TWI737339B - 單結晶矽的電阻率測定方法 - Google Patents

Abstract

本發明的課題在提高使用帶鋸等從單結晶矽錠切出的檢查用樣品晶圓的的電阻率的重複測定精度的測定方法。 本發明的解決手段之單結晶矽的電阻率測定方法，具備：將單結晶矽錠以徑方向切割切出樣品晶圓的步驟(S12)；從上述樣品晶圓切出樣品片的步驟(S13)；研磨加工上述樣品片表面的步驟(S14)；及測定上述研磨加工後的上述樣品片的電阻率的步驟(S16)。

Description

單結晶矽的電阻率測定方法

本發明係關於單結晶矽的電阻率測定方法，特別是關於從柴可拉斯基(CZ法)所培養的單結晶矽鑄錠裁切的樣品晶圓的電阻率測定方法。

矽晶圓廣泛地使用於作為半導體裝置的基板材料。在矽晶圓的製造中，將CZ法所培養的單結晶矽鑄錠做外周研磨調整直徑之後，切掉頂部與尾部，進一步將圓柱狀的鑄錠以一定間隔裁切加工為既定長度的矽塊。此時，亦從矽塊的兩端切出品質檢查用樣品晶圓(渣粒)，藉由檢查電阻率、氧濃度、載子再結合壽命、有無結晶缺陷等的品質，進行判定矽塊是否合格與否。

當矽塊的品質檢查合格時，進行矽塊的產品加工。在矽塊的加工，藉由使用線鋸將矽塊切片一次切出複數片矽晶圓。之後，經由表面研削、蝕刻、表面研磨、清洗等的步驟完成晶圓產品。

關於單結晶矽錠的評價技術，例如在專利文獻1，記載有將單結晶矽鑄錠以帶鋸等裁切成塊狀，從矽塊的兩端切出樣品晶圓，藉由評價電阻率、氧濃度、結晶缺陷等進行判定矽塊的合格與否。

此外，在專利文獻2，記載有一種矽晶圓的製造方法，其具備：將圓柱狀的鑄塊的外周，以較晶圓製造用的鑄錠塊的徑尺寸大的徑尺寸研磨的第1外周研磨步驟；將第1外周研磨步驟後的圓柱狀鑄塊切割成複數鑄錠塊的塊切割步驟；從複數鑄錠塊切出矽檢查樣品的樣品切出步驟；使用切出的檢查樣品進行品質評價的品質評價步驟；將鑄錠塊的外周以晶圓製造步驟用的徑尺寸研磨的第2外周研磨步驟；在第2外周研磨步驟後的鑄錠塊外周形成缺角的缺角形成步驟；及從形成缺角的上述鑄錠塊切出矽晶圓的晶圓製造步驟。

在專利文獻3，記載有電阻率為2000Ωcm以上的高電阻率的矽晶圓的電阻率測定方法。在該電阻率的測定方法，將矽晶圓做施體殺手熱處理之後，至少經過2小時再以拋光研磨等的非水處理去除矽晶圓的被測定面的氧化膜。之後，使電極針接觸被測定面測定電阻率。根據此方法，可防止被測定面因接觸氫離子而使摻雜物的惰性化而可正確地測定晶圓的電阻率。 ［先前技術文獻］ ［專利文獻］

［專利文獻1］日本特開2014-201458號公報 ［專利文獻2］日本專利第6332422號公報 ［專利文獻3］日本特開2015-26755號公報

［發明所欲解決的課題］

一般而言，在從單結晶矽錠切出矽塊或樣品晶圓，使用帶鋸、內圓切割刀或外圓切割刀的切割機。該等切割機使用在刀尖電著鑽石磨粒等的單一刀片，藉由將該刀片從單結晶矽錠的徑方向上端向下端送出將鑄塊切割。

對使用帶鋸等刀片切割的樣品晶圓，其表面加工傷較以線鋸切割的產品用晶圓深，且厚度分佈亦不均勻。因此，先前係將品質檢查用樣品浸漬於蝕刻液，將表面藉由蝕刻去除後，進行各種檢查。

但是，對使用帶鋸等的刀片切割的晶圓進行蝕刻處理時，雖可去除表面加工的應變，但無法修正表面的彎曲形狀。此外，在蝕刻處理，由於晶圓外周部的蝕刻進展較快，會在晶圓的外周部的形狀發生塌邊，而外周部的厚度變薄。因此，以四點探針法等進行電阻率測定時，電極針與晶圓表面的接觸會變得不安定，而有降低電阻率的重複測定精度的問題。再者，晶圓外周部的塌邊的問題在使用研磨布研磨晶圓時亦會發生。

再者，晶圓表面為蝕刻面時，亦有因表面粗糙度太小而降低電阻率測定精度的問題。如此的問題，電阻率越高的矽晶圓影響越大，很難正確地測定電阻率。

作為抑制晶圓外周部因蝕刻而塌邊的影響的方法，有藉由使單結晶矽錠的拉升直徑作成充分較產品晶圓大，使用從該鑄塊切出的大直徑樣品晶圓進行品質評價的方法(參照專利文獻2)。但是，以該方法，為將矽塊加工為產品晶圓的直徑所需的外周研磨的厚度變大，而有原料浪費或增加結晶拉升時間的問題。

因此，本發明的目標係以提供，可提高使用帶鋸等從單結晶矽錠切出的檢查用樣品晶圓的的電阻率的重複測定精度的測定方法。 ［用於解決課題的手段］

本發明者們，銳意研究不依蝕刻處理的晶圓平坦化處理的結果，發現以研磨加工的晶圓平坦化處理有效，而藉由作成不鏡面化的適當表面粗糙度，可提高電阻率的測定精度。再者，發現以帶鋸等切出的樣品晶圓分割成小尺寸之後做平面研磨時，可防止研磨加工中的晶圓破裂。

本發明係基於如此的技術上見識，本發明的單結晶矽的電阻率測定方法，其特徵在於：具備：將單結晶矽錠以徑方向切割切出樣品晶圓的步驟；從上述樣品晶圓切出樣品片的步驟；研磨加工上述樣品片表面的步驟；及測定上述研磨加工後的上述樣品片的電阻率的步驟。

根據本發明，藉由從鑄塊切出的樣品片原樣平面研磨可使表面彎曲或扭曲盡量變小，此外可確保適當的表面粗糙度。因此，可提升單結晶矽的電阻率的重複測定精度。此外，由於是在將樣品晶圓切割加工成樣品片之後才進行研磨加工，故可防止晶圓研磨加工中破裂。

根據本發明的單結晶矽的電阻率測定方法，在測定上述樣品晶圓的電阻率之前，進一步具備對上述樣品片進行施體殺手熱處理的步驟為佳。藉此，可防止因熱施體的影響而降低電阻率的測定精度，特別是可提升電阻率在1000Ωcm以上的高電阻品的電阻率的測定精度。

本發明的單結晶矽的電阻率測定方法，在研磨加工上述樣品片表面之後，進行上述施體殺手熱處理為佳。藉由在樣品片的研磨步驟之後進行施體殺手熱處理，可去除因研磨加工而附著在樣品片表面的金屬雜質，可省略用於去除金屬雜質的蝕刻處理或清洗。藉此，可防止樣品片伴隨施體殺手熱處理的雜質污染。

在本發明，切出上述樣品晶圓的步驟，以包含：使用帶鋸、內圓切割刀或外圓切割刀，從上述單結晶矽錠切出矽塊的步驟；及從上述矽塊的端部切出上述樣品晶圓的步驟為佳。此時，切出上述樣品片的步驟，以包含藉由切割，將上述樣品晶圓分割的步驟為佳，特別是分割成1/4等分為佳。使用帶鋸等的刀片切出樣品晶圓之後，藉由蝕刻去除樣品晶圓表面的加工傷等時，不僅樣品晶圓的彎曲或扭曲未去除而殘留，亦會發生晶圓外周部的塌邊，故會降低電阻率的測定精度。但是，如上所述研磨加工樣品晶圓的表面之後測定電阻率時，可防止電阻率的測定精度起因於加工傷或凹凸(起伏)的下降。

在本發明，研磨加工上述樣品片表面的步驟，以將上述樣品片的表面粗糙度Ra(算術平均粗糙度)研磨成0.01μm以上0.5μm以下的步驟為佳。藉由使樣品片的表面粗糙度Ra在0.01μm以上0.5μm以下，可防止電阻率測定精度的下降。

在本發明，研磨加工上述樣品片表面的步驟，以對電阻率為1000Ωcm以上的樣品片，研磨成表面粗糙度Ra為0.1μm以下的步驟為佳。對樣品片，表面粗糙度Ra在0.1μm以下，則即使是電阻率在1000Ωcm以上的高電阻品，亦可防止電阻率測定精度的下降。

在本發明，研磨加工上述樣品片的表面的步驟，以將上述樣品片研磨成平坦度TTV為6.0μm以下，或平坦度Wa為0.1μm以下的步驟為佳。藉此，可抑制樣品片的彎曲、扭曲、外周部的塌邊，可提升電阻率的重複測定精度及防止研磨加工時的樣品片破裂。

在本發明，測定上述樣品片的電阻率的步驟，將上述樣品片的電阻率以四點探針法測定為佳。在以四點探針法的電阻率測定，電極針與樣品片的接觸電阻會對測定結果造成很大的影響，表面粗糙度Ra大時，會受接觸電阻的影響而降低電阻率的重複測定精度。接觸電阻會根據樣品片的面狀態、電極針尖端的磨損狀態、電極針與樣品片的接觸角度從垂直的偏離等而變化，樣品片的電阻率越高接觸電阻的變化亦越大。但是，在將樣品片研磨加工之後測定電阻率時，可使電極針與樣品面的接觸狀態良好而提升電阻率的重複測定精度。 ［發明的效果］

根據本發明，可提供可提高使用帶鋸等從單結晶矽錠切出的檢查用樣品晶圓的電阻率的的重複測定精度的電阻率測定方法。

以下邊參照圖面，詳細說明本發明的較佳實施形態。

圖1係表示本發明的第1實施形態的單結晶矽的電阻率測定方法的流程圖。此外，圖2係用於說明根據第1實施形態的單結晶矽的電阻率測定方法的示意圖。

如圖1及圖2所示，本實施形態的單結晶矽的電阻率測定方法。其特徵在於：從單結晶矽錠10切出樣品片13，對該樣品片13施以平坦化加工之後，測定樣品片13的電阻率。

因此，首先準備單結晶矽錠10(步驟S11)。單結晶矽錠10係以CZ法培養，具有：結晶直徑逐漸變大的頂部10a；結晶直徑大致一定的直筒部10b；及結晶直徑逐漸變小的尾部10c。在本實施形態，單結晶矽錠10，以電阻率為0.1Ωcm以下的低電阻品為佳，惟以電阻率為0.1Ωcm以上、1000Ωcm以下的通常電阻品亦可。製造直徑300mm的矽晶圓(產品晶圓)時，鑄塊的直筒部10b的直徑308mm以上。

在單結晶矽錠10的加工中，首先將鑄塊的直筒部10b在徑方向切割切出樣品晶圓12(步驟S12)。具體而言，切掉鑄塊的頂部10a及尾部10c加工為圓柱狀之後，進行外周研磨，直徑整成充分較產品晶圓大(例如304mm)。接著，藉由交互進行從圓柱狀的鑄塊切出矽塊11的塊切出步驟及切出樣品晶圓12的晶圓切出驟，從鑄塊切出複數矽塊11，同時從各矽塊11的兩端切出樣品晶圓12。在矽塊11及樣品晶圓12的切出，可使用用了帶鋸、內圓周刀、外周刀等的切割機。在晶圓切出步驟，亦可連續切出2片以上的樣品晶圓。

接著，將各樣品晶圓12切割製作1/4尺寸的樣品片13(步驟S13)。在本實施形態，雖係樣品晶圓12分割為4，惟分割數並無特別限定，只要是分割為2以上，分割成多少均可。如此製作的扇狀的樣品片13之一，將使用於作為測定矽晶圓的晶質指標的電阻率的樣品。其他的樣品片，使用於作為評價氧濃度、載子再結合壽命、結晶缺陷等的樣品。

接著，將用於測定電阻率的樣品片13的表面研磨加工(步驟S14)。研磨加工，係將高速旋轉的磨粒對被加工面抵接去除表層部，同時用於得到平滑面的機械加工的一種。研磨加工，以各單面研磨的單面平面研磨加工為佳，惟只要能平坦化樣品片表面的機械加工，並無特別限定，亦可為同時研磨兩面的兩頭平面研磨加工。

以帶鋸切出的晶圓表面，切口是粗糙的切割面，存在著深的加工傷或凹凸。因此，在將樣品片的電阻率，例如以四點探針法測定時，會因表面形狀差而在測定值發生誤差。但是，將樣品片以研磨加工平坦化時，由於可去除表面的加工傷或凹凸(起伏)，因此可提升電阻率的測定精度。

樣品片的研磨加工，對樣品片的兩面進行為佳。藉此。可去除晶圓切割加工時所附著的金屬雜質，可防止在後述的施體殺手熱處理特別成為問題的樣品片的金屬污染而產生電阻率變動。惟預先進行蝕刻處理以去除表面污染物時，亦可僅研磨測定對象的單面。

研磨加工樣品片時，將樣品片的被加工面研磨成表面粗糙度Ra(算術平均粗糙度)以0.01μm以上0.5μm以下為佳。因為表面粗糙度Ra比0.5μm大時，無法充分去除加工傷，表面粗糙度Ra比0.01μm小時，表面粗糙度過小而會降低電阻率的測定精度。

研磨加工樣品片時，將樣品片的被加工面研磨成平坦度Wa(算術平均彎曲)以0.1μm以下，或平坦度TTV(Total Thickness Variation)以6.0μm以下為佳。平坦度TTV，係亦稱為GBIR(Global Backside Ideal Range)的平坦度指標之一，以將圓吸附固定時的平坦度適用區域的厚度(從背面基準平面的距離)的最大值與最小值的差所定義。如此，藉由確保一定範圍以上的平坦度，可去除樣品片的彎曲與扭曲，提升電阻率的測定精度。此外，藉由去除樣品片的彎曲與扭曲，可防止後述樣品片的破裂。

研磨步驟，係對圓形的樣品晶圓12切割後的扇狀樣品片13進行。由於如上所述以帶鋸切出的樣品晶圓12的表面有加工傷或凹凸(起伏)。故以面積較大的圓形樣品晶圓12的狀態實施研磨加工時，因對加工傷等的應力集中而容易發生破裂。但是，將樣品晶圓12預先加工為小尺寸再研磨加工時，可防止晶圓破裂。

在研磨步驟，將切成1/4尺寸的矽晶圓的樣品片13，例如設定在單面平面磨床20的吸附載台21上之後，邊對樣品片13的表面抵接研磨頭22的磨粒22a邊旋轉研磨。研磨樣品片13的兩面時，只要在研磨一方的面之後，將樣品片13翻過來研磨相反面即可。為去除表面的加工傷或凹凸，樣品片13的研磨量，對每一單面以50μm以上為佳，以70μm以上特別為佳。

接著，將研磨後的樣品片13清洗(步驟S15)。清洗方法，可使用超音波清洗與酸清洗。藉此，可去除附著在樣品片13表面的金屬雜質，可防止電阻率因雜質污染所影響的變動。

之後，測定樣品片13的電阻率(步驟S16)。樣品片13的電阻率，遵照JIS_H_0602-1995，以四點探針法測定為佳，亦可藉由擴展電阻法等別的方法測定。

在四點探針法，係將排成一直線的4支電極針，對被測定物的表面加壓接觸，從一對通電電極針通一定電流，以此狀態測定一對測定電極針之間的電位差，從該電位差與一對測定電極針之間的距離算出電阻率。樣品片的表面的凹凸大時，電極針與樣品表面的接觸不穩定，電阻率測定值的誤差會變大。但，由於在本實施形態將樣品片的表面藉由研磨加工平坦化，故可使電極針確實地接觸樣品片的表面。此外，與蝕刻處理的情形相比，表面具有適當的粗糙度，故可使電極針與樣品片表面的接觸電阻誤差變小而提升電阻率的重複測定精度。

藉由研磨加工做平坦化處理的樣品片13，與做先前的蝕刻處理的樣品片相比，由於外周部的塌邊非常小，因此從晶圓中心到最外周均可正確地測定電阻率。先前的樣品晶圓的電阻率的測定方法，預估因蝕刻處理會使外周塌邊會變大而需要準備直徑夠大的晶圓。但是如本實施形態，外周塌邊非常小時，即使不準備直徑夠大的晶圓，亦可正確地測定晶圓的外周部的電阻率。因此，可使矽塊的外周研磨時的去除厚度變小，可防止原料的浪費或增加結晶拉升的時間。

測定樣品片13的電阻率的結果，電阻率滿足既定條件時，該樣品片在關於電阻率為合格品。關於氧氣濃度等等其他的品質項目亦分別進行檢測，所有的品質項目合格時，該樣品晶圓的切出源的矽塊11亦認定為合格品，送往後步驟。在後步驟，矽塊11被外周研磨成產品晶圓的直徑，進一步形成缺角或定向平面之後，進行使用線鋸的切片加工，從矽塊同時切出複數矽晶圓。之後，對各矽晶圓進行平面研磨、研磨、蝕刻、兩面研磨、單面研磨、清洗等的步驟，完成矽晶圓。

如以上所說明，本實施形態的單結晶矽的電阻率測定方法，係將從矽錠以帶鋸等切出的樣品晶圓的表面研磨加工之後，對研磨面進行電阻率測定，故可提升電阻率的測定精度。此外，由於係在將從矽錠切出的樣品晶圓分割成小尺寸之後進行研磨加工，因此可防止研磨加工中的樣品破裂。

圖3係表示本發明的第2實施形態的單結晶矽的電阻率測定方法的流程圖。

如圖3表所示，本實施形態的單結晶矽的電阻率測定方法的特徵，在其係特別適合測定電阻率為1000Ωcm以上的高電阻品的方法，在測定樣品片的電阻率之前，施體殺手熱處理(步驟S17)的點。其他的步驟與第1實施形態相同。

由於CZ法所培養的單結晶矽含過飽和的氧氣，以450℃左右的低溫熱處理，則數個氧氣原子會凝聚形成氧氣團簇，而會成為釋放電子的熱施體，故會成為電阻率的測定精度下降的原因。但是，藉由施體殺手熱處理消滅熱施體，可抑制電阻率因熱施體所影響的變動，而可提升電阻率的測定精度。

施體殺手熱處理，在測定電阻率為0.1Ωcm以上、1000Ωcm以下的通常電阻品時最好進行，測定電阻率在1000Ωcm以上的高電阻品則必須進行。另一方面，測定電阻率在0.1Ωcm以下的低電阻品時，由於可忽視電阻率因氧氣施體所影響的變動，故無需施體殺手熱處理，以第1實施形態的電阻率測定方法測定即可。

施體殺手熱處理，係為消滅氧氣施體在600℃~700℃的惰性氣體氣氛中進行的短時間熱處理，熱處理時間為10分鐘以上、240分鐘以下。以燈加熱時，亦可使熱處理時間為1秒。在摻雜氮氣的矽晶圓亦會發生NO施體。為消滅該NO施體的施體殺手熱處理，係以1000°C~1200℃的溫度進行30分鐘以上240分鐘以下的熱處理。

只要是在測定樣品片13的電阻率之前，可如本實施形態在樣品片的研磨加工之後進行施體殺手熱處理，或者亦可在樣品片的研磨加工前進行。惟，在樣品片的研磨加工前實施施體殺手熱處理時，需要藉由去除厚度較多的硬蝕刻預先去除加工傷或金屬雜質。因為在晶圓表面有加工傷或彎曲，則在施體殺手熱處理時有晶圓破裂之虞，再者在樣品切出時所附著的金屬雜質有因施體殺手熱處理而在晶圓內部擴散之虞。

另一方面，如本實施形態在研磨後進行施體殺手熱處理時，沒有必要進行如上所述的硬蝕刻，在施體殺手熱處理前，將研磨後的樣品片做藥液清洗使表面正常化即可。即，在研磨後進行施體殺手熱處理時，可圖謀縮短步驟以降低成本。

測定1000Ωcm以上的高電阻率的樣品片12的電阻率時，將樣品片13表面研磨加工成粗糙度Ra以0.01μm以上、0.1μm以下為佳。以四探針法測定高電阻率的樣品片13的電阻率時，電極針與樣品片13的接觸電阻會對測定結果造成很大的影響，因為表面粗糙度Ra比0.1μm大時，會因接觸電阻的影響而降低電阻率的重複測定精度。接觸電阻，會根據樣品片13的面狀態、電極針的尖端的磨損狀態、電極針與樣品片13的接觸角度從垂直的偏離等而變化，樣品片的電阻率越高接觸電阻的變化亦越大。此外，如上所述，表面粗糙度Ra比0.01μm小時，表面粗糙度太小而會降低電阻率的測定精度。

如上所述，由防止樣品片在施體殺手熱處理時的污染的觀點來看，研磨加工對樣品片的兩面進行為佳。但是，在施體殺手熱處理前預先進行蝕刻處理時，亦可僅研磨加工成為電阻率測定對象的單面。由於附著在樣品片表面的金屬雜質會藉由蝕刻去除，故可省略僅以去除金屬雜質為目的之研磨步驟。

如以上所說明，本實施形態的單結晶矽的電阻率測定方法，由於在測定樣品片的電阻率之前進行施體殺手熱處理，故可提升電阻率的重複測定精度，對電阻率在1000Ωcm以上的高電阻品的電阻率測定可產生顯著的效果。此外，在本實施形態，由於在研磨加工樣品片之後進行施體殺手熱處理，故可防止伴隨著施體殺手熱處理的金屬雜質污染。

以上，說明關於本發明的較佳的實施形態，惟本發明並非限定於上述實施形態，在不脫離本發明的主旨的範圍可有各種變更，該等一包含於本發明的範圍內是不言而喻。 ［實施例］

評價研磨加工時的表面粗糙度Ra對電阻率測定精度所造成的影響。首先，準備以CZ法培養的300mm晶圓用單結晶矽錠。鑄塊的直徑係從各單結晶矽錠切出檢查用樣品片，進一步將樣品晶圓四分割製作扇狀的樣品片#1~#8。之後，將各樣品片#1~#8的兩面以單面平面研磨床研磨，以表面粗糙度量測儀(Surftest SJ400)測定其表面粗糙度。

接著，以四探針法測定該樣品片#1~#8在徑方向的電阻率分佈。以晶圓中心位置(0mm)、晶圓的徑方向的中間位置(R/2mm，其中R為晶圓直徑)、從晶圓的最外周往徑方向內側10mm的位置(R-10mm)、從晶圓的最外周往徑方向內側5mm的位置(R-5mm)、從晶圓的最外周往徑方向內側3mm的位置(R-3mm)的5點作為電阻率的測定點。

重複進行20次樣品片#1~#8的電阻率分佈測定，求在各測定點的電阻率的平均值及標準差。進一步求成為電阻率的重複測定精度指標的變動係數CV(標準差/平均值×100)，同時求在各測定點的CV值的平均值。

結果，表面粗糙度Ra=0.01μm的樣品片#1的CV值的平均值為約1.1%，表面粗糙度Ra=0.02μm的樣品片#2的CV值的平均值為約0.6%，表面粗糙度Ra=0.1μm的樣品片#3的CV值的平均值為約0.3%，表面粗糙度Ra=0.25μm的樣品片#4的CV值的平均值為約0.45%，表面粗糙度Ra=0.45μm的樣品片#5的CV值的平均值為約0.6%，表面粗糙度Ra=0.48μm的樣品片#6的CV值的平均值為約0.7%，表面粗糙度Ra=0.6μm的樣品片#7的CV值的平均值為約1.2%，表面粗糙度Ra=0.8μm的樣品片#8的CV值的平均值為約1.6。

圖4係矽晶圓的表面粗糙度Ra與電阻率的CV值的關係圖表。

從圖4可知，表面粗糙度Ra只要在0.02~0.5μm的範圍內時，則可使電阻率測定值的CV值為1%以下。另一方面，晶圓的表面粗糙度Ra在0.6μm以上時，由於表面粗糙度過大而使電阻率的重複測定精度惡化，而CV值會在1%以上。再者，晶圓的表面粗糙度Ra為0.01μm時，因表面粗糙度過小而使電阻率的重複測定精度惡化，而CV值會在1%以上。

接著，評價研磨加工電阻率為1000Ωcm以上的高電阻品的矽晶圓時的表面粗糙度Ra對電阻率的重複測定精度所造成的影響。首先，準備電阻率為7000Ωcm程度，以CZ法培養的150mm晶圓用的單結晶矽錠，依序進行：切出樣品晶圓；切出1/4樣品片；樣品片的研磨加工；施體殺手熱處理；及測定樣品片的電阻率分佈。在研磨加工，使用6000號的磨粒。此外，施體殺手熱處理係以650℃熱處理30分鐘。

圖5(a)及(b)係表示矽晶圓的表面粗糙度Ra與電阻率的關係的圖表，橫軸係表示從晶圓中心的距離(mm)，右側的縱軸係表示表面粗糙度Ra(μm)，左側的縱軸表示係電阻率(%)。此外，圖中的點圖表係電阻率的測定值，實線圖表係表面粗糙度Ra的測定值。

如圖5(a)所示，晶圓的表面粗糙度Ra在0.11~0.15μm的範圍內時，成為電阻率的測定值在7000~25000Ωcm的範圍內大大離散的結果。

另一方面，如圖5(b)所示，晶圓的表面粗糙度Ra在0.05~0.08μm的範圍內的時，電阻率的測定值的誤差較小，半數以上的測定值呈約7000Ωcm。

從以上的結果可知，藉由使晶圓的表面粗糙度Ra在0.1以下，可使電阻率測定植的誤差變小，即使電阻率為1000Ωcm以上的高電阻品，亦可提升重複測定精度。

10:單結晶矽錠

10a:頂部

10b:直筒部

10c:尾部

11:矽塊

12:樣品晶圓

13:樣品片

20:單面平面研磨床

21:吸附載台

22:研磨頭

22a:磨粒

S11:鑄塊準備步驟

S12:樣品晶圓切出步驟

S13:樣品片切出步驟

S14:研磨步驟

S15:清洗步驟

S16:電阻率測定步驟

S17:施體殺手熱處理

［圖1］圖1係表示本發明的第1實施形態的單結晶矽的電阻率測定方法的流程圖。 ［圖2］圖2係用於說明本發明的第1實施形態的單結晶矽的電阻率測定方法的示意圖。 ［圖3］圖3係表示本發明的第2實施形態的單結晶矽的電阻率測定方法的流程圖。 ［圖4］圖4係表示矽晶圓的表面粗糙度Ra與電阻率的CV值的關係的圖表。 ［圖5］圖5(a)以及(b)係表示矽晶圓的表面粗糙度Ra與電阻率的關係的圖表。

S11:鑄塊準備步驟

S12:樣品晶圓切出步驟

S13:樣品片切出步驟

S14:研磨步驟

S15:清洗步驟

S16:電阻率測定步驟

Claims (10)

1. 一種單結晶矽的電阻率測定方法，其特徵在於：具備：將單結晶矽錠以徑方向切割切出樣品晶圓的步驟；從上述樣品晶圓切出樣品片的步驟；研磨加工上述樣品片表面的步驟；及測定上述研磨加工後的上述樣品片的電阻率的步驟，其中研磨加工上述樣品片表面的步驟，係將上述樣品片的表面粗糙度Ra(算術平均粗糙度)研磨成0.01μm以上0.5μm以下的步驟。
2. 如請求項1之單結晶矽的電阻率測定方法，其中在測定上述樣品片的電阻率之前，進一步具備對上述樣品片進行施體殺手熱處理的步驟。
3. 如請求項2之單結晶矽的電阻率測定方法，其中在研磨加工上述樣品片表面之後，進行上述施體殺手熱處理。
4. 如請求項1之單結晶矽的電阻率測定方法，其中切出上述樣品晶圓的步驟，包含：使用帶鋸、內圓切割刀或外圓切割刀，從上述單結晶矽錠切出矽塊的步驟；及從上述矽塊的端部切出上述樣品晶圓的步驟。
5. 如請求項2之單結晶矽的電阻率測定方法，其中切出上述樣品晶圓的步驟，包含：使用帶鋸、內圓切割刀或外圓切割刀，從上述單結晶矽錠切出矽塊的步驟；及從上述矽塊的端部切出上述樣品晶圓的步驟。
6. 如請求項3之單結晶矽的電阻率測定方法，其中切出上述樣品晶圓的步驟，包含：使用帶鋸、內圓切割刀或外圓切割刀，從上述單結晶矽錠切出矽塊的步驟； 及從上述矽塊的端部切出上述樣品晶圓的步驟。
7. 如請求項1至6之任何一項之單結晶矽的電阻率測定方法，其中切出上述樣品片的步驟，包含：藉由切割刀，將上述樣品晶圓分割的步驟。
8. 如請求項1之單結晶矽的電阻率測定方法，其中研磨加工上述樣品片表面的步驟，係對電阻率為1000Ωcm以上的樣品片，研磨成表面粗糙度Ra為0.1μm以下的步驟。
9. 如請求項1至6之任何一項之單結晶矽的電阻率測定方法，其中研磨加工上述樣品片的表面的步驟，係將上述樣品片研磨成平坦度TTV為6.0μm以下的步驟。
10. 如請求項1至6之任何一項之單結晶矽的電阻率測定方法，其中測定上述樣品片的電阻率的步驟，係將上述樣品片的電阻率以四點探針法測定。

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