JP2680482B2 - 半導体基板、半導体基板と半導体装置の製造方法、並びに半導体基板の検査・評価方法 - Google Patents
半導体基板、半導体基板と半導体装置の製造方法、並びに半導体基板の検査・評価方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板、半導体基
板と半導体装置の製造方法、並びに半導体基板の検査・
評価方法に関する。
板と半導体装置の製造方法、並びに半導体基板の検査・
評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造に使用されるシリ
コン基板の品質は、半導体デバイスの歩留りや信頼性に
大きな影響を及ぼす。そのため、シリコン基板の品質を
維持するため、様々な規格が定められている。具体的に
は、抵抗率、抵抗率バラツキ、格子間酸素濃度、酸化誘
起積層欠陥（ＯＳＦ）、結晶方位、寸法、平坦度、反
り、外観（欠け、スクラッチ、スパイク、ヘイズ、汚れ
など）などについての規格が定められている。特に、デ
バイスが作られる基板表面近傍領域（デバイス活性領
域）の結晶性に関する規格は、現状ではＯＳＦのみであ
る。半導体デバイスは年々その集積度を高めている。そ
のため、先に述べたような従来の規格だけでは、半導体
デバイスの歩留り、信頼性を維持することは困難になっ
てきた。特に、デバイスが形成される基板表面に関する
規格である外観については、熟練した作業者が斜光によ
って検査している。そのような従来の方法では、０．３
μｍ程度のパーティクルや凹凸を検知する能力しかな
い。そのため、たとえこのような検査に合格した半導体
基板であっても、デザインルール０．８μｍ以下の半導
体デバイスの製造に用いると、歩留りや信頼性について
の重大な問題を引き起こすことがしばしばある。
コン基板の品質は、半導体デバイスの歩留りや信頼性に
大きな影響を及ぼす。そのため、シリコン基板の品質を
維持するため、様々な規格が定められている。具体的に
は、抵抗率、抵抗率バラツキ、格子間酸素濃度、酸化誘
起積層欠陥（ＯＳＦ）、結晶方位、寸法、平坦度、反
り、外観（欠け、スクラッチ、スパイク、ヘイズ、汚れ
など）などについての規格が定められている。特に、デ
バイスが作られる基板表面近傍領域（デバイス活性領
域）の結晶性に関する規格は、現状ではＯＳＦのみであ
る。半導体デバイスは年々その集積度を高めている。そ
のため、先に述べたような従来の規格だけでは、半導体
デバイスの歩留り、信頼性を維持することは困難になっ
てきた。特に、デバイスが形成される基板表面に関する
規格である外観については、熟練した作業者が斜光によ
って検査している。そのような従来の方法では、０．３
μｍ程度のパーティクルや凹凸を検知する能力しかな
い。そのため、たとえこのような検査に合格した半導体
基板であっても、デザインルール０．８μｍ以下の半導
体デバイスの製造に用いると、歩留りや信頼性について
の重大な問題を引き起こすことがしばしばある。
【０００３】また、上述のように、半導体集積回路素子
の歩留りや信頼性を維持するためには、素子活性領域で
あるＳｉ基板表面部分を完全無欠陥化する必要がある。
これと共に、素子製造プロセス中の金属汚染対策のた
め、Ｓｉ基板内部に、結晶欠陥を制御性よく形成する事
が必要となって来た。
の歩留りや信頼性を維持するためには、素子活性領域で
あるＳｉ基板表面部分を完全無欠陥化する必要がある。
これと共に、素子製造プロセス中の金属汚染対策のた
め、Ｓｉ基板内部に、結晶欠陥を制御性よく形成する事
が必要となって来た。
【０００４】より詳しくは、半導体デバイスは、シリコ
ンウェーハに熱処理、エッチング、膜堆積等の種々の処
理を施す事により、シリコンウェーハ表面に形成され
る。ウェーハ構造としては、素子活性層であるウェーハ
表面近傍が無欠陥であり、内部には、金属不純物をゲッ
タリングするＢＭＤ（Bulk Micro Defect ）が存在する
ＩＧ構造が望ましい。そのためＵＬＳＩ用基板には、イ
ンプロセスＩＧ処理、つまり、プロセス中に高温処理
（〜１２００℃）と低温処理（６００〜８００℃）と中
温処理（〜１０００℃）の各熱処理を行って、ＩＧ構造
を形成する事が多い。しかし、上記のＩＧ処理では、Ｓ
ｉ基板表面の無欠陥層内部にも、低密度の酸素析出物が
存在するのが少なくない。これにより、半導体集積回路
素子のＰ−Ｎ接合リーク等の電気的特性が劣化する。
ンウェーハに熱処理、エッチング、膜堆積等の種々の処
理を施す事により、シリコンウェーハ表面に形成され
る。ウェーハ構造としては、素子活性層であるウェーハ
表面近傍が無欠陥であり、内部には、金属不純物をゲッ
タリングするＢＭＤ（Bulk Micro Defect ）が存在する
ＩＧ構造が望ましい。そのためＵＬＳＩ用基板には、イ
ンプロセスＩＧ処理、つまり、プロセス中に高温処理
（〜１２００℃）と低温処理（６００〜８００℃）と中
温処理（〜１０００℃）の各熱処理を行って、ＩＧ構造
を形成する事が多い。しかし、上記のＩＧ処理では、Ｓ
ｉ基板表面の無欠陥層内部にも、低密度の酸素析出物が
存在するのが少なくない。これにより、半導体集積回路
素子のＰ−Ｎ接合リーク等の電気的特性が劣化する。
【０００５】また、上記斜光による目視検査では、基板
表面の０．３μｍ程度以上のパーティクル及び表面欠陥
しか検出できない。この様な方法で検査に合格した基板
を用いて素子を構成した場合、歩留、信頼性でしばしば
問題が生じていた。この歩留低下等の基板側の原因とし
て、基板表面の０．１μｍ以上の微小欠陥が重要である
ことを本発明者らは知得している。
表面の０．３μｍ程度以上のパーティクル及び表面欠陥
しか検出できない。この様な方法で検査に合格した基板
を用いて素子を構成した場合、歩留、信頼性でしばしば
問題が生じていた。この歩留低下等の基板側の原因とし
て、基板表面の０．１μｍ以上の微小欠陥が重要である
ことを本発明者らは知得している。
【０００６】実際、図４に示すように、表面欠陥検出装
置により検出した表面の微小欠陥密度が、０．５個／cm
2 以下の基板に素子を構成したものは、高歩留を示し
た。
置により検出した表面の微小欠陥密度が、０．５個／cm
2 以下の基板に素子を構成したものは、高歩留を示し
た。
【０００７】しかし、通常用いられているＳｉ基板の表
面微小欠陥の密度は、１個／cm2 以上のものがほとんど
である。微小欠陥密度が、０．５個／cm2 以下の高品質
の基板の入手は困難である。
面微小欠陥の密度は、１個／cm2 以上のものがほとんど
である。微小欠陥密度が、０．５個／cm2 以下の高品質
の基板の入手は困難である。
【０００８】また、よりパーフェクトな無欠陥層を得る
ために、エピタキシャルウェーハが用いられる場合もあ
る。
ために、エピタキシャルウェーハが用いられる場合もあ
る。
【０００９】素子活性領域が本当に無欠陥であるかどう
かを評価する従来の方法は以下の通りである。即ち、先
ず、ウェーハをへき開する。そして、ライトエッチング
法やセコエッチング法などで選択エッチングを行う。こ
れにより、ＢＭＤを顕在化させ、顕微鏡で観察する。し
かしこの方法では、観察できる欠陥の大きさに制限があ
る。ＢＭＤは、結晶中にもともと存在する核のまわり、
熱処理によりＳｉ中の酸素が析出、成長することにより
生じると考えられている。どの程度まで成長したＢＭＤ
を、上記方法で観察可能かは明らかではない。しかし、
例えば、核そのもの、あるいは核がほんの少しだけしか
成長しないものを観察する事は不可能である。
かを評価する従来の方法は以下の通りである。即ち、先
ず、ウェーハをへき開する。そして、ライトエッチング
法やセコエッチング法などで選択エッチングを行う。こ
れにより、ＢＭＤを顕在化させ、顕微鏡で観察する。し
かしこの方法では、観察できる欠陥の大きさに制限があ
る。ＢＭＤは、結晶中にもともと存在する核のまわり、
熱処理によりＳｉ中の酸素が析出、成長することにより
生じると考えられている。どの程度まで成長したＢＭＤ
を、上記方法で観察可能かは明らかではない。しかし、
例えば、核そのもの、あるいは核がほんの少しだけしか
成長しないものを観察する事は不可能である。
【００１０】また、最近、赤外光（波長１．０６μｍor
１．３２μｍ）を用いて、赤外光ＢＭＤによる散乱を測
定して、ＢＭＤの分布や数を評価する赤外トモグラフィ
ー法も行われる様になって来た。しかし、ウェーハの表
面形状に依存して、像が乱れてしまう事がある。このた
め、やはり小さなサイズのＢＭＤについては測定が不可
能である。
１．３２μｍ）を用いて、赤外光ＢＭＤによる散乱を測
定して、ＢＭＤの分布や数を評価する赤外トモグラフィ
ー法も行われる様になって来た。しかし、ウェーハの表
面形状に依存して、像が乱れてしまう事がある。このた
め、やはり小さなサイズのＢＭＤについては測定が不可
能である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
は、半導体基板を適正に評価、判断することができなか
った。また、高集積化した半導体デバイスの製造に適し
た半導体基板を得るのが難しかった。このため、高品質
の半導体デバイスを得るのも困難であった。
は、半導体基板を適正に評価、判断することができなか
った。また、高集積化した半導体デバイスの製造に適し
た半導体基板を得るのが難しかった。このため、高品質
の半導体デバイスを得るのも困難であった。
【００１２】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的は、半導体基板の検査、評価方法を提供すると
共に、良質の半導体基板及びその製造方法並びにそれを
用いた半導体装置の製造方法を提供することにある。
その目的は、半導体基板の検査、評価方法を提供すると
共に、良質の半導体基板及びその製造方法並びにそれを
用いた半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体基板の検
査方法は、少なくとも一方の端面を鏡面としたシリコン
基板を塩基性水溶液に浸してその鏡面をその水溶液で選
択的にエッチングして、この基板中に存在していた欠陥
に基づく０．１〜０．２μｍのエッチングピットをこの
基板の表面に形成し、この基板の前記鏡面にレーザ光を
照射し、少なくとも直径０．１〜０．２μｍの粒子から
の散乱光の検出を可能とした検出装置により、前記鏡面
上における前記レーザ光の散乱光のうち０．１〜０．２
μｍの前記エッチングピットからの散乱光を検出し、こ
れにより前記０．１〜０．２μｍのエッチングピットの
数を計数することにより前記欠陥の密度を測定するもの
として構成される。
査方法は、少なくとも一方の端面を鏡面としたシリコン
基板を塩基性水溶液に浸してその鏡面をその水溶液で選
択的にエッチングして、この基板中に存在していた欠陥
に基づく０．１〜０．２μｍのエッチングピットをこの
基板の表面に形成し、この基板の前記鏡面にレーザ光を
照射し、少なくとも直径０．１〜０．２μｍの粒子から
の散乱光の検出を可能とした検出装置により、前記鏡面
上における前記レーザ光の散乱光のうち０．１〜０．２
μｍの前記エッチングピットからの散乱光を検出し、こ
れにより前記０．１〜０．２μｍのエッチングピットの
数を計数することにより前記欠陥の密度を測定するもの
として構成される。
【００１６】本発明の半導体基板の異なる検査方法は、
少なくとも一方の端面を鏡面としたシリコン基板を塩基
性水溶液から蒸発する蒸気に晒してその鏡面をその蒸気
で選択的にエッチングして、この基板中に存在していた
欠陥に基づく０．１〜０．２μｍのエッチングピットを
この基板の表面に形成し、この基板の前記鏡面にレーザ
光を照射し、少なくとも直径０．１〜０．２μｍの粒子
からの散乱光の検出が可能とした検出装置により、前記
鏡面上における前記レーザ光の散乱光のうち０．１〜
０．２μｍの前記エッチングピットからの散乱光を検出
し、これにより前記０．１〜０．２μｍのエッチングピ
ットの数を計数することにより前記欠陥の密度を測定す
るものとして構成される。
少なくとも一方の端面を鏡面としたシリコン基板を塩基
性水溶液から蒸発する蒸気に晒してその鏡面をその蒸気
で選択的にエッチングして、この基板中に存在していた
欠陥に基づく０．１〜０．２μｍのエッチングピットを
この基板の表面に形成し、この基板の前記鏡面にレーザ
光を照射し、少なくとも直径０．１〜０．２μｍの粒子
からの散乱光の検出が可能とした検出装置により、前記
鏡面上における前記レーザ光の散乱光のうち０．１〜
０．２μｍの前記エッチングピットからの散乱光を検出
し、これにより前記０．１〜０．２μｍのエッチングピ
ットの数を計数することにより前記欠陥の密度を測定す
るものとして構成される。
【００１７】本発明の半導体基板の評価方法は、半導体
基板を熱処理するステップと、熱処理した前記基板を塩
基性水溶液で処理して、この基板中に存在していた欠陥
に基づく０．１〜０．２μｍのエッチングピットをこの
基板の表面に形成するステップと、塩基性水溶液で処理
した前記基板をレーザー光によって照射して、この基板
表面におけるこのレーザ光の散乱光のうち０．１〜０．
２μｍの前記エッチングピットからの散乱光を検出し、
これにより前記０．１〜０．２μｍのエッチングピット
の数を測定することにより前記欠陥の密度を測定するス
テップと、を備えるものとして構成される。
基板を熱処理するステップと、熱処理した前記基板を塩
基性水溶液で処理して、この基板中に存在していた欠陥
に基づく０．１〜０．２μｍのエッチングピットをこの
基板の表面に形成するステップと、塩基性水溶液で処理
した前記基板をレーザー光によって照射して、この基板
表面におけるこのレーザ光の散乱光のうち０．１〜０．
２μｍの前記エッチングピットからの散乱光を検出し、
これにより前記０．１〜０．２μｍのエッチングピット
の数を測定することにより前記欠陥の密度を測定するス
テップと、を備えるものとして構成される。
【００１８】本発明の半導体基板の評価方法は、レーザ
ー光を用いて、未処理シリコン基板の表面の第１の散乱
点を検出し、それらの点の密度を測定するステップと、
前記シリコン基板を塩基性水溶液でエッチング処理し
て、この基板中に存在していた欠陥に基づく０．１〜
０．２μｍのエッチングピットをこの基板の表面に形成
するステップと、前記水溶液で処理した前記基板を熱処
理するステップと、レーザー光を用いて、前記熱処理し
た処理済前記シリコン基板表面の、前記エッチングピッ
トに基づく第２の散乱点を検出し、これらの点の密度を
測定するステップと、前記第１及び第２の散乱点密度の
関係から前記基板を評価するステップと、を備えるもの
として構成される。
ー光を用いて、未処理シリコン基板の表面の第１の散乱
点を検出し、それらの点の密度を測定するステップと、
前記シリコン基板を塩基性水溶液でエッチング処理し
て、この基板中に存在していた欠陥に基づく０．１〜
０．２μｍのエッチングピットをこの基板の表面に形成
するステップと、前記水溶液で処理した前記基板を熱処
理するステップと、レーザー光を用いて、前記熱処理し
た処理済前記シリコン基板表面の、前記エッチングピッ
トに基づく第２の散乱点を検出し、これらの点の密度を
測定するステップと、前記第１及び第２の散乱点密度の
関係から前記基板を評価するステップと、を備えるもの
として構成される。
【００１９】本発明の半導体基板の製造方法は、シリコ
ン基板を塩基性水溶液でエッチング処理して、このシリ
コン基板中に存在する欠陥に基づいて０．１〜０．２μ
ｍのエッチングピットをこの基板の表面に形成するステ
ップと、前記基板のうち、前記エッチングピットの密度
が０．５〜２０個／ｃｍ２以下である基板を選択するス
テップと、前記選択した基板にエピタキシャル成長を行
うステップと、を備えるものとして構成される。
ン基板を塩基性水溶液でエッチング処理して、このシリ
コン基板中に存在する欠陥に基づいて０．１〜０．２μ
ｍのエッチングピットをこの基板の表面に形成するステ
ップと、前記基板のうち、前記エッチングピットの密度
が０．５〜２０個／ｃｍ２以下である基板を選択するス
テップと、前記選択した基板にエピタキシャル成長を行
うステップと、を備えるものとして構成される。
【００２０】本発明の異なる半導体基板は、塩基性水溶
液でエッチング処理して、この基板中に存在していた欠
陥に基づく０．１〜０．２μｍのエッチングピットをこ
の基板の表面に形成したシリコン基板のうち、表面に形
成した、欠陥に基づく０．１〜０．２μｍのエッチング
ピットの密度が０．５〜２０個／ｃｍ２以下のものの表
面にエピタキシャル成長させたものとして構成される。
液でエッチング処理して、この基板中に存在していた欠
陥に基づく０．１〜０．２μｍのエッチングピットをこ
の基板の表面に形成したシリコン基板のうち、表面に形
成した、欠陥に基づく０．１〜０．２μｍのエッチング
ピットの密度が０．５〜２０個／ｃｍ２以下のものの表
面にエピタキシャル成長させたものとして構成される。
【００２１】本発明の半導体装置の製造方法は、シリコ
ン基板をアルカリ性溶液で５〜２００オングストローム
だけエッチングして、この基板中に存在していた欠陥に
基づく０．１〜０．２μｍのエッチングピットをこの基
板の表面に形成するステップと、前記基板のうち、０．
１〜０．２μｍのエッチングピットを検出し、これらの
エッチングピットの密度が０．０１〜１０個／ｃｍ２の
ものを選択するステップと、前記基板を用いて、１１０
０℃以上の温度での３時間の熱処理工程を含むプロセス
で、前記基板に各種デバイスを形成するステップと、を
備えたものとして構成される。
ン基板をアルカリ性溶液で５〜２００オングストローム
だけエッチングして、この基板中に存在していた欠陥に
基づく０．１〜０．２μｍのエッチングピットをこの基
板の表面に形成するステップと、前記基板のうち、０．
１〜０．２μｍのエッチングピットを検出し、これらの
エッチングピットの密度が０．０１〜１０個／ｃｍ２の
ものを選択するステップと、前記基板を用いて、１１０
０℃以上の温度での３時間の熱処理工程を含むプロセス
で、前記基板に各種デバイスを形成するステップと、を
備えたものとして構成される。
【００２２】
【作 用】半導体基板の鏡面を塩基性水溶液に晒す、又
はその水溶液からの蒸気に晒す処理を施し、その処理が
施された半導体基板の鏡面にレーザー光を照射し、鏡面
からの散乱光を検出装置により検出することにより、鏡
面上の散乱点を計数した結果により、半導体基板の品質
を検査、評価することが可能である。
はその水溶液からの蒸気に晒す処理を施し、その処理が
施された半導体基板の鏡面にレーザー光を照射し、鏡面
からの散乱光を検出装置により検出することにより、鏡
面上の散乱点を計数した結果により、半導体基板の品質
を検査、評価することが可能である。
【００２３】前記塩基性水溶液による処理に先立って、
基板を熱処理することもできる。この場合には、その基
板が、例えばＵＬＳＩ基板に適するかどうかの評価がで
きる。
基板を熱処理することもできる。この場合には、その基
板が、例えばＵＬＳＩ基板に適するかどうかの評価がで
きる。
【００２４】前記塩基性水溶液による処理後に熱処理を
施すと、欠陥が少なくなる半導体基板がある。このよう
な基板を選択して使用することにより、装置の品質を向
上させることができる。
施すと、欠陥が少なくなる半導体基板がある。このよう
な基板を選択して使用することにより、装置の品質を向
上させることができる。
【００２５】上記のようにして評価した半導体基板上に
エピタキシャル成長させることにより、高品質の基板が
作られる。
エピタキシャル成長させることにより、高品質の基板が
作られる。
【００２６】さらに、半導体基板に対して１１００℃以
上で３時間以上の熱処理を施すことにより、その後に基
板中に酸素析出物を形成しても、基板表面に酸素析出物
が形成されない。よって、この熱処理を含ませることに
より、良質の半導体装置が得られる。
上で３時間以上の熱処理を施すことにより、その後に基
板中に酸素析出物を形成しても、基板表面に酸素析出物
が形成されない。よって、この熱処理を含ませることに
より、良質の半導体装置が得られる。
【００２７】
【実施例】実施例をよりわかり易くするため、以下に、
本発明がなされるに至った経緯を説明し、その後に実施
例について説明する。
本発明がなされるに至った経緯を説明し、その後に実施
例について説明する。
【００２８】従来、半導体基板の鏡面上でレーザー光を
散乱するものは、粒子（異物）であることが知られてい
る。しかしながら、上記の処理が施された半導体基板の
鏡面上でレーザー光を散乱するものは、粒子（異物）で
はなく、半導体基板鏡面の表面層の結晶欠陥部分が上記
の処理により選択的にエッチングされ、欠陥部分が凸凹
となったものがレーザー光を散乱しているという知見が
本発明者によって得られた。この知見が得られた経緯を
以下に説明する。
散乱するものは、粒子（異物）であることが知られてい
る。しかしながら、上記の処理が施された半導体基板の
鏡面上でレーザー光を散乱するものは、粒子（異物）で
はなく、半導体基板鏡面の表面層の結晶欠陥部分が上記
の処理により選択的にエッチングされ、欠陥部分が凸凹
となったものがレーザー光を散乱しているという知見が
本発明者によって得られた。この知見が得られた経緯を
以下に説明する。
【００２９】種々の半導体基板に塩基性水溶液に浸す処
理を施した後、半導体基板の鏡面にレーザー光を照射
し、鏡面からの散乱光を検出装置により検出することに
より、鏡面上の散乱点を計数する。この装置は、少なく
とも直径０．１μｍの粒子からの散乱を検出可能として
ある。この装置は、レーザー光を散乱するものが球形粒
子と仮定した場合の粒径別の粒子数の分類が可能であ
る。これらの処理を施した半導体基板に高温熱処理（１
０００℃、１５時間、酸素雰囲気）を施した後、半導体
基板上の酸化膜を除去し、その後に積層欠陥を選択的に
エッチングする手法であるＷｒｉｇｔエッチングを施
す。この処理を施すと高温熱処理時に形成された積層欠
陥部分がエッチングされその跡が凹部になり、倍率１０
０倍の光学顕微鏡で検出することが可能となる。この方
法により、種々の半導体基板のレーザー光を散乱する点
を球形粒子と仮定した場合の粒子密度と積層欠陥密度の
相関をとったものが図３である。図３に示すように直径
０．１〜０．２μｍの粒子密度と積層欠陥密度の間には
非常に良い相関が得られたが、直径０．２μｍ以上の粒
子密度と積層欠陥密度の間には相関が無い。
理を施した後、半導体基板の鏡面にレーザー光を照射
し、鏡面からの散乱光を検出装置により検出することに
より、鏡面上の散乱点を計数する。この装置は、少なく
とも直径０．１μｍの粒子からの散乱を検出可能として
ある。この装置は、レーザー光を散乱するものが球形粒
子と仮定した場合の粒径別の粒子数の分類が可能であ
る。これらの処理を施した半導体基板に高温熱処理（１
０００℃、１５時間、酸素雰囲気）を施した後、半導体
基板上の酸化膜を除去し、その後に積層欠陥を選択的に
エッチングする手法であるＷｒｉｇｔエッチングを施
す。この処理を施すと高温熱処理時に形成された積層欠
陥部分がエッチングされその跡が凹部になり、倍率１０
０倍の光学顕微鏡で検出することが可能となる。この方
法により、種々の半導体基板のレーザー光を散乱する点
を球形粒子と仮定した場合の粒子密度と積層欠陥密度の
相関をとったものが図３である。図３に示すように直径
０．１〜０．２μｍの粒子密度と積層欠陥密度の間には
非常に良い相関が得られたが、直径０．２μｍ以上の粒
子密度と積層欠陥密度の間には相関が無い。
【００３０】この結果から、半導体基板の鏡面を塩基性
水溶液に浸す処理が施された後、少なくとも直径０．１
μｍの粒子からの散乱を検出可能としてある検出装置で
鏡面にレーザー光を照射し、鏡面からの散乱光を検出す
ることにより計数した鏡面上の散乱点は、高温熱処理で
成長する積層欠陥の核となる極微小な欠陥であるという
知見が本発明者によって得られた。
水溶液に浸す処理が施された後、少なくとも直径０．１
μｍの粒子からの散乱を検出可能としてある検出装置で
鏡面にレーザー光を照射し、鏡面からの散乱光を検出す
ることにより計数した鏡面上の散乱点は、高温熱処理で
成長する積層欠陥の核となる極微小な欠陥であるという
知見が本発明者によって得られた。
【００３１】半導体基板の鏡面を塩基性水溶液に浸す処
理の代わりに、塩基性水溶液からの蒸気に晒す処理を行
っても同様の知見が本発明者によって得られた。
理の代わりに、塩基性水溶液からの蒸気に晒す処理を行
っても同様の知見が本発明者によって得られた。
【００３２】以上説明したように、半導体基板の鏡面を
塩基性水溶液に晒す、又はその水溶液からの蒸気に晒す
処理を施し、その処理が施された半導体基板の鏡面にレ
ーザー光を照射し、鏡面からの散乱光を検出装置により
検出することにより、鏡面上の散乱点を計数した結果に
より、半導体基板の品質を評価することが可能である。
塩基性水溶液に晒す、又はその水溶液からの蒸気に晒す
処理を施し、その処理が施された半導体基板の鏡面にレ
ーザー光を照射し、鏡面からの散乱光を検出装置により
検出することにより、鏡面上の散乱点を計数した結果に
より、半導体基板の品質を評価することが可能である。
【００３３】以下に、本発明の第１実施例（半導体基板
検査方法）について説明する。
検査方法）について説明する。
【００３４】ＣＺ法により育成したシリコン単結晶イン
ゴットから、片面を鏡面に仕上げた、直径１５０mm、厚
さ６２５μｍ、面方位（１００）、ボロンのドープによ
り抵抗率４．５ΩcmとしたＰ型のシリコン単結晶基板
（半導体基板）を得る。この半導体基板を、アンモニア
水（アンモニア含有率２８重量％）と、過酸化水素水
（過酸化水素含有率３０重量％）と、超純水とを、容積
比１：１：５で混合したアルカリ性（好ましくは、pH８
以上）の塩基性水溶液に約１５分間浸す。この水溶液の
温度を、８０±３℃に維持する。鏡面が水溶液に浸され
ることにより、鏡面上における結晶的な欠陥部分が選択
的にエッチングされ、鏡面上に欠陥が凹凸をもってうか
び出ることになる。この後、基板を超純水で約２０分間
水洗いする。水洗いした基板を、遠心力で水分をはじき
飛ばすリンサードライヤーで乾燥する。
ゴットから、片面を鏡面に仕上げた、直径１５０mm、厚
さ６２５μｍ、面方位（１００）、ボロンのドープによ
り抵抗率４．５ΩcmとしたＰ型のシリコン単結晶基板
（半導体基板）を得る。この半導体基板を、アンモニア
水（アンモニア含有率２８重量％）と、過酸化水素水
（過酸化水素含有率３０重量％）と、超純水とを、容積
比１：１：５で混合したアルカリ性（好ましくは、pH８
以上）の塩基性水溶液に約１５分間浸す。この水溶液の
温度を、８０±３℃に維持する。鏡面が水溶液に浸され
ることにより、鏡面上における結晶的な欠陥部分が選択
的にエッチングされ、鏡面上に欠陥が凹凸をもってうか
び出ることになる。この後、基板を超純水で約２０分間
水洗いする。水洗いした基板を、遠心力で水分をはじき
飛ばすリンサードライヤーで乾燥する。
【００３５】以上の処理を施した半導体基板の鏡面を、
波長４８８nmのアルゴンイオンレーザで検査する。即
ち、上記レーザを用いた少なくとも直径０．１μｍ程度
の欠陥検出可能なウェーハ表面欠陥検出装置により、基
板の鏡面上のレーザ光を散乱する点を計数する。この検
出装置は、予め直径０．１μｍの球状のラテックス（商
品名）標準粒子によって校正しておく。これにより、こ
の検出装置によって、直径０．１μｍ程度の鏡面上の欠
陥の検出が行われる。この計数結果において、レーザ光
を散乱する点が０．５個／cm2 以下である半導体基板
を、デザインルール０．８μｍの例えばＤＲＡＭ用の基
板として供する。
波長４８８nmのアルゴンイオンレーザで検査する。即
ち、上記レーザを用いた少なくとも直径０．１μｍ程度
の欠陥検出可能なウェーハ表面欠陥検出装置により、基
板の鏡面上のレーザ光を散乱する点を計数する。この検
出装置は、予め直径０．１μｍの球状のラテックス（商
品名）標準粒子によって校正しておく。これにより、こ
の検出装置によって、直径０．１μｍ程度の鏡面上の欠
陥の検出が行われる。この計数結果において、レーザ光
を散乱する点が０．５個／cm2 以下である半導体基板
を、デザインルール０．８μｍの例えばＤＲＡＭ用の基
板として供する。
【００３６】次に、第２実施例（半導体基板検査方法）
について説明する。
について説明する。
【００３７】第１実施例の場合と同様にして得た片面を
鏡面としたＮ型シリコン単結晶基板（半導体基板）を、
直径１５０mm、厚さ６００μｍ、面方位（１００）、鏡
面をリンのドープにより抵抗率４０Ωcmのものとして得
る。この鏡面上に、エピタキシャル成長によりシリコン
単結晶層を２５μｍ成長させ、その層をリンのドープに
より抵抗率３５Ωcmとする。このエピタキシャル成長を
省略した基板を用いてもよい。図１に示すように、基板
１，１，…を支持体２で所定の間隔をおいて支持してＰ
ＴＦＥ（ポリテトラフルオロエタン、フッ素樹脂）製の
箱３内に入れる。この箱３内には、この他に、アンモニ
ア水（アンモニア含有率２８重量％）４を入れた容器５
と、超純水６を入れた容器７とを入れる。この後、箱３
を密閉する。これにより、基板１の表面は、容器５中の
アンモニア水４から蒸発するアンモニア蒸気にさらされ
る。これにより、鏡面上の欠陥は、第１実施例の場合と
同様に、選択的にエッチングされる。この状態で約５時
間又はそれ以上放置する。この後基板１を箱３からとり
出し、超純水で約２０分間洗浄し、リンサードライヤー
で乾燥する。以上の作業は、室温２５±１℃に管理され
たクリーンルーム内で行う。
鏡面としたＮ型シリコン単結晶基板（半導体基板）を、
直径１５０mm、厚さ６００μｍ、面方位（１００）、鏡
面をリンのドープにより抵抗率４０Ωcmのものとして得
る。この鏡面上に、エピタキシャル成長によりシリコン
単結晶層を２５μｍ成長させ、その層をリンのドープに
より抵抗率３５Ωcmとする。このエピタキシャル成長を
省略した基板を用いてもよい。図１に示すように、基板
１，１，…を支持体２で所定の間隔をおいて支持してＰ
ＴＦＥ（ポリテトラフルオロエタン、フッ素樹脂）製の
箱３内に入れる。この箱３内には、この他に、アンモニ
ア水（アンモニア含有率２８重量％）４を入れた容器５
と、超純水６を入れた容器７とを入れる。この後、箱３
を密閉する。これにより、基板１の表面は、容器５中の
アンモニア水４から蒸発するアンモニア蒸気にさらされ
る。これにより、鏡面上の欠陥は、第１実施例の場合と
同様に、選択的にエッチングされる。この状態で約５時
間又はそれ以上放置する。この後基板１を箱３からとり
出し、超純水で約２０分間洗浄し、リンサードライヤー
で乾燥する。以上の作業は、室温２５±１℃に管理され
たクリーンルーム内で行う。
【００３８】この後、第１実施例の場合と同様の、ウェ
ーハ表面欠陥検出装置によって、基板１の表面のレーザ
光散乱点を計数する。この計数結果において、レーザ光
を散乱する点が０．５個／cm2 以下であるシリコン単結
晶基板をＣＣＤ方式の画像素子用の基板として供する。
ーハ表面欠陥検出装置によって、基板１の表面のレーザ
光散乱点を計数する。この計数結果において、レーザ光
を散乱する点が０．５個／cm2 以下であるシリコン単結
晶基板をＣＣＤ方式の画像素子用の基板として供する。
【００３９】上記第１及び第２実施例では、半導体基板
を、アンモニア水に浸し、あるいは、アンモニア水から
のアンモニア蒸気にさらす処理を施すようにしている
が、上記アンモニア水に代えて塩基性、好ましくはpH８
以上の塩基性水溶液を用いることができる。例えば、そ
の塩基性水溶液としては、コリン水溶液、水酸化カリウ
ム水溶液あるいは水酸化ナトリウム水溶液を用いること
ができる。コリン水溶液は、コリン水（コリン含有率４
重量％）と上記と同様の過酸化水素水と超純水とを容積
比で１：１：１０で混合した水溶液である。水酸化カリ
ウム及び水酸化ナトリウム水溶液は、水に水酸化カリウ
ムあるいは水酸化ナトリウムを水に溶解して、pHが約９
となるようにした水溶液である。
を、アンモニア水に浸し、あるいは、アンモニア水から
のアンモニア蒸気にさらす処理を施すようにしている
が、上記アンモニア水に代えて塩基性、好ましくはpH８
以上の塩基性水溶液を用いることができる。例えば、そ
の塩基性水溶液としては、コリン水溶液、水酸化カリウ
ム水溶液あるいは水酸化ナトリウム水溶液を用いること
ができる。コリン水溶液は、コリン水（コリン含有率４
重量％）と上記と同様の過酸化水素水と超純水とを容積
比で１：１：１０で混合した水溶液である。水酸化カリ
ウム及び水酸化ナトリウム水溶液は、水に水酸化カリウ
ムあるいは水酸化ナトリウムを水に溶解して、pHが約９
となるようにした水溶液である。
【００４０】また、上記レーザとして波長４８８nmのア
ルゴンイオンレーザを用いたが、波長５００nm以下の、
即ち、直径０．１μｍ程度の欠陥検出可能な波長のレー
ザであればよい。例えば、波長４９６．５、４７６．
５、４７２．７、４６５．８、４５７．９、あるいは４
５４．５nmのＡｒ+ レーザや、波長４１３．１、４６
８．０、４７６．２あるいは４８２．５nmのＫｒ+ レー
ザを用いることができる。
ルゴンイオンレーザを用いたが、波長５００nm以下の、
即ち、直径０．１μｍ程度の欠陥検出可能な波長のレー
ザであればよい。例えば、波長４９６．５、４７６．
５、４７２．７、４６５．８、４５７．９、あるいは４
５４．５nmのＡｒ+ レーザや、波長４１３．１、４６
８．０、４７６．２あるいは４８２．５nmのＫｒ+ レー
ザを用いることができる。
【００４１】なお、上記のように、半導体基板を、アン
モニア水に浸し、又は、アンモニア蒸気にさらすことに
より、上記したように欠陥の選択的なエッチングのほか
に、半導体基板表面の小さなごみが除去され、いわゆる
仕上がなされる。
モニア水に浸し、又は、アンモニア蒸気にさらすことに
より、上記したように欠陥の選択的なエッチングのほか
に、半導体基板表面の小さなごみが除去され、いわゆる
仕上がなされる。
【００４２】上記各本発明の実施例によって選別したレ
ーザ光散乱点密度が０．５個／cm2 以下のシリコン基板
を用いて実際にＤＲＡＭを製造した。即ち、そのような
シリコン基板を用いてデザインルール０．８μｍのＤＲ
ＡＭ Ａ１，Ａ２を製造した。そのＤＲＡＭのキャパシ
タの電荷保持特性合格率を第２図に示す。これに対し、
特別の規格のない従来のシリコン基板で上記と同様のＤ
ＲＡＭＢ１，Ｂ２，Ｂ３を製造した。この場合のキャパ
シタの電荷保持特性合格率を同図に示す。この図２か
ら、従来の無規格の基板（散乱点密度約０．７５、１．
２５、１．７５）の場合には合格率は全て６０％以下で
あるのに対し、本発明で選別した基板（散乱点密度約
０．２５、０．１３）の場合には合格率は８０％と高い
値を示す、のがわかった。電荷保持特性は、結晶欠陥の
存在により大きく低下することは良く知られており、こ
の結果からも散乱点が結晶の品質と対応することが理解
される。
ーザ光散乱点密度が０．５個／cm2 以下のシリコン基板
を用いて実際にＤＲＡＭを製造した。即ち、そのような
シリコン基板を用いてデザインルール０．８μｍのＤＲ
ＡＭ Ａ１，Ａ２を製造した。そのＤＲＡＭのキャパシ
タの電荷保持特性合格率を第２図に示す。これに対し、
特別の規格のない従来のシリコン基板で上記と同様のＤ
ＲＡＭＢ１，Ｂ２，Ｂ３を製造した。この場合のキャパ
シタの電荷保持特性合格率を同図に示す。この図２か
ら、従来の無規格の基板（散乱点密度約０．７５、１．
２５、１．７５）の場合には合格率は全て６０％以下で
あるのに対し、本発明で選別した基板（散乱点密度約
０．２５、０．１３）の場合には合格率は８０％と高い
値を示す、のがわかった。電荷保持特性は、結晶欠陥の
存在により大きく低下することは良く知られており、こ
の結果からも散乱点が結晶の品質と対応することが理解
される。
【００４３】このように本発明によって選別した半導体
基板を用いて半導体デバイスを製造すれば、半導体デバ
イスの歩留り、信頼性を向上させることができる。
基板を用いて半導体デバイスを製造すれば、半導体デバ
イスの歩留り、信頼性を向上させることができる。
【００４４】以下に本発明の第３実施例（検査方法）を
説明する。
説明する。
【００４５】Ｃｚ法により育成したインゴットから、直
径１２５cm、厚さ６２５μｍ、面方位（１００）のＰ型
Ｓｉ単結晶基板を得る。その基板の片面を鏡面に仕上げ
る。その基板にボロンをドープして抵抗率４．５Ω・cm
とする。このＳｉ単結晶基板に、酸素及び窒素雰囲気中
で、１１００℃、２時間の熱処理を行う。その後フッ化
アンモニウム水溶液に単結晶板を浸して表面の酸化膜を
剥離する。その後アンモニア水（アンモニア含有率２８
％）、過酸化水素水（過酸化水素含有率３０％）超純水
を、容積比１：１：５で混合した水溶液に、１５分間浸
す。このとき、その水溶液の液温を８０±３℃に維持す
る。この後、シリコン単結晶基板を超純水で２０分間水
洗し、リンサードライヤーで乾燥する。以上の処理を行
ったシリコンウェーハの鏡面上のレーザー光散乱点を、
波長４８８nmのアルゴンイオンレーザーを用いたレーザ
ー光散乱方式ウェーハ表面欠陥検出装置で計数する。こ
のウェーハ表面欠陥検出装置は、球状のラテックス標準
粒子によって校正されている。この較正により、直径
０．１μｍ以上の球状ラテックス粒子の検出が可能とな
っている。上記計数結果からレーザー光を散乱する点の
密度を測定する。その密度によってウェーハの良否の評
価が可能である。
径１２５cm、厚さ６２５μｍ、面方位（１００）のＰ型
Ｓｉ単結晶基板を得る。その基板の片面を鏡面に仕上げ
る。その基板にボロンをドープして抵抗率４．５Ω・cm
とする。このＳｉ単結晶基板に、酸素及び窒素雰囲気中
で、１１００℃、２時間の熱処理を行う。その後フッ化
アンモニウム水溶液に単結晶板を浸して表面の酸化膜を
剥離する。その後アンモニア水（アンモニア含有率２８
％）、過酸化水素水（過酸化水素含有率３０％）超純水
を、容積比１：１：５で混合した水溶液に、１５分間浸
す。このとき、その水溶液の液温を８０±３℃に維持す
る。この後、シリコン単結晶基板を超純水で２０分間水
洗し、リンサードライヤーで乾燥する。以上の処理を行
ったシリコンウェーハの鏡面上のレーザー光散乱点を、
波長４８８nmのアルゴンイオンレーザーを用いたレーザ
ー光散乱方式ウェーハ表面欠陥検出装置で計数する。こ
のウェーハ表面欠陥検出装置は、球状のラテックス標準
粒子によって校正されている。この較正により、直径
０．１μｍ以上の球状ラテックス粒子の検出が可能とな
っている。上記計数結果からレーザー光を散乱する点の
密度を測定する。その密度によってウェーハの良否の評
価が可能である。
【００４６】以下に第４実施例（検査方法）を説明す
る。
る。
【００４７】第３実施例と同様のウェーハ（Ｓｉ単結晶
基板）を用いる。このウェーハに、酸素雰囲気中で、７
５０℃３時間の熱処理を行う。その後第３実施例と同様
の塩基性水溶液を用いて処理を行う。この後、その実施
例と同様に水洗、乾燥する。この後、上記と同様のレー
ザー光散乱方式のウェーハ表面欠陥検出装置で、散乱点
の密度を測定する。その密度によってウェーハの良否の
評価が可能である。
基板）を用いる。このウェーハに、酸素雰囲気中で、７
５０℃３時間の熱処理を行う。その後第３実施例と同様
の塩基性水溶液を用いて処理を行う。この後、その実施
例と同様に水洗、乾燥する。この後、上記と同様のレー
ザー光散乱方式のウェーハ表面欠陥検出装置で、散乱点
の密度を測定する。その密度によってウェーハの良否の
評価が可能である。
【００４８】上記第３，第４実施例により評価したウェ
ーハを用いて４ＭＤＲＡＭを作成した。これと共に、従
来のウェーハ評価方法（ヘキ開によりウェーハ断面を
出し、選択エッチングした後光学顕微鏡によりＢＭＤを
観察する。ＢＭＤによる赤外光の散乱を用いる赤外ト
モグラフィー法）によって評価を行った。実験のフロー
チャートを図５に示す。
ーハを用いて４ＭＤＲＡＭを作成した。これと共に、従
来のウェーハ評価方法（ヘキ開によりウェーハ断面を
出し、選択エッチングした後光学顕微鏡によりＢＭＤを
観察する。ＢＭＤによる赤外光の散乱を用いる赤外ト
モグラフィー法）によって評価を行った。実験のフロー
チャートを図５に示す。
【００４９】まず、Ｎ型で面方位（１００）、抵抗２〜
５（Ω・cm）ウェーハ１００枚を用意し、第３実施例に
よって評価を行った。そして、１００枚のウェーハを、
０．１μｍ以上の大きさの光散乱点の密度に応じて
（Ｉ）〜(III) の３組に分類 した 分 類 ０．１μｍ以上の ウェーハ枚数 光散乱点密度（個／cm2 ） （枚） （Ｉ） ＜０．５ ３６ （II） ０．５〜５．０ ３０ (III) ＞５．０ ３４ さらに、これらのウェーハを２組に分け、第１組
［（Ｉ）１８（枚）、（II）１５（枚）、(III) １７
（枚）］で４ＭＤＲＡＭを作り、第２組［（Ｉ）１８
（枚）、（II）１５（枚）、(III) １７（枚）］に上記
従来のウェーハ評価方法による評価を行った。
５（Ω・cm）ウェーハ１００枚を用意し、第３実施例に
よって評価を行った。そして、１００枚のウェーハを、
０．１μｍ以上の大きさの光散乱点の密度に応じて
（Ｉ）〜(III) の３組に分類 した 分 類 ０．１μｍ以上の ウェーハ枚数 光散乱点密度（個／cm2 ） （枚） （Ｉ） ＜０．５ ３６ （II） ０．５〜５．０ ３０ (III) ＞５．０ ３４ さらに、これらのウェーハを２組に分け、第１組
［（Ｉ）１８（枚）、（II）１５（枚）、(III) １７
（枚）］で４ＭＤＲＡＭを作り、第２組［（Ｉ）１８
（枚）、（II）１５（枚）、(III) １７（枚）］に上記
従来のウェーハ評価方法による評価を行った。
【００５０】まず第１組に属するウェーハで作った４Ｍ
ＤＲＡＭのＤ／Ｓ歩留りと、０．１μｍ以上の散乱点の
密度との関係が第６に示される。図６から、第３実施例
の評価方法によって得た、０．１μｍ以上の散乱点の密
度が０．５個／cm2 以下のウェーハを用いれば、より高
歩留りの４ＭＤＲＡＭを得る事ができることがわかっ
た。
ＤＲＡＭのＤ／Ｓ歩留りと、０．１μｍ以上の散乱点の
密度との関係が第６に示される。図６から、第３実施例
の評価方法によって得た、０．１μｍ以上の散乱点の密
度が０．５個／cm2 以下のウェーハを用いれば、より高
歩留りの４ＭＤＲＡＭを得る事ができることがわかっ
た。
【００５１】これに対し、従来の評価方法の結果は次の
様になった。 選択エッチング及び光学顕微鏡観察 ＢＭＤ観察のため、ＢＭＤを形成させる熱処理（１００
０℃、１６時間、Ｏ2 中）を行った。素子活性層の観察
のため、表面から深さ３０μｍまでの領域と、ウェーハ
内部とをそれぞれの観察するため、表面から２００〜４
００μｍの領域における２個所で観察を行った。結果は
次表の様になった。
様になった。 選択エッチング及び光学顕微鏡観察 ＢＭＤ観察のため、ＢＭＤを形成させる熱処理（１００
０℃、１６時間、Ｏ2 中）を行った。素子活性層の観察
のため、表面から深さ３０μｍまでの領域と、ウェーハ
内部とをそれぞれの観察するため、表面から２００〜４
００μｍの領域における２個所で観察を行った。結果は
次表の様になった。
【００５２】 表面からの深さ ０〜３０μｍ（個／cm2 ） ２００〜４００μｍ（個／cm2 ） （Ｉ） ０．１ ３．７×１０5 （II） ０．２ ２．９×１０5 (III) ０．１ ３．２×１０5 上表のそれぞれの値は、各ウェーハの中央１点の分類毎
の平均値を表わす。赤外トモグラフィーＢＭＤ形成熱
処理前後で、それぞれ赤外トモグラフィー観察を行っ
た。観察領域として上記の場合と同じ表面から３０μ
ｍの領域を選んだ。
の平均値を表わす。赤外トモグラフィーＢＭＤ形成熱
処理前後で、それぞれ赤外トモグラフィー観察を行っ
た。観察領域として上記の場合と同じ表面から３０μ
ｍの領域を選んだ。
【００５３】 ＢＭＤ形成熱処理前 ＢＭＤ形成熱処理後 （個／cm2 ） （個／cm2 ） （Ｉ） ０．３ ０．８ （II） ０．４ ０．８ (III) ０．３ ０．８ 以上から、従来方法によっては、上記実施例で説明した
（Ｉ），（II），(III) の分類が不可能な事がわかっ
た。上記実施例の評価対象としての０．１μｍ以上の散
乱体は、ＢＭＤの核あるいは核が少し成長した状態を示
していると考えられる。この状態は従来方法では観察で
きない。
（Ｉ），（II），(III) の分類が不可能な事がわかっ
た。上記実施例の評価対象としての０．１μｍ以上の散
乱体は、ＢＭＤの核あるいは核が少し成長した状態を示
していると考えられる。この状態は従来方法では観察で
きない。
【００５４】次に、第５実施例について説明する。
【００５５】Ｎ型ＣＺ直径１５０μｍのＳｉウェーハ
を、アンモニア水（アンモニア含有率２８％）、過酸化
水素水（過酸化水素含有率３０％）、超純水を容積比
１：１：５で混合した水溶液に１５分間浸す。このと
き、水溶液は８０±３℃に維持する。この後、ウェーハ
を超純水で２０分間水洗し、スピンドライカーで乾燥す
る。次に、１１００℃Ａｒ１００％の雰囲気中で、１時
間熱処理を行う。この熱処理前後のウェーハに対し、波
長４８８nmのアルゴン、オンレーザーを用いたレーザー
光散乱方式のウェーハ表面微粒子検出装置で検査する。
即ち、ウェーハ鏡面上の光散乱点を計数する。散乱点密
度が０．５個／cm2の全ウェーハを選択する。それらの
ウェーハを、散乱点が熱処理後1/2以下に減少したウェ
ーハをＡ、従来規格品をＢ、減少しないウェーハをＣと
する。これらのＡ〜Ｃのウェーハを用いて、デザインル
ールが０．８μｍ以下のＤＲＡＭを製造し、Ｄ／Ｓ特性
評価を行った。図７に示すように、グループＢとＣでは
変化は見られない。グループＡに属するウェーハは、グ
ループＢのウェーハに比べ、１０〜２０％程の歩留りの
向上が確認された。またグループＡのウェーハでは、信
頼性不良率もグループＢのウェーハの半分以下となり、
上記実施例の効果が明確に分る。
を、アンモニア水（アンモニア含有率２８％）、過酸化
水素水（過酸化水素含有率３０％）、超純水を容積比
１：１：５で混合した水溶液に１５分間浸す。このと
き、水溶液は８０±３℃に維持する。この後、ウェーハ
を超純水で２０分間水洗し、スピンドライカーで乾燥す
る。次に、１１００℃Ａｒ１００％の雰囲気中で、１時
間熱処理を行う。この熱処理前後のウェーハに対し、波
長４８８nmのアルゴン、オンレーザーを用いたレーザー
光散乱方式のウェーハ表面微粒子検出装置で検査する。
即ち、ウェーハ鏡面上の光散乱点を計数する。散乱点密
度が０．５個／cm2の全ウェーハを選択する。それらの
ウェーハを、散乱点が熱処理後1/2以下に減少したウェ
ーハをＡ、従来規格品をＢ、減少しないウェーハをＣと
する。これらのＡ〜Ｃのウェーハを用いて、デザインル
ールが０．８μｍ以下のＤＲＡＭを製造し、Ｄ／Ｓ特性
評価を行った。図７に示すように、グループＢとＣでは
変化は見られない。グループＡに属するウェーハは、グ
ループＢのウェーハに比べ、１０〜２０％程の歩留りの
向上が確認された。またグループＡのウェーハでは、信
頼性不良率もグループＢのウェーハの半分以下となり、
上記実施例の効果が明確に分る。
【００５６】第６の実施例について説明する。
【００５７】Ｎ型ＣＺ直径１５０mmのＳｉウェーハを、
第５の実施例と同じ混合比の水溶液に１５分間浸す。水
溶液の温度は８０±３℃に維持する。この後、超純水で
２０分間水洗し、スピンドライヤーで乾燥する。このウ
ェーハを、１１５０℃のＡｒ雰囲気中で１時間の熱処理
を行った。この熱処理後、波長４８８nmのアルゴンレー
ザーでウェーハ表面上の光散乱点を計数し、熱処理前の
散乱点密度が０．５個／cm2 以下のウェーハを選択す
る。選択したウェーハのうち、散乱点密度が1/2 以下に
減少したウェーハを用いて４ＭＳＲＡＭを製造した。そ
の結果、従来規格品に比べ、Ｄ／Ｓ歩留りが１０％程度
向上し、更にポーズ特性合格率も５０％以上向上した。
更に、熱処理前の散乱点密度が、０．５個／cm2 以上の
ウェーハを選択した。これらのウェーハを用いて、同一
ロットで４ＭＳＲＡＭを製造した。これらには、従来規
格品との有意差はなかった。
第５の実施例と同じ混合比の水溶液に１５分間浸す。水
溶液の温度は８０±３℃に維持する。この後、超純水で
２０分間水洗し、スピンドライヤーで乾燥する。このウ
ェーハを、１１５０℃のＡｒ雰囲気中で１時間の熱処理
を行った。この熱処理後、波長４８８nmのアルゴンレー
ザーでウェーハ表面上の光散乱点を計数し、熱処理前の
散乱点密度が０．５個／cm2 以下のウェーハを選択す
る。選択したウェーハのうち、散乱点密度が1/2 以下に
減少したウェーハを用いて４ＭＳＲＡＭを製造した。そ
の結果、従来規格品に比べ、Ｄ／Ｓ歩留りが１０％程度
向上し、更にポーズ特性合格率も５０％以上向上した。
更に、熱処理前の散乱点密度が、０．５個／cm2 以上の
ウェーハを選択した。これらのウェーハを用いて、同一
ロットで４ＭＳＲＡＭを製造した。これらには、従来規
格品との有意差はなかった。
【００５８】以上説明した第５，６実施例により選別し
た半導体基板を半導体デバイスの製造に用いることによ
り、半導体デバイスの歩留り、信頼性を向上させること
が可能となった。すなわち、従来の規格では、ウェーハ
表面近傍のデバイス活性領域の結晶性に関するものはＯ
ＳＦだけであり、集積度の低いデバイスでは問題はなか
った。しかし、デザインルール０．８μｍ以下のデバイ
スに対しては、第５実施例で示したように、レーザー散
乱光で初めて検出可能な基板表面の欠陥の存在により、
歩留り低下が引き起こされる。しかし、上記第５，６実
施例によれば、より高品質な結晶性を持つ基板を選択す
る事ができる。このようにして選択した基板を用いれ
ば、より集積度の高い（デザインルール０．８μｍ以
下）のＤＲＡＭに対しても、高歩留りでかつ、信頼性の
高いデバイスを得る事ができる。
た半導体基板を半導体デバイスの製造に用いることによ
り、半導体デバイスの歩留り、信頼性を向上させること
が可能となった。すなわち、従来の規格では、ウェーハ
表面近傍のデバイス活性領域の結晶性に関するものはＯ
ＳＦだけであり、集積度の低いデバイスでは問題はなか
った。しかし、デザインルール０．８μｍ以下のデバイ
スに対しては、第５実施例で示したように、レーザー散
乱光で初めて検出可能な基板表面の欠陥の存在により、
歩留り低下が引き起こされる。しかし、上記第５，６実
施例によれば、より高品質な結晶性を持つ基板を選択す
る事ができる。このようにして選択した基板を用いれ
ば、より集積度の高い（デザインルール０．８μｍ以
下）のＤＲＡＭに対しても、高歩留りでかつ、信頼性の
高いデバイスを得る事ができる。
【００５９】次に、第７，８実施例（基板の製造方法）
について述べる。これらの実施例を総括的に述べれば以
下の通りである。
について述べる。これらの実施例を総括的に述べれば以
下の通りである。
【００６０】即ち、デバイス製造過程でのＩＧ（Intrin
sic Gettering ）効果を得るため、９．５〜１２×１０
17 atoms／cm2 （ＪＥＩＤＡ換算）の酸素濃度の半導体
基板を用いる。この半導体基板を、ｐＨ８以上の塩基性
水溶液に浸す。又は、前記水溶液から蒸発する蒸気にさ
らす。このような処理を行った後、表面の欠陥を検出す
る。即ち、０．１μｍ以上の欠陥を可能な方法により欠
陥検出を行う。このようにして検出した基板表面の微小
欠陥密度が、０．５個／cm2 以上２０個／cm2 以下の基
板表面に、エピタキシャル成長を行う。このようにし
て、デバイス用の半導体基板を得る。
sic Gettering ）効果を得るため、９．５〜１２×１０
17 atoms／cm2 （ＪＥＩＤＡ換算）の酸素濃度の半導体
基板を用いる。この半導体基板を、ｐＨ８以上の塩基性
水溶液に浸す。又は、前記水溶液から蒸発する蒸気にさ
らす。このような処理を行った後、表面の欠陥を検出す
る。即ち、０．１μｍ以上の欠陥を可能な方法により欠
陥検出を行う。このようにして検出した基板表面の微小
欠陥密度が、０．５個／cm2 以上２０個／cm2 以下の基
板表面に、エピタキシャル成長を行う。このようにし
て、デバイス用の半導体基板を得る。
【００６１】以下に第７実施例を詳述する。
【００６２】直径１２５mm、厚さ６２５μｍ、面方位
（１００）で、ＣＺ法によって育成された、鏡面仕上げ
のＰ型Ｓｉ単結晶基板を用いる。この基板をアンモニア
水（アンモニア含有率：２８％）、過酸化水素水（過酸
化水素含有率：３０％）、超純水を容積比１：１：５で
ある水溶液に、液温８０℃で、１５分間浸す。この後、
このＳｉ基板を超純水で２０分間水洗し、リンサードラ
イヤーで乾燥する。以上の処理を行ったＳｉ基板の表面
を、波長４８８nmのＡｒ+ レーザーを用いたレーザー光
散乱方式のウェーハ表面欠陥検出装置により、検査す
る。これにより、基板表面の微小欠陥を検出する。この
ウェーハ表面欠陥検出装置としては、直径０．１μｍ以
上の球状ラテックス粒子の検出が可能なものを用いる。
この表面欠陥検出装置による検出結果において、基板表
面の微小欠陥密度が、０．５個／cm2 以上、２０個／cm
2 以下の基板を選別する。選別された基板表面に、原料
ガスＳｉＨ2 Ｃｌ2 、キャリアガスＨ2 、ドーパントＢ
2 Ｈ6 を用い、温度１１５０℃で、５μｍのｐ層を、エ
ピタキシャル成長させた。
（１００）で、ＣＺ法によって育成された、鏡面仕上げ
のＰ型Ｓｉ単結晶基板を用いる。この基板をアンモニア
水（アンモニア含有率：２８％）、過酸化水素水（過酸
化水素含有率：３０％）、超純水を容積比１：１：５で
ある水溶液に、液温８０℃で、１５分間浸す。この後、
このＳｉ基板を超純水で２０分間水洗し、リンサードラ
イヤーで乾燥する。以上の処理を行ったＳｉ基板の表面
を、波長４８８nmのＡｒ+ レーザーを用いたレーザー光
散乱方式のウェーハ表面欠陥検出装置により、検査す
る。これにより、基板表面の微小欠陥を検出する。この
ウェーハ表面欠陥検出装置としては、直径０．１μｍ以
上の球状ラテックス粒子の検出が可能なものを用いる。
この表面欠陥検出装置による検出結果において、基板表
面の微小欠陥密度が、０．５個／cm2 以上、２０個／cm
2 以下の基板を選別する。選別された基板表面に、原料
ガスＳｉＨ2 Ｃｌ2 、キャリアガスＨ2 、ドーパントＢ
2 Ｈ6 を用い、温度１１５０℃で、５μｍのｐ層を、エ
ピタキシャル成長させた。
【００６３】第８実施例は、上記第７実施例の変形であ
る。即ち、基板として、酸素濃度が９．５〜１２×１０
17 atoms／cm3 （ＪＥＩＤＡ換算）の基板を用いる。こ
の基板に加える処理は、実施例７のときと同様とする。
る。即ち、基板として、酸素濃度が９．５〜１２×１０
17 atoms／cm3 （ＪＥＩＤＡ換算）の基板を用いる。こ
の基板に加える処理は、実施例７のときと同様とする。
【００６４】上記第７，８実施例の効果を確認するため
の比較例について説明する。上記第７実施例の欠陥検出
装置による検出結果において、基板表面の微小欠陥密度
が、２０個／cm2 以上の基板について、第７実施例と同
様に気相成長を行った。
の比較例について説明する。上記第７実施例の欠陥検出
装置による検出結果において、基板表面の微小欠陥密度
が、２０個／cm2 以上の基板について、第７実施例と同
様に気相成長を行った。
【００６５】上記第７，８実施例で得たエピタキシャル
ウェーハの表面は平坦度良好であった。そして、アンモ
ニア水／過酸化水素水／超純水による処理後の基板表面
の微小欠陥は、いずれも０．５個／cm2 以下であった。
つまり、高品質な表面が得られた。これに対し、比較例
で得たエピタキシャルウェーハの基板表面は、面が荒
く、凹凸が生じていた。このため、素子構成に適応でき
る様な基板表面は得られなかった。
ウェーハの表面は平坦度良好であった。そして、アンモ
ニア水／過酸化水素水／超純水による処理後の基板表面
の微小欠陥は、いずれも０．５個／cm2 以下であった。
つまり、高品質な表面が得られた。これに対し、比較例
で得たエピタキシャルウェーハの基板表面は、面が荒
く、凹凸が生じていた。このため、素子構成に適応でき
る様な基板表面は得られなかった。
【００６６】この様に、上記第７，８実施例によれば、
通常用いられている、表面が微小欠陥密度１〜２０個／
cm2 程度の基板から、０．５個／cm2 以下の高品質な表
面を有する基板を得ることができた。
通常用いられている、表面が微小欠陥密度１〜２０個／
cm2 程度の基板から、０．５個／cm2 以下の高品質な表
面を有する基板を得ることができた。
【００６７】さらに、表面微小欠陥密度が２個／cm2 以
下の基板を用い素子を構成した。それらにおける電荷保
持特性等の電気特性を検査した。図４からわかるよう
に、欠陥密度０．５個／cm2 以下の基板で、合格率が高
くなっている。特に、第８実施例で得た基板では、合格
率のバラツキが少なく、常に高い合格率を示した（図４
中の△）。これは、素子構成過程でのＩＧ効果により、
不純物汚染の影響を低くおさえることができたためであ
る。
下の基板を用い素子を構成した。それらにおける電荷保
持特性等の電気特性を検査した。図４からわかるよう
に、欠陥密度０．５個／cm2 以下の基板で、合格率が高
くなっている。特に、第８実施例で得た基板では、合格
率のバラツキが少なく、常に高い合格率を示した（図４
中の△）。これは、素子構成過程でのＩＧ効果により、
不純物汚染の影響を低くおさえることができたためであ
る。
【００６８】この様に、基板の表面欠陥密度が０．５個
／cm2 以下の高品質な表面と、ＩＧ能力とを合せること
により、電気特性等において高歩留を得ることができ
る。
／cm2 以下の高品質な表面と、ＩＧ能力とを合せること
により、電気特性等において高歩留を得ることができ
る。
【００６９】以上の第７，８実施例の説明の様に、半導
体基板を、塩基性水溶液又はそれからの蒸気で処理す
る。処理後表面の微小欠陥検査を行う。これにより、容
易に微小欠陥密度が、０．５個／cm2 以下の高品質な表
面を持つ基板を得ることが可能になった。なお、通常の
基板は、微小欠陥密度が１個／cm2 以上である。
体基板を、塩基性水溶液又はそれからの蒸気で処理す
る。処理後表面の微小欠陥検査を行う。これにより、容
易に微小欠陥密度が、０．５個／cm2 以下の高品質な表
面を持つ基板を得ることが可能になった。なお、通常の
基板は、微小欠陥密度が１個／cm2 以上である。
【００７０】そして、欠陥密度が０．５個／cm2 以下の
高品質な表面を有する基板及びＩＧ能力のある基板を半
導体素子の製造に用いることにより、電気特性等の合格
率を大幅に向上させることができる。つまり、従来の基
板に比べ、歩留、信頼性を大幅に向上させることが可能
になった。
高品質な表面を有する基板及びＩＧ能力のある基板を半
導体素子の製造に用いることにより、電気特性等の合格
率を大幅に向上させることができる。つまり、従来の基
板に比べ、歩留、信頼性を大幅に向上させることが可能
になった。
【００７１】次に、本発明の第９の実施例（半導体装置
製造方法）について説明する。
製造方法）について説明する。
【００７２】この実施例は、本発明者らが独自に得た以
下の知見に基づいてなされたものである。即ち、０．１
〜０．２μｍの微小欠陥の密度が０．０１〜１０個／cm
2 のＳｉ基板を、１１００℃で３時間以上の熱処理を行
なう。その後に基板中に酸素析出物を形成する。この場
合には、基板表面の酸素析出密度を零とする事が可能な
事を見出した。以下の実施例は、この現象を利用したも
のである。即ち、図８に示すように、半導体装置を製造
するためのＳｉ基板２０１表面の０．１〜０．２μｍの
微小欠陥２０２の密度を０．０１〜１０個／cm2 とす
る。そして、素子製造プロセス中に、１１００℃で３時
間以上の熱処理を行なう。これにより、Ｓｉ基板表面素
子活性層の酸素析出物密度が０個／cm2 となる。Ｓｉ基
板表面の０．１〜０．２μｍ微小欠陥を観察するには、
アルカリ性溶液でＳｉ基板を５〜２００オングストロー
ムエッチングした後が良い。アルカリ性溶液でのエッチ
ングとして、Ｓｉの洗浄に用いられるアルカリ性による
洗浄処理に行っても良い。素子製造プロセス中に１１０
０℃で３時間以上の熱処理を行なう事により、基板表面
の微小欠陥を消滅させ得るのが本実施例のポイントであ
る。微小欠陥密度を１０個／cm2 以上であると、１１０
０℃、３時間以上の熱処理を行なっても、Ｓｉ基板表面
の微小欠陥を十分に消滅させる事が困難であるためであ
る。このため、微小欠陥密度は１０個／cm2 以下でなけ
ればならない。また、酸素濃度が０．９×１０18cm-3以
上のＳｉ基板を用いた場合、半導体装置の製造プロセス
中の熱工程により、Ｓｉ基板内部に微小欠陥（酸素析
出）２０５を形成する事ができる。しかし、表面の微小
欠陥密度が０．０１個／cm2 以下では、基板内部に酸素
析出させる事が困難な事が判明している。このため、Ｓ
ｉ基板表面の微小欠陥密度は、０．０１個／cm2 以上と
しなければならない。また、１１００℃で３時間以上の
熱処理工程は、雰囲気を特に規定する必要はない。温
度、時間の条件が合えば、ウェル拡散工程等の高温工程
と同時に行っても良い。
下の知見に基づいてなされたものである。即ち、０．１
〜０．２μｍの微小欠陥の密度が０．０１〜１０個／cm
2 のＳｉ基板を、１１００℃で３時間以上の熱処理を行
なう。その後に基板中に酸素析出物を形成する。この場
合には、基板表面の酸素析出密度を零とする事が可能な
事を見出した。以下の実施例は、この現象を利用したも
のである。即ち、図８に示すように、半導体装置を製造
するためのＳｉ基板２０１表面の０．１〜０．２μｍの
微小欠陥２０２の密度を０．０１〜１０個／cm2 とす
る。そして、素子製造プロセス中に、１１００℃で３時
間以上の熱処理を行なう。これにより、Ｓｉ基板表面素
子活性層の酸素析出物密度が０個／cm2 となる。Ｓｉ基
板表面の０．１〜０．２μｍ微小欠陥を観察するには、
アルカリ性溶液でＳｉ基板を５〜２００オングストロー
ムエッチングした後が良い。アルカリ性溶液でのエッチ
ングとして、Ｓｉの洗浄に用いられるアルカリ性による
洗浄処理に行っても良い。素子製造プロセス中に１１０
０℃で３時間以上の熱処理を行なう事により、基板表面
の微小欠陥を消滅させ得るのが本実施例のポイントであ
る。微小欠陥密度を１０個／cm2 以上であると、１１０
０℃、３時間以上の熱処理を行なっても、Ｓｉ基板表面
の微小欠陥を十分に消滅させる事が困難であるためであ
る。このため、微小欠陥密度は１０個／cm2 以下でなけ
ればならない。また、酸素濃度が０．９×１０18cm-3以
上のＳｉ基板を用いた場合、半導体装置の製造プロセス
中の熱工程により、Ｓｉ基板内部に微小欠陥（酸素析
出）２０５を形成する事ができる。しかし、表面の微小
欠陥密度が０．０１個／cm2 以下では、基板内部に酸素
析出させる事が困難な事が判明している。このため、Ｓ
ｉ基板表面の微小欠陥密度は、０．０１個／cm2 以上と
しなければならない。また、１１００℃で３時間以上の
熱処理工程は、雰囲気を特に規定する必要はない。温
度、時間の条件が合えば、ウェル拡散工程等の高温工程
と同時に行っても良い。
【００７３】基板酸素濃度が０．９×１０18cm-3以下で
は、製造プロセス中の熱工程により、Ｓｉ基板内部に微
小欠陥を十分に形成する事はできない。逆に、１．２×
１０18cm-3以上では、酸素濃度が高すぎて、基板表面の
微小欠陥を消滅させる事ができない。このため、基板中
酸素濃度は０．９×１０18〜１．２×１０18cm-3とする
必要がある。
は、製造プロセス中の熱工程により、Ｓｉ基板内部に微
小欠陥を十分に形成する事はできない。逆に、１．２×
１０18cm-3以上では、酸素濃度が高すぎて、基板表面の
微小欠陥を消滅させる事ができない。このため、基板中
酸素濃度は０．９×１０18〜１．２×１０18cm-3とする
必要がある。
【００７４】以下に本実施例を２つの従来例との関係で
説明する。 ＜実施例＞ Ｂドープ、面方位（１００）、ＳｉＣz ウェーハ（比抵
抗４〜６Ω・cm，酸素濃度１．０×１０18cm-3）をアル
カリ性エッチング液（ＮＨ4 ＯＨ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ＝
１：１：５（重量比））で１００オングストロームエッ
チングする。この後、大きさが０．１〜０．２μｍの表
面微小欠陥の密度が５個／cm2のＳｉウェーハを選択す
る。このウェーハを用いて周辺ＣＭＯＳ構造の４ＭＤＲ
ＡＭを試作した。Ｗｅｌｌ工程熱処理は、１１５０℃、
５時間とした。 ＜従来例１＞ 表面微小欠陥についての評価を行なうことなしに、Ｓｉ
ウェーハについて上記の実施例と同様にして４ＭＤＲＡ
Ｍを試作した。 ＜従来例２＞ 表面微小欠陥についての評価を行なうことなしに、Ｓｉ
ウェーハに対してＩＧ熱処理（１１７５℃５時間、さら
に７５０℃２０時間）を行ない、他は上記実施例と同様
にして、４ＭＤＲＡＭを試作した。
説明する。 ＜実施例＞ Ｂドープ、面方位（１００）、ＳｉＣz ウェーハ（比抵
抗４〜６Ω・cm，酸素濃度１．０×１０18cm-3）をアル
カリ性エッチング液（ＮＨ4 ＯＨ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ＝
１：１：５（重量比））で１００オングストロームエッ
チングする。この後、大きさが０．１〜０．２μｍの表
面微小欠陥の密度が５個／cm2のＳｉウェーハを選択す
る。このウェーハを用いて周辺ＣＭＯＳ構造の４ＭＤＲ
ＡＭを試作した。Ｗｅｌｌ工程熱処理は、１１５０℃、
５時間とした。 ＜従来例１＞ 表面微小欠陥についての評価を行なうことなしに、Ｓｉ
ウェーハについて上記の実施例と同様にして４ＭＤＲＡ
Ｍを試作した。 ＜従来例２＞ 表面微小欠陥についての評価を行なうことなしに、Ｓｉ
ウェーハに対してＩＧ熱処理（１１７５℃５時間、さら
に７５０℃２０時間）を行ない、他は上記実施例と同様
にして、４ＭＤＲＡＭを試作した。
【００７５】上記実施例は当然１つの実施例に過ぎな
い。従来例１は通常の従来例である。従来例２は、特に
ＩＧ法を用いた場合である。試作した４ＭＤＲＡＭの製
造歩留りを調べてみた。図１０に示すように、 従来例１＞従来例２＞実施例１ の順であり、歩留りの偏差は、 従来例１＞従来例２＞実施例 の順であった。実施例では、歩留り及び偏差のいづれ
も、従来例１，２よりも優れている事がわかった。
い。従来例１は通常の従来例である。従来例２は、特に
ＩＧ法を用いた場合である。試作した４ＭＤＲＡＭの製
造歩留りを調べてみた。図１０に示すように、 従来例１＞従来例２＞実施例１ の順であり、歩留りの偏差は、 従来例１＞従来例２＞実施例 の順であった。実施例では、歩留り及び偏差のいづれ
も、従来例１，２よりも優れている事がわかった。
【００７６】試作した４ＭＤＲＡＭ表面の結晶欠陥密度
を調べた所、 実施例（０個／cm2 ）＜従来例２＜従来例１ であった。また、ウェーハ内部微小欠陥密度は、 実施例〜従来例２＞＞従来例１〜０個／cm2 であった。以上より、従来例１では、図９に示すよう
に、表面欠陥２０３の密度が高いため、製造歩留りが低
く、また内部微小欠陥がほとんどないため、ゲッター効
果がなく、歩留りの偏差が大きかったと考えられる。従
来例２では、図ｄ２に示すように、内部微小欠陥のた
め、歩留りの偏差は、従来例１よりは小さく、歩留りも
向上した。しかしＩＧ熱処理時に、基板表面の微小欠陥
の消滅が十分ではなく、基板表面に残存した微小欠陥の
ため、製造歩留り、偏差共に実施例より劣ったものと考
えられる。実施例では、図８に示すように、先に述べた
効果のため、製造プロセス中の熱工程で基板内部に微小
欠陥が形成され、またＷｅｌｌ工程のため表面の微小欠
陥はほぼ０となったのである。
を調べた所、 実施例（０個／cm2 ）＜従来例２＜従来例１ であった。また、ウェーハ内部微小欠陥密度は、 実施例〜従来例２＞＞従来例１〜０個／cm2 であった。以上より、従来例１では、図９に示すよう
に、表面欠陥２０３の密度が高いため、製造歩留りが低
く、また内部微小欠陥がほとんどないため、ゲッター効
果がなく、歩留りの偏差が大きかったと考えられる。従
来例２では、図ｄ２に示すように、内部微小欠陥のた
め、歩留りの偏差は、従来例１よりは小さく、歩留りも
向上した。しかしＩＧ熱処理時に、基板表面の微小欠陥
の消滅が十分ではなく、基板表面に残存した微小欠陥の
ため、製造歩留り、偏差共に実施例より劣ったものと考
えられる。実施例では、図８に示すように、先に述べた
効果のため、製造プロセス中の熱工程で基板内部に微小
欠陥が形成され、またＷｅｌｌ工程のため表面の微小欠
陥はほぼ０となったのである。
【００７７】本実施例では、アルカリ性溶液としてＮＨ
4 ＯＨ＋Ｈ2 Ｏ2 を例として述べたが、ｐＨ７以上であ
れば良い。エッチング深さは、５オングストローム以下
では、微小欠陥を検出するのが困難である。２００オン
グストローム以上では、表面が荒れて微小欠陥を検出す
るのがやはり困難である。実施例では、表面微小欠陥密
度５個／cm2 の場合を示したが、０．０１〜１０個／cm
2 の場合ならば、実施例と同様の効果が得られる。その
理由は先に述べた通りである。また、実施例ではデバイ
ス製造プロセス中の熱処理を１１５０℃で５時間とした
が、この効果は１１００℃以上、３時間以上の熱工程で
あれば期待できる。上記条件以外の場合は、表面の微小
欠陥が消滅しにくくなり、実用上問題である。また、本
実施例ではＣＺＰ型（１００）ウェーハについて述べた
が、本発明の効果は結晶の育成法、導電型、面方位、比
抵抗に依存しない。
4 ＯＨ＋Ｈ2 Ｏ2 を例として述べたが、ｐＨ７以上であ
れば良い。エッチング深さは、５オングストローム以下
では、微小欠陥を検出するのが困難である。２００オン
グストローム以上では、表面が荒れて微小欠陥を検出す
るのがやはり困難である。実施例では、表面微小欠陥密
度５個／cm2 の場合を示したが、０．０１〜１０個／cm
2 の場合ならば、実施例と同様の効果が得られる。その
理由は先に述べた通りである。また、実施例ではデバイ
ス製造プロセス中の熱処理を１１５０℃で５時間とした
が、この効果は１１００℃以上、３時間以上の熱工程で
あれば期待できる。上記条件以外の場合は、表面の微小
欠陥が消滅しにくくなり、実用上問題である。また、本
実施例ではＣＺＰ型（１００）ウェーハについて述べた
が、本発明の効果は結晶の育成法、導電型、面方位、比
抵抗に依存しない。
【００７８】本実施例の１つの特徴は、アルカリ性溶液
による基板表面のエッチング深さを５〜２００オングス
トロームと極めて浅くしたことにある。このため、汚染
等の問題がなければ、微小欠陥をチェックしたウェーハ
をデバイス製造に使用できる。
による基板表面のエッチング深さを５〜２００オングス
トロームと極めて浅くしたことにある。このため、汚染
等の問題がなければ、微小欠陥をチェックしたウェーハ
をデバイス製造に使用できる。
【００７９】この実施例では、４ＭＤＲＡＭを一例とし
て述べたが、ＭＯＳ，Ｂｉｐｏｌａ，ＢｉＣＭＯＳ等の
半導体デバイスに対しても上記実施例と同様の効果を確
認した。
て述べたが、ＭＯＳ，Ｂｉｐｏｌａ，ＢｉＣＭＯＳ等の
半導体デバイスに対しても上記実施例と同様の効果を確
認した。
【００８０】上記第９の実施例によれば、非常に平易な
方法で、半導体デバイスにおける結晶起因の不良を低減
し、デバイスの製造歩留りを向上する事が可能となる。
また、Ｓｉ基板内部の微小欠陥制御も可能である。この
ため、プロセス汚染等のプロセス起因の製造歩留り低下
も防止できる。ちなみに、４ＭＤＲＡＭでは、本実施例
の使用により、１０〜１５％の歩留り向上が確認でき
た。
方法で、半導体デバイスにおける結晶起因の不良を低減
し、デバイスの製造歩留りを向上する事が可能となる。
また、Ｓｉ基板内部の微小欠陥制御も可能である。この
ため、プロセス汚染等のプロセス起因の製造歩留り低下
も防止できる。ちなみに、４ＭＤＲＡＭでは、本実施例
の使用により、１０〜１５％の歩留り向上が確認でき
た。
【００８１】
【発明の効果】本発明によれば、高品質の半導体基板及
びその製造方法並びに高品質の半導体装置を提供できる
と共に、半導体基板の検査、評価を容易且つ高精度に行
い得る方法を提供できる。
びその製造方法並びに高品質の半導体装置を提供できる
と共に、半導体基板の検査、評価を容易且つ高精度に行
い得る方法を提供できる。
【図１】本発明の一実施例の検査方法に使用する装置の
一例を示す断面図。
一例を示す断面図。
【図２】本発明によって選別した半導体を用いて製造し
たＤＲＡＭと従来の半導体基板を用いて製造したＤＲＡ
Ｍのそれぞれの電荷保持特性合格率を比較して示す線
図。
たＤＲＡＭと従来の半導体基板を用いて製造したＤＲＡ
Ｍのそれぞれの電荷保持特性合格率を比較して示す線
図。
【図３】本発明の検査方法により検出されているもの
が、結晶欠陥であることを示す図。
が、結晶欠陥であることを示す図。
【図４】電荷保持特性合格率の基板表面微小欠陥依存を
示す特性図。
示す特性図。
【図５】実験プロセスの順序を示すフローチャート。
【図６】光散乱点密度に対する４ＭＤＲＡＭ平均歩留り
特性図。
特性図。
【図７】実験結果を示すグラフ。
【図８】半導体デバイス製造プロセス前後の半導体基板
の断面図。
の断面図。
【図９】従来の半導体のデバイス製造プロセス前後の半
導体基板の断面図。
導体基板の断面図。
【図１０】実施例での製造歩留りを実施例と従来例で比
較した図。
較した図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 窪 田 敦 子 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式 会社東芝 堀川町工場内 (72)発明者 沼 野 正 訓 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式 会社東芝 堀川町工場内 (72)発明者 福 井 博 之 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式 会社東芝 堀川町工場内 (56)参考文献 特開 昭56−18437（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−215041（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−178135（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−103438（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−239642（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−45272（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−130848（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−233824（ＪＰ，Ａ) 特公 昭46−27639（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (29)
- 【請求項１】少なくとも一方の端面を鏡面としたシリコ
ン基板を塩基性水溶液に浸してその鏡面をその水溶液で
選択的にエッチングして、この基板中に存在していた欠
陥に基づく０．１〜０．２μｍのエッチングピットをこ
の基板の表面に形成し、 この基板の前記鏡面にレーザ光を照射し、 少なくとも直径０．１〜０．２μｍの粒子からの散乱光
の検出を可能とした検出装置により、前記鏡面上におけ
る前記レーザ光の散乱光のうち０．１〜０．２μｍの前
記エッチングピットからの散乱光を検出し、これにより
前記０．１〜０．２μｍのエッチングピットの数を計数
することにより前記欠陥の密度を測定する、 シリコン基板の検査方法。 - 【請求項２】少なくとも一方の端面を鏡面としたシリコ
ン基板を塩基性水溶液から蒸発する蒸気に晒してその鏡
面をその蒸気で選択的にエッチングして、この基板中に
存在していた欠陥に基づく０．１〜０．２μｍのエッチ
ングピットをこの基板の表面に形成し、 この基板の前記鏡面にレーザ光を照射し、 少なくとも直径０．１〜０．２μｍの粒子からの散乱光
の検出が可能とした検出装置により、前記鏡面上におけ
る前記レーザ光の散乱光のうち０．１〜０．２μｍの前
記エッチングピットからの散乱光を検出し、これにより
前記０．１〜０．２μｍのエッチングピットの数を計数
することにより前記欠陥の密度を測定する、 半導体基板の検査方法。 - 【請求項３】請求項１又は２の検査方法で検査を行なっ
た結果、レーザ光散乱点密度が任意のエリアで０．５個
／ｃｍ２以下であるところの半導体基板。 - 【請求項４】半導体基板を熱処理するステップと、 熱処理した前記基板を塩基性水溶液で処理して、この基
板中に存在していた欠陥に基づく０．１〜０．２μｍの
エッチングピットをこの基板の表面に形成するステップ
と、 塩基性水溶液で処理した前記基板をレーザー光によって
照射して、この基板表面におけるこのレーザ光の散乱光
のうち０．１〜０．２μｍの前記エッチングピットから
の散乱光を検出し、これにより前記０．１〜０．２μｍ
のエッチングピットの数を測定することにより前記欠陥
の密度を測定するステップと、を備えることを特徴とす
る、半導体基板の評価方法。 - 【請求項５】前記塩基性水溶液による前記基板の処理
は、前記基板を前記水溶液中に浸漬する処理である、請
求項４記載の方法。 - 【請求項６】前記塩基性水溶液による前記基板の処理
は、前記基板を前記水溶液から蒸発する蒸気に晒す処理
である、請求項４記載の方法。 - 【請求項７】前記レーザー光による測定は、直径０．１
μｍ以上のラテックス製球状標準粒子の検出が可能な、
照射レーザ光の乱反射光を検出する光散乱方式に沿って
行われる、請求項４〜６の１に記載の方法。 - 【請求項８】前記熱処理は、酸素及び窒素雰因気中で、
１１００℃、２時間の熱処理である、請求項４〜７の１
に記載の方法。 - 【請求項９】前記熱処理は、酸素雰因気中で、７５０
℃、３時間の熱処理である、請求項４〜７の１に記載の
方法。 - 【請求項１０】前記塩基性水溶液は、アンモニア水と、
過酸化水素水と、超純水と、の混合溶液である、請求項
４〜９の１に記載の方法。 - 【請求項１１】前記混合溶液は、アンモニア含有率２８
％のアンモニア水と、過酸化水素含有率３０％の過酸化
水素水と、超純水とを、容積比１：１：５で混合したも
のであり、この混合液を約８０℃に設定して前記基板の
処理を１５分間行う、請求項１０に記載の方法。 - 【請求項１２】前記レーザー光による測定ステップにお
いては、照射レーザ光の乱反射光を検出するレーザー光
散乱方式の基板表面欠陥検出装置を用い、その装置が有
するアルゴンイオンレーザーから波長４８８ｎｍのレー
ザー光を検出させ、かつこの検出装置は予め直径０．１
μｍ以上の球状ラテックス標準粒子が検出可能に較正し
ておく、請求項４〜１１の１に記載の方法。 - 【請求項１３】レーザー光を用いて、未処理シリコン基
板の表面の第１の散乱点を検出し、それらの点の密度を
測定するステップと、 前記シリコン基板を塩基性水溶液でエッチング処理し
て、この基板中に存在していた欠陥に基づく０．１〜
０．２μｍのエッチングピットをこの基板の表面に形成
するステップと、 前記水溶液で処理した前記基板を熱処理するステップ
と、 レーザー光を用いて、前記熱処理した処理済前記シリコ
ン基板表面の、前記エッチングピットに基づく第２の散
乱点を検出し、これらの点の密度を測定するステップ
と、 前記第１及び第２の散乱点密度の関係から前記基板を評
価するステップと、 を備えることを特徴とする、半導体基板の評価方法。 - 【請求項１４】前記基板の前記塩基性水溶液による処理
は、前記基板を前記水溶液に浸漬する処理である、請求
項１３記載の方法。 - 【請求項１５】前記基板の前記塩基性水溶液による処理
は、前記基板を前記水溶液から蒸発する蒸気に晒す処理
である、請求項１３記載の方法。 - 【請求項１６】前記塩基性水溶液はｐＨ８以上であり、
前記第１及び第２散乱点密度は大きさが０．１〜０．２
μｍの散乱点の密度である、請求項１３〜１５の１に記
載の方法。 - 【請求項１７】前記熱処理は、不活性ガス雰囲気中にお
いて１１００℃以上の温度で行う、請求項１３〜１６の
１に記載の方法。 - 【請求項１８】前記レーザー光による測定は、０．３μ
ｍの粒子の密度が１０００個／ｆｔ３以下の環境下で行
う、請求項１３〜１７の１に記載の方法。 - 【請求項１９】前記評価は、前記基板の上の大きさが
０．１〜０．２μｍの散乱点に基づく、前記第２散乱点
密度が前記第１散乱点密度の半分以下となるかどうか、
で行う、請求項１３〜１８の１に記載の方法。 - 【請求項２０】前記未処理半導体基板として、大きさが
０．１〜０．２μｍのレーザー光散乱点に基づく前記第
１散乱点密度が０．５個／ｃｍ２である基板を用いる、
請求項１４〜１９の１に記載の方法。 - 【請求項２１】請求項１３〜２０の１の評価によって選
択された半導体基板。 - 【請求項２２】シリコン基板を塩基性水溶液でエッチン
グ処理して、このシリコン基板中に存在する欠陥に基づ
いて０．１〜０．２μｍのエッチングピットをこの基板
の表面に形成するステップと、 前記基板のうち、前記エッチングピットの密度が０．５
〜２０個／ｃｍ２以下である基板を選択するステップ
と、 前記選択した基板にエピタキシャル成長を行うステップ
と、 を備えることを特徴とする、半導体基板製造方法。 - 【請求項２３】前記塩基性水溶液はｐＨ８以上のもので
あり、この水溶液による前記基板の処理は、この基板を
この水溶液に浸漬する処理である、請求項２２記載の方
法。 - 【請求項２４】前記塩基性水溶液はｐＨ８以上のもので
あり、この水溶液による前記基板の処理は、この基板を
この水溶液から蒸発する蒸気に晒す処理である、請求項
２２記載の方法。 - 【請求項２５】前記基板として、酸素濃度が９．５×１
０１７〜１２×１０１７ａｔｍｓ／ｃｍ３のものを用い
る、請求項２２〜２４の１に記載の方法。 - 【請求項２６】塩基性水溶液でエッチング処理して、こ
の基板中に存在していた欠陥に基づく０．１〜０．２μ
ｍのエッチングピットをこの基板の表面に形成したシリ
コン基板のうち、表面に形成した、欠陥に基づく０．１
〜０．２μｍのエッチングピットの密度が０．５〜２０
個／ｃｍ２以下のものの表面にエピタキシャル成長させ
た、半導体基板。 - 【請求項２７】前記基板として、酸素濃度が９．５×１
０１７〜１２×１０１７ａｔｍｓ／ｃｍ３のものを用い
た、請求項２６記載の半導体基板。 - 【請求項２８】シリコン基板をアルカリ性溶液で５〜２
００オングストロームだけエッチングして、この基板中
に存在していた欠陥に基づく０．１〜０．２μｍのエッ
チングピットをこの基板の表面に形成するステップと、 前記基板のうち、０．１〜０．２μｍのエッチングピッ
トを検出し、これらのエッチングピットの密度が０．０
１〜１０個／ｃｍ２のものを選択するステップと、 前記基板を用いて、１１００℃以上の温度での３時間の
熱処理工程を含むプロセスで、前記基板に各種デバイス
を形成するステップと、 を備えたことを特徴とする、半導体装置の製造方法。 - 【請求項２９】前記基板として、基板中の酸素濃度が
０．３９×１０１８〜１．２×１０１８ａｔｍｓ／ｃｍ
３のものを用いる、請求項２８記載の方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3062100A JP2680482B2 (ja) | 1990-06-25 | 1991-03-26 | 半導体基板、半導体基板と半導体装置の製造方法、並びに半導体基板の検査・評価方法 |
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