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

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JPH10189677A
JPH10189677A JP8357515A JP35751596A JPH10189677A JP H10189677 A JPH10189677 A JP H10189677A JP 8357515 A JP8357515 A JP 8357515A JP 35751596 A JP35751596 A JP 35751596A JP H10189677 A JPH10189677 A JP H10189677A
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pit density
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wafer
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Hisami Motoura
久実 元浦
Koichiro Hayashida
広一郎 林田
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Komatsu Electronic Metals Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウェーハ
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。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイスには、一般にCZ法また
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。
【0003】シリコンウェーハに鏡面仕上げのための研
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。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記半導体シリコンウ
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。
【0005】本発明は上記従来の問題点に着目してなさ
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。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
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。
【0007】また、上記シリコンウェーハの評価方法に
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。
【0008】
【発明の実施の形態および実施例】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。
【0009】上記手順により算出し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
5 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。
【0010】次に、本発明に係るシリコンウェーハの評
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。
【0011】本発明におけるエッチピット密度判定値の
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。
【0012】図2は、上記MOSキャパシタ構成のシリ
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
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。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、シ
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。
【0014】また、本発明による評価方法は、シリコン
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるシリコンウェーハの評価手順を示
す工程図である。
【図2】シリコンウェーハのエッチピット密度と絶縁破
壊電界強度との関係を示す図である。
【手続補正書】
【提出日】平成9年1月31日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】半導体デバイスには、一般にCZ法また
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。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年2月4日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】また、上記シリコンウェーハの評価方法に
おいて、選択エッチング後のエッチピット密度判定値を
5×10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
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】上記手順により算出し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
個/cm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5×10個/cm とし、それ
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。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】次に、本発明に係るシリコンウェーハの評
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:HNO:CHCOO
H:HO=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、5×10個/cm 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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
JP8357515A 1996-12-27 1996-12-27 シリコンウェーハの評価方法 Pending JPH10189677A (ja)

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