(57)【要約】【課題】半導体ウエーハ表面のナノトポグラフィーの評価方法及び評価装置並びに表面のナノトポグラフィーが良好な半導体ウエーハの製造方法を提供する。【解決手段】半導体インゴットから切断した半導体ウエーハの表面のナノトポグラフィーを評価する方法であって、少なくとも前記ウエーハ表面の研磨の前に切断方向での表面形状を測定し、該測定した表面形状の切断方向での断面形状から、ウエーハ表面のそりの変化の傾きの最大値を求め、該求めた最大値によって研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーを評価することを特徴とする半導体ウエーハの評価方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体インゴットから切断した半導体ウエーハの表面のナノトポグラフィーを評価する方法であって、少なくとも前記ウエーハ表面の研磨の前に切断方向での表面形状を測定し、該測定した表面形状の切断方向での断面形状から、ウエーハ表面のそりの変化の傾きの最大値を求め、該求めた最大値によって研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーを評価することを特徴とする半導体ウエーハの評価方法。
【請求項２】
請求項１に記載の評価方法において、前記求めるそりの変化の傾きの最大値を、前記切断方向に所定の幅の測定区分を設定し、該測定区分を該幅より小さい距離で移動させ、該移動させる各区分内において求める表面高さの変化量の最大値、または、そりが変化し始めた点から変化が終了した点までの距離でその間のそりの変化量を割り算した値とすることを特徴とする半導体ウエーハの評価方法。
【請求項３】
請求項２に記載の評価方法において、前記測定区分の幅を２０ｍｍ以下とすることを特徴とする半導体ウエーハの評価方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の評価方法において、前記ウエーハの表面形状の測定を、切断されたままのアズカットの状態で行うことを特徴とする半導体ウエーハの評価方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の評価方法において、前記断面形状をスムージング処理してから、前記そりの変化の傾きの最大値を求めることを特徴とする半導体ウエーハの評価方法。
【請求項６】
請求項５に記載の評価方法において、前記スムージング処理を移動平均値法により行い、移動平均のデータ区間を２０〜４０ｍｍとすることを特徴とする半導体ウエーハの評価方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の評価方法において、前記半導体ウエーハの表面形状を、原子間力顕微鏡法、触針法、静電容量法のいずれかで測定することを特徴とする半導体ウエーハの評価方法。
【請求項８】
半導体ウエーハの評価装置であって、少なくとも、半導体ウエーハの切断方向での表面形状を測定する表面形状測定手段と、該表面形状の切断方向での断面形状のデータから、ウエーハ表面のそりの変化の傾きの最大値を求めるデータ処理手段と、該そりの変化の傾きの最大値を基準値と比較して前記表面のナノトポグラフィーの良否を評価する評価手段とを具備することを特徴とする半導体ウエーハの評価装置。
【請求項９】
請求項８に記載の評価装置において、前記求めるそりの変化の傾きの最大値は、前記切断方向に所定の幅の測定区分を設定し、該測定区分を該幅より小さい距離で移動させ、該移動させる各区分内において求める表面高さの変化量の最大値、または、そりが変化し始めた点から変化が終了した点までの距離でその間のそりの変化量を割り算した値であることを特徴とする半導体ウエーハの評価装置。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の評価装置において、前記データ処理手段は、前記断面形状をスムージング処理してから、前記そりの変化の傾きの最大値を求めるものであることを特徴とする半導体ウエーハの評価装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の評価装置において、前記データ処理手段は、前記スムージング処理を移動平均値法により行い、移動平均のデータ区間を２０〜４０ｍｍとするものであることを特徴とする半導体ウエーハの評価装置。
【請求項１２】
請求項８乃至請求項１１のいずれか一項に記載の評価装置において、前記表面形状測定手段は、原子間力顕微鏡、触針式形状測定装置、静電容量式形状測定装置のいずれかのものであることを特徴とする半導体ウエーハの評価装置。
【請求項１３】
少なくとも、半導体インゴットを切断して得られたウエーハを研磨する半導体ウエーハの製造方法であって、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の方法により前記ウエーハ表面の表面形状を評価し、該評価結果に応じて、切断条件を調整することを特徴とする半導体ウエーハの製造方法。
【請求項１４】
少なくとも、半導体インゴットを切断して得られたウエーハを研磨する半導体ウエーハの製造方法であって、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の方法により前記ウエーハ表面の表面形状を評価し、該評価結果に応じて、前記研磨後のウエーハ表面の良否を判定することを特徴とする半導体ウエーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハの評価方法及び評価装置並びに半導体ウエーハの製造方法に関するものであり、より詳しくは半導体ウエーハ表面のナノトポグラフィーの評価方法及び評価装置並びに表面のナノトポグラフィーが良好な半導体ウエーハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にシリコンウエーハ等の半導体ウエーハの製造方法は、半導体インゴットを切断（スライス）して薄円板状のウエーハに加工するスライス工程と、ウエーハの割れ、欠けを防止するために外周部を面取りする面取り工程と、ウエーハを平坦化するラッピング工程と、ウエーハ表層に残留した加工歪みを除去するエッチング工程と、ウエーハ表面を鏡面化する研磨工程と、研磨加工で付着した研磨剤や異物等の汚染物を除去する洗浄工程とを有している。さらに必要に応じてこれらの工程の他に熱処理や研削等の工程が加わったり、工程順が入れ換えられたり、同じ工程を複数回行う場合もある。
【０００３】
一方、近年の半導体デバイスの高集積化に伴い、微細なデバイス技術としてＳＴＩ（シャロートレンチアイソレーション）等のプロセスが採用されている。そのため、回路配線パターンをシリコンウエーハ表面に形成するには、より平坦で均一な厚さの絶縁膜が必要となり、例えば、ＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）等により絶縁膜を平坦にする方法が半導体デバイス製造工程で用いられている。
【０００４】
従来は、半導体ウエーハ表面の微小な凹凸形状（以下、うねりと記す）は、特にデバイス製造工程に影響しなかった。しかし、ＳＴＩではＣＭＰにより凸部が選択的に研磨されるため、うねりが原因となって絶縁膜の厚さが不均一になってしまう問題が生じた。
このうねりは、ナノトポグラフィーというパラメータを用いて表現される。ナノトポグラフィーとは、ウエーハ表面の平坦度を表す指標で、０．１ｍｍから数十ｍｍの空間波長領域における非吸着状態のウエーハ表面のうねりを表す。
【０００５】
ナノトポグラフィーは、一般的にＡＤＥ社製Ｎａｎｏｍａｐｐｅｒ、ＫＬＡテンコール社製ＮａｎｏＰｒｏ、レイテックス社製Ｄｙｎａｓｅａｒｃｈ等の装置で測定される。これらの装置は光学式で、被測定物の表面反射を利用して測定するため、対象となるウエーハは表面の反射率がある程度高い鏡面状態であることが必要である。従って、一般的には研磨後のウエーハについて測定される。
【０００６】
一方、半導体インゴットからウエーハを切断する工程の評価等のために、ウエーハを切断されたまま（アズカット）の状態で表面形状を測定する技術が開示されている（特許文献１、２参照）。このようにアズカットの状態で測定を行なうのは、切断時に生じたうねりがその後のラッピング、研磨等により解消できない場合もあるので、アズカットの状態で表面形状を評価し、切断時にそのようなうねりが生じない切断条件に調整するためである。従来アズカットの状態で測定する表面状態を表すパラメータとして、そりやＷａｒｐ等がある。
【０００７】
しかし、アズカットの状態でウエーハの表面状態を測定し、上記のパラメータを求めても、それらは研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーとの相関がないので、ウエーハ表面のナノトポグラフィーを評価するには、研磨工程まで行なった後で評価を行なう必要があった。
一方、ウエーハの製造効率の向上のため、製造工程のなるべく早い段階でナノトポグラフィーの評価を行うことができる方法が望まれていた。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−１０６３８７号公報
【特許文献２】特表２００２−５３８４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、半導体ウエーハ表面のナノトポグラフィーの評価方法及び評価装置並びに表面のナノトポグラフィーが良好な半導体ウエーハの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的達成のため、本発明は、半導体インゴットから切断した半導体ウエーハの表面のナノトポグラフィーを評価する方法であって、少なくとも前記ウエーハ表面の研磨の前に切断方向での表面形状を測定し、該測定した表面形状の切断方向での断面形状から、ウエーハ表面のそりの変化の傾きの最大値を求め、該求めた最大値によって研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーを評価することを特徴とする半導体ウエーハの評価方法を提供する（請求項１）。
【００１１】
このように、少なくともウエーハ表面の研磨の前に切断方向での表面形状を測定し、測定した表面形状の切断方向での断面形状からウエーハ表面のそりの変化の傾きの最大値を求めれば、求めた最大値は研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーと高い相関を有するので、研磨前の表面形状から研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーを正確に評価することができる。
【００１２】
この場合、前記求めるそりの変化の傾きの最大値を、前記切断方向に所定の幅の測定区分を設定し、該測定区分を該幅より小さい距離で移動させ、該移動させる各区分内において求める表面高さの変化量の最大値、または、そりが変化し始めた点から変化が終了した点までの距離でその間のそりの変化量を割り算した値とすることが好ましい（請求項２）。
このように、求めるそりの変化の傾きの最大値を、切断方向に所定の幅の測定区分を設定し、該測定区分を該幅より小さい距離で移動させ、該移動させる各区分内において求める表面高さの変化量の最大値（以下ＬｉｎｅΔＷａｒｐと記する場合がある）、または、そりが変化し始めた点から変化が終了した点までの距離でその間のそりの変化量を割り算した値（以下Ｗａｒｐ変化度と記する場合がある）とすれば、これらの値は研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーと特に高い相関を有するので、研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーを研磨前により正確に評価することができる。
【００１３】
また、前記測定区分の幅を２０ｍｍ以下とすることが好ましい（請求項３）。
このように、測定区分の幅を２０ｍｍ以下とすれば、ＬｉｎｅΔＷａｒｐと研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーとの相関をより高いものとできる。
【００１４】
また、前記ウエーハの表面形状の測定を、切断されたままのアズカットの状態で行うことが好ましい（請求項４）。
このように、ウエーハの表面形状の測定を切断されたままのアズカットの状態で行えば、ウエーハの製造工程の早い段階でウエーハ表面のナノトポグラフィーの評価を行うことができるので、この結果を迅速に切断条件等にフィードバックすることで、ウエーハの生産性を向上させることができる。
【００１５】
また、前記断面形状をスムージング処理してから、前記そりの変化の傾きの最大値を求めることが好ましい（請求項５）。
このように、断面形状を移動平均値法、走査中央値法、多項式適合法などによりスムージング処理してからそりの変化の傾きの最大値を求めれば、求めた最大値と研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーとの相関をより高いものとできる。
【００１６】
この場合、前記スムージング処理を移動平均値法により行い、移動平均のデータ区間を２０〜４０ｍｍとすることが好ましい（請求項６）。
このように、スムージング処理を移動平均値法により行い、移動平均のデータ区間を２０〜４０ｍｍとすれば、求めた最大値と研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーとの相関をさらに高いものとできる。
【００１７】
また、前記半導体ウエーハの表面形状を、原子間力顕微鏡法、触針法、静電容量法のいずれかで測定することが好ましい（請求項７）。
このように、半導体ウエーハの表面形状を、原子間力顕微鏡法、触針法、静電容量法のいずれかで測定することにより、従来の測定装置を用いて容易に測定を行なうことができる。
【００１８】
また、本発明は、半導体ウエーハの評価装置であって、少なくとも、半導体ウエーハの切断方向での表面形状を測定する表面形状測定手段と、該表面形状の切断方向での断面形状のデータから、ウエーハ表面のそりの変化の傾きの最大値を求めるデータ処理手段と、該そりの変化の傾きの最大値を基準値と比較して前記表面のナノトポグラフィーの良否を評価する評価手段とを具備することを特徴とする半導体ウエーハの評価装置を提供する（請求項８）。
【００１９】
このように、少なくとも、半導体ウエーハの切断方向での表面形状を測定する表面形状測定手段と、該表面形状の切断方向での断面形状のデータから、ウエーハ表面のそりの変化の傾きの最大値を求めるデータ処理手段と、該そりの変化の傾きの最大値を基準値と比較して前記表面のナノトポグラフィーの良否を評価する評価手段とを具備する評価装置であれば、求めた最大値は研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーと高い相関を有するので、これを基準値と比較することにより、研磨前の表面形状から研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーの良否を正確に評価することができる評価装置となる。
【００２０】
この場合、前記求めるそりの変化の傾きの最大値は、前記切断方向に所定の幅の測定区分を設定し、該測定区分を該幅より小さい距離で移動させ、該移動させる各区分内において求める表面高さの変化量の最大値、または、そりが変化し始めた点から変化が終了した点までの距離でその間のそりの変化量を割り算した値であることが好ましい（請求項９）。
このように、求めるそりの変化の傾きの最大値が、切断方向に所定の幅の測定区分を設定し、該測定区分を該幅より小さい距離で移動させ、該移動させる各区分内において求める表面高さの変化量の最大値（ＬｉｎｅΔＷａｒｐ）、または、そりが変化し始めた点から変化が終了した点までの距離でその間のそりの変化量を割り算した値（Ｗａｒｐ変化度）であれば、これらの値は研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーと特に高い相関を有するので、研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーの良否をより正確に評価することができる評価装置となる。
【００２１】
また、前記データ処理手段は、前記断面形状をスムージング処理してから、前記そりの変化の傾きの最大値を求めるものであることが好ましい（請求項１０）。
このように、データ処理手段が、断面形状を移動平均値法、走査中央値法、多項式適合法などによりスムージング処理してからそりの変化の傾きの最大値を求めるものであれば、求めた最大値と研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーとの相関がより高くなるので、正確な評価が行なえる評価装置となる。
【００２２】
この場合、前記データ処理手段は、前記スムージング処理を移動平均値法により行い、移動平均のデータ区間を２０〜４０ｍｍとするものであることが好ましい（請求項１１）。
このように、データ処理手段が、スムージング処理を移動平均値法により行い、移動平均のデータ区間を２０〜４０ｍｍとするものであれば、求めた最大値と研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーとの相関がさらに高くなるので、より正確な評価が行なえる評価装置となる。
【００２３】
また、前記表面形状測定手段は、原子間力顕微鏡、触針式形状測定装置、静電容量式形状測定装置のいずれかのものであることが好ましい（請求項１２）。
このように、表面形状測定手段が、原子間力顕微鏡、触針式形状測定装置、静電容量式形状測定装置のいずれかのものであれば、従来の測定装置を用いて容易に測定を行なうことができる評価装置となる。
【００２４】
また、本発明は、少なくとも、半導体インゴットを切断して得られたウエーハを研磨する半導体ウエーハの製造方法であって、上記のいずれかの方法により前記ウエーハ表面の表面形状を評価し、該評価結果に応じて、切断条件を調整することを特徴とする半導体ウエーハの製造方法を提供する（請求項１３）。
【００２５】
このように、上記のいずれかの方法によりウエーハ表面の表面形状を評価し、該評価結果に応じて切断条件を調整すれば、研磨後の表面のナノトポグラフィーが良好な半導体ウエーハを製造できる切断条件となるように、研磨前に調整を行うことができ、より迅速に調整ができ、効率よく表面のナノトポグラフィーが良好なウエーハを製造できる。
【００２６】
また、本発明は、少なくとも、半導体インゴットを切断して得られたウエーハを研磨する半導体ウエーハの製造方法であって、上記のいずれかの方法により前記ウエーハ表面の表面形状を評価し、該評価結果に応じて、前記研磨後のウエーハ表面の良否を判定することを特徴とする半導体ウエーハの製造方法を提供する（請求項１４）。
【００２７】
このように、上記のいずれかの方法によりウエーハ表面の表面形状を評価し、該評価結果に応じて研磨後のウエーハ表面の良否を判定すれば、研磨前に良品のウエーハを選別して次工程へ進めることができ、効率よく表面のナノトポグラフィーが良好なウエーハを製造できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に従い、少なくともウエーハ表面の研磨の前に切断方向での表面形状を測定し、測定した表面形状の切断方向での断面形状からウエーハ表面のそりの変化の傾きの最大値を求めれば、求めた最大値は研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーと高い相関を有するので、研磨前の表面形状から研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーを正確に評価することができる。
【００２９】
また、本発明に従い、半導体ウエーハの切断方向での表面形状を測定する表面形状測定手段と、該表面形状の切断方向での断面形状のデータから、ウエーハ表面のそりの変化の傾きの最大値を求めるデータ処理手段と、該そりの変化の傾きの最大値を基準値と比較して前記表面のナノトポグラフィーの良否を評価する評価手段とを具備する評価装置であれば、求めた最大値は研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーと高い相関を有するので、これを基準値と比較することにより、研磨前の表面形状から研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーの良否を正確に評価することができる評価装置となる。
【００３０】
また、本発明に従う方法によりウエーハ表面の表面形状を評価し、該評価結果に応じて切断条件を調整すれば、研磨後の表面のナノトポグラフィーが良好な半導体ウエーハを製造できる切断条件となるようにより迅速に調整でき、効率よく表面のナノトポグラフィーが良好なウエーハを製造できる。
さらに、本発明に従う方法によりウエーハ表面の表面形状を評価し、該評価結果に応じて研磨後のウエーハ表面の良否を判定すれば、良品のウエーハを選別して次工程へ進めることができ、効率よく表面のナノトポグラフィーが良好な研磨されたウエーハを製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明について詳述する。
前述のように、アズカットの状態でウエーハの表面状態を測定し、そりやＷａｒｐ等のパラメータを求めても、それらは研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーとの相関がないので、ウエーハ表面のナノトポグラフィーを評価するには、研磨工程まで行なった後で評価を行なう必要があった。
一方、ウエーハの生産性の向上のため、製造工程のなるべく早い段階でナノトポグラフィーの評価を行うことができる方法が望まれていた。
【００３２】
（実験１）
まず本発明者らは、従来技術の問題点を確認するため、アズカットの状態でのシリコンウエーハ表面のＷａｒｐを測定し、このシリコンウエーハを研磨した後に測定したウエーハ表面のナノトポグラフィーの値との相関を求めた。
なお、ナノトポグラフィーを表す指標としてＨＣＴを用いた。ＨＣＴとは、Ｈｅｉｇｈｔ  Ｃｈａｎｇｅ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄの略称であり、正方形のピクセルサイズの測定領域内におけるウエーハ表面高さの高低差（Ｈｅｉｇｈｔ  Ｃｈａｎｇｅ）が所定値を超える領域（不合格エリア）の測定領域に対する割合（％Ａｒｅａ）を設定して、その設定値となるしきい値を示す値である。ＨＣＴは、ピクセルサイズは１０ｍｍ角で、％Ａｒｅａを０．５％に設定し、ＡＤＥ社製ＣＲ８３  ＳＱＭを用いて求めた。
【００３３】
図３はその結果を示す。ここではＨＣＴが１２５ｎｍ以下のウエーハを合格と判定している。このように、アズカットの状態でのＷａｒｐと研磨後のナノトポグラフィーとの間には相関が全くなかった。すなわち、Ｗａｒｐにより研磨後のナノトポグラフィーを評価することはできないことを確認した。
【００３４】
そこで本発明者らは、ウエーハのアズカットの状態で測定でき、しかも研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーと相関のある評価パラメータについて鋭意検討した。そして、切断方向での表面形状を測定し、測定した表面形状の切断方向での断面形状からウエーハ表面のそりの変化の傾きの最大値を求め、これによって研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーを評価すれば、研磨を行う前に研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーを正確に評価できることを見出した。
【００３５】
（実験２）
次に、上記のようにして求めたスライス後のアズカット状態でのウエーハのそりの変化の傾きの最大値と研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーとを求め、それらの相関を求めた。そりの変化の傾きの最大値としては様々な定義が考えられるが、ここでは新たにＷａｒｐ変化度とＬｉｎｅΔＷａｒｐという定義を導入した。
【００３６】
Ｗａｒｐ変化度とは、図４（ａ）に示すように、ウエーハの切り始めから切り終わりの間において、そりが変化し始めた点から変化が終了した点までの距離でその間のそりの変化量を割り算した値である。また、ＬｉｎｅΔＷａｒｐとは、図４（ｂ）に示すように、断面形状（図中の測定曲線）において切断方向に所定の幅の測定区分を設定し、該測定区分を該幅より小さい距離で移動させ、該移動させる各区分内において求める表面高さの変化量の最大値である。
【００３７】
図５（ａ）はＷａｒｐ変化度とナノトポグラフィーとの相関を示すグラフであり、（ｂ）は測定区分の幅を１０ｍｍとし、０．５ｍｍの距離で測定区分を移動させた場合のＬｉｎｅΔＷａｒｐとナノトポグラフィーとの相関を示すグラフである。このように、いずれも高い相関を有していた。なお、一次回帰曲線の寄与率Ｒ２はそれぞれ０．７１５７、０．８３６１であり、ＬｉｎｅΔＷａｒｐにおいて相関がより高かった。また、ＬｉｎｅΔＷａｒｐの測定において、測定区分を移動させる距離は測定点の間隔と等しくすることがより好ましい。
【００３８】
このように、上記の相関関係を用いることにより、ウエーハの研磨を行う前に研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーを正確に評価できることを確認した。
本発明者らは、以上の結果から諸条件を精査し、本発明を完成させた。
【００３９】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１は、本発明に係る半導体ウエーハの評価装置の一例を示す概略図である。
この評価装置１０は、半導体ウエーハの切断方向での表面形状を測定する表面形状測定手段１と、該表面形状の切断方向での断面形状のデータから、ウエーハ表面のそりの変化の傾きの最大値を求めるデータ処理手段２と、該そりの変化の傾きの最大値を基準値と比較してウエーハ表面のナノトポグラフィーの良否を評価する評価手段３とを具備するものである。
【００４０】
この場合、データ処理手段２により求めるそりの変化の傾きの最大値には様々な定義が考えられるが、これが断面形状において切断方向に所定の幅の測定区分を設定し、該測定区分を該幅より小さい距離で移動させ、該移動させる各区分内において求める表面高さの変化量の最大値（ＬｉｎｅΔＷａｒｐ）、または、そりが変化し始めた点から変化が終了した点までの距離でその間のそりの変化量を割り算した値（Ｗａｒｐ変化度）であることが好ましい。これらの値は研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーと特に高い相関を有するので、研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーの良否をより正確に評価することができるからである。
【００４１】
また、データ処理手段２は、断面形状を移動平均値法、走査中央値法、多項式適合法などによりスムージング処理してから、そりの変化の傾きの最大値を求めるものであれば、求めた最大値と研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーとの相関がより高くなるので、正確な評価が行なえる。
またデータ処理手段２が、スムージング処理を移動平均値法により行い、移動平均のデータ区間を２０〜４０ｍｍとするものであれば、求めた最大値と研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーとの相関がさらに高くなるので、より正確な評価が行なえる。
【００４２】
また、表面形状測定手段１は、表面形状を測定できるものであれば特に限定されないが、原子間力顕微鏡、触針式形状測定装置、静電容量式形状測定装置のいずれかのものであれば、従来の測定装置を用いて容易に測定を行なうことができるので好ましい。
【００４３】
次に、本発明に係る半導体ウエーハの評価方法を、図１の評価装置１０を用いる場合について説明する。図２は、そのような半導体ウエーハの評価方法の一例を示す工程図である。
【００４４】
まず、シリコンや化合物半導体等の半導体インゴットから切断した半導体ウエーハを用意する（工程Ａ）。
半導体インゴットは、従来のＣＺ法、ＦＺ法により育成されたものを用いることができるが、特に限定はされない。半導体インゴットの切断は、従来のワイヤーソーを用いて行うことができる。もちろん、内周刃スライサー、外周刃スライサーを用いることもできる。また、切断後、必要に応じてウエーハの洗浄を行なうことができる。
【００４５】
次に、表面形状測定手段１により、ウエーハ表面の切断方向での表面形状を測定する（工程Ｂ）。
この場合、測定する表面形状は少なくともウエーハ表面の切断方向とされればよく、もちろん全体を測定してもよい。切断方向で測定する必要があるのは、この方向が特にナノトポグラフィーに大きく影響するからである。図９は、切断後の断面測定形状、および研磨後のナノトポグラフィー（ナノトポ）及びＷａｒｐ形状の一例を示すグラフであるが、このように切断方向が特にナノトポグラフィーに影響して、悪化させている。
この表面形状の測定については、切断後であって研磨前であれば、面取り、ラッピング等を行った後に測定を行ってもよいが、切断されたままのアズカットの状態で行えば、ウエーハの製造工程の早い段階でウエーハ表面のナノトポグラフィーの評価を行うことができることになるので、この結果を迅速に切断条件等にフィードバックすることで、ナノトポグラフィーが不合格になるようなものを後工程に送ることを最小限にとどめることができ、ウエーハの生産性を向上させることができる。
また、半導体ウエーハの表面形状を、原子間力顕微鏡法、触針法、静電容量法のいずれかで測定することにより、従来の測定装置を用いて容易に測定を行なうことができる。
【００４６】
次に、データ処理手段２により、このように測定した表面形状の切断方向での断面形状から、ウエーハ表面のそりの変化の傾きの最大値を求める（工程Ｃ）。
求めるそりの変化の傾きの最大値については様々な定義が考えられるが、これを前述のＬｉｎｅΔＷａｒｐ又はワープ変化度とすれば、前述のようにこれらの値は研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーと特に高い相関を有するので、研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーをより正確に評価することができる。
【００４７】
このとき、断面形状をスムージング処理してから、そりの変化の傾きの最大値を求めることが好ましい。
図６は移動平均を用いたスムージング処理をした場合としない場合のＬｉｎｅΔＷａｒｐと研磨後のナノトポグラフィーとの相関を示すグラフの一例である。なお、ＬｉｎｅΔＷａｒｐを計算する際の測定区分の幅は１０ｍｍとし、０．５ｍｍの距離で移動させた。この例では、移動平均のデータ区間を３０ｍｍとして移動平均値法を用いたスムージング処理をした場合は寄与率Ｒ２が０．７９であり、移動平均値法を用いたスムージング処理をしない場合の寄与率０．７６よりも大きく、相関をより高いものとできるので好ましい。他の例においても同様の傾向が見られた。
【００４８】
また、スムージング処理を移動平均値法により行い、移動平均のデータ区間を２０〜４０ｍｍとすれば、求めた最大値と研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーとの相関をさらに高いものとできる。
表１は、アズカット状態で測定したＬｉｎｅΔＷａｒｐと研磨後に測定したＬｉｎｅΔＷａｒｐとの間の寄与率（寄与率Ａ）と、アズカット状態で測定したＬｉｎｅΔＷａｒｐと研磨後に測定したＨＣＴとの間の寄与率（寄与率Ｂ）とを示す。アズカット状態で測定したＬｉｎｅΔＷａｒｐにおいては、移動平均のデータ区間（移動平均区間）を４〜６０ｍｍとし、研磨後に測定したＬｉｎｅΔＷａｒｐにおいては、移動平均区間を４ｍｍとした。
【００４９】
【表１】
2006294774.tif 000003
【００５０】
表１からわかるように、移動平均区間を２０〜４０ｍｍとすれば、寄与率Ａ、Ｂとも高く、従って求めたＬｉｎｅΔＷａｒｐと研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーとの相関をさらに高いものとできる。
【００５１】
また、ＬｉｎｅΔＷａｒｐを求める場合は、測定区分の幅を２０ｍｍ以下とすることが好ましい。
図７は、測定区分の幅（データ取り込みピッチ）と相関係数Ｒとの関係を示すグラフである。このように、測定区分の幅を２０ｍｍ以下とすれば、研磨後のナノトポグラフィーとの相関をより高いものとできる。
さらに、必要に応じて断面形状にフィルタ処理をしてノイズを除去すれば、より相関を高くできる。
【００５２】
そして、評価手段３により、求めた最大値によって研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーを評価する（工程Ｄ）。
例えば、求めたＬｉｎｅΔＷａｒｐから、予め求めておいた相関関数等を用いて、研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーの良否を評価する。あるいは、求めたＬｉｎｅΔＷａｒｐを予め定めておいた基準値と比較して、ウエーハ表面のナノトポグラフィーの良否を評価する。このようにして、研磨前の表面形状から研磨後のウエーハ表面のナノトポグラフィーを正確に評価することができる。
【００５３】
次に、本発明に従う半導体ウエーハの製造方法について説明する。本発明が提供する製造方法は、半導体インゴットを切断して得られたウエーハを研磨して半導体ウエーハを製造する際に、上記の工程（Ａ）〜（Ｄ）によりウエーハ表面の表面形状を評価し、該評価結果に応じて、切断条件を調整することを特徴とする。
【００５４】
このようにすれば、研磨後の表面のナノトポグラフィーが良好な半導体ウエーハを製造できる切断条件となるようにより迅速に調整ができ、ナノトポグラフィーが不合格となるようなウエーハを製造することを少なくすることができ、効率よく表面のナノトポグラフィーが良好なウエーハを製造できる。
切断条件の調整としては、例えばワイヤーソーのワイヤーの張力の調整、スラリーの温度やスラリーに含まれるシリコンの量の調整等をすることができる。またワイヤーの断線や、メインローラーの摩耗等を確認してもよい。また必要に応じてワイヤーやスラリーの交換を行うことが好ましい。
【００５５】
また、本発明が提供する別の製造方法は、半導体インゴットを切断して得られたウエーハを研磨して半導体ウエーハを製造する際に、研磨前に上記の工程（Ａ）〜（Ｄ）によりウエーハ表面の表面形状を評価し、該評価結果に応じて、研磨後のウエーハ表面の良否を判定することを特徴とする。
【００５６】
このように研磨後のウエーハ表面の良否を判定すれば、研磨後に表面のナノトポグラフィーが良品とならないようなウエーハについては次工程を行わず、良品となるようなウエーハだけを選別して次工程へ進めることができ、効率よく表面のナノトポグラフィーが良好なウエーハを製造できる。
良否の判定は、例えば前記図５、６のような相関を求め、ナノトポグラフィーが規格内となるような判定基準となるＬｉｎｅΔＷａｒｐの基準値を設定して行うことができ、基準値よりもＬｉｎｅΔＷａｒｐの小さいウエーハは良品と判定して次工程へ進める。
【実施例】
【００５７】
以下に本発明の実施例をあげてさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例）
ＣＺ法で育成した直径２００ｍｍのシリコン単結晶インゴットをワイヤーソーで切断して作製したシリコンウエーハに対して、触針式形状測定装置を用いてアズカット状態での切断方向の表面形状を測定した。この測定結果を図８（ａ）に示す。このとき、測定区分の幅を１０ｍｍとし、０．５ｍｍの距離ずつ移動させた場合のＬｉｎｅΔＷａｒｐは８．８４μｍであった。
【００５８】
このＬｉｎｅΔＷａｒｐは基準値として設定した６μｍより大きかったので、研磨後のウエーハはナノトポグラフィーに関して不良品となると判定し、次工程には進めなかった。そして、このＬｉｎｅΔＷａｒｐの評価結果に応じて、ワイヤーソーの張力を調整することにより、切断条件を調整し最適化した。
【００５９】
このように最適化した切断条件により、再びシリコン単結晶インゴットを切断して作製したシリコンウエーハに対して、触針式形状測定装置を用いてアズカット状態での切断方向の表面形状を測定した。この測定結果を図８（ｂ）に示す。このときのＬｉｎｅΔＷａｒｐは４．０２μｍと基準値より低くなり、切断工程が改善された。そこで、これらのウエーハに研磨工程を行ないシリコン鏡面ウエーハを製造し、ナノトポグラフィーを測定したところ、ＨＴＣが全数６０ｎｍ以下であり、合格であった。
【００６０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る半導体ウエーハの評価装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明に係る半導体ウエーハの評価方法の一例を示す工程図である。
【図３】アズカットの状態で測定したシリコンウエーハ表面のＷａｒｐと、研磨後に測定したウエーハ表面のナノトポグラフィーの値との相関を示すグラフである。
【図４】（ａ）Ｗａｒｐ変化度と、（ｂ）ＬｉｎｅΔＷａｒｐとを説明する説明図である。
【図５】（ａ）はＷａｒｐ変化度とナノトポグラフィーとの相関を示すグラフであり、（ｂ）は測定区分の幅を１０ｍｍとした場合のＬｉｎｅΔＷａｒｐとナノトポグラフィーとの相関を示すグラフである。
【図６】移動平均値法を用いてスムージング処理をした場合としない場合のＬｉｎｅΔＷａｒｐと研磨後のナノトポグラフィーとの相関を示すグラフの一例である。
【図７】ＬｉｎｅΔＷａｒｐを求める場合の、測定区分の幅と相関係数との関係を示すグラフである。
【図８】実施例における表面形状の測定結果を示し、（ａ）は切断条件の調整前、（ｂ）は切断条件の調整後のものを示す。
【図９】切断後の断面測定形状、および研磨後のナノトポグラフィー（ナノトポ）及びＷａｒｐ形状の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６２】
１…表面形状測定手段、  ２…データ処理手段、  ３…評価手段、  １０…評価装置。
【図１】
2006294774.tif 000004
【図２】
2006294774.tif 000005
【図３】
2006294774.tif 000006
【図４】
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【図５】
2006294774.tif 000008
【図６】
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【図７】
2006294774.tif 000010
【図８】
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【図９】
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