TW202146845A - 晶圓外周變形之評價方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種晶圓外周變形之評價方法，該晶圓係在表面形成有多晶膜之晶圓；作為該在表面形成有多晶膜之晶圓，係使用在單晶矽基板之表面已形成多晶膜之晶圓；該晶圓外周變形之評價方法，具備以下步驟：去除該多晶膜之表面的前處理步驟；之後，從該晶圓之外周的背面使紅外線雷射入射的步驟；以及從透射過該晶圓後之該紅外線雷射的偏光度，評價該晶圓之外周變形的步驟。藉此，可提供一種高精度的表面已形成多晶膜之晶圓之外周變形的評價方法。
Description
本發明，係有關於晶圓外周變形之評價方法。
一般而言，在使用單片式磊晶晶圓製造裝置而在研磨後的晶圓上使磊晶層成長的情況下，會由於施加在晶圓與承載盤之接觸部的熱應力等等，而使晶圓外周部發生變形。作為此變形之評價方法，使用一種手法，係從晶圓之背面使紅外線雷射入射，而由透射過晶圓後的偏光度來偵測變形（專利文獻1）。於此評價中，由於在晶圓有變形的情況下，入射光的偏光度會變大，所以可以由其偏光度偵測變形。至今，於磊晶晶圓進行此測定之際，已成長有磊晶層之晶圓係逕行實施測定。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2012－019216號公報
[發明所欲解決的問題]
另一方面，由於在已成長有多晶膜（Poly膜）之晶圓，也是使用單片式磊晶晶圓製造裝置來進行成長，所以在其成長過程，會因為與磊晶晶圓同樣的原理，而在晶圓之外周部發生變形。於此已成長有多晶膜之晶圓的變形評價，以往也都是使用與磊晶晶圓同樣的評價方法；但已形成多晶膜之晶圓，會由於多晶膜的結晶方位不規則等等，而特別是在外周部容易受到雜訊的影響，而難以適用習知之測定方法。因此，已形成多晶膜之晶圓的變形之評價手法有待確立。
本發明係為了解決上述問題而研發，其目的在於提供一種對於表面已形成多晶膜之晶圓的外周變形之高精度的評價方法。
[解決問題之技術手段]
本發明係為了達成上述目的而研發，提供一種晶圓外周變形之評價方法，該晶圓係在表面形成有多晶膜之晶圓；作為該在表面形成有多晶膜之晶圓，係使用在單晶矽基板之表面已形成多晶膜之晶圓；該晶圓外周變形之評價方法，具備以下步驟：去除該多晶膜之表面的前處理步驟；之後，從該晶圓之外周的背面使紅外線雷射入射的步驟；以及從透射過該晶圓後之該紅外線雷射的偏光度，評價該晶圓之外周變形的步驟。
若藉由此種評價方法，可以減低測定時之外周部的雜訊之影響，而可以正確地評價已形成多晶膜之晶圓的外周變形。
此時，該前處理，可藉由研磨及/或蝕刻來進行。
藉此，可以使前述多晶膜表面平滑化、及/或使前述多晶膜的表面膜厚能薄膜化，而可以減低測定時之外周部的雜訊之影響，能有效且高精度地實施已形成多晶膜之晶圓的外周變形評價。
此時，該前處理，可藉由研磨來進行，而將表面研磨去除掉0.2μm以上的厚度。
藉由使研磨量控制在前述範圍，而可以更為有效地減低測定時之外周部的雜訊之影響，能更加高精度地實施已形成多晶膜之晶圓的外周變形評價。
再者，該前處理，可藉由蝕刻來進行，而將表面蝕刻去除掉0.5μm以上的厚度。
藉由使蝕刻去除量控制在前述範，而可以更為有效地減低測定時之外周部的雜訊之影響，能更加高精度地實施已形成多晶膜之晶圓的外周變形評價。
該前處理，可藉由氣相蝕刻及/或液相蝕刻來進行。
藉此，可以減低測定時之外周部的雜訊之影響，能簡便地實施已形成多晶膜之晶圓的外周變形評價。
[發明之效果]
如上所述，若透過本發明之對於表面已形成多晶膜之晶圓的外周變形之評價方法，藉由進行前處理，可以減低測定時之外周部的雜訊之影響，而能以高精度來實施已形成多晶膜之晶圓的外周變形評價。
以下詳細說明本發明，但本發明並不限定於此。
如上所述，在對於表面已形成多晶膜之晶圓的外周變形之評價方法，謀求一種方法，要能減低外周部的雜訊之影響、正確評價已形成多晶膜之晶圓的外周變形。
本案發明人團隊，針對上述課題反覆精心鑽研的結果，發現藉由一種晶圓外周變形之評價方法，能減低外周部的雜訊之影響、正確評價已形成多晶膜之晶圓的外周變形，而完成本發明；該晶圓外周變形之評價方法，該晶圓係在表面形成有多晶膜之晶圓；作為該在表面形成有多晶膜之晶圓，係使用在單晶矽基板之表面已形成多晶膜之晶圓；該晶圓外周變形之評價方法，具備以下步驟：去除該多晶膜之表面的前處理步驟；之後，從該晶圓之外周的背面使紅外線雷射入射的步驟；以及從透射過該晶圓後之該紅外線雷射的偏光度，評價該晶圓之外周變形的步驟。
以下將參照圖式以進行說明。
作為本發明之晶圓外周變形之評價方法的對象的已形成多晶膜之晶圓，無論係以何種方法製造者皆可。例如，可以使用以下所述之磊晶晶圓製造裝置來製造。
首先參照圖1，以說明單片式磊晶晶圓製造裝置的構成。圖1的磊晶晶圓製造裝置1，係使單晶矽基板等的晶圓W一片一片地進料，而在所進料之一片晶圓W的主表面上，使單晶矽膜或多晶矽膜等的膜層氣相成長之裝置。詳而言之，磊晶晶圓製造裝置1，構成為含有：供作為處理對象之晶圓W進料的反應爐2、配置於反應爐2內而水平支撐所進料之晶圓W的承載盤3、以及圍繞反應爐2而配置以加熱反應爐2內的加熱部6。
承載盤3係由例如以碳化矽（SiC）層包覆之石墨所構成，並且為圓盤狀之形狀。於承載盤3之頂面，形成了凹狀（於俯視觀察下係圓形）的口袋部3a，其比晶圓W的直徑再大個數公釐左右，用以供晶圓W水平載置。口袋部3a的深度，係與晶圓W的厚度為大約相等。於圖1的例子，口袋部3a係使底面形成為高低差狀，以接觸晶圓W的外周部、但不會接觸到其以外的部分；但亦可形成晶圓W之背面全部都會接觸口袋部3a之底面。承載盤3係設置成可繞其中心軸旋轉。
在反應爐2的一側，形成了氣體供給口4，用以對反應爐2內的晶圓W之主表面上，供給各種氣體。再者，於反應爐2，在氣體供給口4之相反側，形成了氣體排出口5，用以將通過晶圓W之主表面上的氣體，加以排出。加熱部6，例如可以係分別設在反應爐2之上下的鹵素燈。
接著參照圖2，以說明測定晶圓之外周變形的裝置之構成。圖2的測定裝置10，係以SIRD（Scanning Infrared Depolarization；掃描紅外去極化）為原理所構成之裝置。詳而言之，測定裝置10具備：雷射產生部11，使紅外線雷射31入射至作為測定對象之晶圓W的變形測定部位；偵測部12，偵測從已有紅外線雷射31入射之晶圓W所透射出的光32的偏光成分（P偏光成分、S偏光成分）；以及處理部13，根據偵測部12所偵測到的偏光成分，算出偏光度的變化（偏光變位量），再根據該偏光度的變化，以進行變形之位置及變形量之算出等的處理。
接著，說明本實施形態之變形評價的步驟。首先，準備作為變形之評價對象的晶圓。作為所要準備的晶圓，係準備在表面形成有了多晶矽膜的晶圓。多晶矽膜，只要使用例如圖1所例示之單片式磊晶晶圓製造裝置1來形成即可。在此情況下，例如在將構成為單晶矽基板之晶圓W載置於承載盤3的口袋部3a的狀態下，一邊以加熱部6將晶圓W加熱至既定溫度，一邊從氣體供給口4對反應爐2內供給作為多晶矽膜之原料的氣體（例如三氯矽烷）及載子氣體（例如氫氣），而在晶圓W的表面使既定膜厚之多晶矽膜成長。藉此，而製得表面具有多晶矽膜的晶圓W。
接著，進行前處理：去除晶圓W之多晶矽膜的表面。去除的方法並無限定。藉由去除晶圓W之多晶矽膜的表面，可以減低測定時之外周部的雜訊之影響，而可以正確地進行晶圓之外周變形的評價。
例如，藉由研磨及/或蝕刻來去除晶圓W之多晶矽膜的表面，再進行變形測定。藉由在變形測定前進行研磨，可以使多晶矽膜的表面平滑化，可以減低測定時之外周部的雜訊之影響，而可以正確地進行晶圓之外周變形的評價。再者，藉由在變形測定前進行蝕刻，使多晶矽膜的表面膜厚能薄膜化，可以減低測定時之外周部的雜訊之影響，而可以正確地進行晶圓之外周變形的評價。
在藉由研磨以進行多晶膜之表面之去除的情況下將研磨所去除之厚度設為0.2μm以上、在藉由蝕刻以進行的情況下將蝕刻所去除之厚度設為0.5μm以上，藉此可更有效地減低雜訊之影響，而可以更正確地進行評價。再者，多晶膜表面之去除量的上限並無特別限定，但基於單位時間處理量（生產性）的觀點，較佳係設為10μm左右。
此處，研磨的方法可以採用公知之基板研磨方法。再者，蝕刻可採用氣相蝕刻或液相蝕刻；但只要可以去除表面，用何種方法實施皆可。例如，在氣相蝕刻的情況下，可使用氯化氫以作為蝕刻氣體；在液相蝕刻的情況下，可使用氫氟酸或硝酸以作為蝕刻液。
於變形之測定，由於在與承載盤3接觸的背面外周部容易發生變形，所以使紅外線雷射31入射至晶圓W的背面外周部。
再者，在晶圓W中的變形測定區域22（參照圖3），設為包含晶圓W外周部的區域；具體而言，設為從排除測定區域21之內周側的境界線開始、到徑向既定寬度（例如4mm的寬度）之區域。變形測定區域22，可設為晶圓W之最外周20內部在圓周方向環繞整圈的區域（也就是環狀的區域），亦可設為圓周方向之局部區域。然後，藉由使紅外線雷射31的入射位置，在變形測定區域22內描測（掃描），以評價在變形測定區域22中之變形位置及變形量。
[實施例]
以下舉實施例以詳細說明本發明，但其並不用於限定本發明。
（實施例1）
首先，在採用表面研磨的晶圓外周部之變形測定手法，分別測定作為習知之測定對象的磊晶晶圓、與藉由研磨而去除了多晶膜的已形成多晶膜之晶圓的外周變形量，而針對變形量之一致率進行調査。
晶圓的直徑係300mm，而磊晶晶圓係以單片式磊晶晶圓製造裝置進行反應來製作。將晶圓一片一片地進料至磊晶晶圓製造裝置之反應爐內的承載盤，一邊以加熱部將晶圓加熱至既定溫度（1100℃），一邊從氣體供給口供給作為原料的氣體（三氯矽烷）或載子氣體（氫），藉此而在所進料之晶圓的表面上使膜厚為5μm的單晶矽膜氣相成長。另一方面，針對已形成多晶膜之晶圓，也會與磊晶晶圓使用同樣的裝置來進行反應，但其特徴在於加熱溫度係2階段。第1階的反應係以低溫（900℃）進行，第2階係以高溫（1100℃）進行，藉此而使膜厚為5μm的多晶膜成長。之後，藉由下述表1所示之去除量，而進行研磨去除多晶膜之表面的前處理。
於本實施例，係比較磊晶晶圓與已形成多晶膜之晶圓的變形之一致率；但已知由於晶圓外周部之變形的發生部位係起因於承載盤等構件，所以不會因為反應條件的一些差異就導致發生部位的變化。因此係評價：相對於在磊晶晶圓發生變形的部位，在已形成多晶膜之晶圓的發生部位有多麼一致。於表1列示多晶膜表面之研磨去除量與變形量之一致率的關係。
在外周部之變形之測定的測定區域，係使最外周之0.5mm作為排除測定區域，而使變形測定寬度為4mm。測定間隔在圓周方向係2mm，在直徑方向係1mm。
（比較例1）
除了未以研磨去除多晶膜表面（去除量0μm）以外，皆以相同於實施例1的條件來進行評價。其結果，一致率係42%，一致率並不足夠。
如表1所示，製作多晶膜之研磨去除量為0.1μm、0.2μm、0.4μm、0.8μm、1.6μm、4.0μm的晶圓，並比較變形發生量的一致率。其結果，若使多晶膜表面的研磨去除量設為0.1μm，則一致率會有78%；而藉由設為0.2μm以上，則一致率會更進一步地提升，達到90%以上。由於藉由使多晶膜表面的研磨去除量設為0.2μm以上則一致率會達到90%以上，所以可去除外周部的雜訊，能高精度地評價變形量。
如上所述，若藉由本發明之實施例，能以高精度實施已形成多晶膜之晶圓的外周變形評價。
【表1】
| 比較例1 | 實施例1 | ||||||
| 多晶膜去除量（μm） | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.4 | 0.8 | 1.6 | 4 |
| 一致率 | 42% | 78% | 91% | 93% | 95% | 95% | 94% |
（實施例2）
藉由氣相蝕刻以進行多晶膜表面之去除，再進行晶圓外周部之變形的評價。分別測定實施例1之多晶膜之表面研磨了0.8μm的已形成多晶膜之晶圓、與藉由蝕刻而去除了多晶膜的已形成多晶膜之晶圓的外周變形量，以針對變形量之一致率進行調査。
已形成多晶膜之晶圓的製作方法，與實施例1相同；氣相蝕刻係在磊晶晶圓製造裝置的反應爐內進行多晶膜成長後，在上述反應爐內藉由供給蝕刻氣體（氯化氫）來進行。於表2列示多晶膜表面之氣相蝕刻去除量與變形量之一致率的關係。
在外周部之變形之測定的測定區域，與實施例1相同。
（實施例3）
藉由液相蝕刻以進行多晶膜表面之去除，再進行晶圓外周部之變形的評價。分別測定實施例1之多晶膜之表面研磨了0.8μm的已形成多晶膜之晶圓、與藉由蝕刻而去除了多晶膜的已形成多晶膜之晶圓的外周變形量，以針對變形量之一致率進行調査。
已形成多晶膜之晶圓的製作方法，與實施例1相同；液相蝕刻係在將晶圓從反應爐取出後，使用蝕刻液（氫氟酸）來進行。於表3列示多晶膜表面之液相蝕刻去除量與變形量之一致率的關係。
在外周部之變形之測定的測定區域，與實施例1相同。
（比較例2）
除了未去除多晶膜表面（去除量0μm）以外的條件，皆相同於實施例1之情況下的一致率係45%，一致率並不足夠。
如表2所示，製作多晶膜之氣相蝕刻去除量為0.2μm、0.4μm、0.5μm、1.0μm、1.5μm、3.0μm的晶圓，並比較變形發生量的一致率。其結果，若使多晶膜表面的蝕刻去除量設為0.2μm以上，則一致率會有60%以上；而藉由設為0.5μm以上，則一致率會更進一步地提升，達到90%以上。由於藉由使多晶膜表面的蝕刻去除量設為0.5μm以上則一致率會達到90%以上，所以可去除外周部的雜訊，能高精度地評價變形量。
【表2】
| 比較例2 | 實施例2 | ||||||
| 多晶膜去除量（μm） | 0 | 0.2 | 0.4 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 3 |
| 一致率 | 45% | 68% | 82% | 91% | 91% | 96% | 96% |
如表3所示，製作多晶膜之液相蝕刻去除量為0.2μm、0.4μm、0.5μm、1.0μm、1.5μm、3.0μm的晶圓，並比較變形發生量的一致率。其結果，若使多晶膜表面的蝕刻去除量設為0.2μm以上，則一致率會有60%以上；而藉由設為0.5μm以上，則一致率會更進一步地提升，達到90%以上。由於藉由使多晶膜表面的蝕刻去除量設為0.5μm以上則一致率會達到90%以上，所以可去除外周部的雜訊，能高精度地評價變形量。
【表3】
| 比較例2 | 實施例3 | ||||||
| 多晶膜去除量（μm） | 0 | 0.2 | 0.4 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 3 |
| 一致率 | 45% | 62% | 76% | 91% | 91% | 91% | 96% |
又，本發明並不限定於上述實施形態。上述實施形態係例示，只要與本發明之申請專利範圍所記載之技術思想具有實質相同構成、會得到相同作用效果，則不論何者皆包含在本發明之技術範圍內。
1:磊晶晶圓製造裝置
2:反應爐
3:承載盤
3a:口袋部
4:氣體供給口
5:氣體排出口
6:加熱部
W:晶圓
10:測定裝置
11:雷射產生部
12:偵測部
13:處理部
31:紅外線雷射
32:光
20:最外周
21:排除測定區域
22:變形測定區域
【圖1】繪示單片式磊晶晶圓製造裝置的概略。
【圖2】繪示變形測定裝置之構成。
【圖3】係晶圓之俯視圖，繪示排除測定區域、與測定區域。
10:測定裝置
11:雷射產生部
12:偵測部
13:處理部
31:紅外線雷射
32:光
W:晶圓
Claims (5)
- 一種晶圓外周變形之評價方法，該晶圓係在表面形成有多晶膜之晶圓； 作為該在表面形成有多晶膜之晶圓，係使用在單晶矽基板之表面已形成多晶膜之晶圓； 該晶圓外周變形之評價方法，包括以下步驟： 去除該多晶膜之表面的前處理步驟； 之後，從該晶圓之外周的背面使紅外線雷射入射的步驟；以及 從透射過該晶圓後之該紅外線雷射的偏光度，評價該晶圓之外周變形的步驟。
- 如請求項1之晶圓外周變形之評價方法，其中， 該前處理，係藉由研磨及/或蝕刻來進行。
- 如請求項2之晶圓外周變形之評價方法，其中， 該前處理，係藉由研磨來進行，而將表面研磨去除掉0.2μm以上的厚度。
- 如請求項2之晶圓外周變形之評價方法，其中， 該前處理，係藉由蝕刻來進行，而將表面蝕刻去除掉0.5μm以上的厚度。
- 如請求項2或4之晶圓外周變形之評價方法，其中， 該前處理，係以氣相蝕刻及/或液相蝕刻來進行。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW109118359A TW202146845A (zh) | 2020-06-01 | 2020-06-01 | 晶圓外周變形之評價方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| TW109118359A TW202146845A (zh) | 2020-06-01 | 2020-06-01 | 晶圓外周變形之評價方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202146845A true TW202146845A (zh) | 2021-12-16 |
Family
ID=80784009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TW202146845A (zh) |
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2020
- 2020-06-01 TW TW109118359A patent/TW202146845A/zh unknown
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