WO2007142026A1 - 単結晶シリコンウェーハのｃｏｐ発生要因の判定方法 - Google Patents

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Shuichi Inami
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    • G16C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining a COP (Crystal Originated Particle) generation factor applied to a single crystal silicon wafer.
  • COP Crystal Originated Particle
  • a single crystal silicon wafer as a substrate of a semiconductor device is manufactured by being cut from a single crystal ingot of silicon and subjected to many physical, chemical and thermal treatments.
  • a single crystal ingot of silicon is generally obtained by a Chiyoklarsky method (hereinafter referred to as “CZ method”) in which a seed crystal is immersed in molten silicon in a quartz crucible and pulled up to grow a single crystal. During crystal growth, fine defects called Grown-in defects are introduced into the crystal.
  • This Grown-in defect depends on the pulling rate during single crystal growth and the temperature distribution in the single crystal immediately after solidification (temperature gradient in the crystal in the pulling axis direction), and COP (Crystal Originated Particle) These exist in a single crystal as vacancy aggregation defects with a size of about 0.1 to 0.2 m, and defects with a small dislocation force of about 10 ⁇ m, called a dislocation cluster.
  • OSF acid-induced stacking fault
  • the leakage current causes deterioration of device characteristics.
  • COP is a factor that lowers the initial pressure resistance of the oxide film, and dislocation clusters also cause poor characteristics of the devices formed there.
  • COP evaluation is performed on silicon wafers with defect-free crystals, and pass / fail judgments are made to guarantee crystallinity (defect-freeness) based on the number of defects (COP) and the presence or absence of patterns.
  • a method called a copper deposition method (copper decoration method) is used as an example of a COP detection method.
  • the generation factors of COP can be divided into two, crystalline and non-crystalline.
  • Crystal-induced COP refers to a Grown-in defect that is introduced into the crystal during the aforementioned single crystal growth.
  • COP caused by non-crystal is not a COP in a strict sense, but is caused by fine scratches or pulling scratches generated on the wafer surface when handling silicon wafers.
  • SP2 KLA—manufactured by Tencor
  • copper precipitation method copper decoration method
  • COP caused by non-crystal is not an essential defect derived from the single crystal of silicon constituting the wafer, it should be excluded from COP evaluation. COPs that can be easily judged to be due to crystals are excluded from the evaluation.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and in order to appropriately evaluate COP, the COP caused by the amorphous state and the COP caused by the crystal are separated under a clear standard.
  • the purpose is to provide a method for determining the COP generation factor of single crystal silicon wafers with quantitative properties.
  • the present inventor has repeatedly studied in order to solve the above problems and establish a method capable of determining the cause of COP based on a clear standard.
  • the gist of the present invention resides in the following COP evaluation method for single crystal silicon wafers (1) to (4).
  • a method for determining the COP generation factor of a single crystal silicon wafer wherein the woofer determination region is concentrically divided in a radial direction, and the COP density is obtained for each of the divided determination regions.
  • the maximum value is COP density and the minimum value is COP density.
  • the COP generation factor is determined for single crystal silicon wafers where the COP generation factor is determined to be due to factors other than defects introduced during crystal growth.
  • the width of each determination region divided concentrically is set within a range of 15 mm to 30 mm. Is desirable.
  • a COP generation factor determination method for single crystal silicon woofer wherein the woofer determination region is concentrically divided in a radial direction, and further divided in a circumferential direction so as to have the same radius.
  • the COP density of each judgment area in the circumferential direction is obtained.
  • the maximum value in the judgment area of the same radius is the COP density
  • the minimum value is the COP density
  • the width of each determination region when dividing into concentric circles is within a range of 15 mm to 30 mm, and It is desirable to change the circumferential division from 3 to 8.
  • the "single crystal silicon wafer” is mainly a silicon wafer having a diameter of 300 mm. That is, this determination method is a determination method mainly for large-diameter silicon wafers having a diameter of 300 mm or more.
  • the wafer determination region is divided concentrically in the radial direction, or further divided in the circumferential direction, and obtained for each determination region. Based on the density of COP or considering the location of COP generation, the COP generation factor can be determined based on clear criteria by separating the COP caused by non-crystal and COP caused by crystal. .
  • the COP is caused by an amorphous state, it is a COP caused by a crystal.
  • the wafers that are judged to be rejected can be remedied (accepted), and the productivity of the wafers can be improved.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of a Grown-in defect distribution state.
  • Figure 2 shows an example of COP in a sample that could not be determined to be amorphous COP in the process of determining the COP generation factor.
  • Figure 3 shows the COP evaluation process for single crystal silicon wafers.
  • Figure 4 shows an example of the COP evaluation result of the COP evaluation process for single crystal silicon wafers.
  • the method for determining the cause of COP generation in the single crystal silicon wafer according to the present invention described in (1) to (4) will be specifically described below.
  • the COP targeted by the present invention was a method using a surface defect inspection apparatus (for example, SP1: KLA—manufactured by Tencor), and the wafer surface number count and distribution were measured by visual inspection.
  • COP derived from crystals appears in a disk shape, a ring shape, or a disk ring shape. It may also appear densely on the entire surface of the wafer. COP appears with such a pattern.
  • the pulling speed when the seed crystal is immersed in the molten silicon in the quartz crucible and pulling up, and the Grown-in defect distribution force introduced during single crystal growth are described below. This is because there is a specific relationship.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of a defect distribution state of a cross section of a silicon single crystal pulled by a growth apparatus capable of manufacturing a wafer having very few defects in comparison with the pulling speed. It is. This shows the result of observing the distribution of micro-defects by X-ray topography after heat treatment by cutting the grown single crystal along the pulling axis, immersing it in an aqueous copper nitrate solution and attaching Cu. Speak.
  • V-rich is a region with a lot of COP
  • I rich is a region with many dislocation cluster defects due to interstitial atoms incorporated during single crystal growth.
  • the “P-band” is oxygen-induced stacking fault (OSF). Pulling speed is slower than that “PV” is an oxygen precipitation promoting region, which is a defect-free region in which vacancies are dominant, and “PIJ on the low speed side is an oxygen precipitation suppression region, and is a defect-free region in which interstitial atoms are dominant.
  • OSF oxygen-induced stacking fault
  • the in-plane distribution of defects on the V-rich side is a shape in which the center and outer periphery protrude almost uniformly on the low-speed side as shown in Fig. 1 due to the thermal history of the pulling furnace.
  • the center portion protrudes to the low speed side and a shape in which the outer peripheral portion protrudes to the low speed side.
  • the COP derived from crystals has a disc-like or ring-like pattern.
  • the ring pattern does not occur at a location of about r / 2, but along the outer periphery of the crystal.
  • the high density of COP appears on the entire surface of the woofer when the pulling speed is large and the speed is shifted to the high speed side.
  • the COP density generated in that case is high, and the number of COPs is 300 to 400 or more over the entire wafer surface. Therefore, even if COP appears on the entire wafer surface, if the number of COPs is about 200 or less, it is reasonable to consider that the cause is not due to crystals.
  • Crystal-induced COP exhibits the generation behavior as described above.
  • the COP generation factor determination method of the present invention is a method for determining whether COP is due to crystal or non-crystal using this generation behavior.
  • the determination method according to (1) described above divides the determination region of the wafer into a concentric shape in the radial direction for a single crystal silicon wafer with very few Grown-in defects. Obtain the COP density for each of the divided judgment areas, and select “(COP density —CO P density) ZCOP density ”is less than the preset value Radius MIN ⁇ MAX
  • the COP generation factor is determined to be due to factors other than the defects introduced during crystal growth.
  • COP density is calculated for each divided judgment area.
  • the maximum value of the COP density, and the COP density means the minimum value.
  • the determination method described in (1) is a method that pays attention to the density distribution of the COP in the r direction (the woofer radial direction).
  • “(COP density COP density) ZCOP density” (here, “evaluation function radius MAX ⁇ MIN ⁇ MAX)
  • the disc-shaped or ring-shaped pattern must be used. It can be considered that the cause of COP is due to factors other than defects introduced during crystal growth (ie, COP caused by non-crystal).
  • the above set values are set by a semi-empirical method based on the results of the conventional judgment.
  • the woofer determination region is concentrically divided in the radial direction, and the COP generated in the region excluding the central portion and the outer peripheral portion of the divided determination regions. Is a method for determining that it is due to factors other than defects introduced during crystal growth.
  • the determination method described in (2) is a method paying attention to the occurrence position of the COP in the r direction.
  • Crystal-induced COP has a disk-like or ring-like pattern and does not occur in areas other than the center and outer periphery of the wafer. Can be considered.
  • the width of the ring be within the range of 15mm to 30mm.
  • the main target to which these judgment methods are applied is a 300 mm diameter woofer. Normally, the outermost ring-shaped region with a width of 10 mm is excluded from the evaluation target, so if the woofer diameter is 300 mm, the evaluation region to be evaluated is from the center of the woofer to a radius of 140 mm. is there. When this range is divided into rings, if the width is narrower than 15 mm, the judgment area becomes too large and the evaluation becomes complicated, resulting in high costs.
  • the width is larger than 30 mm, the evaluation becomes rough, and the accuracy of the evaluation tends to be impaired.
  • the preferred width for a 3 OOmm woofer is about 25mm. It should be noted that the width of each determination area to be divided is normally equal, but is not necessarily limited to this, and may be determined as appropriate based on the occurrence status of the COP.
  • the woofer determination region is concentrically divided in the radial direction, further divided in the circumferential direction, and a circumferential direction is determined for each determination region having the same radius.
  • the COP density circumference MAX means the maximum value among the COP densities in the circumferential judgment areas in the judgment area of the same radius, and the COP density means the minimum value.
  • the determination method described in (3) focuses on the distribution behavior of the COP in the ⁇ direction (the woofer circumferential direction). As described above, since the thermal history of the grown single crystal is on the pulling axis, COP occurs evenly in the ⁇ direction, and the density of COP generated in a ring shape or disk shape is almost in the ⁇ direction. It is uniform.
  • the wafer determination region is concentrically divided in the radial direction, and further divided in the circumferential direction, so that each of the determination regions having the same radius has a circumferential direction.
  • each determination at the time of the concentric division is performed. It is desirable that the width of the region (that is, the ring) is within a range of 15 to 30 mm, and that the circumferential division is from 3 to 8 divisions.
  • the COP generation factor depends on factors other than introduction at the time of crystal growth. It is a method of determining that the object is a thing.
  • COP occurring linearly, dotted, or locally in spots is clearly caused by fine scratches or pulling scratches generated on the surface of the sample. It can be determined that the COP is due to non-crystallisation. Therefore, such COP is excluded from the judgment.
  • the method used for the determination is the following methods (a) to (e).
  • (A) to (c) are methods that focus on the COP density distribution in the r direction of the wafer (determination method in (1) above), and (d) is a method that focuses on the location of the COP in the r direction.
  • (e) is a method (judgment method in (3) above) focusing on the COP distribution behavior in the ⁇ direction of woofer.
  • Ring-shaped region of ⁇ 50 to ⁇ 250 Divide into multiple regions in the direction, and the evaluation function “(COP density COP density) ZCOP density” in each judgment region is ⁇ MAX ⁇ MIN ⁇ MAX
  • (c) A method for determining whether or not a wafer rejected by the COP evaluation method has a COP in the rejected region due to non-crystallized COP based on the COP density distribution.
  • the COP evaluation method is a method used for pass / fail judgment that can guarantee crystallinity (defect-freeness) depending on the number of COPs and the presence / absence of the pattern described above.
  • the COP evaluation method is used to divide the wafer determination area concentrically in the radial direction, set an upper limit value for the number of COPs for each divided determination area, and perform pass / fail determination based on this upper limit value. This method is referred to herein as “new evaluation method”.
  • NG failure determination
  • COP generated from ⁇ 50 to ⁇ 200 is judged as COP caused by non-crystal.
  • the wafer is divided into four quadrants 1 to 4, and the COP number force counted for each quadrant is also used to calculate the COP density.
  • Table 1 shows the determination results by the methods (a) and (b). Used as a judgment target -Ha (sample) is 9 samples (indicated in the same table as a reference) that were determined to be speckled COP caused by non-crystal by visual inspection. In both methods (a) and (b), the threshold value was changed at 2 levels, and a total of 4 conditions were judged.
  • FIG. 2 is a diagram showing COP in a sample that could not be determined as amorphous COP by the determination method of (a) or (b), and FIG. A powerful sample that cannot be determined to be non-crystalline COP under all four conditions in the determination method of (b), Figure 2 (b) shows the case where the threshold is set to 0.7 in the determination method of (b). Although it was determined that the COP was due to amorphous, it was a powerful sample that could not be determined under the remaining three conditions. In Fig. 2 (a), the portion enclosed by the broken ellipse is a non-crystalline COP generated in a linear shape.
  • Table 2 shows the determination results obtained by the methods (c) and (d). The samples used were the same 9 samples used in the determination method (a) or (b).
  • the judgment method of (d) is a force that is a method for judging that COP generated at ⁇ 50 to ⁇ 200 is COP caused by non-crystal.
  • sample 9 where COP caused by non-crystal is generated 9 Three of the sheets were judged to be due to non-crystallisation.
  • each judgment area divided into ring shapes is divided into the first to fourth quadrants, and the evaluation function “(COP density COP density) / C circumference MAX circumference MIN between each quadrant of the same ring area
  • COP generated in C was determined to be due to non-crystallisation.
  • this method can be determined to be an appropriate method for determining the non-crystalline factor for the sample in which the non-crystalline COP is generated.
  • the determination method of the present invention can be used more effectively by combining with the conventional COP evaluation method for single crystal silicon wafers, and preferably the improved COP evaluation method. It will be possible to improve the accuracy and reliability of AHA's COP evaluation.
  • a COP evaluation method for a single crystal silicon wafer in which the COP generation factor determination method of the present invention is combined with the “new evaluation method” will be described.
  • This COP evaluation process is based on the results of the applicability study of the judgment method of the present invention described above. For example, if the woofer to be evaluated changes due to changes in manufacturing conditions, etc., the COP in the woofer Since the state of occurrence (existence) of the event will change, it may be necessary to set more appropriate settings such as the division width and threshold value of the wafer determination area.
  • Procedure 1 Judge the number of COPs on the entire wafer surface. Those that pass are judged by “new evaluation method” in step 2. If not, go to step 3.
  • Step 2 Use the “new evaluation method” to make a pass / fail decision for silicon wafers. With this pass / fail judgment Performs pattern determination.
  • Step 3 For those that failed in steps 1 and 2 above (specifically, the number of COPs exceeded the reference value, and as a result, the total number of COPs exceeded the reference value)
  • the COP density distribution is used to determine whether or not the force is an amorphous COP.
  • the COP generation factor determination method (a) described above is performed with a set value (threshold value) of 0.7. For those that pass this judgment, a final visual inspection is performed.
  • Step 4 For those that failed in step 3 above, whether or not the COP is caused by non-crystals is determined based on the COP generation position. For example, the method for determining the COP occurrence factor described in (d) above is performed with a set value (threshold value) of 0.8. For those that pass this judgment, a final visual inspection is performed.
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic process example of the COP evaluation process of this single crystal silicon wafer.
  • (Procedure 1) to (Procedure 4) and (a) to (d) in Steps 3 and 4 shown in the figure are the same as "Procedure 1" to "Procedure 4" described above and (a ) To (d).
  • “Pass” and “Fail” surrounded by a solid line frame indicate pass or fail in the middle of COP evaluation
  • “Pass” and “Fail” surrounded by a double solid line frame indicate COP evaluation. Represents the final result
  • step 1 by combining the COP generation factor determination method of the present invention with the "new evaluation method", wafers or patterns that were rejected in the total COP determination (step 1) were determined.
  • the wafer rejected in (Procedure 2) can be determined to be due to non-crystallized COP and rescued (see thick solid line with arrow) to increase the manufacturing yield of the wafer.
  • “/ ⁇ 50” on the horizontal axis represents a disk-like region with a diameter of less than 50 mm, and an example
  • “ ⁇ 50-100” means a ring-shaped region between 50 mm diameter and 100 mm diameter.
  • the failure rate in each judgment area from “ ⁇ 50” to “ ⁇ 250 to ⁇ 280” is determined by the ratio of wafers that failed according to the judgment criteria shown at the bottom of the figure to the total number of wafers. The failure rate for each area includes duplicates.
  • the failure rate power in the “new evaluation method” on the horizontal axis is the total (excluding the above-mentioned overlap) of failures in these criteria, and the failure rate in “crystal-induced” is the COP evaluation.
  • the COP caused by non-crystal and the COP caused by crystal are separated, and those judged as COP caused by non-crystal are classified as “New Evaluation Method” on the horizontal axis. This is the failure rate excluded from those rejected.
  • the COP caused by the amorphous state is separated from the COP caused by the crystal based on the clear criteria, and the COP occurrence factor is determined. It can be performed. According to this method, it is possible to relieve a woofer that is determined to be a COP caused by a crystal but is rejected even though it is a COP caused by an amorphous state, and the manufacturing yield of the wafer can be improved. .
  • the COP generation factor determination method of the present invention can be suitably used for manufacturing a single crystal silicon wafer and a semiconductor device.

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Abstract

　対象となるウェーハの判定領域を半径方向に同心円状に分割し、分割した判定領域ごとにＣＯＰの密度を求め、そのうちの最大値をＣＯＰ密度半径ＭＡＸとし、最小値をＣＯＰ密度半径ＭＩＮとして、「（ＣＯＰ密度半径ＭＡＸ－ＣＯＰ密度半径ＭＩＮ）／ＣＯＰ密度半径ＭＡＸ」により計算した値をあらかじめ定めた設定値と比較し、明確な基準のもとで非結晶起因のＣＯＰと結晶起因のＣＯＰとを切り分け、ＣＯＰ発生要因の判定を行うことができる。これにより、非結晶起因のＣＯＰであるにもかかわらず結晶起因のＣＯＰであると判定されて不合格となるウェーハを救済することができ、ウェーハの製造歩留りを向上させることができる。

Description

単結晶シリコンゥ ーハの COP発生要因の判定方法
技術分野
[0001] 本発明は、単結晶シリコンゥヱーハを対象として適用する COP (Crystal Originat ed Particle)発生要因の判定方法に関する。
背景技術
[0002] 半導体デバイスの基板としての単結晶シリコンゥエーハは、シリコンの単結晶インゴ ットから切り出され、数多くの物理的、化学的、さらには熱的処理を施され、製造され る。シリコンの単結晶インゴットは、一般に、石英るつぼ内の溶融したシリコンに種結 晶を浸漬させて引き上げ、単結晶を成長させるチヨクラルスキー法 (以下、「CZ法」と いう）により得られ力 単結晶育成時に Grown— in欠陥と称される微細欠陥が結晶 内に導人される。
[0003] この Grown— in欠陥は、単結晶育成の際の引上げ速度と、凝固直後の単結晶内 温度分布（引上げ軸方向の結晶内温度勾配）に依存して、 COP (Crystal Origina ted Particle)などと呼ばれる大きさが 0. 1〜0. 2 m程度の空孔凝集欠陥、転位 クラスターと呼ばれる大きさが 10 μ m程度の微小転位力もなる欠陥などとして単結晶 内に存在する。
[0004] また、 CZ法によって製造されたシリコン単結晶ゥエーハは、高温の酸化熱処理を受 けたとき、リング状に現れる酸ィ匕誘起積層欠陥（以下、「OSF」— Oxidation Indue ed Stacking Fault—という）が発生する場合がある。この OSFリングが潜在的に 発生する領域は、育成中の結晶の熱履歴に依存し、特に育成中の引き上げ速度の 影響を受け、引き上げ速度を小さくしていくと、 OSFリングが現われる領域が結晶の 外周側から内側に収縮していく。
[0005] 言い換えると、高速で単結晶を育成すると OSFリングの内側領域がゥエーハ全体に 広がることになり、低速で育成すると OSFリングの外側領域がゥエーハ全体に広がる
[0006] OSFがデバイスの活性領域であるゥエーハ表面に存在する場合には、リーク電流 の原因になりデバイス特性を劣化させる。また、 COPは初期の酸ィ匕膜耐圧性を低下 させる因子であり、転位クラスターもそこに形成されたデバイスの特性不良の原因に なる。
[0007] そのため、従来は、リング状 OSFの発生領域が結晶の外周部に位置するように引 き上げ速度を速くして、単結晶育成が行われてきた。例えば、特開 2002— 145698 号公報に記載されるように、 OSF領域をゥ ーハの周縁部から中心部へかけて広く 分布させ、その領域の内側は低密度の微小 COP領域としたゥエーハが提案されてい る。
[0008] しかし、近年における小型化、高度化の要求から半導体デバイスの微細化が進む につれて、この極めて小さい COPをも極力減少させた Grown— in欠陥の極めて少 な 、単結晶シリコンゥエーハ（以下、「無欠陥結晶のシリコンゥエーノ、」とも 、う）が製造 されるようになってきて!/、る。
[0009] それに伴い、無欠陥結晶のシリコンゥヱーハでは COP評価が実施され、欠陥（CO P)の個数とパターンの有無により結晶性 (無欠陥性)を保証する合否判定が行われ ている。なお、 COP評価に際しては、 COPの検出方法の一例として、銅析出法 (銅 デコレーション法）と称される方法が用いられている。
[0010] これは、ゥエーハの表面に絶縁膜 (酸ィ匕膜)を形成すると欠陥 (COP)が存在してい る部位で酸ィ匕膜が不均一になることを利用する方法であり、ゥ ーハの表面に所定 厚さの酸化膜を形成させた後、外部電圧を印加して、前記ゥ ーハ表面の欠陥部位 で酸ィ匕膜を破壊するとともに銅を析出させ、この析出した銅を肉眼で観察することに より、あるいは透過電子顕微鏡 (TEM)、走査電子顕微鏡 (SEM)を用いて観察する ことにより欠陥（COP)を検出する方法である。
[0011] ところで、 COPの発生要因は結晶起因と非結晶起因の二つに分けることができる。
結晶起因の COPとは、前述の単結晶育成時に結晶内に導入される Grown— in欠 陥を指している。
[0012] この結晶起因の COPの発生パターンは、これまでの調査により次の 4つに区分され ることが分力つてきた。すなわち、
(1)ゥエーハ中心にディスク状に現れる。 (2)ゥエーハ外周に沿うようにリング状に現れる。
(3)前記（1)と（2)が同時に、すなわちディスクリング状に現れる。
(4)ゥ ーハ全面に高密度（直径 300mmゥ ーハで 300個以上）に現れる。
[0013] 一方、非結晶起因の COPは、厳密な意味では COPではないが、シリコンゥヱーハ のハンドリング時にゥエーハ表面に生じる微細な傷や引つ力き傷に起因するものであ り、表面欠陥検査装置 (例えば、 SP2 :KLA— Tencor社製)や銅析出法 (銅デコレ ーシヨン法)を用いて観察した場合に、線状に発生するものや、局所的にまたはゥェ ーハ全面に斑点状に発生するものなどがある。
[0014] 非結晶起因の COPはゥエーハを構成するシリコンの単結晶そのものに由来する本 質的な欠陥ではないので、 COP評価では除外されるべきであり、現在行われている COP評価でも、非結晶起因と容易に判断できる COPは評価から除外されている。
[0015] しかし、非結晶起因の COPと結晶起因の COPとを切り分ける（つまり、両者を判別 して非結晶起因の COPを評価から除外する)適切な方法がなぐ特にゥ ーハ全面 に斑点状に現れる非結晶起因の COPを結晶起因の COPではないと判定する方法 がなかった。
発明の開示
[0016] 前述のように、無欠陥結晶のシリコンゥエーハでは COP評価が実施されている。し かし、 COP評価では除外されるべき非結晶起因の COP、特にゥ ーハ全面に斑点 状に現れた COPを結晶起因の COPから切り分けることが困難であるという問題があ る。
[0017] すなわち、線状に発生する COPや局所的に斑点状に発生する COPは非結晶起 因であると判断しやすいが、ゥ ーハ全面に斑点状に発生した場合にはそれが結晶 起因であるか非結晶起因であるかの判断は難しぐ判定はそのための教育を受けた オペレーターにゆだねられている。 COPが発生していても、その起源が非結晶起因 であればそのゥエーハは合格とされるべきものなので、そのような合格品を不合格と 判定した場合はゥエーハの製造歩留りを不当に低下させることになる。
[0018] この合否判断の精度を向上させる一つの手段として、特にゥエーハ全面に斑点状 に現れている COPの発生要因の判定基準の明確ィ匕が挙げられる力 人間の目によ る判断（目視判定）に依存しているため、その判定基準を言葉で表現するのは難し
[0019] 今後、生産量が増大した場合においても、製造歩留りを高めるとともに、安定した品 質のゥ ーハの提供を実現するために、非結晶起因の COPの判定基準を明確にす ること、換言すれば、数値により定量的に規定することは極めて重要である。これは、
COPの評価 (検査）を自動化する場合にも必要である。
[0020] 本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、 COPの評価を適正に行う ために、明確な基準のもとで非結晶起因の COPと結晶起因の COPとを切り分ける定 量性のある単結晶シリコンゥヱーハの COP発生要因の判定方法を提供することを目 的としている。
[0021] 本発明者は、上記の課題を解決し、明確な基準のもとで COPの発生要因を判定で きる方法を確立するために検討を重ねた。その結果、後述する結晶起因の COPの発 生挙動の特徴を利用し、ゥ ーハの r方向（半径方向）、または Θ方向（周方向）にお ける COPの密度を計算して求めた密度分布を半経験的手法で設定した閾値と照ら し合わせることにより、あるいは COPの発生位置を考慮して、結晶起因の COPである か非結晶起因の COPであるかを判定する方法を考案した。
[0022] 本発明の要旨は、下記の（1)〜（4)の単結晶シリコンゥ ーハの COP評価方法に ある。
(1)単結晶シリコンゥ ーハの COP発生要因の判定方法であって、前記ゥ ーハ の判定領域を半径方向に同心円状に分割し、分割した判定領域ごとに COPの密度 を求め、そのうちの最大値を COP密度 とし、最小値を COP密度 として、「 雜 MAX 雜 MIN
(COP密度 —COP密度 ）ZCOP密度 」により計算した値があらか 雜 MAX 雜 MIN 雜 MAX
じめ定めた設定値以下の場合は、 COPの発生要因が結晶育成時に導入された欠陥 以外の要因によるものであると判定する単結晶シリコンゥ ーハの COP発生要因の 判定方法である。
[0023] (2)単結晶シリコンゥ ーハの COP発生要因の判定方法であって、前記ゥ ーハ の判定領域を半径方向に同心円状に分割し、分割した判定領域のうちの中心部と外 周部を除く領域で発生した COPは結晶育成時に導入された欠陥以外の要因による ものであると判定する単結晶シリコンゥ ーハの COP発生要因の判定方法である。
[0024] 前記（1)または（2)の単結晶シリコンゥ ーハの COP発生要因の判定方法にぉ 、 て、前記同心円状に分割する各判定領域の幅を 15mmから 30mmの範囲内とする のが望ましい。
[0025] (3)単結晶シリコンゥ ーハの COP発生要因の判定方法であって、前記ゥ ーハ の判定領域を半径方向に同心円状に分割し、さらに円周方向に分割し、同一半径の 判定領域ごとに円周方向の各判定領域の COPの密度を求め、同一半径の判定領 域内における最大値を COP密度 とし、最小値を COP密度 として、「（CO 円周 MAX 円周 MIN
P密度 COP密度 ）ZCOP密度 」により計算した値があら力じめ 円周 MAX 円周 MIN 円周 MAX
定めた設定値以上の場合は、 COPの発生要因が結晶育成時に導入された欠陥以 外の要因によるものであると判定する単結晶シリコンゥ ーハの COP発生要因の判 定方法である。
[0026] 前記（3)の単結晶シリコンゥ ーハの COP発生要因の判定方法において、前記同 心円状に分割する際の各判定領域の幅を 15mmから 30mmの範囲内とし、さらに前 記円周方向の分割を 3分割から 8分割とするのが望ましい。
[0027] (4)単結晶シリコンゥ ーハの COP発生要因の判定方法であって、 COPが線状、 点線状または局部的に斑点状に発生している場合は、 COPの発生要因が結晶育成 時における導入以外の要因によるものであると判定する単結晶シリコンゥヱーハの C OP発生要因の判定方法である。
[0028] 上記（1)〜（4)の COP発生要因の判定方法において、「単結晶シリコンゥ ーハ」 とは、主として直径 300mmのシリコンゥエーハである。すなわち、本判定方法は、直 径 300mm以上の大口径シリコンゥヱーハを主な対象とする判定方法である。
[0029] 本発明の単結晶シリコンゥ ーハの COP発生要因の判定方法は、ゥエーハの判定 領域を半径方向に同心円状に分割し、またはさらに円周方向に分割し、判定領域ご とに求めた COPの密度に基づいて、あるいは COPの発生位置を考慮して非結晶起 因の COPと結晶起因の COPとを切り分ける方法で、明確な基準のもとで COP発生 要因の判定を行うことができる。
[0030] この方法によれば、非結晶起因の COPであるにもかかわらず結晶起因の COPであ ると判定されて不合格となるゥエーハを救済する (合格品とする）ことができ、ゥエーハ の生産性を向上させることができる。また、判定基準の明確ィ匕により安定した品質の ゥエーハの提供が可能である。
図面の簡単な説明
[0031] 図 1は、 Grown— in欠陥の分布状態の一例を模式的に示す図である。
図 2は、 COP発生要因の判定方法の検討過程で、非結晶起因の COPであると判 定できなかったサンプルにおける COPを例示する図である。
図 3は、単結晶シリコンゥエーハの COP評価プロセスを示す図である。 図 4は、単結晶シリコンゥヱーハの COP評価プロセスによる COPの評価結果を例 示する図である。
発明を実施するための最良の形態
[0032] 以下に、前記（1)〜(4)に記載の本発明の単結晶シリコンゥ ーハの COP発生要 因の判定方法を具体的に説明する。本発明が対象とする COPは、表面欠陥検査装 置（例えば、 SP1 :KLA— Tencor社製）を用いる方法で、ゥエーハ表面の個数カウ ントおよび分布測定を目視検査で実施した。
[0033] 一般に、結晶起因の COPはディスク状、リング状もしくはディスクーリング状に現れ る。また、ゥエーハ全面に高密度に現れることもある。 COPがこのようにパターンを持 つて現れるのは、石英るつぼ内の溶融したシリコンに種結晶を浸漬させて引き上げる 際の引上げ速度と単結晶育成時に導入される Grown— in欠陥の分布力 以下に述 ベるように特定の関係にあるためである。
[0034] 図 1は、 Grown— in欠陥の極めて少ないゥエーハを製造することができる育成装置 により引き上げたシリコン単結晶の断面の欠陥分布状態の一例を引上げ速度と対比 させて模式的に示した図である。これは、成長させた単結晶を引上げ軸に沿って切 断し、硝酸銅水溶液に浸漬させて Cuを付着させ、熱処理後 X線トポグラフ法により微 小欠陥の分布状態を観察した結果を示して ヽる。
[0035] 図 1において、「V— rich」とは COPの多い領域であり、「I rich」とは単結晶育成 時に取り込まれた格子間原子に起因する転位クラスター欠陥の多い領域である。ま た、「P— band」は酸素誘起積層欠陥 (OSF)である。引上げ速度がそれより低速側 の「PV」は酸素析出促進領域で、空孔が優勢な無欠陥領域であり、さらに低速側の「 PIJは酸素析出抑制領域で、格子間原子が優勢な無欠陥領域である。
[0036] この無欠陥領域に相当する引上げ速度で単結晶を引き上げた場合は、 Grown— i n欠陥の極めて少ないゥエーハが得られるが、引上げ速度がそれよりも高速側にずれ た場合、特定のパターンを持った COPが発生する。例えば、シリコン単結晶の断面 が図 1に示したような欠陥分布状態のときに、引上げ速度 Vdで引き上げると、中心部 にディスク状の COPが存在するゥエーハとなる。
[0037] V— rich側の欠陥（LPD、 OSF)の面内分布は、引上げ炉の熱履歴により、図 1に 示したような、中心部と外周部がほぼ均等に低速側に張り出した形状のほか、中心部 が低速側に張り出した形状や、外周部が低速側に張り出した形状を採りうる。しかし、 半径を rとして、 rZ2程度（つまり、中心から半径方向に 1Z2程度の距離)の部分が 低速側に張り出すことはない。したがって、結晶起因の COPはディスク状やリング状 のパターンを持つことになる。特にリングパターンは r/2程度の場所に発生すること はなぐ結晶の外周に沿うように発生する。
[0038] また、熱履歴が軸（引上げ軸）対象であることから、 COPは Θ方向（ゥ ーハの周方 向）にも均等に発生する。したがって、リング状やディスク状に発生した COPの密度 は周方向にほぼ均一となって 、る。
[0039] COPがゥ ーハ全面に高密度に現れるのは、引上げ速度が大きく高速側にずれた 場合である。ただし、その場合に発生する COP密度は高密度で、 COPの個数はゥェ ーハ全面で 300〜400個以上となる。したがって、 COPがゥエーハ全面に現れてい ても、 COP個数が 200個程度以下である場合、その発生要因は結晶起因ではない と考えるのが妥当である。
[0040] 結晶起因の COPは、以上述べたような発生挙動を示す。本発明の COP発生要因 の判定方法は、この発生挙動を利用して COPが結晶起因であるか非結晶起因であ るかの判定を行う方法である。
[0041] 本発明のうち、前記（1)に記載の判定方法は、 Grown— in欠陥が極めて少ない単 結晶シリコンゥエーハを対象として、前記ゥエーハの判定領域を半径方向に同心円 状に分割し、分割した判定領域ごとに COPの密度を求め、「（COP密度 —CO P密度 ）ZCOP密度 」により計算した値があらかじめ定めた設定値以下 半径 MIN 雜 MAX
の場合は、 COPの発生要因が結晶育成時に導入された欠陥以外の要因によるもの であると判定する方法である。ここで、 COP密度 は分割した判定領域ごとに求 雜 MAX
めた COPの密度のうちの最大値を、 COP密度 は最小値を意味する。
雜 MIN
[0042] 前記（1)に記載の判定方法は、 COPの r方向（ゥ ーハの半径方向）の密度分布に 注目した方法である。前記の、分割した判定領域ごとに COPの密度を求めて計算し た「（COP密度 COP密度 ）ZCOP密度 」（ここでは、「評価関数 半径 MAX 雜 MIN 雜 MAX
」という）の値は、 COPの分布が均一であるか否かを示す一つの指標であり、この値 力 S小さければ、分割した判定領域ごとの COP密度の差力 S小さぐゥ ーハ表面での r 方向の COP分布が均一であると言うことができる。
[0043] 前述のように、結晶起因の COPはディスク状やリング状のパターンを持っているの で、この結晶起因の COPが発生している場合は、 COP分布は r方向に均一ではなく 、「（COP密度 —COP密度 ）ZCOP密度 」の値は大きくなる。した 雜 MAX 雜 MIN 雜 MAX
力 sつて、評価関数「（COP密度 —COP密度 ）ZCOP密度 」の値が 雜 MAX 半径 MIN 雜 MAX あら力じめ定めた設定値以下の場合はディスク状やリング状のパターンを持っていな いとみなすことができ、 COPの発生要因は結晶育成時に導入された欠陥以外の要 因によるもの（すなわち、非結晶起因の COP)であると判定することができる。
前記の設定値は、従来の判定における実績等を踏まえ、半経験的手法で設定する
[0044] 前記（2)に記載の判定方法は、ゥ ーハの判定領域を半径方向に同心円状に分 割し、分割した判定領域のうちの中心部と外周部を除く領域で発生した COPは結晶 育成時に導入された欠陥以外の要因によるものであると判定する方法である。
[0045] 前記（2)に記載の判定方法は、 COPの r方向における発生位置に注目した方法で ある。結晶起因の COPはディスク状やリング状のパターンを持っており、ゥエーハの 中心部と外周部以外の領域には発生しないので、中心部と外周部を除く領域の CO Pは非結晶起因の COPであると見なすことができる。
[0046] 前記（1)または（2)の判定方法にお!、ては、前記同心円状に分割する各判定領域
(つまり、リング）の幅を 15mmから 30mmの範囲内とするのが望ましい。 [0047] これらの判定方法を適用する主な対象は直径 300mmゥ ーハである。通常、最外 周の幅 10mmのリング状の領域は評価の対象から除外するので、ゥ ーハの直径を 300mmとすれば、評価の対象となる判定領域はゥヱーハの中心から半径 140mmま でである。この範囲をリング状に分割する場合、その幅が 15mmより狭いと判定領域 が多くなりすぎて評価が煩雑になり、コスト高になる。
[0048] また、幅が 30mmより広いと評価が粗くなり、評価の精度が損なわれやすい。直径 3 OOmmゥヱーハの場合の望ましい幅は、 25mm程度である。なお、分割する各判定 領域の幅は通常は均等とするのがよいが、必ずしもこれに限定されず、 COPの発生 状況等に基づき適宜定めてもよい。
[0049] 前記（3)に記載の判定方法は、前記ゥ ーハの判定領域を半径方向に同心円状 に分割し、さらに円周方向に分割し、同一半径の判定領域ごとに円周方向の各領域 の COPの密度を求め、同一半径の領域内における最大値を COP密度 とし、 円周 MAX 最小値を COP密度 として、「（
円周 MIN COP密度
円周 MAX COP密度 ）
円周 MIN ZCOP密 度円周 MAX」により計算した値があら力じめ定めた設定値以上の場合は、 COPの発生 要因が結晶育成時に導入された欠陥以外の要因によるものであると判定する方法で ある。なお、 COP密度円周 MAXは同一半径の判定領域における円周方向の各判定領 域の COPの密度のうちの最大値を、 COP密度 は最小値を意味する。
円周 MIN
[0050] 前記（3)に記載の判定方法は、 COPの Θ方向（ゥ ーハの周方向）の分布挙動に 注目した方法である。前述したように、成長させた単結晶の熱履歴は引上げ軸に対 象であるため、 COPは Θ方向に均等に発生し、リング状やディスク状に発生した CO Pの密度は Θ方向にほぼ均一となっている。
[0051] したがって、前記（3)の判定方法においては、ゥエーハの判定領域を半径方向に 同心円状に分割し、さらに円周方向に分割して、同一半径の判定領域ごとに円周方 向の各領域の COPの密度を求め、評価関数「（COP密度 COP密度 ) 円周 MAX 円周 MIN
ZCOP密度 」の値があら力じめ定めた設定値以上の場合は、円周方向の各 円周 MAX
判定領域における COPの密度が均一とは言えないので、 COPの発生要因は非結 晶起因であると判定する。
[0052] 前記（3)に記載の判定方法においては、前記同心円状に分割する際の各判定 領域（つまり、リング）の幅を 15mmから 30mmの範囲内とし、さらに前記円周方向の 分割を 3分割から 8分割とするのが望ま ヽ。
[0053] 同心円状に分割する際の各判定領域の幅を 15mmから 30mmの範囲内とする理 由は、前述したとおりである。また、さらに前記円周方向の分割を 3分割から 8分割と するのは、円周方向の分割数はあまり細力ベても判定の精度がそれほど向上するわ けではなぐ 2分割では、判定領域が広すぎるため Θ方向における COPの分布密度 が変化しても顕著には現れず、判定の精度が低下する。
[0054] 前記 (4)に記載の判定方法は、 COPが線状、点線状または局部的に斑点状に発 生している場合は、 COPの発生要因が結晶育成時における導入以外の要因による ものであると判定する方法である。
[0055] 線状、点線状または局部的に斑点状に発生している COPは、サンプル表面に生じ る微細な傷や引つ力き傷に起因するものであることが明らかであり、容易に非結晶起 因の COPであると判定できる。したがって、このような COPは判定の対象外として除 外する。
[0056] 以下に、本発明の判定方法により COP発生要因の判定を行い、適用の可否を検 討した結果につ!、て述べる。
判定に用いた方法は、次の（a)〜（e)の方法である。なお、（a)〜（c)はゥエーハの r 方向における COPの密度分布に着目した方法 (前記（1)の判定方法)であり、（d)は r方向における COPの発生位置に着目した方法 (前記（2)の判定方法）、 (e)はゥ ーハの Θ方向における COPの分布挙動に着目した方法 (前記（3)の判定方法)であ る。
[0057] (a) φ 50〜 φ 250における COPの密度分布が均一であれば、非結晶起因の COP と判定する方法。
φ 50〜 φ 250のリング状の領域 方向に複数の領域に分割し、それぞれの判定 領域で評価関数「 (COP密度 COP密度 ）ZCOP密度 」の値を 雜 MAX 雜 MIN 雜 MAX
求め、この値があら力じめ定めた設定値（閾値)以下であるとき、非結晶起因の COP と判定する。なお、前記の「 Φ 50〜 φ 250」は直径 50mm〜直径 250mm間のリング 状の領域を表す。 [0058] (b) φ 100〜 φ 250における COPの密度分布が均一であれば、非結晶起因の CO Pと判定する方法。
前記 (a)において、 COPの観察位置を変えた方法で、それ以外については (a)と 同じである。
[0059] (c) COP評価方法により不合格とされたゥエーハについて、その不合格領域の CO Pが非結晶起因の COPである力否かを、 COPの密度分布により判定する方法。なお 、前記の COP評価方法とは、 COPの個数や前述したパターンの有無により結晶性（ 無欠陥性)を保証できるカゝ否かの合否判定に用いる方法で、ここでは、本発明者が 提案する、ゥエーハの判定領域を半径方向に同心円状に分割し、分割した判定領域 ごとに COP個数の上限値を設定し、この上限値を基準として合否判定を行う COP評 価方法を用いている。この方法を、ここでは「新評価法」と記す。
[0060] 前記「新評価法」により不合格とされたゥエーハごとに、不合格判定 (以下、「NG」と いう）を受けた判定領域、すなわち、 COPの個数が基準値を超えた判定領域を抽出 し、 COPの密度を計算する。それらの判定領域についてのみ評価関数「（COP密度
— COP密度 ）ZCOP密度 」の値を求め、この値があら力じめ定め 半径 MAX 雜 MIN 雜 MAX
た設定値（閾値)以下であるとき、非結晶起因の COPと判定する。但し、 COPの個数 が基準値を超えた領域力 S1つだけのときは COP密度 =0として、評価関数の値 雜 MIN
は 1とする。
[0061] (d) COPが非結晶起因の COPであるか否かを、 COPの発生位置により判定する 方法。
φ 50〜 φ 200で発生した COPは非結晶起因の COPと判定する。
[0062] (e)新評価法により不合格とされたゥエーハについて、ゥエーハの Θ方向における C OPの密度分布が均一でなければ、非結晶起因の COPと判定する方法。
ゥエーハを第 1〜第 4の 4つの象限に分割し、象限ごとに計数した COP個数力も C OPの密度を求め、同一半径の判定領域内における評価関数「（COP密度
円周 MAX
COP密度 ）ZCOP密度 」により計算した値があらかじめ定めた設定値（ 円周 MIN 円周 MAX
閾値)以上の場合、非結晶起因の COPと判定する。
[0063] 表 1に、（a)および (b)の方法による判定結果を示す。判定の対象として用いたゥ ーハ（サンプル）は、 目視判定で非結晶起因の斑点状の COPであると判定された 9 サンプル（同表に、基準として併せて表示)である。 （a)、（b)両方法とも閾値を 2水準 で変え、合計 4条件で判定を行った。
[表 1]
Figure imgf000014_0001
[0065] 表 1に示すように、 目視判定で非結晶起因の COPであると判定された 9サンプルに 対して、（a)の判定方法では 7サンプル、（b)の判定方法では 7または 8サンプルが非 結晶起因の COPであると判定できた。
[0066] 図 2は、（a)または (b)の判定方法で非結晶起因の COPであると判定できなかった サンプルにおける COPを示す図であり、図 2 (a)は前記（a)、（b)の判定方法におけ る 4条件すべてで非結晶起因の COPであると判定できな力つたサンプル、図 2 (b)は 前記 (b)の判定方法で閾値を 0. 7とした場合には非結晶起因の COPであると判定 できたが、残りの 3条件では判定できな力つたサンプルである。図 2 (a)において、破 線の楕円で囲んだ部分は線状に発生した非結晶起因の COPである。
[0067] 表 2に、（c)および (d)の方法による判定結果を示す。用いたサンプルは、前記 (a) または (b)の判定方法で用いたものと同じ 9サンプルである。
[0068] [表 2] 表 2
Figure imgf000015_0001
[0069] (c)の判定方法では、前記のとおり、新評価法により不合格とされたサンプルにつ V、て、 COP個数が基準値を超えて NGとなった領域にっ 、てのみ評価関数「（COP 密度 COP密度 ）ZCOP密度 」の値を求め、この値が 0. 8以下 半径 MAX 雜 MIN 雜 MAX
のものを非結晶起因と判定した。この場合、非結晶起因のサンプル 9枚中 8枚を非結 晶起因と判定できた。
[0070] (d)の判定方法は、 φ 50〜 φ 200で発生した COPは非結晶起因の COPと判定す る方法である力 この方法では、非結晶起因の COPが発生しているサンプル 9枚中 3 枚を非結晶起因と判定できた。
[0071] 前記 (e)の Θ方向における分布挙動により非結晶起因の COPと判定する方法につ いて、前記 (a)または (b)の判定方法で用いたものと同じ 9サンプルを対象とし、適用 を試みた。すなわち、リング状に分割した各判定領域を第 1〜第 4の象限に分割し、 同じリング領域の各象限の間で評価関数「（COP密度 COP密度 ) /C 円周 MAX 円周 MIN
OP密度 」の計算を行い、閾値を 0. 8として、すべてのリング領域で「（COP密 円周 MAX
度 —COP密度 ）ZCOP密度 」> 0. 8が成立した場合、そのゥエー 円周 MAX 円周 MIN 円周 MAX
ハに発生している COPは非結晶起因によるものであると判定した。
その結果、非結晶起因の COPであると判定できたのは 1例だけであった。
[0072] したがって、この方法は、前記の非結晶起因の COPが発生しているサンプルに対 する非結晶要因を判定する方法としては適切ではなレヽ、と判断できる。
以上、本発明の COP発生要因の判定方法の適用例について述べた。
[0073] 前記 (e)、すなわち前記（3)に記載の Θ方向における分布挙動により非結晶起因 の COPと判定する方法は、ここで用いたサンプルに対する判定方法としては適切で はないと判断されたが、以下に述べるように、本発明の COP発生要因の判定方法と しての意義を失うわけではない。
[0074] すなわち、前記（1)〜（3)に記載の判定方法は、いずれも、実際に適用するにあた り、製造されるゥヱーハにおける COPの発生 (存在)状態、ゥヱーハに要求される品 質レベル等を勘案し、過去の COP発生要因の判定実績を活用する半経験的手法を 取り入れて、ゥエーハ判定領域の分割幅や設定値 (閾値)等にっ ヽての具体的な基 準を定めることが肝要である。
[0075] したがって、前記（3)に記載の判定方法においても、前記具体的な基準について、 より適切な条件を見出すことにより、十分適用可能な判定方法として確立させ得るか らである。
[0076] 本発明の COP発生要因の判定方法を単結晶シリコンゥ ーハの COP評価に適用 する際には、もちろんこの方法単独でも適用可能であり、明確な基準のもとで COP発 生要因の判定を行い、非結晶起因の COPを結晶起因の COP力 切り分ける（COP の評価から除外する）ことができる。しかし、従来用いられている単結晶シリコンゥエー ハの COP評価方法、望ましくは、さらに改善された COP評価方法と組み合わせるこ とにより、本発明の判定方法を一層有効に活用し、単結晶シリコンゥエーハの COP評 価の精度および信頼性を高めることが可能になる。
[0077] 以下に、本発明の COP発生要因の判定方法を前記「新評価法」と組み合わせて行 う単結晶シリコンゥエーハの COP評価方式（プロセス）について説明する。この COP 評価プロセスは、前述した本発明の判定方法の適用可否検討結果に基づくものであ り、例えば、製造条件の変更等により評価対象のゥ ーハが変わると、ゥ ーハにお ける COPの発生 (存在)状態等に変化が生じるので、ゥエーハ判定領域の分割幅や 閾値等についてはより適正な設定が必要となる場合がある。
[0078] 本発明の COP発生要因の判定方法を^ aみ込んだ単結晶シリコンゥヱーハの COP 評価プロセスにおける手順（工程）は次のとおりである。
[0079] 手順 1.ゥエーハ全面での COP個数による判定を行う。合格のものは手順 2の「新 評価法」で判定する。不合格のものは手順 3に移る。
[0080] 手順 2. 「新評価法」を用いてシリコンゥエーハの合否判定を行う。この合否判定で は、パターン判定を行う。
[0081] 手順 3.前記の手順 1および 2で不合格のもの（詳しくは、 COPの個数が基準値を 超え、その結果、 COP総数が基準値を超えることとなったもの）に対して、 COPの密 度分布により非結晶起因の COPである力否かの判定を行う。例えば、前述の（a)の C OP発生要因の判定方法を、設定値 (閾値) 0. 7として実施する。この判断で合格と なったものについては、目視による最終判定を実施する。
[0082] 手順 4.前記の手順 3で不合格となったものに対して、 COPの発生位置により非結 晶起因の COPであるか否かの判定を行う。例えば、前述の（d)の COP発生要因の 判定方法を、設定値（閾値) 0. 8として実施する。この判断で合格となったものについ ては、目視による最終判定を実施する。
[0083] この COP評価プロセスの適用の当初はテスト運用になるので、手順 3および 4で目 視判定を行ってゥヱーハ分割判定領域の幅や設定値 (閾値)等の妥当性を確認する
[0084] 図 3は、この単結晶シリコンゥ ーハの COP評価プロセスの概略工程例を示す図で ある。同図中に示した「手順 1」〜「手順 4」、および手順 3、 4のなかの（a)〜（d)は、 前記の「手順 1」〜「手順 4」、および前述の（a)〜（d)の方法に対応する。また、実線 の枠で囲んだ「合格」、「不合格」は COP評価の途中段階における合格または不合 格を表し、二重実線の枠で囲んだ「合格」、「不合格」は COP評価の最終結果を表す
[0085] 図 3に示すように、本発明の COP発生要因の判定方法を「新評価法」と組み合わせ ることにより、 COP総数判定 (手順 1)で不合格とされたゥエーハ、またはパターン判 定 (手順 2)で不合格とされたゥエーハを、非結晶起因の COPによるものであると判定 して救済し (矢印を付した太実線参照）、ゥヱーハの製造歩留りを高めることができる
[0086] 図 4は、前記単結晶シリコンゥエーハの COP評価プロセスによる COPの評価結果 を例示する図である。無欠陥結晶のシリコンゥエーハ (n= 173)に適用した場合であ る。
[0087] 図 4にお!/、て、横軸の「< φ 50」は直径 50mm未満のディスク状の領域を、また、例 えば「 φ 50〜100」は直径 50mm〜直径 100mm間のリング状の領域を意味する。「 < φ 50」〜「 φ 250〜 φ 280」までの各判定領域における不合格率は、同図の下方 に示した判定基準により不合格となったゥエーハの全ゥエーハ数に対する比率で、判 定領域ごとの不合格率は重複するものを含んで 、る。
[0088] 横軸の「新評価法」における不合格率力これらの判定基準で不合格となったものの 総計 (前記の重複を除く）であり、「結晶起因」における不合格率が、 COP評価プロセ スに組み込まれた本発明の判定方法を適用して非結晶起因の COPと結晶起因の C OPとを切り分け、非結晶起因の COPと判定されたものを横軸の「新評価法」におい て不合格とされたものから除外した不合格率である。
[0089] 図 4に示すように、本発明の判定方法を適用することにより、不合格率が 0. 139か ら 0. 087へ低下しており、その分ゥエーハの製造歩留りが向上していることがわかる 産業上の利用の可能性
[0090] 本発明の単結晶シリコンゥ ーハの COP発生要因の判定方法によれば、明確な基 準のもとで非結晶起因の COPと結晶起因の COPとを切り分け、 COP発生要因の判 定を行うことができる。この方法によれば、非結晶起因の COPであるにもかかわらず 結晶起因の COPであると判定されて不合格となるゥヱーハを救済することができ、ゥ エーハの製造歩留りを向上させることができる。
したがって、本発明の COP発生要因の判定方法は、単結晶シリコンゥヱーハの製 造、半導体デバイス製造に好適に利用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 単結晶シリコンゥ ーハの COP発生要因の判定方法であって、前記ゥ ーハの判 定領域を半径方向に同心円状に分割し、分割した判定領域ごとに COPの密度を求 め、そのうちの最大値を COP密度 とし、最小値を COP密度 として、「（c 雜 MAX 雜 MIN
OP密度 COP密度 ）ZCOP密度 」により計算した値があらかじ 雜 MAX 雜 MIN 雜 MAX
め定めた設定値以下の場合は、 COPの発生要因が結晶育成時に導入された欠陥 以外の要因によるものであると判定することを特徴とする単結晶シリコンゥエーハの c
OP発生要因の判定方法。
[2] 単結晶シリコンゥエーハの COP発生要因の判定方法であって、前記ゥエーハの判 定領域を半径方向に同心円状に分割し、分割した判定領域のうちの中心部と外周 部を除く領域で発生した COPは結晶育成時に導入された欠陥以外の要因によるも のであると判定することを特徴とする単結晶シリコンゥエーハの COP発生要因の判定 方法。
[3] 前記同心円状に分割する各判定領域の幅を 15mmから 30mmの範囲内とすること を特徴とする請求項 1または 2に記載の単結晶シリコンゥエーハの COP発生要因の 判定方法。
[4] 単結晶シリコンゥエーハの COP発生要因の判定方法であって、前記ゥエーハの判 定領域を半径方向に同心円状に分割し、さらに円周方向に分割し、同一半径の判 定領域ごとに円周方向の各判定領域の COPの密度を求め、同一半径の判定領域 内における最大値を COP密度 とし、最小値を COP密度 として、「（COP 円周 MAX 円周 MIN
密度 COP密度 ）ZCOP密度 」により計算した値があら力じめ定 円周 MAX 円周 MIN 円周 MAX
めた設定値以上の場合は、 COPの発生要因が結晶育成時に導入された欠陥以外 の要因によるものであると判定することを特徴とする単結晶シリコンゥエーハの COP 発生要因の判定方法。
[5] 前記同心円状に分割する際の各判定領域の幅を 15mmから 30mmの範囲内とし、 さらに前記円周方向の分割を 3分割力 8分割とすることを特徴とする請求項 4に記 載の単結晶シリコンゥ ーハの COP発生要因の判定方法。
[6] 単結晶シリコンゥエーハの COP発生要因の判定方法であって、 COPが線状、点線 状または局部的に斑点状に発生している場合は、 COPの発生要因が結晶育成時に おける導入以外の要因によるものであると判定することを特徴とする単結晶シリコンゥ ーハの COP発生要因の判定方法。
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