CN113227706A - 半导体晶片的评价方法及半导体晶片的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种半导体晶片的评价方法,包括通过反射型微分干涉显微镜在评价对象的半导体晶片的外周部的评价对象位置获取微分干涉图像,上述反射型微分干涉显微镜设定为拍摄半导体晶片的主面作为灰色区域且拍摄倒角面作为黑色区域,上述微分干涉图像包含灰色区域和黑色区域,在上述灰色区域与上述黑色区域之间还包含白色区域;包括将上述白色区域的宽度W作为指标,评价上述评价对象位置的半导体晶片的主面与相邻于该主面的倒角面的边界部的形状。

Description

半导体晶片的评价方法及半导体晶片的制造方法
技术领域
本发明涉及半导体晶片的评价方法及半导体晶片的制造方法。
背景技术
近年来,对半导体晶片(以下也单记载为“晶片”)评价晶片外周边缘部的形状(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-130738号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
一般来说,对从晶锭切出的晶片实施各种加工来制造半导体晶片。由于从晶锭切出的晶片的外周边缘部在保持原状的情况下具有角部,所以容易产生裂纹或缺口。因此,通常对成为半导体晶片的器件形成面侧的表面(正面)侧和与正面相反侧的表面(背面)侧中的至少一方的外周边缘部实施倒角加工来形成倒角面。关于该倒角面,在专利文献1中提出了以由白色显示倒角面的方式获取图像,根据该图像的宽度尺寸来计算倒角面的宽度尺寸(参照专利文献1的段落0060~0062)。以下,只要没有特别说明,半导体晶片的“表面”是指上述正面和背面中的任一方或两方。
在半导体晶片的表面中,正面侧的主面是在其上形成器件的平面,其背侧的平面是背面侧的主面。形成于晶片外周边缘部的倒角面具有相对于相邻的主面倾斜的面形状。因此,如果观察半导体晶片的厚度方向的剖面形状,则在主面与相邻于该主面的倒角面的边界部中,形状大幅度变化。该主面与倒角面的边界部的形状能够作为用于预测半导体器件的制造工序中的灰尘产生、缺口、伤痕的产生容易程度等的指标。例如,在半导体器件的制造工序中,晶片的正面是形成抗蚀剂或其他工艺膜的位置,另一方面,也是与半导体器件制造装置的边缘夹具接触的位置。由此,通过适当地设定与倒角面的边界部的形状,能够难以产生由接触引起的膜剥离导致的灰尘产生、以及由接触本身产生的缺口、伤痕。此外,通过与支承晶片的晶片支承件的形状配合来适当地设定晶片背面与倒角面的边界部的形状,能够难以产生由接触引起的边界部的缺口、伤痕。通过抑制缺口、伤痕的产生,还能够降低以此为原因的位错(滑移)的发生率。但是,专利文献1记载的方法是求出倒角面的宽度尺寸的方法,在专利文献1记载的方法中,不能评价倒角面与主面的边界部的形状。
本发明的一种方式的目的在于提供一种用于评价半导体晶片的倒角面与主面的边界部的形状的新方法。
用于解决技术问题的手段
本发明人在反复进行研究的过程中,着眼于反射型微分干涉显微镜。根据反射型微分干涉显微镜,通过利用来自评价对象的试样表面的反射光的干涉,能够得到表示了与试样表面上的高低差对应的对比度的微分干涉图像。由反射型微分干涉显微镜得到的微分干涉图像所示的对比度,能够通过反射型微分干涉显微镜的设定任意地进行调整,以使平坦部分表示黑色、白色或灰色的干涉色,并且使相对于平坦部分低的部分/高的部分表示与平坦部分的干涉色不同的干涉色。作为本发明人反复进行了认真研究的结果,新发现了如下情况:设定反射型微分干涉显微镜,以使作为具有倒角面的半导体晶片中的平坦部分的主面表示灰色的干涉色,并且使相对于平坦部分低的部分表示黑色的干涉色,当观察半导体晶片的外周部而获取微分干涉图像时,在获取的微分干涉图像中,在灰色区域与黑色区域之间出现白色区域。此外,本发明人发现了能够将该白色区域的宽度作为用于评价外周部的主面与倒角面的边界部的形状的指标。
即,本发明的一种方式涉及一种半导体晶片的评价方法,
包括通过反射型微分干涉显微镜在评价对象的半导体晶片的外周部的评价对象位置获取微分干涉图像,上述反射型微分干涉显微镜设定为拍摄半导体晶片的主面作为灰色区域且拍摄倒角面作为黑色区域,
上述微分干涉图像包含灰色区域和黑色区域,在上述灰色区域与上述黑色区域之间还包含白色区域;
包括将上述白色区域的宽度W作为指标,对上述评价对象位置的半导体晶片的主面与相邻于该主面的倒角面的边界部的形状进行评价。
关于上述白色区域的宽度W,本发明人发现了如下情况:主面与倒角面的边界部的形状越平缓,W的值越大,主面与倒角面的边界部的形状越陡峭,W的值越小。因此,能够基于该W的值,评价主面与倒角面的边界部的形状的平缓度/陡峭度。
本发明的一种方式涉及一种半导体晶片的制造方法,包括:
制造作为产品出厂的备选的半导体晶片;
通过上述半导体晶片的评价方法评价上述备选的半导体晶片;以及
将上述评价的结果判定为合格品的半导体晶片交付用于作为产品半导体晶片出厂的准备。
本发明的一种方式涉及一种半导体晶片的制造方法,包括:
制造包括多个半导体晶片的半导体晶片批次;
从上述半导体晶片批次中提取至少一个半导体晶片;
通过上述半导体晶片的评价方法评价上述提取的半导体晶片;以及
将与上述评价的结果判定为合格品的半导体晶片相同的半导体晶片批次的半导体晶片交付用于作为产品半导体晶片出厂的准备。
本发明的一种方式涉及一种半导体晶片的制造方法,包括:
在测试制造条件下制造评价用半导体晶片;
通过上述半导体晶片的评价方法评价上述制造的评价用半导体晶片;
基于上述评价的结果,将对上述测试制造条件实施了变更的制造条件确定为实际制造条件,或者将上述测试制造条件确定为实际制造条件;以及
在上述确定的实际制造条件下制造半导体晶片。
在一种方式中,实施上述变更的制造条件可以是半导体晶片表面的研磨处理条件和倒角加工条件中的至少一方。
发明的效果
根据本发明的一种方式,能够提供一种用于评价半导体晶片的倒角面与主面的边界部的形状的新方法。
附图说明
图1示出在实施例中得到的微分干涉图像(晶片1)。
图2示出在实施例中得到的微分干涉图像(晶片2)。
图3示出通过用于得到参照值的评价方法得到的二值化处理完成图像(晶片1)。
图4示出通过用于得到参照值的评价方法得到的二值化处理完成图像(晶片2)。
图5示出表示通过本发明一种方式的半导体晶片的评价方法得到的评价结果与参照值的相关性的曲线图。
具体实施方式
[半导体晶片的评价方法]
本发明的一种方式涉及一种半导体晶片的评价方法(以下也单记载为“评价方法”),包括通过反射型微分干涉显微镜在评价对象的半导体晶片的外周部的评价对象位置获取微分干涉图像,上述反射型微分干涉显微镜设定为拍摄半导体晶片的主面作为灰色区域且拍摄倒角面作为黑色区域,上述微分干涉图像包含灰色区域和黑色区域,在上述灰色区域与上述黑色区域之间还包含白色区域,包括将上述白色区域的宽度W作为指标,评价上述评价对象位置的半导体晶片的主面与相邻于该主面的倒角面的边界部(以下也仅记载为“边界部”)的形状。
下面,对上述评价方法更详细地进行说明。
<评价对象的半导体晶片>
上述评价方法包括对评价对象的半导体晶片的主面与相邻于该主面的倒角面的边界部的形状进行的评价。因此,评价对象的半导体晶片是具有倒角面的半导体晶片,即,是对晶片的外周边缘部实施倒角加工而形成有倒角面的半导体晶片。评价对象的半导体晶片可以是一般用作半导体基板的各种半导体晶片。例如,作为半导体晶片的具体例可以列举各种硅晶片。硅晶片例如可以是在从单晶硅锭切出后经过倒角加工等各种加工的单晶硅晶片。作为上述单晶硅晶片的具体例,例如可以列举实施研磨而在表面具有研磨面的抛光晶片。此外,硅晶片也可以是在单晶硅晶片上具有外延层的外延晶片、通过退火处理在单晶硅晶片上形成有改性层的退火晶片等各种硅晶片。
<微分干涉图像的获取和边界部的形状评价>
上述评价方法包括通过反射型微分干涉显微镜在评价对象的半导体晶片的外周部的评价对象位置获取微分干涉图像。在本发明和本说明书中,“外周部”是指包括形成有倒角面的外周边缘部和与主面的倒角面相邻的外周区域的区域。因此,在通过反射型微分干涉显微镜拍摄上述外周部的评价对象位置而得到的微分干涉图像中包含主面(详细地说是主面的外周区域)和相邻于该主面的倒角面。作为反射型微分干涉显微镜,只要是市售的反射型微分干涉显微镜或公知结构的反射型微分干涉显微镜,则能够没有任何限制地使用。反射型微分干涉显微镜的结构例如能够应用日本特开2009-300287号公报的图1和段落0020~0025等公知技术。在反射型微分干涉显微镜中,如果使从光源射出的光偏振化并通过诺马斯基棱镜,则得到偏振方向正交的两条光线(正常光线和异常光线)。从光源射出的光的种类没有限定,可以是任意波长的光,可以是单色光,也可以包含具有规定宽度的波长区域的光。上述两条光线使用物镜作为分开特定的距离的两条平行光线照射到试样上。通过设置诺马斯基棱镜的位置,调整正常光线和异常光线在诺马斯基棱镜中通过的光学距离,由此能够任意地控制干涉的零次的位置,由此,能够调整干涉的零次(平坦面)的干涉色。此外,通过由诺马斯基棱镜调整正常光线和异常光线的分离方向(称为“剪切方向”),能够相对于干涉的零次(平坦面)的位置,调整低的部分/高的部分的干涉色。并且,在上述评价方法中,设定反射型微分干涉显微镜,以将作为干涉的零次的位置的主面拍摄为灰色区域,将作为相对于主面低的部分的倒角面拍摄为黑色区域。由反射型微分干涉显微镜得到的微分干涉图像的色调的差异取决于亮度的差异,黑色区域是与灰色区域相比低亮度的区域。
本发明人在反复进行研究的过程中发现了如下情况:如果使用以上述方式设定的反射型微分干涉显微镜在评价对象的半导体晶片的外周部的评价对象位置获取微分干涉图像,则在与主面对应的灰色区域和与倒角面对应的黑色区域之间,得到了确认为比两个区域更高亮度的白色区域的微分干涉图像。并且作为进一步反复进行认真研究的结果新发现了如下情况:关于该白色区域的宽度W,主面与倒角面的边界部的形状越平缓,W的值越大,主面与倒角面的边界部的形状越陡峭,W的值越小。因此,能够基于该W的值,评价主面与倒角面的边界部的形状。详细地说,能够评价主面与倒角面的边界部的形状的平缓程度(换言之陡峭程度)。以上述方式使用W的值来评价边界部的形状,由于能够基于数值客观地进行评价,所以从评价的可靠性的观点出发是优选的。另外,在本发明和本说明书中,微分干涉图像上的各区域的色调(亮度)的差异(即是灰色、黑色或白色的哪一种色调)在一种方式中是能够通过人眼识别的色调(亮度),此外,在另一种方式中也能够设定亮度的阈值并通过公知的图像处理来确定各区域。
上述评价的评价对象位置可以是评价对象的半导体晶片的外周部的任意位置。在一种方式中,评价对象的半导体晶片具有切口。对于具有切口的半导体晶片,将切口的位置(切口的切口部前端)设为6点位置,将晶片外周部的与切口的位置相对的位置设为12点位置,在沿顺时针方向规定晶片外周部的各位置的情况下,评价对象位置可以是沿顺时针方向从0点位置(与12点位置一致)到12点位置的任意位置。评价对象位置可以是一个,或者也可以是两个以上的多个位置。
如上所述,根据上述评价方法,能够在半导体晶片的晶片表面(正面或背面),评价主面与相邻于该主面的倒角面的边界部的形状。
此外,上述评价方法能够在不需要从评价对象的半导体晶片切出(例如裂开)试样片的情况下实施。即,根据上述评价方法,能够进行非破坏下的评价。这方面从能够进行简单的评价的观点出发是优选的。此外,这方面从同一半导体晶片的多个不同部位中的边界部的形状评价的容易性的观点出发是优选的。例如根据一种方式,上述评价方法可以包括在评价对象的半导体晶片的外周部的多个位置分别获取微分干涉图像,在评价对象的半导体晶片的外周部的多个不同的位置求出上述W。能够分别基于由此求出的多个W,评价各位置的边界部的形状。此外,也可以将通过同一半导体晶片的不同位置的评价而求出的多个W的值的代表值(例如平均值(例如算术平均)、最小值、最大值等)作为半导体晶片的边界部的形状评价的指标。
[半导体晶片的制造方法]
本发明一种方式的半导体晶片的制造方法(第一制造方法)包括:
制造作为产品出厂的备选的半导体晶片;
通过上述评价方法评价上述备选的半导体晶片;以及
将评价的结果判定为合格品的半导体晶片交付用于作为产品半导体晶片出厂的准备。
本发明另一种方式的半导体晶片的制造方法(第二制造方法)包括:
制造包括多个半导体晶片的半导体晶片批次;
从上述半导体晶片批次中提取至少一个半导体晶片;
通过上述评价方法评价上述提取的半导体晶片;以及
将与上述评价的结果判定为合格品的半导体晶片相同的半导体晶片批次的半导体晶片交付用于作为产品半导体晶片出厂的准备。
本发明又一种方式的半导体晶片的制造方法(第三制造方法)包括:
在测试制造条件下制造评价用半导体晶片;
通过上述评价方法评价上述制造的评价用半导体晶片;
基于上述评价的结果,将对上述测试制造条件实施了变更的制造条件确定为实际制造条件,或者将上述测试制造条件确定为实际制造条件;以及
在上述确定的实际制造条件下制造半导体晶片。
第一制造方法实施基于上述评价方法的评价作为所谓的出厂前检查。此外,在第二制造方法中,将与进行了所谓抽样检查的结果判定为合格品的半导体晶片相同批次的半导体晶片交付用于作为产品半导体晶片出厂的准备。在第三制造方法中,评价在测试制造条件下制造的半导体晶片,基于该评价结果确定实际制造条件。在第一制造方法、第二制造方法和第三制造方法中的任一种制造方法中,通过之前说明的本发明一种方式的评价方法进行半导体晶片的评价。
<第一制造方法>
在第一制造方法中,作为产品出厂的备选的半导体晶片批次的制造可以与一般的半导体晶片的制造方法同样地进行。例如,作为硅晶片的一种方式的抛光晶片能够通过如下制造工序制造,该制造工序包括:从由切克劳斯基法(CZ法)等培育的单晶硅锭的硅晶片的切断(切片)、倒角加工、粗研磨(例如抛光)、蚀刻、镜面研磨(精研磨)、以及在上述加工工序间或加工工序后进行的清洗。此外,退火晶片能够对以上述方式制造的抛光晶片实施退火处理来制造。外延晶片能够通过使以上述方式制造的抛光晶片的表面气相生长(外延生长)外延层来制造。
制造的半导体晶片通过本发明一种方式的评价方法,评价主面与相邻于该主面的倒角面的边界部的形状。评价方法的详细内容如上所述。并且,评价的结果判定为合格品的半导体晶片交付用于作为产品半导体晶片出厂的准备。用于判定为合格品的基准只要根据产品半导体晶片所要求的质量来确定即可。例如在一种方式中,可以将所求出的W为某个值以上(即阈值以上)、为阈值以下或为某个范围内作为用于判定为合格品的基准。此外,作为指标的W可以使用通过同一半导体晶片的不同位置的评价而求出的W的代表值(例如平均值(例如算术平均)、最小值、最大值等)。这方面对于第二制造方法和第三制造方法也同样。用于作为产品半导体晶片出厂的准备例如可以列举包装等。由此,根据第一制造方法,能够将主面与倒角面的边界部的形状为产品半导体晶片所希望的形状的半导体晶片稳定地供给到市场。
<第二制造方法>
第二制造方法中的半导体晶片批次的制造例如如之前第一制造方法所述,可以与一般的半导体晶片的制造方法同样地进行。包含于半导体晶片批次的半导体晶片的总数没有特别限定。从制造的半导体晶片批次中抽取并交付所谓抽样检查的半导体晶片的数量至少是一个,也可以是两个以上,其数量没有特别限定。
从半导体晶片批次提取的半导体晶片通过本发明一种方式的评价方法,评价主面与相邻于该主面的倒角面的边界部的形状。评价方法的详细内容如上所述。并且,将与评价的结果判定为合格品的半导体晶片相同的半导体晶片批次的半导体晶片交付用于作为产品半导体晶片出厂的准备。用于判定为合格品的基准只要根据产品半导体晶片所要求的质量来确定即可。例如在一种方式中,能够将所求出的W为某个值以上(即阈值以上)作为用于判定为合格品的基准。用于作为产品半导体晶片出厂的准备例如如之前第一制造方法所述。根据第二制造方法,能够将主面与倒角面的边界部的形状为产品半导体晶片所希望的形状的半导体晶片稳定地供给到市场。此外,本发明一种方式的评价方法能够进行非破坏下的评价,因此在第二制造方法的一种方式中,从半导体晶片批次中提取并交付评价的半导体晶片只要评价的结果判定为合格品,则能够交付用于作为产品半导体晶片出厂的准备,并且能够在准备后作为产品半导体晶片出厂。
<第三制造方法>
关于第三制造方法,作为测试制造条件和实际制造条件可以列举用于半导体晶片制造的各种工序中的各种条件。用于半导体晶片制造的各种工序如之前第一制造方法所述。另外,“实际制造条件”是指产品半导体晶片的制造条件。
在第三制造方法中,作为用于确定实际制造条件的前阶段,设定测试制造条件并在该测试制造条件下制造评价用半导体晶片。制造的半导体晶片通过本发明一种方式的评价方法,评价主面与相邻于该主面的倒角面的边界部的形状。评价方法的详细内容如上所述。评价用半导体晶片是至少一个,也可以是两个以上,其数量没有特别限定。作为评价的结果只要评价用半导体晶片的边界部的形状是产品半导体晶片所希望的形状,则通过将该测试制造条件作为实际制造条件来制造产品半导体晶片并出厂,能够将边界部的形状为所希望的形状的产品半导体晶片稳定地供给到市场。另一方面,作为评价的结果,在评价用半导体晶片的边界部的形状与产品半导体晶片所希望的形状不同的情况下,将对测试制造条件实施了变更的制造条件确定为实际制造条件。实施变更的制造条件优选为考虑对边界部的形状产生影响的制造条件。作为这种制造条件的一例可以列举半导体晶片的表面(正面和/或背面)的研磨条件。作为上述研磨条件的具体例可以列举粗研磨条件和镜面研磨条件,更具体地说可以列举研磨液的种类、研磨液的磨粒浓度、研磨垫的种类(例如硬度等)等。此外,作为制造条件的一例可以列举倒角加工条件,具体地说,可以列举倒角加工中的磨削、研磨等机械加工条件,更具体地说,可以列举用于倒角加工的研磨带的种类等。由此将对测试制造条件实施了变更的制造条件确定为实际制造条件,通过在该实际制造条件下制造产品半导体晶片并出厂,能够将边界部的形状为所希望的形状的产品半导体晶片稳定地供给到市场。另外,在对测试制造条件实施了变更的制造条件下重新制造评价用半导体晶片,通过本发明一种方式的评价方法来评价该评价用半导体晶片,可以重复一次或两次以上来判定是将该制造条件作为实际制造条件还是进一步实施变更。
在以上第三制造方法中,评价用半导体晶片的边界部的形状是否是产品半导体晶片所希望的形状的判定方法能够参照与之前第一制造方法和第二制造方法的合格品的判定相关的记载。
第一制造方法、第二制造方法和第三制造方法的其他详细情况能够应用与半导体晶片的制造方法相关的公知技术。
[实施例]
以下,基于实施例进一步对本发明进行说明。但是,本发明并不限定于实施例所示的方式。
1.半导体晶片的评价
准备了晶片表面的研磨条件和倒角加工条件不同的两种半导体晶片(直径300mm的表面为(100)面的单晶硅晶片(抛光晶片)、具有切口)。以下,将一种半导体晶片称为“晶片1”,将另一种半导体晶片称为“晶片2”。使用反射型微分干涉显微镜(奥林巴斯公司制MX-50),对晶片1和晶片2分别将切口的位置作为基准(6点位置),分配拍摄以之前说明的方式规定的3点位置,获取了微分干涉图像。上述反射型微分干涉显微镜在设定为拍摄主面作为灰色区域且拍摄倒角面作为黑色区域之后用于上述拍摄。
图1示出对晶片1得到的微分干涉图像,图2示出对晶片2得到的微分干涉图像。在图1和图2中,分别能够确认到与主面对应的灰色区域和与倒角面对应的黑色区域,进而能够在两个区域之间确认到白色区域。图1中的白色区域的宽度(以下记载为“W1”)是40μm,图2中的白色区域的宽度(以下记载为“W2”)是95μm。
从以上结果可知,判定为与晶片1相比在白色区域的宽度更宽的晶片2中边界部的形状更平缓。
在上述评价中,基于白色区域的宽度的具体数值进行了判定,但是也可以不基于具体数值,基于通过目视确认微分干涉图像能够识别的白色区域的宽度的差异来评价边界部的形状。例如,对图1和图2进行对比,图2中的白色区域明显比图1中的白色区域宽。基于该结果,也能够判定为与晶片1相比在晶片2中边界部的形状更平缓。
2.参照值的获取以及上述1.的评价结果与参照值的对比
在本发明一种方式的评价方法中得到的白色区域的宽度W是能够成为边界部的形状的指标的值例如能够以如下方式确认:由以下的评价方法获取的参照值与由本发明一种方式的评价方法得到的W表现出良好的相关性。
首先,对半导体晶片得到包括应评价的边界部的剖面图像。例如能够通过由显微镜拍摄使半导体晶片在解理面裂开而露出的剖面来获取剖面图像。
对所获取的剖面图像制作仅放大了晶片厚度方向的放大图像。通过仅放大晶片厚度方向,在剖面形状的轮廓中,能够相对于主面(所谓的水平面)强调边界部的形状,因此与使用没有放大的剖面图像相比,通过使用放大图像,能够高精度地评价边界部的平缓度/陡峭度。进而通过对放大图像进行二值化处理,能够更鲜明地显示剖面形状的轮廓,因此能够进一步高精度地评价边界部的平缓度/陡峭度。
在以上述方式得到的二值化处理完成图像中,在晶片剖面形状的轮廓中,通常主面与倒角面的边界部的形状为曲线形状。因此,在该轮廓上,对主面与倒角面的边界部的曲线的形状拟合具有与该曲线的形状近似或一致的圆弧形状的圆。以上述方式得到的圆(曲率圆)的尺寸越大、例如直径或半径越大,能够判定为边界部的形状越平缓,上述圆的尺寸越小,能够判定为边界部的形状越陡峭。
因此,为了获取参照值,使在上述1.中评价的两种半导体晶片分别在(110)面裂开并制作了剖面观察用试样。
使用与上述相同的反射型微分干涉显微镜,调整亮度、对比度,对制作的剖面观察用试样获取了包含主面与倒角面的边界部的剖面图像(拍摄倍率:500倍)。
将所获取的剖面图像读入图像处理软件(Adobe公司制软件名Photoshop CS5),在仅对晶片厚度方向放大了10倍之后进行了二值化处理。
将进行上述二值化处理而得到二值化处理完成图像读入软件(微软公司制演示文稿软件(PowerPoint)),使用同一软件的图形描绘工具,在剖面形状的轮廓上描绘了边界部的曲线的形状与圆弧的形状大致一致的圆。通过目视判断了曲线的形状与圆弧的形状大致一致。图3示出对晶片1通过上述方法得到的二值化处理完成图像(在仅对晶片厚度方向放大了10倍之后进行二值化处理而得到的图像)。图4示出了对晶片2通过上述方法得到的二值化处理完成图像(在仅对晶片厚度方向放大了10倍之后进行二值化处理而得到的图像)。图3和图4也示出了具有与边界部的曲线形状大致一致的圆弧的圆。圆中所示的数值是圆的直径(单位:任意单位)。
对图3和图4进行对比,与晶片1的边界部的形状相比,晶片2(图4)的边界部的形状平缓。关于圆的尺寸,对晶片1和晶片2进行对比,对晶片2得到的圆的直径(以下记载为“D2”)大于对晶片1得到的圆的直径(以下记载为“D1”)。如上所述,通过用于参照值获取的评价方法求出的圆的尺寸与边界部的形状相关。
并且,相对于在上述1.中对晶片1和晶片2求出的宽度W1和宽度W2的大小关系是晶片2较大的“W1<W2”,对晶片1和晶片2求出为参照值的D1和D2的大小关系也是晶片2较大的“D1<D2”的大小关系,能够确认到与在上述1.中得到的结果相对应。
3.评价结果与参照值的相关性的确认
对于晶片表面的研磨条件和倒角加工条件不同的多个半导体晶片(直径300mm的表面为(100)面的单晶硅晶片(抛光晶片)、具有切口),与上述1.同样,对3点位置获取微分干涉图像,在所获取的微分干涉图像中,求出了与主面对应的灰色区域和与倒角面对应的黑色区域之间的白色区域的宽度。
分别对上述多个半导体晶片与上述2.同样地求出了参照值(圆的直径)。
图5示出通过上述方式相对于参照值绘制了对各半导体晶片得到的白色区域的宽度的曲线图。图5还示出了通过最小二乘法求出的近似直线。近似直线的相关系数的平方R2超过0.90,表现出较强的相关性。
从以上结果能够确认到通过上述评价方法求出的白色区域的宽度W能够成为用于边界部的形状评价的指标。根据基于白色区域的宽度的数值的评价,例如通过根据过去的经验确定能够判定为合格品的阈值(W的值),能够容易地进行合格品判定。
以上述方式得到的白色区域的宽度W如上所述能够用于出厂前检查,能够用于从批次的抽样检查,也能够用于确定半导体晶片的实际制造条件。
工业实用性
本发明在硅晶片等各种半导体晶片的制造领域中是有用的。

Claims (5)

1.一种半导体晶片的评价方法,其特征在于,
包括通过反射型微分干涉显微镜在评价对象的半导体晶片的外周部的评价对象位置获取微分干涉图像,所述反射型微分干涉显微镜设定为拍摄半导体晶片的主面作为灰色区域且拍摄倒角面作为黑色区域,
所述微分干涉图像包含灰色区域和黑色区域,在所述灰色区域与所述黑色区域之间还包含白色区域;
包括将所述白色区域的宽度W作为指标,对所述评价对象位置的半导体晶片的主面与相邻于该主面的倒角面的边界部的形状进行评价。
2.一种半导体晶片的制造方法,其特征在于,包括:
制造作为产品出厂的备选的半导体晶片;
通过权利要求1所述的半导体晶片的评价方法评价所述备选的半导体晶片;以及
将所述评价的结果判定为合格品的半导体晶片交付用于作为产品半导体晶片出厂的准备。
3.一种半导体晶片的制造方法,其特征在于,包括:
制造包括多个半导体晶片的半导体晶片批次;
从所述半导体晶片批次中提取至少一个半导体晶片;
通过权利要求1或2所述的半导体晶片的评价方法评价所述提取的半导体晶片;以及
将与所述评价的结果判定为合格品的半导体晶片相同的半导体晶片批次的半导体晶片交付用于作为产品半导体晶片出厂的准备。
4.一种半导体晶片的制造方法,其特征在于,包括:
在测试制造条件下制造评价用半导体晶片;
通过权利要求1所述的半导体晶片的评价方法评价所述制造的评价用半导体晶片;
基于所述评价的结果,将对所述测试制造条件实施了变更的制造条件确定为实际制造条件,或者将所述测试制造条件确定为实际制造条件;以及
在所述确定的实际制造条件下制造半导体晶片。
5.根据权利要求4所述的半导体晶片的制造方法,其特征在于,
实施所述变更的制造条件是半导体晶片表面的研磨处理条件和倒角加工条件中的至少一方。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN113611624A (zh) * 2021-07-30 2021-11-05 上海超硅半导体股份有限公司 一种硅片的夹具损伤的预测方法及装置、硅片
CN114279356B (zh) * 2021-12-09 2023-07-25 南京信息工程大学 一种用于三维测量的灰度条纹图案设计方法
CN114812429B (zh) * 2022-03-06 2022-12-13 南京理工大学 基于格雷码结构光的双目视觉金属齿轮三维形貌测量装置及方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05291215A (ja) * 1992-04-15 1993-11-05 Mitsubishi Materials Corp 半導体ウェーハ
CN1394356A (zh) * 2000-11-16 2003-01-29 信越半导体株式会社 晶片形状评价法、装置及器件制造法,晶片及晶片挑选法
CN1502117A (zh) * 2002-01-11 2004-06-02 ��ʽ�������տ� 半导体晶片及其制造方法
JP2009042202A (ja) * 2007-08-08 2009-02-26 Taniguchi Consulting Engineers Co Ltd ウエハ検査装置およびウエハ検査方法
US20110207246A1 (en) * 2010-02-25 2011-08-25 Memc Electronic Materials, Inc. Methods for reducing the width of the unbonded region in soi structures
CN107134404A (zh) * 2016-02-29 2017-09-05 胜高股份有限公司 半导体外延晶片和其制造方法以及固体摄像元件的制造方法
JP2018029154A (ja) * 2016-08-19 2018-02-22 住友金属鉱山株式会社 ウエハの異常を検査する装置及びその検査方法
WO2018193762A1 (ja) * 2017-04-18 2018-10-25 信越半導体株式会社 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
CN108745921A (zh) * 2018-03-26 2018-11-06 江苏金晖光伏有限公司 一种金刚石线锯切割单、多晶硅片的分选检验方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5344699B2 (zh) * 1972-03-04 1978-11-30
US8194241B2 (en) * 2007-03-30 2012-06-05 Shibaura Mechatronics Corporation Apparatus and method for inspecting edge of semiconductor wafer
JP2009300287A (ja) * 2008-06-14 2009-12-24 Nikon Corp 表面欠陥検査装置
JP2011095214A (ja) * 2009-11-02 2011-05-12 Nikon Corp 基板検査装置
JP6020869B2 (ja) * 2016-02-12 2016-11-02 株式会社東京精密 ウェーハ形状測定装置及び方法、並びにウェーハ面取り装置
JP6673122B2 (ja) * 2016-09-29 2020-03-25 株式会社Sumco シリコンウェーハの評価方法、シリコンウェーハ製造工程の評価方法およびシリコンウェーハの製造方法
KR102606069B1 (ko) * 2020-12-28 2023-11-24 세메스 주식회사 웨이퍼 검사 방법

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05291215A (ja) * 1992-04-15 1993-11-05 Mitsubishi Materials Corp 半導体ウェーハ
CN1394356A (zh) * 2000-11-16 2003-01-29 信越半导体株式会社 晶片形状评价法、装置及器件制造法,晶片及晶片挑选法
CN1502117A (zh) * 2002-01-11 2004-06-02 ��ʽ�������տ� 半导体晶片及其制造方法
JP2009042202A (ja) * 2007-08-08 2009-02-26 Taniguchi Consulting Engineers Co Ltd ウエハ検査装置およびウエハ検査方法
US20110207246A1 (en) * 2010-02-25 2011-08-25 Memc Electronic Materials, Inc. Methods for reducing the width of the unbonded region in soi structures
CN107134404A (zh) * 2016-02-29 2017-09-05 胜高股份有限公司 半导体外延晶片和其制造方法以及固体摄像元件的制造方法
JP2018029154A (ja) * 2016-08-19 2018-02-22 住友金属鉱山株式会社 ウエハの異常を検査する装置及びその検査方法
WO2018193762A1 (ja) * 2017-04-18 2018-10-25 信越半導体株式会社 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
CN108745921A (zh) * 2018-03-26 2018-11-06 江苏金晖光伏有限公司 一种金刚石线锯切割单、多晶硅片的分选检验方法

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