JPH08306753A - シリコンウェハの品質評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリコン単結晶棒作製後、切り出したウェハ
の微小欠陥を簡易に、かつ高い信頼性で評価を行う。 【構成】 シリコン単結晶棒を作成し、これにより切り
出したウェハを弗化水素酸１８ｍｏｌ／ｌ、重クロム酸
カリウム０．０６７ｍｏｌ／ｌの濃度比の水溶液に浸漬
し、これによって生じたフローパターンを伴うピット２
と、伴わないセコエッチピット３とを計数し、その密度
によってウェハの品質評価を行う。 【効果】 上記の混合比の混合液を用いることで、ノイ
ズを極小に抑制でき、従来困難であったセコエッチピッ
トを含めた品質評価を容易にかつ極めて再現性良く行う
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の製造
に用いられるシリコンウェハの品質評価に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の弗化水素酸と、重クロム酸カリウ
ムと水の混合水溶液を用いた評価技術（特開平４−２８
５１００）では、混合液に１０〜６０分程度浸漬する。
この際に、ある種の結晶欠陥部から水素ガスが発生し、
フローパターンと呼ばれるＶ字がたのエッチングむらが
生じる。（図１中の）このようなＶ字の先端にある欠
陥は、フローパターン欠陥（図２中の）と呼ばれてお
り、これらを係数して評価を行なっていた。

【０００３】この方法は、シリコン単結晶棒を作成する
際に結晶中に導入される微小欠陥を簡易に評価できる手
段である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】弗化水素酸と重クロム
酸カリウム溶液の混合液にシリコンウェハを浸漬する
と、ある種の結晶欠陥部位から水素ガスが発生し、フロ
ーパターンと呼ばれるＶ字型のエッチングムラが生じ
る。このような欠陥はフローパターン欠陥と呼ばれる。

【０００５】フローパターン欠陥の他に、セコエッチピ
ットと呼ばれるフローパターンを伴わない欠陥が同時に
観察できる（図１中の）。前述の従来の評価技術では
セコエッチピットによって品質評価を行っていない。と
いうのは、従来の混合溶液の混合条件ではセコエッチピ
ットを外乱によって生じるノイズから識別することが困
難で、再現性が悪く、品質評価に用いるには信頼性に欠
けるという問題があるからである。

【０００６】また、セコエッチピットによる信号を、ノ
イズから識別するための高い信号雑音比が得られる弗化
水素酸と重クロム酸カリウム溶液の混合条件は未だに見
出だされるに至っていない。

【０００７】本発明は、上記の事情に基づいて成された
ものであり、ノイズを極小に抑制し、より観察に適した
エッチング面を得ることができるシリコンウェハの評価
方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明では以下のように構成した。

【０００９】請求項１記載のシリコンウェハの評価方法
は、弗化水素酸と重クロム酸カリウムとの混合液にシリ
コンウェハを浸漬し、シリコンウェハの結晶欠陥部位の
存在によって生ずるＶ字型のエッチングムラであるフロ
ーパターンと、フローパターンを伴わない結晶欠陥であ
るセコエッチピットとを計数し、これらの合計によりシ
リコンウェハの品質を評価することを特徴とするもので
ある。

【００１０】請求項２記載のシリコンウェハの品質評価
方法は、前記混合液を、弗化水素酸１８ｍｏｌ／ｌ、重
クロム酸カリウム０．０６７ｍｏｌ／ｌの濃度比の水溶
液とし、これによってシリコンウェハの品質評価を行う
ことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】請求項１記載の本発明では、フローパターンを
伴う結晶欠陥のみならず、フローパターンを伴わない結
晶欠陥であるセコエッチピットをも計数することによ
り、シリコンウェハを評価するための情報をより多く収
集できる。

【００１２】請求項２記載の本発明に記載した混合比範
囲でシリコンウェハの評価を行うことにより、評価が困
難であったセコエッチピットをも併せて評価することが
できる。特に５０ｗｔ％弗化水素酸：０．１５ｍｏｌ／
ｌ重クロム酸カリウム溶液＝１．５：１の割合で混合し
た液を用いてエッチングすると、ノイズを極力排除で
き、非常に観察に適したエッチング面を得ることができ
る。

【００１３】

【実施例】次に本発明の一実施例について説明する。

【００１４】本実施例は、シリコン半導体結晶から切り
出したウェハを弗化水素酸と硝酸の混合液で表面歪層を
除去した後、５０ｗｔ％弗化水素酸と０．１５ｍｏｌ／
ｌ重クロム酸カリウム溶液を１：１〜２：１の割合で混
合した混合液に、数分から１時間程度浸漬する。この後
ウェハ表面に現れたフローパターン欠陥と、セコエチピ
ットの合計値でシリコンウェハの品質評価を行う。

【００１５】以下に詳細な評価の手順と条件を述べる。

【００１６】酸素濃度８．５×１０¹⁷ａｔｏｍｓ／ｃｍ
³ のシリコンウエーハを数枚用意し、これらを弗化水素
酸と硝酸の混合液で表面歪層を除去した。次に５０ｗｔ
％弗化水素酸：０．１５ｍｏｌ／ｌ重クロム酸カリウム
溶液＝Ｘ：１（Ｘは０．５〜３）に混合した液をテフロ
ン容器に入れ、シリコンウェハを垂直に浸漬して、攪拌
せずに保持した。

【００１７】３０分エッチングした後、このシリコンウ
ェハに純水洗浄を施し微分干渉光学顕微鏡を用いて観察
した。この時のエッチング面のスケッチを図１に示す。
シリコンウェハ中の結晶欠陥部位に現れたフローパター
ン欠陥（図１中の）とセコエッチピット（図１中の
）を計数し品質評価を行った。

【００１８】図１に前述の弗化水素酸混合比Ｘと計数し
たエッチピットおよびノイズの体積密度との関係を示
す。このような混合比によって欠陥の現れ方が大きく異
なることが解った。また特にＸ＝１．５近傍ではノイズ
が極小に押さえられ、信頼性の高い評価ができることが
解った。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の本
発明によれば、フローパターン欠陥のみならずセコエッ
チピットをも計数し評価することによって、従来不安定
であったシリコンウェハの欠陥評価方法の信頼性を大幅
に向上させることができる。

【００２０】請求項２記載の本発明によれば、前記混合
液を、弗化水素酸１８ｍｏｌ／ｌ、重クロム酸カリウム
０．０６７ｍｏｌ／ｌの濃度比の水溶液として、この混
合液にシリコンウェハを浸漬することにより、セコエッ
チピットを観察ができ、従来不安定であったＳｉウェハ
の欠陥評価方法の信頼性を大幅に向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 シリコンウェハを弗化水素酸と重クロム酸カ
リウム溶液の混合液で選択エッチングした時、表面に現
れたエッチピットの観察図。

【図２】 弗化水素酸（５０ｗｔ％）と重クロム酸カリ
ウム（０．１５ｍｏｌ／ｌ）の混合比を変化させた時の
フローパターン欠陥とセコエッチピットの密度。

【符号の説明】

１…フローパターン（水蒸気泡の痕跡によるエッチング
ムラ）、２…フローパターン欠陥、 ３…セコエッチピ
ット、４…ノイズ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弗化水素酸と重クロム酸カリウムとの混
   合液にシリコンウェハを浸漬し、当該シリコンウェハの
   結晶欠陥部位の存在によって生ずるＶ字型のエッチング
   ムラであるフローパターンと、当該フローパターンを伴
   わない結晶欠陥であるセコエッチピットとを計数し、こ
   れらの合計によりシリコンウェハの品質を評価すること
   を特徴とするシリコンウェハの品質評化方法。
2. 【請求項２】 前記混合液を、弗化水素酸１８ｍｏｌ／
   ｌ、重クロム酸カリウム０．０６７ｍｏｌ／ｌの濃度比
   の水溶液とし、これによってシリコンウェハの品質評価
   を行うことを特徴とする請求項１記載のシリコンウェハ
   の品質評化方法。