TW202029324A - 半導體晶圓的評估方法及半導體晶圓的製造方法 - Google Patents

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Abstract

提供用以評估半導體晶圓的去角面與主面的邊界部形狀之新方法。 半導體晶圓的評估方法，包括：利用設定為拍攝半導體晶圓的主面為灰色頻帶而且拍攝去角面為黑色頻帶之反射型微分干涉顯微鏡，在評估對象的半導體晶圓外周部的評估對象位置中取得微分干涉像；上述微分干涉像，包含灰色頻帶與黑色頻帶，更在上述灰色頻帶與上述黑色頻帶之間包含白色頻帶，以上述白色頻帶的寬度W為指標，評估上述評估對象位置中半導體晶圓的主面以及鄰接此主面的去角面的邊境部形狀。

Description

半導體晶圓的評估方法及半導體晶圓的製造方法
本發明係關於半導體晶圓的評估方法及半導體晶圓的製造方法。
近年來，關於半導體晶圓(以下，僅記述為「晶圓」)，進行評估晶圓外周緣部的形狀(例如，參照專利文獻1)。 [先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本專利公開第2016-130738號公報
[發明所欲解決的課題]
半導體晶圓，一般，對於從鑄錠切出的晶圓施行各種加工製造。從鑄錠切出的晶圓外周緣部，因為就維持那樣具有角部，容易產生破裂或碎片。於是，對於成為半導體晶圓的元件形成面側的表面(正面)側及與正面相反側的表面(背面)其中至少一方的外周緣部，通常施行去角加工形成去角面。關於此去角面，專利文獻1中提出，以白色顯示去角面，取得影像，根據此影像的寬度尺寸算出去角面的寬度尺寸(參照專利文獻1的段落0060〜0062)。以下，半導體晶圓的「表面」，只要不特別記述，係指上述的正面及背面其中任一方或兩方。
半導體晶圓的表面上，正面側的主面，係在其上形成元件的平面，其背面側的平面係背面側的主面。晶圓外周緣部上形成的去角面，對鄰接的主面具有傾斜的面形狀。因此，看半導體晶圓的厚度方向的剖面形狀的話，主面及與此主面鄰接的去角面的邊境部中，形狀改變很大。此主面與去角面的邊界部形狀，在半導體元件的製造步驟中可以作為用以預測灰塵、碎片、傷痕的產生容易度等的指標。例如，半導體元件的製造步驟中，晶圓的正面，在光阻或其它製程膜形成位置的一方，也是與半導體元件製造裝置的側邊插接(edge grip)接觸的位置。於是，透過適當設定與去角面間的邊境部形狀，可以不易發生起因於接觸的剝膜之灰塵或因接觸本身產生的碎片、傷痕。又，配合支撐晶圓的晶圓支撐形狀，透過適當設定晶圓背面與去角面的邊界部形狀，可以不易發生接觸引起的邊境部碎片、傷痕。透過抑制碎片、傷痕的產生，起因於此的錯位(slip)產生率也可以降低。但是，專利文獻1中記述的方法，係求出去角面寬度尺寸的方法，專利文獻1中記述的方法，不能評估去角面與主面的邊界部形狀。
本發明的一形態，目的在於提供用以評估半導體晶圓的去角面與主面的邊界部形狀之新方法 [用以解決課題的手段]
本發明者們在反覆研討中，著眼於反射型微分干涉顯微鏡。根據反射型微分干涉顯微鏡，透過利用來自評估對象的試料表面的反射光干涉，可以得到呈現依照試料表面上的高低差對比的微分干涉像。反射型微分干涉顯微鏡得到的微分干涉像中表現的對比，由於反射型微分干涉顯微鏡的設定，平坦部分顯示黑色，白色或灰色的干涉色，為了顯示對平坦部分低的部分/高的部分與平坦部分的干涉色不同的干涉色，可以任意調整。本發明者們重複專心研討的結果，當設定反射型微分干涉顯微鏡，使具有去角面的半導體晶圓中平坦部分的主面顯示灰色干涉色，相對於平坦部分低的部分顯示黑色干涉色，觀察半導體晶圓的外周部，取得微分干涉像時，新發現取得的微分干涉像中灰色頻帶與黑色頻帶之間呈現白色頻帶。本發明者們還又新發現，此白色頻帶寬度可以作為用以評估外周部的主面與去角面之間的邊界部形狀的指標。
即，本發明的一形態，係關於半導體晶圓的評估方法，包括： 利用設定為拍攝半導體晶圓的主面為灰色頻帶而且拍攝去角面為黑色頻帶之反射型微分干涉顯微鏡，在評估對象的半導體晶圓外周部的評估對象位置中取得微分干涉像； 上述微分干涉像，包含灰色頻帶與黑色頻帶，更在上述灰色頻帶與上述黑色頻帶之間包含白色頻帶，以上述白色頻帶的寬度W為指標，評估上述評估對象位置中半導體晶圓的主面以及鄰接上述主面的去角面的邊境部形狀。
關於上述白色頻帶的寬度W，本發明者們更發現，主面與去角面的邊界部形狀越平緩W值越大，主面與去角面的邊界部形狀越陡峭W值越小。因此，根據此W值，可以評估主面與去角面的邊界部形狀的平緩度/陡峭度。
本發明的一形態，係關於半導體晶圓的製造方法，包括： 製造作為製品出貨的候補半導體晶圓； 以上述半導體晶圓的評估方法評估上述候補半導體晶圓；以及 將上述評估結果判定為良品的半導體晶圓，提交給用以出貨作為製品半導體晶圓的準備。
本發明的一形態，係關於半導體晶圓的製造方法，包括： 製造包含複數半導體晶圓的半導體晶圓批量； 從上述半導體晶圓批量，抽出至少1個半導體晶圓； 根據上述半導體晶圓的評估方法評估上述抽出的半導體晶圓；以及 將與上述評估結果判定為良品的半導體晶圓相同半導體晶圓批量的半導體晶圓，提交給用以出貨作為製品半導體晶圓的準備。
本發明的一形態，係關於半導體晶圓的製造方法，包括： 在測試製造條件下製造評估用半導體晶圓； 根據上述半導體晶圓的評估方法評估上述製造的評估用半導體晶圓； 根據上述評估結果，決定上述測試製造條件加上變更的製造條件作為實際製造條件，或是決定上述測試製造條件作為實際製造條件；以及 在上述決定的實際製造條件下製造半導體晶圓。
一形態中，加上上述變更的製造條件，可以是半導體晶圓表面的研磨處理條件及去角加工條件其中至少一方。 [發明效果]
根據本發明的一形態，可以提供用以評估半導體晶圓的去角面與主面的邊界部形狀之新方法。
[半導體晶圓的評估方法] 本發明的一形態，係關於半導體晶圓的評估方法(以下，也僅記載為「評估方法」)，包括：利用設定為拍攝半導體晶圓的主面為灰色頻帶而且拍攝去角面為黑色頻帶之反射型微分干涉顯微鏡，在評估對象的半導體晶圓外周部的評估對象位置中取得微分干涉像；上述微分干涉像，包含灰色頻帶與黑色頻帶，更在上述灰色頻帶與上述黑色頻帶之間包含白色頻帶，以上述白色頻帶的寬度W為指標，評估上述評估對象位置中半導體晶圓的主面以及鄰接此主面的去角面的邊境部(以下，也僅記載為「邊界部」)形狀。 以下，關於上述評估方法，更詳細說明。
>評估對象的半導體晶圓> 上述評估方法，包含評估評估對象的半導體晶圓的主面及與此主面鄰接的去角面間的邊境部形狀。因此，評估對象的半導體晶圓，係具有去角面的半導體晶圓，即，對晶圓的外周緣部施加去角加工形成去角面的半導體晶圓。評估對象的半導體晶圓，一般可以是作為半導體基板使用的各種半導體晶圓。例如，作為半導體晶圓的具體例，可以舉出各種矽晶圓。矽晶圓，例如，可以是從矽單結晶鑄錠切出後經過去角加工等各種加工的矽單結晶晶圓。作為這樣的矽單結晶晶圓的具體例，例如可以舉出施加研磨的表面上具有研磨面的拋光晶圓。又，矽晶圓，也可以是在矽單結晶晶圓上具有磊晶層的磊晶晶圓、矽單結晶晶圓上以回火處理形成改質層的回火晶圓等各種矽晶圓。
>微分干涉像的取得及邊界部的形狀評估> 上述評估方法，包含：利用反射型微分干涉顯微鏡，在評估對象的半導體晶圓外周部的評估對象位置中，取得微分干涉像。本發明及本說明書中，所謂「外周部」，意味包含形成去角面的外周緣部以及與主面的去角面鄰接的外周區域之區域。因此，利用反射型微分干涉顯微鏡，拍攝取得如此的外周部的評估對象位置之微分干涉像中，包含主面(詳細說來是主面的外周區域)以及與此主面鄰接的去角面。作為反射型微分干涉顯微鏡，只要是市售的反射型微分干涉顯微鏡或眾所周知的構成的反射型微分干涉顯微鏡，就可以無任何限制使用。關於反射型微分干涉顯微鏡的構成，例如，可以應用專利公開第2009-300287號公報的第1圖及段落0020〜0025等眾所周知的技術。反射型微分干涉顯微鏡，使光源射出的光偏光，通過諾馬爾斯基棱鏡(Nomarski prism)時，得到偏光方向直交的2道光線(尋常光線與異常光線)。不限定從光源射出的光種類，可以是任意波長的光，單色光也可以，包含具有既定寬度的波長區域的光也可以。上述2道光線，利用對物鏡作為只分離特定距離的2條平行光線在試料上照射。根據設置諾馬爾斯基棱鏡(Nomarski prism)的位置，透過調整尋常光線與異常光線通過諾馬爾斯基棱鏡(Nomarski prism)之中的光學距離，可以任意控制干涉的零階(zero-oeder)位置，藉此可以調整干涉的零階(平坦面)的干涉色。又，透過以諾馬爾斯基棱鏡(Nomarski prism)調整尋常光線與異常光線間的離間方向(稱作「切斷方向」)，可以調整相對於干涉的零階(平坦面)位置低的部分/高的部分的干涉色。於是上述評估方法中，拍攝干涉的零階位置的主面為灰色頻帶，為了拍攝相對於主面低的部分的去角面為黑色頻帶，設定反射型微分干涉顯微鏡。根據反射型微分干涉顯微鏡得到的微分干涉像的色調不同係根據亮度的不同，黑色頻帶係比灰色頻帶低亮度的頻帶。 本發明者們重複研討中發現，使用如上述設定的反射型微分干涉顯微鏡在評估對象的半導體晶圓外周部的評估對象位置中取得微分干涉像時，在對應主面的灰色區域與對應去角面的黑色頻帶之間，得到確認比兩頻帶高亮度的白色頻帶的微分干涉像。於是，更重複專心研討的結果新發現，關於此白色頻帶的寬度W，主面與去角面的邊界部形狀越平緩W值越大，主面與去角面的邊界部形狀越陡峭W值越小。因此，根據此W值，可以評估主面與去角面的邊界部形狀。詳細說來，可以評估主面與去角面的邊界部形狀平緩度的程度(換言之陡峭程度)。像這樣利用W值可以評估邊界部形狀，因為可以按照數值客觀進行評估，根據評估可靠性的觀點是理想的。又，本發明及本說明書中，微分干涉像上的各頻帶的色調(亮度)不同(即，灰色、黑色或白色中哪個色調)在一形態中，可以根據人眼辨識的色調(亮度)不同，又另一形態中，關於各頻帶設定亮度臨界值，根據眾所周知的影像處理決定也可以。
上述評估的評估對象位置，可以是評估對象的半導體晶圓外周部的任意位置。一形態中，評估對象的半導體晶圓具有槽口。關於具有槽口的半導體晶圓，槽口位置(槽口的槽口部前端)為6點位置，與晶圓外周部的槽口位置對向的位置為12點位置，順時針規定晶圓外周部的各位置時，評估對象位置，可以是從0點位置(與12點位置一致)順時針到12點位置的任意位置。評估對象位置，可以是1個，或者也可以是2個以上複數的位置。
同上述，根據上述評估方法，可以評估半導體晶圓的晶圓表面(正面或背面)中主面與鄰接此主面的去角面間的邊界形狀。 又，上述評估方法，不需要從評估對象的半導體晶圓切出(例如劈開)測試片，而可以實施。即，根據上述評估方法，可以是非破壞的評估。這根據可以簡便評估的觀點是理想的。又，這根據相同半導體晶圓的複數不同處中邊界部形狀評估的容易性觀點也是理想的。例如根據一形態，上述評估方法在評估對象的半導體晶圓外周部的複數位置中分別取得微分干涉像，可以包括在評估對象的半導體晶圓外周部的複數位置中求出上述W。分別根據這樣求出的複數W，可以評估各位置中邊界部的形狀。又，根據相同半導體晶圓在不同位置中的評估求出的複數W值的代表值(例如平均值(例如算術平均)、最小值、最大值等)，可以作為半導體晶圓邊界部的形狀評估指標。
[半導體晶圓的製造方法] 本發明一形態的半導體晶圓的製造方法(第一製造方法)，包括： 製造作為製品出貨的候補半導體晶圓； 根據上述評估方法，評估上述候補半導體晶圓；以及 將上述評估結果判定為良品的半導體晶圓，提交給用以出貨作為製品半導體晶圓的準備。
本發明另一形態的半導體晶圓的製造方法(第二製造方法)，包括： 製造包含複數半導體晶圓的半導體批量； 從上述半導體批量抽出至少1個半導體晶圓； 根據上述評估方法評估上述抽出的半導體晶圓；以及 將與上述評估結果判定為良品的半導體晶圓相同的半導體批量的半導體晶圓，提交給用以出貨作為製品半導體晶圓的準備。
本發明另一形態的半導體晶圓的製造方法(第三製造方法)，包括： 在測試製造條件下製造評估用半導體晶圓； 根據上述評估方法評估上述製造的評估用半導體晶圓； 根據上述評估結果，決定上述測試製造條件加上變更的製造條件作為實際製造條件或是決定上述測試製造條件作為實際製造條件；以及 在上述決定的實際製造條件下製造半導體晶圓。
第一製造方法，實施上述評估方法的評估作為所謂的出貨前檢查。又，第二製造方法，將與進行所謂的抽樣檢查結果判定為良品的半導體晶圓相同批量的半導體晶圓，提交給用以出貨作為製品半導體晶圓的準備。第三製造方法，評估測試製造條件下製造的半導體晶圓，根據此評估結果決定實際製造條件。第一製造方法、第二製造方法及第三製造方法都是根據先前說明的本發明的一形態的評估方法進行半導體晶圓的評估。
>第一製造方法> 第一製造方法中，作為製品出貨的候補半導體晶圓批量的製造，可以與一般的半導體晶圓的製造方法同樣進行。例如，矽晶圓的一形態的拋光晶圓，可以根據包含切斷(切割)來自以柴可拉斯基法（CZ法）等生長的矽晶圓鑄錠的矽晶圓、去角加工、粗研磨(例如，rubbing)、蝕刻、鏡面研磨(最後完工研磨)、上述加工步驟間或加工步驟後進行的洗淨之製造步驟製造。又，回火晶圓，對於上述製造的拋光晶圓，可以施加回火處理製造。磊晶晶圓，透過在上述製造的拋光晶圓表面上氣相沉積磊晶層(磊晶生長)，可以製造。
製造的半導體晶圓，根據本發明的一形態的評估方法，評估主面與鄰接此主面的去角面間的邊界部形狀。評估方法的細節，與先前記載相同。於是評估的結果，判定為良品的半導體晶圓，提交給用以出貨作為製品半導體晶圓的準備。用以判定為良品的基準，只要根據製品半導體晶圓要求的品質決定即可。例如一形態中，求出的W，在某值以上(即臨界值以上)、臨界值以下或某範圍內，可以作為判定為良品的基準。又，作為指標的W，也可以使用根據同一半導體晶圓的不同位置上的評估求出的W代表值(例如平均值(例如算術平均值)、最小值、最大值等)。這點，關於第二製造方法及第三製造方法也相同。用以出貨作為製品半導體晶圓的準備，例如可以舉出包裝等。像這樣根據第一製造方法，可以穩定供應市場主面與去角面的邊界部形狀是製品半導體晶圓要求的形狀之半導體晶圓。
>第二製造方法> 第二製造方法中的半導體體晶圓的製造，例如也如先前關於第一製造方法記載，可以與一般的半導體晶圓的製造方法同樣進行。半導體體晶圓批量內包含的半導體晶圓的總數不特別限定。從製造的半導體晶圓批量抽出，提交所謂抽樣檢查的半導體晶圓數量至少1個，2個以上也可以，其數量不特別限定。
從半導體晶圓批量抽出的半導體晶圓，根據本發明的一形態的評估方法，評估主面與鄰接此主面的去角面間的邊界部形狀。評估方法的細節，與先前記載相同。於是將與評估的結果判定為良品的半導體晶圓相同的半導體晶圓批量的半導體晶圓，提交給用以出貨作為製品半導體晶圓的準備。用以判定為良品的基準，只要根據製品半導體晶圓要求的品質決定即可。例如一形態中，求出的W在某值以上(即臨界值以上)可以作為判定為良品的基準。關於用以出貨作為製品半導體晶圓的準備，例如與先前關於第一製造方法記載的相同。根據第二製造方法，可以穩定供應市場主面與去角面的邊界部形狀是製品半導體晶圓要求的形狀之半導體晶圓。又，因為本發明的一形態的評估方法可以在非破壞中評估，第二製造方法的一形態，從半導體晶圓批量抽出提交給評估的半導體晶圓也是評估結果判定為良品的話，提交給用以出貨作為製品半導體晶圓的準備，準備之後可以出貨作為製品半導體晶圓。
>第三製造方法> 關於第三製造方法，作為測試製造條件及實際製造條件，可以舉出用於半導體晶圓製造的各種步驟中的各種條件。關於用於半導體晶圓製造的各種步驟，與先前關於第一製造方法記載的相同。又，所謂「實際製造條件」，意味製品半導體晶圓的製造條件。
第三製造方法中，作為用以決定實際製造條件的前階段，設定測試製造條件，在此測試製造條件下製造評估用半導體晶圓。製造的半導體晶圓，根據本發明一形態的評估方法，評估主面與鄰接此主面的去角面間的邊界部形狀。評估方法的細節，與先前記載相同。評估用半導體晶圓，至少1個，2個以上也可以，其數量不特別限定。評估結果，評估用半導體晶圓的邊界部形狀，如果是半導體晶圓要求的形狀的話，透過以此測試製造條件作為實際製造條件製造製品半導體晶圓出貨，可以穩定供應市場邊界部形狀是所希望的形狀的製品半導體晶圓。另一方面，評估結果，評估用半導體晶圓的邊界部形狀，與製品半導體晶圓要求的形狀不同的情況下，決定測試製造條件加上變更的製造條件作為實際製造條件。加上變更的製造條件，理想是考慮影響邊界部形狀的製造條件。作為這樣的製造條件的一例，可以舉出半導體晶圓的表面(正面及/或背面)的研磨條件。作為這樣的研磨條件的具體例，可以舉出粗研磨條件及鏡面研磨條件，更詳細可以舉出研磨液的種類、研磨液的研磨粒濃度、研磨墊種類(例如硬度)等。又，作為製造條件的一例，也可以舉出去角加工條件，詳細可以舉出去角加工中的研削、研磨等的機械加工條件，更詳細可以舉出去角加工使用的研磨帶種類等。這樣，決定測試製造條件加上變更的製造條件作為實際製造條件，透過在此實際製造條件下製造製品半導體晶圓出貨，可以穩定供給市場邊界部形狀是所希望的形狀的製品半導體晶圓。又，測試製造條件加上變更的製造條件下再製造評估用半導體晶圓，根據本發明一形態的評估方法評估此評估用半導體晶圓，可以1次或2次以上重複判定以此製造條件為實際製造條件或再加上變更。 以上第三製造方法中，關於評估用半導體晶圓的邊境部形狀是否是製品半導體晶圓要求的形狀的判定方法，可以參照關於先前第一製造方法及第二製造方法的良品判定的記載。
關於第一製造方法、第二製造方法及第三製造方法的其它細節，可以應用關於半導體晶圓的製造方法之眾所周知的技術。 [實施例]
以下，根據實施例進一步說明本發明。但是，本發明不限定於實施例所示的形態。
1.半導體晶圓的評估 準備晶圓表面的研磨條件及去角加工條件不同的二種半導體晶圓(直300mm(毫米)的表面是(100)面的矽單結晶晶圓(拋光晶圓)，有槽口)。以下，稱一半導體晶圓為「晶圓1」，另一半導體晶圓為「晶圓2」。使用反射型微分干涉顯微鏡(Olympus公司製MX-50)，關於晶圓1及晶圓2，以各個槽口的位置為基準(6點位置)分別拍攝如先前說明規定的3點位置，取得微分干涉像。上述反射型微分干涉顯微鏡，設定為拍攝主面為灰色頻帶且拍攝去角面為黑色頻帶後，在上述拍攝中使用。 第1圖中顯示關於晶圓1得到的微分干涉像，第2圖中顯示關於晶圓2得到的微分干涉像。第1及2圖中，分別可以確認對應主面的灰色頻帶與對應去角面的黑色頻帶，還可以確認兩頻帶間白色頻帶。第1圖中的白色頻帶寬度(以下，記載為「W1」)是40μm(微米)，第2圖中的白色頻帶寬度(以下，記載為「W2」)是95μm(微米)。 根據以上結果，判定白色頻帶寬度更寬的晶圓2中，比起晶圓1，邊界部形狀更平緩。 上述評估，根據白色頻帶寬度的具體數值進行判定，但不根據具體數值，而根據目視確認微分干涉像可以辨識的白色頻帶寬度不同，評估邊界部形狀也可以。例如，對比第1圖與第2圖時，第2圖中的白色頻帶比第1圖中的白色頻帶明顯更寬。具有這樣的結果，也可以判定晶圓2比晶圓1邊界部形狀更平緩。
2.參照值的取得及上述1.的評估結果與參照值的對比 本發明的一形態的評估方法中得到的白色頻帶寬度W能成為邊界部形狀指標的值，例如透過根據以下評估方法取得的參照值以及根據本發明一形態的評估方法得到的W顯示良好的相關性，可以確認。 首先關於半導體晶圓，得到包含應評估的邊界的剖面像。剖面像，例如，透過以顯微鏡拍攝在劈開面劈開半導體晶圓露出的剖面，可以取得。 作成只在晶圓厚度方向放大取得的剖面像之放大像。透過只在晶圓厚度方向放大，剖面形狀的輪廓中，因為可以對主面(所謂的水平面)強調邊界部形狀，透過使用放大像，比使用未放大的剖面像，可以更精確評估邊界部的平緩度/陡峭度。再透過二值化處理放大像，因為可以鮮明顯示剖面形狀的輪廓，可以又更精確評估邊界部的平緩度/陡峭度。 這樣得到的二值化處理完成像中，晶圓剖面形狀的輪廓中，通常主面與去角面的邊界部形狀為曲線形狀。於是，此輪廓上，對主面與去角面的邊界部的曲線形狀，擬合具有近似此曲線形狀或一致的圓弧形狀的圓。這樣得到的圓(曲率圓)的尺寸越大，例如直徑或半徑越大，可以判定邊界部形狀越平緩，上述圓的尺寸越小，可以判定邊界部形狀越陡峭。 於是，為了取得參照值，分別在(110)面劈開上述1.評估的二種半導體晶圓，製作剖面觀察用試料。 製作的剖面觀察用試料，利用與上述相同的反射型微分顯微鏡，調整亮度、對比，取得包含主面與去角面的邊界部的剖面像(拍攝倍率：500倍)。 將取得的剖面像取入影像處理軟體(Adobe公司製軟體名Photoshop CS5)，只在晶圓厚度方向放大10倍後，進行二值化處理。 將進行二值化處理得到的二值化處理完成像取入軟體(微軟公司製Powerpoint)，使用相同軟體的圖形描繪工具，在剖面形狀的輪廓上，抽繪邊界部的曲線形狀與圓弧形狀大致一致的圓。曲線形狀與圓弧形狀大致一致，係以目視判斷。第3圖中，顯示關於晶圓1根據上述方法得到的二值化處理完成像(只在晶圓厚度方向放大10倍後二值化處理得到的像)。第4圖中，顯示關於晶圓2根據上述方法得到的二值化處理完成像(只在晶圓厚度方向上放大10倍後二值化處理得到的像)。第3及4圖中，也顯示具有與邊界部的曲線形狀大致一致的圓弧的圓。圓中所示的數值，係圓的直徑(單位：任意單位)。 對比第3與第4圖時，晶圓2(第4圖)的邊境部形狀比晶圓1的邊境部形狀平緩。關於圓的尺寸，對比晶圓1與晶圓2時，關於晶圓2得到的圓的直徑(以下，記載為「D2」)比關於晶圓1得到的圓的直徑(以下，記載為「D1」)大。與上述相同，根據用於取得參照值的評估方法求出的圓的尺寸與邊界部形狀之間是相關的。 於是，上述1.中關於晶圓1與晶圓2求出的寬度W1與W2間的大小關係，對於晶圓2較大，「W1>W2」，關於晶圓1與晶圓2作為參照值求出的D1與D2間的大小關係，也是晶圓2較大，「D1>D2」的大小關係，可以確認與上述1.得到的結果對應。
3.評估結果與參照值間的相關性確認 關於晶圓表面的研磨條件及去角加工條件不同的複數半導晶圓(直徑300mm的表面是(100)面的矽單結晶晶圓(拋光晶圓)，有槽口)，與上述1.相同，關於3點位置取得微分干涉像，求出取得的微分干涉像中對應主面的灰色頻帶與對應去角面的黑色頻帶之間的白色頻帶。 關於各個上述複數半導體晶圓，與上述2.相同求出參照值(圓的直徑)。 根據上述，關於各半導體晶圓得到的白色頻帶寬度，在第5圖中顯示對參照值繪製的圖。第5圖中也顯示根據最小平方法求出的近似直線。近似直線，是相關係數的平方R2 超過0.90，顯示強烈的相關性。 根據以上結果，可以確認利用上述評估方法求出的白色頻帶寬度W能夠成為用於邊界部的形狀評估的指標。根據以所謂白色頻帶寬度的數值為基礎的評估，例如，透過決定依過去的經驗可判定為良品的臨界值(W值)，可以輕易進行良品判定。 如上述得到的白色頻帶寬度W，如先前記載，可以用於出貨前檢查，可用於從批量抽樣檢查，也可以使用於決定半導體晶圓的實際製造條件。 [產業上的利用可能性]
本發明，在矽晶圓等各種半導晶圓的製造領域中是有用的。
無。
[第1圖] 係顯示實施例中得到的微分干涉像(晶圓1)； [第2圖] 係顯示實施例中得到的微分干涉像(晶圓2)； [第3圖] 係顯示根據用以得到參照值的評估方法得到的二值化處理完成像(晶圓1)； [第4圖] 係顯示根據用以得到參照值的評估方法得到的二值化處理完成像(晶圓1)；以及 [第5圖] 係顯示根據本發明的一形態的半導體晶圓的評估方法得到的評估結果與參照值的相關性圖。

Claims (5)

  1. 一種半導體晶圓的評估方法，包括： 利用設定為拍攝半導體晶圓的主面為灰色頻帶而且拍攝去角面為黑色頻帶之反射型微分干涉顯微鏡，在評估對象的半導體晶圓外周部的評估對象位置中取得微分干涉像；其中，上述微分干涉像，包含灰色頻帶與黑色頻帶，更在上述灰色頻帶與上述黑色頻帶之間包含白色頻帶； 以上述白色頻帶的寬度W為指標，評估上述評估對象位置中半導體晶圓的主面以及鄰接上述主面的去角面的邊境部形狀。
  2. 一種半導體晶圓的製造方法，包括： 製造作為製品出貨的候補半導體晶圓； 以申請專利範圍第1項所述的半導體晶圓的評估方法評估上述候補半導體晶圓；以及 將上述評估結果判定為良品的半導體晶圓，提交給用以出貨作為製品半導體晶圓的準備。
  3. 一種半導體晶圓的製造方法，包括： 製造包含複數半導體晶圓的半導體晶圓批量； 從上述半導體晶圓批量，抽出至少1個半導體晶圓； 根據申請專利範圍第1或2項所述的半導體晶圓的評估方法評估上述抽出的半導體晶圓；以及 將與上述評估結果判定為良品的半導體晶圓相同之半導體晶圓批量的半導體晶圓，提交給用以出貨作為製品半導體晶圓的準備。
  4. 一種半導體晶圓的製造方法，包括： 在測試製造條件下製造評估用半導體晶圓； 根據申請專利範圍第1項所述的半導體晶圓的評估方法評估上述製造的評估用半導體晶圓； 根據上述評估結果，決定上述測試製造條件加上變更的製造條件作為實際製造條件，或是決定上述測試製造條件作為實際製造條件；以及 在上述決定的實際製造條件下製造半導體晶圓。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的半導體晶圓的製造方法，其中， 加上上述變更的製造條件，是半導體晶圓表面的研磨處理條件及去角加工條件其中至少一方。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7298557B2 (ja) * 2020-07-01 2023-06-27 株式会社Sumco 半導体ウェーハの評価方法及び半導体ウェーハの製造方法
CN113611624B (zh) * 2021-07-30 2024-07-30 上海超硅半导体股份有限公司 一种硅片的夹具损伤的预测方法及装置、硅片
CN114279356B (zh) * 2021-12-09 2023-07-25 南京信息工程大学 一种用于三维测量的灰度条纹图案设计方法
CN114812429B (zh) * 2022-03-06 2022-12-13 南京理工大学 基于格雷码结构光的双目视觉金属齿轮三维形貌测量装置及方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5344699B2 (zh) * 1972-03-04 1978-11-30
JPH05291215A (ja) * 1992-04-15 1993-11-05 Mitsubishi Materials Corp 半導体ウェーハ
CN100339969C (zh) * 2000-11-16 2007-09-26 信越半导体株式会社 晶片形状评价法、装置及器件制造法，晶片及晶片挑选法
JP4162892B2 (ja) * 2002-01-11 2008-10-08 日鉱金属株式会社 半導体ウェハおよびその製造方法
KR101099264B1 (ko) * 2007-03-30 2011-12-26 시바우라 메카트로닉스 가부시키가이샤 반도체 웨이퍼의 가장자리 검사 장치 및 가장자리 검사 방법
JP2009042202A (ja) * 2007-08-08 2009-02-26 Taniguchi Consulting Engineers Co Ltd ウエハ検査装置およびウエハ検査方法
JP2009300287A (ja) 2008-06-14 2009-12-24 Nikon Corp 表面欠陥検査装置
JP2011095214A (ja) * 2009-11-02 2011-05-12 Nikon Corp 基板検査装置
US8440541B2 (en) * 2010-02-25 2013-05-14 Memc Electronic Materials, Inc. Methods for reducing the width of the unbonded region in SOI structures
JP6020869B2 (ja) 2016-02-12 2016-11-02 株式会社東京精密 ウェーハ形状測定装置及び方法、並びにウェーハ面取り装置
JP6504082B2 (ja) * 2016-02-29 2019-04-24 株式会社Sumco 半導体エピタキシャルウェーハおよびその製造方法ならびに固体撮像素子の製造方法
JP6705338B2 (ja) * 2016-08-19 2020-06-03 住友金属鉱山株式会社 ウエハの異常を検査する装置及びその検査方法
JP6673122B2 (ja) * 2016-09-29 2020-03-25 株式会社Sumco シリコンウェーハの評価方法、シリコンウェーハ製造工程の評価方法およびシリコンウェーハの製造方法
JP2018182160A (ja) * 2017-04-18 2018-11-15 信越半導体株式会社 半導体ウェーハの評価方法及び半導体ウェーハ製造工程の管理方法
CN108745921B (zh) * 2018-03-26 2021-06-15 江苏金晖光伏有限公司 一种金刚石线锯切割单、多晶硅片的分选检验方法
KR102606069B1 (ko) * 2020-12-28 2023-11-24 세메스 주식회사 웨이퍼 검사 방법

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