WO2018061337A1 - シリコンウェーハの評価方法、シリコンウェーハ製造工程の評価方法、シリコンウェーハの製造方法およびシリコンウェーハ - Google Patents

シリコンウェーハの評価方法、シリコンウェーハ製造工程の評価方法、シリコンウェーハの製造方法およびシリコンウェーハ Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a silicon wafer evaluation method, a silicon wafer manufacturing process evaluation method, a silicon wafer manufacturing method, and a silicon wafer.
  • a light scattering type surface inspection device is a device that irradiates light on the sample surface to be evaluated and detects abnormal species existing on the sample surface to be evaluated based on the scattered light from this surface. It is also called an inspection device or a surface inspection machine. Since the light scattering surface inspection apparatus can easily evaluate the entire surface of the object to be evaluated by scanning the irradiation light, it is widely used for the evaluation of abnormal species existing on the silicon wafer surface.
  • abnormal species present on the surface of a silicon wafer include local shape anomalies (defects) on concave or convex surfaces and surface-attached foreign substances called particles.
  • the presence of such an abnormal species on the surface of a silicon wafer used as a semiconductor substrate, or the presence of an abnormal species on a part of the surface causes deterioration in device characteristics of the semiconductor device. Therefore, in the field of manufacturing silicon wafers, for example, the presence of abnormal species on the surface of the silicon wafer (for example, the number and distribution) is evaluated, and silicon is controlled so as to suppress the introduction of abnormal species on the surface based on the evaluation results. Management of the manufacturing process of a wafer is performed.
  • One embodiment of the present invention provides a new method capable of evaluating an abnormal species present on the surface of a silicon wafer with high sensitivity.
  • One embodiment of the present invention provides: A first determination for inspecting the surface of the silicon wafer to be evaluated by a light scattering surface inspection apparatus (hereinafter also referred to as “surface inspection apparatus”) to determine the presence or absence of abnormal species; and A region where the presence of abnormal species is not confirmed in the first determination of the surface of the silicon wafer to be evaluated is observed with an atomic force microscope (AFM) to determine the presence or absence of abnormal species Judgment, A silicon wafer evaluation method (hereinafter, also simply referred to as “evaluation method”), About.
  • a light scattering surface inspection apparatus hereinafter also referred to as “surface inspection apparatus”
  • a region where the presence of abnormal species is not confirmed in the first determination of the surface of the silicon wafer to be evaluated is observed with an atomic force microscope (AFM) to determine the presence or absence of abnormal species Judgment
  • a silicon wafer evaluation method hereinafter, also simply referred to as “evaluation method”
  • the evaluation method includes a first determination performed by the light scattering surface inspection apparatus and a second determination performed by the AFM.
  • the second determination is performed in a region where the presence of abnormal species has not been confirmed in the first determination.
  • AFM has been conventionally used for evaluating surface roughness and observing the shape of abnormal species detected by a light scattering surface device.
  • the use of AFM for the detection of abnormal species in a region where no abnormal species were confirmed by the light scattering surface inspection apparatus was first carried out as a result of intensive studies by the inventor. It is.
  • the presence state of the abnormal species on the silicon wafer surface can be evaluated with higher sensitivity than the evaluation performed using only the light scattering surface inspection apparatus. it can.
  • the abnormal species on the surface of the silicon wafer is used to include concave defects, convex defects, and foreign substances attached to the surface. Specific embodiments of the abnormal species will be described later.
  • the abnormal species is a processing-induced defect.
  • the abnormal species is one or more abnormal species selected from the group consisting of concave defects and convex defects.
  • the silicon wafer to be evaluated is a polished wafer having a polished surface, and this polished surface is a surface for determining the presence or absence of the abnormal species.
  • the abnormal species is a linear defect.
  • the linear defect includes a linear defect having a width of 200 nm or less.
  • the second determination includes determining whether or not there is a linear defect having a width of 200 nm or less.
  • a further aspect of the invention provides: Evaluating the silicon wafer manufactured in the silicon wafer manufacturing process to be evaluated by the evaluation method; and Determining the necessity of process maintenance work of the silicon wafer manufacturing process to be evaluated based on the result of the evaluation; Including a silicon wafer manufacturing process evaluation method, About.
  • the silicon wafer manufacturing process to be evaluated is a polished wafer manufacturing process including a polishing process
  • the process maintenance operation includes a process maintenance operation of the polishing process
  • a further aspect of the invention provides: Including manufacturing a silicon wafer in the silicon wafer manufacturing process, Evaluating at least one silicon wafer manufactured in the silicon wafer manufacturing process by the evaluation method; Determining the necessity of process maintenance work of the silicon wafer manufacturing process based on the result of the evaluation; As a result of the above determination, when it is determined that the process maintenance work is not required, the silicon wafer is further manufactured in the silicon wafer manufacturing process without the process maintenance work, and the process maintenance work is determined to be required. Is to further manufacture the silicon wafer in the silicon wafer manufacturing process after performing the process maintenance work of the silicon wafer manufacturing process, A method for producing a silicon wafer, About.
  • the silicon wafer manufacturing process is a polished wafer manufacturing process including a polishing process
  • the process maintenance work includes a process maintenance work of a polishing process
  • a further aspect of the invention provides: Preparing a lot of silicon wafers including a plurality of silicon wafers; Extracting at least one silicon wafer from the lot; Evaluating the extracted silicon wafer; and Subjecting at least one silicon wafer included in the same lot as a silicon wafer determined to be non-defective by the above evaluation to preparation for shipping as a product silicon wafer; Including, and Evaluation of the extracted silicon wafer is performed by the evaluation method, a method for manufacturing a silicon wafer, About.
  • the lot of silicon wafers is a lot of polished wafers.
  • a further aspect of the present invention relates to a silicon wafer in which a linear defect having a width of 200 nm or less does not exist on the surface.
  • the silicon wafer is a polished wafer.
  • a silicon wafer evaluation method capable of detecting an abnormal species on the surface of a silicon wafer with high sensitivity.
  • an evaluation method it is possible to provide a high-quality silicon wafer in which introduction of finer abnormal species on the surface is suppressed.
  • the silicon wafer evaluation method includes a first determination that determines the presence or absence of an abnormal species by inspecting the surface of an evaluation target silicon wafer with a light scattering surface inspection device, and the evaluation target silicon This includes a second determination in which the presence of the abnormal species is determined by observing the region where the presence of the abnormal species is not confirmed in the first determination on the surface of the wafer with an atomic force microscope (AFM).
  • AFM atomic force microscope
  • the silicon wafer to be evaluated in the evaluation method can be various silicon wafers and is not particularly limited.
  • the silicon wafer to be evaluated can be, for example, a silicon single crystal wafer that has been cut from a silicon single crystal ingot and then subjected to various processing steps, such as a polished wafer that has been polished and has a polished surface on the surface.
  • the silicon wafer to be evaluated may be various silicon wafers such as an epitaxial wafer having an epitaxial layer on a silicon single crystal wafer and an annealed wafer in which a modified layer is formed on the silicon single crystal wafer by annealing.
  • the evaluation target silicon wafer may be n-type or p-type. Further, the dopant concentration (that is, resistivity), oxygen concentration, etc. are not limited.
  • the diameter of the surface of the silicon wafer to be evaluated is, for example, 200 mm, 300 mm, or 450 mm, but is not particularly limited.
  • the presence or absence of abnormal species is determined on the surface of the silicon wafer to be evaluated through a two-stage determination of a first determination and a second determination.
  • abnormal species include concave defects, convex defects, and surface-attached foreign substances.
  • a concave or convex defect that is an embodiment of an abnormal species is a local shape abnormality on the surface, and the concave defect is a so-called groove.
  • convex defects are local bulges (projections) on a part of the surface.
  • Such local surface shape anomalies are usually introduced into the silicon wafer surface by mechanical or chemical processing.
  • a polished wafer is usually manufactured through sequential steps such as rough polishing, etching, mirror polishing (finish polishing), and has a polished surface (mirror surface) on the surface. Defects may be introduced into the polished surface due to processing steps such as polishing.
  • An example of such a defect is a linear defect.
  • a linear defect refers to a linear concave or convex defect, but does not require that the shape in plan view be a perfect straight line.
  • linear concave or convex defects present on the polished surface of a polished wafer are generally called scratches and are usually introduced by polishing.
  • the convex defect includes a defect called PID (Polished Induced Defect).
  • PID is usually introduced into the polished surface of a polished wafer by mirror polishing.
  • the defect is a processing-induced defect introduced into the surface of the silicon wafer in a processing step performed in the manufacturing process of the silicon wafer.
  • another aspect of the abnormal species is a surface-attached foreign substance and is generally called a particle.
  • the abnormal species to be determined in the evaluation method may be any abnormal species in any of the above aspects. Regardless of the type of abnormal species, various abnormal types existing on the surface of the silicon wafer to be evaluated may be determined, or a specific abnormal type may be selectively determined. In the evaluation method, the presence / absence of an abnormal species on the surface of the silicon wafer to be evaluated is determined through a two-stage determination of a first determination and a second determination. Details of the determination of the abnormal species will be described in more detail below.
  • the surface of the silicon wafer to be evaluated is inspected with a light scattering surface inspection apparatus to determine the presence or absence of abnormal species.
  • a light scattering surface inspection apparatus a light scattering surface inspection apparatus having a known configuration can be used without any limitation.
  • a light scattering type surface inspection device usually scans the surface of a silicon wafer to be evaluated with laser light and measures the light scattering intensity from the abnormal species present on the surface, thereby determining the position and optical size of the abnormal species. recognize.
  • the laser light ultraviolet light, visible light or the like can be used, and the wavelength is not particularly limited.
  • Ultraviolet light refers to light having a wavelength range of less than 400 nm
  • visible light refers to light having a wavelength range of 400 to 600 nm.
  • Specific examples of commercially available light scattering surface inspection apparatuses include Surfscan series SP1, SP2, SP3, SP5 manufactured by KLA TENCOR. However, these apparatuses are examples, and other light scattering surface inspection apparatuses can also be used.
  • the inspection by the light scattering surface inspection apparatus in the first determination may be performed by scanning a part of the surface of the evaluation target silicon wafer with a laser beam or by scanning the entire surface. Since the light scattering type surface inspection device is a device that can be easily inspected on the whole surface, the first judgment is that the surface of the silicon wafer to be evaluated is inspected by the light scattering type surface inspection device and the presence or absence of abnormal species on the whole surface Is preferably determined.
  • the presence of the abnormal species is determined by observing the region in which the presence of the abnormal species is not confirmed in the first determination with an atomic force microscope (AFM). To do.
  • AFM atomic force microscope
  • the two-step determination it is possible to detect minute abnormal species that are difficult to detect with the light scattering surface inspection apparatus by the AFM.
  • the light scattering surface inspection apparatus it may be assumed that abnormal species that have not been detected by the conventional light scattering surface inspection apparatus can be detected in the future as the sensitivity increases.
  • the evaluation method described above it is possible to detect an abnormal species that is difficult to detect with the light scattering surface inspection device before the sensitivity of the light scattering surface inspection device proceeds.
  • ⁇ AFM measurement mode is roughly divided into contact mode and non-contact mode.
  • a probe probe attached to the tip of the cantilever is brought into contact with the sample surface to scan the sample surface.
  • the non-contact mode the probe and the sample surface are brought into a non-contact state, and the probe is scanned above the sample surface while maintaining a constant distance between the probe and the sample surface.
  • Observation by AFM in the second determination may be performed in any of the above modes. The observation by the AFM in the second determination is performed so as to detect an abnormal species having a size below the detection lower limit of the light scattering surface inspection apparatus in the first determination or a size that tends to be overlooked in the light scattering surface inspection apparatus. Is preferred.
  • the detection sensitivity of abnormal species by AFM increases as the tip radius of curvature decreases. Therefore, the AFM probe has a tip radius of curvature that can detect an abnormal species having a size that is less than the detection limit of the light scattering surface inspection device in the first determination or that is likely to be overlooked by the light scattering surface inspection device. It is preferable to use a probe.
  • the radius of curvature of the AFM probe can be about 1 to 5 nm.
  • the radius of curvature of the AFM probe is not limited to the above range.
  • the number of imaging pixels can be 512 pixels ⁇ 256 pixels, but is not limited to this value.
  • the presence of a linear defect has a strong tendency to be confirmed by a light scattering surface inspection apparatus if the width of the linear defect exceeds 200 nm, and tends to be overlooked when the width is 200 nm or less. strong.
  • the width of the linear defect means a linear distance from one end to the other end of the defect shape (linear shape) in plan view.
  • AFM for example, a linear defect having a width of 80 to 200 nm or less can be detected. However, it is also possible to detect a linear defect having a width exceeding 200 nm but missed by the light scattering surface inspection apparatus by AFM.
  • the observation by the AFM in the second determination is performed in at least a part of the region in which the presence of the abnormal species is not confirmed in the first determination, and may be performed in the entire region or in a specific region. May be.
  • the specific region You may perform a 2nd determination only by.
  • the silicon wafer can be evaluated based on the presence state of the abnormal species on the silicon wafer surface.
  • the evaluation items include the number of abnormal species whose presence has been confirmed (detected) on the silicon wafer surface, the distribution state, and the like. For example, a threshold is set for the total number of abnormal species detected in the first determination and the number of abnormal species detected in the second determination.
  • the evaluation criteria include determining a pass level and determining that there is an abnormal species at a specific position where the presence of the abnormal species should be excluded. The result of such an evaluation can be used for determining whether or not the process maintenance work for the silicon wafer is necessary, determining whether or not the sampling inspection is good. Details thereof will be described later.
  • One aspect of the present invention is to evaluate a silicon wafer manufactured in a silicon wafer manufacturing process to be evaluated by the above-described evaluation method, and process maintenance work of the silicon wafer manufacturing process to be evaluated based on the result of the evaluation. It is related with the evaluation method of the silicon wafer manufacturing process including determining the necessity. Below, the evaluation method of the said silicon wafer manufacturing process is demonstrated still in detail.
  • Examples of the silicon wafer manufacturing process to be evaluated include the processes for manufacturing various silicon wafers described above.
  • a polished wafer is obtained by cutting (slicing) a silicon wafer from a silicon single crystal ingot grown by the Czochralski method (CZ method), rough polishing (eg lapping), etching, mirror polishing (finish polishing), It can be manufactured by a manufacturing process including cleaning performed between the processing steps or after the processing step.
  • An annealed wafer can be manufactured by subjecting a polished wafer manufactured as described above to an annealing process.
  • An epitaxial wafer can be manufactured by vapor-phase growing (epitaxial growth) of an epitaxial layer on the surface of a polished wafer manufactured as described above.
  • the necessity of process maintenance work in the manufacturing process of such various silicon wafers can be determined by the evaluation method of the silicon wafer manufacturing process.
  • the process maintenance work means that at least one selected from the group consisting of replacement of a member of the manufacturing apparatus, repair of the member, cleaning of the member, and replacement of the chemical solution in the manufacturing process is performed.
  • deterioration of members and chemicals causes abnormal species to be introduced into the surface of a silicon wafer manufactured in the silicon wafer manufacturing process.
  • by performing the process maintenance operation as described above it is possible to suppress the introduction of abnormal species on the surface of the silicon wafer manufactured in the silicon wafer manufacturing process.
  • the evaluation method of the silicon wafer manufacturing process based on the result obtained by evaluating the silicon wafer manufactured in the silicon wafer manufacturing process to be evaluated by the silicon wafer evaluation method according to one aspect of the present invention.
  • the necessity of the process maintenance work of the silicon wafer manufacturing process to be evaluated is determined. That is, the necessity of the process maintenance work can be determined using the result obtained by the evaluation by the silicon wafer evaluation method according to one embodiment of the present invention as an index. Whether or not the process maintenance work is necessary can be determined based on, for example, the above-described evaluation criteria regarding the silicon wafer. Determination criteria such as a threshold value for determining that process maintenance work is required are not particularly limited, and can be set according to the quality required for the product silicon wafer.
  • the process maintenance work of the silicon wafer manufacturing process is performed.
  • the process maintenance work is as described above.
  • specific examples of the process maintenance work include replacement of the polishing cloth and replacement of the slurry containing the abrasive grains. .
  • deterioration of the polishing cloth or slurry may cause a linear concave or convex defect called scratch to be introduced into the polished surface of the polished wafer.
  • the scratches present on the polished surface of the polished wafer manufactured in the manufacturing process to be evaluated were evaluated based on the silicon wafer evaluation method according to one embodiment of the present invention, and the results obtained (existence of scratches on the polished surface) If the process maintenance work of the polishing process is performed based on the state), it is possible to suppress the introduction of scratches on the polished surface of the polished wafer after the process maintenance work.
  • Silicon wafer manufacturing method, silicon wafer One aspect of the present invention includes manufacturing a silicon wafer in a silicon wafer manufacturing process, wherein at least one silicon wafer manufactured in the silicon wafer manufacturing process is evaluated by the evaluation method, and the result of the evaluation Based on the above, determining whether or not the process maintenance work of the silicon wafer manufacturing process is necessary, and if it is determined that the process maintenance work is not required as a result of the determination, in the silicon wafer manufacturing process without the process maintenance work If the silicon wafer is further manufactured, and it is determined that the process maintenance work is required, the silicon wafer manufacturing process further performs the silicon wafer manufacturing process after the silicon wafer manufacturing process is performed. Manufacturing method of silicon wafer including (hereinafter referred to as “Production Method 1” Mounting to.) On.
  • Manufacturing method 1 includes evaluating a silicon wafer manufacturing process by the silicon wafer manufacturing process evaluation method according to one aspect of the present invention described above, and performing process maintenance work as necessary. Details of the manufacturing process evaluation and process maintenance work are as described above. As described above, it is possible to provide a high-quality silicon wafer in which introduction of abnormal species on the surface is suppressed by determining whether process maintenance work is necessary and performing process maintenance work as necessary.
  • a plurality of silicon wafers are manufactured continuously or intermittently.
  • the number of silicon wafers to be evaluated may be one or more of the plurality of silicon wafers thus manufactured, and may be two or more.
  • the number of silicon wafers to be evaluated is particularly limited. It is not something.
  • One aspect of the manufacturing method 1 is a method for manufacturing a polished wafer, and details of process maintenance work and the like are as described above.
  • the manufacturing method 1 is not limited to the manufacturing method of a polished wafer, It can also be the manufacturing method of the various silicon wafers illustrated previously.
  • One embodiment of the present invention provides a lot of silicon wafers including a plurality of silicon wafers, extracting at least one silicon wafer from the lot, evaluating the extracted silicon wafer, and Subjecting at least one silicon wafer included in the same lot as a silicon wafer determined to be non-defective by the above evaluation to preparation for shipping as a product silicon wafer, and evaluating the extracted silicon wafer
  • This relates to a silicon wafer manufacturing method (hereinafter referred to as “manufacturing method 2”) performed by the above evaluation method.
  • Manufacturing method 2 includes performing a lot sampling inspection and evaluating a sampled (sampling) silicon wafer by the silicon wafer evaluation method according to one embodiment of the present invention. If the sampled silicon wafer is determined to be non-defective as a result of the evaluation, at least one silicon wafer included in the same lot as the silicon wafer is prepared for shipment as a product silicon wafer. On the other hand, if the product is determined to be defective, it is not shipped as a product, or after being subjected to a process for removing or reducing abnormal species, it is prepared for shipment as a product silicon wafer. In this way, it is possible to provide a high-quality silicon wafer in which the introduction of abnormal species on the surface is suppressed. Examples of preparation for shipping as a product silicon wafer include packaging.
  • whether the silicon wafer sampled and evaluated is a good product or a defective product can be determined based on the evaluation criteria for the silicon wafer described above.
  • Determination criteria such as a threshold value for determining a defective product are not particularly limited, and can be set according to the quality required for the product silicon wafer.
  • the sampled silicon wafer may be one or more silicon wafers in a lot, and may be two or more, and the number of sampled silicon wafers is not particularly limited.
  • One aspect of the manufacturing method 2 is a method for manufacturing a polished wafer, and the lot of the silicon wafer is a lot of a polished wafer.
  • the details of the method for producing a polished wafer are as described above.
  • the manufacturing method 2 is not limited to the manufacturing method of a polished wafer, It can also be the manufacturing method of the various silicon wafers illustrated previously.
  • the existence state of abnormal species on the surface of the silicon wafer is evaluated with higher sensitivity than the evaluation performed only by the light scattering surface inspection apparatus.
  • a high-quality silicon wafer can be provided.
  • a silicon wafer in which a linear defect having a width of 200 nm or less does not exist on the surface is, according to one embodiment of the present invention, there is provided a silicon wafer in which a linear defect having a width of 200 nm or less does not exist on the surface.
  • a silicon wafer manufactured by the manufacturing method 1 or the manufacturing method 2 is also provided.
  • Such a silicon wafer may be a polished wafer in one aspect, but is not limited to this, and may be various silicon wafers exemplified above.
  • Silicon wafers cut (sliced) from a silicon single crystal ingot grown by the CZ method are subjected to rough polishing (lapping), etching with an etchant, mirror polishing (finish polishing) and cleaning.
  • a polished wafer having a diameter of 300 mm was obtained.
  • Second determination A plurality of locations in the region where no linear defect was detected in the first determination was observed by AFM, and the linear defect was detected.
  • the measurement conditions of the AFM were a probe tip radius of curvature of 2 to 3 nm, an imaging pixel number of 512 pixels ⁇ 256 pixels, a measurement area of 20 ⁇ m ⁇ 20 ⁇ m, and a measurement mode of a non-contact mode.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of linear defects observed on the surface of a polished wafer to be evaluated.
  • the linear defect indicated by the solid line is a linear defect confirmed by the light scattering surface inspection apparatus by the first determination
  • the linear defect indicated by the dotted line is the second defect. It is a linear defect confirmed by AFM by determination.
  • the length of the solid line and broken line in the figure is only shown schematically.
  • linear defects were confirmed in 7 out of 10 areas in which no linear defects were confirmed in the first determination.
  • An example of the AFM image of the linear defect thus confirmed is shown in FIG.
  • the linear defects detected at the seven locations in the second determination were all linear defects having a width of 200 nm or less (specifically, concave linear defects having a width of 90 nm to 200 nm).
  • arbitrary 7 pieces are extracted from the linear defects observed in the first determination, and the above 3.
  • One embodiment of the present invention is useful in the field of manufacturing various silicon wafers.

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Abstract

評価対象シリコンウェーハの表面を光散乱式表面検査装置によって検査して異常種の存在の有無を判定する第一の判定、および、評価対象シリコンウェーハの表面の第一の判定において異常種の存在が確認されなかった領域を原子間力顕微鏡によって観察して異常種の存在の有無を判定する第二の判定を含むシリコンウェーハの評価方法が提供される。

Description

シリコンウェーハの評価方法、シリコンウェーハ製造工程の評価方法、シリコンウェーハの製造方法およびシリコンウェーハ 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１６年９月２９日出願の日本特願２０１６－１９１２１２号の優先権を主張し、その全記載は、ここに特に開示として援用される。
　本発明は、シリコンウェーハの評価方法、シリコンウェーハ製造工程の評価方法、シリコンウェーハの製造方法およびシリコンウェーハに関する。
　シリコンウェーハ表面に存在する各種異常種の評価方法としては、光散乱式表面検査装置を用いる方法が知られている（例えば特開２００２－３４０８１１号公報（その全記載は、ここに特に開示として援用される）参照）。
　光散乱式表面検査装置は、評価対象の試料表面に光を照射し、この表面からの散乱光に基づき評価対象の試料表面に存在する異常種を検出する装置であり、レーザー表面検査装置、表面検査装置、面検査機等とも呼ばれる。光散乱式表面検査装置は、照射光を走査することにより評価対象の表面全面を容易に評価することができるため、シリコンウェーハ表面に存在する異常種の評価のために広く用いられている。
　シリコンウェーハ表面に存在する異常種としては、凹状または凸状の表面の局所的な形状異常（欠陥）と、パーティクル（Ｐａｒｔｉｃｌｅ）と呼ばれる表面付着異物とが挙げられる。このような異常種が半導体基板として用いられるシリコンウェーハの表面に存在することや、表面の一部に異常種が局在していることは、半導体デバイスのデバイス特性を低下させる原因となる。そのため、シリコンウェーハの製造分野では、例えば、シリコンウェーハ表面の異常種の存在状態（例えば数、分布状態）を評価し、その評価結果に基づき、表面への異常種の導入を抑制するようにシリコンウェーハの製造工程を管理することが行われている。
　更に、より微細化された半導体デバイスでは、従来より微小な異常種であってもデバイス特性を低下させる原因となる。そのため、近年の半導体デバイスの更なる微細化に伴い、より微小な異常種の表面への導入が抑制された高品質なシリコンウェーハを提供することへのニーズはますます高まっている。かかる状況下、より高感度にシリコンウェーハ表面の異常種を検出することができれば、従来より微小な異常種の表面への導入が抑制された高品質なシリコンウェーハを提供することが可能になる。
　本発明の一態様は、シリコンウェーハの表面に存在する異常種を高感度に評価可能な新たな方法を提供する。
　本発明の一態様は、
　評価対象シリコンウェーハの表面を光散乱式表面検査装置（以下、「表面検査装置」とも記載する。）によって検査して異常種の存在の有無を判定する第一の判定、および、
　評価対象シリコンウェーハの表面の第一の判定において異常種の存在が確認されなかった領域を原子間力顕微鏡（Ａｔｏｍｉｃ　Ｆｏｒｃｅ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ＡＦＭ）によって観察して異常種の存在の有無を判定する第二の判定、
　を含む、シリコンウェーハの評価方法（以下、単に「評価方法」とも記載する。）、
　に関する。
　上記評価方法は、光散乱式表面検査装置により行われる第一の判定と、ＡＦＭにより行われる第二の判定と、を含む。第二の判定は、第一の判定において異常種の存在が確認されなかった領域において行われる。なおシリコンウェーハの評価に関して、ＡＦＭは、従来、表面粗さの評価や光散乱式表面装置で検出された異常種の形体観察のために用いられることはあった。しかし、光散乱式表面検査装置で異常種が確認されなかった領域において、異常種の検出のためにＡＦＭを用いることは、本発明者の鋭意検討の結果、初めて実施されることになったことである。これにより、光散乱式表面検査装置では確認されなかった異常種、即ち光散乱式表面検査装置では見逃された微小な異常種を、ＡＦＭによって検出することが可能になる。その結果、第一の判定および第二の判定の判定結果に基づき、シリコンウェーハ表面の異常種の存在状態を、光散乱式表面検査装置のみを用いて行う評価より更に高感度に評価することができる。
　本発明および本明細書において、シリコンウェーハ表面の異常種とは、凹状欠陥、凸状欠陥および表面付着異物を包含する意味で用いるものとする。異常種の具体的態様は後述する。
　一態様では、上記異常種は、加工起因欠陥である。
　一態様では、上記異常種は、凹状欠陥および凸状欠陥からなる群から選択される一種以上の異常種である。
　一態様では、評価対象シリコンウェーハは研磨面を有するポリッシュドウェーハであり、この研磨面が、上記異常種の存在の有無を判定する表面である。
　一態様では、上記異常種は、線状欠陥である。
　一態様では、上記線状欠陥は、幅が２００ｎｍ以下の線状欠陥を含む。
　一態様では、第二の判定は、上記幅が２００ｎｍ以下の線状欠陥の存在の有無を判定することを含む。
　本発明の更なる態様は、
　評価対象のシリコンウェーハ製造工程において製造されたシリコンウェーハを上記評価方法により評価すること、および、
　上記評価の結果に基づき、評価対象のシリコンウェーハ製造工程の工程保守作業の要否を判定すること、
　を含む、シリコンウェーハ製造工程の評価方法、
　に関する。
　一態様では、評価対象のシリコンウェーハ製造工程は研磨工程を含むポリッシュドウェーハ製造工程であり、かつ上記工程保守作業は研磨工程の工程保守作業を含む。
　本発明の更なる態様は、
　シリコンウェーハ製造工程においてシリコンウェーハの製造を行うことを含み、
　上記シリコンウェーハ製造工程において製造された少なくとも１つのシリコンウェーハを上記評価方法により評価すること、
　上記評価の結果に基づき、上記シリコンウェーハ製造工程の工程保守作業の要否を判定すること、
　上記判定の結果、工程保守作業を要さないと判定された場合には工程保守作業なしに上記シリコンウェーハの製造工程においてシリコンウェーハの製造を更に行い、工程保守作業を要すると判定された場合には上記シリコンウェーハ製造工程の工程保守作業を行った後に上記シリコンウェーハ製造工程においてシリコンウェーハの製造を更に行うこと、
　を更に含む、シリコンウェーハの製造方法、
　に関する。
　一態様では、上記シリコンウェーハ製造工程は研磨工程を含むポリッシュドウェーハ製造工程であり、かつ上記工程保守作業は研磨工程の工程保守作業を含む。
　本発明の更なる態様は、
　複数のシリコンウェーハを含むシリコンウェーハのロットを準備すること、
　上記ロットから少なくとも１つのシリコンウェーハを抽出すること、
　上記抽出されたシリコンウェーハを評価すること、および、
　上記評価により良品と判定されたシリコンウェーハと同一ロットに含まれていた少なくとも１つのシリコンウェーハを製品シリコンウェーハとして出荷するための準備に付すこと、
　を含み、かつ、
　上記抽出されたシリコンウェーハの評価を、上記評価方法によって行う、シリコンウェーハの製造方法、
　に関する。
　一態様では、上記シリコンウェーハのロットは、ポリッシュドウェーハのロットである。
　本発明の更なる態様は、幅が２００ｎｍ以下の線状欠陥が表面に存在しないシリコンウェーハに関する。
　一態様では、上記シリコンウェーハは、ポリッシュドウェーハである。
　本発明の一態様によれば、シリコンウェーハ表面の異常種を高感度に検出可能なシリコンウェーハの評価方法を提供することができる。かかる評価方法を用いることにより、表面へのより微小な異常種の導入が抑制された高品質なシリコンウェーハを提供することが可能になる。
実施例において評価対象のポリッシュドウェーハの表面において観察された線状欠陥の模式図である。 実施例において第一の判定において線状欠陥が確認されなかった領域で第二の判定により確認された線状欠陥のＡＦＭ像の一例を示す。
［シリコンウェーハの評価方法］
　本発明の一態様にかかるシリコンウェーハの評価方法は、評価対象シリコンウェーハの表面を光散乱式表面検査装置によって検査して異常種の存在の有無を判定する第一の判定、および、評価対象シリコンウェーハの表面の第一の判定において異常種の存在が確認されなかった領域を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）によって観察して異常種の存在の有無を判定する第二の判定を含む。
　以下、上記評価方法について、更に詳細に説明する。
＜評価対象のシリコンウェーハ、判定対象の異常種＞
　上記評価方法における評価対象のシリコンウェーハは、各種シリコンウェーハであることができ、特に限定されるものではない。評価対象シリコンウェーハは、例えば、シリコン単結晶インゴットから切り出した後に各種加工工程を経たシリコン単結晶ウェーハ、例えば研磨が施されて表面に研磨面を有するポリッシュドウェーハであることができる。または、評価対象シリコンウェーハは、シリコン単結晶ウェーハ上にエピタキシャル層を有するエピタキシャルウェーハ、シリコン単結晶ウェーハにアニール処理により改質層を形成したアニールウェーハ等の各種シリコンウェーハであることもできる。また、評価対象シリコンウェーハは、ｎ型であってもｐ型であってもよい。また、そのドーパント濃度（即ち抵抗率）、酸素濃度等も限定されるものではない。評価対象シリコンウェーハの表面の直径は、例えば、２００ｍｍ、３００ｍｍまたは４５０ｍｍであるが、特に限定されるものではない。
　上記評価方法では、評価対象のシリコンウェーハの表面において、第一の判定および第二の判定という二段階の判定を経て異常種の存在の有無を判定する。かかる異常種には、先に記載した通り、凹状欠陥、凸状欠陥および表面付着異物が包含される。
　異常種の一態様である凹状または凸状の欠陥とは、表面の局所的な形状異常であり、凹状欠陥とは、いわゆる溝である。一方、凸状欠陥とは、表面の一部の局所的な盛り上がり（突起）である。このような表面の局所的な形状異常は、通常、機械的または化学的な加工によりシリコンウェーハ表面に導入される。一例として、ポリッシュドウェーハは、通常、粗研磨、エッチング、鏡面研磨（仕上げ研磨）等の工程を順次経て製造され、表面に研磨面（鏡面）を有する。研磨面には、研磨等の加工工程に起因して欠陥が導入されてしまう場合がある。そのような欠陥の一例としては、線状欠陥が挙げられる。線状欠陥とは、線状の凹状または凸状の欠陥をいうが、平面視形状が完全な直線であることを要するものではない。例えば、ポリッシュドウェーハの研磨面に存在する線状の凹状または凸状の欠陥は、一般にスクラッチと呼ばれ、通常、研磨により導入される。また、凸状欠陥には、ＰＩＤ（Ｐｏｌｉｓｈｅｄ　Ｉｎｄｕｃｅｄ　Ｄｅｆｅｃｔ）と呼ばれる欠陥もある。ＰＩＤは、通常、鏡面研磨によりポリッシュドウェーハの研磨面に導入される。このように、欠陥は、一態様では、シリコンウェーハの製造工程において行われる加工工程においてシリコンウェーハ表面に導入される加工起因欠陥である。
　一方、異常種の他の一態様は、表面付着異物であり、一般にパーティクルと呼ばれる。
　上記評価方法における判定対象の異常種は、上記いずれの態様の異常種であってもよい。異常種の種類を問わずに評価対象シリコンウェーハの表面に存在する各種異常種を判定対象としてもよく、ある特定の異常種を選択的に判定対象としてもよい。上記評価方法では、第一の判定および第二の判定という二段階の判定を経て、評価対象シリコンウェーハ表面における異常種の存在の有無を判定する。異常種の判定の詳細について、以下に更に詳細に説明する。
＜第一の判定＞
　第一の判定では、評価対象シリコンウェーハの表面を、光散乱式表面検査装置によって検査して、異常種の有無を判定する。光散乱式表面検査装置としては、公知の構成の光散乱式表面検査装置を、何ら制限なく用いることができる。光散乱式表面検査装置は、通常、評価対象シリコンウェーハ表面をレーザー光によって走査し、表面に存在する異常種からの光散乱強度を測定することにより、異常種の位置および光学的な大きさを認識する。レーザー光としては、紫外光、可視光等を用いることができ、その波長は特に限定されるものではない。紫外光とは、４００ｎｍ未満の波長域の光をいい、可視光とは、４００～６００ｎｍの波長域の光をいうものとする。市販されている光散乱式表面検査装置の具体例としては、ＫＬＡ ＴＥＮＣＯＲ社製ＳｕｒｆｓｃａｎシリーズＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ５等を挙げることができる。ただしこれら装置は例示であって、その他の光散乱式表面検査装置も使用可能である。
　第一の判定における光散乱式表面検査装置による検査は、評価対象シリコンウェーハの表面の一部をレーザー光によって走査して行ってもよく、全面を走査して行ってもよい。光散乱式表面検査装置は全面検査が容易な装置であるため、第一の判定は、光散乱式表面検査装置によって評価対象シリコンウェーハ表面の全面を検査して、全面において異常種の存在の有無を判定することが好ましい。
＜第二の判定＞
　第二の判定では、上記の第一の判定の後、第一の判定において異常種の存在が確認されなかった領域を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）によって観察して異常種の存在の有無を判定する。このように二段階の判定を行うことにより、光散乱式表面検査装置では検出困難な微小な異常種をＡＦＭにより検出することができる。その結果、シリコンウェーハ表面の異常種の存在状態を、光散乱式表面検査装置のみを用いていた従来の評価と比べて、より高感度に評価することが可能になる。光散乱式表面検査装置については、高感度化の進行により、従来の光散乱式表面検査装置では検出されていなかった異常種が将来的には検出可能となる可能性も想定され得る。これに対し上記評価方法によれば、そのような光散乱式表面検査装置の高感度化の進行に先立ち、光散乱式表面検査装置では検出困難な異常種を検出することができる。
　ＡＦＭの測定モードは、コンタクトモードとノンコンタクトモードとに大別される。コンタクトモードでは、カンチレバーの先端に取り付けた探針（プローブ）を試料表面に接触させて試料表面上を走査する。一方、ノンコンタクトモードでは、探針と試料表面とを非接触状態として、探針と試料表面との間で一定の間隔を保ちながら、探針を試料表面上方で走査する。第二の判定におけるＡＦＭによる観察は、上記いずれのモードで行ってもよい。第二の判定におけるＡＦＭによる観察は、第一の判定における光散乱式表面検査装置の検出下限以下または光散乱式表面検査装置では見逃される傾向が強いサイズの異常種を検出可能なように行うことが好ましい。したがって、ＡＦＭによる観察条件は、第一の判定で用いる光散乱式表面検査装置よりも異物の検出感度が高くなるように、設定することが好ましい。例えば、ＡＦＭの探針については、先端曲率半径が小さいほどＡＦＭによる異常種の検出感度は高まる。したがって、ＡＦＭの探針としては、第一の判定における光散乱式表面検査装置の検出下限以下または光散乱式表面検査装置では見逃される傾向が強いサイズの異常種を検出可能な先端曲率半径を有する探針を用いることが好ましい。一例として、ＡＦＭの探針の曲率半径は、１～５ｎｍ程度であることができる。ただし、ＡＦＭによる異常種の検出感度は、例えばＡＦＭの撮像画素数を高めることによっても向上させることができるため、ＡＦＭの探針の曲率半径は上記範囲に限定されるものではない。撮像画素数は、一例として５１２ｐｉｘｅｌ×２５６ｐｉｘｅｌとすることができるが、この値に限定されるものではない。
　例えば線状欠陥については、本発明者の検討によれば、線状欠陥の幅が２００ｎｍ超であれば光散乱式表面検査装置によって存在が確認される傾向が強く、２００ｎｍ以下では見逃される傾向が強い。ここで線状欠陥についての幅とは、平面視の欠陥形状（線状）の一端から他端までの直線距離をいうものとする。このような光散乱式表面検査装置による検査では見逃される傾向が強い幅が２００ｎｍ以下の線状欠陥を、ＡＦＭによって検出することにより、光散乱式表面検査装置のみで行われる評価よりも高感度に評価対象シリコンウェーハ表面の異常種の存在状態を評価することが可能になる。ＡＦＭによれば、例えば幅が８０～２００ｎｍ以下の線状欠陥を検出することができる。ただしＡＦＭによって、幅が２００ｎｍ超であるが光散乱式表面検査装置による検査では見逃された線状欠陥を検出することも可能である。
　第二の判定におけるＡＦＭによる観察は、第一の判定において異常種の存在が確認されなかった領域の少なくとも一部で行われ、かかる領域の全体で行われてもよく、特定の領域で行われてもよい。例えば、評価対象シリコンウェーハ表面の中心部、Ｒ／２部（半径方向に沿ってその中央部）、エッジ部等の特定領域における異常種の存在の有無を確実に検出するために、かかる特定領域のみで第二の判定を行ってもよい。
　上記の第一の判定により得られた判定結果と第二の判定により得られた判定結果を用いて、シリコンウェーハ表面における異常種の存在状態に基づき、シリコンウェーハの評価を行うことができる。評価項目としては、シリコンウェーハ表面で存在が確認された（検出された）異常種の数、分布状態等を挙げることができる。例えば、第一の判定で検出された異常種の数と第二の判定で検出された異常種の数との合計数について閾値を設定し、合計数が閾値以下であれば異常種が少ない合格水準と判定すること、第一の判定および第二の判定の判定結果を用いて異常種をマッピング評価し、シリコンウェーハ表面に異常種が局所的に密集した異常分布状態が確認されたならば不合格水準と判定すること、異常種の存在を排除すべき特定位置に異常種が存在することが確認されたならば不合格水準と判定すること等を、評価基準として例示できる。このような評価の結果は、シリコンウェーハの工程保守作業の要否判定、抜き取り検査の良否判定等に利用することができる。それらの詳細は後述する。
　以上説明した本発明の一態様にかかる評価方法によれば、光散乱式表面検査装置のみを用いる評価と比べて高感度に、シリコンウェーハ表面の異常種の存在状態を評価することができる。
［シリコンウェーハ製造工程の評価方法］
　本発明の一態様は、評価対象のシリコンウェーハ製造工程において製造されたシリコンウェーハを上記評価方法により評価すること、および、上記評価の結果に基づき、評価対象のシリコンウェーハ製造工程の工程保守作業の要否を判定すること、を含むシリコンウェーハ製造工程の評価方法に関する。
　以下に、上記シリコンウェーハ製造工程の評価方法について、更に詳細に説明する。
　評価対象のシリコンウェーハ製造工程としては、先に記載した各種シリコンウェーハを製造するための工程を挙げることができる。例えば、ポリッシュドウェーハは、チョクラルスキー法（ＣＺ法）等により育成されたシリコン単結晶インゴットからのシリコンウェーハの切断（スライシング）、粗研磨（例えばラッピング）、エッチング、鏡面研磨（仕上げ研磨）、上記加工工程間または加工工程後に行われる洗浄を含む製造工程により製造することができる。また、アニールウェーハは、上記のように製造されたポリッシュドウェーハにアニール処理を施して製造することができる。エピタキシャルウェーハは、上記のように製造されたポリッシュドウェーハの表面にエピタキシャル層を気相成長（エピタキシャル成長）させることにより製造することができる。このような各種シリコンウェーハの製造工程の工程保守作業の要否を、上記シリコンウェーハ製造工程の評価方法により判定することができる。工程保守作業とは、製造工程における製造装置の部材の交換、部材の補修、部材の洗浄および薬液の交換からなる群から選ばれる少なくとも１つを行うことを意味するものとする。例えば、部材や薬液の劣化等は、シリコンウェーハ製造工程において製造されるシリコンウェーハ表面に異常種が導入される原因となる。これに対し、上記のような工程保守作業を行うことにより、シリコンウェーハ製造工程において製造されるシリコンウェーハ表面に異常種が導入されることを抑制することができる。ただし、工程保守作業の要否を何ら指標なく判定することは容易ではなく、また非効率的である。これに対し、上記シリコンウェーハ製造工程の評価方法では、評価対象のシリコンウェーハ製造工程において製造されたシリコンウェーハを本発明の一態様にかかるシリコンウェーハの評価方法により評価して得られた結果に基づき、評価対象のシリコンウェーハ製造工程の工程保守作業の要否を判定する。即ち、本発明の一態様にかかるシリコンウェーハの評価方法により評価して得られた結果を指標として、工程保守作業の要否を判定することができる。工程保守作業要否は、例えば、先に記載したシリコンウェーハに関する評価基準に基づき判定することができる。工程保守作業を要すると判定する閾値等の判定基準は特に限定されるものではなく、製品シリコンウェーハに求められる品質に応じて設定することができる。
　評価の結果、工程保守作業を要すると判定されたならば、シリコンウェーハの製造工程の工程保守作業を行う。工程保守作業とは、先に記載した通りである。一例として、ポリッシュドウェーハの製造工程において、研磨工程の工程保守作業を行う場合、工程保守作業の具体的態様としては、研磨布の交換、研磨砥粒を含むスラリーの交換等を挙げることができる。例えば研磨布やスラリーの劣化は、ポリッシュドウェーハの研磨面にスクラッチと呼ばれる線状の凹状または凸状の欠陥が導入される原因となる場合がある。評価対象の製造工程で製造されたポリッシュドウェーハの研磨面に存在するスクラッチについて、本発明の一態様にかかるシリコンウェーハの評価方法に基づき評価を行い、得られた結果（研磨面におけるスクラッチの存在状態）に基づき研磨工程の工程保守作業を行えば、工程保守作業後には、ポリッシュドウェーハの研磨面へのスクラッチの導入を抑制することが可能となる。
［シリコンウェーハの製造方法、シリコンウェーハ］
　本発明の一態様は、シリコンウェーハ製造工程においてシリコンウェーハの製造を行うことを含み、上記シリコンウェーハ製造工程において製造された少なくとも１つのシリコンウェーハを上記評価方法により評価すること、上記評価の結果に基づき、上記シリコンウェーハ製造工程の工程保守作業の要否を判定すること、上記判定の結果、工程保守作業を要さないと判定された場合には工程保守作業なしに上記シリコンウェーハの製造工程においてシリコンウェーハの製造を更に行い、工程保守作業を要すると判定された場合には上記シリコンウェーハ製造工程の工程保守作業を行った後に上記シリコンウェーハ製造工程においてシリコンウェーハの製造を更に行うこと、を更に含むシリコンウェーハの製造方法（以下、「製造方法１」と記載する。）に関する。
　製造方法１は、先に記載した本発明の一態様にかかるシリコンウェーハの製造工程の評価方法によりシリコンウェーハの製造工程を評価し、必要に応じて工程保守作業を行うことを含む。製造工程の評価および工程保守作業について、詳細は先に記載した通りである。このように工程保守作業の要否を判定し、必要に応じて工程保守作業を行うことにより、表面への異常種の導入が抑制された高品質なシリコンウェーハを提供することが可能となる。なおシリコンウェーハの製造工程では、通常、複数のシリコンウェーハの製造が連続的または断続的に行われる。評価に付されるシリコンウェーハは、こうして製造された複数のシリコンウェーハの中の１つ以上であればよく、２つ以上であってもよく、評価に付されるシリコンウェーハの数は特に限定されるものではない。
　製造方法１の一態様は、ポリッシュドウェーハの製造方法であり、工程保守作業等のその詳細は先に記載した通りである。ただし、製造方法１は、ポリッシュドウェーハの製造方法に限定されるものではなく、先に例示した各種シリコンウェーハの製造方法であることもできる。
　また、本発明の一態様は、複数のシリコンウェーハを含むシリコンウェーハのロットを準備すること、上記ロットから少なくとも１つのシリコンウェーハを抽出すること、上記抽出されたシリコンウェーハを評価すること、および、上記評価により良品と判定されたシリコンウェーハと同一ロットに含まれていた少なくとも１つのシリコンウェーハを製品シリコンウェーハとして出荷するための準備に付すこと、を含み、かつ、上記抽出されたシリコンウェーハの評価を、上記評価方法によって行うシリコンウェーハの製造方法（以下、「製造方法２」と記載する。）に関する。
　製造方法２は、ロット抜き取り検査を行い、サンプリング（抜き取り）されたシリコンウェーハを、本発明の一態様にかかるシリコンウェーハの評価方法により評価することを含む。そして評価の結果、サンプリングされたシリコンウェーハが良品と判定されたならば、このシリコンウェーハと同一ロットに含まれていた少なくとも１つのシリコンウェーハを、製品シリコンウェーハとして出荷するための準備に付す。一方、不良品と判定されたならば、製品としては出荷しないか、異常種を除去または低減するための工程に付した後に、製品シリコンウェーハとして出荷するための準備に付す。こうして、表面への異常種の導入が抑制された高品質なシリコンウェーハを提供することが可能になる。製品シリコンウェーハとして出荷するための準備としては、例えば、梱包等が挙げられる。
　製造方法２において、サンプリングされて評価されたシリコンウェーハが良品であるか不良品であるかは、先に記載したシリコンウェーハに関する評価基準に基づき判定することができる。不良品と判定する閾値等の判定基準は特に限定されるものではなく、製品シリコンウェーハに求められる品質に応じて設定することができる。また、サンプリングされるシリコンウェーハは、ロット内の１つ以上のシリコンウェーハであればよく、２つ以上であってもよく、サンプリングされるシリコンウェーハの数は特に限定されるものではない。
　製造方法２の一態様は、ポリッシュドウェーハの製造方法であり、上記シリコンウェーハのロットは、ポリッシュドウェーハのロットである。ポリッシュドウェーハの製造方法の詳細は先に記載した通りである。ただし、製造方法２は、ポリッシュドウェーハの製造方法に限定されるものではなく、先に例示した各種シリコンウェーハの製造方法であることもできる。
　以上説明した製造方法１または製造方法２によれば、光散乱式表面検査装置のみにより行われる評価よりも高感度にシリコンウェーハ表面の異常種の存在状態を評価した結果、その存在が低減ないし排除された高品質なシリコンウェーハを提供することができる。その結果、幅が２００ｎｍ以下の線状欠陥が表面に存在しないシリコンウェーハの提供が可能となる。即ち、本発明の一態様によれば、幅が２００ｎｍ以下の線状欠陥が表面に存在しないシリコンウェーハが提供される。更に、本発明の一態様によれば、製造方法１または製造方法２によって製造されたシリコンウェーハも提供される。かかるシリコンウェーハは、一態様ではポリッシュドウェーハであることができるが、これに限定されるものではなく、先に例示した各種シリコンウェーハであることもできる。
　以下に、本発明を実施例に基づき更に説明する。ただし、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。
１．評価対象シリコンウェーハ（ポリッシュドウェーハ）の準備
　ＣＺ法により育成したシリコン単結晶インゴットから切断（スライシング）したシリコンウェーハに、粗研磨（ラッピング）、エッチング液によるエッチング、鏡面研磨（仕上げ研磨）および洗浄を行い、直径３００ｍｍのポリッシュドウェーハを得た。
２．第一の判定
　光散乱式表面検査装置として、ＫＬＡ ＴＥＮＣＯＲ社製ＳｕｒｆｓｃａｎシリーズＳＰ３をＨＳＮ（Ｈｉｇｈ－Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ－Ｎｏｒｍａｌ）モードで用いて、上記１．で準備したポリッシュドウェーハの研磨面の全面にレーザー光を走査して線状欠陥を検出した。
３．第二の判定
　上記２．の第一の判定において線状欠陥が検出されなかった領域の複数箇所をＡＦＭにより観察し、線状欠陥を検出した。
　ＡＦＭの測定条件としては、探針先端曲率半径を２～３ｎｍ、撮像画素数を５１２ｐｉｘｅｌ×２５６ｐｉｘｅｌ、測定面積を２０μｍ×２０μｍ、測定モードはノンコンタクトモードとした。
４．評価結果
　図１は、評価対象のポリッシュドウェーハの表面において観察された線状欠陥の模式図である。図１中、実線で示されている線状欠陥は、第一の判定により光散乱式表面検査装置で確認された線状欠陥であり、点線で示されている線状欠陥は、第二の判定によりＡＦＭで確認された線状欠陥である。なお図中の実線および破線の長さは模式的に示したに過ぎない。
　第二の判定では、例えば、第一の判定において線状欠陥が確認されなかった領域の１０箇所中７箇所で、線状欠陥が確認された。こうして確認された線状欠陥のＡＦＭ像の一例を、図２に示す。第二の判定において上記７箇所で検出された線状欠陥は、いずれも幅が２００ｎｍ以下の線状欠陥（具体的には幅が９０ｎｍ～２００ｎｍの凹状の線状欠陥）であった。
　一方、第一の判定で観察された線状欠陥の中から任意の７個を抽出して上記３．と同様の測定条件でＡＦＭにより形態観察したところ、いずれも線状欠陥であり、それらの幅は２００ｎｍ超（具体的には２３０ｎｍ～３９０ｎｍの凹状の線状欠陥）であった。
　製造工程を考慮すると、上記凹状の線状欠陥は、いずれも研磨により発生したスクラッチと判断される。
　そこで、研磨工程の工程保守作業として、鏡面研磨に用いる研磨布の交換およびスラリーの交換を行った後に、再び上記１．の製造工程によりポリッシュドウェーハを得た。こうして工程保守作業後に得られたポリッシュドウェーハについて、上記２．の第一の判定および上記３．の第二の判定を行った結果、異常種の存在は確認されなかった。即ち、工程保守作業後には、幅が２００ｎｍ以下の線状欠陥が表面に存在しないポリッシュドウェーハが得られた。
　以上の結果から、
　光散乱式表面検査装置では幅が２００ｎｍ以下の線状欠陥は検出されない傾向が強いこと；および
　光散乱式表面装置に加えてＡＦＭを用いることにより、そのような線状欠陥も検出することができ、これによりシリコンウェーハ表面の欠陥を高感度に検出することが可能になること、
　が確認できる。そして、かかる評価結果を用いることにより、先に記載したように工程保守作業を行い、より微小な異常種の表面への導入が抑制されたシリコンウェーハを提供することが可能となる。
　または、上記のような評価方法を、先に記載したようにロット抜き取り検査に用いることもできる。
　本発明の一態様は、各種シリコンウェーハの製造分野において有用である。

Claims (15)

  1. 評価対象シリコンウェーハの表面を光散乱式表面検査装置によって検査して異常種の存在の有無を判定する第一の判定、および、
    評価対象シリコンウェーハの表面の第一の判定において異常種の存在が確認されなかった領域を原子間力顕微鏡によって観察して異常種の存在の有無を判定する第二の判定、
    を含む、シリコンウェーハの評価方法。
  2. 前記異常種は、加工起因欠陥である、請求項１に記載のシリコンウェーハの評価方法。
  3. 前記異常種は、凹状欠陥および凸状欠陥からなる群から選択される一種以上の異常種である、請求項１または２に記載のシリコンウェーハの評価方法。
  4. 評価対象シリコンウェーハは研磨面を有するポリッシュドウェーハであり、かつ
    前記異常種の存在の有無を判定する表面は前記研磨面である、請求項１～３のいずれか１項に記載のシリコンウェーハの評価方法。
  5. 前記異常種は、線状欠陥である、請求項１～４のいずれか１項に記載のシリコンウェーハの評価方法。
  6. 前記線状欠陥は、幅が２００ｎｍ以下の線状欠陥を含む、請求項５に記載のシリコンウェーハの評価方法。
  7. 第二の判定は、前記幅が２００ｎｍ以下の線状欠陥の存在の有無を判定することを含む、請求項６に記載のシリコンウェーハの評価方法。
  8. 評価対象のシリコンウェーハ製造工程において製造されたシリコンウェーハを請求項１～７のいずれか１項に記載の評価方法により評価すること、および、
    前記評価の結果に基づき、評価対象のシリコンウェーハ製造工程の工程保守作業の要否を判定すること、
    を含む、シリコンウェーハ製造工程の評価方法。
  9. 評価対象のシリコンウェーハ製造工程は研磨工程を含むポリッシュドウェーハ製造工程であり、かつ
    前記工程保守作業は前記研磨工程の工程保守作業を含む、請求項８に記載のシリコンウェーハ製造工程の評価方法。
  10. シリコンウェーハ製造工程においてシリコンウェーハの製造を行うことを含み、
    前記シリコンウェーハ製造工程において製造された少なくとも１つのシリコンウェーハを請求項１～７のいずれか１項に記載の評価方法により評価すること、
    前記評価の結果に基づき、前記シリコンウェーハ製造工程の工程保守作業の要否を判定すること、
    前記判定の結果、工程保守作業を要さないと判定された場合には工程保守作業なしに前記シリコンウェーハの製造工程においてシリコンウェーハの製造を更に行い、工程保守作業を要すると判定された場合には前記シリコンウェーハ製造工程の工程保守作業を行った後に前記シリコンウェーハ製造工程においてシリコンウェーハの製造を更に行うこと、
    を更に含む、シリコンウェーハの製造方法。
  11. 前記シリコンウェーハ製造工程は研磨工程を含むポリッシュドウェーハ製造工程であり、かつ
    前記工程保守作業は前記研磨工程の工程保守作業を含む、請求項１０に記載のシリコンウェーハの製造方法。
  12. 複数のシリコンウェーハを含むシリコンウェーハのロットを準備すること、
    前記ロットから少なくとも１つのシリコンウェーハを抽出すること、
    前記抽出されたシリコンウェーハを評価すること、および、
    前記評価により良品と判定されたシリコンウェーハと同一ロットに含まれていた少なくとも１つのシリコンウェーハを製品シリコンウェーハとして出荷するための準備に付すこと、
    を含み、かつ、
    前記抽出されたシリコンウェーハの評価を、請求項１～７のいずれか１項に記載の評価方法によって行う、シリコンウェーハの製造方法。
  13. 前記シリコンウェーハのロットは、ポリッシュドウェーハのロットである、請求項１２に記載のシリコンウェーハの製造方法。
  14. 幅が２００ｎｍ以下の線状欠陥が表面に存在しないシリコンウェーハ。
  15. ポリッシュドウェーハである、請求項１４に記載のシリコンウェーハ。
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