(57)【要約】【課題】  露光装置上で焦点異常の発生要因となる半導体ウェーハを、より適正に判別することができ、よって、露光装置上での最終不良品を低減することにより余分な作業工数の削減を実現する半導体ウェーハの製造方法を提供する。【解決手段】  スライス加工後の半導体ウェーハの裏面形状特性を半導体ウェーハ表面の研磨前に測定する。【選択図】  図１
2006049740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともスライス加工工程と研磨工程を順に含む半導体ウェーハの製造方法において、
スライス加工後の半導体ウェーハの裏面形状を、該半導体ウェーハ表面の研磨工程前に測定することを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
【請求項２】
少なくともスライス加工工程と、ウェーハの表面を一次研磨する一次研磨工程と、ウェーハの表面を鏡面研磨する二次研磨工程とを順に含む半導体ウェーハの製造方法において、
スライス加工後の半導体ウェーハの裏面形状を、一次研磨工程と二次研磨工程の間に測定することを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
【請求項３】
少なくとも所定の前処理工程と研磨工程を順に含む半導体ウェーハの製造方法において、
前処理工程を経た半導体ウェーハの裏面形状を測定し、
所定値以上の裏面特性を有すると判定された半導体ウェーハのみ表面を研磨することを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
【請求項４】
少なくとも所定の前処理工程と研磨工程を順に含む半導体ウェーハの製造方法において、
前処理工程を経た半導体ウェーハの裏面形状を測定し、
所定値以上の裏面特性を有すると判定された半導体ウェーハの表面を研磨した後に、
その表面研磨後の半導体ウェーハの平坦度を測定することを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
【請求項５】
半導体インゴットをスライス切断することで枚葉化されたウェーハに加工し、
そのウェーハの裏面形状を測定して所定値以上の裏面特性を有していると判定されたウェーハのみを表面研磨した後、
表面研磨後のウェーハの平坦度を測定し、所定値以上の平坦度を有していると判定されたウェーハのみにエピタキシャル成長処理を施すことを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
【請求項６】
単結晶の半導体インゴットを成長させる成長ステップと、
成長した半導体インゴットの外周を研削して前記半導体インゴットの外周形状を整える外形研削ステップと、
外形研削後の半導体インゴットをスライスするスライスステップと、
スライス後の枚葉化された円板状ウェーハの周縁部を面取り加工する面取りステップと、
面取り加工後の円板状ウェーハを研削して平坦化する平面研削ステップと、
平坦化後の円板状ウェーハをエッチング処理するエッチングステップと、
エッチング後の円板状ウェーハの裏面形状をレーザー測定する裏面形状測定ステップと、
所定値以上の裏面特性を有していると判定された円板状ウェーハの表面を研磨する研磨ステップと、
表面研磨後の円板状ウェーハの平坦度を測定する平坦度測定ステップと、
所定値以上の平坦度を有していると判定された円板状ウェーハの表面にエピタキシャル成長処理を施すエピタキシャル成長処理ステップと、
を含むことを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
【請求項７】
前記研磨ステップは、前記円板状ウェーハの表面を一次研磨する一次研磨ステップと、円板状ウェーハの表面を鏡面研磨する二次研磨ステップとを備えていることを特徴とする請求項６に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項８】
前記裏面形状測定ステップは、一次研磨ステップと二次研磨ステップとの間に行われることを特徴とする請求項７に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スライス加工された半導体ウェーハの表面加工方法、及び、半導体インゴットから得られる半導体ウェーハの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体デバイスを作製するための原料ウェーハとして用いられる鏡面ウェーハは、例えば図７のフローに示す手順で製造される。
【０００３】
まず、チョクラルスキー法（ＣＺ法）や浮遊帯域溶融法（ＦＺ法）等により単結晶の半導体インゴットを成長させる（ステップ１）。
成長した半導体インゴットは、外周形状がいびつであるため、次に外形研削工程（ステップ２）において半導体インゴットの外周を円筒研削盤等により研削し、半導体インゴットの外周形状を整えた後、スライス加工工程（ステップ３）でワイヤソー等により半導体インゴットをスライスして厚さ５００〜１０００μｍ程度の円板状のウェーハに加工する。
【０００４】
円板状に加工されたウェーハは、その周縁部の面取り加工である面取り工程（ステップ４）、平坦化加工である平面研削工程（ステップ５）、エッチング処理工程（ステップ６）を順に経て、表面の粗研磨としての一次研磨（ステップ７）並びに鏡面研磨としての二次研磨（ステップ８）を行う。
【０００５】
ここで、表面研磨の仕上がり具合を平坦度として測定（ステップ９）する。そして、その測定値が所定の平坦度を有しているウェーハにのみ、表面にエピタキシャル成長処理（ステップ１０）を施して鏡面ウェーハとしている。
【０００６】
その後この鏡面ウェーハは半導体製造工場等に搬送され、その半導体製造工場において露光装置により露光されて回路が形成され、所定の回路構造を有する半導体デバイスが製造される。
【０００７】
ここで、ステップ９において表面研磨の仕上がり具合を測定する平坦度測定としては、特許文献１に開示されているように、静電容量式フラットネス測定器による厚さ測定がある。
この静電容量式フラットネス測定器は図６（Ａ）に示すように、ウェーハ１を保持する保持具２と、ウェーハ１を挟むように対向配置された上下一対の静電容量型センサー３，４と、各センサー３，４からの測定信号を解析するコンピュータ等の解析装置５とを備えている。
【０００８】
静電容量型センサー３，４は、間に挟まれているウェーハ１に蓄電される静電容量を測定する。ウェーハ１に蓄電される静電容量はウェーハの厚さに応じて変化するため、解析装置５は各センサー３，４により測定された静電容量に基づいてウェーハ１の厚さを解析することができる。ウェーハ１の複数箇所における静電容量を測定することにより、ウェーハ１全体の厚さムラすなわち平坦度を測定することができる。
【０００９】
このように静電容量式フラットネス測定器を用いてウェーハの厚さを測定した場合、例えば図５（Ａ）の上段に示すように、実際のウェーハ１の形状が上下各面とも平坦で且つ厚みが一定であった場合には、図５（Ａ）の中段に示すように静電容量式フラットネス測定器による測定結果も実際のウェーハ１と同形状となり、異常なしと判定する。これにより、露光工程において、図５（Ａ）下段に示すように露光装置のウェーハ保持具６でのウェーハ保持状態も良好に維持され、露光異常の問題も発生しない。
【００１０】
しかしながら、実際のウェーハ１の上下各面にうねり等が発生している場合、例えば図５（Ｂ）の上段に示すように、実際のウェーハ１の形状が上下各面とも平坦ではないがウェーハの厚さが一定であった場合には、静電容量式フラットネス測定器による測定結果は実際のウェーハ１の形状とは異なり、図５（Ｂ）の中段に示すように平坦であると認識し、異常なしと判定することになる。その結果、露光工程において、図５（Ｂ）下段に示すように露光装置のウェーハ保持具６でのウェーハ保持状態は良好に維持されず、露光異常等が発生する。
【００１１】
ウェーハ保持状態が良好に維持されない例としては、例えば図６（Ｂ）に示すようにウェーハ保持具６が吸引式であった場合に、ウェーハ１の周縁部の跳ね上がりによってウェーハ１とウェーハ保持具６との密閉性が確保されず、ウェーハ１を吸引保持することができないことが考えられる。
【００１２】
また、このような厚さ測定の誤認を防止するものとして、特許文献１には、レーザー光を用いてウェーハ１の表面形状を評価するウェーハ表面形状評価装置が開示されている。
このウェーハ表面形状評価装置は、図４（Ａ）に示すようにウェーハ１の表面の変位量を測定し、評価する装置である。具体的には、ウェーハ１を保持する試験台７と、レーザー発振器や自動焦点機構を備えた変位計８と、コンピュータ等の解析装置９とを備え、予め設定された基準点からの距離のズレを変位として光学的に測定する。
【００１３】
変位計８は、試験台７に保持されたウェーハ１の表面に向けてレーザー光を照射させるレーザー発振器を備えている。レーザー光としては、例えばＨｅＮｅレーザー等を用いる。また、変位計８は、ＣＣＤカメラや自動焦点回路等から構成された自動焦点機構を備えている。これにより、レーザー発振器から照射されたレーザー光のウェーハ１からの反射像の焦点を自動的に合わせることができる。そして、変位計８は、自動焦点機構によって焦点を合わせたときの基準点からの変位データを解析装置９に出力する。
【００１４】
解析装置９は、ＣＰＵ並びにＲＡＭやＲＯＭ等の記憶手段を備えている。解析装置９は、変位計８から出力された変位データとＲＯＭに内蔵された所定の解析プログラムとに基づいてウェーハ１の表面特性をＣＰＵにて解析する。尚、ここでの表面特性は、特にウェーハ１の外周部形状を評価するパラメータである。
【００１５】
解析装置９は、変位計８によってウェーハ１の中心部から外周部にかけた複数の変位データを測定毎に順次保存し、そのウェーハ１の中心部から外周部にかけた実測値と、予めＲＯＭに記憶された中心部を含む任意領域での基準値との差を解析することでウェーハ１の表面特性を解析する。
【特許文献１】特開２００１−８６６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述したウェーハ表面形状評価装置は、ウェーハ１の表面形状を評価するものである。従って、ウェーハ１の表面形状が適正に評価されてその評価結果が良好であったとしても、例えば、ウェーハ１の裏面の周辺部にダレが発生していた場合、その裏面ダレを認識することができない。
【００１７】
このような裏面ダレを有するウェーハを露光装置のウェーハ保持具６で真空吸着を行うと、図４（Ｂ）に示すように、ウェーハ保持具６の上でウェーハ１の周縁部に跳ね上がりが発生し、露光異常が発生してしまうという問題が生じていた。
図３は、このような裏面ダレと表面研磨後の跳ね上がりの関係を示すグラフ図である。各グラフ図において、実線の折れ線は表面研磨後の表面形状、鎖線の折れ線は裏面形状を示す。
【００１８】
図３（Ａ）に示したグラフ図は、基準位置の裏面ダレが大きい半導体ウェーハを表面研磨した場合を示している。図３（Ａ）のグラフは、基準位置のダレ量が０．２μｍのグラフである。
また、図３（Ｂ）に示したグラフ図は、基準位置の裏面ダレが中程度の半導体ウェーハを表面研磨した場合を示している。図３（Ｂ）のグラフは、基準位置のダレ量が０．１μｍのグラフである。図３（Ｃ）に示したグラフ図は、基準位置の裏面ダレが小さい半導体ウェーハを表面研磨した場合を示している。図３（Ｃ）のグラフは、基準位置のダレ量が０．１μｍ未満のグラフである。
【００１９】
図３（Ａ）に示すように、裏面ダレが大きい場合には、表面研磨後の半導体ウェーハの表面に跳ね上がりが発生する。この場合、露光装置のウェーハ保持具６にウェーハ１を真空吸着すると、図４（Ｂ）に示すようにウェーハ表面の跳ね上がりがより大きくなり、焦点不良を起こしてエラーが発生する。
【００２０】
一方、図３（Ｂ）に示すように裏面ダレが中程度の場合および図３（Ｃ）に示すように裏面ダレが小さい場合には、表面研磨後の半導体ウェーハの表面に跳ね上がりが発生しない。この場合、露光装置のウェーハ保持具にウェーハを吸着しても、焦点不良は発生しない。なお、図３（Ｃ）では、図３（Ｂ）の場合に比べて表面ダレが発生しているように見えるが、図３（Ｂ）において裏面形状を直線状に換算すると、図３（Ｃ）よりも表面ダレが起きていることがわかる。
【００２１】
本出願に係る発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、露光装置での焦点不良の発生要因となる半導体ウェーハの跳ね上がりを事前に検出し、よって、露光装置上での最終不良品を低減することにより、余分な作業工数の削減を実現することができる半導体ウェーハの製造方法を提供することにある。
特に、従来の半導体ウェーハの製造方法にあっては実際に回路パターンを形成するウェーハの表面を基準として研磨を行っていたが、本出願にかかる半導体ウェーハの製造方法はウェーハの裏面を基準として研磨を行っている点に特徴を有する。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本出願に係る第１の発明は、少なくともスライス加工工程と研磨工程を順に含む半導体ウェーハの製造方法において、スライス加工後の半導体ウェーハの裏面形状を、該半導体ウェーハ表面の研磨工程前に測定することを特徴とする半導体ウェーハの製造方法である。
上記の発明によれば、裏面形状が所定値以上の裏面特性を備えていないと判定された半導体ウェーハについては不良品と判断し、事前に除外することができる。その結果、露光装置上での焦点不良による最終不良品となる要因を有する半導体ウェーハの出荷を低減することにつながり、延いては製品全体の品質向上を図ることができる。
また、最終不良品となる要因を有する半導体ウェーハを研磨工程前に判定することにより、不良品については研磨工程以降の工程を行うことがなくなり、結果的に余分な作業となる不良品に対する研磨工程を行う必要もなくなる。
さらに、半導体ウェーハの裏面形状を研磨工程前に判定することにより、裏面形状が所定値以下の裏面特性と判定された半導体ウェーハについては、裏面研削を行うといった補修工程に供することが可能となり、最終不良品の発生を低減することもできる。
【００２３】
本出願に係る第２の発明は、少なくともスライス加工工程と、ウェーハの表面を一次研磨する一次研磨工程と、ウェーハの表面を鏡面研磨する二次研磨工程とを順に含む半導体ウェーハの製造方法において、スライス加工後の半導体ウェーハの裏面形状を、一次研磨工程と二次研磨工程の間に測定することを特徴とする半導体ウェーハの製造方法である。
上記の発明によれば、裏面形状が所定値以上の裏面特性を備えていないと判定された半導体ウェーハについては鏡面研磨前に不良品と判断することにより、不良品について鏡面研磨工程以降の工程を行うことがなくなり、結果的に余分な作業となる不良品へのエピタキシャル成長工程を行う必要もなくなる。
【００２４】
本出願に係る第３の発明は、少なくとも所定の前処理工程と研磨工程を順に含む半導体ウェーハの製造方法において、前処理工程を経た半導体ウェーハの裏面形状を測定し、所定値以上の裏面特性を有すると判定された半導体ウェーハのみ表面を研磨することを特徴とする半導体ウェーハの製造方法である。
上記の発明によれば、裏面形状が所定値以上の裏面特性を備えていないと判定された半導体ウェーハについては不良品と判断することにより、不良品について表面研磨工程以降の工程を行う必要がなくなる。
【００２５】
本出願に係る第４の発明は、少なくとも所定の前処理工程と研磨工程を順に含む半導体ウェーハの製造方法において、前処理工程を経た半導体ウェーハの裏面形状を測定し、所定値以上の裏面特性を有すると判定された半導体ウェーハの表面を研磨した後に、その表面研磨後の半導体ウェーハの平坦度を測定することを特徴とする半導体ウェーハの製造方法である。
上記の発明によれば、表面研磨前に半導体ウェーハの裏面形状を測定し、所定値以上の裏面特性と測定された半導体ウェーハの表面を研磨した後に、その半導体ウェーハの平坦度を測定することにより、エピタキシャル成長工程といった次工程や最終工程後に、信頼性の高い、即ち、露光装置上での焦点異常といった最終不良品の発生が少ない半導体ウェーハの表面加工とすることができる。
【００２６】
本出願に係る第５の発明は、半導体インゴットをスライス切断することで枚葉化されたウェーハに加工し、そのウェーハの裏面形状を測定して所定値以上の裏面特性を有していると判定されたウェーハのみを表面研磨した後、表面研磨後のウェーハの平坦度を測定し、所定値以上の平坦度を有していると判定されたウェーハのみにエピタキシャル成長処理を施すことを特徴とする半導体ウェーハの製造方法である。
上記の発明によれば、半導体インゴットをスライス加工することで枚葉化されたウェーハについて裏面形状の測定を行い、所定値以上の裏面特性を有していると測定された円板状ウェーハのみが表面研磨され、更に所定値以上の平坦度を有していると測定された円板状ウェーハのみがエピタキシャル成長処理されることにより、裏面形状が所定値以上の裏面特性を備えていないと判定された半導体ウェーハ並びに平坦度が所定値以上の平坦度を備えていないと判定された半導体ウェーハを段階的に除外することができる。その結果、より信頼背の高い、即ち、露光装置上での焦点異常といった最終不良品となる要因を有する半導体ウェーハを事前に除外することができる。
また、半導体ウェーハの裏面形状を研磨工程前という早い段階で判定することにより、裏面形状が所定値以下の裏面特性と判定された半導体ウェーハについては、裏面研削を行うといった補修工程に供することが可能となり、最終不良品の発生を低減することもできる。
【００２７】
本出願に係る第６の発明は、単結晶の半導体インゴットを成長させる成長ステップと、成長した半導体インゴットの外周を研削して前記半導体インゴットの外周形状を整える外形研削ステップと、外形研削後の半導体インゴットをスライスするスライスステップと、スライス後の枚葉化された円板状ウェーハの周縁部を面取り加工する面取りステップと、面取り加工後の円板状ウェーハを研削して平坦化する平面研削ステップと、平坦化後の円板状ウェーハをエッチング処理するエッチングステップと、エッチング後の円板状ウェーハの裏面形状をレーザー測定する裏面形状測定ステップと、所定値以上の裏面特性を有していると判定された円板状ウェーハの表面を研磨する研磨ステップと、表面研磨後の円板状ウェーハの平坦度を測定する平坦度測定ステップと、所定値以上の平坦度を有していると判定された円板状ウェーハの表面にエピタキシャル成長処理を施すエピタキシャル成長処理ステップと、を含むことを特徴とする半導体ウェーハの製造方法である。
上記の発明によれば、面取り・平坦化後のウェーハの裏面形状が所定値以上の裏面特性を備えていないと判定されたウェーハ並びに平坦度が所定値以上の平坦度を備えていないと判定されたウェーハを段階的に除外することができ、より信頼背の高い、即ち、露光装置上での焦点異常といった最終不良品となる要因を有するウェーハを事前に除外することができる。
また、円板状ウェーハの裏面形状を研磨工程前に測定することにより、裏面形状が所定値以下の裏面特性と判定されたウェーハを研磨工程に移すことなく、再び平面研削ステップ並びにエッチングステップで平坦化することが可能となる。
【００２８】
本出願に係る第７の発明は、前記研磨ステップは、前記円板状ウェーハの表面を一次研磨する一次研磨ステップと、円板状ウェーハの表面を鏡面研磨する二次研磨ステップとを備えていることを特徴とする上記第６の発明に記載の半導体ウェーハの製造方法である。
上記の発明によれば、一次研磨ステップにより円板状ウェーハの表面が一次研磨された後に二次研磨ステップにより円板状ウェーハの表面が鏡面研磨されることにより、一次研磨前に円板状ウェーハの裏面形状が所定値以上の裏面特性を備えていないと判定された円板状ウェーハを除外することができ、余分な作業となる不良品に対する一次研磨工程以降の作業を行うことがなくなる。
また、円板状ウェーハの裏面形状を研磨工程前に行うことにより、裏面形状が所定値以下の裏面特性と判定されたウェーハを再び平面研削ステップ並びにエッチングステップで平坦化することが可能となる。
【００２９】
本出願に係る第８の発明は、前記裏面形状測定ステップは、一次研磨ステップと二次研磨ステップとの間に行われることを特徴とする上記第７の発明に記載の半導体ウェーハの製造方法である。
上記の発明によれば、一次研磨ステップと二次研磨ステップとの間で裏面形状測定ステップが行われることにより、鏡面研磨としての二次研磨前に不良品と判定された円板状ウェーハを除外することができ、余分な作業となる不良品に対する鏡面研磨工程を行うことがなくなる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の半導体ウェーハの製造方法によれば、露光装置での焦点不良の発生要因となる半導体ウェーハの跳ね上がりを事前に検出し、よって、露光装置上での最終不良品を低減することにより、余分な作業工数の削減を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
次に、本発明の半導体ウェーハの製造方法を図面に基づいて説明する。
［半導体ウェーハ裏面形状測定装置の構成］
まず先に、本発明の半導体ウェーハの製造方法に使用される半導体ウェーハ裏面形状測定装置について説明する。
【００３２】
図２は、本発明の半導体ウェーハの製造方法に用いられる半導体ウェーハ裏面形状測定装置の概念図である。図２において、半導体ウェーハ裏面形状測定装置１１は、ウェーハ１を保持する試験台１２と、レーザー発振器や自動焦点機構を備えた測定計１３と、コンピュータ等の解析装置１４とを備え、予め設定された基準点からの距離のズレを変位として光学的に測定する。
【００３３】
測定計１３は、試験台１２に保持されたウェーハ１の裏面に向けて所定の間隔でレーザー光を照射させるレーザー発振器と、ＣＣＤカメラ等の撮像手段並びに自動焦点回路等から構成された自動焦点機構とを備えている。これにより、レーザー発振器から照射されてウェーハ裏面で反射されたレーザー光の焦点を自動的に合わせることができる。本実施の形態では、レーザー光としてＨｅＮｅレーザーを使用しているが、レーザーの種類はこれに限定されるものではなく、種々のレーザーが考えられる。
【００３４】
そして、測定計１３は、自動焦点機構によって焦点を合わせたときの基準点からの変位データを解析装置１４に出力する。
解析装置１４は、ＣＰＵ並びにＲＡＭやＲＯＭ等の記憶手段を備えている。解析装置１４は、測定計１３から出力された変位データとＲＯＭに内蔵された所定の解析プログラムとに基づいてウェーハ１の裏面特性をＣＰＵにて解析する。
【００３５】
ここでの裏面特性は、特にウェーハ１の外周部形状を評価するパラメータである。つまり、解析装置１４は、測定計１３によってウェーハ１の中心部から外周部にかけた複数の変位データを測定毎に順次保存し、そのウェーハ１の中心部から外周部にかけた実測値と、予めＲＯＭに記憶された中心部を含む任意領域での基準値との差を解析することでウェーハ１の裏面特性を解析する。
【００３６】
また、解析装置１４は、測定計１３によってウェーハ１の中心部から外周部にかけた実測値のみで裏面形状を解析することも可能である。即ち、測定計１３はウェーハ１の裏面基準点から所定距離だけ離間した位置にある基準平面上を移動し、ウェーハ１の裏面の中心部から外周部にかけた複数地点について基準平面との離間距離を測定することで裏面形状を認識することができる。
【００３７】
例えば、ウェーハ１の裏面基準点から基準平面までの離間距離を“０”とし、０．１μｍを測定の基準度数として１ポイントと換算する。そして、ウェーハ１の裏面基準点から凸の部分は＋、裏面から凹の部分は−とする。
測定計１３を例えば１ｍｍ間隔で基準平面上を移動させ、ウェーハ１の中心部から外周部にかけて複数地点におけるポイントを算出する。測定計１３のＸＹ方向の移動距離や移動位置に関連付けしたＸＹ座標のプロット毎に裏面基準点からの＋−ポイントをマークし、解析することでウェーハ１の裏面形状を推測することが可能となる。
【００３８】
さらに、例えば＋ポイントが２ポイント以上、すなわち０．２μｍ以上の凸部があった場合には裏面特性が良くないと判断し、特にウェーハ１の裏面外周部付近に+２ポイント以上の部分があった場合には裏面ダレが大きいと判定する。
尚、全プロットでの＋−の合計値や、その合計値をプロット数で割った平均値からウェーハ全体の裏面平面度を算出し、所定値以上の平面度を有していた場合には所定の裏面特性を備えていると判定することも可能である。
【００３９】
ＸＹ座標のプロット位置を露光装置で用いられるウェーハ保持具６の裏面支持位置に関連付けて設定することにより、ウェーハ保持具６で支持されるであろう部位付近に＋２ポイント以上の凸部が無い場合には露光装置での露光時に焦点異常が発生するおそれが少ないとして、所定の裏面特性を備えていると判定することも可能である。
【００４０】
この測定結果は、半導体インゴットのロッドナンバーに関連付けした状態でウェーハ１毎に対応して記憶手段に記憶し、後述する裏面形状測定以降の作業工程にて運用することも可能である。
【００４１】
［半導体ウェーハの製造手順］
次に、図１のフロー図に基づいて本発明の半導体ウェーハの製造方法に係る製造手順を説明する。
【００４２】
まずステップ１１で、チョクラルスキー法（ＣＺ法）や浮遊帯域溶融法（ＦＺ法）等により単結晶の半導体インゴットを成長させる。ＣＺ法によって半導体インゴットを製造する場合としては、例えば、装置のチャンバ内に設置したルツボに原料である素材を充填し、そのルツボの周囲に設けたヒータによって原料を加熱溶解させる。そして、シードホルダに取り付けた種結晶を融液に着液させ、シードホルダ及びルツボを互いに同方向または逆方向に回転しつつシードホルダを引き上げて、所定の大きさの円柱状の半導体インゴットを成長させる。
【００４３】
ステップ１１で成長させた半導体インゴットは、その外周形状がいびつであるため、冷却後に、半導体インゴットの外周を円筒研削盤等により研削することで外周形状を整える（ステップ１２）。
【００４４】
ステップ１３では、ステップ１２で外周形状が整えられた半導体インゴットをワイヤソー等の切断装置にセットし、厚さ５００〜１０００μｍ程度の円板状のウェーハとなるようにスライスする。このスライス工程には、半導体インゴットの切断時にウェーハに付着したスラリーや切り粉等の不純物を除去するといった洗浄工程や、切断後の各ウェーハの枚葉化工程を含んでも良い。
【００４５】
ステップ１４では、ステップ１３でスライスされた円板状ウェーハの周縁部に次工程以降の作業中での割れや欠け等が発生しないように面取り加工を施す。
尚、通常この面取り部分は、ウェーハ形状としては無視された状態で評価される。また、この面取り加工時には、面取りの均一性に注意して研削することは勿論、粗面取りの後に鏡面面取りを行うことも可能である。
【００４６】
ステップ１５では、面取り後の円板状ウェーハを平坦化する平面研削工程を行う。この平面研削工程においては、いわゆるラッピング装置によって片面研磨を行っても良く、または両頭研削盤によってウェーハの表裏両面を研削しても良い。この平面研削工程では、加工終了時に砥石やラップ定盤をスパークアウトするときにキズ等が入りやすいため、スパークアウトを制御しつつ加工する。また、砥石の粒度や砥石の回転速度・送り速度等を調整し、極力研削条痕が入らないようにする。
【００４７】
ステップ１６では、ステップ１５で平坦化された円板状ウェーハに残留する加工歪みを除去するエッチング加工を施す。このエッチング工程では、エッチングの均一性に注意しつつエッチング液の流れを均一にしてエッチング加工を行う。
【００４８】
ステップ１７では、図２に示した半導体ウェーハ裏面形状測定装置１１を用いて円板状ウェーハ１の裏面形状を測定する。そして、所定値以上の裏面特性を備えると判定された円板状ウェーハ１をステップ１８へと移行する。
所定値以下の裏面特性であった円板状ウェーハ１は以降の作業を行わず、この段階で製造工程から除去することができる。このような所定値以下の裏面特性を有するウェーハを研磨工程にて研磨すると、ウェーハの表面に跳ね上がりが発生し、露光装置で焦点不良の原因となるが、このように早い段階で跳ね上がりが予想されるウェーハを製造ラインから取り除くことにより、以降の無駄になる工程を減らすことができる。
【００４９】
尚、この所定値以下の裏面特性であった円板状ウェーハ１は、その測定値によっては補修が可能な場合もあり、その場合にはステップ１５やステップ１６のルーチンを再び行って、ウェーハを補修しても良い。補修後には、またステップ１７の裏面形状測定を行い、所定値以上の裏面特性を備えると判定された場合には、ステップ１８以降の工程に進む。
【００５０】
ステップ１８では、円板状ウェーハ１の表面に粗研磨である一次研磨を行う。
【００５１】
ステップ１９では、ステップ１８で表面研磨された円板状ウェーハに対して、さらに、鏡面研磨としての二次研磨を行う。
なお、本願において二次研磨とはウェーハ製造の研磨工程のうち最終の研磨工程をいい、一次研磨とは二次研磨以前の研磨工程をいう。
【００５２】
ステップ２０では、ステップ１９で鏡面研磨された円板状ウェーハ１の表面研磨の仕上がり具合を平坦度として測定する。この平坦度の測定には、図６に示した静電容量式フラットネス測定器を使用する方法のほか、図２及び図４で示した半導体ウェーハ裏面計所測定装置とウェーハ表面形状評価装置とを併用した方法等が考えられる。
【００５３】
ステップ２１では、ステップ２０で測定した測定値が所定の平坦度を有していると判定された円板状ウェーハ１にのみ、表面にエピタキシャル成長処理を施して鏡面ウェーハとする。
【００５４】
このように、本発明の半導体ウェーハの製造方法にあっては、表面研磨前に半導体ウェーハの裏面形状を測定し、その裏面形状が所定値以上の裏面特性を有していたもののみ以降の作業を行うこととした。その結果、露光装置上での焦点不良による最終不良品となる要因を有する半導体ウェーハの出荷を低減することにつながり、延いては製品全体の品質向上を図ることができる。
従来の半導体ウェーハの製造方法にあっては、実際に回路パターンを形成するウェーハの表面を基準として研磨を行っていたが、上述の通り、本出願にかかる半導体ウェーハの製造方法は、ウェーハの裏面を基準として研磨を行っている点に特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の半導体ウェーハの製造方法に係る作業ステップのフロー図である。
【図２】本発明の半導体ウェーハの製造方法に用いられる半導体ウェーハ裏面形状測定装置の概念図である。
【図３】（Ａ）は基準位置の裏面ダレが大きい半導体ウェーハを表面研磨した場合のグラフ図、（Ｂ）は基準位置の裏面ダレが中程度の半導体ウェーハを表面研磨した場合のグラフ図、（Ｃ）は裏面ダレが小さい半導体ウェーハを表面研磨した場合のグラフ図である。
【図４】（Ａ）は従来の半導体ウェーハの製造方法に用いられるウェーハ表面形状評価装置の説明図、（Ｂ）は裏面ダレを有する半導体ウェーハを吸引保持具で保持した状態の要部の縦断面図である。である。
【図５】（Ａ）は従来の静電容量式フラットネス測定器で適正形状の半導体ウェーハの平坦度を測定した場合の説明図、（Ｂ）は従来の静電容量式フラットネス測定器で異常形状の半導体ウェーハの平坦度を測定した場合の説明図である。
【図６】（Ａ）は従来の半導体ウェーハの製造方法に用いられる静電容量式フラットネス測定器の説明図、（Ｂ）は裏面ダレを有する半導体ウェーハを吸引保持具で保持した状態の要部の縦断面図である。
【図７】従来の半導体ウェーハの製造方法に係る作業ステップのフロー図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…ウェーハ
２…保持具
３，４…静電容量型センサー
５…解析装置
６…ウェーハ保持具
７…試験台
８…変位計
９…解析装置
１１…半導体ウェーハ裏面形状測定装置
１２…試験台
１３…測定計
１４…解析装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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