本發(fā)明涉及硅晶圓的品質(zhì)評(píng)價(jià)方法、硅晶圓的制造方法及硅晶圓。
背景技術(shù)：
多數(shù)情況下在作為半導(dǎo)體器件基板的硅晶圓的外周部形成表示特定方向的凹槽。例如在晶面為(100)面的硅晶圓上形成例如表示<110>方向的凹槽。
該凹槽是對(duì)通過(guò)直拉(czochralski，cz)法等培育的單晶硅錠的外周部實(shí)施磨削處理，在將錠的直徑調(diào)整為規(guī)定值后，例如使磨石在錠的軸向方向移動(dòng)，由此在錠的外周面形成(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
形成有凹槽的單晶硅錠在實(shí)施晶圓加工處理后，對(duì)得到的硅晶圓的外周部實(shí)施包含粗拋光處理和鏡面拋光處理的倒角加工處理，此時(shí)對(duì)形成有凹槽的部分也實(shí)施倒角加工處理。然后，對(duì)硅晶圓進(jìn)行清洗處理或各種品質(zhì)檢查，只將滿(mǎn)足規(guī)定的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的硅晶圓作為制品出貨。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2005-219506號(hào)公報(bào)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明所要解決的課題
在器件制備工序中，在作為制品出貨的硅晶圓的表面構(gòu)建器件。在該器件制備工序中，對(duì)硅晶圓實(shí)施多次熱處理，但此時(shí)以凹槽為起點(diǎn)發(fā)生滑移，結(jié)果發(fā)現(xiàn)可能產(chǎn)生重疊缺陷。
如上所述，凹槽是通過(guò)拋光處理等的加工處理而形成，另外對(duì)凹槽實(shí)施倒角處理，但在進(jìn)行這些加工處理時(shí)在凹槽端面形成微小加工損傷，即使通過(guò)在倒角加工處理后進(jìn)行的蝕刻處理，加工損傷也無(wú)法完全除去而殘留，有成為上述滑移的發(fā)生源的可能性。
但是，目前未建立檢出在凹槽端面形成的微小加工損傷的方法，希望提出可檢出這樣的加工損傷以評(píng)價(jià)硅晶圓的品質(zhì)的方法。
因此，本發(fā)明的目的在于，提供可檢出在硅晶圓的凹槽端面存在的微小加工損傷的硅晶圓的品質(zhì)評(píng)價(jià)方法、硅晶圓的制造方法和硅晶圓。
解決課題的手段
本發(fā)明人等對(duì)解決上述課題的途徑進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)以下方法可使凹槽端面的加工損傷作為氧化誘生層錯(cuò)顯露并檢出，所述方法是對(duì)于評(píng)價(jià)對(duì)象的硅晶圓，在較低溫的第1溫度下進(jìn)行的第1熱處理之后，實(shí)施在比第1溫度高溫的第2溫度下進(jìn)行的第2熱處理，然后實(shí)施蝕刻速率為1.3μm/分鐘以下的選擇蝕刻處理，從而完成本發(fā)明。
即，本發(fā)明的主要構(gòu)成如下所述。
(1)硅晶圓的品質(zhì)評(píng)價(jià)方法，其是評(píng)價(jià)在硅晶圓的凹槽端面存在的加工損傷的硅晶圓的品質(zhì)評(píng)價(jià)方法，其特征在于，在900℃以上且1150℃以下的第1溫度下對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象的硅晶圓實(shí)施第1熱處理，接著在1100℃以上且1200℃以下的第2溫度下實(shí)施第2熱處理后，實(shí)施蝕刻速率為1.3μm/分鐘以下的選擇蝕刻處理，接著檢出在所述凹槽端面上顯露的氧化誘生層錯(cuò)。
(2)所述(1)所記載的硅晶圓的品質(zhì)評(píng)價(jià)方法，其中，所述選擇蝕刻處理通過(guò)光蝕刻法進(jìn)行。
(3)所述(1)或(2)所記載的硅晶圓的品質(zhì)評(píng)價(jià)方法，其中，所述選擇蝕刻處理的時(shí)間為5秒以上且60秒以下。
(4)所述(1)~(3)中任一項(xiàng)所記載的硅晶圓的品質(zhì)評(píng)價(jià)方法，其中，所述第1熱處理在30分鐘以上且300分鐘以下之間進(jìn)行，所述第2熱處理在30分鐘以上且200分鐘以下之間進(jìn)行。
(5)所述(1)~(4)中任一項(xiàng)所記載的硅晶圓的品質(zhì)評(píng)價(jià)方法，其中，所述第1熱處理在干燥的氧氣氣氛中進(jìn)行，所述第2熱處理在含有水蒸氣的氧氣氣氛中進(jìn)行。
(6)硅晶圓的制造方法，其特征在于，對(duì)用規(guī)定的方法培育的單晶硅錠的外周部實(shí)施磨削處理，接著在所述外周部的規(guī)定位置形成凹槽后，對(duì)所述單晶硅錠實(shí)施晶圓加工處理，在對(duì)得到的硅晶圓的外周部實(shí)施倒角加工處理后，通過(guò)所述(1)~(5)中任一項(xiàng)所記載的硅晶圓的品質(zhì)評(píng)價(jià)方法，評(píng)價(jià)所述硅晶圓的凹槽端面上的加工損傷。
(7)所述(6)所記載的硅晶圓的制造方法，其中，所述規(guī)定的方法為直拉法。
(8)硅晶圓，其凹槽端面上的加工損傷滿(mǎn)足制品品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，可檢出在硅晶圓的外周部形成的凹槽端面上的加工損傷以評(píng)價(jià)硅晶圓的品質(zhì)。
附圖說(shuō)明
圖1為表示通過(guò)本發(fā)明的硅晶圓的品質(zhì)評(píng)價(jià)方法檢出的凹槽端面上的氧化誘生層錯(cuò)的圖。
實(shí)施發(fā)明的方式
(硅晶圓的品質(zhì)評(píng)價(jià)方法)
以下參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。本發(fā)明的硅晶圓的品質(zhì)評(píng)價(jià)方法為評(píng)價(jià)在硅晶圓的凹槽端面存在的微小加工損傷的方法。在這里，重點(diǎn)是在900℃以上且1150℃以下的第1溫度下對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象的硅晶圓實(shí)施第1熱處理，接著在1100℃以上且1200℃以下的第2溫度下實(shí)施第2熱處理后，實(shí)施蝕刻速率為1.3μm/分鐘以下的選擇蝕刻處理。由此，可使在凹槽端面上存在的微小加工損傷作為氧化誘生層錯(cuò)顯露，可間接地檢出加工損傷。
本發(fā)明人等對(duì)檢出在制成硅晶圓后的端面存在的微小加工損傷的途徑進(jìn)行了深入研究。首先，對(duì)能否通過(guò)直接觀(guān)察法檢出加工損傷進(jìn)行了研究。具體而言，對(duì)能否利用掃描式電子顯微鏡或x射線(xiàn)裝置、掃描式紅外消偏振(scanninginfrareddepolarization，sird)裝置直接檢出上述加工損傷進(jìn)行了研究。詳細(xì)情況在下述的實(shí)施例中說(shuō)明，準(zhǔn)備在凹槽上存在加工損傷的可能性極低的硅晶圓樣品(樣品1)和在凹槽上存在加工損傷的可能性極高的硅晶圓樣品(樣品2)，使用上述裝置直接觀(guān)察凹槽端面上的加工損傷。結(jié)果在上述3種方法中，樣品1和樣品2的觀(guān)察結(jié)果未發(fā)現(xiàn)差異，無(wú)法檢出加工損傷。
本發(fā)明人等在無(wú)法利用上述3種裝置中的任一種檢出加工損傷的結(jié)果的情況下，得出直接觀(guān)察并檢出凹槽端面上的加工損傷是極其困難的結(jié)論。因此，對(duì)通過(guò)間接的方法檢出上述加工損傷的途徑進(jìn)行了研究。具體而言，對(duì)能否通過(guò)熱處理使加工損傷作為晶體缺陷顯露，并通過(guò)蝕刻將其檢出進(jìn)行了研究。因此，進(jìn)行了用于檢出加工損傷的適合的熱處理?xiàng)l件和蝕刻條件的研究。
首先，對(duì)于熱處理?xiàng)l件，用以下3種方法進(jìn)行了熱處理?xiàng)l件的研究。即，第1方法是在干燥氧氣氣氛中于780℃進(jìn)行3小時(shí)的熱處理后，升溫至1000℃并保持，進(jìn)行16小時(shí)的熱處理的方法。另外，第2方法是在濕潤(rùn)氧氣氣氛中于1140℃進(jìn)行2小時(shí)熱處理的方法。此外，第3方法是在干燥氧氣氣氛中于1000℃進(jìn)行3小時(shí)的熱處理后，升溫至1150℃并保持，在切換為濕潤(rùn)氧氣氣氛中后進(jìn)行50分鐘的熱處理的方法。
在利用上述3種方法進(jìn)行熱處理后，進(jìn)行在下面詳細(xì)敘述的3種蝕刻處理時(shí)，發(fā)現(xiàn)只有在用第3方法進(jìn)行的情況(并且進(jìn)行光蝕刻的情況)下，可使在凹槽部端面存在的加工損傷作為氧化誘生層錯(cuò)(oxidationinducedstackingfault，osf)顯露并間接地檢出。
認(rèn)為可通過(guò)上述第3方法將加工損傷作為osf檢出的原因在于，在2個(gè)階段的熱處理中，通過(guò)較低的1000℃下的第1熱處理，一面抑制加工損傷的消失，一面使硅晶圓中存在的氧凝聚在加工損傷處形成osf核，通過(guò)接下來(lái)的較高溫的濕潤(rùn)氣體氣氛中1150℃下的第2熱處理，從表面注入間隙硅，使層錯(cuò)在預(yù)先形成的osf核的周?chē)L(zhǎng)，由此可形成osf。
需說(shuō)明的是，在第1方法中也進(jìn)行2個(gè)階段的熱處理，但認(rèn)為由于第1方法為干燥氣氛的熱處理，所以氧化速率慢，無(wú)法充分地向osf核供給間隙硅，從而無(wú)法產(chǎn)生osf。
與上述熱處理?xiàng)l件平行，本發(fā)明人等對(duì)適合的蝕刻條件也進(jìn)行了研究。作為使半導(dǎo)體晶圓中的缺陷或瑕疵等顯露并檢出的現(xiàn)有方法，有堿蝕刻法或射哥蝕刻法。本發(fā)明人等首先嘗試通過(guò)堿蝕刻法顯露加工損傷。
在堿蝕刻法中，使用氫氧化鉀等的水溶液作為蝕刻液。但是，堿性蝕刻液的蝕刻速率因方向而不同，<111>方向的蝕刻速率低。另外，不同于硅晶圓表面，在凹槽端面出現(xiàn)各種晶面。因此，在本發(fā)明人等嘗試希望通過(guò)堿蝕刻法檢出加工損傷時(shí)，無(wú)法區(qū)別因蝕刻而出現(xiàn)的(111)面是源于加工損傷還是源于<111>方向的低蝕刻速率而出現(xiàn)，從而無(wú)法確定加工損傷。
接著，本發(fā)明人等嘗試通過(guò)射哥蝕刻法顯露加工損傷。在射哥蝕刻法中，使用含有重鉻酸鉀的射哥液作為蝕刻液。但是，射哥蝕刻法的蝕刻速率高，對(duì)于無(wú)加工損傷的部分也會(huì)進(jìn)行蝕刻，而且在蝕刻液中即使搖動(dòng)也無(wú)法均勻地蝕刻，會(huì)產(chǎn)生表面粗糙，因此用該方法也難以檢出加工損傷。
如上所述，在射哥蝕刻法中，因表面粗糙而難以檢出加工損傷，但若能夠減慢蝕刻速率，提高控制性并且抑制表面粗糙，則認(rèn)為或許可選出加工損傷。因此，本發(fā)明人等認(rèn)為通過(guò)使用蝕刻速率比射哥蝕刻低的方法，或許可檢出加工損傷。
具體而言，基于射哥蝕刻法的蝕刻速率為1.5μm/分鐘左右。因此，本發(fā)明人等對(duì)蝕刻速率比該速率低的選擇蝕刻法進(jìn)行了研究，結(jié)果想到了光蝕刻法。即，光蝕刻法與射哥蝕刻法同樣，使用含有鉻酸的蝕刻液，但蝕刻速率為1μm/分鐘左右。
因此，本發(fā)明人等在通過(guò)光蝕刻法進(jìn)行加工損傷的顯露時(shí)，在認(rèn)為凹槽端面不存在加工損傷的樣品1中未檢出加工損傷，與之相對(duì)，在認(rèn)為凹槽端面上存在加工損傷的樣品2中成功檢出認(rèn)為是源于加工損傷的osf。
本發(fā)明人等進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，結(jié)果確認(rèn)，即使是蝕刻速率在某種程度上比光蝕刻法快的情況，也可檢出加工損傷，發(fā)現(xiàn)若蝕刻速率為1.3μm/分鐘以下，則可將加工損傷作為osf充分地檢出。
如上所述，本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到以下見(jiàn)解從而完成本發(fā)明：對(duì)于評(píng)價(jià)對(duì)象的硅晶圓，通過(guò)以下熱處理和此后進(jìn)行的蝕刻速率為1.3μm/分鐘以下的選擇蝕刻法的組合，可使凹槽端面上的加工損傷作為osf顯露并檢出，所述熱處理是在較低溫的第1溫度下進(jìn)行的第1熱處理之后，實(shí)施在比第1溫度高溫的第2溫度下進(jìn)行的第2熱處理。以下對(duì)本發(fā)明的硅晶圓的品質(zhì)評(píng)價(jià)方法的各個(gè)工序進(jìn)行說(shuō)明。
首先，對(duì)于評(píng)價(jià)對(duì)象的硅晶圓，在900℃以上且1150℃以下的第1溫度下實(shí)施第1熱處理。在這里，將第1溫度設(shè)為900℃以上，是為了抑制加工損傷的消失，使之作為osf核生長(zhǎng)。另外，設(shè)為1150℃以下，是由于在急劇地升溫至高溫的情況下，加工損傷有消失的可能性。優(yōu)選為900℃以上且1000℃以下。
另外，供應(yīng)上述第1熱處理、即本發(fā)明的硅晶圓的品質(zhì)評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)對(duì)象的硅晶圓為對(duì)外周部實(shí)施過(guò)包含磨削處理和鏡面拋光處理的倒角加工處理的硅晶圓。對(duì)導(dǎo)電類(lèi)型或摻雜劑無(wú)限制。
上述第1熱處理可使用適合的熱處理爐進(jìn)行，但優(yōu)選將上述評(píng)價(jià)對(duì)象的硅晶圓投入熱處理爐時(shí)的溫度設(shè)為650℃以上且800℃以下。由此，可防止微小加工損傷消失。
另外，至第1溫度的升溫速度優(yōu)選設(shè)為3℃/秒以上且6℃/秒以下。由此，可防止加工損傷消失。
實(shí)施第1熱處理的時(shí)間優(yōu)選設(shè)為30分鐘以上且300分鐘以下。在這里，通過(guò)設(shè)為30分鐘以上，可使硅晶圓中的氧在加工損傷附近凝聚形成osf核。另一方面，若超過(guò)300分鐘，則osf核形成效果飽和而無(wú)變化。
另外，進(jìn)行第1熱處理的氣氛無(wú)特殊限制，但在使硅晶圓中的氧在加工損傷附近凝聚這一點(diǎn)上，優(yōu)選第1熱處理在干燥氧氣氣氛下進(jìn)行。
接著，對(duì)于實(shí)施過(guò)第1熱處理的評(píng)價(jià)對(duì)象的硅晶圓，在1100℃以上且1200℃以下的第2溫度下實(shí)施第2熱處理。這是由于，在第2溫度低于1100℃的情況下，osf的形成未必充分。另一方面是由于，若超過(guò)1200℃，則間隙硅的擴(kuò)散變快，結(jié)果難以形成osf。
實(shí)施第2熱處理的時(shí)間優(yōu)選設(shè)為30分鐘以上且200分鐘以下。在這里，通過(guò)設(shè)為30分鐘以上，可以以通過(guò)第1熱處理形成的osf核為起點(diǎn)形成osf。另一方面，即使超過(guò)200分鐘，osf核形成效果也飽和而無(wú)變化。
另外，進(jìn)行第2熱處理的氣氛無(wú)特殊限制，但在有效地形成osf這一點(diǎn)上，優(yōu)選在含有水蒸氣的濕潤(rùn)氧氣氣氛下進(jìn)行。
接著，對(duì)于經(jīng)過(guò)了上述第2熱處理的評(píng)價(jià)對(duì)象的硅晶圓，實(shí)施蝕刻速率為1.3μm/分鐘以下的選擇蝕刻處理。由此，可使凹槽端面上的加工損傷作為osf顯露。另外，若蝕刻速率過(guò)慢，則作為osf顯露需要過(guò)度耗費(fèi)時(shí)間而不實(shí)用，因此蝕刻速率優(yōu)選0.05μm/分鐘以上。
上述1.3μm/分鐘以下的蝕刻速率例如可通過(guò)蝕刻液的制備來(lái)實(shí)行。具體而言，si的選擇蝕刻通過(guò)si的氧化和si氧化物的除去來(lái)進(jìn)行。由于通過(guò)該si氧化物的除去來(lái)進(jìn)行蝕刻，所以通過(guò)調(diào)整用于氧化的試劑和用于除去氧化膜的試劑的比例、以及用于同時(shí)抑制氧化和氧化物的除去的緩沖劑的添加量，可將蝕刻速率設(shè)為1.3μm/分鐘以下。作為用于氧化的試劑，例如可列舉出硝酸或鉻酸，作為用于除去氧化膜的試劑，例如可列舉出氫氟酸，作為緩沖劑，例如可列舉出水或乙酸。
作為進(jìn)行上述蝕刻速率為1.3μm/分鐘以下的選擇蝕刻處理的現(xiàn)有方法，存在光蝕刻法、利用氫氟酸和硝酸的混合液的達(dá)斯蝕刻法等，但從由表面粗糙等決定的osf的易觀(guān)察性的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選光蝕刻法。
實(shí)施蝕刻處理的時(shí)間優(yōu)選設(shè)為1秒以上且180秒以下。在這里，通過(guò)設(shè)為1秒以上，可以以通過(guò)第1熱處理形成的osf核為起點(diǎn)形成osf。另一方面，若超過(guò)180秒，則產(chǎn)生表面粗糙，因其干擾的影響而難以觀(guān)察osf。更優(yōu)選為5秒以上且30秒以下。
通過(guò)以上處理，可使在硅晶圓的凹槽端面上存在的加工損傷作為osf顯露，因此例如可通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀(guān)察凹槽端面，由此將加工損傷作為osf檢出。然后，例如在檢出的osf的個(gè)數(shù)或osf的密度為規(guī)定值以下的情況下判定為合格，在超過(guò)規(guī)定值的情況下判定為不合格，由此可挑選滿(mǎn)足規(guī)定的制品品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的硅晶圓。
這樣，通過(guò)本發(fā)明，可檢出在硅晶圓的凹槽端面上存在的微小加工損傷，從而評(píng)價(jià)硅晶圓的品質(zhì)。
(硅晶圓的制造方法)
接著，對(duì)本發(fā)明的硅晶圓的制造方法進(jìn)行說(shuō)明?；诒景l(fā)明的硅晶圓的制造方法具有以下特征：通過(guò)上述基于本發(fā)明的硅晶圓的品質(zhì)評(píng)價(jià)方法，評(píng)價(jià)硅晶圓的凹槽端面上的加工損傷。因此，對(duì)于上述品質(zhì)評(píng)價(jià)處理以外的工序完全無(wú)限制。以下示出本發(fā)明的硅晶圓的制造方法的一個(gè)實(shí)例。
首先，通過(guò)cz法，將投入石英坩堝中的多晶硅在1400℃左右熔融，接著將晶種浸于液面中并邊旋轉(zhuǎn)邊提拉，由此制造晶面為(100)面的單晶硅錠。在這里，為了得到所希望的電阻率，例如摻雜硼或磷等。另外，通過(guò)使用在制造錠時(shí)施加磁場(chǎng)的磁場(chǎng)直拉(magneticfieldczochralski，mcz)法，可控制硅錠中的氧濃度。
接著，在實(shí)施得到的單晶硅錠的外周磨削處理而使直徑均勻后，將具有適合的形狀的磨石按壓至錠的外周面，重復(fù)錠的軸向方向的移動(dòng)，由此形成例如表示<110>方向的凹槽。
接著，用線(xiàn)鋸、內(nèi)周刃切割機(jī)(內(nèi)周刃切斷機(jī))對(duì)單晶硅錠實(shí)施晶圓加工處理，例如切片為1mm左右的厚度，得到硅晶圓。
然后，對(duì)得到的硅晶圓的外周部實(shí)施倒角加工處理。具體而言，首先將#600左右的金屬結(jié)合劑圓柱磨石按壓至硅晶圓的外周部，實(shí)施粗糙地倒角為規(guī)定形狀的1次倒角處理。由此，將硅晶圓的外周部加工為帶有規(guī)定的圓角(丸み)的形狀。
然后，對(duì)硅晶圓的主面實(shí)施研磨處理。在這里，將硅晶圓配置在相互平行的研磨面板間，然后在該研磨面板間注入為氧化鋁磨粒、分散劑和水的混合物的研磨液。然后，通過(guò)在加壓下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)·相互摩擦，將硅晶圓的表面背面這兩面機(jī)械研磨。此時(shí)，硅晶圓的研磨量為晶圓表面背面兩面共計(jì)40~100μm左右。
接著，對(duì)實(shí)施過(guò)上述研磨處理的硅晶圓的外周部實(shí)施精細(xì)倒角處理。該精細(xì)倒角處理使用#1500左右的金屬結(jié)合劑磨石，對(duì)實(shí)施過(guò)1次倒角處理的硅晶圓的倒角面實(shí)施精細(xì)倒角處理。
然后，對(duì)實(shí)施過(guò)精細(xì)倒角處理的硅晶圓實(shí)施蝕刻處理。具體而言，通過(guò)使用包含氫氟酸、硝酸、乙酸、磷酸中的至少1種的水溶液的酸蝕刻，或者使用氫氧化鉀水溶液或氫氧化鈉水溶液等的堿蝕刻或并用上述酸蝕刻和堿蝕刻，除去因至前一工序?yàn)橹沟奶幚懋a(chǎn)生的晶圓的變形。
接著，使用拋光裝置，對(duì)實(shí)施過(guò)蝕刻處理的硅晶圓實(shí)施鏡面拋光處理。即，在托架中嵌入硅晶圓，用貼附有拋光布的上面板和下面板夾持晶圓，在上下面板和晶圓之間，注入例如膠體二氧化硅等的漿料，使上下面板和托架相互向相反方向旋轉(zhuǎn)，對(duì)硅晶圓的兩面實(shí)施鏡面拋光處理。由此，可減少晶圓表面的凹凸，從而得到平坦度高的晶圓。
接著，將實(shí)施過(guò)兩面拋光處理的硅晶圓搬運(yùn)至清洗工序，例如使用為氨水、過(guò)氧化氫和水的混合物的sc-1清洗液，或?yàn)辂}酸、過(guò)氧化氫和水的混合物的sc-2清洗液，除去晶圓表面的顆粒、有機(jī)物、金屬等。
最后，將清洗過(guò)的硅晶圓搬運(yùn)至檢查工序，檢查晶圓的平坦度、晶圓表面的lpd數(shù)、損傷、晶圓表面的污染等。在該檢查工序的1個(gè)工序中，可通過(guò)上述本發(fā)明的硅晶圓的品質(zhì)評(píng)價(jià)方法，檢出在凹槽端面存在的加工損傷，挑選凹槽端面上的加工損傷滿(mǎn)足規(guī)定的制品品質(zhì)的晶圓。如上所述，在檢查工序中，只將滿(mǎn)足規(guī)定的制品品質(zhì)的晶圓作為制品出貨。
需說(shuō)明的是，對(duì)于通過(guò)上述步驟得到的晶圓，根據(jù)需要實(shí)施退火處理或外延膜生長(zhǎng)處理，由此可得到退火晶圓或外延晶圓、或soi(silicononinsulator絕緣體上硅)晶圓等。
(硅晶圓)
如上所述，可將在凹槽端面存在的加工損傷作為osf檢出，制造凹槽端面上的加工損傷滿(mǎn)足規(guī)定的制品品質(zhì)的硅晶圓，得到的基于本發(fā)明的硅晶圓在凹槽端面存在的加工損傷滿(mǎn)足制品品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。在這里，“在凹槽端面存在的加工損傷滿(mǎn)足制品品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)”指在凹槽端面存在的加工損傷的個(gè)數(shù)或密度等滿(mǎn)足用于作為制品出貨的規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例
以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于實(shí)施例。
<評(píng)價(jià)對(duì)象的硅晶圓的準(zhǔn)備>
首先，作為評(píng)價(jià)對(duì)象的硅晶圓，準(zhǔn)備2種水平的樣品晶圓。具體而言，將在制品運(yùn)出前從在將硅晶圓進(jìn)行制品運(yùn)出后的器件制備工序中未產(chǎn)生重疊缺陷的批次中預(yù)先選出的硅晶圓作為樣品1。該樣品1在凹槽端面上存在加工損傷的可能性極低。另一方面，將在制品運(yùn)出前從在將硅晶圓進(jìn)行制品運(yùn)出后的器件制備工序中產(chǎn)生重疊缺陷的批次中預(yù)先選出的硅晶圓作為樣品2。可認(rèn)為該樣品2是在與產(chǎn)生重疊缺陷的晶圓基本相同的條件下加工，所以在凹槽端面上存在加工損傷的可能性極高。將這些樣品1和2各準(zhǔn)備10片。
<硅晶圓的品質(zhì)評(píng)價(jià)>
(發(fā)明例1)
首先，在立式熱處理爐的內(nèi)部導(dǎo)入干燥氧氣，在將爐內(nèi)設(shè)為干燥氧氣氣氛后，將爐內(nèi)的溫度升溫至700℃。接著，將如上所述準(zhǔn)備的作為品質(zhì)對(duì)象的硅晶圓的樣品1投入熱處理爐內(nèi)，在以升溫速度：6℃/秒升溫至作為第1熱處理溫度的1000℃后，保持3小時(shí)，對(duì)硅晶圓實(shí)施第1熱處理。接著，將爐內(nèi)的氣氛切換為濕潤(rùn)氧氣氣氛，在以升溫速度：6℃/秒升溫至作為第2熱處理溫度的1150℃后，保持50分鐘，對(duì)樣品1實(shí)施第2熱處理。最后，在以降溫速度：2℃/秒降溫至700℃后，從熱處理爐取出樣品1，在室溫下冷卻。
接著，對(duì)于如上所述實(shí)施過(guò)熱處理的樣品1實(shí)施光蝕刻處理。具體而言，對(duì)于樣品1，作為蝕刻液，使用以30cm3的hf、30cm3的ch3cooh、1g的cu(no3)2、15cm3的cro3(5m)、15cm3的hno3、30cm3的水的比例混合得到的溶液，實(shí)施10秒鐘的蝕刻處理。
接著，利用光學(xué)顯微鏡觀(guān)察實(shí)施過(guò)上述蝕刻處理的樣品1的凹槽端面，檢出osf并計(jì)算個(gè)數(shù)，由此評(píng)價(jià)硅晶圓的品質(zhì)。
同樣地，對(duì)樣品2也進(jìn)行上述處理和評(píng)價(jià)。
(發(fā)明例2)
與發(fā)明例1同樣地評(píng)價(jià)硅晶圓的品質(zhì)。不過(guò)，其中作為蝕刻液使用將光蝕刻液的ch3cooh添加量減少為9cm3得到的溶液，將蝕刻處理的蝕刻速率設(shè)為1.3μm/分鐘。其它的條件與發(fā)明例1完全相同。
(比較例1)
與發(fā)明例1同樣地評(píng)價(jià)硅晶圓的品質(zhì)。不過(guò)，其中代替2個(gè)階段的熱處理，進(jìn)行1個(gè)階段的熱處理。具體而言，在將爐內(nèi)設(shè)為干燥氧氣氣氛后，將爐內(nèi)升溫至900℃并投入樣品晶圓，在以升溫速度：10℃/秒升溫至1140℃后保持2小時(shí)，從而對(duì)樣品晶圓進(jìn)行熱處理。然后，在以降溫速度：5℃/秒降溫至900℃后，將樣品晶圓從熱處理爐取出。其它的條件與發(fā)明例1完全相同。
(比較例2)
與發(fā)明例1同樣地檢出品質(zhì)評(píng)價(jià)用的硅晶圓的凹槽部端面上的加工損傷。不過(guò)，其中第1熱處理與投入溫度相同，設(shè)為780℃，另外將第2熱處理溫度設(shè)為1000℃，將熱處理時(shí)間設(shè)為16小時(shí)。其它的條件與發(fā)明例1完全相同。
(比較例3)
與發(fā)明例1同樣地檢出品質(zhì)評(píng)價(jià)用的硅晶圓的凹槽部端面上的加工損傷。不過(guò)，其中通過(guò)堿蝕刻法進(jìn)行蝕刻處理。具體而言，將48重量%的koh液調(diào)整至60℃，浸漬3分鐘。其它的條件與發(fā)明例1完全相同。
(比較例4)
與發(fā)明例1同樣地檢出品質(zhì)評(píng)價(jià)用的硅晶圓的凹槽部端面上的加工損傷。不過(guò)，其中通過(guò)射哥蝕刻法進(jìn)行蝕刻處理。具體而言，使用以50cm3的k2cr2o7(0.15m)、100cm3的hf的比例混合得到的溶液實(shí)施10秒鐘的蝕刻處理。其它的條件與發(fā)明例1完全相同。
(比較例5)
利用掃描式電子顯微鏡進(jìn)行硅晶圓的品質(zhì)評(píng)價(jià)。具體而言，對(duì)于將凹槽部劈開(kāi)的樣品進(jìn)行倍率的調(diào)整、對(duì)象物的旋轉(zhuǎn)、傾斜的調(diào)整，使得可觀(guān)察整個(gè)倒角部，觀(guān)察凹槽部端面上的加工損傷。
(比較例6)
利用x射線(xiàn)裝置進(jìn)行硅晶圓的品質(zhì)評(píng)價(jià)。具體而言，用膠片對(duì)硅晶圓整個(gè)面進(jìn)行攝影，得到表面形態(tài)(トポグラフ)圖像。為了進(jìn)一步提高分辨率，將凹槽部放大，確認(rèn)凹槽部端面上的加工損傷。
(比較例7)
利用可測(cè)定晶圓內(nèi)的變形或應(yīng)力的sird裝置進(jìn)行硅晶圓的品質(zhì)評(píng)價(jià)。具體而言，測(cè)定晶圓外周部分的應(yīng)力，得到應(yīng)力分布圖像。進(jìn)而將凹槽部的應(yīng)力分布圖像放大，觀(guān)察凹槽部端面上的加工損傷。
<凹槽端面上的加工損傷的評(píng)價(jià)>
對(duì)于發(fā)明例1和2，樣品1的osf個(gè)數(shù)為0個(gè)，與之相對(duì)，樣品2的osf個(gè)數(shù)為46個(gè)(發(fā)明例1)和63個(gè)(發(fā)明例2)。在與該樣品2相同水平的硅晶圓上制備器件時(shí)，產(chǎn)生被認(rèn)為是由源于凹槽端面的加工損傷產(chǎn)生的滑移導(dǎo)致的重疊缺陷。另一方面，對(duì)于比較例1~7，在任一實(shí)例中樣品1和2的觀(guān)察結(jié)果均未發(fā)現(xiàn)差異，根本無(wú)法檢出凹槽端面上的加工損傷。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
根據(jù)本發(fā)明，可檢出在硅晶圓的凹槽端面上存在的微小加工損傷以評(píng)價(jià)硅晶圓的品質(zhì)，因此對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有用。