JP2018182160A - 半導体ウェーハの評価方法及び半導体ウェーハ製造工程の管理方法 - Google Patents
半導体ウェーハの評価方法及び半導体ウェーハ製造工程の管理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018182160A JP2018182160A JP2017082219A JP2017082219A JP2018182160A JP 2018182160 A JP2018182160 A JP 2018182160A JP 2017082219 A JP2017082219 A JP 2017082219A JP 2017082219 A JP2017082219 A JP 2017082219A JP 2018182160 A JP2018182160 A JP 2018182160A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor wafer
- main surface
- chamfered
- over
- chamfering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 132
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000007726 management method Methods 0.000 title description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 47
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 21
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 16
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims description 7
- 238000005498 polishing Methods 0.000 abstract description 46
- 238000007689 inspection Methods 0.000 abstract description 33
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
- B24B49/12—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
【課題】 鏡面面取り加工で発生する半導体ウェーハ主面内へのオーバーポリッシュの有無の評価及びオーバーポリッシュの入り込み量の測定を短時間かつ非破壊にて評価することができる半導体ウェーハの評価方法を提供する。【解決手段】 半導体インゴットからスライスされた主表面と主裏面からなる主面を有する半導体ウェーハのエッジを面取り研削加工した後に、面取り研削加工された半導体ウェーハの前記主表面もしくは前記主表面と主裏面の両面を研磨加工して前記主面と面取り面を有する半導体ウェーハを作製し、その後鏡面面取り加工が施された半導体ウェーハの評価方法であって、前記面取り面近傍の半導体ウェーハの前記主面に対してレーザー光を照射し、照射面からの散乱光を検知することで暗視野にて検査し、前記鏡面面取り加工により前記面取り面と前記主面との境界を越えて研磨されるオーバーポリッシュを検査することを特徴とする半導体ウェーハの評価方法。【選択図】 図1
Description
本発明は、研磨加工後の鏡面面取り加工で発生する半導体ウェーハ主面へのオーバーポリッシュの有無及びオーバーポリッシュの入り込み量を評価する半導体ウェーハの評価方法、及びこの半導体ウェーハの評価方法を用いた半導体ウェーハ製造工程の管理方法に関する。
半導体ウェーハの片面もしくは両面研磨加工後に鏡面面取り加工を施すと、前記半導体ウェーハの表裏の主面の一方もしくは両面研磨加工面が再度研磨(以下、追研磨)され、オーバーポリッシュと言われる過研磨が発生する。ここで主面とは主表面と主裏面からなるものである。このオーバーポリッシュを抑制する方法が特許文献1−4で開示されている。これらの特許文献では、オーバーポリッシュの発生を確認する方法としてエッジロールオフや平坦度測定機などの表面形状測定機が利用されている。また特許文献5でもオーバーポリッシュ抑制方法が開示されており、オーバーポリッシュの確認方法ではビデオマイクロスコープが使用されている。
しかしながら、上記のオーバーポリッシュを確認する方法として、上記のような表面形状測定機を利用した場合、視覚的に面取り加工部近傍からの入り込み量が把握できないという問題があった。また視覚的であるビデオマイクロスコープは半導体ウェーハ1枚1枚を作業者が確認する必要があり手間と時間が掛かり、また製造検査ラインとは別のオフラインでの作業となるため破壊検査となるという問題があった。
本発明は、前述のような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、鏡面面取り加工で発生する半導体ウェーハ主面内へのオーバーポリッシュの有無の評価及びオーバーポリッシュの入り込み量の測定を短時間かつ非破壊にて評価することができる半導体ウェーハの評価方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、半導体インゴットからスライスされた主表面と主裏面からなる主面を有する半導体ウェーハのエッジを面取り研削加工した後に、面取り研削加工された半導体ウェーハの前記主表面もしくは前記主表面と主裏面の両面を研磨加工して前記主面と面取り面を有する半導体ウェーハを作製し、その後鏡面面取り加工が施された半導体ウェーハの評価方法であって、前記面取り面近傍の半導体ウェーハの前記主面に対してレーザー光を照射し、照射面からの散乱光を検知することで暗視野にて検査し、前記鏡面面取り加工により前記面取り面と前記主面との境界を越えて研磨されるオーバーポリッシュを検査することを特徴とする半導体ウェーハの評価方法を提供する。
半導体ウェーハの片面もしくは両面研磨加工後の鏡面面取り加工により、研磨加工より前段の面取り研削加工で作られた半導体ウェーハの主面と面取り加工部(面取り面)の境界より半導体ウェーハの主面内側にも追研磨され、この追研磨された部分をオーバーポリッシュと本発明では記している。このオーバーポリッシュされた部分の半導体ウェーハ厚さは薄化し、また半導体ウェーハの平坦度も悪化することが知られている。このオーバーポリッシュが想定される半導体ウェーハの面取り加工部(面取り面)近傍の主面にレーザー光を照射し、暗視野にて検査することにより、オーバーポリッシュの有無やオーバーポリッシュの入り込み量の測定が短時間かつ非破壊にて可能となる。
このとき、面取り面と前記主面との境界から、前記半導体ウェーハの中心側に2mm内側までの領域にレーザー光を照射することが好ましい。
また、半導体ウェーハがノッチ部を有しており、ノッチ部近傍における面取り面と主面との境界から、半導体ウェーハの中心側に2mm内側までの領域にレーザー光を照射することも好ましい。
レーザー光を照射する範囲を、上記のような範囲に指定することで、より短時間での観察及び評価が可能となる。
このとき、レーザー光の波長を200nm〜700nmとすることが好ましい。
このように、照射するレーザー光の波長を可視光域と紫外域と限定することでより優れた評価、すなわち、より確実にオーバーポリッシュの有無やオーバーポリッシュの入り込み量の測定ができる評価が可能となる。
また、本発明は、上記の半導体ウェーハの評価方法によって得られた結果を用いて、鏡面面取り加工の工程管理を行うことを特徴とする半導体ウェーハ製造工程の管理方法を提供する。
鏡面面取り加工時のオーバーポリッシュの有無やオーバーポリッシュの入り込み量を取得しておくことにより、鏡面面取り加工を行う工程の工程管理が可能となる。具体的には、鏡面面取り加工機の機差の把握や鏡面面取り加工の加工条件の変更に役立てることが可能である。
以上のように、本発明の半導体ウェーハの評価方法であれば、鏡面面取り加工により発生するオーバーポリッシュの有無や、オーバーポリッシュの入り込み量を短時間で評価でき、また非破壊検査であるため製品の収率低下もない。さらには、本発明の半導体ウェーハの評価方法では鏡面面取り工程の工程管理に有効なデータも取得可能であるので、本発明の半導体ウェーハの評価方法によって得られた結果を用いる本発明の半導体ウェーハ製造工程の管理方法であれば、鏡面面取り加工を行う工程の工程管理を効率的に行うことができる。
上述したように、オーバーポリッシュを確認する方法として、表面形状測定機を利用した場合、視覚的に面取り加工部近傍からの入り込み量が把握できないという問題があり、また視覚的であるビデオマイクロスコープは手間と時間が掛かり、また製造検査ラインとは別のオフラインでの作業となるため破壊検査となるという問題があった。
そこで、本発明者は、鏡面面取り加工で発生する半導体ウェーハ主面内へのオーバーポリッシュの有無の評価及びオーバーポリッシュの入り込み量の測定を短時間かつ非破壊にて評価することができる半導体ウェーハの評価方法について鋭意検討を重ねた。
その結果、本発明者は、レーザー光照射面の暗視野観察を利用することで、オーバーポリッシュの有無やオーバーポリッシュの入り込み量が視覚的に確認できることを見出し、またレーザー発光部と暗視野受光部を備えた検査機を利用して、半導体ウェーハの面取り加工部(面取り面)近傍の半導体ウェーハの主面を観察することで、オンラインでの検査も可能となり、その結果、検査時間短縮や作業者による手間も軽減でき、さらに非破壊検査が可能となることを見出し、本発明を完成させた。
以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
まず、本発明の半導体ウェーハの評価方法について、図1を参照しながら説明する。
図1は、本発明の半導体ウェーハの評価方法の一例を示すフロー図である。ここで半導体ウェーハとは、シリコン、GaAsなどの化合物半導体、GaN、SiCなど半導体IC(Integrated Circuit)を作製するために用いられる基板材料をいい、主表面と主裏面からなる主面を有している。
図1は、本発明の半導体ウェーハの評価方法の一例を示すフロー図である。ここで半導体ウェーハとは、シリコン、GaAsなどの化合物半導体、GaN、SiCなど半導体IC(Integrated Circuit)を作製するために用いられる基板材料をいい、主表面と主裏面からなる主面を有している。
図1に記載のフローより前段では、例えばインゴット作製、スライス、面取り、ラップ、平面研削、両頭研削、エッチング、洗浄などの工程が適宜行われる。
尚、図1の片面研磨もしくは両面研磨工程(S1)と鏡面面取り工程(S2)との間には、洗浄工程やその他検査工程が入っていても良い。
尚、図1の片面研磨もしくは両面研磨工程(S1)と鏡面面取り工程(S2)との間には、洗浄工程やその他検査工程が入っていても良い。
図1の片面研磨もしくは両面研磨工程(S1)とは、CMP(Chemical Mechanical Polishing)加工が一般的である。本発明では、このCMP加工を半導体ウェーハの主表面もしくは主裏面に適用した加工を片面研磨としており、主表面と主裏面の両面にCMP加工したものを両面研磨と記している。このCMP加工は一般の手法によればよく、詳細については省略する。この片面研磨もしくは両面研磨工程(S1)が行われた半導体ウェーハは、主表面と主裏面からなる主面と、面取り面とを有している。
図1の鏡面面取り工程(S2)とは、片面研磨もしくは両面研磨工程(S1)より前段にある研削による面取り加工にて作られた面取り部(面取り面)に対して、上記CMP加工を施すものである。このCMP加工は前述の通り、半導体ウェーハの面取り部に対して行うものであるが、そこで使用される研磨布には厚みがあり柔軟性を持つ。また、半導体ウェーハの主面へのCMP加工の場合は、その面に対してほぼ平行に研磨布を当てることが一般的であるが、面取り部(面取り面)へのCMP加工に関しては、半導体ウェーハの主面に対して研磨布を傾ける必要がある。この傾ける角度や前述の研磨布の厚み、研磨布の柔軟性により、面取り面のみならず、主面までを研磨をしてしまい、このオーバーポリッシュの入り込み量が変化することが知られている。
尚、図1の鏡面面取り工程(S2)とエッジ検査工程(S3)との間には、洗浄工程や、その他の研磨や検査工程が入っていても良い。
このエッジ検査工程(S3)とは、上記面取り部(面取り面)とその近傍の主面、例えば半導体ウェーハの最先端部から数mm内側までのキズやカケ、クラックなどの欠陥を検査する工程である。ここで前述の半導体ウェーハの最先端部とは、半導体ウェーハの主面の円の中心から径方向に最も遠い最外周部を指す。また数mm内側とは、例えば、半導体ウェーハの主面へのキズなどの欠陥やパーティクル検査では半導体ウェーハの最先端部から2mm〜3mm程度内側は検査ができず、その外周部分を補う検査範囲が前記数mmでありエッジ検査対象部分となる。
このエッジ検査では一般的に主にレーザー光による検査が用いられ、前述のようにキズ、カケ、クラックなどに反射した光を観察することで欠陥を特定している。本発明では、前述のように面取り研削加工(面取り面)と半導体ウェーハの主面との境界から内側に、鏡面面取り加工時に追研磨されたオーバーポリッシュの痕跡を観察するため、その近傍の主面にレーザー光を照射し、さらに暗視野による受光までをこのエッジ検査工程(S3)で行っている。
半導体ウェーハの片面もしくは両面研磨加工後の鏡面面取り加工により、研磨加工より前段の面取り研削加工で作られた半導体ウェーハの主面と面取り面の境界より半導体ウェーハの主面内側にも追研磨され、この追研磨された部分であるオーバーポリッシュ部分の半導体ウェーハ厚さは薄化し、また半導体ウェーハの平坦度も悪化することが知られている。このオーバーポリッシュが想定される半導体ウェーハの面取り面近傍の主面にレーザー光を照射し、暗視野を用いて検査することにより、オーバーポリッシュの有無やオーバーポリッシュの入り込み量の測定が短時間かつ非破壊にて可能となる。
上述した面取り面近傍の主面とは、値の指定はしないが、半導体ウェーハの最先端部から数mm内側の領域とすることができる。
上述した面取り面近傍の主面とは、値の指定はしないが、半導体ウェーハの最先端部から数mm内側の領域とすることができる。
このとき、面取り面と主面との境界から、半導体ウェーハの中心側に2mm内側までの領域にレーザー光を照射することが好ましい。また、半導体ウェーハがノッチ部を有しており、ノッチ部近傍における面取り面と主面との境界から、半導体ウェーハの中心側に2mm内側までの領域にレーザー光を照射することも好ましい。レーザー光を照射する範囲を、上記のような範囲に指定することで、より短時間での観察及び評価が可能となる。
上述したように、レーザー光を照射する範囲、(すなわち、検査範囲)を面取り面と半導体ウェーハの主面の境界から半導体ウェーハの中心側に2mm内側が好ましいとしたが、面取り研削加工の径方向幅は概ね0.2mm〜0.4mmであるため、エッジ検査範囲は半導体ウェーハの最先端部から2mm〜3mm内側が妥当であると言える。
上述したように、レーザー光を照射する範囲、(すなわち、検査範囲)を面取り面と半導体ウェーハの主面の境界から半導体ウェーハの中心側に2mm内側が好ましいとしたが、面取り研削加工の径方向幅は概ね0.2mm〜0.4mmであるため、エッジ検査範囲は半導体ウェーハの最先端部から2mm〜3mm内側が妥当であると言える。
このレーザー光の波長は200nm〜700nmとすることが好ましい。このように、照射するレーザー光の波長を可視光域と紫外域と限定することでより優れた評価、すなわち、より確実にオーバーポリッシュの有無やオーバーポリッシュの入り込み量の測定ができる評価が可能となる。
またこのエッジ検査工程では、レーザー光による検査装置が、そのオーバーポリッシュ部の画像から自動的にオーバーポリッシュ入り込み量を算出し、それを記録する手段を備えても良いし、オーバーポリッシュの有無やオーバーポリッシュの痕跡の強弱だけを記録しても良い。これらの記録により鏡面面取り工程の工程管理、例えば鏡面面取り加工機の機差の把握や、鏡面面取り加工機ごとの経時変化を捕らえることに役立てられる。
このように、本発明の半導体ウェーハ製造工程の管理方法では、上記で説明した本発明の半導体ウェーハの評価方法によって得られた結果を用いて、鏡面面取り加工の工程管理を行うものである。本発明の半導体ウェーハの評価方法により鏡面面取り加工時のオーバーポリッシュの有無やオーバーポリッシュの入り込み量を取得しておくことにより、鏡面面取り加工を行う工程の工程管理が可能となる。具体的には、鏡面面取り加工機の機差の把握や鏡面面取り加工の加工条件の変更に役立てることが可能である。
以下、実施例を挙げ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)
本実施例では、チョクラルスキー法で成長させた直径300mmのシリコン単結晶インゴットから得られた半導体ウェーハを使用した。図1のフローを参照すると、ここで使用した半導体ウェーハは、図1の両面研磨(S1)を実施し、洗浄後に鏡面面取り加工(S2)を実施している。
本実施例では、チョクラルスキー法で成長させた直径300mmのシリコン単結晶インゴットから得られた半導体ウェーハを使用した。図1のフローを参照すると、ここで使用した半導体ウェーハは、図1の両面研磨(S1)を実施し、洗浄後に鏡面面取り加工(S2)を実施している。
ここで両面研磨(S1)は、不二越機械工業株式会社製のDSP−20Bを用いた。半導体ウェーハの研磨取り代は両面で概ね12μmであった。
両面研磨(S1)の次工程の半導体ウェーハに対する洗浄は、水、アンモニア、過酸化水素を混合した、いわゆるSC1洗浄である。
さらに、鏡面面取り加工(S2)では、スピードファム株式会社製IV型エッジポリッシュ装置を使用し、両面研磨(S1)と概ね同じ研磨取り代になるよう加工を行った。
図2Aは本実施例で示す半導体ウェーハの面取り加工部(面取り面)近傍の主面の暗視野画像である。この画像の見方を説明する。横方向は、画像に半導体ウェーハ全周と示した通り、このウェーハの1周360度を示している。また縦方向は、画像の右側にウェーハ主表面側、面取り研削加工領域、ウェーハ主裏面側と記している通り、本発明でいう面取り加工部(面取り面)近傍を示した。このように、半導体ウェーハの面取り加工部(面取り面)近傍の全周を引き延ばし、この画像のように長方形に示したことがこの画像の特徴である。
図2Aの画像は、KLA−Tencor社製CV350というエッジ検査装置を用いて取得したものである。
図7に上記のエッジ検査装置の暗視野像及び明視野像の検出機構の模式図を示す。
図2Aの暗視野画像は、図7においてレーザー源から出たレーザー光をウェーハ上に照射し、照射面からの散乱光を散乱光検知器で検知した画像である。ここで使用するレーザー光の波長は405nmであった。
図7に上記のエッジ検査装置の暗視野像及び明視野像の検出機構の模式図を示す。
図2Aの暗視野画像は、図7においてレーザー源から出たレーザー光をウェーハ上に照射し、照射面からの散乱光を散乱光検知器で検知した画像である。ここで使用するレーザー光の波長は405nmであった。
図2Bは参考例で示す半導体ウェーハの面取り加工部(面取り面)近傍の主面の明視野画像であり、上記のエッジ検査装置を用いて取得したものである。
図2Bの明視野画像は、図7においてレーザー源から出たレーザー光をウェーハ上に照射し、照射面からの反射光を反射光検知器で検知した画像である。
また、図2Aと図2Bの画像は、図7に示すレーザー源、散乱光検知器、反射光検知器を含む検出部が、図8に示すように、左のステップ1から、下面→エッジ部→上面という順に動いて、ウェーハ表面を観察することで得られたものである。
ちなみに図2Aと図2Bの両方の画像の縦倍率が同じであり、また、図2Aと図2Bの両方の画像の横倍率が同じである。図2Bの明視野画像を載せた理由は、図2Aの暗視野画像では面取り研削加工領域(面取り面)と半導体ウェーハの主面との境界が不明瞭であり、明視野ではこの境界部が明瞭化できるためである。このように縦倍率同士が同じであり、横倍率同士が同じであるため、図2Bで得られた面取り研削加工領域(面取り面)と半導体ウェーハの主面との境界を、図2Aの同一の位置に示すことができる。
図2Bの明視野画像は、図7においてレーザー源から出たレーザー光をウェーハ上に照射し、照射面からの反射光を反射光検知器で検知した画像である。
また、図2Aと図2Bの画像は、図7に示すレーザー源、散乱光検知器、反射光検知器を含む検出部が、図8に示すように、左のステップ1から、下面→エッジ部→上面という順に動いて、ウェーハ表面を観察することで得られたものである。
ちなみに図2Aと図2Bの両方の画像の縦倍率が同じであり、また、図2Aと図2Bの両方の画像の横倍率が同じである。図2Bの明視野画像を載せた理由は、図2Aの暗視野画像では面取り研削加工領域(面取り面)と半導体ウェーハの主面との境界が不明瞭であり、明視野ではこの境界部が明瞭化できるためである。このように縦倍率同士が同じであり、横倍率同士が同じであるため、図2Bで得られた面取り研削加工領域(面取り面)と半導体ウェーハの主面との境界を、図2Aの同一の位置に示すことができる。
ここで図2Aにおいて、半導体ウェーハの主表面側や主裏面側の領域内に横に伸びる白い線が見える。この線が本発明の暗視野で見ることのできるオーバーポリッシュの痕跡である。詳しくは、鏡面面取り加工により追研磨されたオーバーポリッシュ部の最も面内中心側が白い線として顕在化している。そのため、半導体ウェーハの最先端部からこの白い線までの径方向の長さを測定することでオーバーポリッシュ入り込み量が測定可能となる。
図2Aの画像では半導体ウェーハの最先端部からオーバーポリッシュの痕跡である白い線まで、この半導体ウェーハでは径方向に600μmであった。ここで白い線は、画像のように、詳細には直線ではなく波を打っているため、オーバーポリッシュ入り込み量としては、入り込んだ最大量を取得している。
図2Aの画像では半導体ウェーハの最先端部からオーバーポリッシュの痕跡である白い線まで、この半導体ウェーハでは径方向に600μmであった。ここで白い線は、画像のように、詳細には直線ではなく波を打っているため、オーバーポリッシュ入り込み量としては、入り込んだ最大量を取得している。
実際の検査では、面取り研削加工領域(面取り面)と半導体ウェーハの主面との境界を明らかにする必要はないため、図2Bの明視野画像は不要である。
図3Aは本実施例で示す半導体ウェーハのノッチ部近傍の暗視野画像である。図3Aの画像は図2Aとは異なり、半導体ウェーハの主表面側ノッチ部近傍を撮影している。
図3Bは参考例で示す半導体ウェーハのノッチ部近傍の明視野画像である。図3Aと図3Bも前述のKLA−Tencor社製CV−350にて取得した。図2B同様、図3Bも面取り研削加工領域(面取り面)と半導体ウェーハの主面との境界が明瞭であるため、図3Aの境界部の参考のために取得したが、実際の検査では、図3Bの明視野画像は不要である。
図3Aの画像ではオーバーポリッシュの痕跡をより明瞭に見ることができる。このように通常の面取り加工部(面取り面)近傍の主面だけでなく、ノッチ部の面取り加工部(面取り面)近傍の主面であっても暗視野の検査は利用価値が高いことが分かる。
図4は本実施例で示す半導体ウェーハのESFQRグラフである。ESFQR(Edge Site Frontsurface referenced least sQuares Range)とは、半導体ウェーハ全周の外周域に形成した扇型の領域内のSFQRを測定したものである。SFQR(Site Front Least Squares Range)とは、設定されたサイト内でデータを最小二乗法にて算出したサイト内平面を基準平面とし、この平面からの+側(すなわち、半導体ウェーハの主表面を上に向け水平に置いた場合の上側)、−側(同下側)の最大偏差のことである。
図4のグラフ取得時の上記扇型のサイズは、ウェーハ全周を5度間隔で72分割し、径方向の一辺の長さは35mmとした。またグラフにはEE0.5mmやEE1mm、EE2mmとあるが、このEE(Edge Exclusion)とは、ESFQR測定時の外周除外領域を示している。したがって、EE0.5mmとは半導体ウェーハの最先端部から内側の、径方向に0.5mm〜35.5mm(前述の径方向の一辺が35mmであるため)の領域を測定している。ちなみに、ESFQRの測定機には、KLA−Tencor社製WaferSightシリーズを使用した。
図4のグラフのデータは、図2A、Bや図3A、Bで使用した同一の半導体ウェーハを使用して測定したものである。この図4ではEE1mmやEE2mmと比較してEE0.5mmのESFQRの値が乱れ、悪化している様子が分かる。この悪化の原因は、鏡面面取り加工でのオーバーポリッシュによるものである。図2Aの画像では半導体ウェーハの最先端部から600μm内側までオーバーポリッシュが入り込んでいた。そのためEE0.5mmでは、オーバーポリッシュの影響で、直前の両面研磨加工で形成された形状が崩れたため、ESFQRの悪化につながった。一方で、EE1mmやEE2mmはオーバーポリッシュの影響を受けておらず、ESFQRの悪化も見られないということである。
図5は本実施例で示す半導体ウェーハの面取り加工部(面取り面)近傍の暗視野画像である。図5の半導体ウェーハは、図2Aで使用した半導体ウェーハとは異なり、実験的に、鏡面面取り工程にて半導体ウェーハの主表面側にオーバーポリッシュを発生させないように作製したものである。図5の画像からウェーハ主表面側と書かれた領域に、図2Aのようなオーバーポリッシュの痕跡が確認できないことが分かる。
図6は図5の半導体ウェーハのESFQRグラフである。前述の図2Aで確認できるオーバーポリッシュの影響により図4ではEE0.5mmでは、ESFQRの悪化が見られたが、図6のように主表面側にオーバーポリッシュが無い半導体ウェーハではEE0.5mmのESFQRを測定しても悪化が見られないことが分かる。
以上の結果から、本発明の暗視野によるエッジ検査を行うことで、オーバーポリッシュの有無やオーバーポリッシュ入り込み量を簡単に評価でき、非破壊の評価および測定が可能であるため製品の収率低下もなく、さらには鏡面面取り工程の工程管理にも利用可能なデータが得られることが分かる。
以上説明したように、オーバーポリッシュの位置と入り込み量を測定するために、上記では説明のために半導体ウェーハの主面及びエッジ部にレーザー光を照射したが、オーバーポリッシュを測定するだけであれば、レーザー光を主面に照射すればよい。
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。
Claims (5)
- 半導体インゴットからスライスされた主表面と主裏面からなる主面を有する半導体ウェーハのエッジを面取り研削加工した後に、面取り研削加工された半導体ウェーハの前記主表面もしくは前記主表面と主裏面の両面を研磨加工して前記主面と面取り面を有する半導体ウェーハを作製し、その後鏡面面取り加工が施された半導体ウェーハの評価方法であって、
前記面取り面近傍の半導体ウェーハの前記主面に対してレーザー光を照射し、照射面からの散乱光を検知することで暗視野にて検査し、前記鏡面面取り加工により前記面取り面と前記主面との境界を越えて研磨されるオーバーポリッシュを検査することを特徴とする半導体ウェーハの評価方法。 - 前記面取り面と前記主面との境界から、前記半導体ウェーハの中心側に2mm内側までの領域にレーザー光を照射することを特徴とする請求項1に記載の半導体ウェーハの評価方法。
- 前記半導体ウェーハがノッチ部を有しており、
前記ノッチ部近傍における前記面取り面と前記主面との境界から、前記半導体ウェーハの中心側に2mm内側までの領域にレーザー光を照射することを特徴とする請求項1に記載の半導体ウェーハの評価方法。 - 前記レーザー光の波長を200nm〜700nmとすることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の半導体ウェーハの評価方法。
- 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の半導体ウェーハの評価方法によって得られた結果を用いて、前記鏡面面取り加工の工程管理を行うことを特徴とする半導体ウェーハ製造工程の管理方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017082219A JP2018182160A (ja) | 2017-04-18 | 2017-04-18 | 半導体ウェーハの評価方法及び半導体ウェーハ製造工程の管理方法 |
| PCT/JP2018/010111 WO2018193762A1 (ja) | 2017-04-18 | 2018-03-15 | 半導体ウェーハの評価方法及び半導体ウェーハ製造工程の管理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017082219A JP2018182160A (ja) | 2017-04-18 | 2017-04-18 | 半導体ウェーハの評価方法及び半導体ウェーハ製造工程の管理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018182160A true JP2018182160A (ja) | 2018-11-15 |
Family
ID=63855758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017082219A Pending JP2018182160A (ja) | 2017-04-18 | 2017-04-18 | 半導体ウェーハの評価方法及び半導体ウェーハ製造工程の管理方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2018182160A (ja) |
| WO (1) | WO2018193762A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022012543A (ja) * | 2020-07-01 | 2022-01-17 | 株式会社Sumco | 半導体ウェーハの評価方法及び半導体ウェーハの製造方法 |
| JP7327575B1 (ja) | 2022-05-19 | 2023-08-16 | 株式会社Sumco | 半導体ウェーハの鏡面面取り加工時の研磨代の評価方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7067465B2 (ja) * | 2018-12-27 | 2022-05-16 | 株式会社Sumco | 半導体ウェーハの評価方法及び半導体ウェーハの製造方法 |
| JP7283445B2 (ja) | 2020-06-08 | 2023-05-30 | 株式会社Sumco | 半導体ウェーハの評価方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006237055A (ja) * | 2005-02-22 | 2006-09-07 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 半導体ウェーハの製造方法および半導体ウェーハの鏡面面取り方法 |
| JP2008216054A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Hitachi High-Technologies Corp | 被検査物の検査装置及び被検査物の検査方法 |
| JP5305795B2 (ja) * | 2008-09-08 | 2013-10-02 | 株式会社レイテックス | 表面検査装置 |
| JP2012013632A (ja) * | 2010-07-05 | 2012-01-19 | Sumco Corp | 表面欠陥検査装置および表面欠陥検出方法 |
| JP5505334B2 (ja) * | 2011-02-25 | 2014-05-28 | 信越半導体株式会社 | 半導体ウェーハ及びその製造方法 |
| JP2014085296A (ja) * | 2012-10-26 | 2014-05-12 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | ウェーハ形状測定装置 |
| US9645097B2 (en) * | 2014-06-20 | 2017-05-09 | Kla-Tencor Corporation | In-line wafer edge inspection, wafer pre-alignment, and wafer cleaning |
| JP6507979B2 (ja) * | 2015-10-07 | 2019-05-08 | 株式会社Sumco | 半導体ウェーハの評価方法 |
-
2017
- 2017-04-18 JP JP2017082219A patent/JP2018182160A/ja active Pending
-
2018
- 2018-03-15 WO PCT/JP2018/010111 patent/WO2018193762A1/ja not_active Ceased
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022012543A (ja) * | 2020-07-01 | 2022-01-17 | 株式会社Sumco | 半導体ウェーハの評価方法及び半導体ウェーハの製造方法 |
| JP7298557B2 (ja) | 2020-07-01 | 2023-06-27 | 株式会社Sumco | 半導体ウェーハの評価方法及び半導体ウェーハの製造方法 |
| JP7327575B1 (ja) | 2022-05-19 | 2023-08-16 | 株式会社Sumco | 半導体ウェーハの鏡面面取り加工時の研磨代の評価方法 |
| JP2023170611A (ja) * | 2022-05-19 | 2023-12-01 | 株式会社Sumco | 半導体ウェーハの鏡面面取り加工時の研磨代の評価方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018193762A1 (ja) | 2018-10-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102738029B (zh) | 检测特定缺陷的方法和用于检测特定缺陷的系统 | |
| CN104428882B (zh) | 半导体晶片的评价方法及制造方法 | |
| CN109690746B (zh) | 硅晶片的评价方法、硅晶片制造工序的评价方法、硅晶片的制造方法以及硅晶片 | |
| JP2016049581A (ja) | ウエーハ検査方法、研削研磨装置 | |
| CN110634740B (zh) | 一种改进的半导体器件的背部开封方法 | |
| JP2018182160A (ja) | 半導体ウェーハの評価方法及び半導体ウェーハ製造工程の管理方法 | |
| KR102327328B1 (ko) | 접합용 기판의 표면결함의 평가방법 | |
| KR20210084633A (ko) | 반도체 웨이퍼의 평가 방법 및 제조 방법 그리고 반도체 웨이퍼의 제조 공정 관리 방법 | |
| KR20160055805A (ko) | 연마패드의 평가방법 및 웨이퍼의 연마방법 | |
| JP6809422B2 (ja) | 半導体ウェーハの評価方法 | |
| CN112630233A (zh) | 基板表面缺陷检查方法 | |
| JP4507157B2 (ja) | ウエーハ製造工程の管理方法 | |
| KR101885614B1 (ko) | 웨이퍼 검사 방법 및 웨이퍼 검사 장치 | |
| JP2002289563A (ja) | 研磨用ワーク保持盤の検査方法、研磨用ワーク保持盤の検査装置及びワークの研磨方法 | |
| JP2005259967A (ja) | 化学機械研磨装置及び化学機械研磨方法 | |
| CN116504673A (zh) | 识别晶圆过程中异常的工艺流程 | |
| JP2001118894A (ja) | 半導体ウェーハの検査方法 | |
| KR20130026698A (ko) | 웨이퍼 검사 방법 |