JPH01211937A - 歪付けウェーハのダメージ強度の評価方法 - Google Patents
歪付けウェーハのダメージ強度の評価方法Info
- Publication number
- JPH01211937A JPH01211937A JP3629388A JP3629388A JPH01211937A JP H01211937 A JPH01211937 A JP H01211937A JP 3629388 A JP3629388 A JP 3629388A JP 3629388 A JP3629388 A JP 3629388A JP H01211937 A JPH01211937 A JP H01211937A
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- JP
- Japan
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- wafer
- damage
- damage intensity
- mirror
- intensity
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- Pending
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハの裏面
に施される歪付けの大ぎさ（以下、ダメージ強度という
）の評価方法に関するものであり、この歪付けの方法と
しては、研磨の有無等の表面状態に依存しないサンドブ
ラスト等が対象となる。
に施される歪付けの大ぎさ（以下、ダメージ強度という
）の評価方法に関するものであり、この歪付けの方法と
しては、研磨の有無等の表面状態に依存しないサンドブ
ラスト等が対象となる。
一般に、ＩＣ，ＬＳＩ等の製造工程において、シリコン
ウェーハが重金属等の不純物に汚染されると、加熱工程
においてウェーハの表面に微小欠陥が発生する。そして
、この微小欠陥は、バイポーラ型半導体素子にあっては
耐圧不良を引き起こし、また、ＭＯ８型半導体素子にあ
っては保持時間の低下をもたらす。このため、従来にお
いては、サンドブラスト、ポリシリコン薄膜成長、レー
ザー照射などにより、ウェーハの裏面に歪付けを施し、
この歪付は部分に汚染物質を取り込み、半導体素子を作
製するのに必要なウェーハの表面側が汚染されることを
防いでいる。
ウェーハが重金属等の不純物に汚染されると、加熱工程
においてウェーハの表面に微小欠陥が発生する。そして
、この微小欠陥は、バイポーラ型半導体素子にあっては
耐圧不良を引き起こし、また、ＭＯ８型半導体素子にあ
っては保持時間の低下をもたらす。このため、従来にお
いては、サンドブラスト、ポリシリコン薄膜成長、レー
ザー照射などにより、ウェーハの裏面に歪付けを施し、
この歪付は部分に汚染物質を取り込み、半導体素子を作
製するのに必要なウェーハの表面側が汚染されることを
防いでいる。
ところで、微小欠陥の低減効果は、ダメージ強度の大き
さにしたがって増大するが、その一方、ダメージ強度が
過大になると、ウェーハを熱処理した場合にウェーハに
スリップ転位が発生することがある。そして、−旦スリ
ップ転位が発生すると、そのウェーハは使用できなくな
り、ウェーハの歩留り低下を招来する。そこで、ウェー
ハの裏面に歪付けを施す場合には、ダメージ強度を測定
。
さにしたがって増大するが、その一方、ダメージ強度が
過大になると、ウェーハを熱処理した場合にウェーハに
スリップ転位が発生することがある。そして、−旦スリ
ップ転位が発生すると、そのウェーハは使用できなくな
り、ウェーハの歩留り低下を招来する。そこで、ウェー
ハの裏面に歪付けを施す場合には、ダメージ強度を測定
。
評価するようにしている。
しかしながら、上記ダメージ強度の測定、評価方法とし
て、従来、簡便な方法がないのが実情である。すなわち
、従来のダメージ強度の測定方法としては、■ウェーハ
を１１００℃程度に加熱して熱酸化させた侵に、化学的
な選択エツチングを行ない、ＯＳ Ｆ （０ｘｉｄａｔ
ｉｏｎ １ｎｄｕｃｅｄ ＳｔａｃｋｉｎｇＦａｕｌｔ
ｓ酸化後表面下に発生する積層欠陥）の面密度の測定値
からダメージ強度を測定するＯ８Ｆ密度測定法、■Ｘ線
のロッキングカーブの半値幅からダメージ強度を測定す
るＸ線測定法、■特開昭６１−２９０３４７号公報に記
載されたウェーハの表裏両面のライフタイムの比からダ
メージ強度を測定するライフタイム測定法等が知られて
いる。なお、上記各測定法にあっては、歪付けを施した
製品用のウェーハを直接用いるのではなく、通常、ダミ
ーとして投入したウェーハを測定に用いている。
て、従来、簡便な方法がないのが実情である。すなわち
、従来のダメージ強度の測定方法としては、■ウェーハ
を１１００℃程度に加熱して熱酸化させた侵に、化学的
な選択エツチングを行ない、ＯＳ Ｆ （０ｘｉｄａｔ
ｉｏｎ １ｎｄｕｃｅｄ ＳｔａｃｋｉｎｇＦａｕｌｔ
ｓ酸化後表面下に発生する積層欠陥）の面密度の測定値
からダメージ強度を測定するＯ８Ｆ密度測定法、■Ｘ線
のロッキングカーブの半値幅からダメージ強度を測定す
るＸ線測定法、■特開昭６１−２９０３４７号公報に記
載されたウェーハの表裏両面のライフタイムの比からダ
メージ強度を測定するライフタイム測定法等が知られて
いる。なお、上記各測定法にあっては、歪付けを施した
製品用のウェーハを直接用いるのではなく、通常、ダミ
ーとして投入したウェーハを測定に用いている。
しかしながら、上記従来の測定法にはそれぞれ次のよう
な問題がある。すなわち、上記■及び■の測定法にあっ
ては、熱処理を行なわなければならないため、歪付けを
施した直後のダメージ強度の測定、評価ができないとい
う問題がある。また、上記■のＸ線測定法にあっては、
測定のための装置及び放射線漏洩防止用の設備が大がか
りになり、装置全体の費用が嵩む。しかも、低レベルの
ダメージ強度の測定が困難な上に、ウェーハ内のダメー
ジ強度の分布を測定する場合は膨大な時間がかかるとい
う問題がある。さらに、第４図に示すように、ダメージ
強度と半値幅の相関は良いとは言えない。
な問題がある。すなわち、上記■及び■の測定法にあっ
ては、熱処理を行なわなければならないため、歪付けを
施した直後のダメージ強度の測定、評価ができないとい
う問題がある。また、上記■のＸ線測定法にあっては、
測定のための装置及び放射線漏洩防止用の設備が大がか
りになり、装置全体の費用が嵩む。しかも、低レベルの
ダメージ強度の測定が困難な上に、ウェーハ内のダメー
ジ強度の分布を測定する場合は膨大な時間がかかるとい
う問題がある。さらに、第４図に示すように、ダメージ
強度と半値幅の相関は良いとは言えない。
そこで、本発明者等が、上記課題を解決するために鋭意
研究を行なった結果、偏光解析の光学的手法で得られた
測定値とダメージ強度との間に所定の相関関係が有るこ
とが判明した。
研究を行なった結果、偏光解析の光学的手法で得られた
測定値とダメージ強度との間に所定の相関関係が有るこ
とが判明した。
本発明は、上記知見に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、安価な上に非接触かつ簡単な操作で任
意の場所のダメージ強度の測定。
とするところは、安価な上に非接触かつ簡単な操作で任
意の場所のダメージ強度の測定。
評価を行なうことができ、しかも測定対象を破壊するこ
となく、かつ短時間に評価をくだすことができる歪付け
ウェーハのダメージ強度の評価方法を提供することにあ
る。
となく、かつ短時間に評価をくだすことができる歪付け
ウェーハのダメージ強度の評価方法を提供することにあ
る。
上記目的を達成するた、めに、本発明は、裏面ダメージ
を与える工程に被評価体として鏡面ウェーハを投入し、
鏡面にダメージを与えた後に、この鏡面のダメージ強度
を光学的手法により評価するものである。
を与える工程に被評価体として鏡面ウェーハを投入し、
鏡面にダメージを与えた後に、この鏡面のダメージ強度
を光学的手法により評価するものである。
上記裏面ダメージを与えるものとしては、サンドブラス
トを用いるのが好ましい。また、上記鏡面ウェーハとし
ては研磨ウェーハもしくは両面研磨ウェーハを用い、さ
らに光学的手法としては偏光解析を用いるのが望ましい
。
トを用いるのが好ましい。また、上記鏡面ウェーハとし
ては研磨ウェーハもしくは両面研磨ウェーハを用い、さ
らに光学的手法としては偏光解析を用いるのが望ましい
。
本発明の歪付けウェーハのダメージ強度の評価方法にあ
っては、鏡面ウェーハのダメージが与えられた鏡面に光
を照射する光学的手法を用いることにより、上記鏡面ウ
ェーハに対して非接触、非破壊でダメージ強度を測定す
る。
っては、鏡面ウェーハのダメージが与えられた鏡面に光
を照射する光学的手法を用いることにより、上記鏡面ウ
ェーハに対して非接触、非破壊でダメージ強度を測定す
る。
〔実施例〕
以下、第１図ないし第３図に基づいて本発明の実施例に
ついて説明する。
ついて説明する。
第１図は本発明の一実施例の工程図を示すものである。
この図に示すように、まず、研磨（ポリッシング）によ
り鏡面仕上げされたウェーハを製作した（工程１）。次
いで、上記ウェーハの鏡面にサンドブラストを施した（
工程２）。この場合、ウェーハの鏡面に与えられたダメ
ージ強度は、粒子の速度を一定にし、かつウェーハにあ
たる数だけでコントロールした。さらに、上記リーンド
ブラストを施したウェーハを水洗した（工程３）後、偏
光解析装置（エリプソメーター）を用いて、偏光解析（
エリプソメトリ−）を行ない、甲及びΔを求めた（工程
４）。この偏光解析装置は、光源と偏光子と補償板とを
この順に取付けてなるコリメータアームと、検光子と光
検出器とを取付【プでなるテレスコープアームとが、光
軸を含む平面内で、しかも光軸の交点を中心に回転でき
るように構成されたものである。そして、既知の偏光状
態の光を、上記鏡面ウェーハのダメージを与えられた鏡
面に入射させて、その反射光の偏光状態を測定すること
により、Ｐ成分（反射光の電気ベクトルのうち光の入射
面方向の成分）とＳ成分（光の入射面に垂直方向の成分
）の振幅反射率の絶対値の比はｔａＩＩｖとして、かつ
反射によって生じた偏光間の位相差はΔとして求まる。
り鏡面仕上げされたウェーハを製作した（工程１）。次
いで、上記ウェーハの鏡面にサンドブラストを施した（
工程２）。この場合、ウェーハの鏡面に与えられたダメ
ージ強度は、粒子の速度を一定にし、かつウェーハにあ
たる数だけでコントロールした。さらに、上記リーンド
ブラストを施したウェーハを水洗した（工程３）後、偏
光解析装置（エリプソメーター）を用いて、偏光解析（
エリプソメトリ−）を行ない、甲及びΔを求めた（工程
４）。この偏光解析装置は、光源と偏光子と補償板とを
この順に取付けてなるコリメータアームと、検光子と光
検出器とを取付【プでなるテレスコープアームとが、光
軸を含む平面内で、しかも光軸の交点を中心に回転でき
るように構成されたものである。そして、既知の偏光状
態の光を、上記鏡面ウェーハのダメージを与えられた鏡
面に入射させて、その反射光の偏光状態を測定すること
により、Ｐ成分（反射光の電気ベクトルのうち光の入射
面方向の成分）とＳ成分（光の入射面に垂直方向の成分
）の振幅反射率の絶対値の比はｔａＩＩｖとして、かつ
反射によって生じた偏光間の位相差はΔとして求まる。
このようにして得られた甲、Δのうち、甲とダメージ強
度との関係を第２図に示した。この図からも明らかなよ
うに、ダメージ強度と里とは良好な相関関係を有してお
り、低いダメージから高いダメージになるにつれて里の
値は直線的に増加していることから、ウェーハの研磨面
（鏡面）にダメージを与え、偏光解析を行なえばダメー
ジ強度の測定ができることがわかる。
度との関係を第２図に示した。この図からも明らかなよ
うに、ダメージ強度と里とは良好な相関関係を有してお
り、低いダメージから高いダメージになるにつれて里の
値は直線的に増加していることから、ウェーハの研磨面
（鏡面）にダメージを与え、偏光解析を行なえばダメー
ジ強度の測定ができることがわかる。
このようにして、ウェーハに与えられたダメージ強度を
非接触、非破壊でかつ短時間に測定できるから、従来の
ダメージ強度の測定法ではダメージを与える工程内での
評価は不可能であったのに対して、本実施例にあっては
、インラインの測定。
非接触、非破壊でかつ短時間に測定できるから、従来の
ダメージ強度の測定法ではダメージを与える工程内での
評価は不可能であったのに対して、本実施例にあっては
、インラインの測定。
評価が可能となった。
また、研磨したウェーハを被評価体として用いる点につ
いては、従来、通常、ダメージ強度を評価するウェーハ
は製品とは異なるダミーウェーハを用いていることから
、研磨ウェーハをダミーとして用いても、これまでの評
価法に比べて、何ら問題はなく、しかも、鏡面ウェーハ
をダミーウェーハとして用いると、識別が容易になると
いった利点も有する。
いては、従来、通常、ダメージ強度を評価するウェーハ
は製品とは異なるダミーウェーハを用いていることから
、研磨ウェーハをダミーとして用いても、これまでの評
価法に比べて、何ら問題はなく、しかも、鏡面ウェーハ
をダミーウェーハとして用いると、識別が容易になると
いった利点も有する。
なお、上記実施例においては、偏光解析で得られた里と
ダメージ強度との間の相関関係について説明したが、Δ
とダメージ強度との間においても相関関係があるから、
この関係を用いてダメージ強度の評価を行なってもよい
。
ダメージ強度との間の相関関係について説明したが、Δ
とダメージ強度との間においても相関関係があるから、
この関係を用いてダメージ強度の評価を行なってもよい
。
さらに、第３図は両面研磨ウェーハに適用した場合の工
程図を示寸ものである。この図においては、まず両面研
磨を行なってウェーハの両面を鏡面仕上げした後に（工
程１０）、このウェーハの一方の鏡面（裏面）にサンド
ブラストを施しく工程１１）、水洗して（工程１２）、
偏光回折によりダメージ強度の測定を行なう（工程１３
）。次いで、この測定結果に基づいて、ウェーハのダメ
ージ強度の判定を行ない（工程１４）、ダメージ強度が
不足している場合には、再度、サンドブラストを施すと
共に、ダメージ強度が過多であった場合には、不良とし
て排出する。また、ダメージ強度が設定範囲内におさま
っていれば、良品と判定し、上記ウェーハの他方の鏡面
（表面）を仕上研磨した後に（工程１５）、最終洗浄を
行ない（工程１６）、製品として搬出する。
程図を示寸ものである。この図においては、まず両面研
磨を行なってウェーハの両面を鏡面仕上げした後に（工
程１０）、このウェーハの一方の鏡面（裏面）にサンド
ブラストを施しく工程１１）、水洗して（工程１２）、
偏光回折によりダメージ強度の測定を行なう（工程１３
）。次いで、この測定結果に基づいて、ウェーハのダメ
ージ強度の判定を行ない（工程１４）、ダメージ強度が
不足している場合には、再度、サンドブラストを施すと
共に、ダメージ強度が過多であった場合には、不良とし
て排出する。また、ダメージ強度が設定範囲内におさま
っていれば、良品と判定し、上記ウェーハの他方の鏡面
（表面）を仕上研磨した後に（工程１５）、最終洗浄を
行ない（工程１６）、製品として搬出する。
このように、両面研磨ウェーハをダメージ強度の測定に
適用する場合には、製品として仕上げるウェーハをその
まま使用してダメージ強度を測定、評価することが可能
であるから、ウェーハ全数について計測することも可能
になった。
適用する場合には、製品として仕上げるウェーハをその
まま使用してダメージ強度を測定、評価することが可能
であるから、ウェーハ全数について計測することも可能
になった。
なお、上記実施例においては、測定対象となるウェーハ
として研磨ウェーハを用いて説明したが、エツチングに
よって鏡面を出しだウェーハを用いてダメージ強度を測
定することも可能である。
として研磨ウェーハを用いて説明したが、エツチングに
よって鏡面を出しだウェーハを用いてダメージ強度を測
定することも可能である。
以上説明したように、本発明は、裏面ダメージを与える
工程に被評価体として鏡面ウェーハを投入し、鏡面にダ
メージを与えた後に、この鏡面のダメージ強度を光学的
手法により評価するものであるから、何ら被評価体とし
ての鋳面つ■−ハに処理を加えることなく、ダメージ強
度の評価が可能である。しかも、偏光解析装置等の光学
的装置は、安価で非接触、非破壊かつ簡単な操作で任意
の場所のダメージ強度が測定できる。また、サンドブラ
スト等のウェーハにダメージを与える■程において、容
易に本発明の方法ににる評価装置を組み込むことができ
るから、工程へのフィードバックが容易となり、工程管
理が行ない易い。
工程に被評価体として鏡面ウェーハを投入し、鏡面にダ
メージを与えた後に、この鏡面のダメージ強度を光学的
手法により評価するものであるから、何ら被評価体とし
ての鋳面つ■−ハに処理を加えることなく、ダメージ強
度の評価が可能である。しかも、偏光解析装置等の光学
的装置は、安価で非接触、非破壊かつ簡単な操作で任意
の場所のダメージ強度が測定できる。また、サンドブラ
スト等のウェーハにダメージを与える■程において、容
易に本発明の方法ににる評価装置を組み込むことができ
るから、工程へのフィードバックが容易となり、工程管
理が行ない易い。
第１図は本発明の一実施例を示す工程図、第２図はダメ
ージ強度と里との関係を示す特性図、第３図は本発明の
他の実施例を示す工程図、第４図はＸ線測定法による半
値幅とダメージ強度との関係を示す特性図である。
ージ強度と里との関係を示す特性図、第３図は本発明の
他の実施例を示す工程図、第４図はＸ線測定法による半
値幅とダメージ強度との関係を示す特性図である。
Claims (5)
- （１）裏面ダメージを与える工程に被評価体として鏡面
ウェーハを投入し、鏡面にダメージを与えた後に、この
鏡面のダメージ強度を光学的手法により評価することを
特徴とする歪付けウェーハのダメージ強度の評価方法。 - （２）鏡面ウェーハの鏡面にサンドブラストによってダ
メージを与えることを特徴とする請求項１記載の歪付け
ウェーハのダメージ強度の評価方法。 - （３）鏡面ウェーハとして研磨ウェーハを用いることを
特徴とする請求項１記載の歪付けウェーハのダメージ強
度の評価方法。 - （４）鏡面ウェーハとして両面研磨ウェーハを用いるこ
とを特徴とする請求項１記載の歪付けウェーハのダメー
ジ強度の評価方法。 - （５）光学的手法として偏光解析を用いることを特徴と
する請求項１記載の歪付けウェーハのダメージ強度の評
価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3629388A JPH01211937A (ja) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | 歪付けウェーハのダメージ強度の評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3629388A JPH01211937A (ja) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | 歪付けウェーハのダメージ強度の評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01211937A true JPH01211937A (ja) | 1989-08-25 |
Family
ID=12465761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3629388A Pending JPH01211937A (ja) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | 歪付けウェーハのダメージ強度の評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01211937A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5835220A (en) * | 1995-10-27 | 1998-11-10 | Nkk Corporation | Method and apparatus for detecting surface flaws |
| US7515253B2 (en) | 2005-01-12 | 2009-04-07 | Kla-Tencor Technologies Corporation | System for measuring a sample with a layer containing a periodic diffracting structure |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55150248A (en) * | 1979-05-10 | 1980-11-22 | Nec Corp | Method of evaluating strain of semiconductor wafer |
| JPS5890148A (ja) * | 1981-11-25 | 1983-05-28 | Nec Corp | 透明薄膜の屈折率と厚さの測定方法 |
-
1988
- 1988-02-18 JP JP3629388A patent/JPH01211937A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55150248A (en) * | 1979-05-10 | 1980-11-22 | Nec Corp | Method of evaluating strain of semiconductor wafer |
| JPS5890148A (ja) * | 1981-11-25 | 1983-05-28 | Nec Corp | 透明薄膜の屈折率と厚さの測定方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5835220A (en) * | 1995-10-27 | 1998-11-10 | Nkk Corporation | Method and apparatus for detecting surface flaws |
| US7515253B2 (en) | 2005-01-12 | 2009-04-07 | Kla-Tencor Technologies Corporation | System for measuring a sample with a layer containing a periodic diffracting structure |
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