(57)【要約】【課題】半導体ウエーハの熱処理工程に用いる部材または治具等のドーパント汚染を、簡便かつ確実な方法で測定できるドーパント汚染の評価方法を提供する。【解決手段】半導体ウエーハの熱処理工程に用いる部材または治具のドーパント汚染の評価方法であって、合成樹脂からなる密閉袋中に前記部材または治具からなる試験片と半導体ウエーハと雰囲気となるガスとを封入し、該試験片と半導体ウエーハとガスを封入した密閉袋に第１の熱処理を施したのち、前記半導体ウエーハを密閉袋中から取り出し、該半導体ウエーハに第２の熱処理を施し、その後、前記半導体ウエーハの抵抗率を測定することにより前記部材または治具のドーパント汚染を評価することを特徴とするドーパント汚染の評価方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエーハの熱処理工程に用いる部材または治具のドーパント汚染の評価方法であって、合成樹脂からなる密閉袋中に前記部材または治具からなる試験片と半導体ウエーハと雰囲気となるガスとを封入し、該試験片と半導体ウエーハとガスを封入した密閉袋に第１の熱処理を施したのち、前記半導体ウエーハを密閉袋中から取り出し、該半導体ウエーハに第２の熱処理を施し、その後、前記半導体ウエーハの抵抗率を測定することにより前記部材または治具のドーパント汚染を評価することを特徴とするドーパント汚染の評価方法。
【請求項２】
前記密閉袋中の雰囲気となるガスは、大気であることを特徴とする請求項１に記載のドーパント汚染の評価方法。
【請求項３】
前記第１の熱処理の温度を１００℃〜２００℃とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のドーパント汚染の評価方法。
【請求項４】
前記第２の熱処理の温度を１０００℃以上とし、前記第２の熱処理の雰囲気を不活性ガス雰囲気とすることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のドーパント汚染の評価方法。
【請求項５】
前記合成樹脂をポリプロピレンとすることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のドーパント汚染の評価方法。
【請求項６】
前記半導体ウエーハの抵抗率を、３０Ω・cm以上とすることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のドーパント汚染の評価方法。
【請求項７】
前記半導体ウエーハの抵抗率を、１０００Ω・cm以上とすることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のドーパント汚染の評価方法。
【請求項８】
前記半導体ウエーハの抵抗率の測定を、表面光電圧法および／または広がり抵抗法とすることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のドーパント汚染の評価方法。
【請求項９】
前記半導体ウエーハの抵抗率の測定において、表面光電圧法により該半導体ウエーハ上のキャリア濃度の最も高い部分を特定し、その部分で該半導体ウエーハを角度研磨し、該角度研磨した面の抵抗率を広がり抵抗法で測定することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のドーパント汚染の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハの熱処理工程において使われる部材または治具のドーパントによる汚染を評価する方法に関し、さらに詳しくはきわめて簡便かつ確実に前記部材または治具のドーパント汚染量を評価する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ（ＬＳＩ）の高集積化と半導体素子の微細化は益々進んでおり、それに伴い、半導体素子作製用の半導体ウエーハ、例えばシリコンウエーハ中のキャリア濃度の制御性を可能な限り高めることが必要とされている。特に、シリコンウエーハの表面近傍のキャリア濃度は、抵抗率等の半導体素子の特性に大きな影響を及ぼすため、その表面近傍に含まれる添加不純物（ドーパント）濃度を高精度且つ高感度で測定することが求められる。ここでいうドーパントとは、半導体ウエーハ中のキャリア濃度を制御してその抵抗率を制御するために添加するものである。
【０００３】
一般に、シリコンウエーハ中のキャリア濃度を制御するために、導電型がｐ型の場合は主にボロン（Ｂ）が、ｎ型の場合は主にリン（Ｐ）がドーパントとして使用される。ドーパント濃度の調整は、シリコンウエーハの材料となるシリコン単結晶を育成する際に、所望のキャリア濃度又は抵抗値となるように、ドーパントの添加量を調整して行なわれる。ここで、このように抵抗率調整のために添加するのではなく、その周囲の環境等から半導体ウエーハにドーパントが混入してしまういわゆるドーパント汚染という問題がある。抵抗率の非常に高いシリコンウエーハを使用する際には、もともとのドーパント濃度が非常に低いので、シリコンウエーハに微量のドーパントが混入するだけでキャリア濃度が変化して抵抗率が大きく変化してしまうために、より高感度のドーパント汚染の測定が要求されることになる。
【０００４】
特に半導体製造装置における熱処理工程では、例えば熱処理炉内の雰囲気や熱処理炉または熱処理炉内の部材またはウエーハボート等の治具から不必要なボロンやリン等の汚染ドーパントが半導体ウエーハに混入して半導体ウエーハが汚染され、キャリア濃度が変化してしまうことがある。このようなドーパント汚染は半導体素子の製造歩留まりの低下、品質の低下を招くので、ドーパント汚染を評価し管理することが重要である。
【０００５】
従来、このような熱処理炉内の部材またはウエーハボート等の治具を評価する方法として、石英のアンプル内に測定する部材または治具と半導体ウエーハを密閉したうえで該アンプル内を真空引きし、熱処理を施して汚染を半導体ウエーハ上に転写してそのウエーハの特性を評価することにより部材の汚染を評価するというものがあったが、この方法だとアンプルからの汚染の転写のおそれがあった。さらに、アンプルを真空引きするなど面倒な工程があり手間がかかった。
【０００６】
また、半導体治具材料の評価方法として、石英または炭化ケイ素からなる半密閉容器内に、評価すべき半導体用治具の材料からなる試験片と半導体ウエーハとを互いに接触させずにかつ互いの距離が２０ｍｍ以下となるように対向させて収容し、試験片と半導体ウエーハとを容器内に収容した状態で、熱処理炉において加熱し、その後、熱処理された半導体ウエーハのライフタイムや結晶欠陥を評価して、試験片による半導体ウエーハの汚染の程度を評価するという方法が、開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この方法では、試験片と半導体ウエーハを容器に収納した状態で１２００℃という高温で熱処理が必要であり、容器からの汚染という問題があった。
【０００７】
またこのような、半導体ウエーハ上に転写された、汚染ドーパントを検出する手段として、抵抗率が１０００Ω・ｃｍ以上のｐ型シリコンウエーハを熱酸化し、酸化膜をエッチングし、その後抵抗測定器によりシリコンウエーハ表面のシート抵抗を測定することで、リン等のｎ型化ドーパント汚染量を検出する手段が開示されている（例えば特許文献２の従来技術の記載参照）。また、ｎ型又は抵抗率が１０００Ω・ｃｍ以上のｐ型シリコンウエーハにウェット酸化膜を形成して環境雰囲気中に曝し、その後ウェット酸化膜をエッチングしてそのエッチング液中のボロンを測定するという工程で、環境中のボロン汚染量を化学分析により検出する手段が開示されている（例えば特許文献３参照）。
【０００８】
しかしながら、上述の従来技術はシリコンウエーハの表面におけるリン等のｎ型化ドーパント汚染量に応じた抵抗率測定、または、シリコンウエーハの表面におけるボロン汚染物の定量分析であるから、いずれも表面のドーパント汚染量を測定するものであり、シリコンウエーハの深さ方向のドーパント汚染量の分布は不明であるという問題があった。
しかし、半導体素子製造工程においては、イオン注入工程等の抵抗率制御の観点から、シリコンウエーハ表面および表面から０〜数μｍ程度の深さ方向のドーパント汚染量の分布が正確に求められる必要がある。
【０００９】
一方、従来ドーパント汚染評価の際に、ウエーハのドーパント濃度を測定する方法として、ＣＶ法がある。ＣＶ法とは、半導体ウエーハ表面にＰＮ接合やショットキー接合を形成し、その接合の電気容量（Ｃ）−逆電圧（Ｖ）特性を測定し、この特性からキャリア濃度またはドーパント濃度を算出するものである。
しかし、ＣＶ法はその測定原理上、ある程度の幅の空乏層が必要であり、ドーパント濃度はその層幅内の値として求められるため、最表面のドーパント濃度またはドーパント汚染量は算出できず、しかもウエーハの抵抗率が高いとキャリア濃度が低いため空乏層の幅が広くなるので、深さ方向の分解能が低下し、ドーパント汚染量の分布が高精度に測定できないという問題があった。
【００１０】
また、半導体ウエーハの深さ方向のドーパント汚染量の分布を測定する方法として、二次イオン質量分析法（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、ＳＩＭＳ）があるが、この方法で数μｍの深さのドーパント汚染量分布を測定するには長時間の測定時間が必要であり、尚且つ検出感度が１×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度なので、これより低濃度の汚染量を検出することができないという問題があった。またこの場合、抵抗率３０Ω・ｃｍ以上の高抵抗率半導体ウエーハの製造の際に、ドーパント汚染の評価が十分にできなかった。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−１９９９４８号公報
【特許文献２】特開平１０−９２８９１号公報
【特許文献３】特開２００３−３７１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、半導体ウエーハの熱処理工程に用いる部材または治具等のドーパント汚染を、簡便かつ確実な方法で測定できるドーパント汚染の評価方法を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、半導体ウエーハの熱処理工程に用いる部材または治具のドーパント汚染の評価方法であって、合成樹脂からなる密閉袋中に前記部材または治具からなる試験片と半導体ウエーハと雰囲気となるガスとを封入し、該試験片と半導体ウエーハとガスを封入した密閉袋に第１の熱処理を施したのち、前記半導体ウエーハを密閉袋中から取り出し、該半導体ウエーハに第２の熱処理を施し、その後、前記半導体ウエーハの抵抗率を測定することにより前記部材または治具のドーパント汚染を評価することを特徴とするドーパント汚染の評価方法を提供する（請求項１）。
【００１４】
このようにして、部材または治具のドーパント汚染を評価すれば、石英製の容器などを作る必要もなく、合成樹脂はドーパント濃度も低いので容器からの汚染を心配する必要もない上に、また容器内を真空引きする手間もなく、容易かつ確実に熱処理に使用する部材または治具のドーパント汚染を評価することができる。
【００１５】
この場合、前記密閉袋中の雰囲気となるガスは、大気であることが好ましい（請求項２）。
【００１６】
このように、合成樹脂製の密閉袋を膨らませるために雰囲気ガスを封入するが、この封入ガスは大気で十分であり、アルゴンや窒素などの不活性ガスを使う場合に比較しコスト的に有利である。
【００１７】
また、前記第１の熱処理の温度を１００℃〜２００℃とするのが好ましい（請求項３）。
【００１８】
このように、加熱温度は熱処理としてはかなりの低温で十分であり、コスト的にも有利なうえ、特別に高性能な熱処理炉を必要とすることもない。
【００１９】
また、前記第２の熱処理の温度を１０００℃以上とし、前記第２の熱処理の雰囲気を不活性ガス雰囲気とするのが好ましい（請求項４）。
【００２０】
このようにすれば半導体ウエーハに転写した不純物が深さ方向に拡散し、測定しやすくなるので、ドーパント汚染を高精度で検出することができる。
【００２１】
また、前記合成樹脂をポリプロピレンとするのが好ましい（請求項５）。
【００２２】
このように、密閉袋がポリプロピレンフィルム製であれば、特に、リンやボロン等のドーパントとなる物質の濃度が低く、耐熱性も十分であり、洗浄することにより容易に清浄度もたもて、コスト的にも有利である。
【００２３】
また、前記半導体ウエーハの抵抗率を、３０Ω・ｃｍ以上とするのが好ましい（請求項６）。
【００２４】
ドーパント汚染許容範囲により測定用の半導体ウエーハの抵抗率を選択して、このように３０Ω・ｃｍ以上とすれば、低濃度のドーパント汚染量でも高感度に検出することができる。
【００２５】
また、前記半導体ウエーハの抵抗率を、１０００Ω・ｃｍ以上とするのが好ましい（請求項７）。
【００２６】
このように、半導体ウエーハの抵抗率を、１０００Ω・ｃｍ以上とすれば、少なくとも１×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、さらには１×１０１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３までの低濃度汚染を検出することが可能となる。
【００２７】
また、前記半導体ウエーハの抵抗率の測定を、表面光電圧法および／または広がり抵抗法とするのが好ましい（請求項８）。
【００２８】
このように、表面光電圧法で例えば４５０ｎｍの励起光源を用いれば、光の侵入深さが０．４μｍ以下となり、ウエーハ表層のみの抵抗率を評価することができるし、広がり抵抗法を用いれば、微小な領域の抵抗率を精度良く測定することができる。
【００２９】
また、前記半導体ウエーハの抵抗率の測定において、表面光電圧法により該半導体ウエーハ上のキャリア濃度の最も高い部分を特定し、その部分で該半導体ウエーハを角度研磨し、該角度研磨した面の抵抗率を広がり抵抗法で測定するのが好ましい（請求項９）。
【００３０】
このように、第１の熱処理、第２の熱処理により熱処理用の部材または治具からドーパント汚染を転写、拡散された半導体ウエーハについて、表面光電圧法により半導体ウエーハ面内の汚染位置を特定したのち、その部位を劈開等してその断面を角度研磨すれば、この角度研磨した面の斜め方向のドーパント汚染量の分布は、半導体ウエーハの深さ方向のドーパント汚染量の分布を、その研磨角度に応じて拡張したものとなる。従ってこの角度研磨面の抵抗率を広がり抵抗（Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ、ＳＲ）法で測定して半導体ウエーハの深さ方向の抵抗率分布を求めることにより、半導体ウエーハの最表面のドーパント汚染量及びその深さ方向の分布を短時間で簡単に高精度かつ高感度で検出することができ、短時間で簡単かつ正確なドーパント汚染の評価ができる。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように、本発明によれば、半導体ウエーハの熱処理工程に用いる部材または治具等のドーパント汚染を、簡便かつ確実な方法で測定でき、かつ熱処理工程において半導体ウエーハに転写された汚染が低濃度であっても、この半導体ウエーハの最表面のドーパント汚染量を高精度かつ高感度で検出することが可能である。また、半導体ウエーハの深さ方向の汚染濃度分布をも短時間でかつ簡単に検出することが可能であり、従って前記部材または治具等のドーパント汚染を簡便かつ確実に評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明についてより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図１は、本発明に係るドーパント汚染の評価方法の実施形態の一例を示すフローチャートである。
【００３３】
まず、評価の対象となる、熱処理炉内の部材または熱処理炉内で使用する治具等を準備する（Ａ）。
この場合、評価対象となる部材または治具が比較的小さいものである場合は、そのものを試験片としてもよいし、評価対象が大きい場合は、一部を切断等して試験片としてもよい。この場合には、評価前に試験片をよく洗浄しておく必要がある。
【００３４】
次に、評価に用いる半導体ウエーハとして、評価用シリコンウエーハを用意する（Ｂ）。
この評価用シリコンウエーハはｎ型でもｐ型でもよいが、汚染量を評価するドーパントの導電タイプに応じて選択すればよい。汚染量を評価するドーパントとして、ｐ型ではＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ等、ｎ型ではＰ、Ｓｂ、Ａｓ等がある。
【００３５】
また、評価用シリコンウエーハを抵抗率の高いもの、例えば３０Ω・ｃｍ以上とすれば、低濃度のドーパント汚染量でも高感度に検出できる。特に、抵抗率を１０００Ω・ｃｍ以上とすれば、少なくとも１×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、さらには１×１０１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３までの低濃度汚染を検出することができる。従って検出感度が１×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度のＳＩＭＳにより測定するよりも高感度とすることができる。また、この評価用シリコンウエーハの抵抗率を製品規格値より高くすれば、製品用のシリコンウエーハが受けるドーパント汚染を評価するに十分な抵抗率となる。
【００３６】
次に、図２に示すように、前記評価する熱処理炉内の部材または熱処理炉内で使用する治具の試験片２と、前記評価用シリコンウエーハ１をポリプロピレン等の合成樹脂製の密閉袋３に、クリーンルーム内のエアーとともに封入し、密閉袋をシーラー等で密閉する（Ｃ）。
この場合、図２のようにウエーハを２枚重ねにすると取り扱いが容易で好適である。また、２枚重ねた接合面は、熱処理後においてもドーパント汚染されないので、接合面における抵抗率をリファレンスとして用いることができる。すなわち、別途ブランクウエーハを用意せずとも、測定値の信憑性を保持できる。
【００３７】
次に、第１の熱処理として、前記部材または治具からなる試験片と評価用シリコンウエーハを封入した密閉袋を熱処理炉等で低温で熱処理し（Ｄ）、前記部材または治具のドーパント汚染を評価用シリコンウエーハに転写する。
【００３８】
この場合に用いる熱処理炉としては、熱処理温度が１００℃から２００℃程度が好適なのでいわゆる乾燥装置等で十分である。熱処理時間は一時間程度が好適である。雰囲気についてもクリーンルーム内のエアーで十分である。
このように、熱処理温度が１００℃から２００℃程度であれば、シリコンウエーハ内に酸素ドナーが形成されず好適である。すなわち、チョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶から作製されたシリコンウエーハで、ウエーハ中に酸素原子が存在する場合、３５０〜５００℃程度で熱処理を行なうと、複数個の酸素原子が集まって電子を放出して酸素ドナーが形成され、それにより抵抗率が変動し、正確な抵抗率分布測定ができない場合がある。従って、熱処理温度が１００℃から２００℃程度であれば酸素ドナーが形成されず、抵抗率の変動を防止できるので、高感度測定に好適であるし、別途ドナーキラー熱処理をするといったことも必要でなくなる。また、この程度の温度であれば、合成樹脂からなる袋でも十分に耐えることができる。
【００３９】
次に、第１の熱処理を行った密閉袋を熱処理炉から取り出し、さらに密閉袋内から評価用シリコンウエーハを取り出す（Ｅ）。
【００４０】
次に、第２の熱処理として、取り出した評価用シリコンウエーハを熱処理炉等で熱処理し（Ｆ）、評価用シリコンウエーハに転写されたドーパント汚染をウエーハ内へ拡散して測定しやすくする。
この第２の熱処理で用いる熱処理炉としては、一般にシリコンウエーハの熱処理にて使われるものなら何でもよい。すなわち、ウエーハを水平に保持して熱処理する縦型の炉でもよいし、ウエーハを垂直に立てて保持する横型炉であってもよく、加熱方式も特に限定されない。熱処理温度は１０００℃以上が好適である。熱処理時間は一時間以上が好適である。雰囲気については不活性ガス雰囲気が好適であり、たとえばＡｒなどが好ましい。
【００４１】
次に、第２の熱処理を行った評価用シリコンウエーハの抵抗率の面内分布を測定する（Ｇ）。この測定方法は特に限定されないが、たとえば表面光電圧法を用いてキャリア濃度を評価するのが好適である。
【００４２】
この表面光電圧法によるキャリア濃度の評価は、表面光電圧法により空乏層幅Ｗを測定できることを利用し、空乏層幅Ｗからキャリア濃度を求めるものである。表面光電圧法により空乏層幅Ｗを求める点については、例えば、Ｊ．Ｖｏｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．２０（１９８２）ｐ．８１１のＥｑ．１５に示されている。また最大空乏層幅Ｗmax と空乏層中でのドーパント濃度（キャリア濃度）ＮS については、例えば、Ｐｈｙｓｉｃｓ  ａｎｄ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｏｆ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｄｅｖｉｃｅｓ（Ｊｈｏｎ  Ｗｉｌｌｅｙ＆  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９６７）  ｐ．２７０において示されている。
【００４３】
この表面光電圧を測定する装置としては、例えば主に表面汚染の評価、あるいは表面ライフタイムの評価に用いられている装置であるＱＣ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ社製のＳｕｒｆａｃｅ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｐｒｏｆｉｌｅｒ（以後、ＳＣＰと略す）が知られている。ＳＣＰの測定原理は、以下のようなものである。熱平衡状態にあるウエーハにＳｉのバンドギャップエネルギー以上の光（ｈν）をサンプル表面に照射すると、照射した光の波長に対応した侵入深さで過剰キャリアが発生する。発生した電子は表面側へ、ホールは空乏層の端へ移動する。発生した少数キャリア（ｐ型半導体では電子ｅ）は表面の障壁高さをδＶS だけ変化させる。この電位δＶS をＳＰＶ値と呼ぶ。このＳＰＶ値を用い、次の（１）式に従って空乏層幅Ｗd を算出することができる。
δＶS ＝−ｊ（δφ／ω）（１−Ｒ）ｑ（Ｗd ／εS ）    ・・・（１）
ここで、ｊは虚数単位、φは励起光強度、ωは励起光の角周波数、Ｒはウエーハ表面の反射率、ｑは単位電荷量、εS は半導体の誘電率である。そして、ＳＣＰでは測定された空乏層幅Ｗd が最大空乏層幅Ｗmax と仮定し、次の（２）式よりキャリア濃度ＮS を算出することができる。
Ｗmax ＝［２εS ｋＴｌｎ（ＮS ／ｎi ）／ｑ2 ＮS ］1/2   ・・・（２）
ここで、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、ｎi は真性自由キャリア濃度を表す。
このとき測定に用いる励起光源として通常の表面光電圧法で用いられるものよりも短波長である、例えば４５０ｎｍの励起光源を用いれば、光の侵入深さが０．４μｍ以下となり、ウエーハ表層のみのキャリア濃度（厳密にはドーパント濃度）を評価することができる。
ここでは、評価用シリコンウエーハを上記ＳＣＰ測定装置にかけ、キャリア濃度を測定してキャリア濃度の最も高い部分を特定する。キャリア濃度の最も高い部分がすわなち、評価用シリコンウエーハの表面の最も汚染されている部分である。
【００４４】
次に、ＳＣＰ測定によって特定された、この評価用シリコンウエーハの表面のもっとも汚染されている部分を角度研磨する（Ｈ）。
角度研磨においては、評価用シリコンウエーハを劈開する等して表面に垂直な端面を形成し、この端面を表面に対して所定の角度を有するように研磨して角度研磨面を形成する。この角度研磨面における斜め方向のドーパント汚染量の分布は、評価用シリコンウエーハの深さ方向のドーパント汚染量分布をその研磨角度に応じて拡張したものとなっている。例えば研磨角度を５°４４′〜１°９′とすれば、その拡張率は１０〜５０倍となる。
【００４５】
次に、評価用シリコンウエーハの深さ方向の抵抗率分布を求める（Ｉ）。
測定方法は特に限定しないが、たとえば広がり抵抗（Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ、ＳＲ）法を用いて測定することができる。図３はＳＲ法による測定を示す概略図である。角度研磨した評価用シリコンウエーハ４の元の表面の位置から角度研磨面５に沿って斜め方向にＳＲ測定用プローブ６を移動させながら、プローブ６に接続された図示しないＳＲ測定器によりＳＲ法で抵抗率を測定することにより、評価用シリコンウエーハの深さ方向の抵抗率分布を求めることができる。ＳＲ法では、プローブの近傍の微小な領域での抵抗率の測定が可能であり、しかも前述のように、角度研磨面におけるドーパント汚染量分布は拡張しているので、ドーパント汚染量分布に対応する抵抗率分布もまた拡張しており、正確な抵抗率分布の測定を深さ方向について高分解能で行なうことができる。例えば、深さ方向で０．０２５μｍ間隔での抵抗率測定が可能である。また、ＳＲ法としては定電流法、定電圧法のいずれでもよい。
【００４６】
このようにして求めた深さ方向の抵抗率分布から、評価用シリコンウエーハのドーパント汚染量を検出する（Ｊ）。
測定した抵抗率分布からドーパント汚染量を検出するには、例えばＡＳＴＭで抵抗率をドーパント濃度プロファイルに換算することにより行なうことができる。
また、このとき評価用シリコンウエーハの表面から３μｍ以上の深さの抵抗率分布を測定し、ドーパント汚染量を検出することができる。従来のＣＶ法による測定では最表面の抵抗率は測定できず、またウエーハの抵抗率が高いと抵抗率分布が高精度には測定できなかった。またＳＩＭＳによる測定では、このように表面から３μｍ以上の深さの抵抗率分布を測定するには長時間を要し、測定値の信頼性にも欠け、しかも汚染量の検出感度も限られたものであった。しかし本発明の方法により、このような表面から３μｍ以上の深さの抵抗率分布測定を短時間で簡単に、しかも高精度かつ高感度で行なうことができる。
【００４７】
上述のように、本発明に係るドーパント汚染の評価方法により、半導体ウエーハの最表面のドーパント汚染量及びその深さ方向の分布を短時間で簡単に高精度かつ高感度で検出することができ、短時間で簡単かつ正確なドーパント汚染の評価ができる。
そして、この評価結果に基づいて、前記熱処理炉に用いる部材や治具におけるドーパント汚染レベルを管理することで、熱処理炉における半導体ウエーハのドーパント汚染レベルが低濃度のものであっても簡単かつ正確に管理することができる。従ってドーパント汚染のきわめて少ない高品質な半導体ウエーハの製造のための好適な管理を行うことができる。
【００４８】
また、本発明においては、リファレンスを用いることでより正確に評価対象の部材または治具等のドーパント汚染を評価することができる。リファレンスとしては、上記Ｃ工程で評価用シリコンウエーハを２枚重ねにして密閉袋に封入する場合は、この２枚重ねしたウエーハの貼り合せ面を用いることもできるし、また、上記Ｈ工程で角度研磨した評価用シリコンウエーハのバルク部分を用いることもできる。また、別途ブランクウエーハを用い、試験片を密閉袋中に入れないで同じ工程を行い抵抗率を測定したものをリファレンスとして用いてもよい。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明を実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。。
（実施例）
評価する熱処理炉部材として縦型炉用移載エレベータの部品であるE軸ケーブルベアと、抵抗率６０ΩcmのP型８インチウエーハ２枚を重ねて、図２に示すように、あらかじめ十分にフッ硝酸で洗浄し、純水でリンスしたのち乾燥させた２５ｃｍｘ３０ｃｍのポリプロピレンフィルム製の袋の中にいれ、前記袋の開口部をシーラーにより加熱密閉した。このとき、前記袋のなかの雰囲気はクラス１００のクリーンルームエアーとした。この密閉袋をクリーンルームエアー雰囲気において低温乾燥装置内で、１００℃,１時間の第１の熱処理をほどこした後とりだした。この密閉袋を室温まで冷却した後、２枚重ねのウエーハの上側のものを密閉袋から取り出し、１２００℃，Ａｒ雰囲気，１時間の第２の熱処理（拡散熱処理）を施した。次に、ＳＣＰ測定装置によりウエーハ面内の抵抗率分布を測定し、抵抗率の低い端点（Ｅ）を特定した（図４（ａ））。この抵抗率の低いウエーハ端点（Ｅ）とウエーハの中心部（Ｃ）を角度研磨して、SR測定装置により深さ方向の抵抗率を測定した。
【００５０】
得られた結果を図４（ｂ）に示す。中心部（Ｃ）に対し、端点（Ｅ）はウエーハ表面の抵抗率が低くなっており、評価部材からのドーパントの転写があったことが確認され、本発明の方法が評価部材のドーパント汚染の確認に有効であることが証明された。
また、測定した抵抗率をＡＳＴＭでドーパント濃度プロファイルに換算して、ドーパント汚染量を得た。その結果、端点（Ｅ）の深さ方向のドーパント汚染濃度の平均値は、ウエーハ表面から深さ０〜０．１μｍにおいては１．２７ｘ１０１５atoms/cm3、深さ１〜１．１μｍにおいては１．０７ｘ１０１５atoms/cm3、深さ２〜２．１μｍにおいては７．７ｘ１０１４atoms/cm3、深さ３〜３．１μｍにおいては７．２ｘ１０１４atoms/cm3となった。
【００５１】
尚、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。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係るドーパント汚染の評価方法の実施形態の一例を示すフローチャートである。
【図２】評価用シリコンウエーハと評価する部材または治具を密閉袋に封入した状態を示す概略図である。
【図３】抵抗率の測定方法の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の実施例のウエーハについて、（ａ）はＳＣＰで測定したウエーハ表面の抵抗率分布を、（ｂ）はＳＲ法で測定した深さ方向の抵抗率分布を示す。
【符号の説明】
【００５３】
１…評価用シリコンウエーハ、  ２…評価する部材または治具（試験片）、
３…密閉袋、  ４…角度研磨した評価用シリコンウエーハ、  ５…角度研磨面、
６…ＳＲ用測定プローブ、  Ｃ…ウエーハ中心部、  Ｅ…ウエーハ端点。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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