除去した後、後期酸素濃度を測定すること
    を特徴とする請求項１記載の前記半導体インゴット分析
    方法。
  17. 【請求項１７】 前記半導体装置製造工程の熱処理工程
    と同一な温度条件下の熱処理工程を行った後、結晶欠陥
    を分析する段階で前記熱処理工程後ライフタイムを測定
    した後、ウェーハ上に形成された酸化膜を除去した後結
    晶欠陥などを測定することを特徴とする請求項１記載の
    前記半導体インゴット分析方法。
  18. 【請求項１８】 前記加速熱処理工程を行った後、結晶
    欠陥を分析する段階で前記加速熱処理工程後、ウェーハ
    上に形成された酸化膜を除去した後、ＬＳＴ方法によっ
    て酸素析出物を測定することを特徴とする請求項１記載
    の前記半導体インゴット分析方法。
  19. 【請求項１９】 前記酸化膜を除去した後、酸素析出物
    を測定する前に後期酸素濃度を測定することを特徴とす
    る請求項１８記載の前記半導体インゴット分析方法。
  20. 【請求項２０】 前記加速熱処理工程後ライフタイムを
    測定した後、ウェーハ上に形成された酸化膜を除去した
    後、結晶欠陥を測定することを特徴とする請求項１８記
    載の前記半導体インゴット分析方法。
JP10019321A 1997-04-23 1998-01-30 半導体インゴット分析方法 Pending JPH10297995A (ja)

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