TW202246764A - 矽單結晶鑄錠的評估方法、矽磊晶晶圓的評估方法、矽磊晶晶圓的製造方法及矽鏡面晶圓的評估方法 - Google Patents
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Abstract
提供可進行評估關於雙晶發生區域的矽單結晶鑄錠的新評估方法。
一種矽單結晶鑄錠的評估方法，其包含：從評估對象的矽單結晶鑄錠切出3片以上的複數矽晶圓；將上述複數矽晶圓，藉由施以鏡面加工，加工成矽鏡面晶圓；將上述複數矽鏡面晶圓，藉由在鏡面加工的表面上形成磊晶層，加工成矽磊晶晶圓；藉由雷射表面檢查裝置，取得關於上述複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面的光點圖；及製作將取得關於上述複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面的光點圖重疊的重疊圖。在上述重疊圖，確認沒有3點以上的複數光點線狀分佈的光點群時，推定在評估對象的矽單結晶鑄錠所切出的上述複數矽晶圓的區域不是雙晶發生區域，在上述重疊圖，確認到上述線狀分佈的光點群時，推定在評估對象的矽單結晶鑄錠所切出的確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽晶圓區域為雙晶發生區域。
Description
本發明係關於矽單結晶鑄錠的評估方法、矽磊晶晶圓的評估方法、矽磊晶晶圓的製造方法及矽鏡面晶圓的評估方法。
廣泛地使用於作為半導體基板的矽晶圓，係藉由對從矽單結晶鑄錠切出的晶圓施以研磨、成膜等各種步驟所製造。在矽晶圓包含結晶缺陷，會成為降低半導體裝置的裝置特性的原因。作為如此的結晶缺陷已知有雙晶(參照專利文獻1)。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2017-105653號公報
[發明所欲解決的問題]
如專利文獻1的段落［0002］所述，雙晶係在矽單結晶的培養中受到一定方向的應力，而在鄰接的部分產生一方成為另一方的鏡像的有規律原子排列的塑性變形時所產生的面缺陷。鑑定出在矽單結晶鑄錠推定會出現雙晶的區域，將此區域從晶圓切割區域排除，可關係到提供顯示優良裝置特性的半導體裝置而佳。
本發明的一態樣，係以提供可進行評估關於雙晶發生區域的矽單結晶鑄錠的新評估方法為目標。
[用以解決問題的手段]
本發明的一態樣係關於一種矽單結晶鑄錠的評估方法，其包含：
從評估對象的矽單結晶鑄錠切出3片以上的複數矽晶圓；
將上述複數矽晶圓，藉由施以鏡面加工，加工成矽鏡面晶圓；
將上述複數矽鏡面晶圓，藉由在鏡面加工的表面上形成磊晶層，加工成矽磊晶晶圓；
藉由雷射表面檢查裝置，取得關於上述複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面的光點圖；及
製作將取得關於上述複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面的光點圖重疊的重疊圖，
在上述重疊圖，確認沒有3點以上的複數光點線狀分佈的光點群時，推定在評估對象的矽單結晶鑄錠所切出的上述複數矽晶圓的區域不是雙晶發生區域，
在上述重疊圖，確認到上述線狀分佈的光點群時，推定在評估對象的矽單結晶鑄錠所切出的確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽晶圓區域為雙晶發生區域。
在一形態，在上述矽單結晶鑄錠的評估方法，其中上述線狀分佈的光點群，可為長度2mm以上的線狀分佈的光點群。
在一形態，在上述矽單結晶鑄錠的評估方法所形成的上述磊晶層，可為膜厚0.5μm以上的磊晶層。
在一形態，在上述矽單結晶鑄錠的評估方法，其中在上述重疊圖確認到3點以上的複數光點分布成線狀的光點群時，關於確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽晶圓，可進一步採用光點的位置座標與在上述矽單結晶鑄錠的軸方向所切出的位置之間比例關係成立，作為推定切出確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽晶圓的區域為雙晶發生區域的推定基準。
在一形態，評估對象的矽單結晶鑄錠的面方位可為＜100＞，可進一步推定在這個矽單結晶鑄錠存在{111}面的兩個區域為雙晶發生區域。
在一形態，評估對象的矽單結晶鑄錠的面方位可為＜100＞，在上述重疊圖確認到3點以上的複數光點分布成線狀的光點群，對上述複數光點的至少1個，以原子力顯微鏡觀察存在於確認到光點的位置的缺陷，基於觀察的缺陷形狀，可進一步推定在評估對象的矽單結晶鑄錠存在{111}面的兩個區域的任一方為雙晶發生區域。
本發明的一態樣係關於一種矽磊晶晶圓的評估方法，其包含：
評估對象的矽磊晶晶圓，係在從同一矽單結晶鑄錠所切出的施以鏡面加工的矽鏡面晶圓的鏡面加工的表面上形成磊晶層的3片以上的矽磊晶晶圓，
藉由雷射表面檢查裝置，取得關於上述複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面的光點圖；及
製作將取得關於上述複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面的光點圖重疊的重疊圖，
在上述重疊圖，確認沒有3點以上的複數光點線狀分佈的光點群時，推定在評估對象的矽磊晶晶圓不存在雙晶起因缺陷，
確認到上述線狀分佈的光點群時，推定在確認到包含在這個光點群中的光點的複數矽磊晶晶圓存在雙晶起因缺陷。
在一形態，在上述矽磊晶晶圓的評估方法，其中上述線狀分佈的光點群，可為長度2mm以上的線狀分佈的光點群。
在一形態，在上述矽磊晶晶圓的評估方法，其中上述磊晶層，可為膜厚0.5μm以上的磊晶層。
在一形態，在上述矽磊晶晶圓的評估方法，其中在上述重疊圖確認到3點以上的複數光點分布成線狀的光點群時，關於確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽磊晶晶圓，可進一步採用光點的位置座標與在上述矽單結晶鑄錠的軸方向所切出的位置之間比例關係成立，作為推定確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽磊晶晶圓存在雙晶起因缺陷的基準。
本發明的一態樣係關於一種矽磊晶晶圓的製造方法，其包含：
從同一矽單結晶鑄錠切出3片以上的複數矽晶圓；
將上述複數矽晶圓，藉由施以鏡面加工，加工成矽鏡面晶圓；
將上述複數矽鏡面晶圓，藉由在鏡面加工的表面上形成磊晶層，加工成矽磊晶晶圓；
將上述複數矽磊晶晶圓，以上述矽磊晶晶圓的評估方法評估；及
根據上述評估結果，將推定不存在雙晶起因缺陷的矽磊晶晶圓，送至用於作成產品矽磊晶晶圓出貨的1個以上的步驟。
本發明的一態樣係一種矽鏡面晶圓的評估方法，其包含：
評估對象的的矽鏡面晶圓，係從同一矽單結晶鑄錠切出，施以鏡面加工的矽鏡面晶圓，
將上述複數矽鏡面晶圓，藉由在鏡面加工的表面上形成磊晶層，加工成矽磊晶晶圓；
藉由雷射表面檢查裝置，取得關於上述複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面的光點圖；及
製作將取得關於上述複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面的光點圖重疊的重疊圖，
在上述重疊圖，確認沒有3點以上的複數光點線狀分佈的光點群時，推定在評估對象的矽磊晶晶圓不存在雙晶，
確認到上述線狀分佈的光點群時，推定在包含在這個光點群中的光點的複數矽磊晶晶圓的矽鏡面晶圓存在雙晶。
在一形態，在上述矽鏡面晶圓的評估方法，其中上述線狀分佈的光點群，可為長度2mm以上的線狀分佈的光點群。
在一形態，在上述矽鏡面晶圓的評估方法，其中上述磊晶層可為膜厚0.5μm以上的磊晶層。
在一形態，在上述矽鏡面晶圓的評估方法，其中在上述重疊圖確認到3點以上的複數光點分布成線狀的光點群時，關於確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽磊晶晶圓，可進一步採用光點的位置座標與在上述矽單結晶鑄錠的軸方向所切出的位置之間比例關係成立，作為推定確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽磊晶晶圓的矽鏡面晶圓存在雙晶的基準。
[發明的效果]
根據本發明的一態樣，可提供可進行關於雙晶發生區域的評估的矽單結晶鑄錠的新評估方法。
[矽單結晶鑄錠的評估方法]
關於本發明的一態樣的矽單結晶鑄錠的評估方法，其包含：從評估對象的矽單結晶鑄錠切出3片以上的複數矽晶圓；將上述複數矽晶圓，藉由施以鏡面加工，加工成矽鏡面晶圓；將上述複數矽鏡面晶圓，藉由在鏡面加工的表面上形成磊晶層，加工成矽磊晶晶圓；藉由雷射表面檢查裝置，取得關於上述複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面的光點圖；及製作將取得關於上述複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面的光點圖重疊的重疊圖。在上述矽單結晶鑄錠的評估方法，在上述重疊圖，確認沒有3點以上的複數光點線狀分佈的光點群時，推定在評估對象的矽單結晶鑄錠所切出的上述複數矽晶圓的區域不是雙晶發生區域，在上述重疊圖，確認到上述線狀分佈的光點群時，推定在評估對象的矽單結晶鑄錠所切出的確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽晶圓區域為雙晶發生區域。
本發明者，為提供可進行關於雙晶發生區域的評估的矽單結晶鑄錠的新評估方法，反覆研究之中，得到以下的新見識。
(1)對包含雙晶的矽晶圓施以鏡面加工，在鏡面加工的表面上成膜磊晶層，則在成膜的磊晶層會形成凹陷成裂縫狀的表面缺陷。此可推測係在雙晶正上的部分與其以外的部分會發生磊晶成長速率差，而在成膜的磊晶層在雙晶的正上的部分形成凹陷成裂縫狀的表面缺陷。因此，如此形成的表面缺陷，可推定為雙晶起因缺陷。
(2)上述表面缺陷，可藉由雷射表面檢查裝置，以光點(LPD；Light Point Defects)檢測。
(3)雙晶，係在矽單結晶鑄錠發生在一定方向。因此，將從同一矽單結晶鑄錠切出的3片以上複數矽晶圓加工成矽鏡面晶圓，在鏡面加工的表面上形成磊晶層，藉由雷射表面檢查裝置，取得關於磊晶層表面的光點圖，製作將這些複數光點圖重疊的圖，則在這個重疊圖，推定為雙晶起因缺陷的表面缺陷的光點，可以線狀分佈的光點群確認。
然後，本發明者，基於此見識進一步專心反覆研討的結果，達至完成上述新的矽單結晶鑄錠的評估方法。
以下，更加詳細地說明關於上述矽單結晶鑄錠的評估方法。
＜評估對象的矽單結晶鑄錠＞
在上述矽單結晶鑄錠的評估方法的評估對象的矽單結晶鑄錠，係例如以柴可斯基(CZ)法培養的矽單結晶鑄錠。如先前所記載，雙晶係在矽單結晶的培養中受到一定方向的應力，而在鄰接的部分產生一方成為另一方的鏡像的有規律原子排列的塑性變形時所產生的面缺陷。雙晶，已知以柴可斯基(CZ)法所培養的矽單結晶鑄錠可能發生的面缺陷。關於矽單結晶鑄錠的培養，可使用關於CZ法的習知技術。
＜切出矽晶圓、加工成矽鏡面晶圓＞
在上述矽單結晶鑄錠的評估方法，為進行關於在矽單結晶鑄錠的雙晶發生區域的評估，從評估對象的矽單結晶鑄錠切出3片以上的複數矽晶圓。這些矽晶圓，例如可如下進行切出。將評估對象的矽單結晶鑄錠切割得到團塊。將所得團塊切片成晶圓。以CZ法培養的矽單結晶鑄錠，在軸方向將培養時拉升的方向稱為上方，將另一方稱為下方，在上方的圓錐形狀部(亦稱為「肩部」。)與下方的圓錐形狀部(亦稱為「尾部」。)之間，存在稱為直桶部的圓柱形狀部分。上述團塊，例如係將直桶部的一部分區域切出所得的圓柱形狀的團塊。此外，上述3片以上的複數矽晶圓，在一形態，係在評估對象的矽單結晶鑄錠，從連續區域切出的複數矽晶圓，即可為所謂連續取樣而得的矽晶圓。此外，在別的一形態，上述3片以上的複數矽晶圓，係在評估對象的矽單結晶鑄錠，從離間的區域切出的複數矽晶圓，即可為所謂抽樣取樣而得的矽晶圓。進行抽樣取樣，則由於無法進行包含在位於進行抽樣取樣的區域之間的區域的雙晶評估，故從更加提升評估對象的矽單結晶鑄錠的雙晶發生區域的推定結果的可靠度的觀點，將上述3片以上的複數矽晶圓以連續取樣而得為佳。上述複數矽晶圓的每1片的厚度，可例如為750μm~1mm。此外，進行連續取樣的區域，可在矽單結晶鑄錠的軸方向的80mm以上的區域，此外此區域的長度，例如可為440mm以下，惟有時亦可更長。上述複數矽晶圓的共計片數，可例如為10片以上、50片以上、70片以上或100片以上，此外，可例如為500片以下、300片以下或200片以下，亦可為超過在此例示值的共計片數。
從評估對象的矽單結晶鑄錠切出的3片以上複數矽晶圓，對2個主面之中的一方或雙方進行矽鏡面晶圓加工。在本發明及本說明書，所謂「矽鏡面晶圓」，係指2個主面之中的一方或雙方施以鏡面加工的矽單結晶晶圓。鏡面加工可以習知的方法進行。此外，鏡面加工前的矽晶圓，可藉由習知的方法施以倒角、拋光、研磨、粗研磨等用於得到矽鏡面晶圓，通常進行的各種加工。如此，可得3片以上的複數矽鏡面晶圓。
＜加工成矽磊晶晶圓＞
上述所得的3片以上的複數矽鏡面晶圓，分別加工成矽磊晶晶圓。矽磊晶晶圓，係將矽單結晶晶圓作為基板，在這個基板上具有磊晶層的晶圓。在本發明及本說明書，所謂磊晶層，係指矽單結晶的磊晶層。在上述所得的3片以上的複數矽鏡面晶圓形成磊晶層，可將各矽鏡面晶圓作為基板，藉由在這個基板施以鏡面加工的表面上進行磊晶成長矽單結晶。關於在此的磊晶層形成，可使用關於矽磊晶晶圓的習知技術。本發明者推測，矽鏡面晶圓係對從雙晶發生區域所切出的矽晶圓施以鏡面加工的晶圓時，如先前所記載，在鏡面加工的表面上成膜磊晶層，則在成膜的磊晶層，在雙晶的正上的部分會形成凹陷成裂縫狀的表面缺陷。因此，此表面缺陷可推定為雙晶起因缺陷。在上述矽單結晶鑄錠的評估方法，基於此表面缺陷的有無及存在狀態，如以下所詳述，進行關於雙晶發生區域的推定。在使起因於雙晶的表面缺陷更加顯現在磊晶層表面而更容易以雷射表面檢查裝置檢測的觀點，在各矽鏡面晶圓上，形成膜厚0.5μm以上的磊晶層為佳。形成的磊晶層的膜厚，可例如為1.0μm以下，或亦可超過1.0μm。
＜以雷射表面檢查裝置取得光點圖＞
在上述矽單結晶鑄錠的評估方法，在上述所得的3片以上的複數矽磊晶晶圓，分別對各個磊晶層表面以雷射表面檢查裝置取得光點圖。雷射表面檢查裝置，可無任何限制地使用光散射式表面檢查裝置、亦稱為面檢機等用於檢查半導體晶圓的表面的裝置的習知構成的雷射表面檢查裝置。雷射表面檢查裝置，通常，係以雷射光掃描半導體晶圓的評估對象的表面，藉由放射光(散射光或反射光)，將晶圓的評估對象表面的微小凹部或微小凸部(例如凹狀的表面缺陷或凸狀的表面附著異物)以光點(LPD；Light Point Defects)檢測。此外，藉由測定來自光點的放射光，可辨識半導體晶圓的評估對象的表面的微小凹部或微小凸部的位置及/或尺寸。雷射，可使用紫外光、可見光等，其波長並無特別限定。所謂紫外光係指波長小於400nm的波長區域的光，所謂可見光係指400~600nm的波長區域的光。雷射表面檢查裝置的分析部，通常，分別對檢測的複數光點，取得在評估對象的表面的二維位置座標(X座標及Y座標)的資訊，可從取得的二維位置座標的資訊製作顯示在評估對象表面的面內光點分佈狀態的光點圖。市售的雷射表面檢查裝置的具體例，可舉出KLA TENCOR公司製的Surfscan系列SP1、SP2、SP3、SP5、SP7等。惟這些裝置僅為例示，亦可使用其他的雷射表面檢查裝置。
＜關於雙晶發生區域的推定＞
本發明者推測，如先前所記載，矽鏡面晶圓係對從雙晶發生區域切出的矽晶圓施以鏡面加工的晶圓時，在鏡面加工的表面上成膜磊晶層，則在成膜的磊晶層，在雙晶的正上的部分會形成凹陷成裂縫狀的表面缺陷。根據雷射表面檢查裝置，可將評估對象表面的微小凹部以光點檢測，故此表面缺陷可藉由雷射表面檢查裝置以光點檢測。惟，在上述複數矽磊晶晶圓的各磊晶層表面，藉由雷射表面檢查裝置以光點檢測的微小凹部或微小凸部，有可能並不只是起因於雙晶的表面缺陷。因此，在上述矽單結晶鑄錠的評估方法，利用雙晶係在矽單結晶鑄錠以一定方向發生的面缺陷的點，進行推定關於評估對象的矽單結晶鑄錠的雙晶發生區域。詳言之，雙晶係在矽單結晶鑄錠以一定方向發生，故如先前所記載，從同一矽單結晶鑄錠切出而如上加工的矽磊晶晶圓的各磊晶層的表面，以雷射表面檢查裝置取得光點圖，製作將這些複數光點圖重疊的圖，則在這個重疊的圖，推定對應為雙晶起因缺陷的表面缺陷的光點，可以線狀分佈的光點群確認。因此，在上述矽單結晶鑄錠的評估方法，對評估對象的矽單結晶鑄錠進行如下之關於雙晶發生區域的評估。
製作將關於上述複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面所取得的光點圖重疊的重疊圖。重疊圖的製作，可在雷射表面檢查裝置的分析部進行，或藉由習知的分析軟體進行。然後，採用以下的推定基準A，進行關於雙晶發生區域的推定。
(推定基準A)
在製作的重疊圖，確認沒有3點以上的複數輝點線狀分佈的輝點群時，推定在評估對象的矽單結晶鑄錠所切出的上述複數矽晶圓的區域不是雙晶發生區域。另一方面，在上述重疊圖，確認到3點以上的複數光點分布成線狀的光點群時，推定在評估對象的矽單結晶鑄錠所切出的確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽晶圓區域為雙晶發生區域。
作為一例，在圖1表示重疊圖的具體例。圖1所示重疊圖，係以如下方法製作的重疊圖。
以柴可斯基法培養面方位為＜100＞的矽單結晶鑄錠。
從培養的矽單結晶鑄錠的直桶部切出在軸方向的長度約110mm的區域得到團塊。從所得團塊連續切片厚度1mm的晶圓，藉由連續取樣得到共計78片的矽晶圓。
將上述所得複數矽晶圓，分別以習知的方法加工成矽鏡面晶圓。
對上述所得複數矽鏡面晶圓，分別鏡面加工的表面上，以習知的方法磊晶成長矽單結晶，形成膜厚0.5μm的磊晶層，加工成矽磊晶晶圓。
對上述所得複數矽磊晶晶圓(直徑300mm)的各磊晶層表面，作為雷射表面檢查裝置使用KLA TENCOR公司製的Surfscan-SP5取得磊晶層表面的光點圖。在同雷射表面檢查裝置的分析部，將對上述複數矽磊晶晶圓所得的光點重疊而得的重疊圖為圖1所示重疊圖。
在圖1所示重疊圖，在圖1中以虛線包圍的部分可確認長度約60mm的線狀分佈的光點群。在本發明及本說明書，所謂「線狀分佈的光點群」，係指光點群的分佈形狀為直線狀的光點群。在此所記載的直線狀，並非限定於完全的直線，亦包含略直線及通常可辨認的形狀。此外，在線狀分佈的光點群，相鄰的光點並非必須相接，相鄰的光點可相接亦可離間。此外，線狀分佈的光點群的長度，係指實寸尺寸，即在磊晶層表面的實際尺寸。線狀分佈的光點群的長度，係指線狀分佈的光點群之中一端的光點與另一端的光點的距離，例如可為2mm以上，此外，例如可為100mm以下，但亦可能有更長的情形。再者，圖1所示的重疊圖，係作為雷射表面檢查裝置使用KLA TENCOR公司製的Surfscan-SP5所取得，惟確認使用同系列的SP1、SP2、SP3、SP5及SP7亦可得到同樣的重疊圖。
在一形態，除了推定基準A之外，利用雙晶在矽單結晶鑄錠以一定方向發生面缺陷的點，可進一步採用以下的追加推定基準1A~3A之中的一個、兩個或三個。
(追加推定基準1A)
在上述重疊圖，確認到3點以上的複數光點分布成線狀的光點群時，關於確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽晶圓，光點的位置座標與在上述矽單結晶鑄錠的軸方向所切出的位置之間比例關係成立，推定切出確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽晶圓的區域為雙晶發生區域。
圖2係在圖1所示重疊圖確認到包含在線狀分佈的光點群中的光點的矽晶圓，將各光點的位置座標(X座標或Y座標)，對在評估對象的矽單結晶鑄錠的軸方向的各矽晶圓的切出位置繪圖的圖表。在圖2所示圖表，橫軸表示以矽單結晶鑄錠的肩部側頂部的位置為零mm的軸方向位置。關於追加推定基準1A，所謂「比例關係成立」，係意指關於縱軸y與橫軸x以最小平方法擬合可製作相關係數的平方R
2為0.80以上、1.00以下的直線。在圖2所示圖表，X座標及Y座標的任一，縱軸y與橫軸x以最小平方法擬合可製作R
2=0.80以上、1.00以下的直線。關於追加推定基準1所記載的比例關係，係光點的位置在座標中的X座標及Y座標至少一方面成立，在雙方成立為佳。
(追加推定基準2A)
評估對象的矽單結晶鑄錠的面方位為＜100＞，在這個矽單結晶鑄錠存在{111}面的兩個區域進一步推定為雙晶發生區域。
(追加推定基準3A)
評估對象的矽單結晶鑄錠的面方位為＜100＞，在上述重疊圖確認到3點以上的複數光點分布成線狀的光點群時，對上述複數光點的至少1個，以原子力顯微鏡觀察存在於確認到光點的位置的缺陷，基於觀察的缺陷形狀，可進一步推定在評估對象的矽單結晶鑄錠存在{111}面的兩個區域的任一方進一步推定為雙晶發生區域。
上述追加推定基準2A及3A，係基於以下的結晶學的見識。
見識1：面方位為＜100＞在矽單結晶，雙晶會在{111}面傳播。
見識2︰圖3為面方位為＜100＞的矽單結晶的結晶晶格的說明圖。關於面方位為＜100＞的矽單結晶鑄錠，以上述製作的重疊圖線狀分佈的光點群的分佈線會出現在{111}面與{110}面的邊界線上。此邊界線係在圖3中以實線表示的邊界線及以虛線表示的邊界線。
根據追加推定基準2A，基於見識1及見識2，對結晶成長方向(矽單結晶鑄錠的軸方向)的傾角，在圖3中存在圓圈1、圓圈2、圓圈3及圓圈4的{111}面的區域中，將存在圓圈3及圓圈4的{111}面的兩個區域推定為雙晶發生區域。
在追加推定基準3A，在重疊圖確認到3點以上的複數光點分布成線狀的光點群時，將此複數光點的至少一個，以原子力顯微鏡觀察存在於確認到光點的位置的缺陷。圖4係將圖1所示重疊圖包含在線狀分佈的光點群中的光點之一，以原子力顯微鏡(AFM)觀察取得的AFM影像。在圖4所示AFM影像，可推定在付予實線的方向發生雙晶。此外，在圖4所示AFM影像，可推定在付予虛線的方向發生部分差排。圖4中付予虛線的方向，與圖3所示結晶晶格的虛線所示邊界線的方向一致。如上所述，在追加推定基準2A，可將存在圖3中的圓圈3及圓圈4的{111}面的兩個區域推定為雙晶發生區域。對此，根據追加推定基準3A，從對結晶成長方向(矽單結晶鑄錠的軸方向)的傾角及在AFM影像推定發生雙晶的方向(例如圖4中付予實線的方向)，推定存在圖3中的圓圈3{111}面的區域為雙晶發生區域。
根據上述矽單結晶鑄錠的評估方法，可如上進行關於矽單結晶鑄錠的雙晶發生區域的評估。
[矽磊晶晶圓的評估方法]
關於本發明的一態樣的矽磊晶晶圓的評估方法，其包含：評估對象的矽磊晶晶圓，係在從同一矽單結晶鑄錠所切出的施以鏡面加工的矽鏡面晶圓的鏡面加工的表面上形成磊晶層的3片以上的矽磊晶晶圓，藉由雷射表面檢查裝置，取得關於上述複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面的光點圖；及製作將取得關於上述複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面的光點圖重疊的重疊圖。然後，在上述重疊圖確認沒有3點以上的複數光點線狀分佈的光點群時，推定在評估對象的矽磊晶晶圓不存在雙晶起因缺陷，確認到上述線狀分佈的光點群時，推定在確認到包含在這個光點群中的光點的複數矽磊晶晶圓存在雙晶起因缺陷。
關於上述矽磊晶晶圓的評估方法，關於矽單結晶鑄錠、矽鏡面晶圓、矽磊晶晶圓、光點圖的取得、重疊圖的製作，可參照關於上述矽單結晶鑄錠的評估方法的先前記載。然後，在上述矽磊晶晶圓的評估方法，採用以下的推定基準B，進行關於雙晶起因缺陷的評估。所謂雙晶起因缺陷，係指包含在矽磊晶晶圓設有磊晶層的基板(即矽鏡面晶圓)起因於雙晶而出現在矽磊晶晶圓表面的表面缺陷。此表面缺陷，如先前所記載，可為凹陷成裂縫狀的表面缺陷。關於推定基準B，可參照關於推定基準A的先前載。
(推定基準B)
在製作的重疊圖確認沒有3點以上的複數輝點線狀分佈的輝點群時，推定評估對象的矽磊晶晶圓不存在雙晶起因缺陷。另一方面，在上述重疊圖，確認到3點以上的複數光點分布成線狀的光點群時，推定在確認到包含在這個光點群中的光點的複數矽磊晶晶圓存在雙晶起因缺陷。
再者，在上述矽磊晶晶圓的評估方法，除了推定基準B之外，可利用雙晶係在矽單結晶鑄錠以一定方向發生的面缺陷的點，進一步採用以下的追加推定基準1B。關於追加推定基準1B，可參照關於追加推定基準1A的先前記載。
(追加推定基準1B)
在上述重疊圖確認到3點以上的複數光點分布成線狀的光點群時，關於確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽磊晶晶圓，將光點的位置座標與在上述矽單結晶鑄錠的軸方向所切出的位置之間比例關係成立，推定確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽磊晶晶圓存在雙晶起因缺陷。
[矽磊晶晶圓的製造方法]
關於本發明的一態樣的矽磊晶晶圓的製造方法，其包含：從同一矽單結晶鑄錠切出3片以上的複數矽晶圓；將上述複數矽晶圓，藉由施以鏡面加工，加工成矽鏡面晶圓；將上述複數矽鏡面晶圓，藉由在鏡面加工的表面上形成磊晶層，加工成矽磊晶晶圓；將上述複數矽磊晶晶圓，以上述矽磊晶晶圓的評估方法評估；及根據上述評估結果，將推定不存在雙晶起因缺陷的矽磊晶晶圓，送至用於作成產品矽磊晶晶圓出貨的1個以上的步驟。用於作成產品矽磊晶晶圓出貨的步驟的具體例，可舉出包裝步驟等。
根據上述矽磊晶晶圓的製造方法，可將推定不存在雙晶起因缺陷，即起因於包含在矽磊晶晶圓的基板(矽鏡面晶圓)的雙晶而出現在矽磊晶晶圓表面的表面缺陷的矽磊晶晶圓作為產品矽磊晶晶圓出貨。使用如此出貨的產品矽磊晶晶圓製作半導體裝置，可貢獻在提供顯示優良的裝置特性的半導體裝置。
關於上述矽磊晶晶圓的製造方法的細節，可參照關於上述矽單結晶鑄錠的評估方法的先前記載及關於上述矽磊晶晶圓的評估方法的先前記載。
[矽鏡面晶圓的評估方法]
關於本發明的一態樣的矽鏡面晶圓的評估方法，其包含：評估對象的矽鏡面晶圓，係從同一矽單結晶鑄錠切出，施以鏡面加工的矽鏡面晶圓；將上述複數矽鏡面晶圓，藉由在鏡面加工的表面上形成磊晶層，加工成矽磊晶晶圓；藉由雷射表面檢查裝置，取得關於上述複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面的光點圖；及製作將取得關於上述複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面的光點圖重疊的重疊圖。關於上述矽鏡面晶圓的評估方法，關於矽單結晶鑄錠、矽鏡面晶圓、矽磊晶晶圓、光點圖的取得、重疊圖的製作，可參照關於上述矽單結晶鑄錠的評估方法的先前記載。然後，在上述矽鏡面晶圓的評估方法，可採用以下的推定基準C，對矽鏡面晶圓進行關於雙晶的評估。關於推定基準C，可參照關於推定基準A的先前記載。
(推定基準C)
在上述重疊圖，確認沒有3點以上的複數光點線狀分佈的光點群時，推定評估對象的矽鏡面晶圓不存在雙晶。另一方面，在上述重疊圖，確認到3點以上的複數光點分布成線狀的光點群時，推定確認到包含在這個光點群中的光點的複數矽磊晶晶圓的矽鏡面晶圓存在雙晶。
再者，在上述矽鏡面晶圓的評估方法，除了推定基準C之外，可利用雙晶係在矽單結晶鑄錠以一定方向發生的面缺陷的點，進一步採用以下的追加推定基準1C。關於追加推定基準1C，可參照關於追加推定基準1A的先前記載。
(追加推定基準1C)
在上述重疊圖，確認到3點以上的複數光點分布成線狀的光點群時，關於確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽磊晶晶圓，將光點的位置座標與在上述矽單結晶鑄錠的軸方向所切出的位置之間比例關係成立，推定確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽磊晶晶圓的矽鏡面晶圓存在雙晶。
如先前所記載，由於雙晶會在矽單結晶鑄錠以一定方向發生。因此，例如藉由對從同一矽單結晶鑄錠切出，施以鏡面加工的複數矽鏡面晶圓的一部分，以上述矽鏡面晶圓的評估方法進行評估，可進行推定關於上述矽單結晶鑄錠有無雙晶發生區域及推定雙晶發生區域的位置。此推定的結果，關於上述矽單結晶鑄錠，可特定出推定沒有發生雙晶的區域。再者，對從如此特定的區域所切出的晶圓加工而得的矽鏡面晶圓，送至用於作成產品矽磊晶晶圓出貨的1個以上的步驟。例如，決定如上所述作為產品晶圓出貨的矽鏡面晶圓，可貢獻在將不含雙晶的矽鏡面晶圓作為產品晶圓出貨。
[產業利用性]
本發明的一態樣，有用於矽單結晶鑄錠的製造領域、矽磊晶晶圓的製造領域及矽鏡面晶圓的製造領域。
無。
圖1係表示將複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面所取得光點圖重疊的重疊圖的具體例。
圖2係表示在圖1所示重疊圖，對確認到包含在線狀分佈的光點群中的光點的矽晶圓，將各光點的位置座標(X座標或Y座標)，與評估對象的矽單結晶鑄錠在軸方向的各矽晶圓的切出位置繪製的圖表。
圖3係面方向為＜100＞的矽單結晶的結晶晶格的說明圖。
圖4係將圖1所示重疊圖包含在線狀分佈的光點群中的光點之一，以原子力顯微鏡(AFM)觀察取得的AFM影像。
Claims (20)
- 一種矽單結晶鑄錠的評估方法，其包含： 從評估對象的矽單結晶鑄錠切出3片以上的複數矽晶圓； 將上述複數矽晶圓，藉由施以鏡面加工，加工成矽鏡面晶圓； 將上述複數矽鏡面晶圓，藉由在鏡面加工的表面上形成磊晶層，加工成矽磊晶晶圓； 藉由雷射表面檢查裝置，取得關於上述複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面的光點圖；及 製作將取得關於上述複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面的光點圖重疊的重疊圖， 在上述重疊圖，確認沒有3點以上的複數光點線狀分佈的光點群時，推定在評估對象的矽單結晶鑄錠所切出的上述複數矽晶圓的區域不是雙晶發生區域， 在上述重疊圖，確認到上述線狀分佈的光點群時，推定在評估對象的矽單結晶鑄錠所切出的確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽晶圓區域為雙晶發生區域。
- 如請求項1之矽單結晶鑄錠的評估方法，其中上述線狀分佈的光點群為長度2mm以上的線狀分佈的光點群。
- 如請求項1之矽單結晶鑄錠的評估方法，其中上述磊晶層的形成，形成膜厚0.5μm以上的磊晶層。
- 如請求項2之矽單結晶鑄錠的評估方法，其中上述磊晶層的形成，形成膜厚0.5μm以上的磊晶層。
- 如請求項1至4之任何一項之矽單結晶鑄錠的評估方法，其中在上述重疊圖確認到3點以上的複數光點分布成線狀的光點群時，關於確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽晶圓，可進一步採用光點的位置座標與在上述矽單結晶鑄錠的軸方向所切出的位置之間比例關係成立，作為推定切出確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽晶圓的區域為雙晶發生區域的推定基準。
- 如請求項1至4之任何一項之矽單結晶鑄錠的評估方法，其中評估對象的矽單結晶鑄錠的面方位可為＜100＞，可進一步推定在該矽單結晶鑄錠存在{111}面的兩個區域為雙晶發生區域。
- 如請求項5之矽單結晶鑄錠的評估方法，其中評估對象的矽單結晶鑄錠的面方位可為＜100＞，可進一步推定在該矽單結晶鑄錠存在{111}面的兩個區域為雙晶發生區域。
- 如請求項1至4之任何一項之矽單結晶鑄錠的評估方法，其中評估對象的矽單結晶鑄錠的面方位可為＜100＞，在上述重疊圖確認到3點以上的複數光點分布成線狀的光點群時，對上述複數光點的至少1個，以原子力顯微鏡觀察存在於確認到光點的位置的缺陷，基於觀察的缺陷形狀，可進一步推定在評估對象的矽單結晶鑄錠存在{111}面的兩個區域的任一方為雙晶發生區域。
- 如請求項5之矽單結晶鑄錠的評估方法，其中評估對象的矽單結晶鑄錠的面方位可為＜100＞，在上述重疊圖確認到3點以上的複數光點分布成線狀的光點群時，對上述複數光點的至少1個，以原子力顯微鏡觀察存在於確認到光點的位置的缺陷，基於觀察的缺陷形狀，可進一步推定在評估對象的矽單結晶鑄錠存在{111}面的兩個區域的任一方為雙晶發生區域。
- 一種矽磊晶晶圓的評估方法，其包含： 評估對象的矽磊晶晶圓，係在從同一矽單結晶鑄錠所切出的施以鏡面加工的矽鏡面晶圓的鏡面加工的表面上形成磊晶層的3片以上的矽磊晶晶圓， 藉由雷射表面檢查裝置，取得關於上述複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面的光點圖；及 製作將取得關於上述複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面的光點圖重疊的重疊圖， 在上述重疊圖，確認沒有3點以上的複數光點線狀分佈的光點群時，推定在評估對象的矽磊晶晶圓不存在雙晶起因缺陷， 確認到上述線狀分佈的光點群時，推定在確認到包含在該光點群中的光點的複數矽磊晶晶圓存在雙晶起因缺陷。
- 如請求項10之矽磊晶晶圓的評估方法，其中上述線狀分佈的光點群為長度2mm以上的線狀分佈的光點群。
- 如請求項10之矽磊晶晶圓的評估方法，其中上述磊晶層為膜厚0.5μm以上的磊晶層。
- 如請求項11之矽磊晶晶圓的評估方法，其中上述磊晶層為膜厚0.5μm以上的磊晶層。
- 如請求項10至13之任何一項之矽磊晶晶圓的評估方法，其中在上述重疊圖確認到3點以上的複數光點分布成線狀的光點群時，關於確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽磊晶晶圓，可進一步採用光點的位置座標與在上述矽單結晶鑄錠的軸方向所切出的位置之間比例關係成立，作為推定確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽磊晶晶圓存在雙晶起因缺陷的基準。
- 一種矽磊晶晶圓的製造方法，其包含： 從同一矽單結晶鑄錠切出3片以上的複數矽晶圓； 將上述複數矽晶圓，藉由施以鏡面加工，加工成矽鏡面晶圓； 將上述複數矽鏡面晶圓，藉由在鏡面加工的表面上形成磊晶層，加工成矽磊晶晶圓； 將上述複數矽磊晶晶圓，以請求項10至14之任何一項之矽磊晶晶圓的評估方法評估；及 根據上述評估結果，將推定不存在雙晶起因缺陷的矽磊晶晶圓，送至用於作成產品矽磊晶晶圓出貨的1個以上的步驟。
- 一種矽鏡面晶圓的評估方法，其包含： 評估對象的矽鏡面晶圓，係從同一矽單結晶鑄錠切出，施以鏡面加工的矽鏡面晶圓； 將上述複數矽鏡面晶圓，藉由在鏡面加工的表面上形成磊晶層，加工成矽磊晶晶圓； 藉由雷射表面檢查裝置，取得關於上述複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面的光點圖；及 製作將取得關於上述複數矽磊晶晶圓的磊晶層表面的光點圖重疊的重疊圖， 在上述重疊圖，確認沒有3點以上的複數光點線狀分佈的光點群時，推定在評估對象的矽磊晶晶圓不存在雙晶， 確認到上述線狀分佈的光點群時，推定在包含在該光點群中的光點的複數矽磊晶晶圓的矽鏡面晶圓存在雙晶。
- 如請求項16之矽鏡面晶圓的評估方法，其中上述線狀分佈的光點群為長度2mm以上的線狀分佈的光點群。
- 如請求項16之矽鏡面晶圓的評估方法，其中上述磊晶層為膜厚0.5μm以上的磊晶層。
- 如請求項17之矽鏡面晶圓的評估方法，其中上述磊晶層為膜厚0.5μm以上的磊晶層。
- 如請求項16至19之任何一項之矽鏡面晶圓的評估方法，其中在上述重疊圖確認到3點以上的複數光點分布成線狀的光點群時，關於確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽磊晶晶圓，可進一步採用光點的位置座標與在上述矽單結晶鑄錠的軸方向所切出的位置之間比例關係成立，作為推定確認到包含在上述光點群中的光點的複數矽磊晶晶圓的矽鏡面晶圓存在雙晶的基準。
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