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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6361720
(24)【登録日】2018年7月6日
(45)【発行日】2018年7月25日
(54)【発明の名称】シリコン単結晶ウェーハの評価方法及び評価装置並びに製造方法
(51)【国際特許分類】
C30B 29/06 20060101AFI20180712BHJP
G01N 21/35 20140101ALI20180712BHJP
H01L 21/66 20060101ALI20180712BHJP
【ＦＩ】
C30B29/06 502Z
G01N21/35
H01L21/66 M
【請求項の数】5
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2016-220225(P2016-220225)
(22)【出願日】2016年11月11日
(65)【公開番号】特開2018-76210(P2018-76210A)
(43)【公開日】2018年5月17日
【審査請求日】2017年1月5日
(73)【特許権者】
【識別番号】302006854
【氏名又は名称】株式会社ＳＵＭＣＯ
(74)【代理人】
【識別番号】110000486
【氏名又は名称】とこしえ特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】玉置 晋
【審査官】
原 和秀
(56)【参考文献】
【文献】
特開平０４−３２４６５４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｃ３０Ｂ １／００−３５／００
Ｇ０１Ｎ ２１／００−２１／０１
Ｇ０１Ｎ ２１／１７−２１／６１
Ｈ０１Ｌ ２１／６４−２１／６６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ストリエーションの評価基準値を定める工程と、
前記評価基準値より小さい評価基準値の下限値を定める工程と、
ストリエーション評価のための熱処理を施すことなくシリコン単結晶ウェーハの面内の酸素濃度を測定する工程と、
前記測定された酸素濃度の最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出し、最小値に対する最大値と最小値の差の比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出する工程と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記下限値未満の場合はストリエーションの発生がないと評価し、前記評価基準値を超える場合はストリエーションの発生があると評価する工程と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記評価基準値未満で前記下限値以上の場合は、ストリエーションを顕在化させる熱処理を施して当該シリコン単結晶ウェーハのＸ線トポグラフィー画像を取得するとともに、前記取得されたＸ線トポグラフィー画像を目視観察することによりストリエーションの発生の有無を評価する工程と、を含むシリコン単結晶ウェーハの評価方法。
前記評価基準値より小さい評価基準値の下限値を定める工程と、
ストリエーション評価のための熱処理を施すことなくシリコン単結晶ウェーハの面内の酸素濃度を測定する工程と、
前記測定された酸素濃度の最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出し、最小値に対する最大値と最小値の差の比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出する工程と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記下限値未満の場合はストリエーションの発生がないと評価し、前記評価基準値を超える場合はストリエーションの発生があると評価する工程と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記評価基準値未満で前記下限値以上の場合は、ストリエーションを顕在化させる熱処理を施して当該シリコン単結晶ウェーハのＸ線トポグラフィー画像を取得するとともに、前記取得されたＸ線トポグラフィー画像を目視観察することによりストリエーションの発生の有無を評価する工程と、を含むシリコン単結晶ウェーハの評価方法。
【請求項2】
ストリエーションの評価基準値を２％〜４％の範囲の値に定める工程と、
ストリエーション評価のための熱処理を施すことなく、シリコン単結晶ウェーハの面内の酸素濃度を、５ｍｍ〜１０ｍｍ間隔で測定する工程と、
前記測定された酸素濃度の最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出し、最小値に対する最大値と最小値の差の比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出する工程と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記評価基準値未満の場合はストリエーションの発生がないと評価し、前記評価基準値を超える場合はストリエーションの発生があると評価する工程と、を含むシリコン単結晶ウェーハの評価方法。
ストリエーション評価のための熱処理を施すことなく、シリコン単結晶ウェーハの面内の酸素濃度を、５ｍｍ〜１０ｍｍ間隔で測定する工程と、
前記測定された酸素濃度の最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出し、最小値に対する最大値と最小値の差の比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出する工程と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記評価基準値未満の場合はストリエーションの発生がないと評価し、前記評価基準値を超える場合はストリエーションの発生があると評価する工程と、を含むシリコン単結晶ウェーハの評価方法。
【請求項3】
ストリエーションの評価基準値を２％〜４％の範囲の値に定める工程と、
前記評価基準値より０．４％〜０．６％小さい評価基準値の下限値を定める工程と、
ストリエーション評価のための熱処理を施すことなく、シリコン単結晶ウェーハの面内の酸素濃度を、５ｍｍ〜１０ｍｍ間隔で測定する工程と、
前記測定された酸素濃度の最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出し、最小値に対する最大値と最小値の差の比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出する工程と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記下限値未満の場合はストリエーションの発生がないと評価し、前記評価基準値を超える場合はストリエーションの発生があると評価する工程と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記評価基準値未満で前記下限値以上の場合は、ストリエーションを顕在化させる熱処理を施して当該シリコン単結晶ウェーハのＸ線トポグラフィー画像を取得するとともに、前記取得されたＸ線トポグラフィー画像を目視観察することによりストリエーションの発生の有無を評価する工程と、を含むシリコン単結晶ウェーハの評価方法。
前記評価基準値より０．４％〜０．６％小さい評価基準値の下限値を定める工程と、
ストリエーション評価のための熱処理を施すことなく、シリコン単結晶ウェーハの面内の酸素濃度を、５ｍｍ〜１０ｍｍ間隔で測定する工程と、
前記測定された酸素濃度の最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出し、最小値に対する最大値と最小値の差の比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出する工程と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記下限値未満の場合はストリエーションの発生がないと評価し、前記評価基準値を超える場合はストリエーションの発生があると評価する工程と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記評価基準値未満で前記下限値以上の場合は、ストリエーションを顕在化させる熱処理を施して当該シリコン単結晶ウェーハのＸ線トポグラフィー画像を取得するとともに、前記取得されたＸ線トポグラフィー画像を目視観察することによりストリエーションの発生の有無を評価する工程と、を含むシリコン単結晶ウェーハの評価方法。
【請求項4】
ストリエーション評価のための熱処理を施すことなく、シリコン単結晶ウェーハの面内の酸素濃度を、５ｍｍ〜１０ｍｍ間隔で測定する測定手段と、
前記測定された酸素濃度の最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出し、最小値に対する最大値と最小値の差の比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出する算出手段と、
ストリエーションの評価基準値を２％〜４％の範囲の値に定める入力手段と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記評価基準値未満の場合はストリエーションの発生がないと評価し、前記評価基準値を超える場合はストリエーションの発生があると評価する評価手段と、を含むシリコン単結晶ウェーハの評価装置。
前記測定された酸素濃度の最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出し、最小値に対する最大値と最小値の差の比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出する算出手段と、
ストリエーションの評価基準値を２％〜４％の範囲の値に定める入力手段と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記評価基準値未満の場合はストリエーションの発生がないと評価し、前記評価基準値を超える場合はストリエーションの発生があると評価する評価手段と、を含むシリコン単結晶ウェーハの評価装置。
【請求項5】
シリコン単結晶ウェーハを製造する方法であって、
ストリエーションの評価基準値を定める工程と、
前記評価基準値より小さい評価基準値の下限値を定める工程と、
ストリエーション評価のための熱処理を施すことなくシリコン単結晶ウェーハの面内の酸素濃度を測定する工程と、
前記測定された酸素濃度の最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出し、最小値に対する最大値と最小値の差の比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出する工程と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記下限値未満の場合はストリエーションの発生がないと評価し、前記評価基準値を超える場合はストリエーションの発生があると評価する工程と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記評価基準値未満で前記下限値以上の場合は、ストリエーションを顕在化させる熱処理を施して当該シリコン単結晶ウェーハのＸ線トポグラフィー画像を取得するとともに、前記取得されたＸ線トポグラフィー画像を目視観察することによりストリエーションの発生の有無を評価する工程と、を含むシリコン単結晶ウェーハの製造方法。
ストリエーションの評価基準値を定める工程と、
前記評価基準値より小さい評価基準値の下限値を定める工程と、
ストリエーション評価のための熱処理を施すことなくシリコン単結晶ウェーハの面内の酸素濃度を測定する工程と、
前記測定された酸素濃度の最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出し、最小値に対する最大値と最小値の差の比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出する工程と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記下限値未満の場合はストリエーションの発生がないと評価し、前記評価基準値を超える場合はストリエーションの発生があると評価する工程と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記評価基準値未満で前記下限値以上の場合は、ストリエーションを顕在化させる熱処理を施して当該シリコン単結晶ウェーハのＸ線トポグラフィー画像を取得するとともに、前記取得されたＸ線トポグラフィー画像を目視観察することによりストリエーションの発生の有無を評価する工程と、を含むシリコン単結晶ウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シリコン単結晶ウェーハの評価方法及び評価装置並びに製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
シリコン単結晶ウェーハの酸素析出量の面内均一性を評価する方法として、シリコン単結晶ウェーハの直径方向の酸素濃度測定を行い、シリコン単結晶ウェーハに６００℃〜７００℃の低温熱処理と、７５０℃〜１０５０℃の高温熱処理とを施し、その後更にシリコン単結晶ウェーハの直径方向の酸素濃度測定を行い、シリコン単結晶ウェーハの直径を１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下の長さ毎に分割した区間のうち、低温熱処理前の酸素濃度と高温熱処理後の酸素濃度の差［Ｏｐ］の最大値［Ｏｐ］ｍａｘと最小値［Ｏｐ］ｍｉｎの比［Ｏｐ］ｍａｘ／［Ｏｐ］ｍｉｎが１．２５以下となる区間の、分割された全区間に占める割合により、シリコン単結晶ウェーハの酸素析出量の面内均一性を評価する方法が知られている。そして、上記比［Ｏｐ］ｍａｘ／［Ｏｐ］ｍｉｎが１．２５以下となる区間が、分割された全区間の８５％以上を占めるシリコン単結晶ウェーハでは、Ｘ線トポグラフィーイメージによる、明瞭な析出酸素のストリエーションパターンは認められず、酸素析出量が均一なシリコン単結晶ウェーハが提供できるとされている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１３−１４７４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記従来技術では、シリコン単結晶ウェーハに、低温熱処理と高温熱処理の２回のストリエーション評価のための熱処理を施すことに加え、低温熱処理前と高温熱処理後に合計２回の酸素濃度測定を行う必要があるため、ストリエーションの評価に長時間を要するという問題がある。なお、本明細書でいうストリエーションとは、ストリエーション評価のための熱処理を施した場合に発生する、ウェーハ面内における酸素析出量の多い領域と、少ない領域とが為す模様をいう。
【0005】
本発明が解決しようとする課題は、簡易な工程で精度が高い評価を行うことができるシリコン単結晶の評価方法及び評価装置並びに製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
第１の観点による本発明は、ストリエーションの評価基準値を定める工程と、前記評価基準値より小さい評価基準値の下限値を定める工程と、
ストリエーション評価のための熱処理を施すことなくシリコン単結晶ウェーハの面内の酸素濃度を測定する工程と、
前記測定された酸素濃度の最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出し、最小値に対する最大値と最小値の差の比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出する工程と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記下限値未満の場合はストリエーションの発生がないと評価し、前記評価基準値を超える場合はストリエーションの発生があると評価する工程と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記評価基準値未満で前記下限値以上の場合は、ストリエーションを顕在化させる熱処理を施して当該シリコン単結晶ウェーハのＸ線トポグラフィー画像を取得するとともに、前記取得されたＸ線トポグラフィー画像を目視観察することによりストリエーションの発生の有無を評価する工程と、を含むシリコン単結晶ウェーハの評価方法によって上記課題を解決する。
【0008】
第２の観点による本発明は、ストリエーションの評価基準値を２％〜４％の範囲の値に定める工程と、ストリエーション評価のための熱処理を施すことなく、シリコン単結晶ウェーハの面内の酸素濃度を、５ｍｍ〜１０ｍｍ間隔で測定する工程と、
前記測定された酸素濃度の最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出し、最小値に対する最大値と最小値の差の比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出する工程と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記評価基準値未満の場合はストリエーションの発生がないと評価し、前記評価基準値を超える場合はストリエーションの発生があると評価する工程と、を含むシリコン単結晶ウェーハの評価方法によって上記課題を解決する。
【0009】
第３の観点による本発明は、ストリエーションの評価基準値を２％〜４％の範囲の値に定める工程と、前記評価基準値より０．４％〜０．６％小さい評価基準値の下限値を定める工程と、
ストリエーション評価のための熱処理を施すことなく、シリコン単結晶ウェーハの面内の酸素濃度を、５ｍｍ〜１０ｍｍ間隔で測定する工程と、
前記測定された酸素濃度の最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出し、最小値に対する最大値と最小値の差の比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出する工程と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記下限値未満の場合はストリエーションの発生がないと評価し、前記評価基準値を超える場合はストリエーションの発生があると評価する工程と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記評価基準値未満で前記下限値以上の場合は、ストリエーションを顕在化させる熱処理を施して当該シリコン単結晶ウェーハのＸ線トポグラフィー画像を取得するとともに、前記取得されたＸ線トポグラフィー画像を目視観察することによりストリエーションの発生の有無を評価する工程と、を含むシリコン単結晶ウェーハの評価方法によって上記課題を解決する。
【0011】
第４の観点による本発明は、ストリエーション評価のための熱処理を施すことなく、シリコン単結晶ウェーハの面内の酸素濃度を、５ｍｍ〜１０ｍｍ間隔で測定する測定手段と、前記測定された酸素濃度の最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出し、最小値に対する最大値と最小値の差の比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出する算出手段と、
ストリエーションの評価基準値を２％〜４％の範囲の値に定める入力手段と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記評価基準値未満の場合はストリエーションの発生がないと評価し、前記評価基準値を超える場合はストリエーションの発生があると評価する評価手段と、を含むシリコン単結晶ウェーハの評価装置により上記課題を解決する。
【0012】
第５の観点による本発明は、シリコン単結晶ウェーハを製造する方法であって、ストリエーションの評価基準値を定める工程と、
前記評価基準値より小さい評価基準値の下限値を定める工程と、
ストリエーション評価のための熱処理を施すことなくシリコン単結晶ウェーハの面内の酸素濃度を測定する工程と、
前記測定された酸素濃度の最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出し、最小値に対する最大値と最小値の差の比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出する工程と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記下限値未満の場合はストリエーションの発生がないと評価し、前記評価基準値を超える場合はストリエーションの発生があると評価する工程と、
前記算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、前記評価基準値未満で前記下限値以上の場合は、ストリエーションを顕在化させる熱処理を施して当該シリコン単結晶ウェーハのＸ線トポグラフィー画像を取得するとともに、前記取得されたＸ線トポグラフィー画像を目視観察することによりストリエーションの発生の有無を評価する工程と、を含むシリコン単結晶ウェーハの製造方法により上記課題を解決する。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、シリコン単結晶ウェーハの面内の酸素濃度をＦＴ−ＩＲ法により測定し、最小値に対する最大値と最小値の差の比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、ストリエーションの評価基準値に対して大きいか小さいかによって、ストリエーション評価のための熱処理を施すことなく、ストリエーションの発生の有無を定量的に評価するので、簡易な工程で精度が高い評価を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の第１実施形態に係るシリコン単結晶ウェーハの評価方法を示す工程図である。
【図3】本発明の第２実施形態に係るシリコン単結晶ウェーハの評価方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。《第１実施形態》
本発明の第１実施形態に係るシリコン単結晶ウェーハの評価方法及び製造方法は、図１に示すように、ストリエーションの評価基準値Ｓを定める工程ＳＴ１と、ストリエーション評価のための熱処理を施すことなく、シリコン単結晶ウェーハの面内の酸素濃度をウェーハの中心部から径方向に、５ｍｍ〜１０ｍｍ間隔及びスポット直径２．５ｍｍ〜４．５ｍｍで、ＦＴ−ＩＲ法により測定する工程ＳＴ２と、測定された酸素濃度の最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出する工程ＳＴ３と、最小値に対する最大値と最小値の差の比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出する工程ＳＴ４と、算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎと評価基準値とを比較する工程ＳＴ５と、算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが評価基準値Ｓ未満の場合は、ストリエーション評価のための熱処理を施した後のストリエーションの発生がないと評価する工程ＳＴ６と、評価基準値Ｓを超える場合は、ストリエーション評価のための熱処理を施した後のストリエーションの発生があると評価する工程ＳＴ７と、を含む。本発明者は、本発明を為すにあたって、ウェーハのストリエーションが、ストリエーション評価のための熱処理を施した後のウエーハ面内における酸素析出量の多い領域と少ない領域が為す模様であることから、ウェーハ面内の酸素濃度に関連すると考えた。そこで、ストリエーションのコントラストと、ウエーハ面内の酸素濃度の最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎとの関連性を調査した結果、ストリエーションのコントラストが、ストリエーション評価のための熱処理を施す前の酸素濃度の最小値に対する最大値と最小値の差の比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎと相関性があることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0017】
ストリエーションの評価基準値Ｓを定める工程ＳＴ１において、評価基準値Ｓは、シリコン単結晶ウェーハの仕様等により要求される面内酸素濃度の均一性に応じて適宜の値に設定される。例えば、ＣＭＯＳイメージセンサに用いられるシリコン単結晶ウェーハについては、他のデバイスに比べて相対的に高い面内酸素濃度の均一性が求められることから、評価基準値Ｓは、特に限定はされないが２〜４％程度の小さい値に設定される。具体的な評価基準値Ｓの算出例として、（１）製造されたシリコン単結晶ウェーハのＸ線画像によるストリエーションの目視判定結果から、「ストリエーションが観察されない」と判定されたウェーハを複数抽出し、（２）次に、（１）の「ストリエーションが観察されない」と判定されたウェーハの“比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎ“を求め、（３）次に、（２）の“比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎ“を統計学的に処理して、その平均値と標準偏差を求め、（４）最後に、平均値から＋３σ（標準偏差）離れた位置にある“比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎ“の値を求め、これを評価基準値Ｓとする。なお、この具体例はあくまで一例であり、例えば標準偏差３σを４σなどにしてもよい。
【0018】
シリコン単結晶ウェーハの面内の酸素濃度をＦＴ−ＩＲ法（ＡＳＴＭ Ｆ−１２１（１９７９）に規格されたフーリエ変換赤外分光光度法をいう。）により測定する工程ＳＴ２では、ストリエーション評価のための熱処理を施すことなく、シリコン単結晶ウェーハの面内を、５ｍｍ〜１０ｍｍ間隔及びスポット直径２．５ｍｍ〜４．５ｍｍでスキャンする。例えば、直径３００ｍｍウェーハを５ｍｍ間隔でスキャンすると６０箇所前後の測定点となるが、フーリエ変換赤外分光光度計による測定は１時間前後で完了する。本実施形態のＦＴ−ＩＲ法による面内酸素濃度の測定にあたっては、従来技術のようにシリコン単結晶ウェーハにストリエーション評価のための熱処理は施さないし、施す必要もない。なお、当該工程ＳＴ２の酸素濃度測定において使用される測定法は、ＦＴ−ＩＲ法にのみ限定されず、他の濃度測定法であってもよい。また、スポット径２．５ｍｍ〜４．５ｍｍも一例であって、特に限定される数値ではない。
【0019】
工程ＳＴ３では、工程ＳＴ２で測定された酸素濃度の測定値のうち最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出する。そして、工程ＳＴ４にて、最小値に対する、最大値と最小値の差の比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出する。この値は、最小値Ｏｉｍｉｎをベースにした、酸素濃度のばらつき（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）の割合を示すものである。なお、図１において、最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出する工程ＳＴ３と、比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出する工程ＳＴ４とを別工程として示しているが、これは本質的なものではなく、これらの工程ＳＴ３，ＳＴ４を一連の工程として処理してもよい。
【0020】
工程ＳＴ５では、工程ＳＴ１で決定された評価基準値Ｓと、工程ＳＴ４で算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎとを比較する。そして、算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、評価基準値Ｓ未満の場合は、工程ＳＴ６にてストリエーションの発生がないと評価する。一方、算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、評価基準値Ｓを超える場合は、工程ＳＴ７にてストリエーションの発生があると評価する。これら工程ＳＴ６及びＳＴ７における評価は、仮にストリエーション評価のための熱処理を施した場合のストリエーションの発生の有無を、上述した相関性に基づいて推定評価するものである。
【0021】
ちなみに、評価基準値Ｓの決定からストリエーションの発生の有無までの一連の工程を、コンピュータで自動計算してもよい。例えば、評価基準値Ｓを入力するステップ、フーリエ変換赤外分光光度計による測定結果を入力するステップ、その測定値のうちの最大値と最小値とを抽出し、（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出するステップ、評価基準値Ｓと比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎとを比較するステップ、算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、評価基準値Ｓ未満の場合は、ストリエーションの発生がない旨を出力する一方、算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、評価基準値Ｓを超える場合は、ストリエーションの発生があると出力するステップを含むコンピュータプログラムを作成し、コンピュータにインストールすることで自動計算することができる。
【0022】
［実施例１］ＣＭＯＳイメージセンサなどに用いられる半導体用ウェーハを製造するため、直径３００ｍｍのシリコン単結晶インゴットをチョクラルスキー法により育成し、結晶固化率（シリコン原料の重量に対する、育成されたシリコン単結晶の重量割合）が異なる部分で切り出した６枚のシリコン単結晶ウェーハを用意した。これらシリコン単結晶ウェーハを、ストリエーション評価のための熱処理を施すことなく、フーリエ変換赤外分光光度計を用いて、スポット径３．５ｍｍ、５ｍｍ間隔で５９箇所の酸素濃度をウェーハ中心部から径方向に測定した。そして、測定値の最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出し、比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎ（比は％表示）を算出し、評価基準値Ｓを３％に決定して評価を実施した。その結果を表１に示す。また、ここで使用した試料１〜６のＸ線トポグラフィー画像を図２に示す。なお、各試料１〜６のストリエーションのＸ線トポグラフィー画像を採取するにあたり、１１５０℃×１時間及び７００℃×５時間及び１０００℃×８時間の熱処理をウエーハに施して酸素析出させることにより、ストリエーションを顕在化させた。
【0023】
【表1】
【0024】
《考 察》評価基準値Ｓ＝３％としたところ、試料１と６はストリエーションの発生がないと評価され、その他の試料２〜５はストリエーションの発生があると評価された。これに対して、図２に示す各試料１〜６のＸ線トポグラフィー画像による目視評価は、表１に示す実施例１の評価結果と一致した。すなわち、ストリエーション評価のための熱処理を施すことなく測定及び算出した比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎによるストリエーション評価は、実際にストリエーション評価のための熱処理を施した後のストリエーションの発生の有無と一致した。
【0025】
《第２実施形態》本発明の第２実施形態に係るシリコン単結晶ウェーハの評価方法は、図３に示すように、評価基準値Ｓ及び評価基準値Ｓより小さい評価基準値の下限値Ｓ−Δｓを定める工程ＳＴ１１と、ストリエーション評価のための熱処理を施すことなく、シリコン単結晶ウェーハの面内の酸素濃度をウェーハの中心部から径方向に、５ｍｍ〜１０ｍｍ間隔及びスポット直径２．５ｍｍ〜４．５ｍｍで、ＦＴ−ＩＲ法により測定する工程ＳＴ１２と、測定された酸素濃度の最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出する工程ＳＴ１３と、最小値に対する最大値と最小値の差の比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出する工程ＳＴ１４と、算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎと評価基準値Ｓとを比較する工程ＳＴ１５と、算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが評価基準値Ｓを超える場合は、ストリエーション評価のための熱処理を施した後のストリエーションの発生があると評価する工程ＳＴ２０と、算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、評価基準値Ｓ未満である場合に、算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎと評価基準値の下限値Ｓ−Δｓとを比較する工程ＳＴ１６と、算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、評価基準値の下限値Ｓ−Δｓ未満の場合は、ストリエーション評価のための熱処理を施した後のストリエーションの発生がないと評価する工程ＳＴ１９と、算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、評価基準値Ｓ未満で評価基準値の下限値Ｓ−Δｓ以上である場合は、当該シリコン単結晶ウェーハのＸ線トポグラフィー画像を取得する工程ＳＴ１７と、取得されたＸ線トポグラフィー画像を目視観察することによりストリエーションの発生の有無を評価する工程ＳＴ１８と、を含む。
【0026】
評価基準値Ｓ及びその下限値Ｓ−Δｓを定める工程ＳＴ１１において、評価基準値Ｓは、シリコン単結晶ウェーハの仕様等により要求される面内酸素濃度の均一性に応じて適宜の値に設定される。例えば、ＣＭＯＳイメージセンサに用いられるシリコン単結晶ウェーハについては、他のデバイスに比べて相対的に高い面内酸素濃度の均一性が求められることから、評価基準値Ｓは、特に限定はされないが２〜４％程度の小さい値に設定される。また、評価基準値の下限値Ｓ−Δｓは、評価基準値Ｓに近似する範囲で、ストリエーション評価のための熱処理を施した後のストリエーションの発生がないと評価されるおそれがある範囲として決定され、特に限定されないが例えばΔｓ＝０．４％〜０．６％である。なお、具体的な評価基準値Ｓの算出例としては、上述した第１実施形態と同じである。
【0027】
シリコン単結晶ウェーハの面内の酸素濃度をＦＴ−ＩＲ法（ＡＳＴＭ Ｆ−１２１（１９７９）に規格されたフーリエ変換赤外分光光度法をいう。）により測定する工程ＳＴ１２では、ストリエーション評価のための熱処理を施すことなく、シリコン単結晶ウェーハの面内を、５ｍｍ〜１０ｍｍ間隔及びスポット直径２．５ｍｍ〜４．５ｍｍでスキャンする。例えば、直径３００ｍｍウェーハを５ｍｍ間隔でスキャンすると６０箇所前後の測定点となるが、フーリエ変換赤外分光光度計による測定は１時間前後で完了する。本実施形態のＦＴ−ＩＲ法による面内酸素濃度の測定にあたっては、従来技術のようにシリコン単結晶ウェーハにストリエーションのための熱処理は施さないし、施す必要もない。なお、当該工程ＳＴ１２の酸素濃度測定において使用される測定法は、ＦＴ−ＩＲ法にのみ限定されず、他の濃度測定法であってもよい。また、スポット径２．５ｍｍ〜４．５ｍｍも一例であって、特に限定される数値ではない。
【0028】
工程ＳＴ１３では、工程ＳＴ１２で測定された酸素濃度の測定値のうち最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出する。そして、工程ＳＴ１４にて、最小値に対する、最大値と最小値の差の比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出する。この値は、最小値Ｏｉｍｉｎをベースにした、酸素濃度のばらつき（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）の割合を示すものである。なお、図３において、最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出する工程ＳＴ１３と、比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出する工程ＳＴ１４とを別工程として示しているが、これは本質的なものではなく、これらの工程ＳＴ１３，ＳＴ１４を一連の工程として処理してもよい。
【0029】
工程ＳＴ１５では、工程ＳＴ１１で決定された評価基準値Ｓと、工程ＳＴ１４で算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎとを比較する。そして、算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、評価基準値Ｓを超える場合は、工程ＳＴ２０にてストリエーションの発生があると評価する。一方、算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、評価基準値Ｓ未満の場合は、次の工程ＳＴ１６に進む。
【0030】
工程ＳＴ１６では、工程ＳＴ１１で決定された評価基準値の下限値Ｓ−Δｓと、工程ＳＴ１４で算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎとを比較する。そして、算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、評価基準値の下限値Ｓ−Δｓ未満である場合は、工程ＳＴ１９にてストリエーションの発生がないと評価する。これは、本来の評価基準値Ｓに対して設けられたマージンΔｓよりも小さい値であれば、誤差等を考慮してもストリエーションの発生がないと評価できるからである。なお、これら工程ＳＴ２０及びＳＴ１９における評価は、仮にストリエーション評価のための熱処理を施した場合のストリエーションの発生の有無を、上述した相関性に基づいて推定評価するものである。
【0031】
一方、工程ＳＴ１６において、算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、評価基準値の下限値Ｓ−Δｓ以上（かつ評価基準値Ｓ未満）である場合は、工程ＳＴ１７において、当該シリコン単結晶ウェーハのＸ線トポグラフィー画像を取得する。この工程ＳＴ１７においては、Ｘ線トポグラフィー画像からストリエーションの発生の有無を目視評価するために、Ｘ線トポグラフィー画像を取得する前に、実際に、酸素析出させてストリエーションを顕在化させる熱処理を施す。このストリエーションを顕在化させるための熱処理は、例えば１１５０℃×１時間及び７００℃×５時間及び１０００℃×８時間といった条件を一例として挙げることができるが、この条件に限定されることはなく、ストリエーション評価のための熱処理等と同じ条件としてもよい。そして、工程ＳＴ１８にて、取得されたＸ線トポグラフィー画像を目視評価し（評価基準板との目視比較）、ストリエーションの発生がないと判断した場合は、工程ＳＴ１９にてストリエーションの発生がないと評価する。工程ＳＴ１８にて、取得されたＸ線トポグラフィー画像を目視評価し（評価基準板との目視比較）、ストリエーションの発生があると判断した場合は、工程ＳＴ２０にてストリエーションの発生があると評価する。
【0032】
ちなみに、評価基準値Ｓ及びその下限値Ｓ−Δｓの決定（ＳＴ１１）から、工程ＳＴ１７及びＳＴ１８を除く、ストリエーションの発生の有無までの一連の工程を、コンピュータで自動計算してもよい。この場合、第１実施形態と同様に、例えば、評価基準値Ｓ及びその下限値Ｓ−Δｓを入力するステップ、フーリエ変換赤外分光光度計による測定結果を入力するステップ、その測定値のうちの最大値と最小値とを抽出し、（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎを算出するステップ、評価基準値Ｓと比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎとを比較するステップ、評価基準値の下限値Ｓ−Δｓと比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎとを比較するステップ、算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、評価基準値の下限値Ｓ−Δｓ未満の場合は、ストリエーションの発生がない旨を出力する一方、算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、評価基準値Ｓを超える場合は、ストリエーションが発生があると出力するステップを含むコンピュータプログラムを作成し、コンピュータにインストールすることで自動計算することができる。また、算出された比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎが、評価基準値Ｓとその下限値Ｓ−Δｓとの間にある場合は、その旨を出力するステップを追加し、該当するシリコン単結晶ウェーハを特定するようにしてもよい。
【0033】
［実施例２］ＣＭＯＳイメージセンサなどに用いられる半導体用ウェーハを製造するため、直径３００ｍｍのシリコン単結晶インゴットをチョクラルスキー法により育成し、結晶固化率（シリコン原料の重量に対する、育成されたシリコン単結晶の重量割合）が異なる部分で切り出した４枚のシリコン単結晶ウェーハを用意した。これらシリコン単結晶ウェーハを、ストリエーション評価のための熱処理を施すことなく、フーリエ変換赤外分光光度計を用いて、スポット径３．５ｍｍ、５ｍｍ間隔で５９箇所の酸素濃度をウェーハ中心部から径方向に測定した。そして、測定値の最大値Ｏｉｍａｘと最小値Ｏｉｍｉｎを抽出し、比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎ（比は％表示）を算出し、評価基準値Ｓを３％、下限値Ｓ−Δｓを２．５％に決定して評価を実施した。その結果を表２に示す。また、ここで使用した試料７〜１０のＸ線トポグラフィー画像を図４に示す。なお、各試料７〜１０のストリエーションのＸ線トポグラフィー画像を採取するにあたり、１１５０℃×１時間及び７００℃×５時間及び１０００℃×８時間の熱処理をウエーハに施して酸素析出させることにより、ストリエーションを顕在化させた。
【0034】
【表2】
【0035】
《考 察》評価基準値Ｓ＝３％，下限値Ｓ−Δｓ＝２．５％としたところ、試料７はストリエーションの発生がないと評価され、その他の試料８〜１０はストリエーションの発生があると評価された。試料７の比は２．７１であり、評価基準値Ｓとその下限値Ｓ−Δｓとの間にあることから、図４に示す試料７のＸ線トポグラフィー画像（当該画像を取得する前にストリエーションを顕在化させる熱処理を施した。）による目視評価により、ストリエーションの発生があると評価した。なお、その他の試料８〜１０は、表２に示す実施例２の評価と図４に示す目視評価が一致した。すなわち、ストリエーション評価のための熱処理を施すことなく測定及び算出した比（Ｏｉｍａｘ−Ｏｉｍｉｎ）／Ｏｉｍｉｎによるストリエーション評価は、実際にストリエーション評価のための熱処理を施した後のストリエーションの発生の有無と一致した。