JP2000243796A - 半導体ウェーハの表面の汚染物の測定方法 - Google Patents
半導体ウェーハの表面の汚染物の測定方法Info
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- JP2000243796A JP2000243796A JP11038976A JP3897699A JP2000243796A JP 2000243796 A JP2000243796 A JP 2000243796A JP 11038976 A JP11038976 A JP 11038976A JP 3897699 A JP3897699 A JP 3897699A JP 2000243796 A JP2000243796 A JP 2000243796A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ウェーハ表面に残存する汚染物を正確かつ定量
的に測定できる半導体ウェーハの表面の汚染物の測定方
法、およびこの測定結果に基づき、エッチング工程また
は洗浄工程の良否を判断する半導体ウェーハ製造工程管
理方法を提供する。 【解決手段】半導体ウェーハの表面に電子顕微鏡の電子
ビーム照射装置より電子線を照射する工程と、前記ウェ
ーハの表面に存在する汚染物の組成に関する反射情報を
含む反射電子または反射Ｘ線を測定して前記ウェーハの
表面の組成情報を求める工程と、この組成情報から前記
ウェーハの表面に存在する汚染物量を求める工程とを有
することを特徴とする半導体ウェーハ表面の汚染物の測
定方法。
的に測定できる半導体ウェーハの表面の汚染物の測定方
法、およびこの測定結果に基づき、エッチング工程また
は洗浄工程の良否を判断する半導体ウェーハ製造工程管
理方法を提供する。 【解決手段】半導体ウェーハの表面に電子顕微鏡の電子
ビーム照射装置より電子線を照射する工程と、前記ウェ
ーハの表面に存在する汚染物の組成に関する反射情報を
含む反射電子または反射Ｘ線を測定して前記ウェーハの
表面の組成情報を求める工程と、この組成情報から前記
ウェーハの表面に存在する汚染物量を求める工程とを有
することを特徴とする半導体ウェーハ表面の汚染物の測
定方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウェーハの表
面の汚染物量の測定方法に係わり、特に半導体ウェーハ
の表面機械加工工程、エッチング工程または洗浄工程を
経た半導体ウェーハ表面に残留する汚染物の測定方法な
らびにその測定の結果に基づくエッチング工程または洗
浄工程の良否を判別する半導体ウェーハ製造工程管理方
法に関する。
面の汚染物量の測定方法に係わり、特に半導体ウェーハ
の表面機械加工工程、エッチング工程または洗浄工程を
経た半導体ウェーハ表面に残留する汚染物の測定方法な
らびにその測定の結果に基づくエッチング工程または洗
浄工程の良否を判別する半導体ウェーハ製造工程管理方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的なシリコンウェーハの製造工程
は、シリコン単結晶の切断―面取り―研削―エッチング
―ドナキラー処理―鏡面研磨等多数の工程より構成され
ており、そしてこの各工程間には、洗浄、または洗浄／
乾燥の工程が組込まれている。
は、シリコン単結晶の切断―面取り―研削―エッチング
―ドナキラー処理―鏡面研磨等多数の工程より構成され
ており、そしてこの各工程間には、洗浄、または洗浄／
乾燥の工程が組込まれている。
【０００３】上述した製造工程のエッチング工程は、切
断から研削までの機械的加工によりシリコンウェーハの
表面に生じた加工変質層（破砕層）を化学的エッチング
で除去するために行われる。
断から研削までの機械的加工によりシリコンウェーハの
表面に生じた加工変質層（破砕層）を化学的エッチング
で除去するために行われる。
【０００４】そして、エッチング工程後、アルカリ系洗
浄液による洗浄が行われ、このエッチング工程または洗
浄工程でウェーハ表面の加工変質層が除去され、汚染物
も十分に除去されたか否か、ウェーハ表面の清浄度を管
理し、エッチング工程または洗浄工程の条件等を管理す
る必要がある。
浄液による洗浄が行われ、このエッチング工程または洗
浄工程でウェーハ表面の加工変質層が除去され、汚染物
も十分に除去されたか否か、ウェーハ表面の清浄度を管
理し、エッチング工程または洗浄工程の条件等を管理す
る必要がある。
【０００５】従来、このエッチング工程後のウェーハの
表面は、鏡面研磨工程前には相当激しい凹凸状態を有し
ているので、通常のパーティクルカウンタによるパーテ
ィクル数のカウントができないので、例えば必要に応じ
て苛性ソーダ系洗浄液で洗浄した後、このシリコンウェ
ーハの表面に粘着テープ（例えば、基材＝アセテートフ
ィルム、粘着剤：アクリル樹脂系）を貼り付けた後、そ
のテープを剥し、テープを剥がしたときのテープの汚れ
具合を目視で観察していた。すなわち、従来凹凸状態を
有するウェーハ表面からテープへの汚染物の粘着テープ
への付着状態等を確認することにより、エッチング処理
または洗浄処理の良否を判断し、ウェーハ表面の洗浄度
を把握していた。
表面は、鏡面研磨工程前には相当激しい凹凸状態を有し
ているので、通常のパーティクルカウンタによるパーテ
ィクル数のカウントができないので、例えば必要に応じ
て苛性ソーダ系洗浄液で洗浄した後、このシリコンウェ
ーハの表面に粘着テープ（例えば、基材＝アセテートフ
ィルム、粘着剤：アクリル樹脂系）を貼り付けた後、そ
のテープを剥し、テープを剥がしたときのテープの汚れ
具合を目視で観察していた。すなわち、従来凹凸状態を
有するウェーハ表面からテープへの汚染物の粘着テープ
への付着状態等を確認することにより、エッチング処理
または洗浄処理の良否を判断し、ウェーハ表面の洗浄度
を把握していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のテーピングテストによる管理方法にあって
は、粘着テープに付着するごみ等で汚染物の除去状態を
把握する一応の目安になるが、エッチング処理および／
または洗浄処理の良否を正確、かつ定量的に把握するこ
とができないという問題があった。
うな従来のテーピングテストによる管理方法にあって
は、粘着テープに付着するごみ等で汚染物の除去状態を
把握する一応の目安になるが、エッチング処理および／
または洗浄処理の良否を正確、かつ定量的に把握するこ
とができないという問題があった。
【０００７】特に、研削工程時に使用される研磨剤と呼
ばれる硬い砥粒は加工変質層のマイクロクラックに深く
食い込んでいるため、粘着テープに付着しにくい。その
ため、本管理方法によるテストの再現性は極めて低いも
のとなる。
ばれる硬い砥粒は加工変質層のマイクロクラックに深く
食い込んでいるため、粘着テープに付着しにくい。その
ため、本管理方法によるテストの再現性は極めて低いも
のとなる。
【０００８】なお、この研磨剤の残留は、鏡面研磨工程
後のウェーハ製品の品質低下、歩留低下などと密接に関
係し、ごみ、砥粒等の汚染物の除去状態を正確かつ定量
的に把握しておくことが、極めて重要である。
後のウェーハ製品の品質低下、歩留低下などと密接に関
係し、ごみ、砥粒等の汚染物の除去状態を正確かつ定量
的に把握しておくことが、極めて重要である。
【０００９】そこで、研削工程後のエッチング工程や洗
浄工程で凹凸を有するウェーハ表面に存在する汚染物を
的確に把握し、測定する方法が要望されていた。
浄工程で凹凸を有するウェーハ表面に存在する汚染物を
的確に把握し、測定する方法が要望されていた。
【００１０】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、ウェーハ表面に残存する汚染物を正確かつ定量
的に測定できる半導体ウェーハの表面の汚染物の測定方
法を提供することを目的とする。また、この測定結果に
基づき、エッチング工程または洗浄工程の良否を判断す
る半導体ウェーハ製造工程管理方法を提供することを目
的とする。
もので、ウェーハ表面に残存する汚染物を正確かつ定量
的に測定できる半導体ウェーハの表面の汚染物の測定方
法を提供することを目的とする。また、この測定結果に
基づき、エッチング工程または洗浄工程の良否を判断す
る半導体ウェーハ製造工程管理方法を提供することを目
的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本願請求項１の発明は、半導体ウェーハの表
面に電子顕微鏡の電子ビーム照射装置より電子線を照射
する工程と、前記ウェーハの表面に存在する汚染物の組
成に関する反射情報を含む反射電子または反射Ｘ線を測
定して前記ウェーハの表面の組成情報を求める工程と、
この組成情報から前記ウェーハの表面に存在する汚染物
量を求める工程とを有することを特徴とする半導体ウェ
ーハ表面の汚染物の測定方法であることを要旨としてい
る。
になされた本願請求項１の発明は、半導体ウェーハの表
面に電子顕微鏡の電子ビーム照射装置より電子線を照射
する工程と、前記ウェーハの表面に存在する汚染物の組
成に関する反射情報を含む反射電子または反射Ｘ線を測
定して前記ウェーハの表面の組成情報を求める工程と、
この組成情報から前記ウェーハの表面に存在する汚染物
量を求める工程とを有することを特徴とする半導体ウェ
ーハ表面の汚染物の測定方法であることを要旨としてい
る。
【００１２】本願請求項２の発明は、半導体ウェーハの
表面に電子顕微鏡の電子ビーム照射装置より電子線を照
射する工程と、前記ウェーハの表面に存在する汚染物の
組成に関する反射情報を含む反射電子または反射Ｘ線を
測定して前記ウェーハの表面の組成情報を求める工程
と、前記ウェーハの表面から反射され半導体ウェーハ表
面の形状に関する反射情報を含む二次反射電子を測定し
て前記半導体ウェーハの表面形状情報を求める工程と、
前記組成情報と前記表面形状情報から前記ウェーハ表面
の汚染物量および形状を求める工程とを有することを特
徴とする半導体ウェーハ表面の汚染物の測定方法である
ことを要旨としている。
表面に電子顕微鏡の電子ビーム照射装置より電子線を照
射する工程と、前記ウェーハの表面に存在する汚染物の
組成に関する反射情報を含む反射電子または反射Ｘ線を
測定して前記ウェーハの表面の組成情報を求める工程
と、前記ウェーハの表面から反射され半導体ウェーハ表
面の形状に関する反射情報を含む二次反射電子を測定し
て前記半導体ウェーハの表面形状情報を求める工程と、
前記組成情報と前記表面形状情報から前記ウェーハ表面
の汚染物量および形状を求める工程とを有することを特
徴とする半導体ウェーハ表面の汚染物の測定方法である
ことを要旨としている。
【００１３】本願請求項３の発明は、前記組成情報およ
び／または表面形状情報とあらかじめ測定された既知の
汚染物の組成情報および／または表面形状情報とを比較
し、汚染物の種類の特定を行う工程を有することを特徴
とする請求項２に記載の半導体ウェーハ表面の汚染物の
測定方法であることを要旨としている。
び／または表面形状情報とあらかじめ測定された既知の
汚染物の組成情報および／または表面形状情報とを比較
し、汚染物の種類の特定を行う工程を有することを特徴
とする請求項２に記載の半導体ウェーハ表面の汚染物の
測定方法であることを要旨としている。
【００１４】本願請求項４の発明は、半導体ウェーハ表
面の機械加工工程後に半導体ウェーハのエッチング工程
または洗浄工程を有する半導体ウェーハ製造工程におい
て、エッチング工程または洗浄工程後の半導体ウェーハ
の表面に電子顕微鏡の電子ビーム照射装置より電子線を
照射する工程と、前記ウェーハの表面に存在する汚染物
の組成に関する反射情報を含む反射電子または反射Ｘ線
を測定して前記ウェーハの表面の組成情報を求める工程
と、この組成情報から前記ウェーハの表面に存在する汚
染物量を求める工程と、求めた汚染物量に基づいて前記
エッチング工程または洗浄工程の良否を判断する工程と
を有することを特徴とする半導体ウェーハ製造工程管理
方法であることを要旨としている。
面の機械加工工程後に半導体ウェーハのエッチング工程
または洗浄工程を有する半導体ウェーハ製造工程におい
て、エッチング工程または洗浄工程後の半導体ウェーハ
の表面に電子顕微鏡の電子ビーム照射装置より電子線を
照射する工程と、前記ウェーハの表面に存在する汚染物
の組成に関する反射情報を含む反射電子または反射Ｘ線
を測定して前記ウェーハの表面の組成情報を求める工程
と、この組成情報から前記ウェーハの表面に存在する汚
染物量を求める工程と、求めた汚染物量に基づいて前記
エッチング工程または洗浄工程の良否を判断する工程と
を有することを特徴とする半導体ウェーハ製造工程管理
方法であることを要旨としている。
【００１５】本願請求項５の発明は、半導体ウェーハ表
面の機械加工工程後に半導体ウェーハのエッチング工程
または洗浄工程を有する半導体ウェーハ製工程におい
て、エッチング工程または洗浄工程後の半導体ウェーハ
の表面に電子顕微鏡の電子ビーム照射装置より電子線を
照射する工程と、前記ウェーハの表面に存在する汚染物
の組成に関する反射情報を含む反射電子または反射Ｘ線
を測定して前記ウェーハの表面の組成情報を求める工程
と、前記ウェーハの表面から反射され半導体ウェーハ表
面の形状に関する反射情報を含む二次反射電子を測定し
て前記半導体ウェーハの表面形状情報を求める工程と、
前記組成情報と前記表面形状情報から前記ウェーハ表面
の汚染物量および形状を求める工程と、求めた汚染物量
および／または形状に基づいて前記エッチング工程また
は洗浄工程の良否を判断する工程とを有することを特徴
とする半導体ウェーハ洗浄工程管理方法であることを要
旨としている。
面の機械加工工程後に半導体ウェーハのエッチング工程
または洗浄工程を有する半導体ウェーハ製工程におい
て、エッチング工程または洗浄工程後の半導体ウェーハ
の表面に電子顕微鏡の電子ビーム照射装置より電子線を
照射する工程と、前記ウェーハの表面に存在する汚染物
の組成に関する反射情報を含む反射電子または反射Ｘ線
を測定して前記ウェーハの表面の組成情報を求める工程
と、前記ウェーハの表面から反射され半導体ウェーハ表
面の形状に関する反射情報を含む二次反射電子を測定し
て前記半導体ウェーハの表面形状情報を求める工程と、
前記組成情報と前記表面形状情報から前記ウェーハ表面
の汚染物量および形状を求める工程と、求めた汚染物量
および／または形状に基づいて前記エッチング工程また
は洗浄工程の良否を判断する工程とを有することを特徴
とする半導体ウェーハ洗浄工程管理方法であることを要
旨としている。
【００１６】本願請求項６の発明は、前記組成情報およ
び／または表面形状情報とあらかじめ測定された既知の
汚染物の組成情報および／または表面形状情報とを比較
し、汚染物の種類の特定を行う工程を有することを特徴
とする請求項５に記載の半導体ウェーハ製造工程管理方
法であることを要旨としている。
び／または表面形状情報とあらかじめ測定された既知の
汚染物の組成情報および／または表面形状情報とを比較
し、汚染物の種類の特定を行う工程を有することを特徴
とする請求項５に記載の半導体ウェーハ製造工程管理方
法であることを要旨としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる半導体ウェ
ーハの表面の汚染物の測定方法および製造工程管理方法
の実施の形態について添付図面に基づき説明する。
ーハの表面の汚染物の測定方法および製造工程管理方法
の実施の形態について添付図面に基づき説明する。
【００１８】半導体ウェーハ、例えばシリコンウェーハ
は、図１に示すような製造工程を経て製造される。
は、図１に示すような製造工程を経て製造される。
【００１９】切断工程：単結晶引上装置により引上げら
れたシリコン単結晶をＳｉＣ砥粒が分散された加工液を
供給しながらマルチワイヤソーにより所定の厚さに切断
しウェーハを製造をする。
れたシリコン単結晶をＳｉＣ砥粒が分散された加工液を
供給しながらマルチワイヤソーにより所定の厚さに切断
しウェーハを製造をする。
【００２０】洗浄工程：前工程の切断工程ではシリコン
の切粉や加工液に含まれるＳｉＣ砥粒等の無機物や有機
物がウェーハに多数付着するため、洗浄液を用いてウェ
ーハの洗浄を行う。
の切粉や加工液に含まれるＳｉＣ砥粒等の無機物や有機
物がウェーハに多数付着するため、洗浄液を用いてウェ
ーハの洗浄を行う。
【００２１】面取り工程：ウェーハのカケ・チップ防止
およびエピタキシャル成長のウェーハ周辺部での異常成
長を防止するため、ダイヤモンド砥石を用いて面取りを
行う。
およびエピタキシャル成長のウェーハ周辺部での異常成
長を防止するため、ダイヤモンド砥石を用いて面取りを
行う。
【００２２】研削工程：切断で生じたウェーハ面の凹凸
の平滑化、加工歪みの深さの均一化、ウェーハ内および
ウェーハ間の厚さの均一化を図るために、ＳｉＣ、Ｓｉ
Ｏ2、ＺｒＳｉＯ4 、Ａｌ2Ｏ3などの研磨剤を用いて両
面を４０〜６０μｍ研削する。
の平滑化、加工歪みの深さの均一化、ウェーハ内および
ウェーハ間の厚さの均一化を図るために、ＳｉＣ、Ｓｉ
Ｏ2、ＺｒＳｉＯ4 、Ａｌ2Ｏ3などの研磨剤を用いて両
面を４０〜６０μｍ研削する。
【００２３】洗浄工程：前工程の研削工程ではウェーハ
に無機物や有機物が多数付着するため、アルカリ洗浄液
（ＮａＯＨ＋界面活性剤）や純水を用いてウェーハの洗
浄を行う。
に無機物や有機物が多数付着するため、アルカリ洗浄液
（ＮａＯＨ＋界面活性剤）や純水を用いてウェーハの洗
浄を行う。
【００２４】表面汚染物測定工程：半導体ウェーハの表
面の汚染物を洗浄工程後に本発明の表面の汚染物の測定
方法を用いて測定する。測定結果を基に、前の洗浄工程
の良否を判断し、所望の洗浄結果が得られていない場合
には、洗浄条件を変更して所望の結果が得られるよう管
理する。
面の汚染物を洗浄工程後に本発明の表面の汚染物の測定
方法を用いて測定する。測定結果を基に、前の洗浄工程
の良否を判断し、所望の洗浄結果が得られていない場合
には、洗浄条件を変更して所望の結果が得られるよう管
理する。
【００２５】エッチング工程：スライスやラッピングさ
れたウェーハには、加工により生じた加工変質層が存在
し、スライス状態で２５〜５０μｍ、ラッピング状態で
１０〜１５μｍであり、この加工変質層には、研磨剤、
シリコン粉等の汚染物が残存する。このような研磨剤、
シリコン粉等の汚染物が残存した歪層が存在するとデバ
イスの電気特性の悪化、動作不良等の悪影響を与えると
共に以降のウェーハ製造工程においても汚染等の悪影響
を与える。
れたウェーハには、加工により生じた加工変質層が存在
し、スライス状態で２５〜５０μｍ、ラッピング状態で
１０〜１５μｍであり、この加工変質層には、研磨剤、
シリコン粉等の汚染物が残存する。このような研磨剤、
シリコン粉等の汚染物が残存した歪層が存在するとデバ
イスの電気特性の悪化、動作不良等の悪影響を与えると
共に以降のウェーハ製造工程においても汚染等の悪影響
を与える。
【００２６】このような加工変質層や不純物を除去する
目的で、ＨＦ（還元剤）、ＨＮＯ3（酸化剤）、ＣＨＣ
ＯＯＨ（緩和剤）の混酸液を用いて加工化学的腐食法に
よる表面処理をする。
目的で、ＨＦ（還元剤）、ＨＮＯ3（酸化剤）、ＣＨＣ
ＯＯＨ（緩和剤）の混酸液を用いて加工化学的腐食法に
よる表面処理をする。
【００２７】洗浄工程：前工程のエッチング工程ではウ
ェーハに無機物や有機物が多数付着するため、アルカリ
洗浄液（ＮａＯＨ＋界面活性剤）や純水を用いてウェー
ハの洗浄を行う。
ェーハに無機物や有機物が多数付着するため、アルカリ
洗浄液（ＮａＯＨ＋界面活性剤）や純水を用いてウェー
ハの洗浄を行う。
【００２８】表面汚染物測定工程：半導体ウェーハの表
面の汚染物を洗浄工程後に測定する。測定結果を基に、
前の洗浄工程の良否を判断し、所望の洗浄結果がえられ
ていない場合には、洗浄条件を変更して所望の結果が得
られるよう管理する。
面の汚染物を洗浄工程後に測定する。測定結果を基に、
前の洗浄工程の良否を判断し、所望の洗浄結果がえられ
ていない場合には、洗浄条件を変更して所望の結果が得
られるよう管理する。
【００２９】なお、表面汚染物測定工程は、エッチング
工程後に行ってもよいし、研削工程に続く洗浄工程後お
よびエッチング工程あるいは同工程に続く洗浄工程後の
２回行ってもよいし、研削工程に続く洗浄工程またはエ
ッチング工程に続く洗浄工程後のいずれか１回でもよ
い。
工程後に行ってもよいし、研削工程に続く洗浄工程後お
よびエッチング工程あるいは同工程に続く洗浄工程後の
２回行ってもよいし、研削工程に続く洗浄工程またはエ
ッチング工程に続く洗浄工程後のいずれか１回でもよ
い。
【００３０】ドナーキラー処理：シリコン単結晶に含ま
れる酸素ドナーを消去するために、ウェーハを６５０℃
で３０分熱処理する。
れる酸素ドナーを消去するために、ウェーハを６５０℃
で３０分熱処理する。
【００３１】洗浄工程：前工程のドナーキラー処理工程
でウェーハに付着した汚染物を除去するため、アルカリ
洗浄液（ＮａＯＨ＋界面活性剤）や純水を用いてウェー
ハの洗浄を行う。
でウェーハに付着した汚染物を除去するため、アルカリ
洗浄液（ＮａＯＨ＋界面活性剤）や純水を用いてウェー
ハの洗浄を行う。
【００３２】鏡面研磨工程：化学―機械研磨方法を用い
て加工変質層がなく汚れもないシリコンウェーハの表面
を鏡のように研磨する。
て加工変質層がなく汚れもないシリコンウェーハの表面
を鏡のように研磨する。
【００３３】上述したようなシリコンウェーハの製造工
程において、エッチング工程あるいは各加工工程間に行
われる洗浄工程は、研磨剤、シリコン粉等の汚染物が存
在して、デバイスの電気特性の悪化、動作不良等の悪影
響を与えると共に以降のウェーハ製造工程においてもウ
ェーハの汚染等の悪影響を与える原因となることを未然
に防止するのに極めて重要である。
程において、エッチング工程あるいは各加工工程間に行
われる洗浄工程は、研磨剤、シリコン粉等の汚染物が存
在して、デバイスの電気特性の悪化、動作不良等の悪影
響を与えると共に以降のウェーハ製造工程においてもウ
ェーハの汚染等の悪影響を与える原因となることを未然
に防止するのに極めて重要である。
【００３４】従って、エッチング工程または各洗浄工程
でウェーハのエッチングまたは洗浄が確実に行われ汚れ
や不純物が的確に除去されているか否か、ウェーハ表面
に残留する汚染物を正確かつ定量的に測定することが重
要である。
でウェーハのエッチングまたは洗浄が確実に行われ汚れ
や不純物が的確に除去されているか否か、ウェーハ表面
に残留する汚染物を正確かつ定量的に測定することが重
要である。
【００３５】この測定結果に基づき、エッチング工程ま
たは各洗浄工程の良否を判断し、ウェーハ表面に残留す
る不純物が所定量より多い、あるいは好ましくない不純
物が残留している場合には前記各工程の条件等、例えば
薬液組成、処理時間、ウェーハ保持状態等を変更して良
好な表面状態となるように半導体ウェーハ製造工程を管
理する。
たは各洗浄工程の良否を判断し、ウェーハ表面に残留す
る不純物が所定量より多い、あるいは好ましくない不純
物が残留している場合には前記各工程の条件等、例えば
薬液組成、処理時間、ウェーハ保持状態等を変更して良
好な表面状態となるように半導体ウェーハ製造工程を管
理する。
【００３６】以下に本発明の半導体ウェーハ表面の汚染
物の測定方法について図面を参照しながら説明する。
物の測定方法について図面を参照しながら説明する。
【００３７】図２に示すような電子顕微鏡、例えば反射
電子線検出装置１を付けた電子顕微鏡（電子線マイクロ
アナライザー）２を用い、エッチング工程に続く洗浄工
程後のシリコンウェーハから試料Ｓを作製し、この試料
Ｓを試料ステージ３に載置し、試料Ｓに電子ビーム照射
装置４から電子線を照射し、試料Ｓからの反射線、例え
ば反射電子線を反射電子線検出装置１で検出する。図３
のフローに示すような各ｓｔｅｐをデータ処理装置５の
中央演算装置（ＣＰＵ）６に行わせる。すなわち、検出
された反射電子線の情報をデータ処理装置５に収集し
（ｓｔｅｐ１）、ＣＰＵ６により反射電子線の強度から
試料Ｓの２次元反射電子像で形成される組成データを作
り、記憶装置７に格納する。
電子線検出装置１を付けた電子顕微鏡（電子線マイクロ
アナライザー）２を用い、エッチング工程に続く洗浄工
程後のシリコンウェーハから試料Ｓを作製し、この試料
Ｓを試料ステージ３に載置し、試料Ｓに電子ビーム照射
装置４から電子線を照射し、試料Ｓからの反射線、例え
ば反射電子線を反射電子線検出装置１で検出する。図３
のフローに示すような各ｓｔｅｐをデータ処理装置５の
中央演算装置（ＣＰＵ）６に行わせる。すなわち、検出
された反射電子線の情報をデータ処理装置５に収集し
（ｓｔｅｐ１）、ＣＰＵ６により反射電子線の強度から
試料Ｓの２次元反射電子像で形成される組成データを作
り、記憶装置７に格納する。
【００３８】一方、必要に応じて二次電子線検出装置１
３から取り出された試料Ｓの表面形状および分析点の座
標に関する情報を信号としてデータ処理装置５（ｓｔｅ
ｐ１）、Ｚステージ駆動・制御装置９およびデータ処理
装置５を介してＸ、Ｙステージ駆動・制御装置１０にそ
れぞれ送る。
３から取り出された試料Ｓの表面形状および分析点の座
標に関する情報を信号としてデータ処理装置５（ｓｔｅ
ｐ１）、Ｚステージ駆動・制御装置９およびデータ処理
装置５を介してＸ、Ｙステージ駆動・制御装置１０にそ
れぞれ送る。
【００３９】これら試料Ｓの表面形状および座標に関す
る信号をデータ処理装置５のＣＰＵ６により試料Ｓの表
面形状データを作る。
る信号をデータ処理装置５のＣＰＵ６により試料Ｓの表
面形状データを作る。
【００４０】反射電子線から求めた試料Ｓの組成データ
と、両ステージ駆動・制御装置９、１０から求めた試料
Ｓの表面形状データとをＣＰＵ６により重ね合わせてデ
ータ処理装置５で画像処理し３次元の反射電子像を形成
する試料データとして（ｓｔｅｐ２）、記憶装置７に格
納する。
と、両ステージ駆動・制御装置９、１０から求めた試料
Ｓの表面形状データとをＣＰＵ６により重ね合わせてデ
ータ処理装置５で画像処理し３次元の反射電子像を形成
する試料データとして（ｓｔｅｐ２）、記憶装置７に格
納する。
【００４１】また、予め使用される研磨剤あるいはごみ
等の汚染物の形態観察と組成分析を行いデータ化し（ｓ
ｔｅｐ３）、このデータを記憶装置７に記憶させておい
たデータと、洗浄後のシリコンウェーハから作製された
試料Ｓに残存する研磨剤の形態観察と組成分析のデータ
と、上述した記憶装置７に記憶したデータと比較する
（ｓｔｅｐ４）ことにより、的確に残存研磨剤あるいは
ごみ等の汚染物を識別する（ｓｔｅｐ５）。残存研磨剤
あるいはごみ等の汚染物の識別データを記憶装置７に格
納する（ｓｔｅｐ６）。
等の汚染物の形態観察と組成分析を行いデータ化し（ｓ
ｔｅｐ３）、このデータを記憶装置７に記憶させておい
たデータと、洗浄後のシリコンウェーハから作製された
試料Ｓに残存する研磨剤の形態観察と組成分析のデータ
と、上述した記憶装置７に記憶したデータと比較する
（ｓｔｅｐ４）ことにより、的確に残存研磨剤あるいは
ごみ等の汚染物を識別する（ｓｔｅｐ５）。残存研磨剤
あるいはごみ等の汚染物の識別データを記憶装置７に格
納する（ｓｔｅｐ６）。
【００４２】この記憶装置７に格納された２次元または
３次元反射電子像を形成する試料データを読み出し、表
示手段、例えば表示装置１１に表示する（ｓｔｅｐ
７）。また、この表示手段の出力として、表示装置１１
に画面として表示し、あるいはプリンタにより写真とし
て出力する。
３次元反射電子像を形成する試料データを読み出し、表
示手段、例えば表示装置１１に表示する（ｓｔｅｐ
７）。また、この表示手段の出力として、表示装置１１
に画面として表示し、あるいはプリンタにより写真とし
て出力する。
【００４３】上述のような試料Ｓに照射した電子線の反
射電子線による反射電子像は、シリコンウェーハの表面
に残留する研磨剤の組成によってコントラストを生じる
ものであり、シリコンウェーハの表面に原子番号（密
度）の大きい例えば酸化ジルコニウム系研磨剤（ＺｒＳ
ｉＯ4 ）が付着していると高輝度のコントラストが得ら
れるので、表示手段１１からの出力としての写真により
容易に研磨剤を識別することができる。
射電子線による反射電子像は、シリコンウェーハの表面
に残留する研磨剤の組成によってコントラストを生じる
ものであり、シリコンウェーハの表面に原子番号（密
度）の大きい例えば酸化ジルコニウム系研磨剤（ＺｒＳ
ｉＯ4 ）が付着していると高輝度のコントラストが得ら
れるので、表示手段１１からの出力としての写真により
容易に研磨剤を識別することができる。
【００４４】また、高いコントラストが得られない原子
番号の小さい元素で構成される酸化アルミニウム研磨剤
あるいはごみ等の汚染物に対しては、予めこの研磨剤お
よびごみ等の汚染物の形態（表面形状）観察と組成分析
を行いデータとして、記憶装置７に記憶させておき、洗
浄後のシリコンウェーハから作製された試料Ｓに残存す
る研磨剤の形態（表面形状）観察と組成分析のデータ
と、上述した記憶装置７に記憶したデータと比較するこ
とにより、的確に残存研磨剤剤あるいはごみ等の汚染物
を識別することができる。
番号の小さい元素で構成される酸化アルミニウム研磨剤
あるいはごみ等の汚染物に対しては、予めこの研磨剤お
よびごみ等の汚染物の形態（表面形状）観察と組成分析
を行いデータとして、記憶装置７に記憶させておき、洗
浄後のシリコンウェーハから作製された試料Ｓに残存す
る研磨剤の形態（表面形状）観察と組成分析のデータ
と、上述した記憶装置７に記憶したデータと比較するこ
とにより、的確に残存研磨剤剤あるいはごみ等の汚染物
を識別することができる。
【００４５】電子顕微鏡２の一定視野、例えば４２０μ
ｍ×５６０μｍの大きさの範囲内に存在する研磨剤、例
えば大きさが粒径１μｍφ〜５μｍφのＺｒＳｉＯ4 の
数をカウントし、この粒子の数によりシリコンウェーハ
の加工処理後エッチング工程およびの洗浄工程の良否の
管理を行う。
ｍ×５６０μｍの大きさの範囲内に存在する研磨剤、例
えば大きさが粒径１μｍφ〜５μｍφのＺｒＳｉＯ4 の
数をカウントし、この粒子の数によりシリコンウェーハ
の加工処理後エッチング工程およびの洗浄工程の良否の
管理を行う。
【００４６】このようにしてカウントされる研磨剤の数
は、シリコンウェーハのマイクロクラックに深く食い込
んだ研磨剤も見落とすことなく正確に観察できるので、
シリコンウェーハの表面に残留している研磨剤を定量的
に把握することができる。
は、シリコンウェーハのマイクロクラックに深く食い込
んだ研磨剤も見落とすことなく正確に観察できるので、
シリコンウェーハの表面に残留している研磨剤を定量的
に把握することができる。
【００４７】また、本発明に係わる半導体ウェーハの表
面の汚染物の測定方法によれば、直接他のごみ等の汚染
物も形態（表面形状）的、組成的に識別が可能となり、
従来のテーピングテストに比べて、半導体ウェーハの表
面の汚染状態を正確、かつ容易に測定することができ
る。
面の汚染物の測定方法によれば、直接他のごみ等の汚染
物も形態（表面形状）的、組成的に識別が可能となり、
従来のテーピングテストに比べて、半導体ウェーハの表
面の汚染状態を正確、かつ容易に測定することができ
る。
【００４８】なお、上述した本発明に係わる半導体ウェ
ーハの表面の汚染物の測定方法の実施の形態では、電子
顕微鏡として電子線走査による反射電子を検出する電子
線検出装置を付けた電子線マイクロアナライザーを用い
て説明したが、電子顕微鏡にＸ線検知機（図２の１２）
を付け、反射線のＸ線を検出するＸ線マイクロアナライ
ザーを用いて、半導体ウェーハの表面汚染物の測定を行
ってもよい。
ーハの表面の汚染物の測定方法の実施の形態では、電子
顕微鏡として電子線走査による反射電子を検出する電子
線検出装置を付けた電子線マイクロアナライザーを用い
て説明したが、電子顕微鏡にＸ線検知機（図２の１２）
を付け、反射線のＸ線を検出するＸ線マイクロアナライ
ザーを用いて、半導体ウェーハの表面汚染物の測定を行
ってもよい。
【００４９】
【実施例】 第１の実施例 シリコンウェーハの製造工程のシリコンウェーハの切断
−洗浄−面取り−研削−洗浄−エッチングの各工程を行
った後、シリコンウェーハを界面活性剤（５％）＋Ｎａ
ＯＨ（２％）の洗浄液を用いて洗浄し、この製造工程に
より製造された４枚のシリコンウェーハウェーハからウ
ェーハ１枚につき大きさ２ｃｍ×２ｃｍの正方形の試料
Ｓを各１個、合計４個の試料を作製した。これらの試料
を図２に示すような電子線アナライザーを用い、各試料
の測定を行った。測定は反射電子像の２００倍の面積
（視野は約４２０μｍ×５６０μｍ）の大きさの範囲内
に存在する大きさが粒径１μｍφ〜５μｍφのＺｒＳｉ
Ｏ4 の数をカウントした。
−洗浄−面取り−研削−洗浄−エッチングの各工程を行
った後、シリコンウェーハを界面活性剤（５％）＋Ｎａ
ＯＨ（２％）の洗浄液を用いて洗浄し、この製造工程に
より製造された４枚のシリコンウェーハウェーハからウ
ェーハ１枚につき大きさ２ｃｍ×２ｃｍの正方形の試料
Ｓを各１個、合計４個の試料を作製した。これらの試料
を図２に示すような電子線アナライザーを用い、各試料
の測定を行った。測定は反射電子像の２００倍の面積
（視野は約４２０μｍ×５６０μｍ）の大きさの範囲内
に存在する大きさが粒径１μｍφ〜５μｍφのＺｒＳｉ
Ｏ4 の数をカウントした。
【００５０】上述の各４枚のシリコンウェーハに対し、
従来のテスト方法であるテーピングテストを行い、従来
基準での合否判定を行った。
従来のテスト方法であるテーピングテストを行い、従来
基準での合否判定を行った。
【００５１】測定結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】従来のテーピングテストにより不合格と判
断された試料２は、実施例によればＺｒＳｉＯ4 粒子の
個数は１５７個と４試料中２番目に少ない。一方、テー
ピングテストで合格と判断された試料３は、実施例によ
ればＺｒＳｉＯ4 粒子の個数は２４５個と４試料中２番
目に多い。
断された試料２は、実施例によればＺｒＳｉＯ4 粒子の
個数は１５７個と４試料中２番目に少ない。一方、テー
ピングテストで合格と判断された試料３は、実施例によ
ればＺｒＳｉＯ4 粒子の個数は２４５個と４試料中２番
目に多い。
【００５４】この測定結果のように、従来のテーピング
テストでは、正確にシリコンウェーハ洗浄後のウェーハ
の洗浄度を正確に評価できないことが判明し、電子顕微
鏡によるＺｒＳｉＯ4 粒子数（個）のカウントが不可欠
であることが判明した。
テストでは、正確にシリコンウェーハ洗浄後のウェーハ
の洗浄度を正確に評価できないことが判明し、電子顕微
鏡によるＺｒＳｉＯ4 粒子数（個）のカウントが不可欠
であることが判明した。
【００５５】 第２の実施例 前洗浄として、ＮＨ4 ／Ｈ2Ｏ2／Ｈ２Ｏを１：１：５の
割合で加えた洗浄液を用いてシリコンウェーハを洗浄
し、次に上述した第１の実施例の洗浄液（界面活性剤
（５％）＋ＮａＯＨ（２％））によりシリコンウェーハ
を洗浄した。
割合で加えた洗浄液を用いてシリコンウェーハを洗浄
し、次に上述した第１の実施例の洗浄液（界面活性剤
（５％）＋ＮａＯＨ（２％））によりシリコンウェーハ
を洗浄した。
【００５６】このように２段階洗浄されたシリコンウェ
ーハを第１の実施例と同様に４枚のシリコンウェーハか
らウェーハ１枚につき大きさ２ｃｍ×２ｃｍの正方形の
試料Ｓを各１個、合計４個の試料を作製し、第１の実施
例同様の測定を行った。
ーハを第１の実施例と同様に４枚のシリコンウェーハか
らウェーハ１枚につき大きさ２ｃｍ×２ｃｍの正方形の
試料Ｓを各１個、合計４個の試料を作製し、第１の実施
例同様の測定を行った。
【００５７】測定結果を表２に示す。
【００５８】
【表２】
【００５９】研削工程後のエッチング工程では、主とし
て加工変質層（破砕層）の除去を目的として行われる
が、上述した第１の実施例では研磨剤（ＺｒＳｉＯ4 粒
子）以外の汚染物は除去されていたが、研磨剤は完全に
除去されていないことがわかった。第２実施例では、ア
ンモニア系の洗浄を追加することで、研磨剤をほとんど
除去されていることがわかった。
て加工変質層（破砕層）の除去を目的として行われる
が、上述した第１の実施例では研磨剤（ＺｒＳｉＯ4 粒
子）以外の汚染物は除去されていたが、研磨剤は完全に
除去されていないことがわかった。第２実施例では、ア
ンモニア系の洗浄を追加することで、研磨剤をほとんど
除去されていることがわかった。
【００６０】
【発明の効果】本発明の半導体ウェーハの表面の汚染物
の測定方法によれば、シリコンウェーハのマイクロクラ
ックに深く食い込んだ研磨剤の汚染物も見落とすことな
く正確に観察できるので研磨剤による汚染を定量的に把
握することができる。また、研磨剤以外のゴミなどの汚
染物も形態的、組成的に識別が可能となり、従来のテー
ピングテストに比べて半導体ウエーハの表面の汚染状態
を正確かつ容易に測定することができる。更にこれらの
測定結果に基づいてエッチング工程あるいは洗浄工程の
条件の適否を容易に判別することができ工程を管理する
ことが容易となる。
の測定方法によれば、シリコンウェーハのマイクロクラ
ックに深く食い込んだ研磨剤の汚染物も見落とすことな
く正確に観察できるので研磨剤による汚染を定量的に把
握することができる。また、研磨剤以外のゴミなどの汚
染物も形態的、組成的に識別が可能となり、従来のテー
ピングテストに比べて半導体ウエーハの表面の汚染状態
を正確かつ容易に測定することができる。更にこれらの
測定結果に基づいてエッチング工程あるいは洗浄工程の
条件の適否を容易に判別することができ工程を管理する
ことが容易となる。
【図１】本発明に係わる半導体ウェーハの表面清浄度の
管理方法を取り入れた半導体ウェーハの加工工程概要
図。
管理方法を取り入れた半導体ウェーハの加工工程概要
図。
【図２】本発明に係わる半導体ウェーハの表面清浄度の
管理方法に用いられる電子顕微鏡の概念図。
管理方法に用いられる電子顕微鏡の概念図。
【図３】本発明に係わる半導体ウェーハの表面清浄度の
管理方法に用いられる電子顕微鏡の中央演算装置の処理
フロー図。
管理方法に用いられる電子顕微鏡の中央演算装置の処理
フロー図。
１ 反射電子線検出装置 ２ 電子顕微鏡 ３ 試料ステージ ４ 電子ビーム照射装置 ５ データ処理装置 ６ 中央演算装置 ７ 記憶装置 ８ オートフォーカス手段 ９ Ｚステージ駆動・制御装置 １０ Ｘ、Ｙステージ駆動・制御装置 １１ 表示手段 １２ Ｘ線検出装置 １３ 二次電子検出装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤森 洋行 神奈川県秦野市曽屋30番地 東芝セラミッ クス株式会社開発研究所内 Ｆターム(参考） 4M106 AA01 BA02 BA20 CA29 CA38 DB05 DH01 DH11 DH24 DH25 DJ01 DJ11 DJ18 DJ20 DJ38
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体ウェーハの表面に電子顕微鏡の電
子ビーム照射装置より電子線を照射する工程と、前記ウ
ェーハの表面に存在する汚染物の組成に関する反射情報
を含む反射電子または反射Ｘ線を測定して前記ウェーハ
の表面の組成情報を求める工程と、この組成情報から前
記ウェーハの表面に存在する汚染物量を求める工程とを
有することを特徴とする半導体ウェーハ表面の汚染物の
測定方法。 - 【請求項２】 半導体ウェーハの表面に電子顕微鏡の電
子ビーム照射装置より電子線を照射する工程と、前記ウ
ェーハの表面に存在する汚染物の組成に関する反射情報
を含む反射電子または反射Ｘ線を測定して前記ウェーハ
の表面の組成情報を求める工程と、前記ウェーハの表面
から反射され半導体ウェーハ表面の形状に関する反射情
報を含む二次反射電子を測定して前記半導体ウェーハの
表面形状情報を求める工程と、前記組成情報と前記表面
形状情報から前記ウェーハ表面の汚染物量および形状を
求める工程とを有することを特徴とする半導体ウェーハ
表面の汚染物の測定方法。 - 【請求項３】 前記組成情報および／または表面形状情
報とあらかじめ測定された既知の汚染物の組成情報およ
び／または表面形状情報とを比較し、汚染物の種類の特
定を行う工程を有することを特徴とする請求項２に記載
の半導体ウェーハ表面の汚染物の測定方法。 - 【請求項４】 半導体ウェーハ表面の機械加工工程後に
半導体ウェーハのエッチング工程または洗浄工程を有す
る半導体ウェーハ製造工程において、エッチング工程ま
たは洗浄工程後の半導体ウェーハの表面に電子顕微鏡の
電子ビーム照射装置より電子線を照射する工程と、前記
ウェーハの表面に存在する汚染物の組成に関する反射情
報を含む反射電子または反射Ｘ線を測定して前記ウェー
ハの表面の組成情報を求める工程と、この組成情報から
前記ウェーハの表面に存在する汚染物量を求める工程
と、求めた汚染物量に基づいて前記エッチング工程また
は洗浄工程の良否を判断する工程とを有することを特徴
とする半導体ウェーハ製造工程管理方法。 - 【請求項５】 半導体ウェーハ表面の機械加工工程後に
半導体ウェーハのエッチング工程または洗浄工程を有す
る半導体ウェーハ製工程において、エッチング工程また
は洗浄工程後の半導体ウェーハの表面に電子顕微鏡の電
子ビーム照射装置より電子線を照射する工程と、前記ウ
ェーハの表面に存在する汚染物の組成に関する反射情報
を含む反射電子または反射Ｘ線を測定して前記ウェーハ
の表面の組成情報を求める工程と、前記ウェーハの表面
から反射され半導体ウェーハ表面の形状に関する反射情
報を含む二次反射電子を測定して前記半導体ウェーハの
表面形状情報を求める工程と、前記組成情報と前記表面
形状情報から前記ウェーハ表面の汚染物量および形状を
求める工程と、求めた汚染物量および／または形状に基
づいて前記エッチング工程または洗浄工程の良否を判断
する工程とを有することを特徴とする半導体ウェーハ洗
浄工程管理方法。 - 【請求項６】 前記組成情報および／または表面形状情
報とあらかじめ測定された既知の汚染物の組成情報およ
び／または表面形状情報とを比較し、汚染物の種類の特
定を行う工程を有することを特徴とする請求項５に記載
の半導体ウェーハ製造工程管理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11038976A JP2000243796A (ja) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | 半導体ウェーハの表面の汚染物の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11038976A JP2000243796A (ja) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | 半導体ウェーハの表面の汚染物の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000243796A true JP2000243796A (ja) | 2000-09-08 |
Family
ID=12540195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11038976A Pending JP2000243796A (ja) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | 半導体ウェーハの表面の汚染物の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000243796A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002257765A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-11 | Nec Corp | 基板表面の汚染評価方法及び汚染評価装置と半導体装置の製造方法 |
| JP2006156644A (ja) * | 2004-11-29 | 2006-06-15 | Ulvac Japan Ltd | 半導体基板の非成膜部分への成膜材料による汚染の評価方法 |
| US7300524B2 (en) | 2001-08-08 | 2007-11-27 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Substrate cleaning method |
| KR101814361B1 (ko) * | 2016-05-03 | 2018-01-03 | 주식회사 케이씨텍 | 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법 |
-
1999
- 1999-02-17 JP JP11038976A patent/JP2000243796A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002257765A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-11 | Nec Corp | 基板表面の汚染評価方法及び汚染評価装置と半導体装置の製造方法 |
| JP4738610B2 (ja) * | 2001-03-02 | 2011-08-03 | 株式会社トプコン | 基板表面の汚染評価方法及び汚染評価装置と半導体装置の製造方法 |
| US7300524B2 (en) | 2001-08-08 | 2007-11-27 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Substrate cleaning method |
| JP2006156644A (ja) * | 2004-11-29 | 2006-06-15 | Ulvac Japan Ltd | 半導体基板の非成膜部分への成膜材料による汚染の評価方法 |
| JP4582447B2 (ja) * | 2004-11-29 | 2010-11-17 | 株式会社アルバック | 半導体基板の非成膜部分への成膜材料による汚染の評価方法 |
| KR101814361B1 (ko) * | 2016-05-03 | 2018-01-03 | 주식회사 케이씨텍 | 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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