JPH10189677A - シリコンウェーハの評価方法 - Google Patents
シリコンウェーハの評価方法Info
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Abstract
研磨加工および洗浄が酸化膜耐圧にどのような影響を与
えるかを簡易的に予測し、加工工程の品質管理及び改善
に寄与することができるようなシリコンウェーハの評価
方法を提供する。 【解決手段】 この評価方法は、加工工程でシリコンウ
ェーハに発生した加工キズや、目視では判別できない局
部的な残留歪み等に起因する酸化膜耐圧特性の劣化を予
測する方法で、シリコンウェーハに選択エッチングを施
し、ウェーハ表面を深さ0.5〜5μm除去する。次
に、ウェーハ表面のエッチピット数を光学顕微鏡でカウ
ントし、得られたエッチピット密度とエッチピット密度
判定値とに基づいて良否を判定する。前記判定値は5×
105 個/cm2 以下とし、不良と判定されたシリコン
ウェーハの加工ラインに対して工程の改善を行う。
Description
の評価方法に係り、特に詳しくは、シリコンウェーハに
対する鏡面研磨加工の良否およびその要因としての研磨
加工工程の良否を判定するに好適なシリコンウェーハの
評価方法に関する。
はFZ法を用いて製造したシリコン単結晶をスライス
し、外周の面取りを行った後、表裏両面にクラインディ
ング、ラッピング、ポリシング等を施して少なくとも片
面が鏡面仕上げされたシリコンウェーハが用いられる。
削、研磨加工を施すことによって、ウェーハ表面に目視
で確認できるスクラッチ等の加工キズや、目視では判別
できない局部的な残留歪み等(これらを一括して以後加
工欠陥という)が加えられる。特開平8−70009号
公報に開示された半導体シリコンウェーハの製造方法に
よれば、前記目視で判別できない残留歪みの有無は、シ
リコンウェーハに選択エッチングを施せば顕微鏡で確認
可能である。また、前記残留歪みは、シリコンウェーハ
に低温かつ短時間の熱処理を施すことにより消去するこ
とができるとされている。
ェーハの製造方法は、鏡面研磨加工によってシリコンウ
ェーハの表面に生じた残留歪みを消去するための方法で
あり、結果の良否は選択エッチングにより確認すること
ができる。しかしながら、シリコンウェーハに選択エッ
チング等を施しても、確認された加工欠陥が半導体デバ
イスにとって重要な品質特性である酸化膜耐圧等の電気
的特性にどの程度悪影響を与えているかという点につい
ては予測することができない。従って、シリコンウェー
ハの加工工程における品質上の問題点を摘出して改善す
ることが困難であった。
れたもので、シリコンウェーハの加工工程、すなわち鏡
面研磨加工および洗浄と酸化膜耐圧の良否との関係を簡
易的に評価し、加工工程の品質管理及び改善に寄与する
ことができるようなシリコンウェーハの評価方法を提供
することを目的としている。
め、本発明に係るシリコンウェーハの評価方法は、鏡面
研磨加工と洗浄処理とを施したシリコンウェーハの表面
を選択エッチングにより深さ0.5〜5μm除去した
後、光学顕微鏡を用いて表面のエッチピット数をカウン
トし、前記エッチピット数から算出したエッチピット密
度とエッチピット密度判定値とに基づいてシリコンウェ
ーハの良否を判定する構成とした。
おいて、選択エッチング後のエッチピット密度判定値を
5×105 個/cm2 以下とした。
表面を選択エッチングにより深さ0.5〜5μm除去す
ることにより、ウェーハ表面の加工欠陥が光学顕微鏡等
で観察可能なサイズまで拡大される。従って、選択エッ
チング後シリコンウェーハの表面に現れているエッチピ
ット数を光学顕微鏡でカウントすれば、その数値からエ
ッチピット密度を容易に求めることができる。
をエッチピット密度判定値と比較してシリコンウェーハ
の加工の良否を判定するが、酸化膜耐圧が8MV/cm
以上のシリコンウェーハは、エッチピット密度が5×1
05 個/cm2 以下の場合に限られる。従って、エッチ
ピット密度判定値を5×105 個/cm2 以下とするこ
とにより、半導体デバイスに要求されている酸化膜耐圧
特性を満足するか否かを正しく判定することができる。
そして、判定結果が不良であったシリコンウェーハの加
工条件に対して改善を進めればよい。
価方法の実施例について図面を参照して説明する。図1
は本発明の実施例におけるシリコンウェーハの評価手順
を示す工程図で、各ステップの左端に記載した数字は工
程番号である。シリコンウェーハを鏡面研磨加工した
後、表面の洗浄を行う。その後、第1工程で、評価対象
のシリコンウェーハを、HF:HNO3 :CH3COO
H:H2O=1:15:3:x(容積比、xは一般的に
3)からなる選択エッチング液を用いて約0.5〜5μ
mの深さにエッチングする。エッチング開始時の選択エ
ッチング液の温度は20〜25℃とする。次に第2工程
で、前記選択エッチングを施したシリコンウェーハの表
面を光学顕微鏡により観察し、ウェーハの表面に存在す
るエッチピットの個数をカウントする。第3工程では、
カウントしたエッチピット数に基づいてエッチピット密
度を算出し、得られたエッチピット密度をエッチピット
密度判定値と比較して良否を判定する。この場合のエッ
チピット密度判定値は、5×105 個/cm2 以下であ
る。そして、前記手順により不良と判定されたシリコン
ウェーハを加工条件に対する評価とし、それをもとに改
善を実施する。
適否を確認するため、次の実験を行った。光学顕微鏡観
察に基づいてエッチピット密度を算出したシリコンウェ
ーハと同じ結晶及び同じ場所より切りだし片面鏡面加工
されたシリコンウェーハに酸化性雰囲気中で熱処理を施
し、ウェーハ表面に熱酸化膜を形成した。次に、CVD
法を用いて前記熱酸化膜上に多結晶シリコン層を形成
し、フォトリソグラフィにより所定面積、所定個数の多
結晶シリコン電極を形成した。こられの手順を経て、シ
リコンウェーハと多結晶シリコン電極との間に熱酸化膜
からなる絶縁層が介在するMOSキャパシタが構成され
た。そこで、前記多結晶シリコン電極とウェーハとの間
に電圧を印加して酸化膜の絶縁破壊電界強度を測定し
た。
コンウェーハに対して行った絶縁破壊電界強度(酸化膜
耐圧)とエッチピット密度との関係を示す図である。図
中、■、●、▲はそれぞれ研磨加工条件A、B、Cによ
って鏡面仕上げされたシリコンウェーハを示す。また、
○は研磨加工条件Bから得られたシリコンウェーハに表
面状態を変更する処理を加えたものである。これらのシ
リコンウェーハについて絶縁破壊電界強度を測定した結
果、電界強度が10MV/cm以上の良品グループと、
絶縁破壊電界強度が2〜6MV/cmの不良品グループ
とに分類された。前記良品グループのエッチピット密度
は良否判定ラインの左側、すなわち5×105 個/cm
2 以下であり、不良品グループのエッチピット密度は良
否判定ラインの右側、すなわち5×105 個/cm2 を
超えている。これにより、エッチピット密度が5×10
5 個/cm2 以下のシリコンウェーハであれば酸化膜耐
圧に関して良品であることが確認された。
リコンウェーハに対する鏡面研磨加工の良否、特に、従
来の技術では予測が困難であった鏡面研磨加工による酸
化膜耐圧への影響度を、鏡面研磨加工を施したシリコン
ウェーハに選択エッチングを施し、エッチピット密度を
求めるだけで簡易的に評価することができる。従って、
シリコンウェーハの酸化膜耐圧評価を行わなくても、加
工工程の良否を評価して品質の管理、又は改善に結びつ
けることが可能となる。
ウェーハに対する研磨加工工程の良否評価のみに限定さ
れるものではなく、シリコンウェーハの電気的特性につ
いて評価を行う場合の簡易的代用手段として利用するこ
とができる。
す工程図である。
壊電界強度との関係を示す図である。
はFZ法を用いて製造したシリコン単結晶をスライス
し、外周の面取りを行った後、ラッピング、ポリシング
等を施して少なくとも片面が鏡面仕上げされたシリコン
ウェーハが用いられている。 ─────────────────────────────────────────────────────
おいて、選択エッチング後のエッチピット密度判定値を
5×105個とし、エッチピット密度がエッチピット密
度判定値以下であるとき良品と判定する。
をエッチピット密度判定値と比較してシリコンウェーハ
の加工の良否を判定するが、酸化膜耐圧が8MV/cm
以上のシリコンウェーハは、エッチピット密度が5×1
05個/cm2以下の場合に限られる。従って、エッチ
ピット密度判定値を5×105個/cm 2とし、それ以
下を良品とすることにより、半導体デバイスに要求され
ている酸化膜耐圧特性を満足するか否かを正しく判定す
ることができる。そして、判定結果が不良であったシリ
コンウェーハの加工条件に対して改善を進めればよい。
価方法の実施例について図面を参照して説明する。図1
は本発明の実施例におけるシリコンウェーハの評価手順
を示す工程図で、各ステップの左端に記載した数字は工
程番号である。シリコンウェーハを鏡面研磨加工した
後、表面の洗浄を行う。その後、第1工程で、評価対象
のシリコンウェーハを、HF:HNO3:CH3COO
H:H2O=1:15:3:x(容積比、xは一般的に
3)からなる選択エッチング液を用いて約0.5〜5μ
mの深さにエッチングする。エッチング開始時の選択エ
ッチング液の温度は20〜25℃とする。次に第2工程
で、前記選択エッチングを施したシリコンウェーハの表
面を光学顕微鏡により観察し、ウェーハの表面に存在す
るエッチピットの個数をカウントする。第3工程では、
カウントしたエッチピット数に基づいてエッチピット密
度を算出し、得られたエッチピット密度をエッチピット
密度判定値と比較して良否を判定する。この場合のエッ
チピット密度判定値は、5×105個/cm 2とし、良
品はそれ以下である。そして、前記手順により不良と判
定されたシリコンウェーハを加工条件に対する評価と
し、それをもとに改善を実施する。
Claims (2)
- 【請求項1】 鏡面研磨加工と洗浄処理とを施したシリ
コンウェーハの表面を選択エッチングにより深さ0.5
〜5μm除去した後、光学顕微鏡を用いて表面のエッチ
ピット数をカウントし、前記エッチピット数から算出し
たエッチピット密度とエッチピット密度判定値とに基づ
いてシリコンウェーハの良否を判定することを特徴とす
るシリコンウェーハの評価方法。 - 【請求項2】 選択エッチング後のエッチピット密度判
定値を5×105 個/cm2 以下としたことを特徴とす
る請求項1記載のシリコンウェーハの評価方法。
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
JP8357515A JPH10189677A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | シリコンウェーハの評価方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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