JP2508530B2 - 歪付けウエハのゲツタリング能力の評価方法 - Google Patents
歪付けウエハのゲツタリング能力の評価方法Info
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- JP2508530B2 JP2508530B2 JP10268187A JP10268187A JP2508530B2 JP 2508530 B2 JP2508530 B2 JP 2508530B2 JP 10268187 A JP10268187 A JP 10268187A JP 10268187 A JP10268187 A JP 10268187A JP 2508530 B2 JP2508530 B2 JP 2508530B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シリコンウェハ等の半導体ウェハの裏面に
施された歪付けによるゲッタリング能力を評価する評価
方法に関する。
施された歪付けによるゲッタリング能力を評価する評価
方法に関する。
〔従来の技術〕 IC,LSI等の製造工程において、シリコンウェハが重金
属等の不純物に汚染されると、加熱工程でウェハ表面に
微小欠陥が発生する。この微小欠陥はバイポーラデバイ
スでは耐圧不良を引き起こし、またMOSデバイスでは保
持時間の低下をもたらす。従って、従来においては、サ
ンドブラスト、ポリシリコン薄膜形成、レーザー照射な
どにより、裏面に歪付けをし、この歪付け部分に汚染物
質を取り込み、デバイス作成に必要な表面が汚染される
ことを防いでいる。
属等の不純物に汚染されると、加熱工程でウェハ表面に
微小欠陥が発生する。この微小欠陥はバイポーラデバイ
スでは耐圧不良を引き起こし、またMOSデバイスでは保
持時間の低下をもたらす。従って、従来においては、サ
ンドブラスト、ポリシリコン薄膜形成、レーザー照射な
どにより、裏面に歪付けをし、この歪付け部分に汚染物
質を取り込み、デバイス作成に必要な表面が汚染される
ことを防いでいる。
ところが、ゲッタリング能力の評価方法については、
簡便な方法がないのが実情である。すなわち、従来の方
法としては、ウェハを1100℃程度に加熱して熱酸化し
た後、化学的な選択エッチングを行なうことを繰り返
し、何回目の熱酸化によりヘイズ（微小突起物）が表面
に発生するかをみる繰り返し酸化法、SIMS（２次イオ
ン質量分析機）により、直接表面の汚染を調べるSIMS測
定法、酸化膜をHF蒸気により落とした液を原子吸光に
より膜中の物質を測定する気相分解法がある。
簡便な方法がないのが実情である。すなわち、従来の方
法としては、ウェハを1100℃程度に加熱して熱酸化し
た後、化学的な選択エッチングを行なうことを繰り返
し、何回目の熱酸化によりヘイズ（微小突起物）が表面
に発生するかをみる繰り返し酸化法、SIMS（２次イオ
ン質量分析機）により、直接表面の汚染を調べるSIMS測
定法、酸化膜をHF蒸気により落とした液を原子吸光に
より膜中の物質を測定する気相分解法がある。
また、この他に、与えるダメージ強度を測定すること
により間接的にゲッタリング能力を評価する方法として
は、Ｘ線のロッキングカーブの半値幅からダメージ強
度を測定するＸ線測定法、特開昭61−290347号公報で
示されたウェハの表裏両面のライフタイムの比からダメ
ージ強度を測定するライフタイム測定法がある。
により間接的にゲッタリング能力を評価する方法として
は、Ｘ線のロッキングカーブの半値幅からダメージ強
度を測定するＸ線測定法、特開昭61−290347号公報で
示されたウェハの表裏両面のライフタイムの比からダメ
ージ強度を測定するライフタイム測定法がある。
しかしながら、上記従来の測定方法には、それぞれ次
のような欠点がある。すなわち、上記繰り返し酸化法
にあっては、熱処理炉内に必ず存在する微量な汚染物質
をゲッタリングサイトに蓄積させ、ゲッタリング能力が
飽和した後に発生する表面のヘイズを観測しているが、
熱処理炉での汚染量は、炉によって異なるため、一定の
基準を作ることができず、かつ何度も熱処理を行なうた
め、多大の時間と電力を要するという問題がある。
のような欠点がある。すなわち、上記繰り返し酸化法
にあっては、熱処理炉内に必ず存在する微量な汚染物質
をゲッタリングサイトに蓄積させ、ゲッタリング能力が
飽和した後に発生する表面のヘイズを観測しているが、
熱処理炉での汚染量は、炉によって異なるため、一定の
基準を作ることができず、かつ何度も熱処理を行なうた
め、多大の時間と電力を要するという問題がある。
また、上記SIMS測定法においては、測定のための装
置が大がかりなため、装置全体の費用が嵩む。しかも、
試料の大きさに制限があり、試料室に入る大きさに加工
しなければならず、その上、一点の測定に時間がかかる
ため、ウェハ全面の測定が行なえないという問題があ
る。
置が大がかりなため、装置全体の費用が嵩む。しかも、
試料の大きさに制限があり、試料室に入る大きさに加工
しなければならず、その上、一点の測定に時間がかかる
ため、ウェハ全面の測定が行なえないという問題があ
る。
さらに、上記気相分解法では、表面、裏面両方の酸
化膜が除去されるため、表面のみの汚染量を測定するこ
とができない。仮に、裏面のみをコーティングし、表面
の酸化膜を除去できたとしても、かなり熟練を要する測
定であり、測定に時間がかかり、かつウェハ全面の平均
的な値しか得られない等の問題がある。
化膜が除去されるため、表面のみの汚染量を測定するこ
とができない。仮に、裏面のみをコーティングし、表面
の酸化膜を除去できたとしても、かなり熟練を要する測
定であり、測定に時間がかかり、かつウェハ全面の平均
的な値しか得られない等の問題がある。
一方、上記，のようにダメージ強度の評価より間
接的にゲッタリング能力を評価する方法は、ダメージの
強度が直接ゲッタリング能力を評価することにはならな
いという欠点がある。さらに、上記Ｘ線測定法は装置
が大がかりとなり、装置全体の費用が嵩み、かつウェハ
面内の分布を測定することが困難である。また、上記
ライフタイム測定法は、同一場所の表裏両面のライフタ
イムを測らなければならないというわずらわしさがあ
る。
接的にゲッタリング能力を評価する方法は、ダメージの
強度が直接ゲッタリング能力を評価することにはならな
いという欠点がある。さらに、上記Ｘ線測定法は装置
が大がかりとなり、装置全体の費用が嵩み、かつウェハ
面内の分布を測定することが困難である。また、上記
ライフタイム測定法は、同一場所の表裏両面のライフタ
イムを測らなければならないというわずらわしさがあ
る。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、安価な上に、非接触かつ簡便な操作
で任意の場所の測定が行なえるといった利点を有するラ
イフタイム測定法を採用でき、しかも、連続自動測定が
可能である歪付けウェハのゲッタリング能力の評価方法
を提供することにある。
的とするところは、安価な上に、非接触かつ簡便な操作
で任意の場所の測定が行なえるといった利点を有するラ
イフタイム測定法を採用でき、しかも、連続自動測定が
可能である歪付けウェハのゲッタリング能力の評価方法
を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、裏面にダメー
ジを与え、歪付けが施されたウェハを酸化熱処理し、こ
の酸化熱処理されたウェハの裏面のみを除去した後、裏
面にダメージを与えた場所に対応する表面のライフタイ
ムと、ダメージを与えられていない場所に対応する表面
のライフタイムとを比較することにより、表面の汚染の
程度を測定し、裏面に与えたダメージのゲッタリング能
力を直接計測するものである。
ジを与え、歪付けが施されたウェハを酸化熱処理し、こ
の酸化熱処理されたウェハの裏面のみを除去した後、裏
面にダメージを与えた場所に対応する表面のライフタイ
ムと、ダメージを与えられていない場所に対応する表面
のライフタイムとを比較することにより、表面の汚染の
程度を測定し、裏面に与えたダメージのゲッタリング能
力を直接計測するものである。
そして、単一ウェハでゲッタリング能力の評価を行な
う場合には、第１図と第２図に示すように、ウェハの裏
面にレーザ照射を施すレーザー照射部１とレーザーを照
射しない部分とを形成する。ここで、レーザー照射を施
した部分のウェハをＧ、レーザー照射を施していない部
分のウェハをＮで示す。次いで、第３図に示すように、
酸化熱処理を施して、ウェハの表裏両面に酸化膜（Si
O2）を形成する。さらに、第４図に示すように、ウェハ
の裏面を研磨３処理によって除去する。続いて、洗浄し
た後に、第５図に示すように、ライフタイム測定装置に
よって、ゲッター部Ｇ及び非ゲッター部Ｎの両表面のラ
イフタイムτFG,τFNを測定する。
う場合には、第１図と第２図に示すように、ウェハの裏
面にレーザ照射を施すレーザー照射部１とレーザーを照
射しない部分とを形成する。ここで、レーザー照射を施
した部分のウェハをＧ、レーザー照射を施していない部
分のウェハをＮで示す。次いで、第３図に示すように、
酸化熱処理を施して、ウェハの表裏両面に酸化膜（Si
O2）を形成する。さらに、第４図に示すように、ウェハ
の裏面を研磨３処理によって除去する。続いて、洗浄し
た後に、第５図に示すように、ライフタイム測定装置に
よって、ゲッター部Ｇ及び非ゲッター部Ｎの両表面のラ
イフタイムτFG,τFNを測定する。
この場合、上記酸化熱処理工程においてウェハに汚染
があり、ウェハのゲッター部Ｇにゲッタリング能力があ
るならば、ダメージを与えたゲッター部Ｇの表面では汚
染がなく、かつ何も行なっていない非ゲッター部Ｎの表
面では汚染物質が存在しているはずであるが、この状態
でそのままゲッター部Ｇ及び非ゲッター部Ｎの両表面の
ライフタイムを測定すると、裏面の歪付けに伴う欠陥の
影響により、ゲッター部Ｇの表面のライフタイムが短く
なり表面汚染の違いが隠れてしまう。従って、第４図に
示すように、裏面の欠陥層２を研磨３により除去し、裏
面の状態を均一にした後、表面のライフタイム（τFN,
τFG）を測定する。裏面が均一になっていることから、
τFNとτFGの違いが汚染の違い、すなわちゲッタリング
能力の評価となる。
があり、ウェハのゲッター部Ｇにゲッタリング能力があ
るならば、ダメージを与えたゲッター部Ｇの表面では汚
染がなく、かつ何も行なっていない非ゲッター部Ｎの表
面では汚染物質が存在しているはずであるが、この状態
でそのままゲッター部Ｇ及び非ゲッター部Ｎの両表面の
ライフタイムを測定すると、裏面の歪付けに伴う欠陥の
影響により、ゲッター部Ｇの表面のライフタイムが短く
なり表面汚染の違いが隠れてしまう。従って、第４図に
示すように、裏面の欠陥層２を研磨３により除去し、裏
面の状態を均一にした後、表面のライフタイム（τFN,
τFG）を測定する。裏面が均一になっていることから、
τFNとτFGの違いが汚染の違い、すなわちゲッタリング
能力の評価となる。
ここで、ライフタイムの測定は、ウェハにその表面か
ら厚さ方向にレーザー光をパルス照射して、少数キャリ
アを注入し、この少数キャリアの減衰を、マイクロ波を
ウェハ表面に照射してその反射波の強度を測定すること
により行なう。
ら厚さ方向にレーザー光をパルス照射して、少数キャリ
アを注入し、この少数キャリアの減衰を、マイクロ波を
ウェハ表面に照射してその反射波の強度を測定すること
により行なう。
また、レーザー照射の代わりに、ウェーハの裏面全域
にダメージを与えるサンドブラスト、ポリシリコン薄膜
形成を用いる場合には、同一インゴットから切り出した
２枚のウェハを用い、ダメージを与えたウェハとダメー
ジを与えないウェハとに、同一熱処理、同一研磨及び洗
浄を行なった後に、両ウェハの表面のライフタイムτFG
（ダメージ有），τFN（ダメージ無）を測定することに
より、ゲッタリング能力を評価する。
にダメージを与えるサンドブラスト、ポリシリコン薄膜
形成を用いる場合には、同一インゴットから切り出した
２枚のウェハを用い、ダメージを与えたウェハとダメー
ジを与えないウェハとに、同一熱処理、同一研磨及び洗
浄を行なった後に、両ウェハの表面のライフタイムτFG
（ダメージ有），τFN（ダメージ無）を測定することに
より、ゲッタリング能力を評価する。
さらに、裏面の欠陥層の除去方法としては、研磨の代
わりに、ウェハの表面をコーティングした後に、フッ硝
酸によって裏面のみをエッチングして、最後に表面のコ
ーティングを除去する方法を用いてもよい。
わりに、ウェハの表面をコーティングした後に、フッ硝
酸によって裏面のみをエッチングして、最後に表面のコ
ーティングを除去する方法を用いてもよい。
なお、上述したようにウェハに熱酸化処理を施した
後、裏面を除去するという工程を行なっているが、デバ
イスメーカーにあっては、LSI製造工程において、酸化
熱処理、裏面の研磨工程が含まれているため、従来の各
種測定法に比べて、評価のためのプロセスが簡単であ
り、通常のプロセスをそのまま使用することができる。
後、裏面を除去するという工程を行なっているが、デバ
イスメーカーにあっては、LSI製造工程において、酸化
熱処理、裏面の研磨工程が含まれているため、従来の各
種測定法に比べて、評価のためのプロセスが簡単であ
り、通常のプロセスをそのまま使用することができる。
以下、本発明の実施例について説明する。
レーザー照射により、第１図と第２図において、ウェ
ハの裏面のレーザー照射部１に、ダメージの強度を強、
中、弱と３種類のダメージを与えた３種類のウェハを用
意し、それぞれにつき、1100℃で１時間の酸化熱処理を
行なった。
ハの裏面のレーザー照射部１に、ダメージの強度を強、
中、弱と３種類のダメージを与えた３種類のウェハを用
意し、それぞれにつき、1100℃で１時間の酸化熱処理を
行なった。
次に、３種類のシリコンウェハの裏面のダメージ層を
除去した後のゲッター部Ｇ及び非ゲッター部Ｎのライフ
タイム（τFG,τFN）を測定した。
除去した後のゲッター部Ｇ及び非ゲッター部Ｎのライフ
タイム（τFG,τFN）を測定した。
この測定結果を第６図に示す。第６図から明らかなよ
うに、ライフタイムの大きさは、ウェハ裏面にダメージ
を与え、汚染をゲッターさせた場所の表面の値（τFG）
の方が、ダメージを与えていない場所の表面の値
（τFN）よりも長くなり、しかもダメージの強度が増す
につれて、長くなっていくことがわかる。従って、τFG
とτFNを測定することにより、ウェハ裏面に与えたダメ
ージのゲッタリング能力を求めることができる。
うに、ライフタイムの大きさは、ウェハ裏面にダメージ
を与え、汚染をゲッターさせた場所の表面の値（τFG）
の方が、ダメージを与えていない場所の表面の値
（τFN）よりも長くなり、しかもダメージの強度が増す
につれて、長くなっていくことがわかる。従って、τFG
とτFNを測定することにより、ウェハ裏面に与えたダメ
ージのゲッタリング能力を求めることができる。
以上説明したように、本発明は、裏面にダメージを与
え、歪付けが施されたウェハを酸化熱処理し、この酸化
熱処理されたウェハの裏面のみを除去した後、裏面にダ
メージを与えた場所に対応する表面のライフタイムと、
ダメージを与えられていない場所に対応する表面のライ
フタイムとを比較することにより、表面の汚染の程度を
測定し、裏面に与えたダメージのゲッタリング能力を直
接計測するものであるから、非接触状態で測定できる等
のライフタイム測定法を採用できることによる各種のメ
リットが得られるのは勿論のこと、連続自動測定が可能
である。また、上記ウェハ裏面の歪付けをレーザー照射
により行なえば単一ウェハでゲッタリング能力の評価を
行なうことができる。
え、歪付けが施されたウェハを酸化熱処理し、この酸化
熱処理されたウェハの裏面のみを除去した後、裏面にダ
メージを与えた場所に対応する表面のライフタイムと、
ダメージを与えられていない場所に対応する表面のライ
フタイムとを比較することにより、表面の汚染の程度を
測定し、裏面に与えたダメージのゲッタリング能力を直
接計測するものであるから、非接触状態で測定できる等
のライフタイム測定法を採用できることによる各種のメ
リットが得られるのは勿論のこと、連続自動測定が可能
である。また、上記ウェハ裏面の歪付けをレーザー照射
により行なえば単一ウェハでゲッタリング能力の評価を
行なうことができる。
第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図はダメージを与える部分を示す裏面図、第２図は
同側面図、第３図は酸化熱処理を示す説明図、第４図は
ウェハの欠陥層の除去を示す説明図、第５図はライフタ
イム測定の方向を示す説明図、第６図はゲッター部と非
ゲッター部の各表面ライフタイムを示す特性図である。 Ｇ……ゲッター部、Ｎ……非ゲッター部、 τFG……ゲッター部表面のライフタイム、 τFN……非ゲッター部表面のライフタイム。
第１図はダメージを与える部分を示す裏面図、第２図は
同側面図、第３図は酸化熱処理を示す説明図、第４図は
ウェハの欠陥層の除去を示す説明図、第５図はライフタ
イム測定の方向を示す説明図、第６図はゲッター部と非
ゲッター部の各表面ライフタイムを示す特性図である。 Ｇ……ゲッター部、Ｎ……非ゲッター部、 τFG……ゲッター部表面のライフタイム、 τFN……非ゲッター部表面のライフタイム。
Claims (4)
- 【請求項１】裏面にダメージを与え、歪付けが施された
ウェハを酸化熱処理し、この酸化熱処理されたウェハの
裏面のみを除去した後、裏面にダメージを与えた場所に
対応する表面のライフタイムと、ダメージを与えられて
いない場所に対応する表面のライフタイムとを比較する
ことにより、表面の汚染の程度を測定し、裏面に与えた
ダメージのゲッタリング能力を直接計測することを特徴
とする歪付けウェハのゲッタリング能力の評価方法。 - 【請求項２】前記ライフタイム測定は、ウェハにその表
面から厚さ方向にレーザー光をパルス照射して、少数キ
ャリアを注入すると共に、プローブとしてウェハ表面に
照射された電磁波の反射波の強度変化を測定することに
より行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の歪付けウェハのゲッタリング能力の評価方法。 - 【請求項３】前記裏面除去は、酸化熱処理した後に、裏
面のみを研磨して行なうことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の歪付けウェハのゲッタリング能力の評価
方法。 - 【請求項４】前記裏面除去は、酸化熱処理した後に、表
面にコーティングを施し、さらにフッ硝酸を用いてエッ
チングし、次いで表面コーティングを除去することによ
り行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
歪付けウェハのゲッタリング能力の評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10268187A JP2508530B2 (ja) | 1987-04-25 | 1987-04-25 | 歪付けウエハのゲツタリング能力の評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10268187A JP2508530B2 (ja) | 1987-04-25 | 1987-04-25 | 歪付けウエハのゲツタリング能力の評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63268252A JPS63268252A (ja) | 1988-11-04 |
| JP2508530B2 true JP2508530B2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=14333977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10268187A Expired - Fee Related JP2508530B2 (ja) | 1987-04-25 | 1987-04-25 | 歪付けウエハのゲツタリング能力の評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2508530B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100386688B1 (ko) * | 2000-12-22 | 2003-06-02 | 주식회사 실트론 | 단결정 실리콘 웨이퍼 검사 방법 |
| JP6366383B2 (ja) * | 2014-06-27 | 2018-08-01 | 株式会社ディスコ | 加工装置 |
| JP6410490B2 (ja) * | 2014-06-27 | 2018-10-24 | 株式会社ディスコ | デバイスウェーハの評価方法 |
| JP6704275B2 (ja) * | 2016-03-28 | 2020-06-03 | 株式会社ディスコ | デバイスウエーハの評価方法 |
-
1987
- 1987-04-25 JP JP10268187A patent/JP2508530B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63268252A (ja) | 1988-11-04 |
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