CN108140593B - 缺陷区域的判定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种判定自CZ法所制造的单晶硅所切出的硅晶圆的缺陷区域的缺陷区域的判定方法,包含下列步骤:(1)镜面加工该硅晶圆,使其表面的雾度等级在通过使用波长266nm的激光的微粒计数器的雾度测定中为0.06ppm以下;(2)使用得以进行15nm以下尺寸的缺陷测定的微粒计数器,而测定该镜面加工后的硅晶圆表面的缺陷数及/或缺陷密度分布;以及(3)自该测定的缺陷数及/或缺陷密度分布,判定该硅晶圆的缺陷区域。由此提供将自通过CZ法制造的硅单晶所切出的硅晶圆的缺陷区域予以短时间且非破坏检查的判定方法。

Description

缺陷区域的判定方法
技术领域
本发明涉及使用微粒计数器而判定出自通过CZ法制造的单晶硅所切出的硅晶圆的缺陷区域的方法。
背景技术
以柴式(CZ)法所制造的单晶硅,存在有FPD(Flow Pattern Defect)、LSTD (LaserScattering Tomography Defect)、COP(Crystal Originated Particle) 等的被称为Grown-in缺陷的缺陷,由于这些缺陷为装置特性恶化其中一个原因,降低这些缺陷被重视。
对于这些缺陷进行说明,首先,分别对于被捕入在硅单晶的被称为Vacancy (以下简称为V)的空洞型的点缺陷,以及被称为Interstitial-Si(以下简称为I)的晶格型硅点缺陷,说明一般已知的内容。
在硅单晶之中,V区域为硅原子不足所发生的凹部或孔洞多的区域,I区域为由于硅原子多余地存在而发生的转位或多余的硅原子块多的区域。特别是,已知在V区域发生的FPD、LSTD、COP等的Grown-in缺陷为在装置处理之中使氧化膜耐压特性恶化的其中一个原因。再者,V区域与I区域之间,存在有原子不足或无多余(少量)的Neutral区域(以下简称为N区域)。然后,已知:上述的 Grown-in缺陷(FPD、LSTD、COP等)仅在V或I为过饱和状态时才会发生,即使有些许的原子的偏差,若在饱和以下,也不存在有Grown-in缺陷。
更进一步,于V区域与I区域的交界附近,被称为OSF(氧化感生堆积缺陷、Oxidation Induced Stacking Fault)的缺陷,在以对于结晶成长轴为垂直方向的剖面观看时,确认有环状分布(以下,将发生OSF的区域记述为“OSF区域”)。再者,已知这些缺陷区域会由于结晶生长时的提拉速度而变化。
作为评价前述的Grown-in缺陷的方法,一般有如专利文献1或专利文献2的使用热处理或氧化处理的方法,或是如专利文献3的使用蚀刻的方法。再者,作为判定缺陷区域(特别是N区域)的方法,已知有如专利文献4的进行氧化处理的方法,更进一步,将这些方法合并Cu沉积法而实施的方法也已为人所知。
再者,如专利文献5,虽然提供于单结晶制造时,通过调节炉内温度等的制造条件而制造具有期望的V区域或N区域的缺陷区域的硅单晶的方法,但是,特别是N区域所需要的制造条件困难,难以得到安定的制品。因此,在以如此的方法进行单结晶的制造的情况下,作为质量检查的缺陷区域的判定是重要的。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开平10-297995号公报
[专利文献2]日本特开2000-269288号公报
[专利文献3]日本特开2000-058509号公报
[专利文献4]日本特开2004-153083号公报
[专利文献5]日本特开平11-79889号公报
发明内容
[发明所欲解决的问题]
判定自晶棒切出的晶圆的缺陷区域(V区域、OSF区域、N区域)的情况,如上述的专利文献1至4实施热处理等,之后进行OSF检查或氧化膜耐压评价、晶圆生命期检查等,为一般。但是,这些方法中,前述的热处理就要20小时程度,若包含之后的OSF检查等,到判定为止前,最短也必须要整整一日。更进一步,这些检查为破坏检查的缘故,亦为制品的回收率下降的原因。
鉴于如同前述的问题,本发明的目的在于:提供一种将自通过CZ法制造的硅单晶所切出的硅晶圆的缺陷区域在短时间且以非破坏检查来判定的方法。
[解决问题的技术手段]
为了达成上述目的,本发明提供一种缺陷区域的判定方法,判定自CZ法所制造的单晶硅所切出的硅晶圆的缺陷区域,该缺陷区域的判定方法包含下列步骤:(1)镜面加工该硅晶圆,使其表面的雾度等级在通过使用波长266nm的激光的微粒计数器的雾度测定中为0.06ppm以下;(2)使用得以进行15nm以下尺寸的缺陷测定的微粒计数器,而测定该镜面加工后的硅晶圆表面的缺陷数及/或缺陷密度分布;以及(3)自该测定的缺陷数及/或缺陷密度分布,判定该硅晶圆的缺陷区域。
如此的方法,通过使判定缺陷区域的晶圆的雾度等级在规定值以下,并且使用规定的检测精确度的微粒计数器,能灵敏度良好地检测出结晶缺陷,而能自测定的缺陷数及/或缺陷密度分布,在短时间且以非破坏检查来判定晶圆的缺陷区域。
再者,作为该缺陷区域,判定V区域、OSF区域及N区域为佳。
本发明的缺陷区域的判定方法对于V区域、OSF区域及N区域的判定特别有效。
再者,于该步骤(3)之前,以与该硅晶圆相同的氧浓度并且通过该步骤(2) 所使用的微粒计数器而测定缺陷区域为已知的硅晶圆的表面的缺陷数及/或缺陷密度分布,预先求得缺陷区域与硅晶圆表面的缺陷数及/或缺陷密度分布的对应关系,以及在该步骤(3)之中,基于该预先求得的对应关系,自该步骤(2) 所测定的缺陷数及/或缺陷密度分布而判定该硅晶圆的缺陷区域为佳。
如此一来,通过预先求得缺陷区域与硅晶圆表面的缺陷数及/或缺陷密度分布的对应关系,能以更短时间判定硅晶圆的缺陷区域。
再者,该硅晶圆的氧浓度为5~20ppma(JEIDA)为佳。
如此的氧浓度的硅晶圆,每个缺陷区域的缺陷数或缺陷密度分布的差异更为明确的缘故,能更正确地判定硅晶圆的缺陷区域。
〔对照现有技术的功效〕
如同以上,本发明的缺陷区域的判定方法,能正确地判定:在自通过CZ法制造的硅单晶所切出的硅晶圆之中的V区域、OSF区域及N区域等的缺陷区域,再者能大幅地缩短判定所花费的时间。更进一步,本发明的缺陷区域的判定方法,由于此判定是使用微粒计数器而以非破坏检查所进行的缘故,亦能防止制品的回收率降低。
附图说明
图1是显示本发明的缺陷区域的判定方法的一范例的流程图。
图2是显示以CZ法而在降低提拉速度的同时所成长的硅单晶之中各缺陷区域的示意图。
图3是显示在图2的硅单晶之中,自A-A、B-B及C-C部位所切出的硅晶圆表面内的缺陷的示意晶圆分布图。
图4是在实施例1之中所测定的晶圆(i)至(iii)的缺陷密度分布的晶圆分布图。
图5在比较例1之中所测定的晶圆(i)至(iii)的缺陷密度分布的晶圆分布图。
图6在比较例2之中所测定的晶圆(i)至(iii)的缺陷密度分布的晶圆分布图。
具体实施方式
如同上述,需要在短时间且以破坏检查来判定自CZ法所制造的单晶硅所切出的硅晶圆的缺陷区域的方法的开发。
本申请的发明人对于上述课题努力进行研究,结果找出:将判定缺陷区域的硅晶圆的雾度为规定值以下,更进一步使用规定的检测精确度的微粒计数器而测定结晶缺陷,通过自该结果判定缺陷区域而能达成上述课题,进而完成了本发明。
亦即,本发明为一种缺陷区域的判定方法,判定自CZ法所制造的单晶硅所切出的硅晶圆的缺陷区域,该缺陷区域的判定方法包含下列步骤:(1)镜面加工该硅晶圆,使其表面的雾度等级在通过使用波长266nm的激光的微粒计数器的雾度测定中为0.06ppm以下;(2)使用得以进行15nm以下尺寸的缺陷测定的微粒计数器,而测定该镜面加工后的硅晶圆表面的缺陷数及/或缺陷密度分布;以及(3)自该测定的缺陷数及/或缺陷密度分布,判定该硅晶圆的缺陷区域。
另外,于此简单地说明微粒计数器。微粒计数器一般具有入射系与检测系,对硅晶圆照射入射光,自其散射光的强度,检测出作为LPD(Light Point Defect) 的存在于此硅晶圆表面的缺陷。已知在微粒计数器计数前述的LPD数时,存在于晶圆表面的数至数十纳米程度的粗糙度为妨害要因。此数至数十纳米程度的粗糙度为雾度。通常,雾度所导致的散射光的大小是以相对于入射光强度的比所表示,例如:相对于入射光强度为1,而散射光的强度为其100万分之1的情况,散射光的强度(即雾度程度)表示为1ppm。
以下,参考图式而详细地说明本发明,但是本发明并非限定于此。
图1是显示本发明的缺陷区域的判定方法的一范例的流程图。图1的缺陷区域的判定方法,通过以下的(1)至(3)的步骤而判定缺陷区域。
(1)镜面加工该硅晶圆,使自以CZ法制造的硅单晶所切出的硅晶圆的表面的雾度等级为0.06ppm以下;
(2)使用得以进行15nm以下尺寸的缺陷测定的微粒计数器,而测定该镜面加工后的硅晶圆表面的缺陷数及/或缺陷密度分布;
(3)自该测定的缺陷数及/或缺陷密度分布,判定该硅晶圆的缺陷区域。
以下进一步详细地说明各步骤。
[步骤(1)]
步骤(1)是镜面加工该硅晶圆,使自以CZ法制造的硅单晶所切出的该硅晶圆的表面的雾度等级为0.06ppm以下。另外,雾度等级愈小愈好。
作为步骤(1)的前阶段,自以CZ法制造的硅单晶切出要判定缺陷区域的硅晶圆(切割步骤)。接下来,于镜面加工之前,进行倒角步骤、抛光、平面磨削、双头磨削步骤及蚀刻步骤等亦可。另外,这些步骤以已知的方法进行即可。
接下来,将经如此准备的硅晶圆予以镜面加工。镜面加工是由研磨步骤及洗净步骤所构成,在研磨步骤之中,更进一步提升已进行如上述的蚀刻等的硅晶圆的平坦度,或是使该硅晶圆的表面镜面化。另外,于此所述的“平坦度”具有各种频率成分,包含大波长的Warp(翘曲)或波纹、小波长的粗糙度或微粗糙度、雾度。
与雾度关连的频率成分,能通过于研磨步骤使用的研磨剂、研磨布及研磨温度等来调节,而使其低减。更具体而言,例如使研磨剂之中所含的硅的平均颗粒直径为30nm以下,于研磨布设置形成有多数的细微孔(绒毛)的绒毛层,虽然该绒毛层以醚系树脂等而软软地构成为佳,但是当然并不限定于此。
上述的研磨步骤后的洗净步骤是自硅晶圆去除在研磨步骤之中使用过的研磨液或研磨剂,并且去除附着于硅晶圆的金属杂质或环境起因的微粒。
另外,在洗净步骤之中,重要的是不使上述的研磨步骤所制作完成的硅晶圆表面的雾度质量恶化,通过调节洗净液或洗净温度等,能不使雾度质量恶化而洗净。更具体而言,例如,作为洗净步骤,于一般SC1的洗净后,利用氟酸与更进一步使用臭氧实施洗净,硅晶圆的蚀刻加工量为0.1至2.0nm为佳,但是并不限定于此。
这些研磨条件或洗净条件等,只要是能使通过使用波长266nm的激光的微粒计数器的雾度测定,而雾度等级为0.06ppm以下的条件,已知的任意条件皆得以采用。
接下来,测定镜面加工后的硅晶圆表面的雾度等级。此时,本发明进行通过使用波长266nm的激光的微粒计数器而进行雾度测定。作为得以用于如此雾度测定的装置,能例举KLA-Tencor公司制的SurfScan SP3的DWO模式等。另外,由于随激光波长而雾度检测精确度会相异的缘故,必须注意在使用激光波长相异的微粒计数器的情况下,不会成为相同的雾度值的点。
在本发明之中,如同上述,进行镜面加工,而使所测定的镜面加工后的硅晶圆表面的雾度等级为0.06ppm以下。亦即,在测定的雾度等级超过0.06ppm的情况下,对同一晶圆进行再次镜面加工,或是重新镜面加工别的晶圆,而准备镜面加工后的表面的雾度等级为0.06ppm以下的硅晶圆。
[步骤(2)]
步骤(2)是使用得以进行15nm以下尺寸的缺陷测定的微粒计数器,而测定上述步骤(1)所镜面加工后的硅晶圆表面的缺陷数及/或缺陷密度分布。
通过使用微粒计数器,如同上述将存在于硅晶圆表面的结晶缺陷作为LPD予以检测出,通过计数该LPD数,能测定硅晶圆表面的缺陷数及/或缺陷密度分布。
另外,在本发明之中,此时使用得以进行15nm以下尺寸的缺陷测定的微粒计数器。在使用较此更低的检测精确度的微粒计数器(例如仅能测定至20nm程度的大小的缺陷者)的情况下,由于各缺陷区域(特别是OSF区域及N区域)的缺陷数或缺陷密度分布的差异会变得不明确的缘故,而变得无法判别这些区域。另外,作为得以进行15nm以下尺寸的缺陷测定的微粒计数器,能例举KLA-Tencor 公司制的SurfScan SP5等。
[步骤(3)]
步骤(3)是自上述步骤(2)所测定的缺陷数及/或缺陷密度分布判定该硅晶圆的缺陷区域。另外,本发明的缺陷区域的判定方法对V区域、OSF区域及N 区域的判定特别有效。
于此对各缺陷区域及分布的特征进行说明。图2是显示以CZ法而在降低提拉速度的同时所成长的硅单晶之中各缺陷区域的示意图。如图2所示,于以CZ法而在降低提拉速度的同时所成长的硅单晶1,存在有V区域2、N区域3、OSF区域4及 I区域5。这些各缺陷区域的特征如同上述。再者,图2中的A-A、B-B、C-C是显示自硅单晶1切出包含各缺陷区域的硅晶圆的情况的切出部位,图3是显示在图2 的自A-A、B-B及C-C部位所切出的硅晶圆表面内的缺陷密度分布的示意图。
如图3所示,A-A部位所切出的全表面为V区域的硅晶圆,于硅晶圆的全表面发生有FPD、LSTD及COP等的Grown-in缺陷。再者,自B-B部位所切出的包含V区域、N区域及OSF区域的硅晶圆,发生由于热氧化处理而明显化的环状缺陷(OSF 环),更进一步于中央部发生以V区域所表示的Grown-in缺陷。另一方面,自C-C 部位所切出的全表面为N区域的硅晶圆,即使实施热处理等,缺陷的发生也非常地少。如此一来,本来,由于各缺陷区域的缺陷数或缺陷密度分布相异的缘故,若能提高微粒计数器的缺陷的检测敏感度,即使不实施蚀刻或热处理等,也能通过微粒计数器自所测定的缺陷数及/或缺陷密度分布而判定硅晶圆的缺陷区域。
于此,能于步骤(3)之前,以与判定缺陷区域的硅晶圆为相同的氧浓度并且通过步骤(2)所使用的微粒计数器而测定缺陷区域为已知的硅晶圆的表面的缺陷数及/或缺陷密度分布,预先求得缺陷区域与硅晶圆表面的缺陷数及/或缺陷密度分布的对应关系,在步骤(3)之中,基于预先求得的对应关系,自步骤(2)所测定的缺陷数及/或缺陷密度分布而判定该硅晶圆的缺陷区域。如此一来,通过预先求得缺陷区域与硅晶圆表面的缺陷数及/或缺陷密度分布的对应关系,能在短时间内判定硅晶圆的缺陷区域。
再者,在本发明之中,判定缺陷区域的硅晶圆的氧浓度(初期氧浓度)为5 至20ppma(JEIDA)者为佳。此因:通过微粒计数器所测定的缺陷数与硅晶圆的氧浓度有关系。若氧浓度为5ppma以上,由于V区域及OSF区域的缺陷数会增加的缘故,V区域、OSF区域及N区域的各区域的缺陷数或缺陷密度分布的差异会更为明确,即使仅通过微粒计数器的缺陷数及/或缺陷密度分布的测定结果(亦即,如同上述,并未进行基于预先求得的对应关系的判定),缺陷区域的更为正确的判定亦为可能。若氧浓度为8ppma以上更佳,各缺陷区域的差异会更为明确。再者,氧浓度为20ppma以下为佳,在V区域的测定之中,不会有微粒计数器的缺陷数会过量的担忧。
如同以上,本发明的缺陷区域的判定方法,能正确地判定在自以CZ法制造的硅单晶切出的硅晶圆之中的V区域、OSF区域及N区域,再者能大幅地降低判定所花费的时间。更进一步,本发明的缺陷区域的判定方法,由于此判定是使用微粒计数器而以非破坏检查所进行的缘故,亦能防止制品的回收率降低。
以下利用实施例以及比较例而更具体地说明本发明,但是本发明并非限定于此。
在实施例1及比较例1与2之中,使用自同一个硅单晶所切出的缺陷区域为已知的硅晶圆。另外,硅单晶为通过CZ法在改变提拉速度的同时所成长的直径 300mm且初期氧浓度11ppma(JEIDA)的硅单晶。再者,作为硅晶圆,准备下列三种类:(i)全表面为V区域的硅晶圆、(ii)包含V区域、OSF区域及N区域的硅晶圆、(iii)全表面为N区域的硅晶圆。依照已知方法,对各别的硅晶圆进行倒角步骤、抛光、平面磨削、双头磨削步骤、蚀刻步骤。
[实施例1]
如同上述,对于所准备的硅晶圆(i)至(iii),依照已知方法进行研磨步骤以及洗净步骤,进行镜面加工。接下来,通过KLA-Tencor公司制SurfScan SP3 的DWO模式(激光波长为266nm)测定此镜面加工后的晶圆表面的雾度等级,确认任一个晶圆的雾度等级皆为0.055至0.060ppm。接下来,使用得以进行15nm以下尺寸的缺陷测定的KLA-Tencor公司制SurfScan SP5,测定镜面加工过的晶圆表面的缺陷数以及缺陷密度分布。经检测出14nm以上的缺陷的各晶圆的缺陷密度分布(晶圆分布)表示于图4。另外,缺陷数在晶圆(i)约60000个,在晶圆 (ii)约10000个,在晶圆(iii)约200个。
首先,仅比较缺陷数,于晶圆(i)、晶圆(ii)及晶圆(iii)各别的缺陷数有显著的差异,能各别区别这些晶圆。接下来,比较缺陷密度分布,如图4所示,在晶圆(i)之中,Grown-in缺陷于晶圆全表面明显化;在晶圆(ii)之中,***附近的环状缺陷(OSF环)及于中央部被认为是V区域起因的缺陷明显化;在晶圆(iii)之中,在晶圆全表面的缺陷非常少,因此能够各个区别这些晶圆。自这些结果,能判定硅晶圆(i)为全表面V区域,硅晶圆(ii)包含V区域、OSF 区域及N区域,硅晶圆(iii)为全表面N区域。
更进一步,如同上述,基于:所测定的晶圆(i)至(iii)的缺陷数及缺陷密度分布,以及预先求得的在初期氧浓度为11ppma(JEIDA)的硅单晶之中的缺陷区域与硅晶圆表面的缺陷数及缺陷密度分布的对应表(未图标),进行缺陷区域的判定,而能判定硅晶圆(i)为全表面V区域,硅晶圆(ii)包含V区域、 OSF区域及N区域,硅晶圆(iii)为全表面N区域。
[比较例1]
对于在实施例1中已测定缺陷数及缺陷密度分布的镜面加工后的硅晶圆,使用仅能测定至20nm的大小的缺陷的KLA-Tencor公司制SurfScan SP3的DWO模式,测定缺陷数及缺陷密度分布。将检测出26nm以上的缺陷的缺陷密度分布(晶圆分布)显示于图5。另外,缺陷数在晶圆(i)约200个,在晶圆(ii)约40个,在晶圆(iii)约40个。
首先,仅比较缺陷数,虽然晶圆(i)的缺陷数比晶圆(ii)及晶圆(iii)的缺陷数多,但是晶圆(ii)及晶圆(iii)的缺陷数几乎相同,而无法区别晶圆(ii)及晶圆(iii)。接下来,比较缺陷密度分布,如图5所示,相比于晶圆(ii)及晶圆(iii),晶圆(i)于晶圆中央部发现大量的缺陷;晶圆(ii)及晶圆(iii),晶圆全表面的缺陷非常少,无法区别晶圆(ii)及晶圆(iii)。如此一来可得知:在使用缺陷检测能力为20nm等级(亦即,15nm以下的大小的缺陷的测定为不可能)的微粒计数器的情况下,即使镜面加工后的雾度等级为0.06ppm以下,也无法判定缺陷区域。
[比较例2]
与实施例1相同,准备硅晶圆(i)至(iii),变更研磨条件而进行镜面加工,确认任一个晶圆的镜面加工后的晶圆表面的雾度等级为0.068至0.072ppm。接下来,使用得以进行15nm以下尺寸的缺陷测定的KLA-Tencor公司制SurfScan SP5,测定镜面加工过的晶圆表面的缺陷数以及缺陷密度分布。经检测出14nm以上的缺陷的各晶圆的缺陷密度分布(晶圆分布)表示于图6。另外,任意的晶圆的微粒计数器的缺陷数皆过量,无法测定缺陷数。
如同上述,任意的晶圆的微粒计数器的缺陷数皆过量,再者如图6所示,无法得知正确的缺陷密度分布的缘故,而无法区别晶圆(i)至(iii)。此为,由于镜面加工后的雾度成分的降低为不充分,硅晶圆表面的缺陷成分与雾度成分会在微粒计数器下皆被检测为缺陷的缘故。由此得知,镜面加工后的雾度等级在超过0.06ppm的情况下,即使使用检测能力为10nm等级(亦即,15nm以下的大小的缺陷的测定为可能)的微粒计数器,也无法判定缺陷区域。
自以上的事情明了,如同本发明的缺陷区域的判定方法,通过使判定缺陷区域的晶圆的雾度等级在规定值以下,并且使用规定的检测精确度的微粒计数器,能灵敏度良好地检测出结晶缺陷,而能自测定的缺陷数及/或缺陷密度分布,于短时间且以非破坏检查而判定硅晶圆的缺陷区域。
此外,本发明并不限定于上述的实施例。上述实施例为举例说明,凡具有与本发明的申请专利范围所记载之技术思想实质上同样之构成,产生相同的功效者,不论为何物皆包含在本发明的技术范围内。

Claims (5)

1.一种缺陷区域的判定方法,判定自CZ法所制造的单晶硅所切出的硅晶圆的缺陷区域,该缺陷区域的判定方法包含下列步骤:
(1)镜面加工该硅晶圆,使该硅晶圆的表面的雾度等级在通过使用波长266nm的激光的微粒计数器的雾度测定中为0.06ppm以下;
(2)使用得以进行15nm以下尺寸的缺陷测定的微粒计数器,而测定该镜面加工后的硅晶圆表面的缺陷数以及缺陷密度分布的其中一者或两者;以及
(3)自该测定的缺陷数以及缺陷密度分布的其中一者或两者,判定该硅晶圆的缺陷区域。
2.如权利要求1所述的缺陷区域的判定方法,其中作为该缺陷区域,判定V区域、OSF区域及N区域。
3.如权利要求1所述的缺陷区域的判定方法,其中于该步骤(3)之前,以与该硅晶圆相同的氧浓度并且通过该步骤(2)所使用的微粒计数器而测定缺陷区域为已知的硅晶圆的表面的缺陷数以及缺陷密度分布的其中一者或两者,预先求得缺陷区域与硅晶圆表面的缺陷数以及缺陷密度分布的其中一者或两者的对应关系,以及在该步骤(3)之中,基于该预先求得的对应关系,自该步骤(2)所测定的缺陷数以及缺陷密度分布的其中一者或两者而判定该硅晶圆的缺陷区域。
4.如权利要求2所述的缺陷区域的判定方法,其中于该步骤(3)之前,以与该硅晶圆相同的氧浓度并且通过该步骤(2)所使用的微粒计数器而测定缺陷区域为已知的硅晶圆的表面的缺陷数以及缺陷密度分布的其中一者或两者,预先求得缺陷区域与硅晶圆表面的缺陷数以及缺陷密度分布的其中一者或两者的对应关系,以及在该步骤(3)之中,基于该预先求得的对应关系,自该步骤(2)所测定的缺陷数以及缺陷密度分布的其中一者或两者而判定该硅晶圆的缺陷区域。
5.如权利要求1至4中任一项所述的缺陷区域的判定方法,其中该硅晶圆的氧浓度为5~20ppma(JEIDA)。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102060085B1 (ko) * 2018-08-20 2019-12-27 에스케이실트론 주식회사 웨이퍼의 결함 영역을 평가하는 방법
CN110132991A (zh) * 2019-06-18 2019-08-16 徐州鑫晶半导体科技有限公司 用于检测硅晶圆上激光打标缺陷的方法
JP7342789B2 (ja) * 2020-05-28 2023-09-12 株式会社Sumco シリコンウェーハおよびシリコンウェーハの製造方法
CN111781204A (zh) * 2020-06-16 2020-10-16 天津中环领先材料技术有限公司 一种半导体圆硅片环状层错的测试方法
CN113109363B (zh) * 2021-03-10 2022-09-20 中国科学院上海微***与信息技术研究所 一种表征硅晶体中缺陷的方法
CN113138195A (zh) * 2021-04-16 2021-07-20 上海新昇半导体科技有限公司 晶体缺陷的监控方法及晶棒生长方法
CN115360115A (zh) * 2022-10-19 2022-11-18 西安奕斯伟材料科技有限公司 一种测量晶圆表面损伤层深度的方法及***

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1406292A (zh) * 2000-12-28 2003-03-26 信越半导体株式会社 单晶硅晶片及单晶硅的制造方法
JP2003270167A (ja) * 2002-03-15 2003-09-25 Toshiba Ceramics Co Ltd シリコンウエハのグローン・イン欠陥密度の評価方法
JP2006112871A (ja) * 2004-10-13 2006-04-27 Sumco Corp 半導体基板の検査方法及びその検査装置
CN101933130A (zh) * 2008-06-27 2010-12-29 日商英益达股份有限公司 硅晶圆的缺陷检查装置及其缺陷检查方法
JP2015501533A (ja) * 2011-10-14 2015-01-15 エムイーエムシー・エレクトロニック・マテリアルズ・インコーポレイテッドMemc Electronic Materials,Incorporated 結晶関連欠陥の位置を示す方法
CN104995340A (zh) * 2013-02-22 2015-10-21 信越半导体株式会社 单晶硅棒的制造方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100252214B1 (ko) 1997-04-23 2000-04-15 윤종용 반도체장치 제조용 베어 웨이퍼 분석방법
JPH1179889A (ja) 1997-07-09 1999-03-23 Shin Etsu Handotai Co Ltd 結晶欠陥が少ないシリコン単結晶の製造方法、製造装置並びにこの方法、装置で製造されたシリコン単結晶とシリコンウエーハ
JP3451955B2 (ja) 1998-08-13 2003-09-29 株式会社豊田中央研究所 結晶欠陥の評価方法及び結晶欠陥評価装置
KR20010031444A (ko) * 1998-08-31 2001-04-16 와다 다다시 실리콘 단결정 웨이퍼의 제조방법 및 실리콘 단결정 웨이퍼
EP1061565A1 (en) * 1998-12-28 2000-12-20 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd Method for thermally annealing silicon wafer and silicon wafer
JP2000269288A (ja) 1999-03-15 2000-09-29 Shin Etsu Handotai Co Ltd シリコンウエーハの結晶欠陥検出法および結晶欠陥評価法ならびに酸化膜耐圧特性評価法
DE19960823B4 (de) * 1999-12-16 2007-04-12 Siltronic Ag Verfahren zur Herstellung einer epitaxierten Halbleiterscheibe und deren Verwendung
US8529695B2 (en) * 2000-11-22 2013-09-10 Sumco Corporation Method for manufacturing a silicon wafer
US6743495B2 (en) * 2001-03-30 2004-06-01 Memc Electronic Materials, Inc. Thermal annealing process for producing silicon wafers with improved surface characteristics
JP3784300B2 (ja) * 2001-11-07 2006-06-07 東芝セラミックス株式会社 シリコンウエハの微小欠陥の評価方法
JP4380141B2 (ja) 2002-10-31 2009-12-09 信越半導体株式会社 シリコンウェーハの評価方法
JP4385978B2 (ja) * 2005-03-28 2009-12-16 信越半導体株式会社 半導体ウエーハの評価方法及び製造方法
JP2008222505A (ja) * 2007-03-14 2008-09-25 Shin Etsu Handotai Co Ltd シリコン単結晶ウエーハの評価方法およびシリコン単結晶の製造方法
JP5169509B2 (ja) 2007-06-12 2013-03-27 信越半導体株式会社 欠陥検出方法及び欠陥検出システム並びに発光素子の製造方法
WO2009150896A1 (ja) * 2008-06-10 2009-12-17 株式会社Sumco シリコンエピタキシャルウェーハ及びその製造方法
JP5440564B2 (ja) * 2011-07-14 2014-03-12 信越半導体株式会社 結晶欠陥の検出方法
JP5799935B2 (ja) * 2012-11-13 2015-10-28 株式会社Sumco 半導体エピタキシャルウェーハの製造方法、半導体エピタキシャルウェーハ、および固体撮像素子の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1406292A (zh) * 2000-12-28 2003-03-26 信越半导体株式会社 单晶硅晶片及单晶硅的制造方法
JP2003270167A (ja) * 2002-03-15 2003-09-25 Toshiba Ceramics Co Ltd シリコンウエハのグローン・イン欠陥密度の評価方法
JP2006112871A (ja) * 2004-10-13 2006-04-27 Sumco Corp 半導体基板の検査方法及びその検査装置
CN101933130A (zh) * 2008-06-27 2010-12-29 日商英益达股份有限公司 硅晶圆的缺陷检查装置及其缺陷检查方法
JP2015501533A (ja) * 2011-10-14 2015-01-15 エムイーエムシー・エレクトロニック・マテリアルズ・インコーポレイテッドMemc Electronic Materials,Incorporated 結晶関連欠陥の位置を示す方法
CN104995340A (zh) * 2013-02-22 2015-10-21 信越半导体株式会社 单晶硅棒的制造方法

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KR20180083326A (ko) 2018-07-20

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