JPH1092890A - 半導体ウェーハからのパーティクル発生個数測定方法 - Google Patents

半導体ウェーハからのパーティクル発生個数測定方法

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JPH1092890A
JPH1092890A JP25134397A JP25134397A JPH1092890A JP H1092890 A JPH1092890 A JP H1092890A JP 25134397 A JP25134397 A JP 25134397A JP 25134397 A JP25134397 A JP 25134397A JP H1092890 A JPH1092890 A JP H1092890A
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誠 高岡
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェーハの取扱い時にウェーハ周辺部
から発生するパーティクルの個数を定量的に測定する方
法を提供する。 【解決手段】 試料ウェーハを石英バスケットで保持す
る。この場合、ウェーハ周辺部の4点を石英バスケット
のV字型スリットに挿入・当接させて固定する。石英バ
スケットをパイレックス容器に不動状態に収納した後、
該容器に定量の純水を貯溜し、所定の振幅・振動数・振
動時間の加振条件下で前記容器を振動させ、ウェーハか
ら発生したパーティクルが純水中に分散した分散液を得
る。この分散液試料をナノサイズパーティクルアナライ
ザー11のセル12に供給し、該セル内にレーザー光を
入射させてパーティクルによる散乱光を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハの
品質評価方法に関し、詳しくは、半導体ウェーハの取扱
い時にこれから発生するパーティクルの個数を、定量的
に測定する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体ウェーハでは、その製造工程中に
おける周辺部の欠けによって発生するパーティクル(微
粒子)の発生個数を低減させることが重要な課題となっ
ている。その理由は、 パーティクルが半導体ウェーハの面上に付着すると、
そこに凹凸が形成され、フォトリソグラフィーにおいて
フォトマスクが半導体ウェーハ上に密着せず、その隙間
において生じる光の干渉により微細なフォトレジストエ
ッチングができない、 パーティクルの付着により生じた凹凸のある表面に酸
化膜を形成した場合に、酸化膜の表面にも凹凸が生じ、
この部分に蒸着により形成されたアルミニウム配線が断
線してしまう、といった問題が生じるからである。
【0003】ところで従来、半導体装置の製造において
は、トランジスタの直列抵抗の低減や素子分離を行うた
めに基板上にエピタキシャル成長がよく行われる。この
場合、基板(ウェーハ)からパーティクルが発生し、こ
れが基板の表面に付着しているときには、異常エピタキ
シャル成長、例えば突起状成長が発生する問題があっ
た。このため従来、半導体ウェーハの品質を評価する場
合には一般に、ウェーハ表面にレーザー光を当てて、パ
ーティクルによる散乱光を測定することにより、ウェー
ハの表面に付着したパーティクルの個数を測定してい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
パーティクル個数測定方法は、既にウェーハ表面に付着
したパーティクルの個数を測定するものではあるが、多
数枚のウェーハをバスケットに収納して搬送するなどの
ウェーハ取扱い時に(ウェーハの周辺部が何らかの部材
に摺動または衝突したときに)、ウェーハからどの程度
のパーティクルが発生するかを測定するものではなかっ
た。したがって本発明の目的は、半導体ウェーハの取扱
い時にウェーハ周辺部から発生するパーティクルの個数
を定量的に測定する方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係るの半導体ウ
ェーハからのパーティクル発生個数測定方法は、試料の
半導体ウェーハを保持した石英バスケットを容器内に不
動状態に収納するとともに、該容器に定量の溶媒を貯溜
し、所定の振幅、振動数および振動時間の加振条件下で
前記容器を振動させ、前記半導体ウェーハから発生した
パーティクルが前記溶媒中に分散した分散液を得、次い
で、前記分散液試料にレーザー光を入射させ、前記分散
液中のパーティクルによる散乱光を検出し、パーティク
ル発生個数を定量的に測定することを特徴とする。
【0006】このように本発明の測定方法は、ウェーハ
周辺部の機械的強度測定法ともいえるものであって、鏡
面ウェーハが移送される際、または鏡面ウェーハが最終
洗浄工程においてウェーハ容器のスリットのV字型また
はU字型凹部に装填された場合、もしくはその後にこの
状態で振動した場合に、ウェーハからその破片としての
パーティクルがどの程度発生するかを定量的に測定でき
るものである。
【0007】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 実施例1 図1は石英バスケットを収納するための容器の構造を示
す断面図、図2はナノサイズパーティクルアナライザー
の概要構造を示す斜視図である。
【0008】まず、図1に示すように半導体ウェーハW
(以下ウェーハWという)を石英バスケット7内にがた
つきが生じないように収納する。そのため石英バスケッ
ト7内に、ウェーハWの外周部が嵌り込む断面V字型ま
たはU字型のスリット8を形成しておき、ウェーハWを
その周辺部の4点で固定する。次に、石英バスケット7
を蓋つきのパイレックス容器9内に入れる。パイレック
ス容器9内で石英バスケット7が動かないように、両者
の間にはテフロンのピン等をつめて固定する。次に、パ
イレックス容器9の蓋9a側から定量の溶媒10を入
れ、蓋9aをしめて遮閉する。溶媒10としては例え
ば、純水が使用される。
【0009】加振条件としては振幅、振動数および振動
時間が予め決められる。以上の加振条件により、パイレ
ックス容器9を図1の矢印AおよびB方向に振動させ
る。ウェーハWから生じたパーティクルは、上記振動操
作により溶媒10内に混入・分散される。パーティクル
発生個数の測定は、前記分散液にレーザー光を入射さ
せ、パーティクルによる散乱光を検出することにより行
う。このような原理に基づきパーティクル発生個数を定
量的に測定する装置としては、例えば、ナノサイズパー
ティクルアナライザーが使用される。このナノサイズパ
ーティクルアナライザー11の基本的構造としては、図
2に示すようなものが一例として挙げられる。
【0010】ここで純水中に分散したパーティクルは、
ウェーハWの端部特に面取り部と、石英バスケット7の
スリット8の斜面との接触または摺動によって発生した
もので、半導体集積回路の製造工程における、パーティ
クルが特に発生しやすい石英容器によるウェーハの取扱
い状況を再現したものである。また、必ずしもこのよう
な容器が用いられなかったとしても、パーティクルの発
生は起こり得るものであると考えられるので、図1,2
の方法は有効なパーティクル測定法となる。
【0011】図2のナノサイズパーティクルアナライザ
ー11はアルゴンレーザーによる90°側方散乱光検出
方式を測定原理とし、受光素子として微弱光検出用光電
子増倍管を用いて、インライン方式の連続計測を行うも
のであり、可測粒子径0.07μm以上、可測粒子濃度
6万個/ml以下のものである。
【0012】検出セル12内にはパーティクル14を分
散した溶媒10(水)の分散液15(液試料)が液取入
れ管16より導入され、液排出管17により排出され
て、液試料はこの検出セル12内を旋回循環する。アル
ゴンガスレーザー13のレーザー光は楕円光束形成光学
系18とプリズム19を通過した後に、集光レンズ20
で集光され、検出セル12内に入射させる。ここで、レ
ーザー光はパーティクルにあたらないで透過する透過光
と、パーティクルにあたって散乱された散乱光とに分か
れる。ここでは、入射光と90°の角度の方向の散乱光
を受光レンズ21、マスク22のスリット23を通過さ
せ、光電子増倍管24にて光を検知すると共に電気量に
変換し、これをCRTディスプレイに表示させたり、自
動記録装置により記録したりしてデータを取ることによ
りパーティクルの個数を計測するものである。
【0013】次に、上記測定方法の実験例を記載する。 実験例1 周辺部の加工状態が異なる2種類のウェーハ試料,
をそれぞれ複数枚作製した。これらの試料はいずれも直
径6インチ、板厚tが625μmで、主表面を鏡面研磨
したものである。試料の断面形状は図3に示すとおり
で、半導体ウェーハ1の周辺部に砥石により半径Rが約
1/2tの円弧状面取り部2を形成した後、回転定盤の
上に貼付された研磨布上に、サブミクロンのシリカ微粒
子からなる研磨砥粒を分散したアルカリ性の水溶液を滴
下しながら、鏡面加工圧を最大500gf/cm2 とし
て前記研磨布でウェーハ表面を鏡面研磨することによっ
て、最大面粗さ(Rmax)0.5μm以下の鏡面面取
り部を、鏡面主表面31の端部31aから円弧状傾斜面
2aに沿って500μm以上の範囲に形成した。試料
では、面取り部に上記鏡面研磨を施さなかったこと以外
は、試料と同一にした。最大面粗さ(Rmax)は、
接触式面粗さ計として“ペルテン社製、F型式:S6
P、使用針:先端60°、2μmR”を使用して測定し
た。
【0014】試料の複数枚を石英バスケット7に入
れ、このバスケット7をパイレックス容器9に不動状態
に収納した後、容器9に約3リットルの純水を導入し
た。加振条件としては振幅40mm、振動数2.7H
z、振動時間25分を設定した。以上の器具・操作によ
り得たパーティクル含有純水を、神鋼ファウドラー製の
ナノライザーLPC−10により測定した。次いで、試
料の複数枚について、試料と同一の要領でパーティ
クル発生個数を測定した。
【0015】その結果、円弧状面取り部について鏡面加
工を施さなかった試料からのパーティクル発生個数を
1×108 個とすると、試料からのパーティクル発生
個数は、約1×107 〜5.0×107 個で、試料の
1/2以下であった。以上のように、円弧状の面取り部
2を形成し、更にこの面取り部2の所定範囲にわたっ
て、最大面粗さ(Rmax)0.5μm以下の鏡面加工
を施すことにより面取り部表面の凹凸が著しく低下し、
このため該面取り部表面の欠けに起因するパーティクル
の発生個数が、従来ウェーハの場合に比べて半減するこ
とが判った。
【0016】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、試料の半導体ウェーハを保持した石英バスケッ
トを容器内に不動状態に収納し、該容器に定量の溶媒を
入れ、所定の振幅、振動数および振動時間の加振条件下
で前記容器を振動させ、前記半導体ウェーハから発生し
たパーティクルが前記溶媒中に分散した分散液を得た
後、該分散液試料にレーザー光を入射させ、前記分散液
中のパーティクルによる散乱光を検出するという非常に
簡易な操作で、パーティクルの発生度合を測定すること
ができ、したがって、半導体ウェーハの取扱い時にウェ
ーハ周辺部から発生するパーティクルの個数を定量的に
測定することができ、半導体ウェーハの品位のランク付
けを行うことが可能となる。また、本発明のパーティク
ル発生個数測定方法によってパーティクルが発生しない
ウェーハであれば、このウェーハからは、半導体集積回
路素子製造工程のいかなる工程においても、実用的な意
味でパーティクルが発生しないことを保証できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る容器の概略構造を示す断
面図である。
【図2】本発明の実施例に係るナノサイズパーティクル
アナライザーの構成を示す斜視図である。
【図3】本発明の実験例に供したウェーハ試料の周辺
部形状を示す断面図である。
【符号の説明】
1 半導体ウェーハ 2 面取り部 2a 円弧状傾斜面 7 石英バスケット 8 スリット 9 パイレックス容器 9a 蓋 10 溶媒 11 ナノサイズパーティクルアナライザー 12 検出セル 13 アルゴンガスレーザー 14 パーティクル 15 分散液 16 液取入れ管 17 液排出管 18 楕円光束形成光学系 19 プリズム 20 集光レンズ 21 受光レンズ 22 マスク 23 スリット 24 光電子増倍管 31 鏡面主表面 31a 端部 W 半導体ウェーハ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料の半導体ウェーハを保持した石英バ
    スケットを容器内に不動状態に収納するとともに、該容
    器に定量の溶媒を貯溜し、所定の振幅、振動数および振
    動時間の加振条件下で前記容器を振動させ、前記半導体
    ウェーハから発生したパーティクルが前記溶媒中に分散
    した分散液を得、次いで、前記分散液試料にレーザー光
    を入射させ、前記分散液中のパーティクルによる散乱光
    を検出し、パーティクル発生個数を定量的に測定するこ
    とを特徴とする半導体ウェーハからのパーティクル発生
    個数測定方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106226324A (zh) * 2016-08-30 2016-12-14 中国科学院嘉兴微电子仪器与设备工程中心 一种基于fpga的晶圆检测信号提取装置及系统
CN106248688A (zh) * 2016-08-30 2016-12-21 中国科学院嘉兴微电子仪器与设备工程中心 一种基于fpga的晶圆检测信号提取方法

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CN106248688B (zh) * 2016-08-30 2019-04-16 中国科学院嘉兴微电子仪器与设备工程中心 一种基于fpga的晶圆检测信号提取方法
CN106226324B (zh) * 2016-08-30 2019-04-16 中国科学院嘉兴微电子仪器与设备工程中心 一种基于fpga的晶圆检测信号提取装置及系统

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