(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素析出寸法が最大となる特性温度が互いに異なる欠陥領域を有し、前記欠陥領域は、小さなボイド領域、Ｏ−バンド領域、ベイカンシー優勢無欠陥領域、遷移領域、及びインタースティシャル優勢無欠陥領域のうちの少なくとも１つを含む、ウエハ。
【請求項２】
前記酸素析出寸法は、
前記ウエハに熱処理を施す前と施した後の前記ウエハが有する酸素の変化量、前記ウエハが有する酸素析出物の密度、酸素析出核の生成量、及び酸素析出核の生成速度のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のウエハ。
【請求項３】
前記欠陥領域別の前記特性温度は、
前記小さなボイド領域で８７０℃以上であり、
前記Ｏ−バンド領域で８４０℃以上８７０℃未満であり、
前記ベイカンシー優勢無欠陥領域で８１０℃以上８４０℃未満であり、
前記遷移領域で８００℃以上８１０℃未満であり、
前記インタースティシャル優勢無欠陥領域で８００℃未満である、請求項２に記載のウエハ。
【請求項４】
前記欠陥領域は空孔ベイカンシー欠陥領域を含まない、請求項１〜３のいずれか一項 に記載のウエハ。
【請求項５】
ウエハの欠陥領域を判別する方法において、
（ａ）前記ウエハを互いに異なる温度で熱処理するステップと、
（ｂ）前記熱処理されたウエハの酸素析出寸法を測定するステップと、
（ｃ）前記酸素析出寸法が最大となる特性温度を決定するステップと、
（ｄ）前記決定された特性温度に基づいて、前記ウエハが有する前記欠陥領域の種類を判別するステップとを含む、ウエハ欠陥分析方法。
【請求項６】
前記（ａ）ステップは、
（ａ１）前記ウエハを第１温度で第１期間の間に熱処理して、前記ウエハに含まれた欠陥領域別の酸素析出核を生成するステップを含む、請求項５に記載のウエハ欠陥分析方法。
【請求項７】
前記（ａ）ステップは、
（ａ２）前記熱処理されたウエハを、前記第１温度よりも高い第２温度で第２期間の間に熱処理して、前記生成された酸素析出核を酸素析出物として成長させるステップをさらに含む、請求項６に記載のウエハ欠陥分析方法。
【請求項８】
前記第１温度は４５０℃以上１０００℃未満であり、前記第１期間は１時間〜２０時間である、請求項６及び請求項７のいずれか一項に記載のウエハ欠陥分析方法。
【請求項９】
前記第２温度の最小値は９５０℃であり、前記第２期間は１時間〜２０時間である、請求項７に記載のウエハ欠陥分析方法。
【請求項１０】
前記（ａ２）ステップは、前記酸素析出物が観察可能な大きさになるまで行われる、請求項７及び請求項９のいずれか一項に記載のウエハ欠陥分析方法。
【請求項１１】
前記酸素析出寸法は、
前記（ａ１）ステップが行われる前に前記ウエハが有する酸素量と前記（ａ２）ステップが行われた後に前記ウエハが有する酸素量との酸素変化量、前記酸素析出物の密度、前記酸素析出核の生成量、及び酸素析出核の生成速度のうちの少なくとも１つを含む、請求項７及び請求項９及び請求項１０のいずれか一項 に記載のウエハ欠陥分析方法。
【請求項１２】
前記（ｂ）ステップは、前記ウエハの半径方向に沿って行われる、請求項５〜１１のいずれか一項に記載のウエハ欠陥分析方法。
【請求項１３】
前記（ｃ）ステップで決定される前記特性温度は、前記酸素析出核が最大に生成される温度に該当する、請求項６〜１１のいずれか一項 に記載のウエハ欠陥分析方法。
【請求項１４】
前記（ｃ）ステップで前記第１温度において前記特性温度を決定することができない場合、最小二乗法を用いて前記特性温度を決定する、請求項６〜１１のいずれか一項に記載のウエハ欠陥分析方法。
【請求項１５】
前記（ｄ）ステップにおいて、
前記特性温度が８７０℃以上である場合、前記欠陥領域を小さなボイド領域として決定し、
前記特性温度が８４０℃以上８７０℃未満である場合、前記欠陥領域をＯ−バンド領域として決定し、
前記特性温度が８１０℃以上８４０℃未満である場合、前記欠陥領域をベイカンシー優勢無欠陥領域として決定し、
前記特性温度が８００℃以上８１０℃未満である場合、前記欠陥領域を遷移領域として決定し、
前記特性温度が８００℃未満である場合、前記欠陥領域をインタースティシャル優勢無欠陥領域として決定する、請求項５〜１４のいずれか一項に記載のウエハ欠陥分析方法。
【請求項１６】
前記決定された特性温度に基づいて、前記ウエハが有する点欠陥の濃度を決定するステップをさらに含み、
前記欠陥領域は、前記ウエハ面内の前記点欠陥の分布を基準として定義される、請求項５〜１５のいずれか一項に記載のウエハ欠陥分析方法。
【請求項１７】
前記（ａ）ステップで熱処理を施す前のウエハはベアウエハ（ｂａｒｅ  ｗａｆｅｒ）である、請求項５〜１６のいずれか一項に記載のウエハ欠陥分析方法。
【請求項１８】
前記（ｃ）ステップは、酸素変化量を用いて前記特性温度を推定する、請求項５〜１７のいずれか一項に記載のウエハ欠陥分析方法。
【請求項１９】
前記（ｄ）ステップで判別される欠陥領域の種類は、空孔ベイカンシー欠陥領域を含まない、請求項５〜１８のいずれか一項に記載のウエハ欠陥分析方法。
【請求項２０】
前記酸素析出物の密度を前記酸素析出寸法として測定するとき、レーザー散乱法及びエッチング法を用いる、請求項１１に記載のウエハ欠陥分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施例は、ウエハ及びウエハ欠陥分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、シリコンウエハを製造する方法として、フローティングゾーン（ＦＺ：Ｆｌｏａｔｉｎｇ  Ｚｏｎｅ）法又はチョクラルスキー（ＣＺ：ＣＺｏｃｈｒａｌｓｋｉ）法が多く用いられている。ＦＺ法を適用して単結晶シリコンインゴットを成長させる場合、大口径のシリコンウエハを製造しにくいだけでなく、工程コストが非常に高いという問題があるため、ＣＺ法に基づいて単結晶シリコンインゴットを成長させることが一般化されている。
【０００３】
ＣＺ法によれば、石英るつぼに多結晶シリコンを装入し、黒鉛発熱体を加熱してこれを溶融させた後、溶融により形成されたシリコン溶融液にシード（ｓｅｅｄ）結晶を浸漬させ、溶融液の界面で結晶化が起こるようにして、シード結晶を回転させながら引き上げることによって、単結晶シリコンインゴットが育成される。その後、育成された単結晶シリコンインゴットをスライシング（ｓｌｉｃｉｎｇ）、エッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）及び研磨（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）してウエハの形状に作る。
【０００４】
通常のウエハの欠陥領域分析方法によれば、ウエハの表面を金属溶液を用いて均一に汚染させる。その後、酸素析出が可能な温度帯域で点欠陥を拡散させ、欠陥領域別に金属がゲッタリング（ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ）される程度が異なる点を用いて欠陥領域を区別する。このような既存のウエハの欠陥領域分析方法による場合、視覚的に欠陥領域の明確な区分が可能であり、欠陥領域の面積を定量化しやすいという利点がある。しかし、このような既存の方法によりウエハの欠陥領域を分析する場合、金属を汚染させる装備とエッチング装備などが付加的に必要であり、ウエハの表面の汚染濃度及び汚染方法に応じて熱処理後の結果が敏感に変わり得る。また、ハイライト（ｈｉｇｈｌｉｇｈｔ）を用いて欠陥領域を目視で観察する場合、作業者の誤差が発生することがある。
【０００５】
既存の結晶欠陥評価方法の一つである銅汚染法［又は、銅ヘイズ（Ｃｕ  Ｈａｚｅ）法］による場合、点欠陥の濃度差による局部的な変動を排除することができないため、欠陥領域を正確に判別することができないという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実施例は、信頼性をもって判別された欠陥領域を有するウエハ、及びそのウエハの欠陥領域を信頼性をもって判別することができるウエハ欠陥分析方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施例に係るウエハは、酸素析出寸法が最大となる特性温度が互いに異なる欠陥領域を有し、前記欠陥領域は、小さなボイド領域、Ｏ−バンド領域、ベイカンシー優勢無欠陥領域、遷移領域、及びインタースティシャル優勢無欠陥領域のうちの少なくとも１つを含むことができる。
【０００８】
例えば、前記酸素析出寸法は、前記ウエハに熱処理を施す前と施した後の前記ウエハが有する酸素の変化量、前記ウエハが有する酸素析出物の密度、酸素析出核の生成量、及び酸素析出核の生成速度のうちの少なくとも１つを含むことができる。
【０００９】
例えば、前記欠陥領域別の前記特性温度は、前記小さなボイド領域で８７０℃以上であり、前記Ｏ−バンド領域で８４０℃以上８７０℃未満であり、前記ベイカンシー優勢無欠陥領域で８１０℃以上８４０℃未満であり、前記遷移領域で８００℃以上８１０℃未満であり、前記インタースティシャル優勢無欠陥領域で８００℃未満であってもよい。
【００１０】
例えば、前記欠陥領域は空孔ベイカンシー欠陥領域を含まなくてもよい。
【００１１】
他の実施例によれば、ウエハの欠陥領域を判別する方法は、前記ウエハを互いに異なる温度で熱処理する（ａ）ステップ；前記熱処理されたウエハの酸素析出寸法を測定する（ｂ）ステップ；前記酸素析出寸法が最大となる特性温度を決定する（ｃ）ステップ；及び前記決定された特性温度に基づいて、前記ウエハが有する前記欠陥領域の種類を判別する（ｄ）ステップを含むことができる。
【００１２】
例えば、前記（ａ）ステップは、前記ウエハを第１温度で第１期間の間に熱処理して、前記ウエハに含まれた欠陥領域別の酸素析出核を生成する（ａ１）ステップを含むことができる。前記（ａ）ステップは、前記熱処理されたウエハを、前記第１温度よりも高い第２温度で第２期間の間に熱処理して、前記生成された酸素析出核を酸素析出物として成長させる（ａ２）ステップをさらに含むことができる。
【００１３】
例えば、前記第１温度は４５０℃以上１０００℃未満であり、前記第１期間は１時間〜２０時間であってもよい。前記第２温度の最小値は９５０℃であり、前記第２期間は１時間〜２０時間であってもよい。
【００１４】
例えば、前記（ａ２）ステップは、前記酸素析出物が観察可能な大きさになるまで行われてもよい。
【００１５】
例えば、前記酸素析出寸法は、前記（ａ１）ステップが行われる前に前記ウエハが有する酸素量と前記（ａ２）ステップが行われた後に前記ウエハが有する酸素量との酸素変化量、前記酸素析出物の密度、前記酸素析出核の生成量、及び酸素析出核の生成速度のうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００１６】
例えば、前記（ｂ）ステップは、前記ウエハの半径方向に沿って行われてもよい。
【００１７】
例えば、前記（ｃ）ステップで決定される前記特性温度は、前記酸素析出核が最大に生成される温度に該当してもよい。
【００１８】
例えば、前記（ｃ）ステップで前記第１温度において前記特性温度を決定することができない場合、最小二乗法を用いて前記特性温度を決定することができる。
【００１９】
例えば、前記（ｄ）ステップにおいて、前記特性温度が８７０℃以上である場合、前記欠陥領域を小さなボイド領域として決定し、前記特性温度が８４０℃以上８７０℃未満である場合、前記欠陥領域をＯ−バンド領域として決定し、前記特性温度が８１０℃以上８４０℃未満である場合、前記欠陥領域を前記ベイカンシー優勢無欠陥領域として決定し、前記特性温度が８００℃以上８１０℃未満である場合、前記欠陥領域を前記遷移領域として決定し、前記特性温度が８００℃未満である場合、前記欠陥領域を前記インタースティシャル優勢無欠陥領域として決定することができる。
【００２０】
また、前記ウエハ欠陥分析方法は、前記決定された特性温度に基づいて、前記ウエハが有する点欠陥の濃度を決定するステップをさらに含み、前記欠陥領域は、前記ウエハ面内の前記点欠陥の分布を基準として定義することができる。
【００２１】
例えば、前記（ａ）ステップで熱処理を施す前のウエハはベアウエハ（ｂａｒｅ  ｗａｆｅｒ）であってもよい。
【００２２】
例えば、前記（ｃ）ステップは、酸素変化量を用いて前記特定温度を推定することができる。
【００２３】
例えば、前記（ｄ）ステップで判別される欠陥領域の種類は、空孔ベイカンシー欠陥領域を含まなくてもよい。
【００２４】
例えば、前記酸素析出物の密度を前記酸素析出寸法として測定するとき、レーザー散乱法及びエッチング法を用いることができる。
【発明の効果】
【００２５】
実施例に係るウエハ及びウエハ欠陥分析方法は、酸素析出寸法が最大となる特性温度を基準としてウエハの欠陥領域を正確に判別することによって、既存のウエハ欠陥分析方法による場合にもたらし得る金属汚染のような追加工程や追加装備が不要であり、点欠陥の濃度差による局部的な変動を排除することができ、欠陥領域の種類を判別するのに失敗したり、誤差が発生したりする可能性を最小化してウエハのポートフォリオを提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】単結晶シリコンインゴットの成長時に、Ｖ／Ｇによる欠陥領域の分布を概略的に示す図である。
【００２７】
【図２】実施例に係るウエハ欠陥分析方法を説明するためのフローチャートである。
【００２８】
【図３】図２に示されたステップ１１０及びステップ１２０を説明するためのグラフである。
【００２９】
【図４Ａ−４Ｂ】互いに異なる種類のウエハをそれぞれ示す図である。
【００３０】
【図５】第１温度別の酸素変化量を示すグラフである。
【００３１】
【図６】第１温度別の酸素析出物の密度を示すグラフである。
【００３２】
【図７Ａ−７Ｂ】図７Ａは、図４Ａに示されたウエハを示し、図７Ｂは、図７Ａに示されたウエハの半径方向の位置による特性温度を示す図である。
【００３３】
【図８Ａ−８Ｂ】図８Ａは、図４Ｂに示されたウエハを示し、図８Ｂは、図８Ａに示されたウエハの半径方向の位置による特性温度を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明を具体的に説明するために実施例を挙げて説明し、発明に対する理解を助けるために添付の図面を参照して詳細に説明する。しかし、本発明に係る各実施例は様々な形態に変形可能であり、本発明の範囲が以下に詳述する実施例に限定されるものと解釈してはならない。本発明の各実施例は当業界において平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
【００３５】
以下、実施例に係るウエハ（又は基板、又は単結晶シリコンウエハ）を、次のように説明する。実施例に係るウエハを説明するに先立ち、単結晶シリコンインゴットの成長時に、Ｖ／Ｇによる欠陥領域（又は結晶欠陥領域）の分布を、次のように図１を参照して説明する。
【００３６】
図１は、単結晶シリコンインゴットの成長時に、Ｖ／Ｇによる欠陥領域の分布を概略的に示した図である。ここで、Ｖは、単結晶シリコンインゴットの引き上げ速度を示し、Ｇは、固液界面近傍の鉛直方向の温度勾配を示す。
【００３７】
ボロンコフ（Ｖｏｒｏｎｋｏｖ）理論によれば、所定の閾値以上のＶ／Ｇで単結晶シリコンインゴットを高速で引き上げると、空孔（ｖｏｉｄ）起因の欠陥が存在するベイカンシー（ｖａｃａｎｃｙ）が豊富（ｒｉｃｈ）な領域（又は、空孔ベイカンシー欠陥領域）（以下、‘Ｖ領域’という）として単結晶シリコンインゴットが成長する。すなわち、Ｖ領域は、シリコン原子の不足によりベイカンシーが過剰となる欠陥領域である。
【００３８】
また、所定の閾値よりも小さいＶ／Ｇで単結晶シリコンインゴットを引き上げると、酸化誘起積層欠陥（ＯＳＦ：Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｓｔａｃｋｉｎｇ  Ｆａｕｌｔ）を含むＯ−バンド（ｂａｎｄ）領域として単結晶シリコンインゴットが成長する。
【００３９】
また、Ｖ／Ｇを更に低くして単結晶シリコンインゴットを低速で引き上げると、格子間シリコンが集合した転位ループに起因するインタースティシャル（ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ）領域（以下、‘Ｉ領域’という）として単結晶インゴットが成長する。すなわち、Ｉ領域は、シリコン原子の過剰により格子間シリコンの凝集体が多い欠陥領域である。
【００４０】
Ｖ領域とＩ領域との間には、ベイカンシーが優勢なベイカンシー優勢無欠陥領域（以下、‘ＶＤＰ領域’という）及びインタースティシャルが優勢なインタースティシャル優勢無欠陥領域（以下、‘ＩＤＰ領域’という）が存在する。ＶＤＰ領域とＩＤＰ領域は、シリコン原子の不足や過剰のない領域という点で同一であるが、ＶＤＰ領域は、過剰ベイカンシー濃度が優勢である一方、ＩＤＰ領域は、過剰インタースティシャル濃度が優勢であるという点で異なる。
【００４１】
Ｏ−バンドに属し、微細な大きさのベイカンシー欠陥、例えば、ＤＳＯＤ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｄｅｆｅｃｔ）を有する小さなボイド（ｓｍａｌｌ  ｖｏｉｄ）領域が存在し得る。
【００４２】
また、ＶＤＰ領域とＩＤＰ領域との境界を基準として、ＶＤＰ領域とＩＤＰ領域の両方に亘っている遷移（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ）領域が存在し得る。
【００４３】
実施例に係るウエハは、図１に示された様々な欠陥領域のうちのＶ領域を含まない。このとき、実施例に係るウエハは、Ｖ領域以外の欠陥領域を有することができ、このような欠陥領域は、図１に示された小さなボイド領域、Ｏ−バンド領域、ＶＤＰ領域、遷移領域及びＩＤＰ領域のうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００４４】
実施例に係るウエハに含まれる欠陥領域は、互いに特性温度（ＴＣ：Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）を有する。ここで、特性温度ＴＣとは、ウエハの酸素析出核を生成する熱処理温度（「第１温度」として後述される）において、酸素析出寸法が最大である温度を意味する。特性温度ＴＣについては、図２に関する説明で詳細に後述する。すなわち、実施例に係るウエハに含まれる小さなボイド領域の特性温度ＴＣと、Ｏ−バンド領域の特性温度ＴＣと、ＶＤＰ領域の特性温度ＴＣと、ＩＤＰ領域の特性温度ＴＣと、遷移領域の特性温度ＴＣとが互いに異なり得る。
【００４５】
例えば、実施例に係るウエハに含まれる欠陥領域別の特性温度ＴＣは、次の表１の通りであってもよい。
【００４６】
【表１】
0006574271.tif 000002
【００４７】
また、ウエハに含まれる欠陥領域の酸素析出寸法とは、ウエハに熱処理を施す前と施した後のウエハが有する酸素の変化量（又は酸素の濃度差）（ΔＯｉ）、ウエハが有する酸素析出物の密度、酸素析出核の生成量及び酸素析出核の生成速度のうちの少なくとも１つを含むことができる。酸素の変化量（ΔＯｉ）については、図２に関する説明で詳細に後述する。
【００４８】
図２は、実施例に係るウエハ欠陥分析方法１００を説明するためのフローチャートである。
【００４９】
図２を参照すると、実施例に係るウエハ欠陥分析方法１００は、まず、ウエハを互いに異なる温度で熱処理することができる（ステップ１１０及びステップ１２０）。
【００５０】
図３は、図２に示されたステップ１１０及びステップ１２０を説明するためのグラフであって、横軸は処理時間を、縦軸は温度（Ｔ）をそれぞれ示す。
【００５１】
一実施例によれば、ウエハを熱処理するステップはステップ１１０のみを含むことができる。この場合、ウエハを第１温度Ｔｎで第１期間ｔｎの間に熱処理して、ウエハに含まれた欠陥領域別の酸素析出核を生成（又は形成）することができる（ステップ１１０）。第１温度Ｔｎが４５０℃よりも小さい場合、酸素原子間の凝集（ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ）が活発ではないことがある。また、第１温度Ｔｎが１０００℃以上である場合、析出よりは解離過程が活発であるため、酸素析出の誘導には不利であり得る。すなわち、第１温度Ｔｎが１０００℃以上である場合、酸素析出核の生成よりは成長が著しくなり得る。これを考慮して、第１温度Ｔｎは、例えば、４５０℃以上１０００℃未満であってもよいが、実施例はこれに限定されない。
【００５２】
また、酸素原子の拡散を考慮して、第１期間ｔｎは１時間以上であってもよい。第１期間ｔｎを２０時間以上に増加させても、酸素析出核が生成される量は大きくないことがある。したがって、第１期間ｔｎは、１時間〜２０時間、例えば、１時間〜１６時間であってもよいが、実施例はこれに限定されない。
【００５３】
また、ウエハ別の偏差を最小化するために、単結晶シリコン上の隣接領域から抜粋したウエハ又は一つのウエハを等しい面積を有するように等分して熱処理することもできる。
【００５４】
また、ステップ１１０で熱処理されるウエハは、別途の処理を経ていないベアウエハ（ｂａｒｅ  ｗａｆｅｒ）であってもよい。
【００５５】
他の実施例によれば、ウエハを熱処理するステップは、ステップ１１０及びステップ１２０をいずれも含むことができる。この場合、ステップ１１０で熱処理されたウエハを、第１温度Ｔｎよりも高い第２温度Ｔｇで第２期間ｔｇの間に熱処理して、生成された酸素析出核を酸素析出物（ｏｘｙｇｅｎ  ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓ）として成長させる（ステップ１２０）。例えば、第２温度Ｔｇの最小値は９５０℃であってもよいが、実施例はこれに限定されない。
【００５６】
更に他の実施例によれば、第１温度Ｔｎは、例えば、４５０℃〜１１００℃であり、第２温度Ｔｇの最小値は１１００℃よりも大きくてもよい。
【００５７】
また、第２期間ｔｇは１時間以上であってもよい。第２期間ｔｇを２０時間以上に増加させても、酸素析出核が成長する程度が大きくないことがある。したがって、第２期間ｔｇは、１時間〜２０時間、例えば、１時間〜１６時間であってもよいが、実施例はこれに限定されない。
【００５８】
また、ステップ１２０は、ウエハの酸素析出物が観察可能な大きさになるまで行うことができる。すなわち、第２期間ｔｇは、ウエハの酸素析出物が観察可能な大きさになるまでの期間を意味し得る。
【００５９】
前述したように、ステップ１１０及びステップ１２０を通じて、ウエハに対して温度分画された熱処理を互いに異なる温度で行うことによって、欠陥領域別に酸素析出寸法、例えば、酸素析出核の生成率（ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ  ｒａｔｅ）（又は酸素析出量の偏差）を誘導することができる。
【００６０】
以下、ウエハの熱処理は、ステップ１１０及びステップ１２０を全て行うものとして説明するが、実施例はこれに限定されない。
【００６１】
ステップ１２０の後に、熱処理されたウエハの酸素析出寸法を測定する（ステップ１３０）。
【００６２】
実施例によれば、ステップ１３０で測定される酸素析出寸法は、ステップ１１０が行われる前にウエハが有する第１酸素量とステップ１２０が行われた後にウエハが有する第２酸素量との次の数式１のように表される酸素変化量（ΔＯｉ）、酸素析出物の密度、酸素析出核の生成量及び酸素析出核の生成速度のうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００６３】
【数１】
0006574271.tif 000003
【００６４】
ここで、Ｏ２は第２酸素量を示し、Ｏ１は第１酸素量を示す。
【００６５】
例えば、レーザー散乱法（ＬＳＴＤ：Ｌａｓｅｒ−Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｄｅｆｅｃｔ）及びエッチング法を通じて、酸素析出物の密度が酸素析出寸法として測定されてもよい。
【００６６】
また、ステップ１３０は、ウエハの半径方向に沿って行われてもよいが、実施例はこれに限定されない。
【００６７】
ステップ１３０の後、酸素析出寸法が最大となる特性温度ＴＣを決定する（ステップ１４０）。例えば、酸素析出寸法が酸素析出核の生成量である場合、ステップ１４０で決定される特性温度とは、第１温度において酸素析出核が最大に多量に生成される温度に該当し得る。
【００６８】
付言すれば、ステップ１１０で酸素析出核を生成する第１温度Ｔｎ別に酸素変化量（ΔＯｉ）又は／及び酸素析出物の密度のそれぞれを表示（ｐｌｏｔ）し、様々な数学的な方法により、第１温度Ｔｎにおいて酸素変化量又は／及び酸素析出物の密度が最大である第１温度Ｔｎを特性温度ＴＣとして決定することができる。
【００６９】
もし、第１温度Ｔｎにおいて特性温度ＴＣを見つけることができないとき、すなわち、酸素変化量又は／及び酸素析出物の密度のような酸素析出寸法を制限された状況に起因して明らかに決定できないとき、最小二乗法（ｌｅａｓｔ−ｓｑｕａｒｅ  ｆｉｔｔｉｎｇ）を用いて特性温度ＴＣを決定することもできる。
【００７０】
ステップ１４０の後に、ステップ１４０で決定された特性温度ＴＣに基づいて、ウエハが有する欠陥領域の種類を判別することができる（ステップ１５０）。すなわち、前述した表１を参照すると、決定された特性温度ＴＣがどのような種類の欠陥領域であるかを判別することができる。
【００７１】
ステップ１４０で決定された特性温度ＴＣ及び金属拡散（ｍｅｔａｌ  ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）などで区分される欠陥領域の相互間の関係を確認して、どのような欠陥領域でどのくらいの特性温度ＴＣが観察されるかをマッチングさせ、各欠陥領域を代表する特性温度ＴＣを、前述した表１のように用意することができる。
【００７２】
例えば、特性温度ＴＣが８７０℃以上である場合、ウエハの欠陥領域を小さなボイド領域として決定し、特性温度ＴＣが８４０℃以上８７０℃未満である場合、ウエハの欠陥領域をＯ−バンド領域として決定することができる。
【００７３】
また、特性温度ＴＣが８１０℃以上８４０℃未満である場合、欠陥領域をＶＤＰ領域として決定し、特性温度ＴＣが８００℃以上８１０℃未満である場合、欠陥領域を遷移領域として決定することができる。
【００７４】
また、特性温度ＴＣが８００℃未満である場合、欠陥領域をＩＤＰ領域として決定することができる。
【００７５】
以下、実施例に係るウエハ及びウエハ欠陥分析方法の理解を助けるために、具体的な実験例を次のように説明する。
【００７６】
図４Ａ及び図４Ｂは、互いに異なる種類のウエハをそれぞれ示す。図４Ａは、図４Ｂより高い酸素濃度（Ｏｉ）を有するウエハのＶＤＰ領域を示し、図４Ｂは、図４Ａより低い酸素濃度（Ｏｉ）を有するウエハのＩＤＰ領域、ＶＤＰ領域及びＯ−バンド領域が混在した姿を示す。
【００７７】
図４Ａ及び図４Ｂに示したように、ウエハに銅（Ｃｕ）を汚染させた後、拡散を通じて酸素レベル及び欠陥領域が区分された互いに異なる種類のウエハを準備する。
【００７８】
その後、６００℃〜９００℃の第１温度Ｔｎで８時間の第１期間ｔｎの間にウエハを１次的にに熱処理して酸素析出核を生成するステップ１１０を行う。その後、１０００℃の第２温度Ｔｇで１６時間の第２期間ｔｇの間にウエハを２次的に熱処理して、生成された酸素析出核を成長させるステップ１２０を行う。
【００７９】
図５は、第１温度Ｔｎ別の酸素変化量（ΔＯｉ）を示すグラフであり、図６は、第１温度Ｔｎ別の酸素析出物の密度（ＬＳＴＤ  ｄｅｎｓｉｔｙ）を示すグラフである。図５及び図６のそれぞれにおいて、参照符号２１０はＶＤＰ領域に該当し、参照符号２２０はＩＤＰ領域に該当し、参照符号２３０はＯ−バンド領域に該当する。
【００８０】
その後、ウエハを第１温度Ｔｎで１次的に熱処理する間、図５に示したように、第１温度Ｔｎ別の酸素変化量（ΔＯｉ）を測定し、図６に示したように、第１温度Ｔｎ別の酸素析出物の密度を測定する（ステップ１３０）。
【００８１】
その後、図５を参照して、最大の酸素変化量（ΔＯｉ）を示す第１温度Ｔｎを特性温度ＴＣとして決定し、図６を参照して、最大の酸素析出物の密度を示す第１温度Ｔｎを特性温度として決定する（ステップ１４０）。
【００８２】
例えば、図５を参照すると、ＶＤＰ領域２１０の特性温度ＴＣは８２６．６℃であり、ＩＤＰ領域２２０の特性温度ＴＣは７９０．３℃であり、Ｏ−バンド領域の特性温度ＴＣは８４３．８℃である。
【００８３】
また、図６を参照すると、ＶＤＰ領域２１０の特性温度ＴＣは８１３．３℃であり、Ｏ−バンド領域２３０の特性温度ＴＣは７７８．６℃である一方、ＩＤＰ領域２２０の特性温度ＴＣは決定することができない。このように、特性温度ＴＣを決定することができないとき、最小二乗法などの数学的ツールを用いて特性温度ＴＣを決定することができる。このとき、ローレンツ関数（Ｌｏｒｅｎｚ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を従うと仮定することができるが、実施例は、特別な数学関数に制限されない。
【００８４】
図５に示された第１温度Ｔｎ別の酸素変化量（ΔＯｉ）と、図６に示された第１温度Ｔｎ別の酸素析出物の密度とを互いに対比して説明すると、次の通りである。
【００８５】
図５に示されたような酸素変化量（ΔＯｉ）を用いた最小二乗法フィッティング（ｆｉｔｔｉｎｇ）の結果、ＶＤＰ領域２１０、ＩＤＰ領域２２０及びＯ−バンド領域２３０のそれぞれにおいて特性温度ＴＣを決定することができる。
【００８６】
しかし、図６に示されたような酸素析出物の密度を用いる場合、ＩＤＰ領域２２０でフィッティングが不可であり、他の欠陥領域であるＶＤＰ領域２１０及びＯ−バンド領域２３０で特性温度ＴＣが多少低く観察される。
【００８７】
図７Ａは、図４Ａに示されたウエハを示し、図７Ｂは、図７Ａに示されたウエハの半径方向の位置（Ｒａｄｉａｌ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）による特性温度ＴＣ１，ＴＣ２を示す。
【００８８】
図８Ａは、図４Ｂに示されたウエハを示し、図８Ｂは、図８Ａに示されたウエハの半径方向の位置による特性温度ＴＣ１，ＴＣ２を示す。
【００８９】
図７Ｂ及び図８Ｂのそれぞれにおいて、特性温度ＴＣ１は、酸素変化量（ΔＯｉ）を用いて決定され、特性温度ＴＣ２は、酸素析出物の密度を用いて決定される。
【００９０】
図７Ａ及び図７Ｂにおいて、Ａ１、Ａ２はウエハの検査方向を示し、図７Ｂ及び図８Ｂにおいて、半径方向の位置が‘０’である地点はウエハの中心を示す。
【００９１】
図５に示された酸素変化量（ΔＯｉ）は、熱処理過程で消耗された酸素の総量を示し、析出核の生成のために消耗された酸素量、酸素析出核の成長時に消耗された酸素量、及びレーザー散乱で観察することができない小さな大きさの核（ｓｍａｌｌ  ｓｉｚｅ  ｎｕｃｌｅｉ）に関する情報を全て含むことができる。
【００９２】
反面、図６に示された酸素析出物の密度は、レーザー散乱で観察できる範囲で得られる制限的な情報のみを含むことができる。
【００９３】
このような面を追加検証するために、図７Ｂ及び図８Ｂに示したように、図７Ａ及び図８Ａにそれぞれ示されたウエハの半径方向に測定された特性温度ＴＣ１，ＴＣ２を直接比較した。
【００９４】
その結果、酸素析出物の密度を用いて特性温度ＴＣ２を推定（又は決定）する場合、図７Ａに示されたウエハは、図７Ｂに示したように、ウエハの半径方向Ａ１に行くほど特性温度ＴＣ２が減衰することがわかり、図８Ａに示されたウエハは、図８Ｂに示したように、低い酸素濃度（Ｏｉ）によって析出量が低下し得る。このように、酸素析出物の密度を用いて決定した特性温度ＴＣ２によってウエハの欠陥領域を判別しようとする場合、欠陥領域以外に副作用をもたらすことがある。
【００９５】
反面、酸素析出物の密度を用いて特性温度ＴＣ２を推定する場合に比べて、酸素変化量（ΔＯｉ）を用いて特性温度ＴＣ１を推定する場合に、前述した副作用なしに純粋な欠陥領域の情報が示されることがわかる。すなわち、Ｏ−バンド領域を含む図８Ａに示されたウエハのエッジの場合、図８Ｂに示された特性温度ＴＣ１は、ＶＤＰ領域を含む図７Ａに示されたウエハのエッジに対する図７Ｂに示された特性温度ＴＣ１よりも高いことがわかる。
【００９６】
結局、酸素析出物の密度を用いて決定された特性温度ＴＣ２よりも酸素変化量（ΔＯｉ）を用いて決定された特性温度ＴＣ１を用いて欠陥領域を判別する場合、さらに一貫性をもって欠陥領域を判別することができる。
【００９７】
前述した表１に示された欠陥領域別の特性温度ＴＣ１は、次のように求めることができる。
【００９８】
図７Ａに示されたウエハの場合、図７Ｂに示したように、半径位置が１００ｍｍである地点にＩＤＰ領域の影響があり得、この位置で示される特性温度ＴＣ１は、図８Ａに示されたウエハの最低特性温度ＴＣ１と類似し得る。これを用いて、ＶＰＤ領域の特性温度ＴＣを決定することができる。
【００９９】
また、銅によって汚染されたウエハから確認されるＩＤＰ領域は比較的薄い（ｓｈａｌｌｏｗ）ということを考慮して、ＩＤＰ領域の特性温度ＴＣを決定することができる。
【０１００】
また、図８Ａに示されたようなウエハのエッジで現れるＯ−バンド領域では、図７Ａに示されたウエハよりも高い特性温度ＴＣが観察されるので、これを考慮して、Ｏ−バンド領域の特性温度ＴＣを決定することができる。
【０１０１】
また、図示してはいないが、ステップ１４０で決定された特性温度ＴＣに基づいて、ウエハが有する点欠陥（ｐｏｉｎｔ  ｄｅｆｅｃｔ）の濃度を決定することもできる。ここで、ウエハの欠陥領域は、ウエハ面内の点欠陥の分布を基準として定義することができる。
【０１０２】
一般に、ウエハは、結晶成長工程中に石英るつぼから流入する酸素原子を含有しており、後続の熱工程によって、これらの酸素原子が酸素析出物の形態に変わり得る。このような酸素析出物は、ウエハのバルク（ｂｕｌｋ）内で金属汚染をゲッタリングして、漏れ電流（ｌｅａｋａｇｅ  ｃｕｒｒｅｎｔ）のような素子不良を防止する装置として活用することができる。しかし、酸素析出物が素子動作領域（ａｃｔｉｖｅ  ａｒｅａ）に存在することによって、それ自体が素子不良を引き起こす原因として作用することもある。したがって、高性能、高収率集積素子の製造において、ウエハの酸素析出現象が必ず考慮されなければならない。
【０１０３】
シリコンウエハにおいて酸素析出の程度は、初期に混入している酸素量（ｉｎｉｔｉａｌ  Ｏｉ）だけでなく、ウエハ面内の点欠陥の種類及び濃度と深く関連している。すなわち、ベイカンシー（ｖａｃａｎｃｙ）欠陥の存在時に、酸素析出物の自由エネルギーの減少により、酸素析出の程度が増加し、自己侵入型（ｓｅｌｆ−ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ）欠陥の存在時に、逆に酸素析出の程度が鈍化し得る。
【０１０４】
たとえ、Ｖ領域を有していないウエハであるとしても、ウエハの面内酸素偏差は１ｐｐｍａ以内と大きくないが、点欠陥分布の偏差は大きくなり得る。これによって、均一な酸素レベルであるにもかかわらず、ウエハの面内酸素析出の程度の偏差が大きく発生し得る。したがって、適正なレベルの酸素析出の程度を示すウエハ製品の保証のために、面内点欠陥分布を基準として欠陥領域が必須に定義される。
【０１０５】
実施例に係るウエハ欠陥分析方法は、ウエハ内の点欠陥の種類及び濃度に応じて、温度別の酸素析出核の生成の程度が異なるため、酸素析出寸法、例えば、酸素析出核の生成速度が最大となる特性温度ＴＣが点欠陥の分布に応じて異なることを用いて、ウエハの欠陥領域の種類を判別することができる。
【０１０６】
ウエハに含まれ得るある欠陥領域の特性温度は、次のような意味を有し得る。
【０１０７】
新たな酸素析出核の生成の面で、酸素析出核が生成されるのに必要な駆動力、すなわち、酸素の過飽和は、析出が起こりにくい欠陥領域であるほど大きくなければならず、そのために、第１及び第２温度Ｔｎ，Ｔｇがさらに低くなければならない。
【０１０８】
既に生成された酸素析出物の安定性の面で、酸素析出が発生しにくい欠陥領域では、発生している酸素析出物の熱安定性が低いため、高温の熱処理時に全て消滅（ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ）する可能性が高い。
【０１０９】
前述した２つの面を考慮するとき、特性温度ＴＣが高いほど、酸素析出がよく行われる欠陥領域であり、低いほど、酸素析出がよく行われない欠陥領域である。実際に酸素析出の程度が多い順序は、Ｏ−バンド、ＶＤＰ領域及びＩＤＰ領域の順序である。したがって、実施例に係るウエハ欠陥分析方法は、特性温度ＴＣを用いて欠陥領域を判別する。
【０１１０】
前述した実施例に係るウエハ欠陥分析方法は、特性温度ＴＣを用いて、ウエハの欠陥領域を判別することができる。したがって、既存の金属汚染又は熱処理以外に、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）などのような別途の工程が不要であり、ウエハの欠陥領域を確実に判別して保証できるので、ウエハの信頼度を向上させることができる。
【０１１１】
以上では実施例を中心に説明したが、これは単なる例示で、本発明を限定するものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、以上に例示していない種々の変形及び応用が可能であるということが理解されるであろう。例えば、実施例に具体的に示した各構成要素は変形実施が可能である。そして、このような変形及び応用による差異点は、添付の特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈しなければならない。
【発明を実施するための形態】
【０１１２】
発明を実施するための形態は、前述した“発明を実施するための最良の形態”で十分に説明された。
【０１１３】
[産業上の利用可能性]
実施例に係るウエハ及びウエハ欠陥分析方法は、エピウエハを生成するのに利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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