JP2004031845A

JP2004031845A - ゲッタリング能力の評価方法

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Publication number: JP2004031845A
Application number: JP2002188922A
Authority: JP
Inventors: Toshimi Tobe; 戸部　敏視
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: JP4675542B2

Abstract

【課題】半導体ウエーハが実際に有するＩＧ能力を直接的に測定して、複数のウエーハ間の微小なＩＧ能力差を正確に評価することができるゲッタリング能力の評価方法を提供する。
【解決手段】半導体ウエーハが有するインターナルゲッタリング（ＩＧ）の能力を評価する方法であって、少なくとも２種類以上の半導体ウエーハに対し、Ｎｉによる汚染処理、熱処理、選択エッチング処理を同一条件で順次行って半導体ウエーハの表面に浅いエッチピット（シャローピット）を形成し、該ウエーハ表面に形成された浅いエッチピットの密度を測定した後、それぞれの半導体ウエーハのエッチピット密度を比較することによって、ＩＧ能力を評価することを特徴とするゲッタリング能力の評価方法。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デバイス動作に悪影響を及ぼす重金属不純物を除去するゲッタリング技術に関するものであり、特に、半導体ウエーハが有するインターナルゲッタリング（ＩＧ）の能力を評価する評価方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路等のデバイスを作製するためのウエーハとしては、主にチョクラルスキー法（ＣＺ法）によって育成したシリコン単結晶をスライスし、ラッピング、面取り、研磨等を施して作製したシリコン単結晶ウエーハが用いられている。このシリコン単結晶ウエーハに高温熱処理を施してウエーハ表面近傍を極力無欠陥化すると、デバイスの品質を向上させることができる。その特徴を最も生かしたウエーハが表面無欠陥層（Ｄｅｎｕｄｅｄ　Ｚｏｎｅ、ＤＺ）を持つウエーハであり、その優位性はほぼ証明されている。
【０００３】
一方、ウエーハのバルクには、酸素析出物等からなる内部微小欠陥（ＢｕｌｋＭｉｃｒｏ　Ｄｅｆｅｃｔｓ，以下ＢＭＤと略す）を高密度に形成することによって、重金属などの不純物を捕獲するゲッタリング能力の向上が求められている。例えば、ウエーハにデバイス形成熱処理を行う際、ウエーハが重金属不純物の汚染にさらされる機会ははなはだ多く、その重金属がデバイス動作に悪影響を及ぼすため、それらをデバイス形成領域である表面近傍から除去する必要がある。その要求に応える方法として、ゲッタリング技術がある。
【０００４】
ＣＺ法によって育成されたシリコン単結晶は製造段階にて不可避的に酸素を含有するが、その酸素濃度の制御は可能であり、目的に応じて種々の酸素濃度を持つＣＺ−シリコンウエーハを作製することができる。このようなＣＺ−シリコンウエーハに熱処理を行うと、結晶中に含まれている酸素が析出して、ウエーハ内部に酸素析出物からなるＢＭＤが形成される。このＢＭＤの周囲には結晶格子の歪みを少なからず含んでおり、この歪みに重金属不純物が捕獲される。このような方法は、種々のゲッタリング技術のうち、インターナルゲッタリング（ＩＧ：Ｉｎｔｅｒｎａｌ　Ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ）と呼ばれる方法である（イントリンシックゲッタリングとも呼ばれる）。
【０００５】
このインターナルゲッタリングにおいて、そのＩＧ能力を評価する方法の一つとして、ウエーハのバルク中に形成されたＢＭＤの密度とサイズを測定する方法がある。一般に、インターナルゲッタリングは、ウエーハのバルク中におけるＢＭＤ密度が高いほどウエーハの有するＩＧ能力は高く、またＢＭＤのサイズが大きいほどＩＧ能力が高い。従って、ＩＧ能力を評価する際には、バルク中のＢＭＤの密度とサイズを把握することが重要であり、バルク中のＢＭＤの密度とサイズを測定することによって、そのウエーハが有するＩＧ能力の評価を行うことができる。
【０００６】
しかしながら、このような評価方法は、ウエーハが有するＩＧ能力を直接的に測定して評価するものではなく、ウエーハのバルク中に存在するＢＭＤの密度及びサイズから間接的に評価を行う方法である。したがって、ＢＭＤの密度及びサイズから評価したＩＧ能力が実際に特定の重金属元素がゲッタリングされる能力であるとは必ずしも判定できず、ウエーハが有する実際のＩＧ能力を正確に評価しているとは限らなかった。
【０００７】
また、ＩＧ能力を評価する他の方法として、例えば特開２０００−６８２８０号公報に開示されているような、酸素析出物の対角線長をＬ（ｎｍ）とし、密度をＤ（個／ｃｍ^３）とした場合、Ｌ×Ｄ^０．６≧１．０×１０^７の関係が成立するか否かによりＩＧ能力を評価する方法がある。この特開２０００−６８２８０号公報では、上記の関係式を決定するために、実施例及び比較例にてウエーハにＮｉの故意汚染を施して、ウエーハ表面に形成されたシャローピット有無の観察を行い、上記関係式が成立した場合にウエーハがシャローピットの発生がなくＩＧ能力を持つことを見出しており、その結果から計算機シミュレーションによってウエーハのＩＧ能力が評価できることを示している。
【０００８】
このような方法は、第１段階としてのウエーハのＩＧ能力の評価、つまりウエーハがＩＧ能力を些少といえども持っているのか、もしくはＩＧ能力が皆無なのかを判別するには十分な方法である。しかしながら、この方法も、酸素析出物の大きさと密度からＩＧ能力を評価する間接的な評価方法であり、また本来連続的に変化するＩＧ能力の大きさをある一定の境界を設けて区別し、ＩＧ能力の有無をいずれかに判定するという極めて大まかな評価しか行えず、ウエーハが有するＩＧ能力の大きさの評価やウエーハ間のＩＧ能力差の比較を行うことはできない。
【０００９】
従って、このような従来のゲッタリング能力の評価方法は、ウエーハが有するＩＧ能力を直接的に測定するものではなく、ＩＧ能力の評価として不十分であり、実際のデバイス作製プロセスにおいて問題となるような複数のウエーハ間の微小なＩＧ能力の差を正確に評価することは困難であった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、半導体ウエーハが実際に有するＩＧ能力を直接的に測定して、複数のウエーハ間の微小なＩＧ能力差を正確に評価することができるゲッタリング能力の評価方法を提供することを主な目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、半導体ウエーハが有するインターナルゲッタリング（ＩＧ）の能力を評価する方法であって、少なくとも２種類以上の半導体ウエーハに対し、Ｎｉによる汚染処理、熱処理、選択エッチング処理を同一条件で順次行って半導体ウエーハの表面に浅いエッチピット（シャローピット）を形成し、該ウエーハ表面に形成された浅いエッチピットの密度を測定した後、それぞれの半導体ウエーハのエッチピット密度を比較することによって、ＩＧ能力を評価することを特徴とするゲッタリング能力の評価方法が提供される（請求項１）。
【００１２】
このように、２種類以上の半導体ウエーハに対し、Ｎｉによる汚染処理、熱処理、選択エッチング処理を同一条件で順次行ってウエーハ表面にエッチピットを形成し、そのエッチピット密度を測定した後、それぞれの半導体ウエーハのエッチピット密度を比較することによって、半導体ウエーハが実際に有するＩＧ能力を直接的に測定することができ、半導体ウエーハ間のＩＧ能力差を定量的にまた正確に評価することができる。さらに、デバイス作製プロセスにおいてウエーハが実際に有するＩＧ能力を高精度に評価したい場合には、実際に行われるデバイス作製プロセスの条件に基づいてＮｉによる汚染処理、熱処理を行った後、エッチピットを形成して評価を行うことによって、ウエーハがそのデバイス作製条件で実際に有するＩＧ能力を直接的に測定して、高精度に評価することが可能となる。
【００１３】
また、前記熱処理において、冷却を行う際の冷却速度を制御することが好ましい（請求項２）。
選択エッチング処理後のウエーハ表面に形成されるエッチピットの密度は、熱処理における冷却の際の冷却速度により変化する。そのため、２種類以上の半導体ウエーハのＩＧ能力を評価する際に、冷却速度を適切な速度に制御することによって、ウエーハ間のＩＧ能力の定量的な比較を正確に行うことができる。
【００１４】
このとき、前記冷却を行う際の冷却速度を、ウエーハ表面にエッチピットが１０^５／ｃｍ^２以上の密度で形成される速度に制御することが好ましい（請求項３）。
このように、冷却速度を選択エッチング処理後のウエーハ表面にエッチピットが１０^５／ｃｍ^２以上の密度で形成される速度に制御すれば、２種類以上の半導体ウエーハに形成されたエッチピットの密度を正確に比較することができるため、ＩＧ能力の評価を確実に行うことができる。
【００１５】
さらに、前記冷却を行う際の冷却速度を、１〜１００００℃／ｍｉｎの範囲に制御することが好ましい（請求項４）。
このように、冷却速度を１℃／ｍｉｎ以上に制御することによって、ウエーハ表面にエッチピットが形成される条件で熱処理を行うことができるため、ＩＧ能力の評価を正確に行うことができる。また一方、冷却速度を１００００℃／ｍｉｎを超える速度にするとウエーハ表面に形成されるエッチピットの密度が高過ぎて顕微鏡等で観察してカウントを行うのが困難となり、さらに１００００℃／ｍｉｎを超える冷却速度は簡単に実施することが可能な上限の冷却速度でもあるため、本発明では冷却速度を１００００℃／ｍｉｎ以下にすることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
従来、半導体ウエーハが有するＩＧ能力を評価する方法としては、例えば、特開２０００−６８２８０号公報に記載されている方法がある。この評価方法は、上述のように、ＢＭＤの対角線長Ｌ（ｎｍ）とＢＭＤ密度Ｄ（個／ｃｍ^３）の関係を規定して、ウエーハのＩＧ能力の有無を評価するものである。
【００１７】
本発明者等は、バルク中のＢＭＤ密度及びＢＭＤ半径を様々に変化させたときのウエーハが有するＩＧ能力について、特開２０００−６８２８０号公報を参考にして、以下のような実験を行った。
【００１８】
先ず、ＣＺ法によって直径２００ｍｍ、初期酸素濃度１８ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ：日本電子工業振興協会規格）、方位＜１００＞のシリコン単結晶インゴットを育成した。このシリコン単結晶インゴットをスライスした後、研磨加工を行い、シリコンウエーハを複数作製した。その後、これらのシリコンウエーハのバルク中にＢＭＤを形成するため、７００℃で４〜１６時間の熱処理を施し、異なる密度の酸素析出核を発生させた後、１０００℃で４〜１６時間の熱処理を施して酸素析出物を成長させ、そのサイズを制御した。
【００１９】
作製したシリコンウエーハにＮｉ原子を１０^１２ｃｍ^−２の濃度で付着させて汚染処理を行った。その後、シリコンウエーハを８００℃まで加熱し、その温度で１４分間保持することによってウエーハのバルク中にＮｉ原子を均一に拡散させた後、８００℃から室温まで２２０℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却した。熱処理後、それぞれのウエーハに選択エッチング処理を行ってウエーハ表面にシャローピット（Ｓ−ｐｉｔ）を形成し、形成されたシャローピットを光学顕微鏡にて観察した。
【００２０】
図３に、様々なＢＭＤ密度及びＢＭＤ半径を有するウエーハにおけるシャローピットの発生の有無を観察した結果を示す。図３に示す通り、ＢＭＤ密度及びＢＭＤ半径ともに大きいほどシャローピットは発生していなく、そのシャローピット発生の有無の境界は両対数グラフ上にほぼ直線で描くことができる。このようにシャローピットの有無を判定することで、特開２０００−６８２８０号公報に記載されているように、ＩＧ能力の有無が判定でき、またＢＭＤ密度とＢＭＤ半径が予め既知であれば、その大きさからＩＧ能力の有無を予想することができる。
【００２１】
しかしながら、上述のように、この方法ではウエーハが有するＩＧ能力の大きさの評価や複数のウエーハ間のＩＧ能力差の比較を行うことはできず、あくまでもウエーハが有するＩＧ能力の有無を間接的に評価する二値的な評価となる。また、特開２０００−６８２８０号公報では、ＢＭＤの対角線長Ｌ（ｎｍ）とＢＭＤ密度Ｄ（個／ｃｍ^３）の関係を導き出す際に、汚染処理、熱処理、エッチング処理を行ってシャローピットを形成し、このシャローピットの有無を観察した結果から関係式を求めているが、このとき、熱処理する際の冷却時の冷却速度については全く考慮していない。後述するように、ウエーハ表面に形成されるシャローピットが熱処理の際の冷却速度に大きく依存するものである以上、特開２０００−６８２８０号公報に記載されているＢＭＤに関する関係式は、ある特定の条件下でのＩＧ能力を評価するものでしかない。すなわち、このような評価方法においては、熱処理の際の冷却速度を厳密に規定しない限り、例えば図３に示したようなＩＧ能力の有無を区別する境界線が移動してしまうため、評価結果が全く異なるものとなり、半導体ウエーハのＩＧ能力の正確な評価を行うことはできない。
【００２２】
また、ＩＧ能力を評価する別の方法としては、ウエーハのバルク中に形成されたＢＭＤの密度とサイズを測定する方法があるが、この評価方法は前述のように、ウエーハが有するＩＧ能力を間接的に評価するものであり、ウエーハが有する実際のＩＧ能力を正確に評価できるとは限らない。
【００２３】
そこで、本発明等者は、従来行うことができなかった半導体ウエーハが有するＩＧ能力を直接的に測定して評価する方法について、鋭意検討及び実験を重ねた結果、少なくとも２種類以上の半導体ウエーハに対し、Ｎｉによる汚染処理、熱処理、選択エッチング処理を同一条件で順次行って半導体ウエーハの表面に浅いエッチピット（シャローピット）を形成し、このウエーハ表面に形成された浅いエッチピットの密度を測定した後、それぞれの半導体ウエーハのエッチピット密度を比較することによって、半導体ウエーハが実際に有するＩＧ能力を直接的に測定して、複数の半導体ウエーハ間のＩＧ能力差を定量的に、正確に評価することができることを見出し、本発明を完成させた。
【００２４】
以下、本発明のゲッタリング能力の評価方法について詳細に説明する。
先ず、評価対象となる少なくとも２種類以上の半導体ウエーハの表面にＮｉ原子を一定量で付着させることによって汚染処理を行う。このとき、Ｎｉの汚染濃度（Ｎｉ原子の付着量）は特に限定されるものでなく、例えばＮｉ原子を半導体ウエーハの表面に１０^８〜１０^１６ｃｍ^−２程度、特には１０^１２ｃｍ^−２程度の濃度で付着させて汚染処理を行うことができる。
【００２５】
次に、汚染処理されたそれぞれの半導体ウエーハに同一条件の熱処理を行う。この熱処理において、半導体ウエーハを所定の温度まで加熱することによって、汚染処理でウエーハ表面に付着させたＮｉ原子をウエーハのバルク中に均一に拡散させることができる。その後、ウエーハを室温まで冷却する冷却過程において、バルク中に拡散しているＮｉ原子をＢＭＤに捕獲させるとともに、ウエーハが有するＩＧ能力を超えて捕獲しきれずにバルク中に残存するＮｉ原子を表面近傍に拡散させ、Ｎｉシリサイドの形態で析出させる。尚、このような熱処理において、加熱する際の昇温速度や熱処理時間、また熱処理雰囲気等は特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜決定することができる。例えば、昇温速度は０．１〜１００００℃／ｍｉｎ、熱処理温度は３００℃〜シリコンの融点以下、熱処理時間は１秒〜１００時間、雰囲気はＨ_２、Ｏ_２、Ａｒ、Ｎ_２、Ｈｅあるいはこれらの混合雰囲気等を挙げることができる。
【００２６】
熱処理後、それぞれの半導体ウエーハに選択エッチング液等により選択エッチング処理を行い、半導体ウエーハの表面に浅いエッチピット（以下、シャローピットと記載する場合もある）を形成する。このエッチピットは、上記の熱処理の冷却過程においてＢＭＤで捕獲しきれずに析出したＮｉシリサイドの量に応じて形成されるため、このウエーハ表面に形成されたエッチピットの密度を測定することによって、そのウエーハが有するＩＧ能力を直接的に測定することが可能になり、それぞれの半導体ウエーハのエッチピット密度を比較することによって、ウエーハ間のＩＧ能力の差を定量的にまた正確に評価することができる。
尚、上記の選択エッチング処理の方法は特に限定されるものではなく、例えば、選択エッチング液として混酸（ＨＦ，ＨＮＯ_３系）やＳｅｃｃｏ液等を用いてウエーハを１０秒〜３０分間浸漬させることによって容易に選択エッチング処理を行うことができる。
【００２７】
このとき、デバイス作製プロセスにおいてウエーハが有するＩＧ能力を高精度に評価したい場合には、実際に行われるデバイス作製プロセスの条件に基づいてＮｉによる汚染処理、熱処理を行った後、エッチピットを形成して評価を行うことができる。このように評価を行えば、そのデバイス作製条件でウエーハが実際に有するＩＧ能力を直接的に測定でき、高精度な評価を行うことが可能となる。
【００２８】
また、このような本発明のゲッタリング能力の評価方法において、上記の熱処理において冷却を行う際の冷却速度を制御することが好ましい。選択エッチング処理後のウエーハ表面に形成されるエッチピットの密度は、冷却時の冷却速度により変化する。そのため、この冷却速度を適切に制御して２種類以上の半導体ウエーハに熱処理することによって、各ウエーハの表面に形成されるエッチピットの密度を正確に比較することができ、ウエーハが有するＩＧ能力の定量的な評価を正確に行うことができる。
【００２９】
ここで、熱処理における冷却速度と選択エッチング処理後にウエーハ表面に形成されるエッチピット密度との関係について実験を行った結果を、図２を参照して説明する。
先ず、ＣＺ法によって直径２００ｍｍ、初期酸素濃度１４ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）、方位＜１００＞のシリコン単結晶インゴットを育成した。このシリコン単結晶インゴットをスライスした後、研磨加工を行い、シリコンウエーハを複数枚作製した。その後、これらのシリコンウエーハには特別な熱処理を施さなかったため、ウエーハ内部にはＢＭＤがほとんど形成されてなく、ウエーハのＩＧ能力を極めて低いものとした。
【００３０】
得られたこれらのシリコンウエーハの表面にＮｉ原子を１０^１２ｃｍ^−２の濃度で付着させて汚染処理を行った後、そのシリコンウエーハに熱処理を行った。このとき、熱処理は、８００℃まで加熱した後、その温度で１４分間保持することによってウエーハのバルク中にＮｉ原子を拡散させ、その後冷却速度を１〜１００００℃／ｍｉｎの範囲で変化させて８００℃から室温まで冷却することによって行った。
【００３１】
熱処理後、それぞれのウエーハに選択エッチング処理を行ってウエーハ表面にシャローピットを形成し、形成されたシャローピットを光学顕微鏡にて観察し、その密度を測定した。
シリコンウエーハに熱処理を行った際の冷却速度と測定したウエーハ表面のシャローピット密度との関係を調べた結果を図２に示す。この図２より、ウエーハ表面に形成されるシャローピット密度は熱処理の際の冷却速度に依存しており、冷却速度が速くなるほどシャローピット密度が大きくなることがわかる。
【００３２】
すなわち、熱処理において冷却時の冷却速度を制御することにより、選択エッチング後にウエーハ表面に形成されるシャローピット密度を変化させることができ、例えば、冷却を行う際の冷却速度を非常に遅く制御することにより、全てのＮｉ原子をＢＭＤに捕獲させて、選択エッチング処理後にシャローピットが形成されないようにすること、つまりＩＧ能力が無限大と評価される条件に設定することも可能となる。
【００３３】
本発明は、上述のように、ウエーハ表面に形成されたエッチピットの密度を測定しウエーハ間で比較することによってＩＧ能力の評価を行うため、上記２種類以上の半導体ウエーハに同一条件で熱処理を行う際に、冷却時の冷却速度をウエーハ表面にエッチピットが適切に形成される速度に制御することが好ましく、特にウエーハ表面にエッチピットが１０^５／ｃｍ^２以上の密度で形成される速度に制御することが好ましい。このように、冷却速度をエッチピットが形成されるように適切に設定すれば、エッチピット密度を測定することによって、２種類以上の半導体ウエーハ間の微小なＩＧ能力差を正確に比較することができ、半導体ウエーハが有するＩＧ能力の評価を確実に行うことができる。
【００３４】
このとき、冷却速度を速くするほど、ＮｉがＢＭＤに捕獲されにくくなり、ウエーハ表面に形成されるシャローピットの密度も大きくなるため、ウエーハ間の微小なＩＧ能力の差を正確に評価できるようになる。したがって、冷却を行う際の冷却速度を１℃／ｍｉｎ以上に制御することが好ましく、このように、冷却速度を１℃／ｍｉｎ以上に制御することによって、ウエーハ表面にエッチピットが適切に形成される条件で熱処理を行うことができ、その後選択エッチング処理によりウエーハ表面に形成されたエッチピットの密度を測定することによってＩＧ能力の評価を精度良く行うことができる。
【００３５】
また一方、冷却の際に冷却速度が余りにも速過ぎると、選択エッチング処理後、ウエーハ表面に形成されるエッチピットが多過ぎて例えば１０^８を超えるようになり、顕微鏡等で観察してカウントを行うのが困難となるし、さらに冷却する際に１００００℃／ｍｉｎを超える冷却速度を得るのは特別な冷却手段を用いる必要があり困難であるため、本発明では冷却時の冷却速度を１００００℃／ｍｉｎ以下にすることが好ましい。
【００３６】
すなわち、本発明では、冷却を行う際の冷却速度を１〜１００００℃／ｍｉｎの範囲に制御することが好ましく、より好ましくは、冷却速度を２〜１０００℃／ｍｉｎの範囲に、さらには１０〜５００℃／ｍｉｎの範囲に制御することが良い。このように冷却速度を制御することによって、ウエーハ間のＩＧ能力差を正確に比較でき、ＩＧ能力の評価を確実に行うことができる。
【００３７】
【実施例】
以下、実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例）
先ず、ＣＺ法によって直径２００ｍｍ、初期酸素濃度１８ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）、方位＜１００＞のシリコン単結晶インゴットを育成した。このシリコン単結晶インゴットをスライスした後、研磨加工を行い、シリコンウエーハを複数作製した。
【００３８】
その後、これらのシリコンウエーハのバルク中にＢＭＤを形成するため、７００℃で４〜１６時間の熱処理を施し、異なる密度の酸素析出核を発生させ、その後、１０００℃で４〜１６時間の熱処理を施して酸素析出物を成長させ、そのサイズを制御した。またこのとき、比較のために、ウエーハに熱処理を行わずにウエーハのバルク中にＢＭＤがほとんど形成されていない半導体ウエーハを作製した。
【００３９】
得られたこれらのシリコンウエーハの表面にＮｉ原子を１０^１２ｃｍ^−２の濃度で付着させて汚染処理を行った後、そのシリコンウエーハに熱処理を行った。このとき、熱処理は、８００℃まで加熱した後、その温度で１４分間保持することによってウエーハのバルク中にＮｉ原子を拡散させ、その後、８００℃から室温までの冷却速度を５０℃／ｍｉｎまたは２００℃／ｍｉｎの二つの条件に設定し冷却を行った。
【００４０】
熱処理後、それぞれのウエーハに混酸系の選択エッチング液（ＪＩＳ　Ｈ０６０９：１９９９によるＢ液）による選択エッチング処理を行ってウエーハ表面にシャローピット（Ｓ−ｐｉｔ）を形成し、形成されたシャローピットを光学顕微鏡にて観察し、その密度を測定した。その結果を図１に示す。
図１に示すように、熱処理において冷却速度を５０℃／ｍｉｎに設定して冷却を行った場合、ＢＭＤを含まないウエーハではシャローピットが１０^６ｃｍ^−２以上の密度で観察されているのに対し、熱処理を行ってバルク中にＢＭＤを形成したウエーハは、いずれもウエーハ表面にシャローピットがほとんど観察されなかった。このことから、これらのウエーハはいずれもＩＧ能力を有していることがわかる。
【００４１】
次に、冷却速度を２００℃／ｍｉｎに設定して冷却を行ったウエーハについてそのシャローピット密度を比較してみると、ＢＭＤ半径を一定にしてＢＭＤ密度を変化させた場合では、ＢＭＤ密度が大きくなるほどＳ−ｐｉｔ密度が減少しており、ゲッタリング能力が向上していることがわかる。また、ＢＭＤ密度を一定にしてＢＭＤ半径を変化させたウエーハを比較すると、ＢＭＤ半径が大きくなるほどＳ−ｐｉｔ密度が減少しているため、ＩＧ能力が向上していることがわかる。このように、各ウエーハに形成されたＳ−ｐｉｔ密度の大きさを比較することによって、ウエーハ間のわずかなＩＧ能力の差を直接的にかつ正確に把握することができることがわかる。
【００４２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のゲッタリング能力の評価方法によれば、半導体ウエーハが実際に有するＩＧ能力を直接的に測定でき、複数の半導体ウエーハ間の微小なＩＧ能力差を正確に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シリコンウエーハの表面に形成したシャローピットの密度を比較したグラフである。
【図２】冷却速度とシャローピット密度の関係を示すグラフである。
【図３】様々なＢＭＤ密度及びＢＭＤ半径を有するウエーハにおけるシャローピットの発生の有無を観察した結果を示すグラフである。

Claims

半導体ウエーハが有するインターナルゲッタリング（ＩＧ）の能力を評価する方法であって、少なくとも２種類以上の半導体ウエーハに対し、Ｎｉによる汚染処理、熱処理、選択エッチング処理を同一条件で順次行って半導体ウエーハの表面に浅いエッチピット（シャローピット）を形成し、該ウエーハ表面に形成された浅いエッチピットの密度を測定した後、それぞれの半導体ウエーハのエッチピット密度を比較することによって、ＩＧ能力を評価することを特徴とするゲッタリング能力の評価方法。
前記熱処理において、冷却を行う際の冷却速度を制御することを特徴とする請求項１に記載のゲッタリング能力の評価方法。
前記冷却を行う際の冷却速度を、ウエーハ表面にエッチピットが１０^５／ｃｍ^２以上の密度で形成される速度に制御することを特徴とする請求項２に記載のゲッタリング能力の評価方法。
前記冷却を行う際の冷却速度を、１〜１００００℃／ｍｉｎの範囲に制御することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のゲッタリング能力の評価方法。