JP2020009924A - シリコンウェーハの検査方法、検査装置、製造方法 - Google Patents
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本発明のシリコンウェーハの検査方法は、
シリコンウェーハの端面部の画像を撮像する、撮像工程と、
撮像された前記画像に基づいて、欠陥を認識する、欠陥認識工程と、
撮像された前記画像の平面視における、認識された前記欠陥の短軸の長さBに対する、長軸の長さAの所定の関係を算出する、第1の算出工程と、
算出された前記所定の関係に基づいて、前記欠陥の形状を判定する、判定工程と、を含むことを特徴とする。
ここで、「シリコンウェーハの端面部」とは、シリコンウェーハの側面視で側面となる(シリコンウェーハの主面(おもて面及び裏面)に垂直な)端面、及び、シリコンウェーハの主面(おもて面及び裏面)と該端面とを斜めに接続する面取り部を意味するものとする。また、「シリコンウェーハの端面部」には、ノッチ部を形成する端面及び面取り部も含まれる。このため、ノッチ部の場合は、端面は、側面視で、シリコンウェーハの中心から外周端面に向かう方向に対して斜めになっている場合もあり、また、面取り部は、複数の面で形成される場合もある。
また、「長軸の長さA」及び「短軸の長さB」とは、撮像された画像の平面視において、平行な2軸で欠陥の外輪郭を挟んだ場合に、2軸間の距離がそれぞれ最大及び最小となる場合の当該距離をいうものとする。
C1*(Aα/Bβ)+C2
ただし、C1、C2は定数であり、α、βは重み係数である
によって表される関係であることが好ましい。
前記平面視において、認識された前記欠陥に外接する矩形の傾きを算出する、第2の算出工程をさらに含み、
前記判定工程は、前記第1の算出工程において算出した前記所定の関係及び前記第2の算出工程において算出した前記傾きに基づいて、前記欠陥を分類することが好ましい。
シリコンウェーハの端面部の画像を撮像する、撮像部と、
撮像された前記画像に基づいて、欠陥を認識する、欠陥認識部と、
撮像された前記画像の平面視における、認識された前記欠陥の短軸の長さBに対する、長軸の長さAの所定の関係を算出する、第1の算出部と、
算出された前記所定の関係に基づいて、前記欠陥の形状を判定する、判定部と、を備えることを特徴とする。
まず、本発明の一実施形態にかかるシリコンウェーハの検査装置について説明する。図1は、本発明の一実施形態にかかるシリコンウェーハの検査装置の機能ブロック図である。本実施形態のシリコンウェーハWの検査装置100は、シリコンウェーハWの端面部の画像を撮像する、撮像部1と、撮像された画像に基づいて、欠陥Dを認識する、欠陥認識部2と、撮像された画像の平面視における、認識された欠陥Dの短軸の長さAに対する、長軸の長さBの所定の関係を算出する、第1の算出部3と、算出された所定の関係に基づいて、欠陥Dの形状を判定する、判定部4と、を備える。
C1*(Aα/Bβ)+C2
ただし、C1、C2は定数であり、α、βは重み係数である
によって表される関係であることが好ましい。
このような数式を用いることにより、欠陥Dの形状を簡易且つ精度良く判定することができる。
C1、C2、α、β等は、適宜設定することができ、過去の欠陥形状のデータ等に基づいてフィッティング等を行い、予め定めておくこともできるし、一方で、過去の欠陥形状のデータ等を用いずに定めることもできる。なお、過去のデータ等を用いた場合、未知の欠陥Dに対しても、上記数式を用いた結果が一義に算出されるため、形状の判定が可能である。
このような数式を用いることにより、欠陥Dの形状を、より簡易に、精度良く判定することができる。
なお、本発明のシリコンウェーハの検査装置では、上記所定の関係は、他にも、例えば、
√A/B(上記数式でC1=1、C2=0、α=1/2、β=1である場合に相当する)、A/√B(上記数式でC1=1、C2=0、α=1、β=1/2である場合に相当する)、0.2*A2/B+1(上記数式でC1=0.2、C2=1、α=2、β=1である場合に相当する)、1.2*A/B2−2.5(上記数式でC1=1.2、C2=−2.5、α=1、β=2である場合に相当する)等とすることもできる。
図5A〜図5Cは、欠陥の形状の一例及び外接する矩形の辺の長さX及び辺の長さYを示す平面図である。図5A〜図5Cでは、シリコンウェーハWの主平面に平行な方向かつシリコンウェーハの中心からノッチ部に向かう方向に垂直な方向(x軸方向)の辺の長さをXとし、シリコンウェーハWの主平面に垂直な方向(y軸方向)の辺の長さをYとしている。すなわち、撮像された画像の平面視における第1の所定の一方向であるx軸方向が、シリコンウェーハの第2の所定の一方向(シリコンウェーハWの主平面に平行な方向かつシリコンウェーハの中心からノッチ部に向かう方向に垂直な方向)と一致するという関係にあり、この関係が(例えば第2の算出部5のプロセッサ等によって)把握されている。なお、ノッチ部の形状は、平面状ではなく、シリコンウェーハWの他の箇所に比して、狭い領域に多数の方向を向いた面が連続した形状である。従って、シリコンウェーハWの第1の所定の一方向と撮像した画像における第2の所定の一方向との関係を把握しなければ、シリコンウェーハWに対する欠陥Dの方向を把握することができない。
このとき、欠陥Dに外接する矩形の傾きは、比Y/Xで表すことができる。なお、傾きは微分等によっても求めることができるため、必ずしも、矩形のx軸方向の辺の長さX及びy軸方向の辺の長さYを測定等するとは限らない。図5Bは、図5Aと比べて、傾き(例えば比Y/Xで算出することができる)は小さく、従って、シリコンウェーハWの主平面に垂直な方向に比して主平面に平行な方向に長い形状の欠陥であることを示している。図5Cは、図5Aと比べて、傾き(例えば比Y/Xで算出することができる)は大きく、従って、シリコンウェーハWの主平面に平行な方向に比して主平面に垂直な方向に長い形状の欠陥であることを示している。図5Aの場合は、図5B及び図5Cの欠陥の中間の傾きを有している。
これによれば、欠陥Dの形状をより精度良く判定することができる他、シリコンウェーハWにおける欠陥Dの延在方向も把握することができるため、欠陥Dを(形状の判定に加えてさらに)分類することができる。例えば、端面にある、シリコンウェーハWの主面に垂直な方向の傷は、シリコンウェーハWの割れに繋がる場合があり、その欠陥を正確に判定、検出することができる。
例えば、上記所定の関係及び上記傾きのそれぞれに1つ以上の閾値を設けて、欠陥Dの種類と関係付けたデータを予め判定部4に記憶させることができる。例えば、傾きが大きい場合(図5C)は、例えば、ノッチ形状形成時又は端面研磨時の傷であると判定し、また、例えば、傾きが小さい場合(図5B)は、例えば、ノッチ部面取り時の傷であると判定することができる。
なお、上記の例では、平面視において、x軸方向がシリコンウェーハWの主平面に平行な方向となるように撮像した例を示したが、撮像された画像の平面視における第1の所定の一方向がいずれの方向であっても、シリコンウェーハWの第2の所定の一方向との関係が把握されていれば、適宜、回転処理等を行って同様の判定を行うことができる。
このような方法によれば、シリコンウェーハWに対する欠陥Dの延在方向を判定して、欠陥Dをより詳細に分類することにより、原因工程を究明しやすくなる。また、デバイス工程への影響を推測することができるようにもなる。
なお、シリコンウェーハのノッチ部以外の端面であっても、同様の方法を適用することができ、その場合も、シリコンウェーハWに対する欠陥Dの方向を判定し、欠陥Dを分類することにより、同様に、原因工程を究明しやすくなり、また、デバイス工程への影響を推測することができるようにもなる。
本発明の一実施形態にかかるシリコンウェーハの検査方法は、上記の実施形態のシリコンウェーハの検査装置を用いて行うことができる。シリコンウェーハの検査装置については上記と同様であり、以下一部説明を省略している。
C1*(Aα/Bβ)+C2
ただし、C1、C2は定数であり、α、βは重み係数である
によって表される関係であることが好ましい。
このような数式を用いることにより、欠陥Dの形状を簡易且つ精度良く判定することができる。
C1、C2、α、β等は、適宜設定することができ、過去の欠陥形状のデータ等に基づいてフィッティングし、予め定めておくこともできるし、一方で、過去の欠陥形状のデータ等を用いずに定めることもできる。なお、過去のデータ等を用いた場合、未知の欠陥に対しても、上記数式を用いた結果が一義に算出されるため、形状の判定が可能である。
このような数式を用いることにより、欠陥Dの形状を、より簡易に、精度良く判定することができる。
なお、本発明のシリコンウェーハの検査方法では、上記所定の関係は、他にも、例えば、
√A/B、A/√B、0.2*A2/B+1、1.2*A/B2−2.5等とすることもできる。
これによれば、欠陥Dの形状をより精度良く判定することができる他、シリコンウェーハWにおける欠陥Dの延在方向も把握することができるため、欠陥Dを分類することができる。
なお、第2の算出工程(ステップS103´)は、欠陥認識工程(ステップS102)の後、判定工程(ステップS104)の前に行うものであるが、第1の算出工程(ステップS103)との前後関係は問わず、どちらを先に行っても良いし、あるいは、同時に行っても良い。なお、図6では、第1の算出工程(ステップS103)の後に、第2の算出工程(ステップS103´)を行う場合を例示している。
本実施形態のシリコンウェーハの製造方法は、上記のシリコンウェーハの検査方法により、シリコンウェーハWを検査し、所定の品質基準を満たすか否か判定する、検査工程を含む。所定の品質基準は、例えば、欠陥Dの有無、種類、形状、個数等に応じて決めることができる。本実施形態のシリコンウェーハの製造方法によれば、品質の高いシリコンウェーハの製造方法を提供することができる。
なお、検査工程に供するシリコンウェーハWは、以下に一例を示すように、任意の既知の手法により用意することができる。例えば、CZ法により単結晶シリコンインゴットを育成し、育成した単結晶インゴットを、ブロックに切断した後、ブロックの外周部に対して、例えば、円筒研削処理を施して直径に調整し、ブロックの外周部にノッチ部を形成する。その後、単結晶シリコンブロックに対してウェーハ加工処理を施し、所定の直径及び厚さのシリコンウェーハを得る。 得られたシリコンウェーハに対して、例えば、面取り機を用いて、一次面取り処理、及び、一次平坦化処理を施す。その後、一次平坦化処理を施したシリコンウェーハに対して、例えば、上記面取り装置を用いて、二次面取り処理、及び、平面研削処理を施し、続いて、平面研削処理が施されたシリコンウェーハに対して両面研磨処理を施す。次に、両面研磨処理を施したシリコンウェーハに対して、鏡面面取り処理を施し、続いて、鏡面面取り処理を施したシリコンウェーハを、例えば、片面研磨装置に搬送し、シリコンウェーハの主面に対して仕上げ研磨処理を施す。その後、仕上げ研磨処理を施したシリコンウェーハをウェーハ洗浄装置で最終洗浄する。
本実施形態のエピタキシャルウェーハの製造方法は、上記の検査工程の後、該検査工程において所定の品質基準を満たすと判定されたシリコンウェーハW上に、エピタキシャル層を成長させる、エピタキシャル成長工程を含む。
エピタキシャル層を成長させる手法は、特に限定されず、例えば通常の方法及び条件で行うことができる。本実施形態のエピタキシャルウェーハの製造方法によれば、品質の高いエピタキシャルウェーハの製造方法を提供することができる。
1:撮像部
2:欠陥認識部
3:第1の計算部
4:判定部
5:第2の計算部
W:シリコンウェーハ
D:欠陥
N:ノッチ
Claims (7)
- シリコンウェーハの端面部の画像を撮像する、撮像工程と、
撮像された前記画像に基づいて、欠陥を認識する、欠陥認識工程と、
撮像された前記画像の平面視における、認識された前記欠陥の短軸の長さBに対する、長軸の長さAの所定の関係を算出する、第1の算出工程と、
算出された前記所定の関係に基づいて、前記欠陥の形状を判定する、判定工程と、を含むことを特徴とする、シリコンウェーハの検査方法。 - 前記端面部は、前記シリコンウェーハのノッチ部である、請求項1に記載のシリコンウェーハの検査方法。
- 前記所定の関係は、以下の式、
C1*(Aα/Bβ)+C2
ただし、C1、C2は定数であり、α、βは重み係数である
によって表される関係である、請求項1又は2に記載のシリコンウェーハの検査方法。 - 前記所定の関係は、前記短軸の長さBに対する、前記長軸の長さAの比A/B、又は、その逆数である比B/Aである、請求項1〜3のいずれか一項に記載のシリコンウェーハの検査方法。
- 撮像された前記画像の平面視における第1の所定の一方向と、前記シリコンウェーハの第2の所定の一方向との関係が把握され、
前記平面視において、認識された前記欠陥に外接する矩形の傾きを算出する、第2の算出工程をさらに含み、
前記判定工程は、前記第1の算出工程において算出した前記所定の関係及び前記第2の算出工程において算出した前記傾きに基づいて、前記欠陥を分類する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のシリコンウェーハの検査方法。 - シリコンウェーハの端面部の画像を撮像する、撮像部と、
撮像された前記画像に基づいて、欠陥を認識する、欠陥認識部と、
撮像された前記画像の平面視における、認識された前記欠陥の短軸の長さBに対する、長軸の長さAの所定の関係を算出する、第1の算出部と、
算出された前記所定の関係に基づいて、前記欠陥の形状を判定する、判定部と、を備えることを特徴とする、シリコンウェーハの検査装置。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載のシリコンウェーハの検査方法により、シリコンウェーハを検査し、所定の品質基準を満たすか否か判定する、検査工程を含むことを特徴とする、シリコンウェーハの製造方法。
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