JP6485393B2 - シリコンウェーハの評価方法及びシリコンウェーハの製造方法 - Google Patents
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Description
αs:シリコンウェーハの線膨張係数[/℃]
αf:膜の線膨張係数[/℃]
ΔT:成膜温度と測定温度の差[℃]
Es:シリコンウェーハのヤング率
Ef:膜のヤング率
ds:シリコンウェーハの厚さ[mm]
r :シリコンウェーハの半径[mm]
である。)
αs:シリコンウェーハの線膨張係数[/℃]
αf:膜の線膨張係数[/℃]
ΔT:成膜温度と測定温度の差[℃]
Es:シリコンウェーハのヤング率
Ef:膜のヤング率
ds:シリコンウェーハの厚さ[mm]
r :シリコンウェーハの半径[mm]
である。)
成膜前後のワープ値の差ΔWarpは、上記曲率半径aを用いて下記(3)式によって表すことができる。
同一単結晶インゴットから同じ加工条件で作製されたシリコンウェーハ(直径:200mm、厚さ:720〜721μm、抵抗率9.5〜10.7Ω・cm)を4枚ずつ9組用意し、初期ワープ値を測定した。その後、それぞれの組のシリコンウェーハを1000℃の酸素雰囲気で時間を振って熱処理を行った(時間:2〜8時間)。その結果、それぞれの組のシリコンウェーハの両面にそれぞれ異なる厚さのシリコン酸化膜が形成された。その後、それぞれのシリコンウェーハのシリコン酸化膜厚を測定した。次に、シリコンウェーハの表面にレジストを塗布した状態で、フッ酸に浸漬し、シリコンウェーハの裏面のシリコン酸化膜を除去した。その結果、シリコンウェーハは凹状に反るので、その状態でのワープ値を測定した。得られたワープ値(成膜後ワープ値)と成膜前のワープ値(初期ワープ値)の差(ΔWarp)と酸化膜厚の関係から、上記式(1)を用いて、それぞれの組のシリコンウェーハのヤング率を見積もった。その際に使用した他の物性値は、以下の通りである。
シリコン酸化膜のヤング率:55GPa
シリコン酸化膜の線膨張係数:0.48×10−6℃−1
シリコンの線膨張係数:4.2×10−6℃−1
その結果を図4に示す。
同一単結晶インゴットから同じ加工条件で作製されたシリコンウェーハ(厚さ:720μm)を研磨することによって、厚さを変えた4枚ずつ5組のシリコンウェーハのヤング率を実験例1の評価フローで見積もった。その結果を図5に示す。
種々の条件(酸素濃度、BMD密度、表面オフ角、等)が異なるシリコンウェーハを4枚ずつ35水準用意し、実験例1の評価フローで、それぞれの水準のシリコンウェーハのヤング率を見積もった。その結果を図6に示す。
Es:見積もられたシリコンウェーハのヤング率[GPa]
vs:シリコンウェーハのポアソン比(理論値)
hs:シリコンウェーハの厚さ[mm]
αs:シリコンウェーハの線膨張係数[/℃]
Nf:膜の総数
i:膜番号(1〜Nf)
hf,i:i層膜の厚さ[mm]
Ef,i:i層膜のヤング率[GPa]
αf,i:i層膜の線膨張係数[/℃]
vf,i:i層膜のポアソン比
ΔTi:i層膜の成膜温度と測定温度の差[℃]
である。
Claims (3)
- シリコンウェーハのヤング率を見積もるシリコンウェーハの評価方法であって、
同一の条件を有するシリコンウェーハを複数準備する工程と、
前記複数のシリコンウェーハの初期ワープ値を測定する工程と、
前記複数のシリコンウェーハ表面にそれぞれ異なる膜厚で成膜を行う工程と、
前記成膜により形成された膜の厚さを測定する工程と、
前記成膜を行った複数のシリコンウェーハの成膜後ワープ値を測定する工程と、
前記複数のシリコンウェーハの、前記成膜により形成された膜の厚さと、前記成膜後ワープ値と前記初期ワープ値の差との関係に基づいて、前記条件を有するシリコンウェーハのヤング率を見積もる工程と
を有することを特徴とするシリコンウェーハの評価方法。 - デバイス製造工程でシリコンウェーハ表面に成膜を行ったときのシリコンウェーハのワープ値を予測し、成膜後に所望のワープ値が得られることが予測されるシリコンウェーハを選別して該選別したシリコンウェーハに成膜を行うシリコンウェーハの製造方法であって、
互いに異なる条件を有する複数のシリコンウェーハのそれぞれのヤング率を、請求項1又は請求項2に記載のシリコンウェーハの評価方法を用いて見積もる工程と、
前記見積もったヤング率から、前記互いに異なる条件を有する複数のシリコンウェーハの、前記デバイス製造工程での成膜条件における成膜後のワープ値を予測し、前記ヤング率と前記デバイス製造工程における成膜後のワープ値との関係を予め求める工程と、
前記ヤング率と成膜後のワープ値との関係に基づいて、成膜後のワープ値の予測値が所望の範囲内となるシリコンウェーハを選別して前記デバイス製造工程に投入し、前記成膜条件で成膜を行う工程と
を有する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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