JPH10335402A - 半導体ウェーハの評価方法及び半導体装置の製造方法及びその方法により製造された半導体装置 - Google Patents
半導体ウェーハの評価方法及び半導体装置の製造方法及びその方法により製造された半導体装置Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸化膜耐圧特性の評価において、評価のター
ンアラウンドタイムが短く、プロセス装置及び酸化膜耐
圧特性評価装置の必要ない半導体ウェーハの評価方法及
び半導体装置の製造方法及びその方法により製造された
半導体装置を得る。 【解決手段】 ＳＣ−１液槽２を用いてサンプルウェー
ハ１をエッチングして鏡面研磨等を含む加工プロセスに
よって生じる加工欠陥をピットに変化させる。このピッ
トを異物検査装置を用いてピット数を検出し、この検出
されたピット数と、予め求められているピット数−酸化
膜耐圧特性の関係を用いれば、サンプルウェーハ１の酸
化膜耐圧特性の評価を行うことができる。
ンアラウンドタイムが短く、プロセス装置及び酸化膜耐
圧特性評価装置の必要ない半導体ウェーハの評価方法及
び半導体装置の製造方法及びその方法により製造された
半導体装置を得る。 【解決手段】 ＳＣ−１液槽２を用いてサンプルウェー
ハ１をエッチングして鏡面研磨等を含む加工プロセスに
よって生じる加工欠陥をピットに変化させる。このピッ
トを異物検査装置を用いてピット数を検出し、この検出
されたピット数と、予め求められているピット数−酸化
膜耐圧特性の関係を用いれば、サンプルウェーハ１の酸
化膜耐圧特性の評価を行うことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、信頼性の高いゲ
ート酸化膜を有する半導体装置を得る為の半導体ウェー
ハの評価方法及びその評価方法で評価された半導体ウェ
ーハを用いて半導体装置を製造する半導体装置の製造方
法及びその方法により製造された半導体装置に関する。
ート酸化膜を有する半導体装置を得る為の半導体ウェー
ハの評価方法及びその評価方法で評価された半導体ウェ
ーハを用いて半導体装置を製造する半導体装置の製造方
法及びその方法により製造された半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の微細化及び大面積化に
ともない、ＭＯＳデバイスにおけるゲート酸化膜の信頼
性の向上はより重要となっている。ゲート酸化膜の信頼
性は、このゲート酸化膜が形成される半導体ウェーハの
品質によって左右される。したがって、信頼性の高いゲ
ート酸化膜を有する半導体装置を得るためには、事前に
この製造において半導体ウェーハの評価を行う必要があ
る。
ともない、ＭＯＳデバイスにおけるゲート酸化膜の信頼
性の向上はより重要となっている。ゲート酸化膜の信頼
性は、このゲート酸化膜が形成される半導体ウェーハの
品質によって左右される。したがって、信頼性の高いゲ
ート酸化膜を有する半導体装置を得るためには、事前に
この製造において半導体ウェーハの評価を行う必要があ
る。
【０００３】ゲート酸化膜の信頼性を左右する要因は、 シリコン結晶中の酸素濃度によるシリコン結晶品質 単結晶成長中の熱履歴により発生する結晶欠陥による
シリコン結晶品質 ゲート酸化膜成膜前の熱処理により発生する結晶欠陥
の挙動によるシリコン結晶品質 が主として考えられていた。
シリコン結晶品質 ゲート酸化膜成膜前の熱処理により発生する結晶欠陥
の挙動によるシリコン結晶品質 が主として考えられていた。
【０００４】しかしながら、近年の半導体製造プロセス
の低温化にともない、上記〜だけでなく、 鏡面研磨等の加工プロセスによって生じる加工欠陥に
よるシリコン結晶品質もゲート酸化膜の信頼性を左右す
る要因としてあげられてきている。
の低温化にともない、上記〜だけでなく、 鏡面研磨等の加工プロセスによって生じる加工欠陥に
よるシリコン結晶品質もゲート酸化膜の信頼性を左右す
る要因としてあげられてきている。
【０００５】半導体ウェーハの評価に関しては、例えば
特開平４−２１２４３３号公報や特開平７−２０６５９
１号公報がある。この２つの公報には、半導体ウェーハ
上に形成される素子の歩留り低下等の半導体ウェーハ側
の原因として基板表面の結晶欠陥を挙げているが、上記
については述べられていない。
特開平４−２１２４３３号公報や特開平７−２０６５９
１号公報がある。この２つの公報には、半導体ウェーハ
上に形成される素子の歩留り低下等の半導体ウェーハ側
の原因として基板表面の結晶欠陥を挙げているが、上記
については述べられていない。
【０００６】信頼性の高いゲート酸化膜を有する半導体
装置を得るために、半導体装置の製造における従来の半
導体ウェーハの評価は、実際に形成されたゲート酸化膜
を利用して行われる。すなわち、鏡面研磨後の評価対象
の半導体ウェーハ上に、プロセス装置を用いて酸化、パ
ターニング、配線形成等の処理を施すことにより、実際
にゲート酸化膜を有するＭＯＳ構造のテストパターンを
形成する。次に、酸化膜耐圧特性（例えばＴＤＤＢ（Ti
me Dpendent Dielectric breakdown）特性）を測定する
ための酸化膜耐圧特性評価装置（テスタ等）を用いて、
このテストパターンに対して酸化膜耐圧特性を測定す
る。次に、前記測定結果から半導体ウェーハを評価す
る。
装置を得るために、半導体装置の製造における従来の半
導体ウェーハの評価は、実際に形成されたゲート酸化膜
を利用して行われる。すなわち、鏡面研磨後の評価対象
の半導体ウェーハ上に、プロセス装置を用いて酸化、パ
ターニング、配線形成等の処理を施すことにより、実際
にゲート酸化膜を有するＭＯＳ構造のテストパターンを
形成する。次に、酸化膜耐圧特性（例えばＴＤＤＢ（Ti
me Dpendent Dielectric breakdown）特性）を測定する
ための酸化膜耐圧特性評価装置（テスタ等）を用いて、
このテストパターンに対して酸化膜耐圧特性を測定す
る。次に、前記測定結果から半導体ウェーハを評価す
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記半
導体装置の製造における半導体ウェーハの評価は次のよ
うな問題点がある。 テストパターンがサンプルウェーハ上に形成する必要
があるため、評価の開始から半導体ウェーハの評価を行
うまでに要する時間（ターンアラウンドタイム）がかか
る。 テストパターンを形成するためのプロセス装置が必要
である。 酸化膜耐圧特性評価装置が必要である という問題点があげられる。
導体装置の製造における半導体ウェーハの評価は次のよ
うな問題点がある。 テストパターンがサンプルウェーハ上に形成する必要
があるため、評価の開始から半導体ウェーハの評価を行
うまでに要する時間（ターンアラウンドタイム）がかか
る。 テストパターンを形成するためのプロセス装置が必要
である。 酸化膜耐圧特性評価装置が必要である という問題点があげられる。
【０００８】本発明はこれらの問題点を解決するために
なされたものであり、評価のターンアラウンドタイムが
短く、プロセス装置及び酸化膜耐圧特性評価装置の必要
ない、鏡面研磨等の加工プロセスによって生じる加工欠
陥を考慮した半導体ウェーハの評価方法及び半導体装置
の製造方法及びその方法により製造された半導体装置を
得ることを目的とする。
なされたものであり、評価のターンアラウンドタイムが
短く、プロセス装置及び酸化膜耐圧特性評価装置の必要
ない、鏡面研磨等の加工プロセスによって生じる加工欠
陥を考慮した半導体ウェーハの評価方法及び半導体装置
の製造方法及びその方法により製造された半導体装置を
得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
課題解決手段は、（ａ）鏡面研磨が施された半導体ウェ
ーハを準備するステップと、（ｂ）前記鏡面研磨を含む
研削研磨によって生じる加工欠陥をピットに変化させる
とともに、前記半導体ウェーハ表面下の欠陥を、検出可
能な大きさのピットに、変化させるステップと、（ｃ）
前記（ｂ）ステップの後、前記半導体ウェーハ表面上の
ピット数を検出するステップと、（ｄ）前記（ｃ）ステ
ップにおいて検出されたピット数に基づいて、前記半導
体ウェーハの酸化膜耐圧特性の評価を行うステップとを
備える。
課題解決手段は、（ａ）鏡面研磨が施された半導体ウェ
ーハを準備するステップと、（ｂ）前記鏡面研磨を含む
研削研磨によって生じる加工欠陥をピットに変化させる
とともに、前記半導体ウェーハ表面下の欠陥を、検出可
能な大きさのピットに、変化させるステップと、（ｃ）
前記（ｂ）ステップの後、前記半導体ウェーハ表面上の
ピット数を検出するステップと、（ｄ）前記（ｃ）ステ
ップにおいて検出されたピット数に基づいて、前記半導
体ウェーハの酸化膜耐圧特性の評価を行うステップとを
備える。
【００１０】本発明の請求項２に係る課題解決手段にお
いて、前記（ｂ）ステップは、前記半導体ウェーハのう
ち、前記半導体ウェーハの表面から２０ｎｍよりも深い
前記半導体ウェーハ内の位置までを除去するステップを
備える。
いて、前記（ｂ）ステップは、前記半導体ウェーハのう
ち、前記半導体ウェーハの表面から２０ｎｍよりも深い
前記半導体ウェーハ内の位置までを除去するステップを
備える。
【００１１】本発明の請求項３に係る課題解決手段にお
いて、前記（ｂ）ステップは、ＮＨ4ＯＨ、Ｈ2Ｏ2及び
Ｈ2Ｏの混合液を用いて前記半導体ウェーハの表面を除
去するステップを備える。
いて、前記（ｂ）ステップは、ＮＨ4ＯＨ、Ｈ2Ｏ2及び
Ｈ2Ｏの混合液を用いて前記半導体ウェーハの表面を除
去するステップを備える。
【００１２】本発明の請求項４に係る課題解決手段にお
いて、前記（ｂ）ステップは、前記半導体ウェーハを加
熱して当該半導体ウェーハ表面に酸化膜を形成した後、
前記半導体ウェーハを溶かすことなく前記酸化膜のみを
除去し得る溶液を用いて、前記酸化膜を除去するステッ
プを備える。
いて、前記（ｂ）ステップは、前記半導体ウェーハを加
熱して当該半導体ウェーハ表面に酸化膜を形成した後、
前記半導体ウェーハを溶かすことなく前記酸化膜のみを
除去し得る溶液を用いて、前記酸化膜を除去するステッ
プを備える。
【００１３】本発明の請求項５に係る課題解決手段にお
いて、前記（ａ）ステップは、（ａ−１）あるロット内
の複数の半導体ウェーハを準備するステップと、（ａ−
２）前記ロット内の複数の半導体ウェーハの内から所定
数をサンプルウェーハとして抽出するステップとを備
え、（ｅ）前記（ｄ）ステップの評価の結果、前記サン
プルウェーハが良品と評価されたときには、前記ロット
を良品と判断するステップをさらに備える。
いて、前記（ａ）ステップは、（ａ−１）あるロット内
の複数の半導体ウェーハを準備するステップと、（ａ−
２）前記ロット内の複数の半導体ウェーハの内から所定
数をサンプルウェーハとして抽出するステップとを備
え、（ｅ）前記（ｄ）ステップの評価の結果、前記サン
プルウェーハが良品と評価されたときには、前記ロット
を良品と判断するステップをさらに備える。
【００１４】本発明の請求項６に係る課題解決手段は、
請求項５記載の半導体ウェーハの評価方法によって評価
された前記半導体ウェーハのうち、前記（ｅ）ステップ
において良品と判断されたロット内の前記半導体ウェー
ハ上に所定の半導体装置を形成する。
請求項５記載の半導体ウェーハの評価方法によって評価
された前記半導体ウェーハのうち、前記（ｅ）ステップ
において良品と判断されたロット内の前記半導体ウェー
ハ上に所定の半導体装置を形成する。
【００１５】本発明の請求項７に係る課題解決手段にお
ける半導体装置は、請求項６記載の半導体装置の製造方
法により製造される。
ける半導体装置は、請求項６記載の半導体装置の製造方
法により製造される。
【００１６】
実施の形態１．まず、本発明の実施の形態１における半
導体装置の製造方法を図１〜図４を用いて説明する。図
１は本発明における半導体ウェーハの評価方法から半導
体装置の製造方法を示すフローチャートである。
導体装置の製造方法を図１〜図４を用いて説明する。図
１は本発明における半導体ウェーハの評価方法から半導
体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【００１７】ステップ１０１を参照して複数の半導体ウ
ェーハは、１つの育成された半導体インゴットを切断し
て製造される。
ェーハは、１つの育成された半導体インゴットを切断し
て製造される。
【００１８】次に、ステップ１０２を参照してステップ
１０１において製造された複数の半導体ウェーハがそれ
ぞれ鏡面研磨等の加工プロセス（研削研磨）が施され
る。このステップ１０２において加工された複数の半導
体ウェーハがロット内の複数の半導体ウェーハである。
このようにしてステップ１０２では、あるロット内の複
数の半導体ウェーハを準備する。また、このロット内の
複数の半導体ウェーハには、鏡面研磨等の加工プロセス
によって生じる加工欠陥が存在しているとする。
１０１において製造された複数の半導体ウェーハがそれ
ぞれ鏡面研磨等の加工プロセス（研削研磨）が施され
る。このステップ１０２において加工された複数の半導
体ウェーハがロット内の複数の半導体ウェーハである。
このようにしてステップ１０２では、あるロット内の複
数の半導体ウェーハを準備する。また、このロット内の
複数の半導体ウェーハには、鏡面研磨等の加工プロセス
によって生じる加工欠陥が存在しているとする。
【００１９】次に、ステップ１０３を参照してステップ
１０２において準備されたロット内の複数の半導体ウェ
ーハの内から所定数をサンプルウェーハとして抽出す
る。所定数は単数又は複数でもよい。ステップ１０３に
おいて抽出されたサンプルウェーハの例を図２に示す。
図２に示すサンプルウェーハ１は大きさが２００ｍｍφ
であり鏡面研磨されている。
１０２において準備されたロット内の複数の半導体ウェ
ーハの内から所定数をサンプルウェーハとして抽出す
る。所定数は単数又は複数でもよい。ステップ１０３に
おいて抽出されたサンプルウェーハの例を図２に示す。
図２に示すサンプルウェーハ１は大きさが２００ｍｍφ
であり鏡面研磨されている。
【００２０】以上のようにステップ１０１〜ステップ１
０３では、最終的に鏡面研磨が施された半導体ウェーハ
を準備する。
０３では、最終的に鏡面研磨が施された半導体ウェーハ
を準備する。
【００２１】次にステップ１０４を参照して異物検査装
置を用いて図２に示すサンプルウェーハ１表面のパーテ
ィクル数を検出する。異物検査装置は、例えばTencor社
製のSurfscan6200があり、これを用いる。この装置を用
いて検出されるパーティクルの大きさは、約０．１０〜
０．１４μｍφ以上である。
置を用いて図２に示すサンプルウェーハ１表面のパーテ
ィクル数を検出する。異物検査装置は、例えばTencor社
製のSurfscan6200があり、これを用いる。この装置を用
いて検出されるパーティクルの大きさは、約０．１０〜
０．１４μｍφ以上である。
【００２２】パーティクルの検出原理は次の通りであ
る。すなわち、図５を参照してサンプルウェーハ１表面
をレーザ光１ａにより走査すると、パーティクルである
異物１ｂからの光散乱が生じる。検出器１ｄ（例えばフ
ォトダイオード等）は、レンズ１ｃを介して光散乱を検
出する。異物検査装置は、この検出された光散乱の強度
を測定することにより、異物１ｂの位置及び大きさを検
出する。なお、異物検査装置が検出するパーティクルに
は、サンプルウェーハ１表面に付着している異物１ｂの
他に、結晶欠陥のピット１ｂ’（Crystal Originated P
article）もある。
る。すなわち、図５を参照してサンプルウェーハ１表面
をレーザ光１ａにより走査すると、パーティクルである
異物１ｂからの光散乱が生じる。検出器１ｄ（例えばフ
ォトダイオード等）は、レンズ１ｃを介して光散乱を検
出する。異物検査装置は、この検出された光散乱の強度
を測定することにより、異物１ｂの位置及び大きさを検
出する。なお、異物検査装置が検出するパーティクルに
は、サンプルウェーハ１表面に付着している異物１ｂの
他に、結晶欠陥のピット１ｂ’（Crystal Originated P
article）もある。
【００２３】サンプルウェーハ１の清浄度が十分に管理
された加工ラインで製造されている場合、通常０．１２
μｍφ以上のパーティクル数は０〜１００個である。ま
た、この場合のパーティクルは、サンプルウェーハ１表
面に付着している異物１ｂが洗浄されて除去されている
ため、主としてピット１ｂ’である。
された加工ラインで製造されている場合、通常０．１２
μｍφ以上のパーティクル数は０〜１００個である。ま
た、この場合のパーティクルは、サンプルウェーハ１表
面に付着している異物１ｂが洗浄されて除去されている
ため、主としてピット１ｂ’である。
【００２４】もし、このステップ１０４において検出さ
れたパーティクル数が予め定められた数より多ければ、
この時点でこのサンプルウェーハ１のロット内の複数の
半導体ウェーハを全て不良品と判断できる。
れたパーティクル数が予め定められた数より多ければ、
この時点でこのサンプルウェーハ１のロット内の複数の
半導体ウェーハを全て不良品と判断できる。
【００２５】次に、ステップ１０５を参照して図３に示
すようにサンプルウェーハ１をＳＣ−１液槽２内に浸
す。このＳＣ−１液槽２はＮＨ4ＯＨ、Ｈ2Ｏ2及びＨ2Ｏ
の混合液を満たした液槽である。サンプルウェーハ１を
ＳＣ−１液槽２内に浸すと、サンプルウェーハ１表面に
おける酸化膜の形成と、この酸化膜の除去とが同時に行
われる。この酸化膜の形成及びこの除去により、サンプ
ルウェーハ１の表面がエッチングされて除去される。特
に加工欠陥においてエッチングされる量は多いため、加
工欠陥はピットに変化する。そして半導体ウェーハ表面
下の欠陥、すなわち、加工欠陥が変化したピット及びス
テップ１０２において既に存在しているピットは、エッ
チングにより異物検査装置によって検出可能な大きさの
ピットに変化する。
すようにサンプルウェーハ１をＳＣ−１液槽２内に浸
す。このＳＣ−１液槽２はＮＨ4ＯＨ、Ｈ2Ｏ2及びＨ2Ｏ
の混合液を満たした液槽である。サンプルウェーハ１を
ＳＣ−１液槽２内に浸すと、サンプルウェーハ１表面に
おける酸化膜の形成と、この酸化膜の除去とが同時に行
われる。この酸化膜の形成及びこの除去により、サンプ
ルウェーハ１の表面がエッチングされて除去される。特
に加工欠陥においてエッチングされる量は多いため、加
工欠陥はピットに変化する。そして半導体ウェーハ表面
下の欠陥、すなわち、加工欠陥が変化したピット及びス
テップ１０２において既に存在しているピットは、エッ
チングにより異物検査装置によって検出可能な大きさの
ピットに変化する。
【００２６】さらにステップ１０５において、酸化膜の
除去と同時に図２のサンプルウェーハ１表面に付着して
いる異物１ｂ（図５参照）も除去される。このようにス
テップ１０５では、ＳＣ−１を用いてサンプルウェーハ
１の表面を除去することで、鏡面研磨等の加工プロセス
によって生じる加工欠陥をピットに変化させるととも
に、サンプルウェーハ１表面下の欠陥を、異物検査装置
にて検出可能な大きさのピットに、変化させる。
除去と同時に図２のサンプルウェーハ１表面に付着して
いる異物１ｂ（図５参照）も除去される。このようにス
テップ１０５では、ＳＣ−１を用いてサンプルウェーハ
１の表面を除去することで、鏡面研磨等の加工プロセス
によって生じる加工欠陥をピットに変化させるととも
に、サンプルウェーハ１表面下の欠陥を、異物検査装置
にて検出可能な大きさのピットに、変化させる。
【００２７】次に、ステップ１０５の後、ステップ１０
６を参照してサンプルウェーハ１をＳＣ−１液槽２内か
ら取り出す。図４に示すサンプルウェーハ１はＳＣ−１
液槽２内から取り出されたサンプルウェーハである。ま
た該液槽２内から取り出されたサンプルウェーハ１表面
上のパーティクルは、上述したようにステップ１０５に
おいて異物が除去されているため、主としてピットであ
る。そして異物検査装置を用いて、ＳＣ−１液槽２を用
いてエッチングされたサンプルウェーハ１表面上のピッ
トを検出する。
６を参照してサンプルウェーハ１をＳＣ−１液槽２内か
ら取り出す。図４に示すサンプルウェーハ１はＳＣ−１
液槽２内から取り出されたサンプルウェーハである。ま
た該液槽２内から取り出されたサンプルウェーハ１表面
上のパーティクルは、上述したようにステップ１０５に
おいて異物が除去されているため、主としてピットであ
る。そして異物検査装置を用いて、ＳＣ−１液槽２を用
いてエッチングされたサンプルウェーハ１表面上のピッ
トを検出する。
【００２８】ステップ１０６において、サンプルウェー
ハ１に不具合がない場合、検出される０．１２μｍφ以
上のパーティクル数は、除去されるサンプルウェーハ１
の表面からの深さ（以下「除去量」と称す）に左右され
るが、通常、約数１０００個である。不具合とはステッ
プ１０２の鏡面研磨等の加工プロセスによって生じる加
工欠陥が多いことをいう。この場合のパーティクルの増
加の原因は、サンプルウェーハ１がＳＣ−１液槽２を用
いてエッチングされたことにより、ピットの大きさが異
物検査装置の検出可能な大きさに変化したためである。
ハ１に不具合がない場合、検出される０．１２μｍφ以
上のパーティクル数は、除去されるサンプルウェーハ１
の表面からの深さ（以下「除去量」と称す）に左右され
るが、通常、約数１０００個である。不具合とはステッ
プ１０２の鏡面研磨等の加工プロセスによって生じる加
工欠陥が多いことをいう。この場合のパーティクルの増
加の原因は、サンプルウェーハ１がＳＣ−１液槽２を用
いてエッチングされたことにより、ピットの大きさが異
物検査装置の検出可能な大きさに変化したためである。
【００２９】一方、サンプルウェーハ１に不具合がある
場合、検出される０．１２μｍφ以上のパーティクル数
は、通常、不具合がない場合の数１０倍（約数１０００
０個）である。この場合のパーティクル数の増加の原因
は、サンプルウェーハ１がＳＣ −１液槽２を用いてエ
ッチングされたことにより、ピットの大きさが、異物検
査装置の検出可能な大きさに変化したことに加え、加工
欠陥がピットに変化したためである。
場合、検出される０．１２μｍφ以上のパーティクル数
は、通常、不具合がない場合の数１０倍（約数１０００
０個）である。この場合のパーティクル数の増加の原因
は、サンプルウェーハ１がＳＣ −１液槽２を用いてエ
ッチングされたことにより、ピットの大きさが、異物検
査装置の検出可能な大きさに変化したことに加え、加工
欠陥がピットに変化したためである。
【００３０】次に、ステップ１０７を参照してステップ
１０６において検出されたピット数に基づいて半導体ウ
ェーハの酸化膜耐圧特性の評価を行う。以下、詳細にス
テップ１０７について説明する。図６は異なる４つのロ
ット内のサンプルウェーハ１に対してステップ１０４〜
１０６によって得られた結果例を示すグラフである。図
６の横軸は除去量（単位：ｎｍ）、縦軸は検出されたピ
ットのピット密度（単位：個／ｃｍ2；ピットの大きさ
は０．１２μｍφ以上）である。図６に示すように除去
量が２０ｎｍより浅い場合では、サンプルウェーハ１の
ピット密度に大差はない。しかし除去量が２０ｎｍより
深い場合では、サンプルウェーハ１のピット密度に大差
が生じる。すなわちサンプルウェーハ１は、除去量が２
０ｎｍより深いピット密度の大小に応じて２分される。
これは、ステップ１０２の鏡面研磨等の加工プロセスに
よって生じる加工欠陥が、半導体ウェーハのうち半導体
ウェーハの表面から２０ｎｍよりも深い半導体ウェーハ
内の位置までを除去することにより、異物検査装置が検
出可能な大きさのピットとして顕在化するためである。
検出されたピットのピット密度が比較的小さいサンプル
ウェーハ１には不具合がないと判断されるものとし、検
出されたピットのピット密度が比較的大きい場合には不
具合があると判断されるものとする。例えば除去量を２
０ｎｍより大きくして検出されたピットのピット密度が
１０個／ｃｍ2以下の場合には不具合がないと判断し、
検出されたピットのピット密度が７０個／ｃｍ2以上の
場合には不具合があると判断する。
１０６において検出されたピット数に基づいて半導体ウ
ェーハの酸化膜耐圧特性の評価を行う。以下、詳細にス
テップ１０７について説明する。図６は異なる４つのロ
ット内のサンプルウェーハ１に対してステップ１０４〜
１０６によって得られた結果例を示すグラフである。図
６の横軸は除去量（単位：ｎｍ）、縦軸は検出されたピ
ットのピット密度（単位：個／ｃｍ2；ピットの大きさ
は０．１２μｍφ以上）である。図６に示すように除去
量が２０ｎｍより浅い場合では、サンプルウェーハ１の
ピット密度に大差はない。しかし除去量が２０ｎｍより
深い場合では、サンプルウェーハ１のピット密度に大差
が生じる。すなわちサンプルウェーハ１は、除去量が２
０ｎｍより深いピット密度の大小に応じて２分される。
これは、ステップ１０２の鏡面研磨等の加工プロセスに
よって生じる加工欠陥が、半導体ウェーハのうち半導体
ウェーハの表面から２０ｎｍよりも深い半導体ウェーハ
内の位置までを除去することにより、異物検査装置が検
出可能な大きさのピットとして顕在化するためである。
検出されたピットのピット密度が比較的小さいサンプル
ウェーハ１には不具合がないと判断されるものとし、検
出されたピットのピット密度が比較的大きい場合には不
具合があると判断されるものとする。例えば除去量を２
０ｎｍより大きくして検出されたピットのピット密度が
１０個／ｃｍ2以下の場合には不具合がないと判断し、
検出されたピットのピット密度が７０個／ｃｍ2以上の
場合には不具合があると判断する。
【００３１】したがって、ステップ１０５は除去量を２
０ｎｍより深くしてサンプルウェーハ１のうち、サンプ
ルウェーハ１の表面から２０ｎｍよりも深いサンプルウ
ェーハ１内の位置までを除去する必要がある。この除去
量が２０ｎｍより深くなるエッチングの条件は、例えば
ＳＣ−１液の温度が８０度以上かつエッチングの時間が
３０分以上である。
０ｎｍより深くしてサンプルウェーハ１のうち、サンプ
ルウェーハ１の表面から２０ｎｍよりも深いサンプルウ
ェーハ１内の位置までを除去する必要がある。この除去
量が２０ｎｍより深くなるエッチングの条件は、例えば
ＳＣ−１液の温度が８０度以上かつエッチングの時間が
３０分以上である。
【００３２】図７〜図１２は、互いに異なるロットＡ、
Ｂ内のサンプルウェーハ１に対してステップ１０４〜１
０６によって得られた実例図である。図７〜図９はロッ
トＡ（サンプルウェーハ１の大きさは２００ｍｍφ）に
対応するものを示している。図１０〜図１２はロットＡ
とは異なるロットＢ（サンプルウェーハ１の大きさは２
００ｍｍφ）に対応するものを示している。図７及び図
１０は図２のサンプルウェーハ１のパーティクルマップ
（パーティクルの大きさは０．１２μｍφ以上）を示
す。図８及び図１１は図４のサンプルウェーハ１（除去
量は２４ｎｍ）のパーティクルマップ（パーティクルの
大きさは０．１２μｍφ以上）を示す。図９及び図１２
はＴＤＤＢ特性を示している。
Ｂ内のサンプルウェーハ１に対してステップ１０４〜１
０６によって得られた実例図である。図７〜図９はロッ
トＡ（サンプルウェーハ１の大きさは２００ｍｍφ）に
対応するものを示している。図１０〜図１２はロットＡ
とは異なるロットＢ（サンプルウェーハ１の大きさは２
００ｍｍφ）に対応するものを示している。図７及び図
１０は図２のサンプルウェーハ１のパーティクルマップ
（パーティクルの大きさは０．１２μｍφ以上）を示
す。図８及び図１１は図４のサンプルウェーハ１（除去
量は２４ｎｍ）のパーティクルマップ（パーティクルの
大きさは０．１２μｍφ以上）を示す。図９及び図１２
はＴＤＤＢ特性を示している。
【００３３】まず、図７及び図１０を参照してロットＡ
及びロットＢのサンプルウェーハ１表面上のパーティク
ル数の分布状況は、図２のサンプルウェーハ１では大差
がない。しかし図８及び図１１を参照してロットＡ及び
ロットＢのサンプルウェーハ１表面上のパーティクル数
の分布状況は、図４のサンプルウェーハ１では大差があ
る。図８のパーティクル数は、大幅に増加して約３００
００個であるのに対し、図１１のパーティクル数は約１
０００個である。この差の原因は、ロットＡのサンプル
ウェーハ１には多くの加工欠陥があるためである。さら
に図９及び図１２を参照してロットＡのサンプルウェー
ハ１の絶縁破壊は一定のストレスが約１秒間与えられる
と生じるのに対し、ロットＢのサンプルウェーハ１の絶
縁破壊は同一のストレスを１秒間与えられても生じな
い。図７〜図１２から分かるように、鏡面研磨後のサン
プルウェーハ１の評価は、従来のようにテストパターン
を形成して酸化膜耐圧特性を酸化膜耐圧特性測定装置を
用いて測定しなくても、ＳＣ−１液槽２を用いたエッチ
ングを利用すれば可能である。
及びロットＢのサンプルウェーハ１表面上のパーティク
ル数の分布状況は、図２のサンプルウェーハ１では大差
がない。しかし図８及び図１１を参照してロットＡ及び
ロットＢのサンプルウェーハ１表面上のパーティクル数
の分布状況は、図４のサンプルウェーハ１では大差があ
る。図８のパーティクル数は、大幅に増加して約３００
００個であるのに対し、図１１のパーティクル数は約１
０００個である。この差の原因は、ロットＡのサンプル
ウェーハ１には多くの加工欠陥があるためである。さら
に図９及び図１２を参照してロットＡのサンプルウェー
ハ１の絶縁破壊は一定のストレスが約１秒間与えられる
と生じるのに対し、ロットＢのサンプルウェーハ１の絶
縁破壊は同一のストレスを１秒間与えられても生じな
い。図７〜図１２から分かるように、鏡面研磨後のサン
プルウェーハ１の評価は、従来のようにテストパターン
を形成して酸化膜耐圧特性を酸化膜耐圧特性測定装置を
用いて測定しなくても、ＳＣ−１液槽２を用いたエッチ
ングを利用すれば可能である。
【００３４】したがって、以後、他のロット内における
鏡面研磨後のサンプルウェーハ１の評価は次のように行
うことができる。まず、サンプルウェーハ１に対してス
テップ１０４〜１０６を行う。そしてステップ１０６に
おいて検出されたピット数と予め求められているピット
数−酸化膜耐圧特性の関係（ここでは、図７〜図９の関
係及び図１０〜図１２の関係）とを比較してサンプルウ
ェーハ１の酸化膜耐圧特性の評価を行う。例えばステッ
プ１０６において検出されたピット数が図８のピット数
とほぼ同じであれば、このサンプルウェーハ１の酸化膜
耐圧特性は図９のようになるであろうと評価される。
鏡面研磨後のサンプルウェーハ１の評価は次のように行
うことができる。まず、サンプルウェーハ１に対してス
テップ１０４〜１０６を行う。そしてステップ１０６に
おいて検出されたピット数と予め求められているピット
数−酸化膜耐圧特性の関係（ここでは、図７〜図９の関
係及び図１０〜図１２の関係）とを比較してサンプルウ
ェーハ１の酸化膜耐圧特性の評価を行う。例えばステッ
プ１０６において検出されたピット数が図８のピット数
とほぼ同じであれば、このサンプルウェーハ１の酸化膜
耐圧特性は図９のようになるであろうと評価される。
【００３５】ステップ１０７において、不具合があると
判断されたサンプルウェーハ１には、信頼性の高いゲー
ト酸化膜を形成することが困難なため、このサンプルウ
ェーハ１を不良品と評価する。逆に不具合がないと判断
されたサンプルウェーハ１を良品と評価する。
判断されたサンプルウェーハ１には、信頼性の高いゲー
ト酸化膜を形成することが困難なため、このサンプルウ
ェーハ１を不良品と評価する。逆に不具合がないと判断
されたサンプルウェーハ１を良品と評価する。
【００３６】次に、ステップ１０８を参照してステップ
１０７の評価の結果、サンプルウェーハ１が良品と評価
されたときには、このサンプルウェーハ１のロットを良
品と判断し、サンプルウェーハ１が不良品と評価された
ときには、このサンプルウェーハ１のロットを不良品と
判断する。またステップ１０３において、複数のサンプ
ルウェーハ１が抽出された場合、これらサンプルウェー
ハ１の１つでも不良品と評価されれば、このサンプルウ
ェーハ１のロットを不良品と判断する。
１０７の評価の結果、サンプルウェーハ１が良品と評価
されたときには、このサンプルウェーハ１のロットを良
品と判断し、サンプルウェーハ１が不良品と評価された
ときには、このサンプルウェーハ１のロットを不良品と
判断する。またステップ１０３において、複数のサンプ
ルウェーハ１が抽出された場合、これらサンプルウェー
ハ１の１つでも不良品と評価されれば、このサンプルウ
ェーハ１のロットを不良品と判断する。
【００３７】次に、ステップ１０９及び１１０を参照し
てステップ１０８において良品と判断されたロットは、
不良品と判断されたロットと区別して管理される。次
に、ステップ１１１を参照してサンプルウェーハ１の評
価に応じて良品あるいは不良品と判断されたロットのう
ち、良品のロットを選択して半導体装置の製造に提供す
る。
てステップ１０８において良品と判断されたロットは、
不良品と判断されたロットと区別して管理される。次
に、ステップ１１１を参照してサンプルウェーハ１の評
価に応じて良品あるいは不良品と判断されたロットのう
ち、良品のロットを選択して半導体装置の製造に提供す
る。
【００３８】次に、ステップ１１２を参照してステップ
１１１から提供された良品のロット内の半導体ウェーハ
１０を用いて集積回路を製造する。
１１１から提供された良品のロット内の半導体ウェーハ
１０を用いて集積回路を製造する。
【００３９】次に、ステップ１１３を参照してステップ
１１２の結果、所定の構造の素子を有する集積回路１０
ａが半導体ウェーハ１０上に形成される。この素子はゲ
ート酸化膜を有し、例えばＭＯＳトランジスタやＩＧＢ
Ｔ等である。
１１２の結果、所定の構造の素子を有する集積回路１０
ａが半導体ウェーハ１０上に形成される。この素子はゲ
ート酸化膜を有し、例えばＭＯＳトランジスタやＩＧＢ
Ｔ等である。
【００４０】このようにステップ１１１〜１１３では、
ステップ１０８において良品と判断されたロット内の半
導体ウェーハ上に所定の素子を形成する。
ステップ１０８において良品と判断されたロット内の半
導体ウェーハ上に所定の素子を形成する。
【００４１】図１３はステップ１０２において鏡面研磨
された半導体ウェーハを、ステップ１０３〜１１１を介
さずに、ステップ１１２に提供した場合の集積回路１０
ａの歩留りの日時に対する変動を示すグラフである。一
方、図１４はステップ１０２において鏡面研磨された半
導体ウェーハを、ステップ１０３〜１１１を介してステ
ップ１１２に提供した場合の集積回路１０ａの歩留りの
日時に対する変動を示すグラフである。図１３及び図１
４を対比して明らかなように、図１４の本発明を実施し
て製造された集積回路１０ａの歩留りの変動は、図１３
の本発明を実施せずに製造された集積回路１０ａの歩留
りの変動より小さい。
された半導体ウェーハを、ステップ１０３〜１１１を介
さずに、ステップ１１２に提供した場合の集積回路１０
ａの歩留りの日時に対する変動を示すグラフである。一
方、図１４はステップ１０２において鏡面研磨された半
導体ウェーハを、ステップ１０３〜１１１を介してステ
ップ１１２に提供した場合の集積回路１０ａの歩留りの
日時に対する変動を示すグラフである。図１３及び図１
４を対比して明らかなように、図１４の本発明を実施し
て製造された集積回路１０ａの歩留りの変動は、図１３
の本発明を実施せずに製造された集積回路１０ａの歩留
りの変動より小さい。
【００４２】本実施の形態における半導体装置の製造方
法の効果は次の通りである。すなわち、 （１）サンプルウェーハ１の酸化膜耐圧特性の評価がピ
ット数から行えることにより、テストパターンを形成す
る必要がないためターンアラウンドタイムが短く、プロ
セス装置及び酸化膜耐圧特性評価装置が必要ない。
法の効果は次の通りである。すなわち、 （１）サンプルウェーハ１の酸化膜耐圧特性の評価がピ
ット数から行えることにより、テストパターンを形成す
る必要がないためターンアラウンドタイムが短く、プロ
セス装置及び酸化膜耐圧特性評価装置が必要ない。
【００４３】（２）サンプルウェーハ１の表面から２０
ｎｍよりも深いサンプルウェーハ１内の位置までを除去
したときのステップ１０６において検出されるピット数
は、サンプルウェーハ１の表面から２０ｎｍ未満しか除
去しないときのそれよりも大幅に多い。すなわち、サン
プルウェーハ１の表面から２０ｎｍよりも深いサンプル
ウェーハ１内の位置までを除去したときは、鏡面研磨等
の加工プロセスによって生じる加工欠陥の総数をより正
確に検出できる。
ｎｍよりも深いサンプルウェーハ１内の位置までを除去
したときのステップ１０６において検出されるピット数
は、サンプルウェーハ１の表面から２０ｎｍ未満しか除
去しないときのそれよりも大幅に多い。すなわち、サン
プルウェーハ１の表面から２０ｎｍよりも深いサンプル
ウェーハ１内の位置までを除去したときは、鏡面研磨等
の加工プロセスによって生じる加工欠陥の総数をより正
確に検出できる。
【００４４】（３）ロット内の複数の半導体ウェーハか
ら抽出された半導体ウェーハをサンプルウェーハ１と
し、当該抽出されたサンプルウェーハ１の評価を行う。
そしてロット内のその他の半導体ウェーハを、それらの
評価が抽出されたサンプルウェーハの評価に同じである
として扱って管理すれば、各半導体ウェーハ毎に評価を
行わなくて済むため管理が簡単で済む。
ら抽出された半導体ウェーハをサンプルウェーハ１と
し、当該抽出されたサンプルウェーハ１の評価を行う。
そしてロット内のその他の半導体ウェーハを、それらの
評価が抽出されたサンプルウェーハの評価に同じである
として扱って管理すれば、各半導体ウェーハ毎に評価を
行わなくて済むため管理が簡単で済む。
【００４５】（４）サンプルウェーハ１の評価に応じて
選択してこの選択された半導体ウェーハ上に半導体装置
を形成することにより、半導体装置の品質が向上し、半
導体装置の歩留りの向上や歩留りの変動を抑制すること
が図れる。
選択してこの選択された半導体ウェーハ上に半導体装置
を形成することにより、半導体装置の品質が向上し、半
導体装置の歩留りの向上や歩留りの変動を抑制すること
が図れる。
【００４６】（５）ＳＣ−１液槽２を用いてサンプルウ
ェーハ１の表面を除去すれば、鏡面研磨等の加工プロセ
スによって生じる加工欠陥をピットに変化させるととも
に、半導体ウェーハ表面下の欠陥を、異物検査装置を用
いて検出可能な大きさのピットに、変化させることがで
きる。
ェーハ１の表面を除去すれば、鏡面研磨等の加工プロセ
スによって生じる加工欠陥をピットに変化させるととも
に、半導体ウェーハ表面下の欠陥を、異物検査装置を用
いて検出可能な大きさのピットに、変化させることがで
きる。
【００４７】実施の形態２．次に、本発明の実施の形態
２における半導体装置の製造方法を図１及び図１５〜図
１８を用いて説明する。本実施の形態では、図１に示す
半導体装置の製造方法と同様であるが、ステップ１０４
〜１０７が異なる。以下、本実施の形態におけるステッ
プ１０４〜１０７について説明する。
２における半導体装置の製造方法を図１及び図１５〜図
１８を用いて説明する。本実施の形態では、図１に示す
半導体装置の製造方法と同様であるが、ステップ１０４
〜１０７が異なる。以下、本実施の形態におけるステッ
プ１０４〜１０７について説明する。
【００４８】ステップ１０４を参照して異物検査装置を
用いて図１５に示すサンプルウェーハ１表面のパーティ
クル数を検出する。図１５に示すサンプルウェーハ１
は、ステップ１０３において抽出されたサンプルウェー
ハの例である。図１５に示すサンプルウェーハ１は大き
さが２００ｍｍφであり鏡面研磨されている。異物検査
装置は、例えばTencor社製のSurfscan6200があり、これ
を用いる。この装置を用いて検出されるパーティクルの
大きさは、約０．１０〜０．１４μｍφ以上である。な
お、ステップ１０２において準備されたロット内の複数
の半導体ウェーハには、鏡面研磨等の加工プロセスによ
って生じる加工欠陥が存在しているとする。
用いて図１５に示すサンプルウェーハ１表面のパーティ
クル数を検出する。図１５に示すサンプルウェーハ１
は、ステップ１０３において抽出されたサンプルウェー
ハの例である。図１５に示すサンプルウェーハ１は大き
さが２００ｍｍφであり鏡面研磨されている。異物検査
装置は、例えばTencor社製のSurfscan6200があり、これ
を用いる。この装置を用いて検出されるパーティクルの
大きさは、約０．１０〜０．１４μｍφ以上である。な
お、ステップ１０２において準備されたロット内の複数
の半導体ウェーハには、鏡面研磨等の加工プロセスによ
って生じる加工欠陥が存在しているとする。
【００４９】サンプルウェーハ１の清浄度が十分に管理
された加工ラインで製造されている場合、通常０．１２
μｍφ以上のパーティクル数は０〜１００個、また、こ
の場合のパーティクルは、サンプルウェーハ１表面に付
着している異物１ｂ（図５参照）が洗浄されて除去され
ているため、主としてピット１ｂ’である。
された加工ラインで製造されている場合、通常０．１２
μｍφ以上のパーティクル数は０〜１００個、また、こ
の場合のパーティクルは、サンプルウェーハ１表面に付
着している異物１ｂ（図５参照）が洗浄されて除去され
ているため、主としてピット１ｂ’である。
【００５０】もし、このステップ１０４において検出さ
れたパーティクル数が予め定められた数より多ければ、
この時点でこのサンプルウェーハ１のロット内の複数の
半導体ウェーハを全て不良品と判断できる。
れたパーティクル数が予め定められた数より多ければ、
この時点でこのサンプルウェーハ１のロット内の複数の
半導体ウェーハを全て不良品と判断できる。
【００５１】次に、ステップ１０５を参照して図１６に
示すようにサンプルウェーハ１を加熱により酸化（熱酸
化）することで、熱酸化膜３をサンプルウェーハ１の表
面に形成する。特に加工欠陥に形成される熱酸化膜３の
膜厚は加工欠陥がない部分より厚い。次に、図１７に示
すように熱酸化膜３が形成されたサンプルウェーハ１を
フッ酸（ＨＦ）を満たしたフッ酸液槽４内に浸す。この
フッ酸は半導体ウェーハを溶かすことなく熱酸化膜３の
みを除去し得る溶液である。なお、フッ酸液槽４に満た
されているフッ酸を、半導体ウェーハを溶かすことなく
熱酸化膜３のみを除去し得る他の溶液に置き換えてもよ
い。サンプルウェーハ１をフッ酸液槽４内に浸すことに
より熱酸化膜３が除去、すなわち、サンプルウェーハ１
の表面が除去される。加工欠陥に形成される熱酸化膜３
の膜厚は厚いため、加工欠陥はピットに変化する。そし
て半導体ウェーハ表面下の欠陥、すなわち、加工欠陥が
変化したピット及びステップ１０２において既に存在し
ている欠陥は、エッチングにより異物検査装置によって
検出可能な大きさのピットに変化する。
示すようにサンプルウェーハ１を加熱により酸化（熱酸
化）することで、熱酸化膜３をサンプルウェーハ１の表
面に形成する。特に加工欠陥に形成される熱酸化膜３の
膜厚は加工欠陥がない部分より厚い。次に、図１７に示
すように熱酸化膜３が形成されたサンプルウェーハ１を
フッ酸（ＨＦ）を満たしたフッ酸液槽４内に浸す。この
フッ酸は半導体ウェーハを溶かすことなく熱酸化膜３の
みを除去し得る溶液である。なお、フッ酸液槽４に満た
されているフッ酸を、半導体ウェーハを溶かすことなく
熱酸化膜３のみを除去し得る他の溶液に置き換えてもよ
い。サンプルウェーハ１をフッ酸液槽４内に浸すことに
より熱酸化膜３が除去、すなわち、サンプルウェーハ１
の表面が除去される。加工欠陥に形成される熱酸化膜３
の膜厚は厚いため、加工欠陥はピットに変化する。そし
て半導体ウェーハ表面下の欠陥、すなわち、加工欠陥が
変化したピット及びステップ１０２において既に存在し
ている欠陥は、エッチングにより異物検査装置によって
検出可能な大きさのピットに変化する。
【００５２】さらにステップ１０５において、熱酸化膜
３の除去と同時に図１５のサンプルウェーハ１表面に付
着している異物１ｂ（図５参照）も除去される。このよ
うにステップ１０５では、サンプルウェーハ１を加熱し
てサンプルウェーハ１表面に酸化膜を形成した後、フッ
酸を用いて酸化膜を除去することで、鏡面研磨等の加工
プロセスによって生じる加工欠陥をピットに変化させる
とともに、半導体ウェーハ表面下の欠陥を、異物検査装
置を用いて検出可能な大きさのピットに、変化させる。
３の除去と同時に図１５のサンプルウェーハ１表面に付
着している異物１ｂ（図５参照）も除去される。このよ
うにステップ１０５では、サンプルウェーハ１を加熱し
てサンプルウェーハ１表面に酸化膜を形成した後、フッ
酸を用いて酸化膜を除去することで、鏡面研磨等の加工
プロセスによって生じる加工欠陥をピットに変化させる
とともに、半導体ウェーハ表面下の欠陥を、異物検査装
置を用いて検出可能な大きさのピットに、変化させる。
【００５３】次に、ステップ１０５の後、ステップ１０
６を参照してサンプルウェーハ１をフッ酸液槽４内から
取り出す。図１８に示すサンプルウェーハ１はフッ酸液
槽４内から取り出されたサンプルウェーハである。また
フッ酸液槽４内から取り出されたサンプルウェーハ１表
面上のパーティクルは、上述したようにステップ１０５
において異物も除去されているため、主としてピットで
ある。そして異物検査装置を用いて、フッ酸液槽４を用
いてエッチングされたサンプルウェーハ１表面上のピッ
ト数を検出する。
６を参照してサンプルウェーハ１をフッ酸液槽４内から
取り出す。図１８に示すサンプルウェーハ１はフッ酸液
槽４内から取り出されたサンプルウェーハである。また
フッ酸液槽４内から取り出されたサンプルウェーハ１表
面上のパーティクルは、上述したようにステップ１０５
において異物も除去されているため、主としてピットで
ある。そして異物検査装置を用いて、フッ酸液槽４を用
いてエッチングされたサンプルウェーハ１表面上のピッ
ト数を検出する。
【００５４】ステップ１０６において、サンプルウェー
ハ１に不具合ない場合、検出される０．１４μｍφ以上
のパーティクル数は、除去量に左右されるが、通常、約
数１００個である。不具合とは実施の形態１の説明と同
様に、図１のステップ１０２の鏡面研磨等の加工プロセ
スの際に生じた加工欠陥が多いことをいう。この場合の
パーティクルの増加の原因は、ピットの大きさが熱酸化
膜３が除去された際に異物検査装置が検出可能な大きさ
に変化したためである。
ハ１に不具合ない場合、検出される０．１４μｍφ以上
のパーティクル数は、除去量に左右されるが、通常、約
数１００個である。不具合とは実施の形態１の説明と同
様に、図１のステップ１０２の鏡面研磨等の加工プロセ
スの際に生じた加工欠陥が多いことをいう。この場合の
パーティクルの増加の原因は、ピットの大きさが熱酸化
膜３が除去された際に異物検査装置が検出可能な大きさ
に変化したためである。
【００５５】一方、サンプルウェーハ１に不具合がある
場合、検出される０．１４μｍφ以上のパーティクル数
は、通常、不具合がない場合の数１０倍（約数１０００
個）である。この場合のパーティクル数の増加の原因
は、熱酸化膜３が除去された際にピットの大きさが異物
検査装置が検出可能な大きさに変化したことに加え、加
工欠陥がピットに変化したためである。
場合、検出される０．１４μｍφ以上のパーティクル数
は、通常、不具合がない場合の数１０倍（約数１０００
個）である。この場合のパーティクル数の増加の原因
は、熱酸化膜３が除去された際にピットの大きさが異物
検査装置が検出可能な大きさに変化したことに加え、加
工欠陥がピットに変化したためである。
【００５６】次に、ステップ１０７を参照してステップ
１０６において検出されたピット数に基づいて半導体ウ
ェーハの酸化膜耐圧特性の評価を行う。以下、詳細にス
テップ１０７について説明する。実施の形態１において
説明したように、本実施の形態でも、除去量が２０ｎｍ
より浅い場合では、サンプルウェーハ１のピット密度に
大差はない。しかし除去量が２０ｎｍより深い場合で
は、サンプルウェーハ１のピット密度に大差が生じる。
すなわち、サンプルウェーハ１は、除去量が２０ｎｍよ
り深いピット密度の大小に応じて２分される。検出され
たピットのピット密度が比較的小さいサンプルウェーハ
１には不具合がないと判断されるものとし、検出された
ピットのピット密度が比較的大きい場合には不具合があ
ると判断されるものとする。
１０６において検出されたピット数に基づいて半導体ウ
ェーハの酸化膜耐圧特性の評価を行う。以下、詳細にス
テップ１０７について説明する。実施の形態１において
説明したように、本実施の形態でも、除去量が２０ｎｍ
より浅い場合では、サンプルウェーハ１のピット密度に
大差はない。しかし除去量が２０ｎｍより深い場合で
は、サンプルウェーハ１のピット密度に大差が生じる。
すなわち、サンプルウェーハ１は、除去量が２０ｎｍよ
り深いピット密度の大小に応じて２分される。検出され
たピットのピット密度が比較的小さいサンプルウェーハ
１には不具合がないと判断されるものとし、検出された
ピットのピット密度が比較的大きい場合には不具合があ
ると判断されるものとする。
【００５７】したがって、ステップ１０５は除去量を２
０ｎｍより深くしてサンプルウェーハ１のうち、サンプ
ルウェーハ１の表面から２０ｎｍよりも深いサンプルウ
ェーハ１内の位置までを除去する必要がある。
０ｎｍより深くしてサンプルウェーハ１のうち、サンプ
ルウェーハ１の表面から２０ｎｍよりも深いサンプルウ
ェーハ１内の位置までを除去する必要がある。
【００５８】図１９〜図２２は、互いに異なるロット
Ａ、Ｂ内のサンプルウェーハ１に対してステップ１０４
〜１０６によって得られた実例図である。図１９及び図
２０はロットＡ（サンプルウェーハ１の大きさは２００
ｍｍφ）に対応するものを示している。図２１及び図２
２はロットＡとは異なるロットＢ（サンプルウェーハ１
の大きさは２００ｍｍφ）に対応するものを示してい
る。図１９及び図２１は図１５のサンプルウェーハ１の
パーティクルマップ（パーティクルの大きさは０．１４
μｍφ以上）を示す。図２０及び図２２は図１８のサン
プルウェーハ１（熱酸化膜３の膜厚は４００ｎｍ、すな
わち、除去量は２０ｎｍより深い）のパーティクルマッ
プ（パーティクルの大きさは０．１４μｍφ以上）を示
す。
Ａ、Ｂ内のサンプルウェーハ１に対してステップ１０４
〜１０６によって得られた実例図である。図１９及び図
２０はロットＡ（サンプルウェーハ１の大きさは２００
ｍｍφ）に対応するものを示している。図２１及び図２
２はロットＡとは異なるロットＢ（サンプルウェーハ１
の大きさは２００ｍｍφ）に対応するものを示してい
る。図１９及び図２１は図１５のサンプルウェーハ１の
パーティクルマップ（パーティクルの大きさは０．１４
μｍφ以上）を示す。図２０及び図２２は図１８のサン
プルウェーハ１（熱酸化膜３の膜厚は４００ｎｍ、すな
わち、除去量は２０ｎｍより深い）のパーティクルマッ
プ（パーティクルの大きさは０．１４μｍφ以上）を示
す。
【００５９】まず、図１９及び図２１を参照してロット
Ａ及びロットＢのサンプルウェーハ１表面上のパーティ
クル数の分布状況は、図１５のサンプルウェーハ１では
大差がない。しかし図２０及び図２２を参照してロット
Ａ及びロットＢのサンプルウェーハ１表面上のパーティ
クル数の分布状況は、図１８のサンプルウェーハ１では
大差がある。図２０のパーティクル数は、大幅に増加し
て約１５０００個であるのに対し、図２２のパーティク
ル数は約１５００個である。この差の原因は、ロットＡ
のサンプルウェーハ１には多くの加工欠陥があるためで
ある。さらに実施の形態１で説明したように、さらに図
９及び図１２を参照してロットＡのサンプルウェーハの
絶縁破壊は一定のストレスが約１秒間与えられると生じ
るのに対し、ロットＢのサンプルウェーハの絶縁破壊は
同一のストレスを１秒間与えられても生じない。図１９
〜図２２、図９及び図１２から分かるように、最終的に
鏡面研磨が施されたサンプルウェーハ１の評価は、従来
のようにテストパターンを形成してＴＤＤＢ特性を酸化
膜耐圧特性測定装置を用いて測定しなくても、熱酸化膜
３の形成及び除去を利用すれば可能である。
Ａ及びロットＢのサンプルウェーハ１表面上のパーティ
クル数の分布状況は、図１５のサンプルウェーハ１では
大差がない。しかし図２０及び図２２を参照してロット
Ａ及びロットＢのサンプルウェーハ１表面上のパーティ
クル数の分布状況は、図１８のサンプルウェーハ１では
大差がある。図２０のパーティクル数は、大幅に増加し
て約１５０００個であるのに対し、図２２のパーティク
ル数は約１５００個である。この差の原因は、ロットＡ
のサンプルウェーハ１には多くの加工欠陥があるためで
ある。さらに実施の形態１で説明したように、さらに図
９及び図１２を参照してロットＡのサンプルウェーハの
絶縁破壊は一定のストレスが約１秒間与えられると生じ
るのに対し、ロットＢのサンプルウェーハの絶縁破壊は
同一のストレスを１秒間与えられても生じない。図１９
〜図２２、図９及び図１２から分かるように、最終的に
鏡面研磨が施されたサンプルウェーハ１の評価は、従来
のようにテストパターンを形成してＴＤＤＢ特性を酸化
膜耐圧特性測定装置を用いて測定しなくても、熱酸化膜
３の形成及び除去を利用すれば可能である。
【００６０】したがって、以後、他のロット内における
最終的に鏡面研磨が施されたサンプルウェーハ１の評価
は次のように行うことができる。まず、サンプルウェー
ハ１に対してステップ１０４〜１０６を行う。そしてス
テップ１０６において検出されたピット数と、予め求め
られているピット数−酸化膜耐圧特性の関係（ここで
は、図１９、図２０及び図９の関係及び図２１、図２２
及び図１２の関係）とを比較してサンプルウェーハ１の
酸化膜耐圧特性の評価を行う。例えばステップ１０６に
おいて検出されたピット数が図２０のピット数とほぼ同
じであれば、このサンプルウェーハ１の酸化膜耐圧特性
は図９のようになるであろうと評価される。
最終的に鏡面研磨が施されたサンプルウェーハ１の評価
は次のように行うことができる。まず、サンプルウェー
ハ１に対してステップ１０４〜１０６を行う。そしてス
テップ１０６において検出されたピット数と、予め求め
られているピット数−酸化膜耐圧特性の関係（ここで
は、図１９、図２０及び図９の関係及び図２１、図２２
及び図１２の関係）とを比較してサンプルウェーハ１の
酸化膜耐圧特性の評価を行う。例えばステップ１０６に
おいて検出されたピット数が図２０のピット数とほぼ同
じであれば、このサンプルウェーハ１の酸化膜耐圧特性
は図９のようになるであろうと評価される。
【００６１】ステップ１０７において、不具合があると
判断されたサンプルウェーハ１には、信頼性の高いゲー
ト酸化膜を形成することが困難なため、このサンプルウ
ェーハ１を不良品と評価する。逆に不具合がないと判断
されたサンプルウェーハ１を良品と評価する。
判断されたサンプルウェーハ１には、信頼性の高いゲー
ト酸化膜を形成することが困難なため、このサンプルウ
ェーハ１を不良品と評価する。逆に不具合がないと判断
されたサンプルウェーハ１を良品と評価する。
【００６２】本実施の形態における半導体装置の製造方
法の効果は、実施の形態１で説明した効果（１）〜
（４）に加え、次の通りである。すなわち、 （６）サンプルウェーハ１を加熱してサンプルウェーハ
１表面に熱酸化膜３を形成した後、フッ酸を用いて熱酸
化膜３を除去すれば、鏡面研磨等の加工プロセスによっ
て生じる加工欠陥をピットに変化させるとともに、半導
体ウェーハ表面下のピットを、異物検査装置を用いて検
出可能な大きさのピットに、変化させることができる。
法の効果は、実施の形態１で説明した効果（１）〜
（４）に加え、次の通りである。すなわち、 （６）サンプルウェーハ１を加熱してサンプルウェーハ
１表面に熱酸化膜３を形成した後、フッ酸を用いて熱酸
化膜３を除去すれば、鏡面研磨等の加工プロセスによっ
て生じる加工欠陥をピットに変化させるとともに、半導
体ウェーハ表面下のピットを、異物検査装置を用いて検
出可能な大きさのピットに、変化させることができる。
【００６３】
【発明の効果】本発明請求項１によると、鏡面研磨等の
加工プロセス（研削研磨）によって生じる加工欠陥をピ
ットに変化させるとともに、前記半導体ウェーハ表面下
の欠陥を、検出可能な大きさのピットに、変化させて、
半導体ウェーハの酸化膜耐圧特性の評価がピット数から
行えるため、加工欠陥を考慮でき、テストパターンを形
成する必要がないためターンアラウンドタイムが短く、
プロセス装置及び酸化膜耐圧特性評価装置が必要ないと
いう効果を奏す。
加工プロセス（研削研磨）によって生じる加工欠陥をピ
ットに変化させるとともに、前記半導体ウェーハ表面下
の欠陥を、検出可能な大きさのピットに、変化させて、
半導体ウェーハの酸化膜耐圧特性の評価がピット数から
行えるため、加工欠陥を考慮でき、テストパターンを形
成する必要がないためターンアラウンドタイムが短く、
プロセス装置及び酸化膜耐圧特性評価装置が必要ないと
いう効果を奏す。
【００６４】本発明請求項２によると、半導体ウェーハ
の表面から２０ｎｍより深い半導体ウェーハ内の位置ま
でを除去したときの（ｃ）ステップにおいて検出される
ピット数は、半導体ウェーハの表面から２０ｎｍより浅
い半導体ウェーハ内の位置までしか除去しないときのそ
れよりも大幅に多い。すなわち、半導体ウェーハの表面
から２０ｎｍより深い半導体ウェーハ内の位置までを除
去したときは、加工欠陥をより正確に検出できるという
効果を奏す。
の表面から２０ｎｍより深い半導体ウェーハ内の位置ま
でを除去したときの（ｃ）ステップにおいて検出される
ピット数は、半導体ウェーハの表面から２０ｎｍより浅
い半導体ウェーハ内の位置までしか除去しないときのそ
れよりも大幅に多い。すなわち、半導体ウェーハの表面
から２０ｎｍより深い半導体ウェーハ内の位置までを除
去したときは、加工欠陥をより正確に検出できるという
効果を奏す。
【００６５】本発明請求項３によると、ＮＨ4ＯＨ、Ｈ2
Ｏ2及びＨ2Ｏの混合液を用いて半導体ウェーハをエッチ
ングすれば、鏡面研磨等の加工プロセスによって生じる
加工欠陥をピットに変化させるとともに、半導体ウェー
ハ表面下の欠陥を、異物検査装置を用いて検出可能な大
きさのピットに、変化させることができるという効果を
奏す。
Ｏ2及びＨ2Ｏの混合液を用いて半導体ウェーハをエッチ
ングすれば、鏡面研磨等の加工プロセスによって生じる
加工欠陥をピットに変化させるとともに、半導体ウェー
ハ表面下の欠陥を、異物検査装置を用いて検出可能な大
きさのピットに、変化させることができるという効果を
奏す。
【００６６】本発明請求項４によると、半導体ウェーハ
を加熱して当該半導体ウェーハ表面に酸化膜を形成した
後、半導体ウェーハを溶かすことなく酸化膜のみを除去
し得る溶液を用いて酸化膜を除去しても、請求項３と同
様の効果、すなわち、鏡面研磨等の加工プロセスによっ
て生じる加工欠陥をピットに変化させるとともに、半導
体ウェーハ表面下の欠陥を、異物検査装置を用いて検出
可能な大きさのピットに、変化させることができるとい
う効果を奏す。
を加熱して当該半導体ウェーハ表面に酸化膜を形成した
後、半導体ウェーハを溶かすことなく酸化膜のみを除去
し得る溶液を用いて酸化膜を除去しても、請求項３と同
様の効果、すなわち、鏡面研磨等の加工プロセスによっ
て生じる加工欠陥をピットに変化させるとともに、半導
体ウェーハ表面下の欠陥を、異物検査装置を用いて検出
可能な大きさのピットに、変化させることができるとい
う効果を奏す。
【００６７】本発明請求項５によると、サンプルウェー
ハが良品と評価されたときには、ロットを良品と判断す
れば、各半導体ウェーハ毎に評価を行わなくて済むとい
う効果を奏す。
ハが良品と評価されたときには、ロットを良品と判断す
れば、各半導体ウェーハ毎に評価を行わなくて済むとい
う効果を奏す。
【００６８】本発明請求項６によると、良品と判断され
たロット内の半導体ウェーハ上に所定の半導体装置を形
成することにより、この半導体装置の歩留りの向上や歩
留りの変動を抑制することが図れるという効果を奏す。
たロット内の半導体ウェーハ上に所定の半導体装置を形
成することにより、この半導体装置の歩留りの向上や歩
留りの変動を抑制することが図れるという効果を奏す。
【００６９】本発明請求項７によると、半導体装置の品
質が向上するという効果を奏す。
質が向上するという効果を奏す。
【図１】 本発明における半導体ウェーハの評価方法か
ら半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
ら半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】 本発明の実施の形態１における図１のステッ
プ１０４の説明図である。
プ１０４の説明図である。
【図３】 本発明の実施の形態１における図１のステッ
プ１０４の説明図である。
プ１０４の説明図である。
【図４】 本発明の実施の形態１における図１のステッ
プ１０４の説明図である。
プ１０４の説明図である。
【図５】 パーティクルの検出原理の説明図である。
【図６】 除去量とピット密度との関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図７】 本発明の実施の形態１における鏡面研磨後の
半導体ウェーハに対する評価の実例図である。
半導体ウェーハに対する評価の実例図である。
【図８】 本発明の実施の形態１における鏡面研磨後の
半導体ウェーハに対する評価の実例図である。
半導体ウェーハに対する評価の実例図である。
【図９】 本発明の実施の形態１における鏡面研磨後の
半導体ウェーハに対する評価の実例図である。
半導体ウェーハに対する評価の実例図である。
【図１０】 本発明の実施の形態１における鏡面研磨後
の半導体ウェーハに対する評価の実例図である。
の半導体ウェーハに対する評価の実例図である。
【図１１】 本発明の実施の形態１における鏡面研磨後
の半導体ウェーハに対する評価の実例図である。
の半導体ウェーハに対する評価の実例図である。
【図１２】 本発明の実施の形態１における鏡面研磨後
の半導体ウェーハに対する評価の実例図である。
の半導体ウェーハに対する評価の実例図である。
【図１３】 本発明の半導体装置の製造方法を実施せず
に製造された半導体装置の歩留りの変化を示すグラフで
ある。
に製造された半導体装置の歩留りの変化を示すグラフで
ある。
【図１４】 本発明の半導体装置の製造方法を実施して
製造された半導体装置の歩留りの変化を示すグラフであ
る。
製造された半導体装置の歩留りの変化を示すグラフであ
る。
【図１５】 本発明の実施の形態２における図１のステ
ップ１０４の説明図である。
ップ１０４の説明図である。
【図１６】 本発明の実施の形態２における図１のステ
ップ１０４の説明図である。
ップ１０４の説明図である。
【図１７】 本発明の実施の形態２における図１のステ
ップ１０４の説明図である。
ップ１０４の説明図である。
【図１８】 本発明の実施の形態２における図１のステ
ップ１０４の説明図である。
ップ１０４の説明図である。
【図１９】 本発明の実施の形態２における鏡面研磨後
の半導体ウェーハに対する評価の実例図である。
の半導体ウェーハに対する評価の実例図である。
【図２０】 本発明の実施の形態２における鏡面研磨後
の半導体ウェーハに対する評価の実例図である。
の半導体ウェーハに対する評価の実例図である。
【図２１】 本発明の実施の形態２における鏡面研磨後
の半導体ウェーハに対する評価の実例図である。
の半導体ウェーハに対する評価の実例図である。
【図２２】 本発明の実施の形態２における鏡面研磨後
の半導体ウェーハに対する評価の実例図である。
の半導体ウェーハに対する評価の実例図である。
１ サンプルウェーハ、２ ＳＣ−１液槽、３ 熱酸化
膜、４ フッ酸液槽。
膜、４ フッ酸液槽。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤瀬 経明 兵庫県尼崎市東浜町１番地 住友シチック ス株式会社内 (72)発明者 合原 正典 兵庫県尼崎市東浜町１番地 住友シチック ス株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 （ａ）鏡面研磨が施された半導体ウェー
ハを準備するステップと、 （ｂ）前記鏡面研磨を含む研削研磨によって生じる加工
欠陥をピットに変化させるとともに、前記半導体ウェー
ハ表面下の欠陥を、検出可能な大きさのピットに、変化
させるステップと、 （ｃ）前記（ｂ）ステップの後、前記半導体ウェーハ表
面上のピット数を検出するステップと、 （ｄ）前記（ｃ）ステップにおいて検出されたピット数
に基づいて、前記半導体ウェーハの酸化膜耐圧特性の評
価を行うステップと、を備えた半導体ウェーハの評価方
法。 - 【請求項２】 前記（ｂ）ステップは、 前記半導体ウェーハのうち、前記半導体ウェーハの表面
から２０ｎｍよりも深い前記半導体ウェーハ内の位置ま
でを除去するステップを備えた請求項１記載の半導体ウ
ェーハの評価方法。 - 【請求項３】 前記（ｂ）ステップは、 ＮＨ4ＯＨ、Ｈ2Ｏ2及びＨ2Ｏの混合液を用いて前記半導
体ウェーハの表面を除去するステップを備えた請求項２
記載の半導体ウェーハの評価方法。 - 【請求項４】 前記（ｂ）ステップは、 前記半導体ウェーハを加熱して当該半導体ウェーハ表面
に酸化膜を形成した後、前記半導体ウェーハを溶かすこ
となく前記酸化膜のみを除去し得る溶液を用いて、前記
酸化膜を除去するステップを備えた請求項２記載の半導
体ウェーハの評価方法。 - 【請求項５】 前記（ａ）ステップは、 （ａ−１）あるロット内の複数の半導体ウェーハを準備
するステップと、 （ａ−２）前記ロット内の複数の半導体ウェーハの内か
ら所定数をサンプルウェーハとして抽出するステップ
と、を備え、 （ｅ）前記（ｄ）ステップの評価の結果、前記サンプル
ウェーハが良品と評価されたときには、前記ロットを良
品と判断するステップをさらに備えた請求項１〜４のい
ずれかに記載の半導体ウェーハの評価方法。 - 【請求項６】 請求項５記載の半導体ウェーハの評価方
法によって評価された前記半導体ウェーハのうち、前記
（ｅ）ステップにおいて良品と判断されたロット内の前
記半導体ウェーハ上に所定の半導体装置を形成する半導
体装置の製造方法。 - 【請求項７】 請求項６記載の半導体装置の製造方法に
より製造された半導体装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9143910A JPH10335402A (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 半導体ウェーハの評価方法及び半導体装置の製造方法及びその方法により製造された半導体装置 |
| US09/008,656 US5946543A (en) | 1997-06-02 | 1998-01-16 | Semiconductor wafer evaluating method and semiconductor device manufacturing method |
| KR1019980004654A KR100293288B1 (ko) | 1997-06-02 | 1998-02-16 | 반도체 웨이퍼의 평가방법 |
| DE19808350A DE19808350A1 (de) | 1997-06-02 | 1998-02-27 | Halbleiterwaferbewertungsverfahren und Halbleitereinrichtungsherstellungsverfahren |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9143910A JPH10335402A (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 半導体ウェーハの評価方法及び半導体装置の製造方法及びその方法により製造された半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10335402A true JPH10335402A (ja) | 1998-12-18 |
Family
ID=15349936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9143910A Pending JPH10335402A (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 半導体ウェーハの評価方法及び半導体装置の製造方法及びその方法により製造された半導体装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5946543A (ja) |
| JP (1) | JPH10335402A (ja) |
| KR (1) | KR100293288B1 (ja) |
| DE (1) | DE19808350A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007180485A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-07-12 | Sumco Corp | 半導体基板の品質評価方法、半導体基板の製造方法 |
| JP2020161555A (ja) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | 信越半導体株式会社 | シリコンウェーハの酸化膜耐圧特性の評価方法及びシリコンウェーハの製造工程管理方法 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6174738B1 (en) * | 1997-11-28 | 2001-01-16 | Advanced Micro Devices, Inc. | Critical area cost disposition feedback system |
| JP3690563B2 (ja) * | 1998-04-28 | 2005-08-31 | 富士通株式会社 | シリコン基板の評価方法及び半導体装置の製造方法 |
| JP4233651B2 (ja) * | 1998-10-29 | 2009-03-04 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶ウエーハ |
| TW387098B (en) * | 1999-01-11 | 2000-04-11 | Mosel Vitelic Inc | A method that can determine the quality of |
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