KR102520902B1 - 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 방법 및 평가 장치, 실리콘 웨이퍼, 그리고 그의 선별 방법 및 제조 방법 - Google Patents

실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 방법 및 평가 장치, 실리콘 웨이퍼, 그리고 그의 선별 방법 및 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상 평가 방법으로서, 웨이퍼 단면에 있어서의 형상 파라미터로서, 직경 방향 기준 L1, 직경 방향 기준 L2, 교점 P1, 높이 기준면 L3, h1[μm], h2[μm], 점 Px3, 직선 Lx, 각θx, 점 Px0, δ[μm], 점 Px1, 반경 Rx[μm]을 정의할 때, 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 측정하고, h1, h2, δ인 형상 파라미터의 값을 설정하고, 엣지 형상의 측정 데이터에 기초하여, 정의에 의거해 Rx 및 θx인 형상 파라미터를 산출하고, 이 산출한 Rx 및 θx로부터 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 판정하여 평가하는 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상 평가 방법을 제공한다. 이에 따라, 예를 들어 포토레지스트재를 사용하는 성막 프로세스에서의 생성막의 파열과 같은 트러블의 발생을 미연에 방지할 수 있는, 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 방법이 제공된다.

Description

실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 방법 및 평가 장치, 실리콘 웨이퍼, 그리고 그의 선별 방법 및 제조 방법
본 발명은, 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 방법 및 평가 장치, 실리콘 웨이퍼, 그리고 그의 선별 방법 및 제조 방법에 관한 것이다.
실리콘 웨이퍼(이하, 간단히 웨이퍼라고도 한다)의 면취부의 단면 형상 치수에 대하여, 도 5에 나타내는 면취부의 단면 형상의 일례에 기초하여 설명한다. 면취부의 단면 형상의 규격에 대해서는 그 치수가 정의되어 있고, 이하와 같은 것이다.
(1) 면취부의 최선단(웨이퍼 높이 방향의 위치: 높이 기준면 L9)의 웨이퍼의 직경 방향의 위치를 직경 방향 기준 L1로 하고, 이 직경 방향 기준 L1로부터 웨이퍼 중심 방향으로 450μm 들어간 웨이퍼 직경 방향의 위치를 직경 방향 기준 L2로 하고, 이 직경 방향 기준 L2와 웨이퍼 주표면의 교점을 P1로 하고, 이 점 P1을 포함하고, 점 P1의 웨이퍼 높이 위치를 나타내는 면을 높이 기준면 L3으로 한다. 면취부에 있어서, 높이 기준면 L3과 병행으로, 높이 기준면 L3으로부터 25μm의 거리에 위치하는 점 P2(웨이퍼 높이 방향의 위치: 높이 기준면 L4)과 높이 기준면 L3으로부터 70μm의 거리에 위치하는 점 P3(웨이퍼 높이 방향의 위치: 높이 기준면 L5)을 잇는 직선을 L6으로 하고, 높이 기준면 L3과 직선 L6이 이루는 각도를 θ1이라고 정의한다. 또한 이면 측도 마찬가지로 θ2가 정의된다. 일반적으로, 이들을 면취 각도라고 칭한다.
(2) 높이 기준면 L3과 직선 L6의 교점을 P4로 하고, 점 P4과 직경 방향 기준 L1의 거리를 A1이라고 정의한다. 또한 이면 측도 마찬가지로 A2가 정의된다. 일반적으로, 이들을 면폭이라고 칭한다.
(3) 면취부의 선단의 직경 방향 기준 L1로부터 웨이퍼 중심 방향으로 50μm 평행 이동한 직선 L7과 면취부 단면이 교차하는 점 P5와 점 P6의 거리를 BC라고 정의한다. 이것도 일반적으로 면폭이라고 칭한다.
상기 치수의 측정은, 일반적인 투과광 방식에 의해, 취입된 화상에 2치화 화상 처리를 실시하여 산출된다. 측정 개소는 노치 위치를 기준으로 웨이퍼면 내 4점 혹은 8점의 측정이 일반적이다(면취부의 단면 형상 치수의 측정 개소의 일례를 나타내는 도 7 참조). 4점 측정시의 개소는, 노치 근방(예를 들어, 노치로부터 9°의 개소)을 포함하는 90°간격의 4개소이다. 또한 8점 측정시의 개소는, 노치 근방(예를 들어, 노치로부터 9°의 개소)을 포함하는 45° 간격의 8개소이다. 단 측정 개소는 이것으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 노치로부터 9°의 개소를 측정 개소로 하는 것은, 노치부는 면취부가 존재하지 않기 때문이며, 특별히 9°로 한정되는 것은 아니다.
상기 면취부의 단면 형상 파라미터(A1, A2, BC나 θ1, θ2)는, 디바이스를 제조하는 고객에 따라 개개로 이들의 목표값(규격의 중심값)은 상이하나, 이들 편차의 요구값이나 규격값은 매해 엄격해지고 있다. 요구되는 편차는, 예를 들어, 65nm 노드에서 ±80μm, 45nm 노드에서 ±45μm, 32nm 노드에서 ±25μm 이하가 예상되고 있다.
이러한 면취부의 단면 형상 치수의 균일화가 요망되고 있는 중에, 도 8, 도 9와 같은 제조 공정에 의해 실리콘 웨이퍼의 제조가 행해지고 있다.
우선, 도 8에 나타낸 바와 같이, 단결정 잉곳으로부터 박판 웨이퍼를 잘라내는 슬라이스 공정과, 웨이퍼의 외주부의 치핑(chipping)을 방지하기 위한 면취(조(粗)) 공정과, 웨이퍼의 두께 편차를 없애기 위한 래핑 공정 혹은 양면 연삭 공정과, 면취(정(精)) 공정, 래핑이나 연삭으로 도입된 가공 변형이나 오염물을 제거하기 위한 에칭 공정과, 웨이퍼의 면취부 및 주표면 혹은 양면을 경면으로 하는 경면 연마 가공을 순차적으로 행하는 것이 일반적이다. 특히, 엄격한 면취 형상 정밀도를 달성하기 위해, 래핑 후 혹은 표리 연삭 후에 재차 면취 처리를 행하는 것이 행해지고 있다.
또한 최근에는 면취 공정을 삭감하는 것을 목적으로 하여, 도 9에 나타낸 바와 같이, 양면 연삭 후에 1단만 면취(정)를 행하는 방법도 고안되고 있다. 한편, 도 9의 제조 방법으로 래핑 공정을 행하는 경우, 래핑 전에 조면취가 필요해진다.
도 8, 도 9의 면취 공정에서는, 일반적으로는, 총(사형의 홈을 갖는 면취 휠을 웨이퍼 외주부에 눌러, 홈의 형상을 웨이퍼에 전사함으로써 면취가 행해진다. 도 10에 총형 면취 방식의 일례의 개략을 나타낸다. 휠은 고속으로 자전하고, 또한 웨이퍼도 자전하므로, 웨이퍼의 원주 방향에 있어서, 균일한 면취 형상의 전사가 가능해진다.
한편, 이러한 엣지 형상의 형상 측정 방법은 다양하며, 예를 들어, 특허문헌 1에 기재된 방법 등을 들 수 있다.
일본특허공개 특개2009-168634호 공보
그런데, 예를 들어 직경 300mm인 것으로 대표되는 대직경 실리콘 웨이퍼를 채용하는 선단 디바이스 공정에서는, 노광 프로세스를 통과하기 전에, 예를 들어 스핀코터법에 의한 포토레지스트를 도포하는 공정이 있다. 그러나, 종래 기술에 의해 제작되고, 형상을 평가된 실리콘 웨이퍼의 디바이스 공정에의 투입 시, 실리콘 웨이퍼 엣지부의 포토레지스트에 부풀어 오름이 생기고, 포토레지스트 경화 후에 포토레지스트막의 파열을 일으켜, 공정 및 웨이퍼를 오염하는 경우가 있다.
또는, 예를 들어 산화막 생성 후의 질화막 생성 프로세스에 있어서, 산화막 경화 후에 산화막 박리를 일으켜, 공정 및 웨이퍼를 오염시키는 경우가 있다.
또한, 디바이스 공정 중의 제조 장치 내에서의 실리콘 웨이퍼의 세팅 시에, 위치 결정 센서의 웨이퍼 엣지부의 검출 불량을 일으키는 경우가 있다.
본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 고객의 디바이스 공정 등에 있어서, 예를 들어 포토레지스트재 사용의 성막 프로세스나 다층막 생성 프로세스에 있어서, 발생되는 생성막의 파열 또는 박리와 같은 트러블의 발생을 미연에 방지할 수 있는, 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 방법 및 평가 장치, 실리콘 웨이퍼, 그리고 그의 선별 방법 및 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 평가하는 방법으로서,
상기 실리콘 웨이퍼의 웨이퍼 단면에 있어서의 엣지 형상을 평가하기 위한 형상 파라미터로서,
상기 실리콘 웨이퍼의 면취부의 최선단의 웨이퍼 직경 방향의 위치를 직경 방향 기준 L1로 하고, 이 직경 방향 기준 L1로부터 웨이퍼 중심 방향으로 450[μm] 들어간 웨이퍼 직경 방향의 위치를 직경 방향 기준 L2로 하고, 이 직경 방향 기준 L2와 웨이퍼 주표면의 교점을 P1로 하고, 이 점 P1을 포함하고, 점 P1의 웨이퍼 높이 위치를 나타내는 면을 높이 기준면 L3으로 하고,
상기 면취부에 있어서, 상기 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 h1[μm] 떨어진 면취부 표면의 점을 Px2로 하고, 상기 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 h2[μm] 떨어진 면취부 표면의 점을 Px3으로 하고, 상기 점 Px2 및 상기 점 Px3의 2점을 통과하는 직선을 Lx로 하고,
상기 직선 Lx와 상기 높이 기준면 L3이 이루는 각의 예각 측의 각을 θx로 하고,
상기 직선 Lx와 상기 높이 기준면 L3의 교점을 Px0으로 하고, 이 점 Px0으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 δ[μm] 들어간 웨이퍼 표면의 위치를 점 Px1로 하고, 이 점 Px1, 상기 점 Px2 및 상기 점 Px3의 3점을 통과하는 원의 반경을 Rx[μm]라고 정의할 때,
상기 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 측정하고,
상기 h1, 상기 h2 및 상기 δ인 형상 파라미터의 값을 설정하여, 상기 엣지 형상의 측정 데이터에 기초하여, 상기 정의에 의거해 상기 Rx 및 상기 θx인 형상 파라미터를 산출하고, 이 산출한 상기 Rx 및 상기 θx로부터 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 판정하여 평가하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 방법을 제공한다.
이러한 본 발명의 평가 방법에 의해, 상기와 같은 새로운 정의에 기초하여 웨이퍼 엣지부의 형상을 평가하면, 종래의 기술, 평가 방법에 의해 정의되지 않았던 부분의 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상, 즉, 주표면과 면취부의 경계 영역의 형상을 정치(精緻)하게 판정할 수 있다. 또한, 어떠한 면폭의 면취 형상이어도, 상기 경계 영역의 형상을 정치하게 판정할 수 있다.
전술한 트러블, 즉, 예를 들어 포토레지스트막의 파열이나 산화막의 박리, 센서에서의 검출 불량 등은, 상기 경계 영역의 형상을 기인으로 하여 발생한다. 그러나, 본 발명의 평가 방법으로 정치하게 상기 경계 영역의 형상을 판정하여 평가할 수 있고, 또한 관리할 수 있으며, 예를 들어 이 판정 결과와 상기 트러블의 발생의 관계로부터, 트러블을 미연에 방지할 수 있는 최적의 경계 영역의 형상을 얻을 수 있다. 이에 따라 상기 트러블의 발생을 방지할 수 있다.
또한 본 발명은, 실리콘 웨이퍼의 선별 방법으로서, 상기 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 방법에 의해 상기 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 판정하고, 이 판정 결과에 기초하여, 상기 실리콘 웨이퍼의 선별을 행하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 선별 방법을 제공한다.
이러한 선별 방법이면, 예를 들어, 상기 트러블의 발생을 방지 가능한, 원하는 상기 경계 영역의 형상을 갖는 실리콘 웨이퍼를 확실하고 간편하게 선택할 수 있다.
또한 본 발명은, 실리콘 웨이퍼의 제조 방법으로서, 상기 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 방법에 의해 상기 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 판정하고, 이 판정 결과에 기초하여, 다음에 제조할 실리콘 웨이퍼의 상기 형상 파라미터를 설정하여 제조하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조 방법을 제공한다.
이러한 제조 방법이면, 웨이퍼 제조에의 엣지 형상에 관한 데이터의 피드백에 의해, 예를 들어, 상기 트러블의 발생을 미연에 방지할 수 있는, 최적의 상기 경계 영역의 형상을 갖는 실리콘 웨이퍼를 확실하고 간편하게 제조할 수 있다.
그리고, 상기 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 판정할 때, 상기 h1을 15[μm]로 하고, 상기 h2를 30[μm]으로 하고, 상기 δ를 30[μm]으로 하여,
상기 다음에 제조할 실리콘 웨이퍼의 상기 형상 파라미터를 설정할 때, 상기 Rx를 240[μm] 이상으로 하고, 상기 θx를 27[deg] 이하로 할 수 있다.
이와 같이 하면, 상기 트러블을 보다 확실히 방지할 수 있는 실리콘 웨이퍼를 얻을 수 있다.
또한 본 발명은, 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 평가하는 장치로서,
상기 실리콘 웨이퍼의 웨이퍼 단면에 있어서의 엣지 형상을 평가하기 위한 형상 파라미터로서,
상기 실리콘 웨이퍼의 면취부의 최선단의 웨이퍼 직경 방향의 위치를 직경 방향 기준 L1로 하고, 이 직경 방향 기준 L1로부터 웨이퍼 중심 방향으로 450[μm] 들어간 웨이퍼 직경 방향의 위치를 직경 방향 기준 L2로 하고, 이 직경 방향 기준 L2와 웨이퍼 주표면의 교점을 P1로 하고, 이 점 P1을 포함하고, 점 P1의 웨이퍼 높이 위치를 나타내는 면을 높이 기준면 L3으로 하고,
상기 면취부에 있어서, 상기 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 h1[μm] 떨어진 면취부 표면의 점을 Px2로 하고, 상기 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 h2[μm] 떨어진 면취부 표면의 점을 Px3으로 하고, 상기 점 Px2 및 상기 점 Px3의 2점을 통과하는 직선을 Lx로 하고,
상기 직선 Lx와 상기 높이 기준면 L3이 이루는 각의 예각 측의 각을 θx로 하고,
상기 직선 Lx와 상기 높이 기준면 L3의 교점을 Px0으로 하고, 이 점 Px0으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 δ[μm] 들어간 웨이퍼 표면의 위치를 점 Px1로 하고, 이 점 Px1, 상기 점 Px2 및 상기 점 Px3의 3점을 통과하는 원의 반경을 Rx[μm]로 하는 정의에 있어서,
상기 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 측정하는 측정 수단과, 이 측정 수단에 의한 상기 엣지 형상의 측정 데이터를 해석하는 해석 수단을 구비하고,
이 해석 수단은, 상기 h1, 상기 h2 및 상기 δ인 형상 파라미터의 값을 데이터 입력하는 입력부와, 이 입력부에 데이터 입력된 상기 h1, 상기 h2 및 상기 δ의 값으로부터, 상기 엣지 형상의 측정 데이터에 기초하여, 상기 정의에 의거해 상기 Rx 및 상기 θx인 형상 파라미터를 산출하는 연산부와, 이 연산부에서 산출된 상기 Rx 및 상기 θx를 데이터 출력하는 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 장치를 제공한다.
이러한 본 발명의 평가 장치이면, 종래에는 정의되지 않았던 상기 경계 영역의 형상을 정치하게 판정하여 평가하고, 관리할 수 있다. 그리고, 그 평가를 이용하여, 예를 들어 상기 트러블을 미연에 방지하는 것이 가능한 경계 영역의 형상을 얻을 수 있고, 실제로 상기 트러블의 발생을 방지하는 것이 가능하다.
또한 본 발명에서는, 실리콘 웨이퍼로서,
상기 실리콘 웨이퍼의 웨이퍼 단면에 있어서의 엣지 형상을 평가하기 위한 형상 파라미터로서,
상기 실리콘 웨이퍼의 면취부의 최선단의 웨이퍼 직경 방향의 위치를 직경 방향 기준 L1로 하고, 이 직경 방향 기준 L1로부터 웨이퍼 중심 방향으로 450[μm] 들어간 웨이퍼 직경 방향의 위치를 직경 방향 기준 L2로 하고, 이 직경 방향 기준 L2와 웨이퍼 주표면의 교점을 P1로 하고, 이 점 P1을 포함하고, 점 P1의 웨이퍼 높이 위치를 나타내는 면을 높이 기준면 L3으로 하고,
상기 면취부에 있어서, 상기 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 h1[μm] 떨어진 면취부 표면의 점을 Px2로 하고, 상기 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 h2[μm] 떨어진 면취부 표면의 점을 Px3으로 하고, 상기 점 Px2 및 상기 점 Px3의 2점을 통과하는 직선을 Lx로 하고,
상기 직선 Lx와 상기 높이 기준면 L3이 이루는 각의 예각 측의 각을 θx로 하고,
상기 직선 Lx와 상기 높이 기준면 L3의 교점을 Px0으로 하고, 이 점 Px0으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 δ[μm] 들어간 웨이퍼 표면의 위치를 점 Px1로 하고, 이 점 Px1, 상기 점 Px2 및 상기 점 Px3의 3점을 통과하는 원의 반경을 Rx[μm]로 하는 정의에 있어서,
상기 h1이 15[μm], 상기 h2가 30[μm], 상기 δ가 30[μm], 상기 Rx가 240[μm] 이상, 상기 θx가 27[deg] 이하인 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼를 제공한다.
이러한 본 발명의 실리콘 웨이퍼이면, 상기 트러블을 보다 확실히 방지할 수 있는 웨이퍼이며, 엣지 형상에 관하여 우수한 품질인 것이 된다.
또한 본 발명은, 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 평가하는 방법으로서,
상기 실리콘 웨이퍼의 웨이퍼 단면에 있어서의 엣지 형상을 평가하기 위한 형상 파라미터로서,
상기 실리콘 웨이퍼의 주표면의 임의의 점을 Px1로 하고, 면취부 표면의 임의의 2점을 Px2, Px3으로 하고, 웨이퍼 직경 방향에 있어서 면취부의 최선단으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 소정 거리 들어간 주표면에 있어서의 점을 P1로 하고, 이 점 P1을 포함하고, 점 P1의 웨이퍼 높이 위치를 나타내는 면을 높이 기준면 L3으로 하고,
상기 점 Px2 및 점 Px3의 2점을 통과하는 직선을 Lx로 하고,
이 직선 Lx와 상기 높이 기준면 L3이 이루는 각의 예각 측의 각을 θx로 하고,
상기 점 Px1, 상기 점 Px2 및 상기 점 Px3의 3점을 통과하는 원의 반경을 Rx라고 정의할 때,
상기 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 측정하고,
상기 점 Px1, 상기 점 Px2, 상기 점 Px3의 위치를 설정하여, 상기 엣지 형상의 측정 데이터에 기초하여, 상기 정의에 의거해 상기 Rx 및 상기 θx인 형상 파라미터를 산출하고, 이 산출한 상기 Rx 및 상기 θx로부터 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 판정하여 평가하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 방법을 제공한다.
이러한 평가 방법에 의해서도, 종래에는 정의되지 않았던 상기 경계 영역의 형상을 정치하게 판정하여 평가하고, 관리하는 것이 가능하며, 더 나아가 상기 트러블을 미연에 방지하는 것이 가능한 경계 영역의 형상을 얻을 수 있고, 실제로 상기 트러블의 발생을 방지하는 것이 가능하다.
또한 본 발명은, 실리콘 웨이퍼의 제조 방법으로서,
상기 실리콘 웨이퍼의 웨이퍼 단면에 있어서의 엣지 형상을 평가하기 위한 형상 파라미터로서,
상기 실리콘 웨이퍼의 주표면의 임의의 점을 Px1로 하고, 면취부 표면의 임의의 2점을 Px2, Px3으로 하고, 웨이퍼 직경 방향에 있어서 면취부의 최선단으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 소정 거리 들어간 주표면에 있어서의 점을 P1로 하고, 이 점 P1을 포함하고, 점 P1의 웨이퍼 높이 위치를 나타내는 면을 높이 기준면 L3으로 하고,
상기 점 Px2 및 점 Px3의 2점을 통과하는 직선을 Lx로 하고,
이 직선 Lx와 상기 높이 기준면 L3이 이루는 각의 예각 측의 각을 θx로 하고,
상기 점 Px1, 상기 점 Px2 및 상기 점 Px3의 3점을 통과하는 원의 반경을 Rx라고 정의할 때,
상기 점 Px1을, 웨이퍼 직경 방향에 있어서 면취부의 최선단으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 1000[μm] 이하의 범위로 떨어진 주표면에 있어서의 점으로 하고,
상기 점 Px2을 상기 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 15[μm] 떨어진 면취부 표면의 점으로 하고, 상기 점 Px3을 상기 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 30[μm] 떨어진 면취부 표면의 점으로 하여 설정할 때,
상기 Rx가 240[μm] 이상, 상기 θx가 27[deg] 이하인 실리콘 웨이퍼를 제조하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조 방법을 제공한다.
이러한 제조 방법에 의해서도, 상기 트러블의 발생을 미연에 방지할 수 있는, 최적의 상기 경계 영역의 형상을 갖는 실리콘 웨이퍼를 확실하고 간편하게 제조할 수 있다.
또한 본 발명은, 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 평가하는 장치로서,
상기 실리콘 웨이퍼의 웨이퍼 단면에 있어서의 엣지 형상을 평가하기 위한 형상 파라미터로서,
상기 실리콘 웨이퍼의 주표면의 임의의 점을 Px1로 하고, 면취부 표면의 임의의 2점을 Px2, Px3으로 하고, 웨이퍼 직경 방향에 있어서 면취부의 최선단으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 소정 거리 들어간 주표면에 있어서의 점을 P1로 하고, 이 점 P1을 포함하고, 점 P1의 웨이퍼 높이 위치를 나타내는 면을 높이 기준면 L3으로 하고,
상기 점 Px2 및 점 Px3의 2점을 통과하는 직선을 Lx로 하고,
이 직선 Lx와 상기 높이 기준면 L3이 이루는 각의 예각 측의 각을 θx로 하고,
상기 점 Px1, 상기 점 Px2 및 상기 점 Px3의 3점을 통과하는 원의 반경을 Rx로 하는 정의에 있어서,
상기 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 측정하는 측정 수단과, 이 측정 수단에 의한 상기 엣지 형상의 측정 데이터를 해석하는 해석 수단을 구비하고,
이 해석 수단은, 상기 점 Px1, 상기 점 Px2, 상기 점 Px3의 위치를 데이터 입력하는 입력부와, 이 입력부에 데이터 입력된 상기 점 Px1, 상기 점 Px2, 상기 점 Px3의 위치로부터, 상기 엣지 형상의 측정 데이터에 기초하여, 상기 정의에 의거해 상기 Rx 및 상기 θx인 형상 파라미터를 산출하는 연산부와, 이 연산부에서 산출된 상기 Rx 및 상기 θx를 데이터 출력하는 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 장치를 제공한다.
이러한 평가 장치에 의해서도, 종래에는 정의되지 않았던 상기 경계 영역의 형상을 정치하게 판정하여 평가하고, 관리하는 것이 가능하며, 더 나아가 상기 트러블을 미연에 방지하는 것이 가능한 경계 영역의 형상을 얻을 수 있고, 실제로 상기 트러블의 발생을 방지하는 것이 가능하다.
또한 본 발명은, 실리콘 웨이퍼로서,
상기 실리콘 웨이퍼의 웨이퍼 단면에 있어서의 엣지 형상을 평가하기 위한 형상 파라미터로서,
상기 실리콘 웨이퍼의 주표면의 임의의 점을 Px1로 하고, 면취부 표면의 임의의 2점을 Px2, Px3으로 하고, 웨이퍼 직경 방향에 있어서 면취부의 최선단으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 소정 거리 들어간 주표면에 있어서의 점을 P1로 하고, 이 점 P1을 포함하고, 점 P1의 웨이퍼 높이 위치를 나타내는 면을 높이 기준면 L3으로 하고,
상기 점 Px2 및 점 Px3의 2점을 통과하는 직선을 Lx로 하고,
이 직선 Lx와 상기 높이 기준면 L3이 이루는 각의 예각 측의 각을 θx로 하고,
상기 점 Px1, 상기 점 Px2 및 상기 점 Px3의 3점을 통과하는 원의 반경을 Rx로 하는 정의에 있어서,
상기 점 Px1이, 웨이퍼 직경 방향에 있어서 면취부의 최선단으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 1000[μm] 이하의 범위로 떨어진 주표면에 있어서의 점이며,
상기 점 Px2가 상기 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 15[μm] 떨어진 면취부 표면의 점이며, 상기 점 Px3이 상기 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 30[μm] 떨어진 면취부 표면의 점이며, 상기 Rx가 240[μm] 이상, 상기 θx가 27[deg] 이하인 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼를 제공한다.
이러한 실리콘 웨이퍼도, 상기 트러블을 보다 확실히 방지할 수 있는 웨이퍼이며, 엣지 형상에 관하여 우수한 품질의 것이 된다.
본 발명의 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 방법 및 평가 장치이면, 웨이퍼의 주표면과 면취부의 경계 영역을 정치하게 평가할 수 있고, 디바이스 공정에서의 포토레지스트막의 파열 등, 상기 경계 영역을 기인으로 하는 트러블의 발생을 미연에 방지할 수 있는 엣지 형상을 갖는 실리콘 웨이퍼를 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 실리콘 웨이퍼, 그의 선별 방법 및 제조 방법이면, 상기 트러블을 보다 확실히 방지할 수 있는, 엣지 형상에 관하여 우수한 품질의 것을 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 단면에 있어서의 엣지 형상의 형상 파라미터를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 평가 장치에 탑재된 소프트웨어의 Rx 및 θx의 산출·출력을 위한 연산 플로우도이다.
도 4는 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 방법의 일례를 나타내는 공정도이다.
도 5는 실리콘 웨이퍼의 면취부의 단면 형상 치수의 종래의 정의를 나타내는 설명도이다.
도 6은 종래 기술에 의해 정의되어 있는 A1의 영역의 R1 및 θ1의 설명도이다.
도 7은 면취 형상의 측정 개소의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 8은 실리콘 웨이퍼의 제조 방법의 공정의 일례를 나타내는 플로우도이다.
도 9는 실리콘 웨이퍼의 제조 방법의 공정의 다른 예를 나타내는 플로우도이다.
도 10은 총형 면취 방식의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 11은 본 발명의 다른 태양의 실리콘 웨이퍼의 단면에 있어서의 엣지 형상의 형상 파라미터를 나타내는 개략도이다.
이하, 본 발명에 대하여, 실시 태양의 일례로서, 도면을 참조하면서 상세히 설명하나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이, 포토레지스트막이나 산화막에 파열이나 박리가 발생하는 등, 종래의 실리콘 웨이퍼에는 트러블이 발생하고 있었다. 본 발명자들이 예의 연구를 행한 결과, 실리콘 웨이퍼의 주표면과 면취부의 경계 영역의 형상이 포토레지스트 등의 유동에 있어서 부적합한 경우, 상기 트러블이 발생하는 것을 알 수 있었다. 또한, 상기 경계 영역을 기인으로 하여, 실리콘 웨이퍼의 세팅 시의, 위치 결정 센서의 웨이퍼 엣지부의 검출 불량이 발생하는 경우가 있는 것을 알 수 있었다.
더 나아가, 보다 구체적으로는, 상기 경계 영역의 형상의 곡률(Rx)(상세하게는 후술) 및 실리콘 웨이퍼 주표면으로부터 면취부의 경사를 내려보는 부각(θx)(상세하게는 후술)은, 웨이퍼 단면에 있어서의 엣지 형상의 중요한 형상 파라미터인 것을 발견하고, 본 발명을 완성시켰다.
우선, 본 발명의 실리콘 웨이퍼에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 단면에 있어서의 엣지 형상의 형상 파라미터를 나타낸 개략도이다. 도 1은, 구체적으로는 주표면 측의 단면 형상이다. 도 1의 좌우 방향이 웨이퍼 직경 방향이며, 상하 방향이 웨이퍼 높이 방향(두께 방향)이다.
한편, 이 엣지 형상을 평가하기 위한 형상 파라미터는 도 1에 기재되어 있다. 이 형상 파라미터의 정의 및 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상에 대하여 이하에 상술한다.
실리콘 웨이퍼(1)의 엣지 형상(2)의 단면에 있어서, 면취부(3)의 최선단의 웨이퍼 직경 방향의 위치를 직경 방향 기준 L1로 한다. 직경 방향 기준 L1로부터 웨이퍼 중심 방향으로 450[μm] 들어간 웨이퍼 직경 방향의 위치를 직경 방향 기준 L2로 한다. 직경 방향 기준 L2와 웨이퍼 주표면(4)의 교점을 P1로 한다. 이 점 P1을 포함하고, 점 P1의 웨이퍼 높이 위치를 나타내는 면을 높이 기준면 L3으로 한다.
면취부(3)에 있어서, 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 h1[μm] 떨어진 면취부(3)의 표면의 점을 Px2로 하고, 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 h2[μm] 떨어진 면취부(3)의 표면의 점을 Px3으로 한다. 그리고, 점 Px2 및 점 Px3의 2점을 통과하는 직선을 Lx로 한다.
직선 Lx와 높이 기준면 L3이 이루는 각의 예각 측의 각을 θx로 한다.
또한, 직선 Lx와 높이 기준면 L3의 교점을 Px0으로 한다(직경 방향 기준 L1로부터 웨이퍼 중심 방향으로 X[μm]의 위치). 점 Px0으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 δ[μm] 들어간 웨이퍼 표면의 위치를 점 Px1로 한다. 점 Px1, 점 Px2 및 점 Px3의 3점을 통과하는 원의 반경을 Rx[μm]로 한다.
한편, 이들의 형상 파라미터의 정의는, 후술하는 본 발명의 평가 장치, 평가 방법, 선별 방법, 제조 방법에 있어서 공통이다.
본 발명의 실리콘 웨이퍼에서는, h1이 15[μm], h2가 30[μm], δ가 30[μm]이며, Rx가 240[μm] 이상, θx가 27[deg] 이하인 것이다.
Rx가 지나치게 작은 경우, 혹은 θx가 지나치게 큰 경우에는, 실리콘 웨이퍼의 주표면과 면취부의 경계 영역 상을 포토레지스트재와 같은 유동체가 흐를 때에 표면 장력이 증대하여, 성막 시에 부풀어 오름이 발생한다. 그리고 성막 시의 부풀어 오름은, 막의 파열이나 박리를 일으킨다.
또한, Rx가 지나치게 작은 경우, 혹은 θx가 지나치게 큼으로써, 위치 결정 센서에 의한 엣지부의 검출 불량을 일으킨다.
그러나, 본 발명의 실리콘 웨이퍼에서는 Rx 및 θx가 상기 범위이므로, 이들의 트러블의 발생을 확실히 방지할 수 있다.
상기와 같은 디바이스 공정에 있어서의 트러블 사례는, 종래법에서는 실리콘 웨이퍼의 주표면과 면취부의 경계 영역의 형상을 측정하고 관리하지 못한 결과로 인한 것이다. 나아가, 종래 기술에 의한 면취부 형상의 정밀도 관리는, 도 5의 A1 혹은 A2가 정의되어 있는 영역으로 한정되어 있고, 특히 디바이스의 회로를 형성하는 표면 측에 가까운, 실리콘 웨이퍼 주표면과 면취부의 경계 영역에 대해서는 해당 형상의 측정 수단이 없어, 정밀도 관리를 할 수 없었다. 또한 실리콘 웨이퍼 주표면과 면취부의 경계 영역의 형상의 정밀도 관리가 이루어지지 않은 실리콘 웨이퍼를 공급하게 되어, 고객의 디바이스 공정에 있어서의 트러블의 발생을 미연에 방지할 수 없었다.
도 6은, 종래 기술에 의해 정의되어 있는 A1의 영역의 R1 및 θ1을 나타낸다. R1은, 도 5에 있어서의 점 P2, 점 P3, 점 P5의 3점을 통과하는 원의 반경이다. θ1은, 도 5에 있어서의 L6과 높이 기준면 L3이 이루는 각의 예각 측의 각이다. 종래 정의의 도 6과 본 발명에 있어서의 정의의 도 1을 비교해도 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은, 종래보다 명백하게 웨이퍼의 중심 방향으로 치우친 영역에서, 상기 경계 영역의 형상에 대하여 정의되어 있는 것을 알 수 있다.
다음에, 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 장치에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 평가 장치의 일례를 나타내는 개략도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 평가 장치(5)는, 평가 대상인 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 측정하는 측정 수단(6)과, 측정 수단에 의한 엣지 형상의 측정 데이터를 해석하는 해석 수단(7)을 구비하고 있다.
측정 수단(6)에 있어서의 엣지 형상의 측정 방법은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 일반적인 투과광 방식에 의해, 취입된 화상에 2치화 화상 처리를 실시하여 엣지 형상의 치수를 산출할 수 있다.
또한, 해석 수단(7)은, 입력부(8), 연산부(9), 출력부(10)를 구비하고 있다.
입력부(8)에서는, 도 1에 나타낸 h1, h2 및 δ인 형상 파라미터의 값을 데이터 입력하는 것이다. 미리, 원하는 바와 같이 설정한 h1, h2, δ를 입력할 수 있다.
또한, 연산부(9)는, 입력부(8)에 데이터 입력된 h1, h2 및 δ의 값으로부터, 측정 수단(6)에 의해 얻은 엣지 형상의 측정 데이터에 기초하여, 도 1을 참조하여 설명한 정의에 의거해 Rx 및 θx인 형상 파라미터를 산출하는 것이다. 도 1의 정의에 기초한 프로그램, 연산 기능을 갖는 소프트웨어가 내장되어 있다. 그 소프트웨어에 의해, 도 3에 나타낸 연산 플로우를 거쳐 Rx 및 θx가 산출된다.
그리고, 출력부(10)가 그 Rx 및 θx를 데이터 출력하는 것이다.
한편, 측정(및 평가) 개소는, 노치 위치를 기준으로 웨이퍼면 내 4점 혹은 8점의 측정이 일반적이다. 4점 측정시의 개소는, 노치 근방(예를 들어, 노치로부터 9°의 개소)을 포함하는 90° 간격의 4개소이다. 또한 8점 측정시의 개소는, 노치 근방(예를 들어, 노치로부터 9°의 개소)을 포함하는 45° 간격의 8개소이다. 단 측정 개소는 이것으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 노치로부터 9°의 개소를 측정 개소로 하는 것은, 노치부는 면취부가 존재하지 않기 때문이며, 특히 9°로 한정되는 것은 아니다.
다음에, 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 방법에 대하여 설명한다. 여기서는, 상기 평가 장치(5)를 이용한 경우의 예를 설명하나, 이것으로 한정되지 않는다.
도 4는 본 발명의 평가 방법의 일례를 나타내는 공정도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 이 평가 방법에서는, 우선, 평가 대상인 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상에 대하여, 측정 수단(6)을 이용하여 측정하고, 엣지 형상의 측정 데이터를 얻는다.
다음에, h1, h2 및 δ인 형상 파라미터의 값을 설정하고, 이 설정값을 해석 수단(7)의 입력부(8)에 데이터 입력한다. 그리고, 측정 수단(6)에서 얻은 엣지 형상의 측정 데이터에 기초하여, 연산부(9)에 의해, 도 1의 정의에 의거해 Rx 및 θx인 형상 파라미터를 산출하고, 출력부(10)에 의해 그 산출값을 데이터 출력한다. 그리고, 그 Rx 및 θx로부터 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 판정하여 평가한다.
이러한 본 발명의 평가 장치나 평가 방법에 의해, 웨이퍼의 주표면과 면취부의 경계 영역의 형상을 정치하게 판정할 수 있다. 그리고, 이러한 경계 영역의 정치한 형상 데이터를 피드백함으로써, 전술한 바와 같은, 고객의 디바이스 공정에 있어서의 트러블을 미연에 방지할 수 있는 최적의 경계 영역의 형상의 예측 및 설계를 가능하게 하고, 설계 대로의 웨이퍼 엣지 가공을 실시할 수 있다. 이에 따라, 상기 트러블이 발생하는 것을 확실히 방지하는 것이 가능하다.
예를 들어, 이미 제조된 실리콘 웨이퍼에 대하여, 상기와 같이 하여 엣지 형상의 판정을 행하고, 그 판정 결과에 기초하여 원하는 엣지 형상을 갖는 실리콘 웨이퍼의 선별을 행하는 것이 가능하다. 보다 확실히, 그리고 간편하게, 고객의 요구를 만족시키는 엣지 형상을 갖는 실리콘 웨이퍼만을 기존 중에서 선택할 수 있다.
또한, 이미 제조된 실리콘 웨이퍼의 판정 결과에 기초하여, 다음에 제조할 실리콘 웨이퍼의 형상 파라미터를 적절히 설정하고, 이 설정값에 따라 다음의 실리콘 웨이퍼를 가공하여 제조함으로써, 고객의 요구를 만족시키는 실리콘 웨이퍼를 간편하게 양산하는 것이 가능하다.
상기 엣지 형상의 가공으로는, 도 8, 도 9에서 말하자면, 래핑 공정 후 혹은 양면 연삭 후에 행하는 면취(정) 가공의 조건을 조정하거나, 혹은 면취 휠의 디자인의 변경 등의 방법에 의해 가능하다.
실리콘 웨이퍼의 주표면과 면취부의 경계 영역의 형상 데이터의 피드백시에, 참고하는 파라미터는, Rx 및 θx이다. 이에, 본 발명의 평가 장치의 측정 데이터의 입력부의 h1, h2 및 δ의 3파라미터 각각에, 예를 들어 h1=15[μm], h2=30[μm] 및 δ=30[μm]의 값을 입력한다. 이 경우, Rx 및 θx의 관리 한계값에 대해서는, 본 발명자들은, Rx≥240[μm] 및 θx≤27[deg]의 범위가 최적인 것을 확인하고 있으며, 상기 범위를 만족시키는 상기 경계 영역의 형상으로 가공된 실리콘 웨이퍼는, 고객의 디바이스 공정에 있어서의 트러블의 발생을 미연에 방지하고 있어, 디바이스 공정의 안전을 유지할 수 있다.
한편, 형상 파라미터 h1, h2 및 δ의 입력값은 예를 들어 설명했을 뿐이며, 본 발명의 제조 방법을 한정하는 것은 아니다. 고객의 요망이나 원하는 형상 품질에 따라, 그 때마다, h1, h2, δ의 값을 설정할 수 있고, 또한, 다음의 웨이퍼를 위한 Rx나 θx의 값을 적절히 결정할 수 있다.
이하, 다른 태양에 있어서의 본 발명의 실리콘 웨이퍼 및 그의 평가 장치, 더 나아가, 그의 평가 방법 및 제조 방법에 대하여 설명한다.
이하에 상술하는 이 태양에 있어서의 실리콘 웨이퍼나 그의 제조 방법이어도, 상기 트러블을 보다 확실히 방지할 수 있는 웨이퍼이며, 엣지 형상에 관하여 우수한 품질인 것으로 할 수 있고, 이러한 웨이퍼를 확실하고 간편하게 제조할 수 있다. 또한, 이 태양에 있어서의 평가 장치 및 평가 방법에 있어서도, 웨이퍼의 주표면과 면취부의 경계 영역의 형상의 정치한 판정, 더 나아가 상기 트러블 발생 방지를 위한 최적의 경계 영역의 형상의 예측 및 설계, 가공이 가능해져, 상기 트러블이 발생하는 것을 확실히 방지하는 것이 가능하다.
우선, 본 발명의 실리콘 웨이퍼에 대하여 설명한다.
도 11은 다른 태양의 본 발명의 실리콘 웨이퍼의 단면에 있어서의 엣지 형상의 형상 파라미터를 나타낸 개략도이다. 도 11은, 구체적으로는 주표면 측의 단면 형상이다. 도 11의 좌우 방향이 웨이퍼 직경 방향이며, 상하 방향이 웨이퍼 높이 방향(두께 방향)이다. 이 형상 파라미터의 정의 등에 대하여 이하에 상술한다.
실리콘 웨이퍼(101)의 엣지 형상(102)의 단면에 있어서, 주표면(104)의 임의의 점을 Px1로 하고, 면취부(103)의 표면의 임의의 2점을 Px2, Px3으로 한다. 또한, 웨이퍼 직경 방향에 있어서 면취부(103)의 최선단으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 소정 거리 들어간 주표면(104)에 있어서의 점을 P1로 하고, 이 점 P1을 포함하고, 점 P1의 웨이퍼 높이 위치를 나타내는 면을 높이 기준면 L3으로 한다.
그리고, 점 Px2 및 점 Px3의 2점을 통과하는 직선을 Lx로 하고, 직선 Lx와 높이 기준면 L3이 이루는 각의 예각 측의 각을 θx로 한다. 또한 점 Px1, 점 Px2 및 점 Px3의 3점을 통과하는 원의 반경을 Rx로 한다.
한편, 이들 형상 파라미터의 정의는, 다른 태양의 본 발명의 평가 장치, 평가 방법, 제조 방법에 있어서 공통이다.
그리고, 본 발명의 실리콘 웨이퍼에서는, 구체적으로는, 점 Px1이, 웨이퍼 직경 방향에 있어서 면취부의 최선단으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 1000[μm] 이하의 범위로 떨어진 주표면에 있어서의 점이며, 점 Px2가 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 15[μm] 떨어진 면취부 표면의 점이며, 점 Px3이 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 30[μm] 떨어진 면취부 표면의 점이며, Rx가 240[μm] 이상, θx가 27[deg] 이하인 것이다.
점 Px1, 점 Px2, 점 Px3의 위치를 상기와 같이 설정함으로써, 주표면과 면취부의 경계 영역의 형상을 매우 적절히 평가하기 위한 Rx, θx를 얻을 수 있다. 그리고, 그 Rx, θx의 값이 상기 범위 내이면, 종래에 있어서의 상기 트러블의 발생을 미연에 방지할 수 있는 유효한 실리콘 웨이퍼가 된다.
또한, 점 P1은, 앞서 서술한 바와 같은 주표면 상의 점이면 되고, 임의로 선택할 수 있다.
본 발명의 제조 방법에서는, 전술한 본 발명의 실리콘 웨이퍼, 즉, 점 Px1, 점 Px2, 점 Px3의 위치가 상기 설정한 대로이며, 또한, Rx, θx가 상기 범위 내가 되는 실리콘 웨이퍼를 제조한다. Rx, θx가 상기 범위에 들어가도록, 엣지 형상의 가공 조건을 적절히 설정하여 제조할 수 있다. 예를 들어, 도 8, 도 9에서 말하자면, 래핑 공정 후 혹은 양면 연삭 후에 행하는 면취(정) 가공의 조건을 조정하거나, 혹은 면취 휠의 디자인의 변경 등의 방법에 따라 가능하다.
또한 본 발명의 평가 장치에서는, 평가 대상인 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 측정하는 측정 수단과, 측정 수단에 의한 엣지 형상의 측정 데이터를 해석하는 해석 수단을 구비하고 있다. 그리고 해석 수단은, 입력부, 연산부, 출력부를 구비하고 있다. 점 Px1, 점 Px2, 점 Px3, 높이 기준면 L3, 직선 Lx, θx, Rx는 상기 정의에 기초하여, 평가 시에는 점 Px1, 점 Px2, 점 Px3의 위치 데이터를 입력하는 것인데, 그 이외(예를 들어 측정 수단에 있어서의 측정 방법 등)에 대해서는, 도 2의 평가 장치와 동일한 것으로 할 수 있다.
점 Px1의 위치 데이터 입력에 있어서는, 우선 점 Px1의 위치 설정을 적절히 행할 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼 직경 방향에 있어서 면취부의 최선단으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 1000μm 이하의 범위로 떨어진 주표면에 있어서의 점을 설정할 수 있다.
한편, 점 Px1의 위치 설정의 방법이나 최선단으로부터의 거리에 대해서는 이것으로 한정되는 것은 아니고, 적절히 결정할 수 있다.
점 Px2, 점 Px3의 위치 데이터 입력에 있어서는, 우선 점 Px2, 점 Px3의 위치 설정을 적절히 행할 수 있다. 예를 들어, 점 P1의 위치(웨이퍼 직경 방향에 있어서의, 면취부의 최선단으로부터의 소정 거리)를 적절히 설정하고, 계속해서 높이 기준면 L3을 설정한다. 그리고 점 Px2, Px3으로 하여, 각각, 그 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 원하는 거리만큼 떨어진 위치에 있어서의 면취부 표면의 점을 설정한다. 그 원하는 거리를 위치 데이터로서 입력할 수 있다.
한편, 점 Px2, 점 Px3의 위치 설정의 방법에 대해서는 이것으로 한정되는 것은 아니고, 적절히 결정할 수 있다.
또한 본 발명의 평가 방법에서는, 예를 들어 상기 평가 장치를 이용할 수 있고, 평가 시에, 상기와 같이 점 Px1, 점 Px2, 점 Px3의 위치를 설정하고, 엣지 형상의 측정 데이터에 기초하여, 상기 정의에 의거해 Rx, θx를 산출하고, 이들로부터 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 판정, 평가를 행한다.
[실시예]
이하, 실시예 및 비교예를 나타내어, 본 발명을 구체적으로 설명하나, 본 발명은 이것들로 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
엣지 형상이 상이한 샘플 실리콘 웨이퍼를 복수 준비하고, 이 샘플에 대하여 본 발명의 평가 방법을 실시하였다.
보다 구체적으로는, 우선, 웨이퍼 주표면과 면취부의 경계 영역에 있어서의 형상, 즉, Rx 및 θx가 상이한 것을 샘플로 하여 준비하므로, 래핑 공정 후 혹은 양면 연삭 공정 후에 행하는 면취(정) 가공의 조건을 조정하거나, 혹은 사용하는 면취 휠의 디자인을 변경하여 제작하였다.
그 후, 이들의 샘플에 대하여, 본 발명의 평가 장치(5)를 이용하여 엣지 형상을 측정하고, h1, h2, δ의 값을 설정하고, 엣지 형상의 측정 데이터에 기초하여, 본 발명에 있어서의 도 1의 정의에 의거해 Rx 및 θx를 산출하고, 엣지 형상의 판정을 하여 분류하였다.
한편, Rx 및 θx의 산출 시에 입력한 h1, h2, δ의 각 데이터는, 표 1에 나타낸 바와 같이, 각각, h1=15[μm], h2=30[μm], δ=30[μm]이다.
또한, Rx 및 θx의 값의 각 수준 및 제작 매수는 표 2에 나타낸 바와 같다. Rx 및 θx의 수준은 5수준으로 하고, 샘플은 각 수준당 10매씩 준비하였다.
수준마다의 가공 완료 후의 웨이퍼군으로부터 1매씩 발취하여, 그 Rx 및 θx의 값을 수준마다의 대표값으로 하였다. 이것을 표 3에 나타낸다. 한편, 동일 조건에 따라 실리콘 웨이퍼를 복수매 가공한 경우, 실리콘 웨이퍼간의 Rx 및 θx의 값의 편차는 매우 작고, 수준 내의 다른 샘플에 있어서의 Rx 및 θx의 값은 대표값과 거의 동일하다.
이 표 3의 각 수준의 Rx 및 θx의 대표값의 데이터인데, 도 7에 나타낸 바와 같이 노치 근방(노치로부터 9°의 개소)을 포함하는 45° 간격의 8개소의 실리콘 웨이퍼 엣지부의 각 측정점을 측정·산출하고, 이들의 평균값을 각 수준의 대표값으로 하였다.
Figure 112020013901819-pct00001
Figure 112020013901819-pct00002
Figure 112020013901819-pct00003
이와 같이, 본 발명의 평가 장치, 평가 방법에 의해, 종래의 평가의 방법과는 상이한 형상 평가를 행할 수 있다. 종래와는 달리, Rx 및 θx라고 하는, 웨이퍼의 주표면과 면취부에서의 경계 영역에 관한 형상 파라미터를 취득할 수 있어, 새로운 관점에서 형상 평가를 행할 수 있다.
그리고, 이들 샘플의 실리콘 웨이퍼의 표면에 CVD 산화막을 성막한 후, 포토레지스트를 도포하고, 경화 처리를 실시하였다. 그리고 포토레지스트막 경화 후에 포토레지스트 막 결함(포토레지스트막의 파열)의 발생 상황을 확인하였다. 그 결과는 표 4에 나타낸 바와 같다.
여기서, 각 수준의 샘플을 10매 세트로 투입할 때, 그 중 1매라도 포토레지스트 막 결함이 발생한 경우를 ×(불합격)로 하고, 각 수준의 샘플을 10매 세트로 투입할 때, 10매 전체 수에 포토레지스트 막 결함이 발생하지 않은 경우를 ○(합격)라고 표기하였다.
Figure 112020013901819-pct00004
표 4에 나타낸 테스트 결과에 따르면, 수준 C 내지 E와 같이, Rx가 240[μm] 이상이며, 또한, θx가 27[deg] 이하의 범위인 엣지 형상으로 가공된 실리콘 웨이퍼를 사용함으로써, 포토레지스트 막 결함의 발생을 회피할 수 있었다.
이와 같이, 본 발명의 평가 방법을 이용함으로써, 종래의 트러블을 해소할 수 있다.
(실시예 2)
실시예 1의 샘플과는 별도로, 기존의 다른 직경 300mm의 복수의 실리콘 웨이퍼의 형상에 대하여 평가를 행하였다. 즉, 각 웨이퍼에 대하여, 본 발명의 평가 장치, 평가 방법에 따라, h1=15[μm], h2=30[μm], δ=30[μm]일 때의 엣지 형상(Rx, θx)의 평가를 행하였다.
그리고, 그 중 Rx가 240[μm] 이상이며, 또한, θx가 27[deg] 이하인 것을 선별하였다.
선별한 웨이퍼에 대하여 실시예 1과 마찬가지로 하여 포토레지스트막을 성막하고, 포토레지스트 막 결함의 발생의 유무를 조사한 결과, 모두 포토레지스트 막 결함은 발생하지 않았다. 그 한편으로, 선별되지 않은 웨이퍼에 있어서는, 포토레지스트 막 결함이 발생하는 것이 있었다.
(실시예 3)
실시예 1의 결과를 기초로 하여, 엣지 형상 품질이 양호한 실리콘 웨이퍼의 제조를 시도하였다. 구체적으로는, 형상 파라미터로서, h1을 15[μm], h2를 30[μm], δ를 30[μm]으로 하고, Rx를 240[μm] 이상, θx를 27[deg] 이하로 설정하였다. 실시예 1일 때의 가공 조건도 참고로 하여, Rx나 θx가 상기 설정값이 되는 가공 조건을 설정하고, 이 설정 조건에 기초하여, 설정 대로의 Rx나 θx를 갖는 엣지 형상으로 가공된 실리콘 웨이퍼를 양산하였다.
그리고, 고객이 지정하는 디바이스 공정에 투입했지만, 포토레지스트 막 결함과 같은 트러블의 발생은 없었다.
그 외에, 산화막 박리나 위치 결정 센서의 엣지 형상의 검출 불량 등의 종래의 트러블에 대해서도 조사를 행하였으나, 상기와 같이 하여 양산한 실리콘 웨이퍼에 있어서는, 모두 트러블은 발생하지 않았다. 이와 같이, 웨이퍼의 주표면과 면취부의 경계 영역에 관한 형상 파라미터를 관리함으로써, 종래 방지하지 못했던 트러블의 발생을 미연에 방지하는 것이 가능하다.
한편, 본 발명은, 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태는, 예시이며, 본 발명의 특허 청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 동일한 작용 효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (10)

  1. 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 평가하는 방법으로서,
    상기 실리콘 웨이퍼의 웨이퍼 단면에 있어서의 엣지 형상을 평가하기 위한 형상 파라미터로서,
    상기 실리콘 웨이퍼의 면취부의 최선단의 웨이퍼 직경 방향의 위치를 직경 방향 기준 L1로 하고, 이 직경 방향 기준 L1로부터 웨이퍼 중심 방향으로 450[μm] 들어간 웨이퍼 직경 방향의 위치를 직경 방향 기준 L2로 하고, 이 직경 방향 기준 L2와 웨이퍼 주표면의 교점을 P1로 하고, 이 점 P1을 포함하고, 점 P1의 웨이퍼 높이 위치를 나타내는 면을 높이 기준면 L3으로 하고,
    상기 면취부에 있어서, 상기 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 h1[μm] 떨어진 면취부 표면의 점을 Px2로 하고, 상기 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 h2[μm] 떨어진 면취부 표면의 점을 Px3으로 하고, 상기 점 Px2 및 상기 점 Px3의 2점을 통과하는 직선을 Lx로 하고,
    상기 직선 Lx와 상기 높이 기준면 L3이 이루는 각의 예각 측의 각을 θx로 하고,
    상기 직선 Lx와 상기 높이 기준면 L3의 교점을 Px0으로 하고, 이 점 Px0으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 δ[μm] 들어간 웨이퍼 표면의 위치를 점 Px1로 하고, 이 점 Px1, 상기 점 Px2 및 상기 점 Px3의 3점을 통과하는 원의 반경을 Rx[μm]라고 정의할 때,
    상기 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 측정하고,
    상기 h1, 상기 h2 및 상기 δ인 형상 파라미터의 값을 설정하여, 상기 엣지 형상의 측정 데이터에 기초하여, 상기 정의에 의거해 상기 Rx 및 상기 θx인 형상 파라미터를 산출하고, 이 산출한 상기 Rx 및 상기 θx로부터 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 판정하여 평가하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 방법.
  2. 실리콘 웨이퍼의 선별 방법으로서,
    제1항에 기재된 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 방법에 의해 상기 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 판정하고, 이 판정 결과에 기초하여, 상기 실리콘 웨이퍼의 선별을 행하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 선별 방법.
  3. 실리콘 웨이퍼의 제조 방법으로서,
    제1항에 기재된 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 방법에 의해 상기 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 판정하고, 이 판정 결과에 기초하여, 다음에 제조할 실리콘 웨이퍼의 상기 형상 파라미터를 설정하여 제조하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 판정할 때,
    상기 h1을 15[μm]로 하고, 상기 h2를 30[μm]으로 하고, 상기 δ를 30[μm]으로 하여,
    상기 다음에 제조할 실리콘 웨이퍼의 상기 형상 파라미터를 설정할 때,
    상기 Rx를 240[μm] 이상으로 하고, 상기 θx를 27[deg] 이하로 하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조 방법.
  5. 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 평가하는 장치로서,
    상기 실리콘 웨이퍼의 웨이퍼 단면에 있어서의 엣지 형상을 평가하기 위한 형상 파라미터로서,
    상기 실리콘 웨이퍼의 면취부의 최선단의 웨이퍼 직경 방향의 위치를 직경 방향 기준 L1로 하고, 이 직경 방향 기준 L1로부터 웨이퍼 중심 방향으로 450[μm] 들어간 웨이퍼 직경 방향의 위치를 직경 방향 기준 L2로 하고, 이 직경 방향 기준 L2와 웨이퍼 주표면의 교점을 P1로 하고, 이 점 P1을 포함하고, 점 P1의 웨이퍼 높이 위치를 나타내는 면을 높이 기준면 L3으로 하고,
    상기 면취부에 있어서, 상기 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 h1[μm] 떨어진 면취부 표면의 점을 Px2로 하고, 상기 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 h2[μm] 떨어진 면취부 표면의 점을 Px3으로 하고, 상기 점 Px2 및 상기 점 Px3의 2점을 통과하는 직선을 Lx로 하고,
    상기 직선 Lx와 상기 높이 기준면 L3이 이루는 각의 예각 측의 각을 θx로 하고,
    상기 직선 Lx와 상기 높이 기준면 L3의 교점을 Px0으로 하고, 이 점 Px0으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 δ[μm] 들어간 웨이퍼 표면의 위치를 점 Px1로 하고, 이 점 Px1, 상기 점 Px2 및 상기 점 Px3의 3점을 통과하는 원의 반경을 Rx[μm]로 하는 정의에 있어서,
    상기 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 측정하는 측정 수단과, 이 측정 수단에 의한 상기 엣지 형상의 측정 데이터를 해석하는 해석 수단을 구비하고,
    이 해석 수단은, 상기 h1, 상기 h2 및 상기 δ인 형상 파라미터의 값을 데이터 입력하는 입력부와, 이 입력부에 데이터 입력된 상기 h1, 상기 h2 및 상기 δ의 값으로부터, 상기 엣지 형상의 측정 데이터에 기초하여, 상기 정의에 의거해 상기 Rx 및 상기 θx인 형상 파라미터를 산출하는 연산부와, 이 연산부에서 산출된 상기 Rx 및 상기 θx를 데이터 출력하는 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 장치.
  6. 실리콘 웨이퍼로서,
    상기 실리콘 웨이퍼의 웨이퍼 단면에 있어서의 엣지 형상을 평가하기 위한 형상 파라미터로서,
    상기 실리콘 웨이퍼의 면취부의 최선단의 웨이퍼 직경 방향의 위치를 직경 방향 기준 L1로 하고, 이 직경 방향 기준 L1로부터 웨이퍼 중심 방향으로 450[μm] 들어간 웨이퍼 직경 방향의 위치를 직경 방향 기준 L2로 하고, 이 직경 방향 기준 L2와 웨이퍼 주표면의 교점을 P1로 하고, 이 점 P1을 포함하고, 점 P1의 웨이퍼 높이 위치를 나타내는 면을 높이 기준면 L3으로 하고,
    상기 면취부에 있어서, 상기 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 h1[μm] 떨어진 면취부 표면의 점을 Px2로 하고, 상기 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 h2[μm] 떨어진 면취부 표면의 점을 Px3으로 하고, 상기 점 Px2 및 상기 점 Px3의 2점을 통과하는 직선을 Lx로 하고,
    상기 직선 Lx와 상기 높이 기준면 L3이 이루는 각의 예각 측의 각을 θx로 하고,
    상기 직선 Lx와 상기 높이 기준면 L3의 교점을 Px0으로 하고, 이 점 Px0으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 δ[μm] 들어간 웨이퍼 표면의 위치를 점 Px1로 하고, 이 점 Px1, 상기 점 Px2 및 상기 점 Px3의 3점을 통과하는 원의 반경을 Rx[μm]로 하는 정의에 있어서,
    상기 h1이 15[μm], 상기 h2가 30[μm], 상기 δ가 30[μm], 상기 Rx가 240[μm] 이상, 상기 θx가 27[deg] 이하인 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼.
  7. 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 평가하는 방법으로서,
    상기 실리콘 웨이퍼의 웨이퍼 단면에 있어서의 엣지 형상을 평가하기 위한 형상 파라미터로서,
    상기 실리콘 웨이퍼의 주표면의 임의의 점을 Px1로 하고, 면취부 표면의 임의의 2점을 Px2, Px3으로 하고, 웨이퍼 직경 방향에 있어서 면취부의 최선단으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 소정 거리 들어간 주표면에 있어서의 점을 P1로 하고, 이 점 P1을 포함하고, 점 P1의 웨이퍼 높이 위치를 나타내는 면을 높이 기준면 L3으로 하고,
    상기 점 Px2 및 점 Px3의 2점을 통과하는 직선을 Lx로 하고,
    이 직선 Lx와 상기 높이 기준면 L3이 이루는 각의 예각 측의 각을 θx로 하고,
    상기 점 Px1, 상기 점 Px2 및 상기 점 Px3의 3점을 통과하는 원의 반경을 Rx라고 정의할 때,
    상기 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 측정하고,
    상기 점 Px1, 상기 점 Px2, 상기 점 Px3의 위치를 설정하여, 상기 엣지 형상의 측정 데이터에 기초하여, 상기 정의에 의거해 상기 Rx 및 상기 θx인 형상 파라미터를 산출하고, 이 산출한 상기 Rx 및 상기 θx로부터 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 판정하여 평가하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 방법.
  8. 실리콘 웨이퍼의 제조 방법으로서,
    상기 실리콘 웨이퍼의 웨이퍼 단면에 있어서의 엣지 형상을 평가하기 위한 형상 파라미터로서,
    상기 실리콘 웨이퍼의 주표면의 임의의 점을 Px1로 하고, 면취부 표면의 임의의 2점을 Px2, Px3으로 하고, 웨이퍼 직경 방향에 있어서 면취부의 최선단으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 소정 거리 들어간 주표면에 있어서의 점을 P1로 하고, 이 점 P1을 포함하고, 점 P1의 웨이퍼 높이 위치를 나타내는 면을 높이 기준면 L3으로 하고,
    상기 점 Px2 및 점 Px3의 2점을 통과하는 직선을 Lx로 하고,
    이 직선 Lx와 상기 높이 기준면 L3이 이루는 각의 예각 측의 각을 θx로 하고,
    상기 점 Px1, 상기 점 Px2 및 상기 점 Px3의 3점을 통과하는 원의 반경을 Rx라고 정의할 때,
    상기 점 Px1을, 웨이퍼 직경 방향에 있어서 면취부의 최선단으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 1000[μm] 이하의 범위로 떨어진 주표면에 있어서의 점으로 하고,
    상기 점 Px2을 상기 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 15[μm] 떨어진 면취부 표면의 점으로 하고, 상기 점 Px3을 상기 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 30[μm] 떨어진 면취부 표면의 점으로 하여 설정할 때,
    상기 Rx가 240[μm] 이상, 상기 θx가 27[deg] 이하인 실리콘 웨이퍼를 제조하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 제조 방법.
  9. 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 평가하는 장치로서,
    상기 실리콘 웨이퍼의 웨이퍼 단면에 있어서의 엣지 형상을 평가하기 위한 형상 파라미터로서,
    상기 실리콘 웨이퍼의 주표면의 임의의 점을 Px1로 하고, 면취부 표면의 임의의 2점을 Px2, Px3으로 하고, 웨이퍼 직경 방향에 있어서 면취부의 최선단으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 소정 거리 들어간 주표면에 있어서의 점을 P1로 하고, 이 점 P1을 포함하고, 점 P1의 웨이퍼 높이 위치를 나타내는 면을 높이 기준면 L3으로 하고,
    상기 점 Px2 및 점 Px3의 2점을 통과하는 직선을 Lx로 하고,
    이 직선 Lx와 상기 높이 기준면 L3이 이루는 각의 예각 측의 각을 θx로 하고,
    상기 점 Px1, 상기 점 Px2 및 상기 점 Px3의 3점을 통과하는 원의 반경을 Rx로 하는 정의에 있어서,
    상기 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상을 측정하는 측정 수단과, 이 측정 수단에 의한 상기 엣지 형상의 측정 데이터를 해석하는 해석 수단을 구비하고,
    이 해석 수단은, 상기 점 Px1, 상기 점 Px2, 상기 점 Px3의 위치를 데이터 입력하는 입력부와, 이 입력부에 데이터 입력된 상기 점 Px1, 상기 점 Px2, 상기 점 Px3의 위치로부터, 상기 엣지 형상의 측정 데이터에 기초하여, 상기 정의에 의거해 상기 Rx 및 상기 θx인 형상 파라미터를 산출하는 연산부와, 이 연산부에서 산출된 상기 Rx 및 상기 θx를 데이터 출력하는 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼의 엣지 형상의 평가 장치.
  10. 실리콘 웨이퍼로서,
    상기 실리콘 웨이퍼의 웨이퍼 단면에 있어서의 엣지 형상을 평가하기 위한 형상 파라미터로서,
    상기 실리콘 웨이퍼의 주표면의 임의의 점을 Px1로 하고, 면취부 표면의 임의의 2점을 Px2, Px3으로 하고, 웨이퍼 직경 방향에 있어서 면취부의 최선단으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 소정 거리 들어간 주표면에 있어서의 점을 P1로 하고, 이 점 P1을 포함하고, 점 P1의 웨이퍼 높이 위치를 나타내는 면을 높이 기준면 L3으로 하고,
    상기 점 Px2 및 점 Px3의 2점을 통과하는 직선을 Lx로 하고,
    이 직선 Lx와 상기 높이 기준면 L3이 이루는 각의 예각 측의 각을 θx로 하고,
    상기 점 Px1, 상기 점 Px2 및 상기 점 Px3의 3점을 통과하는 원의 반경을 Rx로 하는 정의에 있어서,
    상기 점 Px1이, 웨이퍼 직경 방향에 있어서 면취부의 최선단으로부터 웨이퍼 중심 방향으로 1000[μm] 이하의 범위로 떨어진 주표면에 있어서의 점이며,
    상기 점 Px2가 상기 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 15[μm] 떨어진 면취부 표면의 점이며, 상기 점 Px3이 상기 높이 기준면 L3으로부터 수직 방향으로 30[μm] 떨어진 면취부 표면의 점이며, 상기 Rx가 240[μm] 이상, 상기 θx가 27[deg] 이하인 것을 특징으로 하는 실리콘 웨이퍼.
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