JP2003177100A - 鏡面面取りウェーハの品質評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鏡面仕上げされた面取り面を高い精度で品質
評価する鏡面面取りウェーハの品質評価方法を提供す
る。 【解決手段】 鏡面仕上げされたシリコンウェーハＷの
面取り面に、アルカリ性エッチング液を使用し、１．５
μｍエッチングする。これにより、面取り面に存在する
横スジ、各種のキズおよびＰＣＲ時の加工ダメージなど
の凹み欠陥が選択的にエッチングされる。その結果、従
来のウェーハエッジ欠陥自動検査装置では検出が不可能
な程度の微細な凹み欠陥でも、ピットＰとして検出可能
な大きさまで増幅される。これにより、より高い精度で
鏡面面取りウェーハＷの品質評価を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は鏡面面取りウェー
ハの品質評価方法、詳しくはＰＣＲ（Ｐｏｌｉｓｈｉｎ
ｇ Ｃｏｒｎｅｒ Ｒｏｕｎｄｉｎｇ）加工などで鏡面
仕上げされた半導体ウェーハの面取り面について、その
良否の評価を高い精度で行うことができる鏡面面取りウ
ェーハの品質評価方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコンウェーハの製造時、一般的にシ
リコンウェーハの外周部には、１次面取り、仕上げ面取
り、ＰＣＲ加工の各工程が順に施される。１次面取り工
程では、＃６００のメタルボンド円柱砥石をシリコンウ
ェーハの外周面に押し付け、所定の形状に粗く面取りす
る。面取り量は、ウェーハ半径方向の内側へ向かって４
００μｍ程度である。これにより、シリコンウェーハの
外周部は、所定の丸みを帯びた形状（例えばＭＯＳ型の
面取り形状）となる。仕上げ面取り工程では、＃１５０
０のメタルボンド円柱砥石を使用し、１次面取りされた
シリコンウェーハの面取り面が仕上げ面取りされる。

【０００３】しかしながら、この仕上げ面取りだけでは
面取り面の表面粗さが大きく、ミクロ的に見ればこの面
取り面に、単結晶シリコンの無数の小断片が毛羽立ち、
さらに研削ダメージも残る。そのため、面取り面を鏡面
仕上げする前記ＰＣＲ加工が施されている。この加工時
には、周知のＰＣＲ加工装置が使用される。すなわち、
円筒形状のウレタンバフをモータで駆動回転する構成の
装置である。モータによりウレタンバフを回転し、この
回転中のバフ外周面にシリコンウェーハの外周面を接触
させる。これにより、ウェーハ外周面が鏡面仕上げされ
る。ＰＣＲ加工後、このシリコンウェーハには、表面研
磨（１次研磨、仕上げ研磨）、洗浄および検査・評価が
施され、その後、受注先のデバイスメーカなどに出荷さ
れる。従来、この鏡面面取りウェーハの面取り面の品質
評価は、例えばウェーハ面取り面に測定光（レーザ光、
Ｘ線など）を集光して照射し、面取り面のピットからの
散乱光の強度を測定することができる外周部検査装置な
どを用いて行われていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このＰＣＲ加工による
面取り面の仕上げ研磨が施されると、面取り面の表面粗
さは小さくなる。ところが、実際には、このウェーハ面
取り面に、外周部検査装置では測定できない程の微細な
横スジ、キズの他、ＰＣＲ時の加工ダメージなど（以
下、凹み欠陥という）が残っている場合があった。この
ような凹み欠陥が存在すると、その後のウェーハ取り扱
い時（デバイス工程など）で、シリコンウェーハにチッ
ピング、ワレ、カケなどが発生するおそれがあった。

【０００５】そこで、発明者は、鋭意研究の結果、鏡面
仕上げされた半導体ウェーハの面取り面に、酸性エッチ
ング液に比較してエッチング面があれにくく、ダメージ
の存在によりそのエッチング速度が早くなるアルカリ性
エッチング液を用いてアルカリエッチすれば、この面取
り面の凹み欠陥が増幅し、通常の外周部検査装置を用い
て、より高い精度の鏡面面取り面の評価を行うことがで
きることを知見し、この発明を完成させた。

【０００６】

【発明の目的】この発明は、鏡面仕上げされた面取り面
を高い精度で品質評価することができる鏡面面取りウェ
ーハの品質評価方法を提供することを、目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、鏡面面取りされた半導体ウェーハの面取り面に、ア
ルカリ性エッチング液を使ってエッチングを施し、この
面取り面の凹み欠陥を増幅する工程と、この増幅された
面取り面の凹み欠陥を測定する工程とを備えた鏡面面取
りウェーハの品質評価方法である。

【０００８】半導体ウェーハとしては、例えばシリコン
ウェーハ、ガリウム砒素ウェーハなどが挙げられる。半
導体ウェーハを鏡面面取りする方法は限定されない。例
えば、ＰＣＲ加工である。または、半導体ウェーハの面
取り面に、研磨剤とともに研磨糸を押し当てて、この面
取り面を研磨する方法でもよい。さらには、半導体ウェ
ーハの面取り面に、研磨剤を供給しながら研磨用の面取
りテープを押し当てることで、この面取り面を研磨する
方法でもよい。アルカリ性エッチング液の種類は限定さ
れない。好ましくはＫＯＨだが、ＮａＯＨなどでもよ
い。エッチング量も限定されない。通常は１〜２μｍで
ある。現在の外周部検査装置の検出感度は１μｍ程度で
ある。したがって、凹み欠陥は１μｍ以上まで増幅（拡
大）する必要がある。シリコンウェーハの面取り面の粗
さ測定装置の種類は限定されない。例えばウェーハ面取
り面にレーザ光を照射し、その散乱光を測定するレイテ
ックス社製ウェーハエッジ欠陥自動検査装置「ＲＸＷ−
０８５５」を使用することができる。なお、測定後の品
質評価はその測定値などに基づいて行う。

【０００９】請求項２に記載の発明は、上記面取り面の
エッチング量が１〜２μｍである請求項１に記載の鏡面
面取りウェーハの品質評価方法である。好ましいエッチ
ング量は１．５μｍ前後である。１μｍ未満では面取り
面の凹み欠陥の増幅が不十分で、この面取り面の増幅処
理の有無の差が明瞭ではない。また、２μｍを超えると
凹み欠陥が増幅され過ぎて、外周部検査装置（パーティ
クルカウンタなどを含む）によるピットの測定精度が低
下するおそれがある。

【００１０】

【作用】この発明によれば、鏡面仕上げされた半導体ウ
ェーハの面取り面に、エッチング面のあれが少ないアル
カリ性エッチング液を使用して、例えば１〜２μｍだけ
アルカリエッチする。これにより、面取り面に酸エッチ
時のうねりなどが現出されることなく、この面取り面に
存在する横スジ、各種のキズおよびＰＣＲ時の加工ダメ
ージなどの凹み欠陥が選択的にエッチングされ、増幅さ
れる。その結果、従来のウェーハエッジ欠陥自動検査装
置では検出が不可能なレベルの微細な凹み欠陥でも検出
することができる。これにより、より高い精度で鏡面面
取りウェーハの品質評価を行うことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照して説明する。図１（ａ）は、この発明の一実施例
に係る鏡面面取りウェーハの要部断面図である。図１
（ｂ）は、この発明の一実施例に係る鏡面面取りウェー
ハの品質評価方法における面取り面のアルカリエッチ工
程を説明するための要部断面図である。図１（ｃ）は、
この発明の一実施例に係る鏡面面取りウェーハの品質評
価方法における面取り面の品質検査工程を説明するため
の要部断面図である。ＣＺ法により引き上げられたシリ
コンインゴットは、スライス工程で、厚さ８６０μｍ程
度の８インチのシリコンウェーハにスライスされる。こ
のスライスドウェーハは、続く１次面取り工程で、その
外周部に１次面取り砥石が押し付けられ、所定の形状に
粗く面取りされる。１次面取り砥石は、＃６００のメタ
ルボンド円柱砥石であり、その外周面が研削作用面とな
っている。面取り量は、ウェーハ半径方向の内側へ向か
って４００μｍ程度である。これにより、シリコンウェ
ーハの外周部は、所定の丸みを帯びた形状（例えばＭＯ
Ｓ型の面取り形状）に加工される。

【００１２】その後、ラッピング工程が施される。ここ
では、シリコンウェーハを互いに平行なラップ定盤間に
配置し、その後、このラップ定盤間に、アルミナ砥粒と
分散剤と水の混合物であるラップ液を流し込む。そし
て、加圧下で回転・摺り合わせを行うことで、シリコン
ウェーハの表裏両面を機械的にラッピングする。その
際、シリコンウェーハのラップ量は、ウェーハ表裏両面
を合わせて４０〜１００μｍ程度である。次いで、この
ラッピングされたシリコンウェーハの外周部には、仕上
げ面取りが施される。ここでは、仕上げ面取り砥石（＃
１５００のメタルボンド砥石）を使用して、１次面取り
されたシリコンウェーハの面取り面の仕上げ面取りが行
われる。

【００１３】続いて、仕上げ面取りされたシリコンウェ
ーハをエッチングする。具体的には、フッ酸と硝酸とを
混合した混酸液（常温〜５０℃）中に、シリコンウェー
ハを所定時間だけ浸漬する。次に、このエッチング後の
シリコンウェーハの外周部をＰＣＲ加工する。この加工
時には、周知のＰＣＲ加工装置が用いられる。ここでは
円筒形状のウレタンバフをモータ回転させる装置を使用
する。モータによりウレタンバフを回転し、この回転中
のバフ外周面にシリコンウェーハの外周面を接触させ
る。これにより、ウェーハ外周面が鏡面仕上げされる。

【００１４】それから、１次研磨装置によってシリコン
ウェーハの表面を１次研磨する。ここでは、不織布にウ
レタン樹脂を含浸・硬化させた１次研磨布と、研磨剤の
他に加工促進剤としてのアミンを含む１次研磨剤（スラ
リー）とが使用される。１次研磨剤を供給しながら、１
次研磨布が展張された研磨定盤上で研磨ヘッドを自転さ
せ、ウェーハの表面を研磨する。次いで、この１次研磨
されたシリコンウェーハの表面を仕上げ研磨する。仕上
げ研磨には、不織布の基布の上にウレタン樹脂を発泡さ
せたスウェードタイプの仕上げ研磨布と、研磨砥粒の他
にヘイズ抑制剤としての有機高分子が添加された仕上げ
研磨剤とが使用される。その後、シリコンウェーハの仕
上げ洗浄を行う。この洗浄は、ＳＣ−１、ＳＣ−２の２
種類の洗浄液をベースとしたＲＣＡ洗浄である。

【００１５】こうして得られたシリコンウェーハは、図
１に示す各工程を経て、その鏡面仕上げされた面取り面
に対する品質評価が行われる。すなわち、まず面取り面
が鏡面仕上げされたシリコンウェーハＷを用意する（図
１（ａ））。次に、このシリコンウェーハＷの表裏両面
を耐アルカリ性を有するレジスト１１，１１により被覆
する（図１（ｂ））。その後、シリコンウェーハＷをエ
ッチング面があれにくいアルカリ性エッチング液（４８
重量％のＫＯＨ液、液温６０℃）に、３分だけ浸漬す
る。これにより、鏡面仕上げされた面取り面が１．５μ
ｍ程度アルカリエッチされる。よって、例えば酸エッチ
の場合のように面取り面の全体にうねりなどが発生する
ことなく、面取り面の横スジ、キズ、ＰＣＲ工程時の加
工ダメージなどの凹み欠陥だけが選択的にエッチングさ
れる。その結果、面取り面検査装置では従来は検出する
ことができなかった微細な凹み欠陥でも、検出が可能な
大きさまで増幅（拡大化）し、面取り面にピットＰとし
て顕在化させることができる。

【００１６】続いて、シリコンウェーハＷの表裏両面の
レジスト１１，１１を除去し、その後、シリコンウェー
ハＷを面取り面検査装置１０の測定ステージに縦置きす
る。そして、面取り面検査装置１０の発光部から発射さ
れたＡｒレーザ光をいったん集光し、それをウェーハ面
取り面へ向かって照射し、さらにシリコンウェーハＷの
面取り部の断面形状に合わせた曲線的な移動軌跡に沿っ
てＡｒレーザ光を走査しながら、面取り面で反射した散
乱光の強度を測定する（図１（ｃ））。これにより、前
記シリコンウェーハＷの面取り面に顕在化した大小様々
なピットＰを検出することができる。ここでは、面取り
面検査装置１０として、レイテックス社製ウェーハエッ
ジ欠陥自動検査装置「ＲＸＷ−０８５５」が採用されて
いる。このように、あらかじめシリコンウェーハＷの面
取り面をＫＯＨ液でエッチングしたので、面取り面検査
装置では従来は検出できなかった微細な凹み欠陥も増幅
して顕在化し、検出することができる。その結果、シリ
コンウェーハＷの鏡面仕上げされた面取り面の品質評価
をより高い精度で行うことができる。なお、評価はこの
検査装置の測定結果に基づいて行われる。また、ここで
不良と判定されたシリコンウェーハＷは、ＰＣＲ工程へ
戻され、残存する凹み欠陥が除去される。

【００１７】

【発明の効果】この発明によれば、鏡面仕上げされた半
導体ウェーハの面取り面に、アルカリ性エッチング液に
よりアルカリエッチを施すので、面取り面に存在する凹
み欠陥が選択的にエッチングされ、測定装置では従来は
検出が不可能であった面取り面の横スジ、キズおよびＰ
ＣＲ工程時の加工ダメージなどの凹み欠陥も、検出可能
な大きさまで増幅される。その結果、より高い精度で鏡
面面取りウェーハの品質評価を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、この発明の一実施例に係る鏡面面取
りウェーハの要部断面図である。（ｂ）は、この発明の
一実施例に係る鏡面面取りウェーハの品質評価方法にお
ける面取り面のアルカリエッチ工程を説明するための要
部断面図である。（ｃ）は、この発明の一実施例に係る
鏡面面取りウェーハの品質評価方法における面取り面の
品質検査工程を説明するための要部断面図である。

【符号の説明】

Ｐ ピット（凹み欠陥）、 Ｗ シリコンウェーハ（半導体ウェーハ）。

フロントページの続き (72)発明者 佐々木 康陽 東京都千代田区大手町１丁目５番１号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA49 BB25 CC19 CC32 FF44 GG03 2F069 AA60 BB15 GG04 GG07 PP04 2G051 AA51 AB02 AB03 AB05 AB07 AB10 BA10 CB05 4M106 AA01 AB20 CA24 CA38 DH55 5F043 AA02 BB01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鏡面面取りされた半導体ウェーハの面取
   り面に、アルカリ性エッチング液を使ってエッチングを
   施し、この面取り面の凹み欠陥を増幅する工程と、 この増幅された面取り面の凹み欠陥を測定する工程とを
   備えた鏡面面取りウェーハの品質評価方法。
2. 【請求項２】 上記面取り面のエッチング量が、１〜２
   μｍである請求項１に記載の鏡面面取りウェーハの品質
   評価方法。