DE112019001948T5

DE112019001948T5 - Verfahren zur Bewertung von Halbleiterwafern sowie Verfahren zur Herstellung vonHalbleiterwafern

Info

Publication number: DE112019001948T5
Application number: DE112019001948.1T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Murakami; Keiichi Takanashi
Original assignee: Sumco Corp
Current assignee: Sumco Corp
Priority date: 2018-04-13
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2021-01-21
Also published as: TW202004125A; CN112020764A; JP7040608B2; WO2019198458A1; KR20200140893A; JPWO2019198458A1; TWI695156B; CN112020764B; KR102518971B1

Abstract

Bereitgestellt wird ein Verfahren zur Bewertung eines Halbleiterwafers, einschließend: Erzeugen einer Profilkurve, welche ein Querschnittsprofil in einer Dickenrichtung eines zu bewertenden Halbleiterwafers zeigt, sowie die Bildung der zweiten Ableitung der Profilkurve, wobei der zu bewertende Halbleiterwafer ein Halbleiterwafer ist, bei welchem eine angeschrägte Oberfläche gebildet wird auf einem äußeren Wafer-Randbereich; in der Profilkurve entspricht ein X-Achsenwert einer horizontalen Positionskoordinate und ein Y-Achsenwert entspricht einer vertikalen Positionskoordinate, und die Profilkurve einen Kurvenbereich einschließt, welcher ein Querschnittsprofil einer Region eines Seitenbereichs eines äußeren Randbereichs einer Hauptoberfläche auf einer Oberflächenseite des zu bewertenden Halbleiterwafers hin zu dem Seitenbereich der Hauptoberfläche des äußeren Randbereichs zeigt; und das Verfahren ferner einschließt: Bewertung einer Form eines Begrenzungsbereichs zwischen der Hauptoberfläche und einer angeschrägten Oberfläche, welche angrenzend ist an die Hauptoberfläche, auf Basis eines Index, definiert aus einer Kurve einer zweiten Ableitung, erhalten durch Bildung der zweiten Ableitung.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewertung eines Halbleiterwafers sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers.
Stand der Technik
In den letzten Jahren wurde die Form des äußeren Randbereichs von Halbleiterwafern einer Bewertung unterzogen (siehe PTL 1).
Liste der Zitate
Patentliteratur
PTL 1: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2016-130738
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Halbleiterwafer werden im Allgemeinen hergestellt, indem ein Wafer, welcher von einem Ingot geschnitten wurde, verschiedenen Prozessen unterzogen wird. Da der äußere Randbereich des vom Ingot geschnittenen Wafers, so wie er vorliegt, Ecken aufweist, ist es wahrscheinlich, dass daran ein Reißen oder Absplittern auftritt. Aus diesem Grund wird üblicherweise eine angeschrägte Oberfläche gebildet mittels Anschrägen wenigstens eines der äußeren Randbereiche auf der Oberflächenseite (der vorderen Oberfläche) des Halbleiterwafers, welche die Oberflächenseite ist, auf welcher Vorrichtungen gebildet werden, sowie der Oberflächenseite (hintere Oberfläche), die der vorderen Oberfläche gegenüberliegt. In Bezug auf diese angeschrägte Oberfläche schlägt PTL 1 vor, ein Bild aufzunehmen, sodass die angeschrägte Oberfläche in weiß dargestellt wird, und die Breitendimension der angeschrägten Oberfläche aus der Breitendimension des Bildes zu berechnen (siehe PTL 1, Absätze 0060 bis 0062). Im Folgenden bezieht sich die „Oberfläche“ des Halbleiterwafers auf eine oder beide der oben beschriebenen vorderen und hinteren Oberfläche, sofern nicht anders angegeben.
Unter den Oberflächen eines Halbleiterwafers ist die Hauptoberfläche an der vorderen Oberflächenseite eine flache Oberfläche, auf der eine Vorrichtung gebildet wird, und eine flache Oberfläche auf der hinteren Oberfläche ist die Hauptoberfläche auf der hinteren Oberflächenseite. Die angeschrägte Oberfläche, welche am äußeren des Wafers gebildet wird, weist eine Oberflächenform auf, die geneigt ist in Bezug auf die angrenzende Hauptoberfläche. Daher verändert sich bei Betrachtung der Querschnittsform des Halbleiterwafers in der Dickenrichtung die Form in hohem Maße am Begrenzungsbereich zwischen der Hauptoberfläche und der angeschrägten Oberfläche, welche an die Hauptoberfläche angrenzt. Die Form des Begrenzungsbereichs zwischen der Hauptoberfläche und der angeschrägten Oberfläche kann als Index verwendet werden zur Vorhersage der Wahrscheinlichkeit von Absplitterung, Zerkratzen und dergleichen in einem Prozess zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen. Wenn beispielsweise die Form des Begrenzungsbereichs zwischen der Waferoberfläche (zum Beispiel der hinteren Oberfläche) und der angeschrägten Oberfläche in geeigneter Weise in Übereinstimmung mit der Form eines Waferträgers eingestellt wird, welcher den Wafer während einer Wärmebehandlung in einem Herstellungsprozess für eine Halbleitervorrichtung trägt, dann ist es weniger wahrscheinlich, dass ein durch Kontakt verursachtes Absplittern und Zerkratzen des Begrenzungsbereichs auftritt, sodass die Häufigkeit von Verschiebungen (Verrutschen) und Erzeugung von Staub aufgrund von Absplittern und Zerkratzen verringert wird.
Allerdings dient das in PTL 1 beschriebene Verfahren zur Bestimmung der Breitendimension der angeschrägten Oberfläche, und die Form des Begrenzungsbereichs zwischen der angeschrägten Oberfläche und der Hauptoberfläche kann durch das in PTL 1 beschriebene Verfahren nicht bewertet werden.
Daher ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren bereitzustellen zur Bewertung der Form des Begrenzungsbereichs zwischen der angeschrägten Oberfläche und der Hauptoberfläche eines Halbleiterwafers.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewertung eines Halbleiterwafers (im Folgenden auch einfach als „Bewertungsverfahren“ bezeichnet), einschließend:

Erzeugen einer Profilkurve, welche ein Querschnittsprofil in einer Dickenrichtung eines zu bewertenden Halbleiterwafers darstellt, und
Bildung der zweiten Ableitung der Profilkurve, wobei
der zu bewertende Halbleiterwafer ein Halbleiterwafer ist, bei welchem eine angeschrägte Oberfläche gebildet wird an einem äußeren Wafer-Randbereich;
bei der Profilkurve ein X-Achsenwert einer horizontalen Positionskoordinate und ein Y-Achsenwert einer vertikalen Positionskoordinate entspricht, und die Profilkurve einen Kurvenbereich einschließt, der ein Querschnittsprofil einer Region eines Seitenbereichs eines äußeren Randbereichs einer Hauptoberfläche auf einer Oberflächenseite des zu bewertenden Halbleiterwafers hin zum Hauptoberflächen-Seitenbereich des äußeren Randbereichs darstellt; und
das Verfahren ferner die Bewertung einer Form eines Begrenzungsbereichs zwischen der Hauptoberfläche und einer an diese Hauptoberfläche angrenzenden, angeschrägten Oberfläche einschließt, basierend auf einem Index, welcher definiert wird durch eine Kurve einer zweiten Ableitung, erhalten durch Bildung der zweiten Ableitung.

In einer Ausführungsform kann das Bewertungsverfahren einschließen: Spezifizieren von X-Achsenwerten an zwei Punkten, welche den gleichen Y-Achsenwert aufweisen auf einer Kurve in einem Peak-Bereich der Kurve der zweiten Ableitung, die erhalten wurde durch Bildung der zweiten Ableitung; Spezifizieren eines Bereichs zwischen den zwei Punkten, für welche die X-Achsenwerte die spezifizierten Werte sind, als Kreis-Fitting-Bereich im Kurvenbereich der Profilkurve vor Bildung der zweiten Ableitung; Erzeugen eines Kreises durch Fitten eines Kreises auf die Profilform des obigen Kreis-Fitting-Bereichs, und
Übernehmen der Größe des erzeugten Kreises als Index.
Als Ergebnis intensiver Untersuchungen, durchgeführt durch die vorlegenden Erfinder, wurde herausgefunden, dass die Größe des Kreises größer ist, wenn die Form des Begrenzungsbereichs zwischen der angeschrägten Oberfläche und der Hauptoberfläche flacher ist, und die Größe des Kreises ist kleiner, wenn die Form des Begrenzungsbereichs zwischen der angeschrägten Oberfläche und der Hauptoberfläche steiler ist. Daher kann die Flachheit/Steilheit der Form des Begrenzungsbereichs zwischen der Hauptoberfläche und der angeschrägten Oberfläche bewertet werden auf Basis der Größe des Kreises.
In einer Ausführungsform kann das Bewertungsverfahren einschließen: die Bestimmung der Größe des Kreises an jeder der Vielzahl von verschiedenen Stellen des zu bewertenden Halbleiterwafers, und die Form des Begrenzungsbereichs kann bewertet werden unter Verwendung eines repräsentativen Wertes der Größen der Vielzahl von Kreisen, welche an der Vielzahl der verschiedenen Stellen bestimmt wurden, als Index.
In einer Ausführungsform kann der repräsentative Wert ein Mittelwert der Größen der Vielzahl von Kreisen sein.
In einer Ausführungsform kann das Bewertungsverfahren einschließen: Spezifizieren von X-Achsenwerten an zwei Punkten, die den gleichen Y-Achsenwert auf einer Kurve eines Peak-Bereichs der Kurve der zweiten Ableitung aufweisen, welche erhalten wurde durch Bildung der zweiten Ableitung, und Übernehmen eines Abstands in der X-Achsen-Richtung zwischen den zwei spezifizierten Punkten als Index. Als Ergebnis wiederholter intensiver Untersuchungen durch die vorlegenden Erfinder wurde herausgefunden, dass der Wert des Abstands größer ist, wenn die Form des Begrenzungsbereichs zwischen der angeschrägten Oberfläche und der Hauptoberfläche flacher ist, und der Wert des Abstands kleiner ist, wenn die Form des Begrenzungsbereichs zwischen angeschrägten Oberfläche und der Hauptoberfläche steiler ist. Daher kann die Flachheit/Steilheit der Form des Begrenzungsbereichs zwischen der Hauptoberfläche und der angeschrägten Oberfläche bewertet werden auf Basis des zuvor erwähnten Abstands.
In einer Ausführungsform kann der Y-Achsenwert, für welchen die X-Achsenwerte an den zwei Punkten spezifiziert werden sollen, ein Y-Achsenwert sein an einer Stelle mit einer Tiefe oder Höhe von 40 % bis 80 %, wobei eine Stelle, bei welcher der Y-Achsenwert 0 ist, als 0 % genommen wird, und eine Peak-Tiefe oder eine Peak-Höhe des Peak-Bereichs als 100 % genommen wird.
In einer Ausführungsform kann das Bewertungsverfahren das Erzeugen der Profilkurve einschließen durch Verwendung von Positionskoordinaten-Informationen, welche erhalten werden mittels Betrachten des zu bewertenden Halbleiterwafers von oberhalb der einen Oberflächenseite mit einem Mikroskop.
In einer Ausführungsform kann das Bewertungsverfahren die Durchführung der mikroskopischen Betrachtung mit einem Laser-Mikroskop einschließen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers, einschließend:

Herstellung eines Kandidaten-Halbleiterwafers, der als Produkt ausgeliefert werden soll;
Bewertung des Kandidaten-Halbleiterwafers durch das obige Bewertungsverfahren; und
Unterziehen des Halbleiterwafers, wenn dieser als Ergebnis der Bewertung als mangelfrei bestimmt wurde, der Vorbereitung für die Auslieferung als Produkt-Halbleiterwafer.

Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers, einschließend:

Herstellung einer Halbleiterwafer-Charge, einschließend eine Vielzahl von Halbleiterwafern;
Entnahme wenigstens eines Halbleiterwafers aus der Halbleiterwafer-Charge; Bewertung des entnommenen Halbleiterwafers durch das obige Bewertungsverfahren; und
Unterziehen eines Halbleiterwafers aus derselben Halbleiterwafer-Charge wie jene des Halbleiterwafers, welcher als Ergebnis der Bewertung als mangelfrei bestimmt wurde, der Vorbereitung zur Auslieferung als Produkt-Halbleiterwafer.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers, einschließend:

Herstellung eines Halbleiterwafers zur Bewertung unter Test-Herstellungsbedingungen;
Bewertung des zur Bewertung hergestellten Halbleiterwafers durch das obige Bewertungsverfahren;
Festlegen von Herstellungsbedingungen, erhalten durch Abändern der Test-Herstellungsbedingungen, als tatsächliche Herstellungsbedingungen, oder Festlegen der Test-Herstellungsbedingungen als tatsächliche Herstellungsbedingungen auf Basis des Ergebnisses der Bewertung; und
Herstellung eines Halbleiterwafers unter den festgelegten, tatsächlichen Herstellungsbedingungen.

In einer Ausführungsform können die abzuändernden Herstellungsbedingungen wenigstens eine sein aus: Bedingungen für einen Poliervorgang und Bedingungen für einen Vorgang des Anschrägens einer Halbleiterwafer-Oberfläche.
Auswirkungen der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein neues Verfahren zur Bewertung der Form des Begrenzungsbereichs zwischen der angeschrägten Oberfläche und der Hauptoberfläche eines Halbleiterwafers bereitzustellen.
Figurenliste

1 ist ein Beispiel einer Profilkurve, einschließend einen Kurvenbereich, welcher ein Querschnittsprofil einer Region eines Seitenbereichs eines äußeren Randbereichs einer Hauptoberfläche auf einer vorderen Oberflächenseite eines Halbleiterwafers hin zum Seitenbereich der Hauptoberfläche des äußeren Randbereichs zeigt.
2 ist eine Kurve einer zweiten Ableitung, erzeugt durch Bildung der zweiten Ableitung der in 1 gezeigten Profilkurve.
3 ist ein erläuterndes Diagramm eines Verfahrens zur Spezifizierung eines Kreis-Fitting-Bereichs.
4 ist ein erläuterndes Diagramm eines Verfahrens zur Spezifizierung eines Kreis-Fitting-Bereichs.
5 zeigt ein Beispiel für einen Kreis, erzeugt an der in 1 gezeigten Profilkurve.
6 zeigt einen Graphen, bei welchem die Durchmesser (arithmetisches Mittel) von Kreisen, in den Beispielen erhalten für verschiedene Halbleiterwafer, gegen Referenzwerte aufgetragen sind.
7 zeigt einen Graphen, bei welchem der Radius von Kreisen, in den Beispielen erhalten für verschiedene Halbleiterwafer, aufgetragen ist gegen den Wert des Abstands in der X-Achsen-Richtung zwischen zwei Punkten, welche den gleichen Y-Achsenwert auf der Kurve eines Peak-Bereichs einer Kurve der zweiten Ableitung aufweisen.
8 zeigt ein binarisiertes Bild, erhalten durch ein Bewertungsverfahren für den Erhalt eines Referenzwertes (ein Bild, erhalten durch Binarisierung nach 10-facher Vergrößerung in allein der Wafer-Dickenrichtung).
9 zeigt ein Beispiel eines Bewertungsergebnisses durch ein Bewertungsverfahren für den Erhalt eines Referenzwertes.

Beschreibung von Ausführungsformen
Verfahren zur Bewertung von Halbleiterwafern
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewertung eines Halbleiterwafers, einschließend: Erzeugen einer Profilkurve, welche ein Querschnittsprofil in einer Dickenrichtung eines zu bewertenden Halbleiterwafers und die zweite Ableitung der Profilkurve zeigt, wobei der zu bewertende Halbleiterwafer ein Halbleiterwafer ist, bei welchem eine angeschrägte Oberfläche gebildet wird auf einem äußeren Randbereich des Wafers; in der Profilkurve entspricht ein X-Achsenwert einer horizontalen Positionskoordinate und ein Y-Achsenwert entspricht einer vertikalen Positionskoordinate, und die Profilkurve schließt einen Kurvenbereich ein, welcher ein Querschnittsprofil einer Region eines Seitenbereichs eines äußeren Randbereichs einer Hauptoberfläche auf einer Oberflächenseite des zu bewertenden Halbleiterwafers hin zum Hauptoberflächen-Seitenbereich des äußeren Randbereichs zeigt; und das Verfahren schließt ferner die Bewertung einer Form eines Begrenzungsbereichs zwischen der Hauptoberfläche und einer angeschrägten Oberfläche ein, welche an diese Hauptoberfläche angrenzt, auf Basis eines Index, der definiert wird von einer Kurve einer zweiten Ableitung, erhalten durch die zweite Ableitung.
Das obige Bewertungsverfahren wird im Folgenden detaillierter beschrieben.
Zu bewertender Halbleiterwafer
Der durch das obige Bewertungsverfahren zu bewertende Halbleiterwafer kann ein Halbleiterwafer sein, der eine angeschrägte Oberfläche aufweist, gebildet durch Anschrägen des äußeren Randbereichs des Wafers. Die zu bewertenden Halbleiterwafer können von verschiedener Art sein, die im Allgemeinen als Halbleiter-Substrate verwendet werden. Beispielsweise können verschiedene Siliciumwafer als spezielle Beispiele für den Halbleiterwafer angegeben werden. So kann der Siliciumwafer ein Silicium-Einkristall-Wafer sein, der von einem Silicium-Einkristall-Ingot geschnitten und anschließend verschiedenen Arbeitsabläufen unterworfen wurde, wie beispielsweise einem Anschrägen. Zum Beispiel kann ein polierter Wafer, der poliert wurde und eine polierte Oberfläche aufweist, als spezielles Beispiel für einen solchen Silicium-Einkristall-Wafer genannt werden. Ferner können die Siliciumwafer von verschiedener Art sein, wie beispielsweise ein epitaktischer Wafer mit einer Epitaxieschicht auf einem Silicium-Einkristall-Wafer und ein getemperter Wafer, aufweisend eine modifizierte Schicht, gebildet auf einem Silicium-Einkristall-Wafer durch Tempern.
Jeder Schritt des obigen Bewertungsverfahrens wird unten beschrieben mit Bezug auf die Zeichnungen. Allerdings sind die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen rein exemplarisch und das obige Bewertungsverfahren ist nicht auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt.
Erzeugen der Profilkurve
Das obige Bewertungsverfahren schließt das Erzeugen einer Profilkurve ein (im Allgemeinen bezeichnet als „Querschnittsprofil“), welche ein Querschnittsprofil in der Dickenrichtung des zu bewertenden Halbleiterwafers zeigt. Bei der Profilkurve entspricht ein X-Achsenwert (horizontale Achse) einer horizontalen Positionskoordinate und ein Y-Achsenwert (vertikale Achse) einer vertikalen Positionskoordinate, und die Profilkurve schließt einen Kurvenbereich ein, welcher ein Querschnittsprofil einer Region des Seitenbereichs eines äußeren Randbereichs einer Hauptoberfläche auf einer Oberflächenseite des zu bewertenden Halbleiterwafers hin zum Seitenbereich der Hauptoberfläche des äußeren Randbereichs zeigt. Ein Beispiel für eine derartige Profilkurve ist abgebildet in 1. 1 ist eine Profilkurve, welche einen Kurvenbereich einschließt, der ein Querschnittsprofil einer Region des Seitenbereichs eines äußeren Randbereichs einer Hauptoberfläche auf einer Oberflächenseite des zu bewertenden Halbleiterwafers hin zum Seitenbereich der Hauptoberfläche des äußeren Randbereichs zeigt. Die Einheit des X-Achsenwerts und des Y-Achsenwerts sind beide µm (Mikron). Der X-Achsenwert entspricht der Positionskoordinate in der horizontalen Richtung der jeweiligen Position auf dem Querschnittsprofil in der Dickenrichtung des Halbleiterwafers, das heißt der Positionskoordinate in der Richtung parallel zu der Hauptoberfläche, und der Y-Achsenwert entspricht der Positionskoordinate in der vertikalen Richtung der jeweiligen Position auf dem Querschnittsprofil in der Dickenrichtung des Halbleiterwafers, das heißt der Positionskoordinate in der Dickenrichtung. In 1 erscheint Rauschen in einem Bereich mit einem X-Achsenwert von etwa 230 oder mehr, aber dieser Bereich entspricht einem Bereich, welcher auf dem Querschnittsprofil abseits des Begrenzungsbereichs liegt und die Bewertung der Form des Begrenzungsbereichs nicht beeinträchtigt.
Die Profilkurve kann erzeugt werden unter Verwendung verschiedener Bewertungsvorrichtungen, die in der Lage sind, eine Profilkurve zu erzeugen, welche ein Querschnittsprofil des zu bewertenden Halbleiterwafers darstellt, einschließend einen Begrenzungsbereich, dessen Form bewertet werden soll. In einer Ausführungsform kann die Profilkurve erzeugt werden durch ein sogenanntes zerstörungsfreies Verfahren, ohne, dass die Probe von dem zu bewertenden Halbleiterwafer herausgeschnitten werden muss. Und in einer anderen Ausführungsform erfolgt das Erzeugen durch Ausschneiden (beispielsweise Spalten) der Probe aus dem Halbleiterwafer, um den Querschnitt freizulegen (ein sogenanntes zerstörendes Verfahren). Mit Hinblick auf die Einfachheit der Bewertung ist es bevorzugt, die Profilkurve durch das zerstörungsfreie Verfahren zu erzeugen. Mit Hinblick auf die Einfachheit der Bewertung der Form des Begrenzungsbereichs an einer Vielzahl von unterschiedlichen Stellen auf dem zu bewertenden Halbleiterwafer ist es außerdem bevorzugt, die Profilkurve durch das zerstörungsfreie Verfahren zu erzeugen.
Um eine Profilkurve durch das zerstörungsfreie Verfahren zu erzeugen, ist es bevorzugt, verschiedene Mikroskope zu verwenden, was es möglich macht, Positionskoordinaten-Informationen der jeweiligen Stelle auf dem Querschnittsprofil in der Dickenrichtung des Halbleiterwafers zu erhalten, indem eine Oberflächenseite des zu bewertenden Halbleiterwafers von oben betrachtet wird. Zu den Beispielen für derartige Mikroskope zählen ein Laser-Mikroskop, ein Weißlicht-Interferenzmikroskop, ein Rastersondenmikroskop (SPM) wie beispielsweise ein Rastertunnelmikroskop (STM), sowie ein Rasterkraftmikroskop (AFM) und dergleichen. Mit Hinblick auf die Auflösung und dergleichen sind ein Laser-Mikroskop und ein Weißlicht-Interferenzmikroskop bevorzugt, und ein Laser-Mikroskop ist bevorzugter.
Erzeugung der Kurve der zweiten Ableitung
Nach Erzeugen der obigen Profilkurve wird eine Kurve der zweiten Ableitung erzeugt durch Bildung der zweiten Ableitung der erzeugten Profilkurve. 2 ist Kurve der zweiten Ableitung, erzeugt durch Bildung der zweiten Ableitung der in 1 dargestellten Profilkurve. Die Bildung der zweiten Ableitung kann erfolgen mittels eines bekannten Verfahrens, beispielsweise durch Verwendung kommerziell erhältlicher Analyse-Software.
Bei Betrachtung der Querschnittsform des Halbleiterwafers in der Dickenrichtung ändert sich die Form stark am Begrenzungsbereich zwischen der Hauptoberfläche und der angeschrägten Oberfläche, welche an die Hauptoberfläche angrenzt. Auf der Profilkurve, welche das Querschnittsprofil in Dickenrichtung des Halbleiterwafers zeigt, ist ein Wendepunktsbereich, bei dem die Änderung der Koordinate in der Y-Achsenrichtung groß ist in Bezug auf die Änderung der Koordinate in der X-Achsen-Richtung, ein Bereich, der dem Begrenzungsbereich entspricht. In einer Ausführungsform des obigen Bewertungsverfahrens kann das Ausmaß der Formänderung des Wendepunktsbereichs quantifiziert werden als die Größe eines Kreises, der erzeugt wurde wie im Folgenden beschrieben.
Spezifizieren des Kreis-Fitting-Bereichs
Die 3 und 4 sind erläuternde Diagramme eines Verfahrens für das Spezifizieren eines Kreis-Fitting-Bereichs. 3 ist ein Diagramm, in welchem eine Ellipse und eine gestrichelte Linie der Kurve der zweiten Ableitung aus 2 zwecks Erläuterung hinzugefügt wurden. Der von der Ellipse umrandete Bereich ist ein Peak-Bereich. In diesem Peak-Bereich sind zwei Punkte, die den gleichen Y-Achsenwert aufweisen, zwei Schnittpunkte mit der gestrichelten Linie auf der Kurve im Peak-Bereich. Gemäß der von den vorlegenden Erfindern durchgeführten Studie ist es mit Hinblick auf eine weitere Steigerung der Bewertungsgenauigkeit auf Basis der Größe eines Kreises bevorzugt, dass der Y-Achsenwert, für den die X-Achsenwerte an den zwei Punkten spezifiziert werden sollen, ein Y-Achsenwert ist, der sich an einer Stelle befindet mit einer Tiefe oder Höhe von 40 % bis 80%, bevorzugter ein Y-Achsenwert an einer Stelle mit einer Tiefe oder Höhe von 50 % bis 70 %, noch bevorzugter ein Y-Achsenwert an einer Stelle mit einer Tiefe oder Höhe von 55 % bis 65 %, und am meisten bevorzugt ein Y-Achsenwert an einer Stelle mit einer Tiefe oder Höhe von 60 %, wobei eine Stelle mit dem Y-Achsenwert von 0 als Referenz (0 %) genommen wird, und eine Peak-Tiefe wird als 100 % genommen, wenn der Peak-Bereich eine talförmige Peakform aufweist, und eine Peak-Höhe wird als 100 % genommen, wenn der Peak-Bereich eine bergförmige Peakform aufweist. Ferner kann die Anzahl von Peak-Bereichen, welche auf der Kurve der zweiten Ableitung vorhanden sind, eins oder zwei oder mehr betragen. Wenn eine Vielzahl von Peak-Bereichen auf der Kurve der zweiten Ableitung vorliegt, dann kann die größte Peak-Tiefe aus einer Vielzahl von talförmigen Peak-Bereichen als 100 % genommen werden. Für eine Vielzahl von bergförmigen Peak-Bereichen kann die größte Peak-Höhe unter diesen Peak-Bereichen als 100 % genommen werden. Anschließend können die zwei am weitesten voneinander entfernten Punkte in der Vielzahl der Peak-Bereiche übernommen werden als die X-Achsenwerte der zwei Punkte, welche den gleichen Y-Achsenwert aufweisen. Wenn beispielsweise zwei Peak-Bereiche (erster Peak-Bereich und zweiter Peak-Bereich) auf der Kurve der zweiten Ableitung vorliegen, dann gibt es insgesamt vier Punkte, nämlich zwei Punkte (X1, X2) im ersten Peak-Bereich und zwei Punkte (X3, X4) im zweiten Peak-Bereich, als die X-Achsenwerte, für welche die Y-Achsenwerte gleich sind. Hier wird angenommen, dass die X-Achsenwerte X1 < X2 < X3 < X4 erfüllen. In diesem Fall können X1 und X4, welche die am weitesten voneinander entfernten Punkte sind, als die X-Achsenwerte der zwei Punkte übernommen werden, welche die gleichen Y-Achsenwerte aufweisen, um den Kreis-Fitting-Bereich zu definieren.
Ferner, in einer Ausführungsform des obigen Bewertungsverfahrens, kann die Form des Begrenzungsbereichs bewertet werden unter Verwendung des Abstands in der X-Achsen-Richtung zwischen den zwei spezifizierten Punkten als Index, ohne Durchführung eines Kreis-Fittings. Beispielsweise kann der obige Abstand der Abstand in der X-Achsen-Richtung sein zwischen den zwei Schnittpunkten mit der gestrichelten Linie auf der Kurve des Peak-Bereichs, der in 3 durch die Ellipse umrandet wird. In dieser Ausführungsform ist der Y-Achsenwert, für welchen die X-Achsenwerte der zwei Punkte spezifiziert werden sollen, außerdem ein Y-Achsenwert an einer Stelle mit einer Tiefe oder Höhe von 40 % bis 80 %, bevorzugter ein Y-Achsenwert an einer Stelle mit einer Tiefe oder Höhe von 50 % bis 70 %, noch bevorzugter ein Y-Achsenwert an einer Stelle mit einer Tiefe oder Höhe von 55% bis 65%, und am meisten bevorzugt ein Y-Achsenwert an einer Stelle mit einer Tiefe oder Höhe von 60 %, wobei eine Stelle, bei der der Y-Achsenwert 0 ist, als Referenz (0 %) genommen wird, und eine Peak-Tiefe wird als 100 % genommen, wenn der Peak-Bereich eine talförmige Peakform aufweist, und eine Peak-Höhe wird als 100 % genommen, wenn der Peak-Bereich eine bergförmige Peakform aufweist.
In 4 ist das obere Diagramm die in 1 abgebildete Profilkurve, das untere Diagramm die Kurve der zweiten Ableitung, abgebildet in 2, und eine gestrichelte Linie wurde dem unteren Diagramm zur Erläuterung hinzugefügt, wie gezeigt in 3. Strichpunktierte Linien in 4 zeigen die Stellen an, an welchen der X-Achsenwert im oberen und unteren Diagramm gleich ist. 4 zeigt außerdem einen Kreis-Fitting-Bereich, spezifiziert durch Spezifizieren zweier Punkte auf der Profilkurve, bei welchen die Y-Achsenwerte, spezifiziert wie in 3 gezeigt, auf der Kurve im Peak-Bereich der Kurve der zweiten Ableitung gleich sind, sowie zwei Punkte mit dem gleichen X-Achsenwert (Schnittpunkte der zwei strichpunktierten Linien jeweils mit der Profilkurve). In 4 sind die strichpunktierten Linien nur zu Zwecken der Erläuterung dargestellt. Es ist ausreichend, dass zwei Punkte auf der Profilkurve spezifiziert werden als zwei Punkte, die den gleichen X-Achsenwert aufweisen wie die X-Achsenwerte der zwei Punkte, die in der Kurve der zweiten Ableitung spezifiziert werden.
Erzeugen des Kreises
Nachdem der Kreis-Fitting-Bereich spezifiziert worden ist wie oben beschrieben, wird ein Kreis erzeugt durch Fitten eines Kreises an die Profilform (gekrümmte Form) des Kreis-Fitting-Bereichs. Das Fitten kann erfolgen durch ein bekanntes Verfahren wie beispielsweise die Verwendung kommerziell erhältlicher Analyse-Software. 5 zeigt ein Beispiel eines Kreises, welcher erzeugt wurde an der in 1 abgebildeten Profilkurve. Da die Einheiten der X-Achse und der Y-Achse in 1 µm (Mikron) sind, kann die Größe des Kreises ausgedrückt werden in Einheiten von µm (Mikron).
Form-Bewertung des Begrenzungsbereichs
In einer Ausführungsform kann die Form des Begrenzungsbereichs bewertet werden auf Basis der Größe des obigen Kreises. Insbesondere kann festgestellt werden, dass, je geringer die Größe des Kreises, desto steiler die Form des Begrenzungsbereichs, und je größer die Größe des Kreises, desto flacher die Form des Begrenzungsbereichs. Die Bewertung der Form des Begrenzungsbereichs unter Verwendung der Größe des Kreises, wie oben beschrieben, ist bevorzugt mit Hinblick auf die Verlässlichkeit der Bewertung, da die Bewertung in objektiver Weise erfolgen kann auf Basis des numerischen Wertes. Zusätzlich ist die Bewertung auf Basis des numerischen Wertes der Größe des Kreises bevorzugt, weil die Ergebnisse auf einfache Weise verglichen werden können mit früheren Bewertungsergebnissen.
Die Größe des obigen Kreises kann beispielsweise der Durchmesser oder der Radius des Kreises an einer Stelle des zu bewertenden Halbleiterwafers sein. Alternativ kann das obige Bewertungsverfahren einschließen: die Bestimmung der Größe des Kreises an jeder von einer Vielzahl von verschiedenen Stellen auf dem zu bewertenden Halbleiterwafer. Auf diese Weise kann die Form des Begrenzungsbereichs bewertet werden unter Verwendung des repräsentativen Wertes der Größen der Vielzahl von Kreisen, welche erhalten wurden an einer Vielzahl unterschiedlicher Stellen, als Index. Beispielsweise kann der repräsentative Wert ein Mittelwert (zum Beispiel ein arithmetisches Mittel) sein, ein Minimalwert, ein Maximalwert oder dergleichen, von Durchmessern oder Radien der Vielzahl von Kreisen.
Ferner, in einer Ausführungsform, kann die Form-Bewertung des Begrenzungsbereichs erfolgen unter Verwendung des Abstands in der X-Achsen-Richtung zwischen den zwei Punkten, welche, wie oben beschrieben, als Index spezifiziert wurden, ohne Durchführung eines Kreis-Fittings. Insbesondere kann festgestellt werden, dass, je kleiner der Wert des Abstands, desto steiler die Form des Begrenzungsbereichs, und je größer der Wert des Abstands, desto flacher die Form des Begrenzungsbereichs. Die Bewertung der Form des Begrenzungsbereichs unter Verwendung des Wertes des Abstands, wie oben beschrieben, ist bevorzugt mit Hinblick auf die Verlässlichkeit der Bewertung, da die Bewertung in objektiver Weise erfolgen kann auf Basis des numerischen Wertes. Zusätzlich ist die Bewertung auf Basis des numerischen Wertes der Größe des Kreises bevorzugt, weil die Ergebnisse in einfacher Weise mit früheren Bewertungsergebnissen verglichen werden können.
Der Wert des obigen Abstands kann beispielsweise der Wert des Abstands sein, bestimmt wie oben beschrieben, an einer Stelle des zu bewertenden Halbleiterwafers. Alternativ kann das obige Bewertungsverfahren einschließen: die Bestimmung des Wertes des Abstands an jeder der Vielzahl von unterschiedlichen Stellen auf dem zu bewertenden Halbleiterwafer. Auf diese Weise kann die Form des Begrenzungsbereichs bewertet werden unter Verwendung des repräsentativen Wertes des Abstands, der wie oben beschrieben an einer Vielzahl von unterschiedlichen Stellen der bestimmt wurde, als Index. Beispielsweise kann der repräsentative Wert ein Mittelwert (zum Beispiel ein arithmetisches Mittel) sein, ein Minimalwert, ein Maximalwert oder dergleichen von einer Vielzahl von Abständen.
Wie oben beschrieben ist es mit dem obigen Bewertungsverfahren möglich, die Form des Begrenzungsbereichs zwischen der Hauptoberfläche und der an die Hauptoberfläche angrenzenden, angeschrägten Oberfläche auf der Waferoberfläche (der vorderen Oberfläche oder der hinteren Oberfläche) des Halbleiterwafers zu bewerten.
Verfahren zur Herstellung von Halbleiterwafern
Ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers (erstes Herstellungsverfahren) gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung schließt ein:

Herstellung eines Kandidaten-Halbleiterwafers, der als Produkt-Halbleiterwafer ausgeliefert werden soll;
Bewertung des Kandidaten-Halbleiterwafers durch das obige Bewertungsverfahren; und
Unterziehen des Halbleiterwafers, wenn als Ergebnis der Bewertung festgestellt wurde, dass dieser mangelfrei ist, der Vorbereitung für die Auslieferung als Produkt-Halbleiterwafer.
Ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterwafern (zweites Herstellungsverfahren) gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung schließt ein: Herstellung einer Halbleiterwafer-Charge, einschließend eine Vielzahl von Halbleiterwafern ;
Entnahme wenigstens eines Halbleiterwafers aus der Halbleiterwafer-Charge; Bewertung des entnommenen Halbleiterwafers durch das obige Bewertungsverfahren; und
Unterziehen eines Halbleiterwafers derselben Halbleiterwafer-Charge wie jene des Halbleiterwafers, von welchem als Ergebnis der Bewertung festgestellt wurde, dass er mangelfrei ist, der Vorbereitung für die Auslieferung als Produkt-Halbleiterwafer.

Ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterwafern (drittes Herstellungsverfahren) gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung schließt ein: Herstellung eines zu bewertenden Halbleiterwafers unter Test-Herstellungsbedingungen;
Bewertung des zur Bewertung hergestellten Halbleiterwafers durch das obige Bewertungsverfahren;
Festlegen von Herstellungsbedingungen, erhalten durch Verändern der Test-Herstellungsbedingungen, als tatsächliche Herstellungsbedingungen, oder Festlegen der Test-Herstellungsbedingungen als tatsächliche Herstellungsbedingungen, auf Basis des Ergebnisses der Bewertung; und
Herstellung eines Halbleiterwafers unter den festgelegten tatsächlichen Herstellungsbedingungen.
Beim ersten Herstellungsverfahren erfolgt die Bewertung durch das obige Bewertungsverfahren als sogenannte Vorversandkontrolle. Ferner werden beim zweiten Herstellungsverfahren Halbleiterwafer, die derselben Charge angehören wie der Halbleiterwafer, von welchem festgestellt wurde, dass er ein mangelfreies Produkt ist, der Vorbereitung zur Auslieferung als Produkt-Halbleiterwafer unterzogen, basierend auf den Ergebnissen einer sogenannten Stichprobenkontrolle. Beim dritten Herstellungsverfahren wird ein unter Test-Herstellungsbedingungen hergestellter Halbleiterwafer bewertet, und die tatsächlichen Herstellungsbedingungen werden festgelegt auf Basis des Bewertungsergebnisses. Bei jedem des ersten, zweiten und dritten Herstellungsverfahrens erfolgt die Bewertung von Halbleiterwafern durch das Bewertungsverfahren nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben.
Erstes Herstellungsverfahren
Beim ersten Herstellungsverfahren kann eine Charge aus Kandidaten-Halbleiterwafern, welche als Produkt ausgeliefert werden sollen, auf die gleiche Weise hergestellt werden wie beim üblichen Verfahren zur Herstellung von Halbleiterwafern. Beispielsweise kann ein polierter Wafer, welcher eine Ausführungsform eines Siliciumwafers ist, hergestellt werden durch einen Herstellungsprozess, der einschließt: Schneiden (Abschneiden) eines Siliciumwafers von einem Silicium-Einkristall-Ingot, gezüchtet nach dem Czochralski-Verfahren (CZ-Verfahren) oder dergleichen, Anschrägen, Grobpolieren (beispielsweise Läppen), Ätzen, Hochglanzpolieren (Finish-Politur) und Reinigen, durchgeführt während oder nach den oben genannten Arbeitsschritten. Der getemperte Wafer kann hergestellt werden durch Unterziehen des polierten Wafers, hergestellt wie oben beschrieben, einer Temper-Behandlung. Der epitaktische Wafer kann hergestellt werden durch Dampfphasenwachstum (Epitaxiewachstum) einer epitaktischen Schicht auf der Oberfläche des polierten Wafers, hergestellt wie oben beschrieben.
Die Form des Begrenzungsbereichs zwischen der Hauptoberfläche und der angeschrägten, an die Hauptoberfläche angrenzenden Oberfläche des hergestellten Halbleiterwafers, wird bewertet durch das Bewertungsverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Die Details des Bewertungsverfahrens sind oben beschrieben. Als Ergebnis der Bewertung wird der Halbleiterwafer, von welchem festgestellt wurde, dass er ein mangelfreies Produkt ist, der Vorbereitung zur Auslieferung als Produkt-Halbleiterwafer unterzogen. Die Kriterien zur Bestimmung eines mangelfreien Produkts können festgelegt werden entsprechend der Qualität, die für den Produkt-Halbleiterwafer erforderlich ist. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform die ermittelte Größe des Kreises oder der ermittelte Abstand zwischen den zwei Punkten in der X-Achsen-Richtung, was oben beschrieben wurde, welche gleich oder größer sind als ein bestimmter Wert (das heißt gleich ode größer als ein Schwellenwert), als Kriterium zur Bestimmung eines mangelfreien Produkts verwendet werden. Ferner können außerdem ein repräsentativer Wert (beispielsweise ein Mittelwert (zum Beispiel das arithmetische Mittel), ein Minimalwert, Maximalwert und dergleichen) der Größen der Vielzahl von Kreisen oder die Werte der Vielzahl von Abständen, erhalten durch die Bewertung an verschiedenen Stellen desselben Halbleiterwafers, als die Größe des Kreises oder der Wert des Abstands verwendet werden. Dies gilt ebenso für das zweite und dritte Herstellungsverfahren. Beispiele für die Vorbereitung zur Auslieferung als Produkt-Halbleiterwafer schließen das Verpacken und dergleichen ein. Somit ist es gemäß dem ersten Herstellungsverfahren möglich, Halbleiterwafer, bei welchen der Begrenzungsbereich zwischen der Hauptoberfläche und der angeschrägten Oberfläche die für den Produkt-Halbleiterwafer gewünschte Form aufweisen, dem Markt in stabiler Weise zuzuführen.
Zweites Herstellungsverfahren
Die Herstellung einer Halbleiterwafer-Charge beim zweiten Herstellungsverfahren kann auf die gleiche Weise erfolgen wie beim üblichen Halbleiter-Herstellungsverfahren, wie beispielsweise oben beschrieben in Bezug auf das erste Herstellungsverfahren. Die Gesamtzahl an Halbleiterwafern, welche in der Halbleiterwafer-Charge enthalten sind, ist nicht speziell beschränkt. Die Anzahl von Halbleiterwafern, welche aus der hergestellten Halbleiterwafer-Charge entnommen werden und einer sogenannten Stichprobenkontrolle unterzogen werden, beträgt mindestens eins und kann zwei oder mehr betragen. Diese Anzahl ist nicht speziell beschränkt.
Die Form des Begrenzungsbereichs zwischen der Hauptoberfläche und der an die Hauptoberfläche angrenzenden, angeschrägten Oberfläche des aus der Halbleiterwafer-Charge entnommen Halbleiterwafers wird bewertet durch das Bewertungsverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Die Details des Bewertungsverfahrens sind so wie oben beschrieben. Anschließend wird der Halbleiterwafer, der aus derselben Halbleiterwafer-Charge stammt wie der Halbleiterwafer, von welchem als Ergebnis der Bewertung festgestellt wurde, dass er ein mangelfreies Produkt ist, der Vorbereitung für die Auslieferung als Produkt-Halbleiterwafer unterzogen. Die Kriterien zur Bestimmung eines mangelfreien Produkts können festgelegt werden entsprechend der Qualität, welche für den Produkt-Halbleiterwafer erforderlich ist. Beispielsweise können in einer Ausführungsform die ermittelte Größe des Kreises oder der ermittelte Abstand zwischen den zwei Punkten in der X-Achsen-Richtung, was oben beschrieben wurde, welche gleich oder größer sind als ein bestimmter Wert (das heißt gleich oder größer als ein Schwellenwert), verwendet werden als ein Kriterium zur Bestimmung eines mangelfreien Produkts. Die Vorbereitung zur Auslieferung als Produkt-Halbleiterwafer erfolgt so wie beispielsweise oben in Bezug auf das erste Herstellungsverfahren beschrieben. Gemäß dem zweiten Herstellungsverfahren ist es möglich, die Halbleiterwafer, bei denen der Begrenzungsbereich zwischen der Hauptoberfläche und der angeschrägten Oberfläche die für den Produkt-Halbleiterwafer gewünschte Form aufweist, in stabiler Weise an den Markt zu liefern. Da das Bewertungsverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung in einer Ausführungsform des zweiten Herstellungsverfahrens eine zerstörungsfreie Bewertung ermöglicht, können die Halbleiterwafer, welche der Halbleiterwafer-Charge entnommen und der Bewertung unterzogen wurden, ferner außerdem der Vorbereitung zur Auslieferung als Produkt-Halbleiterwafer unterzogen und nach der Vorbereitung als Produkt-Halbleiterwafer ausgeliefert werden, vorausgesetzt, dass von dem Wafer als Ergebnis der Bewertung festgestellt wurde, dass er ein mangelfreies Produkt ist.
Drittes Herstellungsverfahren
Betreffend das dritte Herstellungsverfahren können die Test-Herstellungsbedingungen und die tatsächlichen Herstellungsbedingungen verschiedene Bedingungen in verschiedenen Schritten zur Herstellung von Halbleiterwafern einschließen. Die verschiedenen Schritte zur Herstellung eines Halbleiterwafers sind so wie oben beschrieben mit Bezug auf das erste Herstellungsverfahren. „Tatsächliche Herstellungsbedingungen“ meint die Herstellungsbedingungen für den Produkt-Halbleiterwafer.
Beim dritten Herstellungsverfahren werden die Herstellungsbedingungen festgelegt als Vorstufe zur Bestimmung der tatsächlichen Herstellungsbedingungen, und der Halbleiterwafer zur Bewertung wird hergestellt unter den Test-Herstellungsbedingungen. Die Form des Begrenzungsbereichs zwischen der Hauptoberfläche und der an die Hauptoberfläche angrenzenden, angeschrägten Oberfläche des hergestellten Halbleiterwafers wird bewertet durch das Bewertungsverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Die Details des Bewertungsverfahrens sind so wie oben beschrieben. Die Anzahl der Bewertungs-Halbleiterwafer beträgt mindestens eins und kann zwei oder mehr betragen, und die Anzahl derselben ist nicht speziell beschränkt. Wo das Bewertungsergebnis anzeigt, dass die Form des Begrenzungsbereichs des zu bewertenden Halbleiterwafers so ist, wie für den Produkt-Halbleiterwafer gewünscht, werden Produkt-Halbleiterwafer unter Anwendung der Test-Herstellungsbedingungen als tatsächliche Herstellungsbedingungen hergestellt und ausgeliefert, was es möglich macht, Halbleiterwafer, welche die gewünschte Form des Begrenzungsbereichs aufweisen, dem Markt in stabiler Weise zuzuführen. Wo das Bewertungsergebnis andererseits anzeigt, dass die Form des Begrenzungsbereichs des zu bewertenden Halbleiterwafers sich von jener unterscheidet, die für den Halbleiterwafer erwünscht ist, werden die Herstellungsbedingungen, welche erhalten wurden durch Abändern der Test- Herstellungsbedingungen, als tatsächliche Herstellungsbedingungen festgelegt. Die abzuändernden Herstellungsbedingungen sind vorzugsweise die Herstellungsbedingungen, bei welchen davon ausgegangen wird, dass sie die Form des Begrenzungsbereichs beeinflussen. Zu den Beispielen für derartige Herstellungsbedingungen zählen Polierbedingungen für die Oberfläche (vordere Oberfläche und/oder hintere Oberfläche) des Halbleiterwafers. Zu den speziellen Beispielen solcher Polierbedingungen zählen Bedingungen für das Grobpolieren und das Hochglanzpolieren, genauer gesagt die Art der Polierflüssigkeit, die Konzentration der Schleifkörner in der Polierflüssigkeit, die Art von Polierkissen (wie beispielsweise dessen Härte) und dergleichen. Ferner können beispielsweise Herstellungsbedingungen genannt werden wie die Bedingungen für den Ablauf des Anschrägens, genauer gesagt, die Bedingungen für das spanabhebende Bearbeiten wie Schleifen und Polieren beim Anschrägen, und, noch genauer, die Art von Polierband, welches für das Anschrägen verwendet wird. Durch Festlegen der Herstellungsbedingungen, erhalten durch Abändern der Test-Herstellungsbedingungen auf diese Weise, als tatsächliche Herstellungsbedingungen, und durch Herstellung der Produkt-Halbleiterwafer unter den tatsächlichen Herstellungsbedingungen und die Auslieferung, ist es möglich, Produkt-Halbleiterwafer, welche die gewünschte Form des Begrenzungsbereichs aufweisen, dem Markt in stabiler Weise zuzuführen. Der Vorgang, in welchem ein zu bewertender Halbleiterwafer erneut hergestellt wird unter den Herstellungsbedingungen, welche erhalten wurden durch Abändern der Test-Herstellungsbedingungen, und in welchem der zu bewertende Halbleiterwafer bewertet wird durch das Bewertungsverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, um festzustellen, ob die Herstellungsbedingungen als tatsächliche Herstellungsbedingungen verwendet sollen oder ob weitere Änderungen zu machen sind, kann einmal, zweimal oder öfter wiederholt werden.
Hinsichtlich eines Verfahrens zur Bestimmung, ob die Form des Begrenzungsbereichs des zu bewertenden Halbleiterwafers die Form ist, welche für den Produkt-Halbleiterwafer beim dritten Herstellungsverfahren gewünscht ist, kann ein Bezug erfolgen auf die Beschreibung zur Bestimmung mangelfreier Produkte bei dem oben erwähnten ersten Herstellungsverfahren und zweiten Herstellungsverfahren.
Hinsichtlich anderer Details des ersten, zweiten und dritten Herstellungsverfahrens können bekannte Techniken, welche Verfahren zur Herstellung von Halbleiterwafer betreffen, übernommen werden.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird unten weiter beschrieben auf Basis von Beispielen. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf die in Beispielen gezeigten Ausführungsformen beschränkt.
Bewertung von Halbleiterwafern
(1) Erzeugen der Profilkurve
Vier Arten von Halbleiterwafern mit verschiedenen Polierbedingungen für die Waferoberfläche und verschiedenen Bedingungen für das Anschrägen (Einkristall-Siliciumwafer mit einer Oberfläche mit einem Durchmesser von 300 mm, die eine (100)-Oberfläche ist (polierter Wafer), wurden hergestellt. Diese Halbleiterwafer wurden von vorderen Oberflächenseite aus mit einem Mikroskop betrachtet unter Verwendung eines Laser-Mikroskops (VK-X200, hergestellt von der Keyence Corp.), und eine Profilkurve, einschließend einen Kurvenbereich, welcher ein Querschnittsprofil einer Region von einem Seitenbereich eines äußeren Randbereichs einer Hauptoberfläche auf der vorderen Oberflächenseite hin zum Seitenbereich der Hauptoberfläche des äußeren Randbereichs zeigt, an Stellen, die erreicht wurden durch Rotation gegen den Uhrzeigersinn um 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270° und 315°, wobei der Bereich der Einkerbung (notch) bei 0° lag.
(2) Spezifizieren des Kreis-Fitting-Bereichs und Erzeugen des Kreises
Unter Verwendung der Analyse-Software wurde von der Profilkurve die zweite Ableitung gebildet, um die Kurve der zweiten Ableitung zu erhalten. Im Peak-Bereich (vom Tal-Typ) der erhaltenen Kurve der zweiten Ableitung wurde die Stelle, an welcher der Y-Achsenwert 0 war, als 0 % genommen, die Tiefe des Peaks wurde als 100 % genommen und die X-Achsenwerte zweier Punkte, welche an einer Stelle mit einer Tiefe von 60 % den gleichen Y-Achsenwert aufwiesen, wurden spezifiziert.
Die zwei Punkte, bei welchen die X-Achsenwerte auf diese Weise spezifiziert wurden, wurden auf der Profilkurve angegeben, und der Bereich zwischen diesen zwei Punkten wurde als Kreis-Fitting-Bereich spezifiziert.
Als nächstes wurde ein Kreis erzeugt durch Fitten eines Kreises an die Profilform (gekrümmte Form) des Kreis-Fitting-Bereichs, der auf diese Weise spezifiziert worden war, und der Durchmesser des erzeugten Kreises wurde berechnet. Für die obigen vier Arten von Halbleiterwafern (im Folgenden bezeichnet als „Wafer 1“, „Wafer 2“, „Wafer 3“ und „Wafer 4“) ist das arithmetische Mittel der Durchmesser der Kreise, die an den entsprechenden Stellen erhalten wurden, in Tabelle 1 angeführt.
Tabelle 1

Durchmesser des Kreises (arithmetisches Mittel) (Einheit: µm)

Wafer 1 163,4

Wafer 2 133,6

Wafer 3 106,3

Wafer 4 39,2
Erklärung des Bewertungsverfahrens zum Erhalt des Referenzwertes
Dass die Größe des beim Bewertungsverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erhaltenen Kreises ein Wert ist, der ein Index für die Form des Begrenzungsbereichs sein kann, kann beispielsweise bestätigt werden durch eine zufriedenstellende Korrelation zwischen einem Referenzwert, erhalten durch das folgende Bewertungsverfahren, und der Größe des Kreises, erhalten durch das Bewertungsverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Zunächst wird ein Querschnittsbild des Halbleiterwafers, welches den zu bewertenden Begrenzungsbereich einschließt, erhalten. Das Querschnittsbild kann erhalten werden mit einem Mikroskop, beispielsweise durch Aufnehmen eines Bildes eines Querschnitts, welcher freigelegt wurde durch Spalten des Halbleiterwafers entlang einer Spalt-Ebene.
Ein vergrößertes Bild wird erzeugt durch Vergrößern des erhaltenen Querschnittsbildes in allein der Wafer-Dickenrichtung. Durch Vergrößern in allein der Wafer-Dickenrichtung kann die Form des Begrenzungsbereichs hervorgehoben werden in Bezug auf die Hauptoberfläche (der sogenannten horizontalen Ebene) im Profil der Querschnittsform. Daher ist es durch Verwendung des vergrößerten Bildes möglich, die Flachheit/Steilheit des Begrenzungsbereichs exakter zu bewerten im Vergleich zur Verwendung des nicht-vergrößerten Querschnittsbildes. Ferner kann durch Binarisierung des vergrößerten Bildes das Profil der Querschnittsform klarer dargestellt werden, sodass die Flachheit/Steilheit des Begrenzungsbereichs exakter bewertet werden kann.
Im Profil der Wafer-Querschnittsform im so erhaltenen binarisierten Bild weist der Begrenzungsbereich zwischen der Hauptoberfläche und der angeschrägten Oberfläche üblicherweise eine gekrümmte Form auf. Dementsprechend wird ein Kreis mit einer Bogenform, welche Ähnlichkeit oder Übereinstimmung zeigt mit der Form der gekrümmten Linie des Begrenzungsbereichs zwischen der Hauptoberfläche und der angeschrägten Oberfläche, auf die Form der gekrümmten Linie gefittet. Je größer beispielsweise die Größe des so erhaltenen Kreises (Krümmungskreis) ist, desto größer ist dessen Durchmesser oder Radius, und je flacher die Form des Begrenzungsbereichs und je kleiner die Größe des Kreises, desto steiler die Form des Begrenzungsbereichs. Beispielsweise zeigt 9 binarisierte Bilder (Bilder, erhalten durch Binarisierung nach 10-facher Vergrößerung in allein der Wafer-Dickenrichtung), erhalten durch das oben erwähnte Verfahren, zweier unterschiedlicher Arten von Halbleiterwafern. 9 zeigt außerdem einen Kreis mit einem Kreisbogen, welcher im Wesentlichen mit der Form der Kurve des Begrenzungsbereichs übereinstimmt. Die Zahl, welche im Kreis abgebildet ist, ist der Durchmesser des Kreises. Wenn man die Querschnittsformen von Probe 1 und Probe 2 in 9 vergleicht, dann ist die Form des Begrenzungsbereichs von Probe 2 flacher als die Form des Begrenzungsbereichs von Probe 1. Vergleicht man Probe 1 und Probe 2 bezüglich der Größe des Kreises, dann ist der Durchmesser des für Probe 2 erhaltenen Kreises größer als der Durchmesser des für Probe 1 erhaltenen Kreises. Wie oben beschrieben, korrelieren die Größe des Kreises, erhalten durch das Bewertungsverfahren für den Erhalt des Referenzwertes, und die Form des Begrenzungsbereichs miteinander.
Erhalt des Referenzwertes
Jeder der vier Arten von Halbleiterwafern, die in Abschnitt 1 oben bewertet wurden, wurde an der (110)-Ebene gespalten, um eine Probe für die Betrachtung des Querschnitts zu erzeugen.
Unter Verwendung eines Differentialinterferenz-Mikroskops, mit Einstellung der Helligkeit und des Kontrasts, wurden Querschnittsbilder (Bildvergrößerung: 500-mal), einschließend die Begrenzungsbereiche, welche oben in Abschnitt 1 bewertet wurden, erhalten.
Die erhaltenen Querschnittsbilder wurden in eine Bildverarbeitungssoftware importiert (Name der Software: Photoshop CS5, hergestellt von der Adobe Inc.), 10-mal in allein der Wafer-Dickenrichtung vergrößert und anschließend binarisiert.
Die binarisierten Bilder, erhalten mittels Durchführung des Binarisierungsvorgangs, wurden einer Software (Microsoft PowerPoint) eingegeben und ein Zeichenwerkzeug der Software wurde verwendet, um einen Kreis zu zeichnen, dessen Bogenform im Wesentlichen die gleiche war wie Form der Kurve des Begrenzungsbereichs auf dem Profil der Querschnittsform. Dass die Form der Kurve und die Form des Bogens im Wesentlichen gleich waren, wurde auf visuelle Weise bestimmt. 8 zeigt ein binarisiertes Bild, erhalten durch das obige Verfahren (ein Bild, erhalten durch Binarisierung des Bildes nach 10-facher Vergrößerung in allein der Wafer-Dickenrichtung). 8 zeigt außerdem einen Kreis mit einem Kreisbogen, der im Wesentlichen mit Form der Kurve des Begrenzungsbereichs übereinstimmt. In 8 ist der numerische Wert, der im Kreis abgebildet ist, der Durchmesser des Kreises (Einheit: willkürliche Einheit), und diese Werte werden als Referenzwerte verwendet.
Bewertungsergebnisse
6 zeigt einen Graphen, erhalten durch Auftragen des Durchmessers (arithmetisches Mittel) des Kreises, der im obigen Abschnitt 1 erhalten wurde, gegen den Referenzwert, erhalten im obigen Abschnitt für jeden der obigen vier Arten von Halbleiterwafern. 6 zeigt außerdem eine approximierte Gerade, erhalten durch die Anwendung der Methode der kleinsten Quadrate auf die vier Punkte. Das Quadrat R² des Korrelationskoeffizienten der approximierten Geraden beträgt mehr als 0,99, was eine extrem gute Korrelation darstellt. Dieses Ergebnis zeigt, dass die Größe des im obigen Abschnitt 1 erhaltenen Kreises als Index für die Bewertung der Form des Begrenzungsbereichs dienen kann. Entsprechend der Bewertung auf Basis des numerischen Wertes der Größe des Kreises kann beispielsweise ein mangelfreies Produkt auf einfache Weise bestimmt werden durch Setzen einer Schwelle (Kreisgröße), welches als mangelfreies Produkt festgelegt werden kann auf Basis von Erfahrungen in der Vergangenheit.
Die Größe des Kreises, erhalten wie oben beschrieben, kann verwendet werden für die Vorversandkontrolle, wie oben beschrieben, kann verwendet werden für die Stichprobenkontrolle bei der Charge und kann außerdem dazu verwendet werden, die tatsächlichen Herstellungsbedingungen der Halbleiterwafer festzulegen.
Untersuchung des Kreis-Fitting-Bereichs
(1) Erzeugung der Profilkurve
Ein epitaktischer Wafer mit einem Durchmesser von 300 mm wurde hergestellt, die Seite gegenüber der Einkerbung (notch) wurde betrachtet unter Verwendung eines Laser-Mikroskops (VK-X200, hergestellt von der Keyence Corp.) von der Oberflächenseite aus, und eine Profilkurve, einschließend einen Kurvenbereich, der ein Querschnittsprofil einer Region vom Seitenbereich des äußeren Randbereichs der Hauptoberfläche auf der vorderen Oberflächenseite hin zum Seitenbereich des äußeren Randbereichs zeigt, wurde erhalten.
Der obige Ablauf wurde 10-mal durchgeführt.
(2) Spezifizieren des Kreis-Fitting-Bereichs und Erzeugen des Kreises

Unter Verwendung der Analyse-Software wurde von der Profilkurve, erhalten durch jeden der obigen 10 Abläufe, die zweite Ableitung gebildet, um eine Kurve der zweiten Ableitung zu erhalten. Im Peak-Bereich (Tal) der erhaltenen Kurve der zweiten Ableitung wurde die Stelle, bei welcher der Y-Achsenwert 0 ist, als 0 % genommen, die Peak-Tiefe wurde als 100 % genommen, die X-Achsenwerte an den zwei Punkten, an denen die Y-Achsenwerte an den Stellen mit einer Tiefe von 40 %, 50 %, 60 %, 70 % und 80 % die gleichen sind, wurden spezifiziert, und der Kreis wurde gefittet unter Verwendung des Bereichs zwischen diesen zwei Punkten als Kreis-Fitting-Bereich. Der Radius der so erzeugten Kreise ist angeführt in Tabelle 2. Tabelle 2

	Radius des Kreises (µm)
	40 %	50 %	60%	70%	80 %
1. Mal	88,12	121,90	107,72	105,75	100,75
2. Mal	129,83	108,92	108,22	95,09	73,62
3. Mal	123,51	117,67	102,30	93,43	72,90
4. Mal	134,75	115,96	107,99	99,87	96,76
5. Mal	131,59	116,54	102,23	95,94	91,29
6. Mal	125,48	115,83	106,92	95,26	94,42
7. Mal	136,34	117,33	104,76	96,87	96,60
8. Mal	128,26	108,47	102,62	93,67	95,50
9. Mal	122,97	122,47	104,48	100,42	96,76
10. Mal	133,81	118,40	101,84	98,44	94,34
Mittelwert	125,47	116,35	104,91	97,50	91,29
Standardabweichung	13,92	4,63	2,61	3,82	9,80

Wie oben beschrieben, ist der Y-Achsenwert, für welchen die X-Achsenwerte an den zwei Punkten zu spezifizieren sind, vorzugsweise ein Y-Achsenwert an einer Stelle mit einer Tiefe oder Höhe von 40 % bis 80 %, wobei eine Stelle mit einem Y-Achsenwert von 0 als 0 % und die Peak-Tiefe oder Peak-Höhe des Peak-Bereichs als 100 % genommen wird. Ein kleinerer Wert für die Standardabweichung, erhalten wie oben beschrieben, ist bevorzugt mit Hinblick auf die Verbesserung der Genauigkeit der Bewertung durch die Größe des Kreises. Daher kann anhand der Werte für die Standardabweichung, angeführt in Tabelle 2, gesagt werden, dass der Y-Achsenwert, für welchen die X-Achsenwerte an den zwei Punkten zu spezifizieren sind, bevorzugter ein Y-Achsenwert an einer Stelle mit einer Tiefe oder Höhe von 50 % bis 70 % ist, noch bevorzugter etwa 60 % (beispielsweise 55 % bis 65 %), und weiterhin bevorzugt 60 %, wobei eine Stelle, bei welcher der Y-Achsenwert 0 ist, als 0 % und die Peak-Tiefe oder Peak-Höhe des Peak-Bereichs als 100 % genommen wird.
7 ist ein Graph, der die Beziehung zeigt zwischen dem Radius des Kreises, erhalten auf die gleiche Weise wie oben für eine Vielzahl von Halbleiterwafern (Silicium-Einkristall-Wafer (polierte Wafer), aufweisend einen Durchmesser von 300 mm und eine Oberfläche einer (100)-Ebene), bearbeitet unter verschiedenen Oberflächen-Polierbedingungen und verschiedenen Bedingungen für das Anschrägen, und dem Wert des Abstands in der X-Achsen-Richtung zwischen zwei Punkten mit dem gleichen Y-Achsenwert auf der Kurve eines Peak-Bereichs einer Kurve der zweiten Ableitung, welche spezifiziert wurden zur Erzeugung des Kreises durch Kreis-Fitting. Hier, im Peak-Bereich (Tal) der erhaltenen Kurve der zweiten Ableitung, wurden die X-Achsenwerte an zwei Punkten spezifiziert, bei denen der Y-Achsenwert an der Stelle mit einer Tiefe von 60 % der gleiche war, indem eine Stelle mit dem Y-Achsenwert von 0 als 0 % und die Peak-Tiefe als 100 % genommen wurde. 7 zeigt außerdem eine approximierte Gerade, erhalten durch Anwendung der Methode der kleinsten Quadrate bei verschiedenen Punkten. Das Quadrat R² des Korrelationskoeffizienten der approximierten Geraden ist größer als 0,7, was eine gute Korrelation anzeigt. Wie oben beschrieben, kann die Größe des Kreises ein Index sein zur Bewertung der Form des Begrenzungsbereichs. Da die Größe des Kreises und der Wert des obigen Abstands eine gute Korrelation zeigen, kann bestätigt werden, dass der Wert des obigen Abstands auch ein Index zur Bewertung der Form des Begrenzungsbereichs sein kann.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar im Bereich der Herstellung verschiedener Halbleiterwafer wie beispielsweise Siliciumwafer.

Claims

Verfahren zur Bewertung eines Halbleiterwafers, umfassend: Erzeugen einer Profilkurve, welche ein Querschnittsprofil in einer Dickenrichtung eines zu bewertenden Halbleiterwafers zeigt, und Bildung der zweiten Ableitung der Profilkurve, wobei der zu bewertende Halbleiterwafer ein Halbleiterwafer ist, bei welchem eine angeschrägte Oberfläche gebildet wird auf einem äußeren Wafer-Randbereich; in der Profilkurve ein X-Achsenwert einer horizontalen Positionskoordinate und ein Y-Achsenwert einer vertikalen Positionskoordinate entspricht, und die Profilkurve einen Kurvenbereich einschließt, welcher ein Querschnittsprofil einer Region zeigt von einem Seitenbereich eines äußeren Randbereichs einer Hauptoberfläche auf einer Oberflächenseite des zu bewertenden Halbleiterwafers hin zum Seitenbereich der Hauptoberfläche des äußeren Randbereichs; und das Verfahren ferner die Bewertung einer Form eines Begrenzungsbereichs zwischen der Hauptoberfläche und einer angeschrägten Oberfläche, an die Hauptoberfläche angrenzend, umfasst, auf Basis eines Index, definiert aus einer Kurve einer zweiten Ableitung, erhalten durch Bildung der zweiten Ableitung.
Verfahren zur Bewertung eines Halbleiterwafers nach Anspruch 1, umfassend: Spezifizieren von X-Achsenwerten an zwei Punkten, aufweisend den gleichen Y-Achsenwert auf einer Kurve eines Peak-Bereichs der Kurve der zweiten Ableitung, die erhalten wurde durch Bildung der zweiten Ableitung; Spezifizieren eines Bereichs zwischen den zwei Punkten, für welche die X-Achsenwerte die spezifizierten Werte sind, als Kreis-Fitting-Bereich im Kurvenbereich der Profilkurve vor Bildung der zweiten Ableitung; Erzeugen eines Kreises durch Fitten eines Kreises an die Profilform des Kreis-Fitting-Bereichs; und Übernehmen der Größe des erzeugten Kreises als Index.
Verfahren zur Bewertung eines Halbleiterwafers nach Anspruch 2, umfassend: Bestimmung der Größe des Kreises an jeder der Vielzahl verschiedener Stellen des zu bewertenden Halbleiterwafers, und Bewertung der Form des Begrenzungsbereichs unter Verwendung eines repräsentativen Wertes der Größen der Vielzahl von Kreisen, bestimmt an der Vielzahl von verschiedenen Stellen, als Index.
Verfahren zur Bewertung eines Halbleiterwafers nach Anspruch 3, wobei der repräsentative Wert ein Mittelwert der Größen der Vielzahl von Kreisen ist.
Verfahren zur Bewertung eines Halbleiterwafers nach Anspruch 1, umfassend: Spezifizieren von X-Achsenwerten an zwei Punkten mit dem gleichen Y-Achsenwert auf einer Kurve eines Peak-Bereichs der Kurve der zweiten Ableitung, erhalten durch Bildung der zweiten Ableitung; und Übernehmen eines Abstands in X-Achsen-Richtung zwischen den zwei spezifizierten Punkten als Index.
Verfahren zur Bewertung eines Halbleiterwafers nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Y-Achsenwert, für welchen die X-Achsenwerte an den zwei Punkten zu spezifizieren sind, ein Y-Achsenwert ist an einer Stelle mit einer Tiefe oder Höhe von 40 % bis 80 %, wobei eine Stelle mit dem Y-Achsenwert von 0 als 0 % genommen wird und eine Peak-Tiefe oder Peak-Höhe des Peak-Bereichs als 100 % genommen wird.
Verfahren zur Bewertung eines Halbleiterwafers nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend: Erzeugen der Profilkurve unter Verwendung von Positionskoordinaten-Informationen, erhalten durch Betrachtung des zu bewertenden Halbleiterwafers von oberhalb der einen Oberflächenseite mit einem Mikroskop.
Verfahren zur Bewertung eines Halbleiterwafers nach Anspruch 7, umfassend: Durchführung der mikroskopischen Betrachtung mit einem Laser-Mikroskop.
Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers, umfassend: Herstellung eines Kandidaten-Halbleiterwafers zur Auslieferung als Produkt; Bewertung des Kandidaten-Halbleiterwafers durch das Bewertungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8; und Unterziehen des Halbleiterwafers, wenn als Ergebnis der Bewertung festgestellt wird, dass dieser mangelfrei ist, der Vorbereitung für die Auslieferung als Produkt-Halbleiterwafer.
Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers, umfassend: Herstellung einer Halbleiterwafer-Charge, einschließend eine Vielzahl von Halbleiterwafern; Entnahme von wenigstens einem Halbleiterwafer aus der Halbleiterwafer-Charge; Bewertung des entnommenen Halbleiterwafers durch das Bewertungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, und Unterziehen eines Halbleiterwafers derselben Halbleiterwafer-Charge wie jener des Halbleiterwafers, von welchem als Ergebnis der Bewertung festgestellt wurde, dass er mangelfrei ist, der Vorbereitung für die Auslieferung als Produkt-Halbleiterwafer.
Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers, umfassend: Herstellung eines Halbleiterwafers zur Bewertung unter Test-Herstellungsbedingungen; Bewertung des zur Bewertung hergestellten Halbleiterwafers durch das Bewertungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8; Festlegen von Herstellungsbedingungen, erhalten durch Abändern der Test-Herstellungsbedingungen zu tatsächlichen Herstellungsbedingungen, oder Festlegen der Test-Herstellungsbedingungen als tatsächliche Herstellungsbedingungen auf Basis des Ergebnisses der Bewertung; und Herstellung eines Halbleiterwafers unter den festgelegten tatsächlichen Herstellungsbedingungen .
Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers nach Anspruch 11, wobei die abzuändernden Herstellungsbedingungen wenigstens eine ist aus Bedingungen für den Vorgang des Polierens und den Vorgang das Anschrägens einer Halbleiterwafer-Oberfläche.