JPH10256332A - 評価用半導体ウェーハの作成方法及び装置 - Google Patents

評価用半導体ウェーハの作成方法及び装置

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JPH10256332A
JPH10256332A JP6092197A JP6092197A JPH10256332A JP H10256332 A JPH10256332 A JP H10256332A JP 6092197 A JP6092197 A JP 6092197A JP 6092197 A JP6092197 A JP 6092197A JP H10256332 A JPH10256332 A JP H10256332A
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JP
Japan
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wafer
polishing
test piece
evaluation
stage
Prior art date
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Pending
Application number
JP6092197A
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English (en)
Inventor
Takafumi Hajime
啓文 一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Super Silicon Crystal Research Institute Corp
Original Assignee
Super Silicon Crystal Research Institute Corp
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Publication date
Application filed by Super Silicon Crystal Research Institute Corp filed Critical Super Silicon Crystal Research Institute Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スライシングで導入されたクラック,加工歪
み等を高精度に測定できる評価用半導体ウェーハを得
る。 【解決手段】 試験片6としてのウェーハをステージ1
1上に固定し、ウェーハ表面に対向させた研磨工具12
を、一方向に移動するステージ11の移動距離に比例し
た距離で降下させる。試験片6の表面にはウェーハ直径
方向に延び、連続的に深くなる研磨溝17が形成され、
研磨溝17の両側のウェーハ表面は未研磨の初期表面と
して残る。 【効果】 長い研磨溝17が形成されるため、クラッ
ク,加工歪み等の欠陥の分布を高精度に測定できる。欠
陥部の深さも、研磨溝17両側の初期表面との比較で直
接測定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インゴットから切り出
されたウェーハやラッピングされたウェーハの表面に導
入されているクラック,加工歪み等の欠陥部を検出する
ために使用される評価用半導体ウェーハを作製する方法
及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体ウェーハは、内歯リング,ワイヤ
ソー等でインゴットをスライスすることにより得られ
る。インゴットから切り出された半導体ウェーハには、
加工に起因するクラックや歪みが導入されている。たと
えば、図1に示すように、完全結晶シリコン1の上に弾
性変形層2を介してクラック層3,塑性流動層4等から
なる表面層が形成されている。クラック層3は、加工に
より発生した微小なクラックが分布しており、ウェーハ
表面から10μm程度の深さに達する。クラック層3の
深さに応じて後続するラッピング工程での加工条件を設
定するため、予めクラック層3の深さを測定することが
必要である。クラック層の深さ測定に使用されるサンプ
ルは、通常、角度研磨法で作成されている。角度研磨法
では、図2に示すように貼付けブロック5の傾斜面に試
験片6を貼り付け、ガイドリング7に装着し、傾斜状態
に保持された試験片6を研磨盤8で研磨している。
【0003】研磨された試験片6は、図3に示すように
貼付けブロック5の傾斜面に対応する傾斜角θをつけて
表面が斜めに研磨される。試験片6の表面にあるクラッ
ク層3は、角度研磨によって厚み方向に広がった傾斜表
面としてクラック層断面9が露呈する。クラック層3の
厚みをDとすると、角度研磨によって現れたクラック層
断面の長さをLは、L=D/ sinθで表される。通常、
傾斜角θを5.7度に設定して角度研磨することから、
L=D/ sin5.7度=D×10となる。すなわち、厚
みDのクラック層3は、10倍に拡大された幅Lのクラ
ック層断面9として観察される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の角度研磨法で
は、クラック層断面9の顕微鏡観察によりクラックを検
出する。クラックが検出された位置のウェーハ表面から
の深さは、試験片6の縁部全域が図3に示すように傾斜
したクラック層断面9となるため、試験片表面10との
比較で測定できず、角度成分に基づいて算出されてい
る。しかし、正確に設定通りの角度で試験片6が加工さ
れているか否かを知ることができず、測定された深さの
精度や信頼性が欠ける。また、貼付けブロック5に固定
した試験片6を研磨する方式であるため、クラック断面
層9の長さLが大きくなるように角度を小さくすると、
加工初期から試験片6にかかる圧力分布が場所によって
変動し易く、深さ方向への信頼性が乏しくなる。その結
果、形成可能なクラック断面層9の長さLに制約が加わ
り、クラック層3を詳細に観察できる断面層が得られな
い。本発明は、このような問題を解消すべく案出された
ものであり、ウェーハの直径方向に延び、深さが連続的
に変化する加工溝をつけることにより、クラック層に導
入される加工歪み,クラック等の欠陥を容易に且つ高精
度に検出できる評価用半導体ウェーハを得ることを目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の評価用半導体ウ
ェーハの作成方法は、その目的を達成するため、試験片
としてのウェーハをステージ上に固定し、ウェーハ表面
に対向させた研磨工具を、一方向に移動するステージの
移動距離に比例した距離で降下させ、ウェーハ直径方向
に延び、連続的に深くなる研磨溝をウェーハ表面に形成
し、研磨溝の両側のウェーハ表面を未研磨のまま残すこ
とを特徴とする。また、評価用半導体ウェーハの作成装
置は、ウェーハを固定配置する移動可能なステージと、
ウェーハ表面に対向配置された昇降可能な研磨工具と、
一方向に移動するステージの移動距離に比例して研磨工
具を降下させる制御信号を研磨工具の昇降機構に出力す
る制御機構とを備え、研磨工具の外径がウェーハの表面
積よりも小さくなっている。
【0006】
【実施の形態】本発明に従った評価用半導体ウェーハ作
成装置は、図4に示すように移動可能なステージ11及
び昇降可能な研磨工具12を備えている。研磨工具12
は、試験片6であるウェーハの表面積に比較して十分に
小さな径をもっており、下端に研磨パッド16が取り付
けられている。ステージ11の移動方向に沿って複数の
位置センサ13が配列されており、位置センサ13で検
出された信号が制御機構14に入力される。制御機構1
4では、ステージ11の移動位置に応じて研磨工具12
の高さを演算し、制御信号sをステップモータ等を備え
た昇降装置15に出力する。
【0007】研磨工具12の高さは、ステージ11の移
動量に比例して調節され、研磨パッド16により連続的
に深くなる研磨溝17が試験片6の表面に形成される。
研磨工具12に比較して試験片6の表面積が十分に大き
いため、研磨溝17は、図5に示すように直径方向に長
くなる。また、研磨溝17の両側は、研磨工具17によ
る加工を受けないため、未研磨の初期表面18のままで
ある。このようにして研磨溝17を形成するとき、従来
の角度研磨による場合と比較して十分に露出したクラッ
ク断面層9の長さを大きくすることができる。また、図
6に示すようにクラック層3と健全な結晶層1との境界
が大きな幅でクラック断面層9に露呈するため、クラッ
ク,加工歪み等の欠陥の分布及び量を正確に検出でき
る。しかも、クラック断面層9の側部に初期表面18が
存在するので、欠陥部が検出された箇所の深さを直接的
に測定することが可能となる。得られた測定結果は、ス
ライシング工程にフィードバックされ、加工条件の調整
に使用される。また、後続するラッピング工程の条件設
定にも利用される。同様にラッピング,研削等の加工が
施されたウェーハについても、クラック,加工歪み等の
欠陥部測定用のサンプルが作成される。
【0008】
【実施例】インゴットからスライスされた直径200m
m,平均厚み1mmのウェーハを試験片6に使用した。
研磨工具12には、不織布製の研磨パッド16を装着し
た外径20mmの研磨工具を使用した。試験片6を固定
配置したステージ11を1mm/分の速度で一方向に移
動させた。ステージ11の移動中、研磨工具12を1μ
m/分の速度で降下させながら500rpmで回転さ
せ、試験片6に300N/mm2 の押圧力で押し付け
た。研磨を40分間継続した後、研磨工具12を上昇さ
せた。研磨された試験片6の表面を観察したところ、直
径方向に延びた長さ40mmの研磨溝17が形成されて
いた。研磨溝17は、幅が20mmで、始端で試験片6
の初期表面18に連なり、終端では40μmの深さであ
った。また、研磨溝17の両側は、未研磨の初期表面1
8であった。
【0009】研磨溝17に露呈したクラック層断面9を
観察したところ、始端から20mmの位置までは多量の
クラックが検出され、徐々にクラックが少なくなり、始
端から30mm離れるとクラックが検出されなくなっ
た。始端から20mm及び30mmの位置は、両側の初
期表面18と比較することにより、それぞれ20μm及
び30μmの深さに相当することが判った。このように
クラック発生量や欠陥部8の深さを精度良く測定できる
ため、スライシングやポリッシングの条件調整に必要な
高精度の情報が得られる。
【0010】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明に従って
作成した評化用半導体ウェーハは、欠陥部検出用に形成
した研磨溝が連続して深くなる傾斜面になっている。そ
のため、角度研磨で作成した従来の評化用半導体ウェー
ハに比較して、欠陥部が格段に精度良く検出され、初期
表面と比較することにより欠陥部の深さも容易に且つ正
確に測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 スライシングでクラックが導入された表面層
をもつウェーハの断面
【図2】 従来の角度研磨による評価用半導体ウェーハ
の作成
【図3】 角度研磨により形成された傾斜のあるクラッ
ク層断面
【図4】 本発明に従った評価用半導体ウェーハの作成
【図5】 直径方向に延びる研磨溝が形成された評価用
半導体ウェーハ
【図6】 研磨溝が形成された評価用半導体ウェーハの
断面
【符号の説明】
1:完全結晶シリコン 2:弾性変形層 3:クラ
ック層 4:塑性流動層 5:貼付けブロック
6:試験片(ウェーハ) 7:ガイドリング 8:研磨盤 9:露呈したクラック層断面 10:
試験片表面 11:ステージ 12:研磨工具
13:位置センサ 14:制御機構 15::昇降
機構 16:研磨パッド 17:研磨溝 18:
初期表面 θ:傾斜角 D:クラック層の厚み L:露呈した
クラック層断面の長さ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試験片としてのウェーハをステージ上に
    固定し、ウェーハ表面に対向させた研磨工具を、一方向
    に移動するステージの移動距離に比例した距離で降下さ
    せ、ウェーハ直径方向に延び、連続的に深くなる研磨溝
    をウェーハ表面に形成し、研磨溝の両側のウェーハ表面
    を未研磨のまま残す評価用半導体ウェーハの作成方法。
  2. 【請求項2】 ウェーハを固定配置する移動可能なステ
    ージと、ウェーハ表面に対向配置された昇降可能な研磨
    工具と、一方向に移動するステージの移動距離に比例し
    て研磨工具を降下させる制御信号を研磨工具の昇降機構
    に出力する制御機構とを備え、研磨工具の外径がウェー
    ハの表面積よりも小さい評価用半導体ウェーハの作成装
    置。
JP6092197A 1997-03-14 1997-03-14 評価用半導体ウェーハの作成方法及び装置 Pending JPH10256332A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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