TWI736822B - 半導體晶圓的評價方法及半導體晶圓的製造方法 - Google Patents

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Abstract

提供用以評價半導體晶圓的去角面和主面的邊界部形狀之新方法。 半導體晶圓的評價方法，包括藉由接收向評價對象的半導體晶圓的一方表面側照射光得到的反射光，取得反射像作為明視野像；藉由接收向評價對象的半導體晶圓的上述表面側照射光得到的散射光，取得散射像作為暗視野像；求出上述反射像中觀察的明部頻帶與上述散射像中觀察的明部頻帶的間隔L；以及評價對象的半導體晶圓係在晶圓外周緣部形成去角面的半導體晶圓，根據上述L，評價評價對象的半導體晶圓被照射上述光的表面側的主面與鄰接此主面的去角面之邊界部形狀。

Description

半導體晶圓的評價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價方法及半導體晶圓的製造方法
近年來，關於半導體晶圓，進行評價晶圓外周緣部的形狀(例如參照專利文件1)。 [先行技術文件] [專利文件]
[專利文件1]專利第2016-130738號公開公報
一般，對於從鑄錠切出的晶圓施行各種加工，製造半導體晶圓。從鑄錠切出的晶圓的外周緣部，保持原狀的話，因為有角部，容易產生裂痕或碎片。於是，通常對半導體晶圓的元件形成面側的表面(正面)側以及正面的相反側的表面(背面)側中至少一方的外周緣部施行去角加工，形成去角面。關於此去角面，在專利文件1中提出，為了以白色顯示去角面取得圖像，根據此圖像的寬度尺寸算出去角面的寬度尺寸(參照專利文件1的段落0060～0062)。以下，所謂半導體晶圓的「表面」，只要不特別記載，係指上述的正面及背面的任一方或兩方。
半導體晶圓表面中，正面側的主面，係其上形成元件的平面，其背側的平面是背面側的主面。晶圓外周緣部中形成的去角面，對鄰接的主面具有傾斜的面形狀。因此，看到半導體晶圓的厚度方向的剖面形狀時，在主面與鄰接主面的去角面的邊界部中，形狀變化很大。此主面與去角面的邊界部形狀，可以作為用以預測半導體元件的製造步驟中容易發生碎片、瑕疵等的指標。例如，半導體元件的製造步驟中，配合熱處理時支持晶圓的晶圓支柱形狀，由於適當設定晶圓表面(例如背面)與去角面的邊界部形狀，因為接觸引起的邊界部的碎片或瑕疵難以發生，可以降低碎片或瑕疵為原因的錯位(slip)或生塵的發生率。但是，專利文件1中記載的方法，係求出去角面的寬度尺寸的方法，以專利文件1中記載的方法，不能評價去角面與主面的邊界部形狀。
於是，本發明的目的，係提供用以評價半導體晶圓的去角面與主面的邊界部形狀之新方法。
本發明的一形態，係關於半導體晶圓的評價方法(以下也只記載為「評價方法」)，包含： 藉由接收向評價對象的半導體晶圓的一方表面側照射光得到的反射光，取得反射像作為明視野像； 藉由接收向評價對象的半導體晶圓的上述表面側照射光得到的散射光，取得散射像作為暗視野像；求出上述反射像中觀察的明部頻帶與上述散射像中觀察的明部頻帶的間隔L；以及評價對象的半導體晶圓係在晶圓外周緣部形成去角面的半導體晶圓，根據上述L，評價評價對象的半導體晶圓被照射上述光的表面側的主面與鄰接此主面的去角面之邊界部形狀。
本發明者專心重複研討的結果，關於上述間隔L，新發現去角面與主面的邊界部形狀越平緩，L值越大，去角面與主面的邊界部形狀越陡峭，L值越小。因此，根據這樣的L值，可以評價主面與去角面的邊界部形狀的平緩度/陡峭度。
一形態中，上述評價方法，可以包含從比上述邊界部的鉛直方向上方更外側，向至少包含上述去角面的上述邊界部側的區域以及上述邊界部的上述去角面側的區域之部分照射光，取得上述散射像。
一形態中，上述評價方法，可以包含從上述邊界部的鉛直方向上方，向至少包含上述主面的上述邊界部側的區域以及上述邊界部的上述主面側的區域之部分照射光，取得上述反射像。
一形態中，上述評價方法，可以包含以上述主面的法線方向為軸旋轉評價對象的半導體晶圓，進行複數次取得上述散射像以及上述反射像，在評價對象的半導體晶圓的複數不同處中求出上述L。
本發明的又一形態係關於半導體晶圓的製造方法，包含：製造作為製品出貨的候補半導體晶圓；以上述評價方法評價上述候補半導體晶圓；以及將評價結果判定為良品的半導體晶圓提交作為製品半導體晶圓出貨的準備。
本發明的又一形態係關於半導體晶圓的製造方法，包含： 製造包含複數的半導體晶圓之半導體晶圓批量； 從上述半導體晶圓批量抽出至少1個半導體晶圓； 以上述評價方法評價上述抽出的半導體晶圓；以及 將與上述評價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作為製品半導體晶圓出貨的準備。
本發明的又一形態係關於半導體晶圓的製造方法，包含： 在測試製造條件下製造評價用半導體晶圓； 以上述評價方法評價上述製造的評價用半導體晶圓； 根據上述評價結果，決定以上述測試製造條件加上變更的製造條件作為實製造條件，或是決定上述測試製造條件作為實製造條件；以及 在上述決定的實製造條件下，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以及去角加工條件中至少一方。
根據本發明的一形態，可以提供用以評價半導體晶圓的去角面與主面的邊界部形狀之新方法。
[半導體晶圓的評價方法] 本發明的一形態，係關於半導體晶圓的評價方法，包含：藉由接收向評價對象的半導體晶圓的一方表面側照射光得到的反射光，取得反射像作為明視野像；藉由接收向評價對象的半導體晶圓的上述表面側照射光得到的散射光，取得散射像作為暗視野像；求出上述反射像中觀察的明部頻帶與上述散射像中觀察的明部頻帶的間隔L；以及評價對象的半導體晶圓係在晶圓外周緣部形成去角面的半導體晶圓，根據上述L，評價評價對象的半導體晶圓被照射上述光的表面側的主面與鄰接此主面的去角面之邊界部形狀。 以下，關於評價方法，更詳細說。
＜評價對象的半導體晶圓＞
上述評價方法的評價對象的半導體晶圓，只要是對晶圓的外周緣部施行去角加工形成去角面的半導體晶圓即可。評價對象的半導體晶圓，可以是一般用作半導體基板的各種半導體晶圓。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，可以是從單晶矽鑄錠切出後經過去角加工等的各種加工的單晶矽晶圓。作為這樣的單晶矽晶圓的具體例，例如，可以舉出施行研磨在表面上具有研磨面的拋光晶圓。又，矽晶圓，也可以是具有單晶矽晶圓上具有磊晶層的磊晶晶圓、單晶矽晶圓上以回火處理形成改質層的回火晶圓等的各種矽晶圓。
<反射像以及散射像的取得>
用以取得反射像的光照射以及用以取得散射像的光照射，向包含應評價評價對象的半導體晶圓形狀的邊界部的表面側進行。本發明者們想出利用這樣的光照射取得的反射像(明視野像)中觀察的明部頻帶，對應經由邊界部與去角面鄰接的主面的邊界部側的區域，散射像(暗視野像)中觀察的明部頻帶，對應經由邊界部與主面鄰接的去角面的邊界部側的區域。又本發明者們想出，兩明部頻帶之間的區域對應邊界部，兩明部頻帶的間隔L，係從包含應評價形狀的邊界部之表面側看之際對應觀察評價對象的半導體晶圓的邊界部的寬度。於是，邊界部的形狀越平緩，此寬度越寬，越陡峭越窄，是本發明者們專心研討的結果，新發現。因此，兩明部頻帶的間隔L，可以作為邊界部的形狀評價的指標。詳細說來，可以判定L值越大邊界部的形狀越平緩，L值越小邊界部的形狀越陡峭。
以下，關於反射像的取得以及散射像的取得，分別更詳細說明。
(反射像的取得)
上述評價方法，包含藉由接收向包含應評價評價對象的半導體晶圓形狀的 邊界部之表面側照射光得到的反射光，取得反射像作為明視野像。為了反射像取得照射的光波長，根據評價的容易性觀點，最好是容易取得的光源以及以受光部可對應的可見光區域(360~830nm(毫微米)的範圍)的波長。作為用以取得反射像的光照射系，可以使用眾所周知的構成。例如，可以舉出作為用以取得反射像的光照射使用的光源，LED(發光二極體)等眾所周知的光源。本發明以及本說明書中，以應評價形狀的邊界部的鉛直方向(此方向，與「主面的法線方向」一致。)的上方為基準，稱晶圓外周緣側為外側，晶圓主面側為內側。假設以上述鉛直方向的上方為基準的0°方向，與0°方向直交且通過應評價形狀的邊界部的晶圓半徑方向為90°方向時，用以取得反射光的光照射，根據取得更高強度反射光的觀點，最好從上述鉛直方向的上方(0°方向)進行。又，本發明以及本說明書中，關於角度或方向的記載，容許1°~3°左右的誤差。
又，評價對象的半導體晶圓表面上為了取得反射像光照射的部分，最好至少包含主面的邊界部側區域以及邊界部的主面側區域。作為用以取得反射像的受光系，可以使用眾所周知的構成。受光系，例如，可以包含用以引導來自半導體晶圓表面的反射光至受光部的鏡子。又，作為受光部，例如可以使用線掃描攝影機。本發明者們想出，這樣取得的反射像(明視野像)中觀察的明部頻帶，對應經由邊界部與去角面鄰接的主面的邊界部側區域。因為取得反射像作為原理上與二值化像相同的像，反射像中明部與暗部的邊界清楚，可以容易明確指定。
(散射像的取得)
上述評價方法中包含，藉由接收向包含應評價評價對象的半導體晶圓形狀的境界部之表面側照射光得到的散射光，取得散射像作為暗視野像。為了取得 散射像照射的光波長，根據評價的容易性觀點，最好是容易取得的光源以及以受光部可對應的可見光區域(360~830nm(毫微米)的範圍)的波長。作為用以取得散射像的光照射系，可以使用眾所周知的構成。例如，作為用以取得散射像的光照射使用的光源，可以舉出LED等眾所周知的光源。用以取得散射像的光照射，最好從比應評價形狀的邊界部的鉛直方向的上方更外側進行。假設以上述鉛直方向的上方為基準的0°方向，與0°方向直交且通過應評價形狀的邊界部的晶圓半徑方向為90°方向時，用以取得散射光的光照射，根據取得更高強度散射光的觀點，最好至少對上述鉛直方向的上方(0°)從外側的10°方向~外側的50°方向的範圍進行，從外側的20°方向~外側的40°方向的範圍進行更好，從外側的20°方向進行又更好。
又，評價對象的半導體晶圓表面上為了取得散射像光照射的部分，最好至少包含去角面的邊界部側區域以及邊界部的去角側區域。作為用以取得散射像的受光系，可以使用眾所周知的構成。受光系，例如，可以包含用以引導來自半導體晶圓表面的散射光至受光部的鏡子。又，作為受光部，例如可以使用線掃描攝影機。本發明者們想到這樣取得的散射像(暗視野像)中觀察的明部頻帶，對應經由邊界部與主面鄰接的去角面的邊界部側區域。關於散射像，對明亮度(Brightness)設定臨界值，散射像中區分明亮度在臨界值以上的部分為明部，低於臨界值的部份為暗部，可以明確指定明部頻帶。明亮度的臨界值，例如可以為0。
不管以上說明的反射像的取得以及散射像的取得順序，哪個先實施都可以。
(邊界部的形狀評價)
如上述，明確指定反射像(明視野像)中的明部頻帶以及散射像(暗視野像)中的明部頻帶後，求出兩明部頻帶的間隔L。可以求出間隔L，作為反射像中明確指定的明部頻帶的外周緣部側端部(明部與暗部的邊界)與散射像中明確指定的明部頻帶的主面側端部(明部與暗部的邊界)的最短距離。不特別限定求出間隔L的手法。例如，根據眾所周知的圖像處理，重疊反射像與散射像之類的，排列配置反射像與散射像，可以求出兩明部頻帶的間隔L。
邊界部的形狀評價，可以根據上述L進行。詳細說來，可以判斷為L值越小邊界部的形狀越陡峭，L值越大邊界部的形狀越平緩。這樣利用L值可以評價邊界部形狀，因為以數值為基礎可以進行客觀評價，根據評價的可靠性觀點來看是理想的。
如同上述，根據上述評價方法，半導體晶圓的晶圓表面(正面或背面)中，可以評價主面與鄰接此主面的去角面的邊界部形狀。 又，上述評價方法，不必從評價對象的半導體晶圓切出試料片(例如劈開)而可以實施。即，根據上述評價方法，可以是利用非破壞評價。這根據可以簡便評價的觀點來看是理想的。又，這根據同一半導體晶圓在複數不同處中的邊界部形狀評價的容易性觀點來看是理想的。例如根據一形態，上述評價方法，以主面的法線方向為軸旋轉評價對象的半導體晶圓，複數次進行取得反射像以及散射像，可以包含在評價對象的半導體晶圓的複數不同處中求出上述L。分別根據這樣求出的複數L，可以評價各處中的邊界部形狀。又，根據同一半導體晶圓的不同處中的評價求出的複數L值的代表值(例如平均值(例如算術平均)、最小值、最大值等)也可以作為半導體晶圓的邊界部的形狀評價指標。
＜半導體晶圓的製造方法＞ 根據本發明的一形態的半導體晶圓的製造方法(第一製造方法)，包含： 製造作為製品出貨的候補半導體晶圓； 根據上述評價方法評價上述候補半導體晶圓；以及 將評價結果判定為良品的半導體晶圓提交作為製品半導體晶圓出貨的準備。
根據本發明的另一形態的半導體晶圓的製造方法(第二製造方法)，包含： 製造包含複數的半導體晶圓之半導體晶圓批量； 從上述半導體晶圓批量抽出至少1個半導體晶圓； 以上述評價方法評價上述抽出的半導體晶圓；以及 將與上述評價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作為製品半導體晶圓出貨的準備。
本發明的另一形態係關於半導體晶圓的製造方法(第三製造方法)，包含： 在測試製造條件下製造評價用半導體晶圓； 以上述評價方法評價上述製造的評價用半導體晶圓； 根據上述評價結果，決定以上述測試製造條件加上變更的製造條件作為實製造條件，或是決定上述測試製造條件作為實製造條件；以及 在上述決定的實製造條件下，製造半導體晶圓。
第一製造方法，實施根據上述評價方法的評價作為所謂出貨前檢查。又，第二製造方法，將與實行所謂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作為製品半導體晶圓出貨的準備。第三製造方法，評價在測試製造條件下製造的半導體晶圓，根據此評價結果決定實製造條件。第一製造方法、第二製造方法以及第三製造方法中，半導體晶圓的評價都根據先前說明的本發明一形態的評價方法實行。
(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實行。例如，矽晶圓的一形態的拋光晶圓，經由包含從利用柴可拉斯基法（CZ法）等生長的單晶矽鑄錠切斷矽晶圓(Slicing)、去角加工、粗研磨(例如Rubbing)、蝕刻、鏡面研磨(終拋光)、上述加工步驟間或加工步驟後實行的洗淨之製造步驟，可以製造。又，回火晶圓，對於如上述製造的拋光晶圓施行回火處理，可以製造。磊晶晶圓，藉由在如上述製造的拋光晶圓表面上氣相生長(磊晶生長)磊晶層，可以製造。
製造的半導體晶圓，根據本發明的一形態的評價方法，評價主面與鄰接此主面的去角面的邊界部形狀。評價方法的細節，與之前記載相同。於是將評價結果判定為良品的半導體晶圓提交作為製品半導體晶圓出貨的準備。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，可以以求出的L值在某值以上(即臨界值以上)，作為用以判定為良品的基準。又，作為良品判定使用的L值，也可以使用同一半導體晶圓的不同處中根據評價求出的複數的L值的代表值(例如平均值(例如算術平均)、最小值、最大值等)。這點，關於第二製造方法以及第三製造方法也相同。作為輸出作為製品半導體晶圓的準備，例如可以舉出包裝等。這樣根據第一製造方法，可以穩定供給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的半導體晶圓。
(第二製造方法) 第二製造方法中的半導體晶圓批量的製造，例如也如同關於先前第一製造方法記載，可以同樣進行一般的半導體晶圓的製造方法。不特別限定半導體晶圓批量內包含的半導體晶圓總數。從製造的半導體晶圓批量抽出，即提交抽樣檢查的半導體晶圓數量至少1個，2個也可以，不特別限定其數量。
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價方法，評價主面與鄰接主面的去角面的邊界部形狀。評價方法的細節，與先前記載相同。於是將與評價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作為製品半導體晶圓出貨的準備。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，可以以求出的L值在某值以上(即臨界值以上)，作為用以判定為良品的基準。關於作為製品半導體晶圓出貨的準備，例如與先前關於第一製造方法的記載相同。根據第二製造方法，可以穩定供給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的半導體晶圓。又，因為本發明的一形態的評價方法可以是利用非破壞的評價，第二製造方法的一形態中，從半導體晶圓批量抽出提交評價的半導體晶圓也是評價結果被判定為良品的話，提交作為製品半導體晶圓出貨的準備，準備後可以作為製品半導體晶圓出貨。
(第三製造方法) 關於第三製造方法，作為測試製造條件以及實製造條件，可以舉出用以製造半導體晶圓的各種步驟中的各種條件。關於用以製造半導體晶圓的各種步驟，與關於先前第一製造方法的記載相同。又，所謂「實製造條件」，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價用半導體晶圓。製造的半導體晶圓，根據本發明的一形態的評價方法，評價主面與鄰接此主面的去角面的邊界部形狀。評價方法的細節，與先前記載相同。評價用半導體晶圓，至少1個，2個以上也可以，不特別限定其數量。評價的結果，評價用半導體晶圓的邊界部形狀是製品半導體晶圓要求的形狀的話，藉由此測試製造條件作為實製造條件製造製品半導體晶圓出貨，可以穩定供給市場邊界部的形狀是所希望的形狀的製品半導體晶圓。另一方面，評價結果，評價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時，決定測試製造條件加上變更的製造條件作為實製造條件。加上變更的製造條件，最好考慮不影響邊界部形狀的製造條件。作為如此的製造條件的一例，可以舉出半導體晶圓的表面(正面以及/或背面)的研磨條件。作為如此研磨條件的具體例，可以舉出粗研磨條件以及鏡面研磨條件，更詳細說來，可以舉出研磨液的種類、研磨液的研磨粒濃度、研磨墊的種類(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，詳細說來，可以舉出去角加工中的研削、研磨等的機械加工條件，更詳細說來，可以舉出去角加工使用的研磨帶種類等。這樣決定以測試製造條件加上變更的製造條件作為實製造條件，藉由在此實製造條件下製造半導體晶圓出貨，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，在測試製造條件加上變更的製造條件下重新製造評價用半導體晶圓，根據本發明的一形態的評價方法評價此評價用半導體晶圓，重複1次或2次判定以此製造條件作為實製造條件或再加上變更也可以。 以上的第三製造方法中，關於評價用半導體晶圓的邊界部形狀是否是製品半導體晶圓要求的形狀的判定方法，可以先參照關於第一製造方法以及第二製造方法的良品判定的記載。
關於第一製造方法、第二製造方法以及第三製造方法的其他細節，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，根據實施例再說明本發明。但是，不限定本發明為實施例所示的形態。
1.裝置的說明 以下，反射像(明視野像)的取得以及散射像(暗視野像)的取得，關於評價對象的半導體晶圓的正面側，利用Rudolph Technologies(Rudolph技術)公司製作的自動外觀機(AWX EB1300N)進行。此自動外觀機卡緊(chucking)保持晶圓端面部，係以主面法線方向為軸可旋轉的裝置。第1圖中顯示用以取得反射像的光照射系以及受光系的概略構成圖。第2圖中顯示用以取得散射像的光照射系以及受光系的概略構成圖。第1、2圖中，箭頭係模式顯示光的進行方向。 如第1圖所示，用以取得反射像的光照射系，包含光源11以及鏡子12。藉由以鏡子12改變從光源11射出的光的進行方向，從應評價形狀的邊界部的鉛直方向上方(0)進行光照射。藉由以鏡子13改變來自這樣照射光的半導體晶圓之反射光的光進行方向，引導反射光至受光部14。光源11，係可見光區域中具有發光波長的同軸(coaxial)LED。另一方面，用以取得散射像的光照射系，包含光源21。光源21，包含同一圓周上等間隔配置的16個在可見光區域中具有發光波長的LED，構成為分別從16個LED發出的光照射同一處。利用此光源21，至少從比應評價形狀的邊境部的鉛直方向上方更外側，(詳細說來，至少從外側20方向以及外側40°方向)進行光照射。藉由以鏡子23改變來自這樣照射光的半導體晶圓的散射光的進行方向，引導散射光至受光部24。受光部，例如可以是線掃描攝影機。以下，使用上述自動外觀機內備置的線掃描攝影機作為受光部14、24。
2.評價方法的說明
第3圖顯示關於對晶圓外周緣部施行去角加工的同一半導體晶圓的同一處，排列以上述裝置得到的反射像與散射像的一例。第3圖中，圖像(a)是反射像，圖像(b)是散射像。散射像的明部頻帶，以明亮度(Brightness)的臨界值為0(零)，明確指定為明亮度0以上的區域。第3圖中，反射像(明視野像)的明部區域與散射像(暗視野像)的明部區域的間隔(第3(b)圖上的虛線與一點虛線之間的最短距離)是L。其中，根據第1、2圖的照射方式以及第3圖的圖像可看出，半導體晶圓的主面與應評價形狀的邊界部係位於同一表面側。
3.用以取得參照值的評價方法的說明
本發明的一形態的評價方法中得到的L能夠成為邊界部形狀指標的值，例如，根據以下的方法取得的參照值與根據本發明一形態的評價方法得到的L，由於顯示良好的相關性，可以確認。
首先關於半導體晶圓，得到包含應評價的邊界部的剖面像。剖面像，例如，藉由用顯微鏡拍攝半導體晶圓在劈開面應劈開露出的剖面，可以取得。
作成將取得的剖面像只往晶圓厚度方向放大的放大像。由於只往晶圓厚度方向放大，剖面形狀的輪廓中，因為可以對主面(所謂水平面)強調邊界部的形狀，藉由使用放大像，利用未放大的剖面像也可以高精度評價邊界部的平緩/陡峭。再藉由二值化處理放大像，因為可以更鮮明顯示剖面形狀的輪廓，可以更 高精度評價邊界部的平緩/陡峭。
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成為曲線形狀。於是，此輪廓上，使主面與去角面的邊界部曲線形狀，配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，例如直徑或半徑越大，可以判斷為邊界部形狀越平緩，上述圓的尺寸越小，可以判斷為邊界部形狀越陡峭。作為例示，第6圖中，顯示關於不同的二種類的半導體晶圓，根據上述方法得到的二值化處理完成像(只往晶圓厚度方向放大10倍後二值化處理得到的像)。第6圖中也顯示具有與邊界部的曲線形狀大略一致的圓弧的圓。圓之中顯示的數值，係圓的直徑。第6圖中，對比樣品1與樣品2的剖面形狀時，樣品2的邊界部形狀比樣品1的邊界部形狀平緩。關於圓的尺寸對比樣品1與樣品2時，關於樣品2得到的圓的直徑比關於樣品1得到的圓的直徑大，與上述相同，圓的尺寸與邊界部的形狀相關。
4.半導體晶圓的評價
(1)間隔L的測量
準備晶圓表面的研磨條件以及去角加工條件不同的四種類的半導體晶圓(直徑300mm(毫米)的表面是(100)面的單晶矽晶圓(拋光晶圓))。以下，上述四種類的半導體晶圓，分別稱作「晶圓1」、「晶圓2」、「晶圓3」、「晶圓4」。以這些半導體晶圓的槽口部為0°在左旋轉45°之處，利用上述1記載的裝置取得反射像以及散射像，如上述2說明排列得到的反射像以及散射像，求出反射像的明部頻帶與散射像的明部頻帶的間隔L。
(2)參照值的取得
分別在(110)面劈開上述(1)評價的四種類的半導體晶圓，製作剖面觀察用試 料。
將製作的剖面觀察用試料，利用微分干涉顯微鏡，調整明亮度、對比，取得包含上述3評價的邊界部之剖面像(拍攝倍率：500倍)。
將取得的剖面像取入圖像處理軟體(Adobe公司製軟體名Photoshop CS5)，只往晶圓厚度方向放大10倍後，進行二值化處理。
取入實行上述二值化處理得到的二值化處理完成像至軟體(Microsoft公司製Powerpoint)，使用相同軟體的圖形描繪工具，剖面形狀的輪廓上，描繪邊界部的曲線形狀與圓弧形狀大略一致的圓。曲線形狀與圓弧形狀大略一致，係以目視判斷。關於各半導體晶圓，以這樣描繪的圓的直徑為參照值。第7圖中，顯示以上述方法得到的二值化處理完成像(只往晶圓厚度方向放大10倍後，二值化處理得到的像)。第7圖中也顯示具有與邊界部的曲線形狀大略一致的圓弧的圓。
(3)評價結果
關於各半導體晶圓，在表1顯示上述(1)求出的L以及上述(2)求出的參照值(圓的尺寸(直徑))。又，關於各半導體晶圓，在第4圖中顯示描繪上述(1)中得到的L值對於上述(2)中得到的參照值(圓的直徑)的圖表。
Figure 108100504-A0305-02-0019-4
第4圖中，也顯示關於4個繪圖根據最小平方法求出的近似直線。近似曲線，係相關係數的平方R2=0.98，顯示極良好的相關性。根據此結果，顯 示上述(1)得到的L值能成為邊界部的形狀評價的指標。
這樣得到的L值，如先前記載可以用於出貨前檢查，可以用於從批量抽樣檢查，也可以用於半導體晶圓的實製造條件的決定。
5.同一半導體晶圓的複數處的評價
準備二種類對晶圓外周緣部施行去角加工的半導體晶圓(直徑300mm的表面是(100)面的單晶矽晶圓(拋光晶圓))。以下，上述二種類的半導體晶圓分別稱作「晶圓A」、「晶圓B」。這些半導體晶圓的槽口為0°在左旋轉不同角度°之處，利用上述1記載的裝置取得反射像以及散射像。第5圖顯示各處得到的散射像上，追加相當於同一處得到的反射像中明確指定的明部區域的邊界之虛線的圖像。散射像中設定明亮度(Brightness)的臨界值，晶圓A、晶圓B的各處取得的散射像上，分別明確指定明亮度在臨界值以上(例如明亮度0)的區域為明部頻帶。求出各處取得的散射像上明確指定的明部頻帶端部與虛線(即反射像中明確指定的明部頻帶端部)的最短距離作為間隔L。藉由以關於各處這樣求出的L作為指標，可以評價各處的邊界部形狀。晶圓A的各處中的間隔L值，比晶圓B的各處中的間隔L值大。根據此結果，可以判定晶圓B的各處中的邊界部形狀比晶圓A平緩。
上述反射像以及散射像的取得，在上述1記載的裝置中，藉由夾緊保持晶圓端面部以主面法線方向為軸旋轉，向應取得反射像以及散射像之處照射光，調整後實行。
[產業上的利用可能性]
本發明，在矽晶圓等各種半導體晶圓的製造分野中有用。
11:光源
12:鏡子
13:鏡子
14:受光部
21:光源
23:鏡子
24:受光部
[第1圖]係顯示實施例中為了取得反射像使用的光照射系以及受光系的概略構成圖； [第2圖]係顯示實施例中為了取得散射像使用的光照射系以及受光系的概略構成圖； [第3圖]係顯示關於對晶圓外周緣部施行去角加工的同一半導體晶圓的同一處排列得到的反射像與散射像的一例； [第4圖]係顯示對參照值描繪實施例中得到的L值之圖表； [第5圖]係顯示實施例中二種類的半導體晶圓分別在複數處得到的評價結果； [第6圖]係顯示用以得到參照值的評價方法產生的評價結果的一例；以及 [第7圖]係關於實施例中評價的半導體晶圓，顯示根據用以得到參照值的評價方法得到的評價結果。
無。

Claims (9)

  1. 一種半導體晶圓的評價方法，包括：藉由接收向評價對象的半導體晶圓的一方表面側照射光得到的反射光，取得反射像作為明視野像；藉由接收向評價對象的半導體晶圓的上述表面側照射光得到的散射光，取得散射像作為暗視野像；求出上述反射像中觀察的明部頻帶與上述散射像中觀察的明部頻帶的間隔L；以及評價對象的半導體晶圓係在晶圓外周緣部形成去角面的半導體晶圓，根據上述L，在評價對象的半導體晶圓被照射上述光的表面側，評價上述表面側的主面與鄰接此主面的去角面之邊界部的剖面形狀，其中上述邊界部同樣位於上述表面側。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的半導體晶圓的評價方法，包括：從比上述邊界部的鉛直方向上方更外側，向至少包含上述去角面的靠近上述邊界部側的區域以及上述邊界部的靠近上述去角面側的區域之部分照射光，取得上述散射像。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的半導體晶圓的評價方法，包括：從上述邊界部的鉛直方向上方，向至少包含上述主面的靠近上述邊界部側的區域以及上述邊界部的靠近上述主面側區域之部分照射光，取得上述反射像。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的半導體晶圓的評價方法，包括：從上述邊界部的鉛直方向上方，向至少包含上述主面的靠近上述邊界部側的區域以及上述邊界部的靠近上述主面側區域之部分照射光，取得上述反射像。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述的半導體晶圓的評價方法，包括：以上述主面的法線方向為軸旋轉評價對象的半導體晶圓，進行複數次取得上述散射像以及上述反射像，在評價對象的半導體晶圓的複數不同處中求出上述L。
  6. 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至5項中任一項所述的評價方法評價上述候補半導體晶圓；以及將評價結果判定為良品的半導體晶圓提交作為製品半導體晶圓出貨的準備。
  7. 一種半導體晶圓的製造方法，包括：製造包含複數的半導體晶圓之半導體晶圓批量；從上述半導體晶圓批量抽出至少1個半導體晶圓；以申請專利範圍第1至5項中任一項所述的評價方法評價上述抽出的半導體晶圓；以及將與上述評價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作為製品半導體晶圓出貨的準備。
  8. 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價用半導體晶圓；以申請專利範圍第1至5項中任一項所述的評價方法評價上述製造的評價用半導體晶圓； 根據上述評價結果，決定以上述測試製造條件加上變更的製造條件作為實製造條件，或是決定上述測試製造條件作為實製造條件；以及在上述決定的實製造條件下，製造半導體晶圓。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的半導體晶圓的製造方法，包括：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以及去角加工條件中至少一方。
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