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公開番号2025112209
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-31
出願番号2024006371
出願日2024-01-18
発明の名称シリコン単結晶基板の欠陥領域の判定方法
出願人信越半導体株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 21/66 20060101AFI20250724BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】
半導体基板の欠陥領域を非破壊かつ簡便にI-rich判定する方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
回転ステージを備えたレーザ散乱式の表面検査装置を用いて鏡面研磨した面方位(100)のシリコン単結晶基板の欠陥領域を判定するシリコン単結晶基板の欠陥領域の判定方法であって、前記シリコン単結晶基板の主表面の、結晶方位が<010>方向を含む領域及び<011>方向を含む領域に存在する結晶欠陥を前記表面検査装置の斜方入射モードにより測定し、前記結晶欠陥の欠陥数または欠陥密度を求め、前記結晶方位が<010>方向を含む領域に存在する前記結晶欠陥の欠陥数または欠陥密度と、前記結晶方位が<011>方向を含む領域に存在する前記結晶欠陥の欠陥数または欠陥密度との差に基づいて、前記シリコン単結晶基板にI-rich領域が含まれているか否かの判定を行うことを特徴とするシリコン単結晶基板の欠陥領域の判定方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
回転ステージを備えたレーザ散乱式の表面検査装置を用いて鏡面研磨した面方位（１００）のシリコン単結晶基板の欠陥領域を判定するシリコン単結晶基板の欠陥領域の判定方法であって、
前記シリコン単結晶基板の主表面の、結晶方位が＜０１０＞方向を含む領域及び＜０１１＞方向を含む領域に存在する結晶欠陥を前記表面検査装置の斜方入射モードにより測定し、前記結晶欠陥の欠陥数または欠陥密度を求め、
前記結晶方位が＜０１０＞方向を含む領域に存在する前記結晶欠陥の欠陥数または欠陥密度と、前記結晶方位が＜０１１＞方向を含む領域に存在する前記結晶欠陥の欠陥数または欠陥密度との差に基づいて、前記シリコン単結晶基板にＩ－ｒｉｃｈ領域が含まれているか否かの判定を行うことを特徴とするシリコン単結晶基板の欠陥領域の判定方法。
続きを表示（約 600 文字）【請求項２】
前記結晶欠陥を測定する領域は、前記シリコン単結晶基板の主表面の、結晶方位が＜０１０＞方向及び＜０１１＞方向の軸を中心線として、該中心線から±２２．５°以内の任意の角度の範囲とすることを特徴とする請求項１に記載のシリコン単結晶基板の欠陥領域の判定方法。
【請求項３】
前記結晶欠陥を測定する領域は、前記シリコン単結晶基板の主表面の中心から半径１０ｍｍより外側の領域とすることを特徴とする請求項１に記載のシリコン単結晶基板の欠陥領域の判定方法。
【請求項４】
前記結晶欠陥を測定するときに、前記結晶欠陥の検出サイズも取得し、測定した結晶欠陥のうちの一部の検出サイズ範囲の結晶欠陥の欠陥数または欠陥密度に基づいて前記判定を行うことを特徴とする請求項１に記載のシリコン単結晶基板の欠陥領域の判定方法。
【請求項５】
同じ水準のサイズ及び密度の前記結晶欠陥を有する複数枚の前記シリコン単結晶基板に対する前記測定結果を累積して前記結晶欠陥の欠陥数または欠陥密度を求めることを特徴とする請求項１に記載のシリコン単結晶基板の欠陥領域の判定方法。
【請求項６】
前記測定前に前記シリコン単結晶基板の主表面の再研磨及び／または洗浄を行うことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシリコン単結晶基板の欠陥領域の判定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン単結晶基板の欠陥領域の判定方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、デバイスの高度化に伴い、半導体基板の欠陥領域の高精度な制御及び評価がより重要になっている。半導体基板の欠陥領域が所望の欠陥領域と異なることは、デバイス不良の原因となる。そのような欠陥領域として、例えば、格子間シリコンが過剰な領域（以下、「Ｉ－ｒｉｃｈ領域」という）、空孔が凝集した空洞が生成されやすい領域（以下、「Ｖ－ｒｉｃｈ領域」という）、酸素析出物が生成されやすい領域（ＯＳＦ領域）、欠陥が少ない領域（Ｎ領域）等があり、欠陥領域によって存在する欠陥の種類が異なる。基板がどの欠陥領域を含むかは、単結晶の製造条件や単結晶の位置によって変化することが知られている。よって、基板の製造段階で、基板の欠陥領域を判定し、望ましくない結晶欠陥を含む場合、そのような欠陥領域が生じないよう、単結晶の製造工程に迅速にフィードバックすることが求められる。
【０００３】
欠陥領域を判定する技術として、例えば、特許文献１には、半導体基板に熱処理を施し、研磨したものを表面検査装置で検査することによって半導体基板の結晶欠陥を評価する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、半導体基板に不純物金属を塗布してから熱処理を施し、研磨したものを表面検査装置で検査することによって半導体基板の結晶欠陥を評価する技術が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、表面検査装置によりシリコン単結晶基板表面の欠陥数及び／又は欠陥密度を測定し、その欠陥数及び／又は欠陥密度からシリコン単結晶基板の欠陥領域を判定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１７－２２０５８７号公報
特開２０２１－１７２５７３号公報
特開２０１７－０９２４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び２に代表される、熱処理や金属汚染による欠陥領域の顕在化手法は破壊検査である。よって、一般に、結晶から切り出した基板の一部を抜き取って検査を行う。しかし、この方法では、結晶の大部分の欠陥領域は不明である。そのため、結晶の一部のみに望ましくない欠陥領域が存在する場合、望ましくない結晶欠陥を含んだ基板が製品として出荷される恐れがあるという問題があった。
【０００８】
また、特許文献３に記載の技術について詳細に調査した結果、Ｉ－ｒｉｃｈ領域が含まれるシリコン単結晶基板については判定できない場合があるという問題が判明した。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、半導体基板のＩ－ｒｉｃｈ領域の有無を非破壊かつ簡便に判定する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、回転ステージを備えたレーザ散乱式の表面検査装置を用いて鏡面研磨した面方位（１００）のシリコン単結晶基板の欠陥領域を判定するシリコン単結晶基板の欠陥領域の判定方法であって、前記シリコン単結晶基板の主表面の、結晶方位が＜０１０＞方向を含む領域及び＜０１１＞方向を含む領域に存在する結晶欠陥を前記表面検査装置の斜方入射モードにより測定し、前記結晶欠陥の欠陥数または欠陥密度を求め、前記結晶方位が＜０１０＞方向を含む領域に存在する前記結晶欠陥の欠陥数または欠陥密度と、前記結晶方位が＜０１１＞方向を含む領域に存在する前記結晶欠陥の欠陥数または欠陥密度との差に基づいて、前記シリコン単結晶基板にＩ－ｒｉｃｈ領域が含まれているか否かの判定を行うことを特徴とするシリコン単結晶基板の欠陥領域の判定方法を提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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