(57)【要約】【課題】半導体ウェーハの製造工程の更なる効率化の達成。【解決手段】複数の処理を含む製造ラインにおいて半導体ウェーハに上流の処理から下流の処理の順に順次処理を実施して処理済半導体ウェーハを準備するウェーハ処理工程と、上記処理済半導体ウェーハを複数の検査に付す検査工程と、上記検査の検査結果に基づき、あらかじめ準備した判定マトリックスにしたがい上記処理済半導体ウェーハの判定コードを決定する判定工程とを含む半導体ウェーハの製造方法。上記判定マトリックスは、上記処理済半導体ウェーハに上記検査工程において定められる分類コードの組み合わせ毎に所定の判定基準にしたがい判定コードを決定する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の処理を含む製造ラインにおいて、半導体ウェーハに上流の処理から下流の処理の順に順次処理を実施して処理済半導体ウェーハを準備するウェーハ処理工程と、
前記処理済半導体ウェーハを、複数の検査に付す検査工程と、
前記検査の検査結果に基づき、あらかじめ準備した判定マトリックスにしたがい、前記処理済半導体ウェーハの判定コードを決定する判定工程と、
を含み、
前記検査工程において、前記複数の検査の各検査について検査結果毎に分類コードを定め、該分類コードは、検査結果が良品水準と判定される良品と、前記良品水準より下位の水準であって下位製品半導体ウェーハの製造に転用可能な許容水準と判定される転用可能品と、前記製造ラインの最上流から最下流までの全処理または前記製造ラインの途中から最下流までの処理を順次実施することにより前記良品水準または前記許容水準に修正が可能と判定される修正可能品と、前記転用も修正も不可と判定される不良品とを分類し、かつ前記修正可能品については前記製造ラインにおいて前記修正を開始する処理を分類し、
前記判定マトリックスは、前記処理済半導体ウェーハに、前記分類コードの組み合わせ毎に下記表１に示す判定基準にしたがい判定コードを決定し、
前記判定コードにより、前記製造ラインの最上流から最下流までの全処理または前記製造ラインの途中から最下流までの処理を順次実施することにより前記良品水準または前記許容水準に修正する処理を行うことが決定された場合には、前記処理済半導体ウェーハに対して、前記製造ラインの最上流から最下流までの全処理または前記製造ラインの途中から最下流までの処理を、前記決定された判定コードにしたがい順次実施することにより前記処理済半導体ウェーハを修正するウェーハ修正工程、
を更に含む、半導体ウェーハの製造方法。
【表１】
2018056286.tif 000008
2018056286.tif 000009
【請求項２】
前記ウェーハ処理工程から判定工程までの工程を複数の半導体ウェーハに対して行うことにより、複数の処理済半導体ウェーハにそれぞれ判定コードを決定し、
前記製造ラインの同一の処理から修正を開始する判定コードが与えられた複数の処理済半導体ウェーハに対して、同一のウェーハ修正工程を行う、請求項１に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記製造ラインは、上流から下流に向かって、外周部研磨処理、粗研磨処理、仕上げ研磨処理、および洗浄処理をこの順に含む、請求項１または２に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項４】
前記製造ラインは、上流から下流に向かって、粗研磨処理、外周部研磨処理、仕上げ研磨処理、および洗浄処理をこの順に含む、請求項１または２に記載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項５】
前記複数の検査は、形状精度検査、清浄度検査、および外観検査からなる群から選ばれる検査を含む、請求項１〜４のいずれか１項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、半導体ウェーハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハの製造工程では、各種処理を施した半導体ウェーハを出荷前に検査し、検査結果に基づき、製品として出荷可能な良品と良品以外とを分類することが行われている。更に、良品に分類されなかった半導体ウェーハに再生処理を施し再生することも行われている（特許文献１、２参照）。また、良品に分類されなかった半導体ウェーハには、検査で検出された不良の程度が、再生処理を施すことにより製品として出荷可能な程度のものと、再生処理を施しても製品として出荷することが困難なほど重度のものとが含まれる場合がある。そのような場合、再生処理を施すことにより製品として出荷可能な程度の不良を含む半導体ウェーハを選択して再生処理を施すことも、提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２５９０１５号公報
【特許文献２】特開２００２−１７５９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、検査で不良が検出された半導体ウェーハの中から再生可能な半導体ウェーハを選択して再生処理を施すことにより、再生処理を施したとしても製品として出荷することが困難な不良品を事前に再生処理対象から外すことができる。これにより本来不要な再生処理を行ってしまうという無駄を省くことができ、半導体ウェーハの製造工程の効率化を図ることができるが、より一層の効率化を達成することができれば、半導体ウェーハの生産性を更に向上することが可能となる。
【０００５】
そこで本発明の目的は、半導体ウェーハの製造工程の更なる効率化を達成することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、以下の半導体ウェーハの製造方法を新たに見出すに至った。
【０００７】
即ち、本発明の半導体ウェーハの製造方法は、
複数の処理を含む製造ラインにおいて、半導体ウェーハ（以下において、半導体ウェーハを単に「ウェーハ」とも記載する。）に上流の処理から下流の処理の順に順次処理を実施して処理済半導体ウェーハを準備するウェーハ処理工程と、
上記処理済半導体ウェーハを、複数の検査に付す検査工程と、
上記検査の検査結果に基づき、あらかじめ準備した判定マトリックスにしたがい、上記処理済半導体ウェーハの判定コードを決定する判定工程と、
を含み、
上記検査工程において、上記複数の検査の各検査について検査結果毎に分類コードを定め、この分類コードは、検査結果が良品水準と判定される良品と、良品水準より下位の水準であって下位製品半導体ウェーハの製造に転用可能な許容水準と判定される転用可能品と、上記製造ラインの最上流から最下流までの全処理または上記製造ラインの途中から最下流までの処理を順次実施することにより良品水準または上記許容水準に修正が可能と判定される修正可能品と、上記転用も修正も不可と判定される不良品とを分類し、かつ修正可能品については上記製造ラインにおいて修正を開始する処理を分類し、
上記判定マトリックスは、上記処理済半導体ウェーハに、上記分類コードの組み合わせ毎に下記表１に示す判定基準にしたがい判定コードを決定し、
上記判定コードにより、上記製造ラインの最上流から最下流までの全処理または上記製造ラインの途中から最下流までの処理を順次実施することにより良品水準または上記許容水準に修正する処理を行うことが決定された場合には、上記処理済半導体ウェーハに対して、上記製造ラインの最上流から最下流までの全処理または上記製造ラインの途中から最下流までの処理を、決定された判定コードにしたがい順次実施することにより上記処理済半導体ウェーハを修正するウェーハ修正工程、
を更に含む、半導体ウェーハの製造方法、
である。
【０００８】
【表１】
2018056286.tif 000002
2018056286.tif 000003
【０００９】
上記半導体ウェーハの製造方法では、複数の処理を含む製造ラインにおいて、半導体ウェーハに上流の処理から下流の処理の順に順次処理を実施して処理済半導体ウェーハを準備し、その後、処理済半導体ウェーハを検査し分類する。即ち、処理の都度または処理と処理との間に検査することを要さずに、一連の処理を施した後に処理済半導体ウェーハを検査し分類することができる。更に、修正可能と判定された半導体ウェーハに対して行うウェーハ修正工程を、修正処理ラインを別途用意することなく、上記製造ラインにおいて行うことができる。そしてかかるウェーハ修正工程は、あらかじめ準備した判定マトリックスにしたがい決定される分類コードにより定められた処理から開始される。したがって、判定の都度、ウェーハ修正工程をどのように行うか検討および決定することを要さずに、修正可能品を製品ウェーハとして出荷可能な水準の品質に再生することができる。更に、ある１つの処理済半導体ウェーハに対して、複数の分類コードによって上記製造ラインの異なる処理から修正が開始されることが定められた場合には、上記製造ラインにおいて最も上流で行われる処理から修正を開始することにより、ウェーハ修正工程を効率的に行うことができる。
こうして、上記半導体ウェーハの製造方法によれば、半導体ウェーハの製造効率を向上（即ち更なる効率化を達成）することができる。
【００１０】
一態様では、上記ウェーハ処理工程から判定工程までの工程を複数の半導体ウェーハに対して行うことにより、複数の処理済半導体ウェーハにそれぞれ判定コードが決定され、上記製造ラインの同一の処理から修正を開始する判定コードが与えられた複数の処理済半導体ウェーハに対して、同一のウェーハ修正工程が行われる。
【００１１】
一態様では、上記製造ラインは、上流から下流に向かって、外周部研磨処理、粗研磨処理、仕上げ研磨処理、および洗浄処理をこの順に含む。なお本発明および本明細書において、特記しない限り、「この順に含む」とは、記載されている順番に各種処理が連続的または断続的に行われることを意味するものであり、記載されている処理の間に、他の処理が含まれることも許容されるものとする。
【００１２】
また、一態様では、上記製造ラインは、上流から下流に向かって、粗研磨処理、外周部研磨処理、仕上げ研磨処理、および洗浄処理をこの順に含む。
【００１３】
一態様では、上記複数の検査には、形状精度検査、清浄度検査、および外観検査からなる群から選ばれる検査が含まれる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、半導体ウェーハの製造工程の更なる効率化を達成することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の半導体ウェーハの製造方法について、更に詳細に説明する。
【００１６】
［ウェーハ処理工程］
ウェーハ処理工程は、複数の処理を含む製造ラインにおいて、半導体ウェーハに上流の処理から下流の処理の順に順次処理を実施して処理済半導体ウェーハを準備する工程である。なお、上記製造ラインに関する「上流」、「下流」との語は、処理が行われる場所の位置関係に関して用いられるものではない。複数の処理の中で、上記製造ラインにおいて処理が行われる順番が早いほど、より上流の処理であり、処理が行われる順番が遅いほど、より下流の処理である。したがって、「最上流の処理」とは、上記製造ラインにおいて最初に行われる処理であり、「最下流の処理」とは、上記製造ラインにおいて最後に行われる処理である。上記製造ラインでは、複数の処理の全処理が、搬送手段を用いて処理対象の半導体ウェーハを搬送しながら連続的に行われてもよい。または、上記製造ラインでは、複数の処理の全処理または一部の処理が断続的に行われてもよい。例えば、ある処理の終了後、半導体ウェーハを保管場所に一時的に保管した後に、保管場所から半導体ウェーハを取り出し、上記製造ラインにおけるその後の処理に付してもよい。
【００１７】
本発明の製造方法により製造される半導体ウェーハは、シリコンウェーハ等の各種デバイスの基板（半導体基板）として使用可能な各種半導体ウェーハであることができる。上記製造ラインに含まれる処理としては、半導体ウェーハの製造工程に通常含まれる各種処理を挙げることができる。例えば、半導体ウェーハの一例であるシリコンウェーハの製造工程では、例えばチョクラルスキー法により育成されたインゴットから切断（スライシング）したウェーハに対して、通常、少なくとも研磨処理および洗浄処理が施される。
【００１８】
研磨処理は、一態様では、外周部研磨処理、粗研磨処理および仕上げ研磨処理をこの順に含み、他の一態様では、粗研磨処理、外周部研磨処理および仕上げ研磨処理をこの順に含む。外周部研磨処理とは、ウェーハ外周部（面取部、ノッチ部）に対して行われる鏡面研磨処理である。一方、粗研磨処理は、ウェーハの製品となる形状の形成および表面の微小凹凸の除去のために行われる鏡面研磨処理である。これに対し、仕上げ研磨処理は、粗研磨処理後の表面のくもり成分であるヘイズを除去するために行われる研磨処理である。以上の各種研磨処理は、半導体ウェーハの製造工程において通常行われる機械的および／または化学的研磨により行うことができる。
【００１９】
洗浄処理は、例えば、少なくとも仕上げ研磨後に行うことができ、上記の各種研磨処理の前および／または後の任意の段階で行うこともできる。洗浄処理は、半導体ウェーハの洗浄方法として公知の洗浄方法、例えばＳＣ１洗浄（アンモニア、過酸化水素および水を用いる洗浄）、ＳＣ２洗浄（塩酸、過酸化水素および水を用いる洗浄）、ＲＣＡ洗浄（ＳＣ１洗浄とＳＣ２洗浄とを組み合わせて行う洗浄）等によって行うことができる。
【００２０】
［検査工程］
上記ウェーハ処理工程において複数の処理が施された処理済半導体ウェーハは、検査工程に付される。検査工程では、複数の検査が行われる。検査工程で行われる検査の数は、複数、即ち２つ以上であり、３つ以上またはそれ以上（例えば一例として５つ以下）であってもよい。検査としては、例えば、半導体ウェーハの形状精度検査、清浄度検査、外観検査等を挙げることができる。形状精度は、例えば、平坦度測定装置、ナノトポグラフィー測定装置（ナノトポグラフィーとは、ウェーハ表面のうねり成分であり、広義には平坦度に包含される）、魔鏡検査装置等によって検査することができる。清浄度検査は、異物検査、例えばパーティクル検査装置によるパーティクル検査、目視等により行うことができる。また、外観は、例えば、蛍光灯、白熱燈、集光ランプ等の光源により半導体ウェーハを照射して目視で観察すること等によって検査することができる。
以上の各種検査は、いずれも半導体ウェーハの検査方法として公知の検査方法によって、および／または、市販もしくは公知の構成の検査装置を用いて、行うことができる。また、ある検査は、目視検査により行うこともでき、検査装置による検査および目視検査の両検査を行ってもよい。目視検査では、例えば、目視により処理済半導体ウェーハのワレ、キズ、ヨゴレ、反り等の有無および／または程度を判定することもできる。なお本発明および本明細書において、検査の数は、分類コードが付与される検査結果毎に数えるものとする。例えば一例として、清浄度検査を検査装置および目視によって行う場合、検査装置による検査結果と目視による検査結果とにそれぞれ独立に分類コードが付与される場合には、検査結果による検査と目視による検査は別の検査として検査の数を数える。
【００２１】
各検査の検査結果は、少なくとも合格および不合格の２段階で決定することができる。ある１つの検査について検査結果が合格であることは、当該検査の結果が、良品水準であったことを意味する。また、ある１つの検査について、不合格の検査結果を複数の段階に分類して決定することもできる。例えば、不合格の検査結果は、検査で検出された不良の種類および／または程度に応じて、２段階以上に分類して定めることができる。不合格の検査結果の分類の具体的態様は、後述で例示する。一方、検査対象の処理済半導体ウェーハが良品、転用可能品、修正可能品または不良品であることは、複数の検査の検査結果に基づき、詳細を後述する判定マトリックスにしたがい決定される。
【００２２】
なお一態様では、ウェーハ処理工程において、上記製造ラインの最上流の処理または途中の処理から、半導体ウェーハを収容容器に収容して、各処理位置において収容容器から半導体ウェーハを取り出して処理を行い、再び収容容器に収容して次の処理位置まで運び（例えば搬送手段で搬送し）、次の処理位置において収容容器から半導体ウェーハを取り出して処理を行うという操作を順次行い、最下流の処理まで実施することもできる。この場合、ウェーハ処理工程後、処理済半導体ウェーハを収容した収容容器毎に、検査工程を実施することもできる。また、一態様では、ウェーハ処理工程において収容容器を使用したか否かに関わらず、ウェーハ処理工程後に得られた処理済半導体ウェーハを収容容器に収容した後に、収容容器毎に検査工程を実施することもできる。かかる態様において、収容容器への半導体ウェーハの収容操作の誤操作により、収容容器に半導体ウェーハが収容されずに、処理済半導体ウェーハなしの収容容器が検査工程に付されることもあり得る。また、ウェーハ処理工程に含まれる処理と処理の間においてウェーハを抜き取るサンプリングを行うことにより、ウェーハなしの収容容器が検査工程に付されることもあり得る。そのような場合、検査結果として、「処理済半導体ウェーハなし（以下、単に「ウェーハなし」とも記載する）」との検査結果を上記収容容器について決定することができる。
【００２３】
［判定工程］
上記の検査工程では、複数の検査が行われる。したがって、ある１つの処理済半導体ウェーハについて、複数の検査の各検査について、それぞれ検査結果を得ることができる。分類工程では、こうして得られた検査結果に基づき、処理済半導体ウェーハの各検査結果を、少なくとも下記４種：
良品水準（良品）；
良品水準より下位の水準（低水準）であって下位製品半導体ウェーハの製造に転用可能な許容水準（転用可能品）；
製造ラインの最上流から最下流までの全処理または製造ラインの途中から最下流までの処理を順次実施することにより良品水準または上記許容水準に修正が可能（修正可能品）；
上記転用も修正も不可（不良品）； 
のいずれかに分類する。
更に、修正可能品については、上記製造ラインにおいて修正を開始する処理を分類する。
以上の分類の具体的態様の一例は後述するが、本発明は後述の具体的態様に限定されるものではない。また、上記の良品水準とは、検査結果が、目標品質を有する製品ウェーハとして出荷するための次工程、または製品ウェーハに加工するための次工程に付すに足る結果であることを意味する。また、上記の許容水準とは、検査結果が、上記良品水準には満たないが、目標品質より下位品質（低品質）の製品ウェーハの製造のためならば、製品ウェーハとして出荷するための次工程、または製品ウェーハに加工するための次工程に付すに足る結果であることを意味する。上記目標品質、下位品質、良品水準、許容水準の具体的な品質および水準について限定はなく、製品として出荷すべき半導体ウェーハに求められる品質および水準に応じて定めることができる。
【００２４】
判定工程では、検査工程で行われた複数の検査の検査結果に基づき、あらかじめ準備した判定マトリックスにしたがい、ウェーハ処理工程および検査工程を経た処理済半導体ウェーハの分類コードを決定する。判定マトリックスは、ある１つの処理済半導体ウェーハについて、検査工程で行われた複数の検査の各検査について検査結果毎に定められた分類コードを含む。そして、上記分類コードは、上記良品、転用可能品、修正可能品および不良品を分類し、かつ修正可能品については上記製造ラインにおいて上記修正を開始する処理を分類する。判定マトリックスは、例えば、半導体ウェーハの実製造前に、実製造に使用する製造ラインおよび検査装置を用いて予備実験を行うことにより作成することができる。または、製品ウェーハの製造実績等の経験に基づき、判定マトリックスを作成してもよい。
【００２５】
判定マトリックスは、処理済半導体ウェーハに、複数の検査の各検査について付与される分類コードの組み合わせ毎に、上記表１に示す判定基準にしたがい判定コードを決定する。以下に、具体的態様を示し、判定マトリックスについて更に説明する。ただし、本発明は下記具体的態様に限定されるものではない。以下では、処理済半導体ウェーハを、上流から下流に向かって、外周部研磨処理、粗研磨処理、仕上げ研磨処理、および洗浄処理をこの順に含む製造ラインにおいて準備する具体的態様を例に説明する。したがって、下記具体的態様では、修正可能品の修正は、上記製造ラインの最上流の処理である外周部研磨処理から、または外周部研磨処理以降のいずれかの処理から、順次行われる。また、下記具体的態様では、検査工程は、検査１、検査２、検査３の３つの検査を含む。検査１は形状精度検査、検査２は清浄度検査、検査３は外観検査である。
【００２６】
判定マトリックスは、処理済半導体ウェーハに対して行われる複数の検査の各検査について、検査結果毎に定められた分類コードを含む。例えば、検査結果コードと分類コードとを対応させることにより、検査結果毎に分類コードを定めることができる。なお分類コードは、判定マトリックスを作成するために定められるが、すべての分類コードを検査結果コードと対応させることは必須ではない。一部の分類コードが、検査結果コードと対応されずに使用されないこともあり得る。
【００２７】
表２は検査結果コードの定義の具体例を示し、表３は分類コードの具体例を示す。表４は、検査１、検査２および検査３の各検査の検査結果に応じた検査結果コードと分類コードとの対応表の具体例を示す。そして表５は、検査１、検査２および検査３の検査結果に基づき、処理済半導体ウェーハの判定コードを決定するための判定マトリックスの具体例を示す。  
【００２８】
【表２】
2018056286.tif 000004
【００２９】
【表３】
2018056286.tif 000005
【００３０】
【表４】
2018056286.tif 000006
【００３１】
【表５】
2018056286.tif 000007
【００３２】
［ウェーハ修正工程］
以上説明した判定工程において良品と判定された処理済半導体ウェーハは、ウェーハ修正工程を経ることなく、製品半導体ウェーハとして出荷するための次工程（洗浄、梱包等）に付すことができる。または、良品と判定された処理済半導体ウェーハは、製品半導体ウェーハに加工するための次工程（例えば、エピタキシャル層を形成するための気相成長、イオン注入等）に付すことができる。
また、判定工程において不良品と判定された処理済半導体ウェーハは、更なる工程に付すことなく、廃棄処理することができる。または、不良品と判定された処理済半導体ウェーハは、半導体ウェーハの製造工程の工程管理のために行われる破壊検査のためのサンプルとして用いてもよい。
【００３３】
これに対し、判定工程において、上記製造ラインの最上流から最下流までの全処理または上記製造ラインの途中から最下流までの処理を実施することにより良品水準または上記許容水準を有する半導体ウェーハに修正可能と判定された修正可能品は、ウェーハ修正工程に付される。本発明の半導体ウェーハの製造方法では、この修正可能品に対して行うウェーハ修正工程を、上記製造ライン、即ち処理済半導体ウェーハを得るための複数の処理を行った製造ラインにおいて、あらかじめ準備した判定マトリックスにしたがい決定される判定コードにより定められた処理から開始する。即ち、判定コードによって、ウェーハ修正工程を、上記製造ラインのいずれの処理から開始して最下流の処理まで実施するかが決定される。判定工程を経た複数の処理済半導体ウェーハを製造ラインの同じ処理からウェーハ修正工程を開始するウェーハ毎にまとめて保管しておき、これら複数のウェーハに対して同一のウェーハ修正工程を行うことにより、ウェーハ修正工程を効率的に実施することができる。また、同じ判定コードが付与された複数の半導体ウェーハを同一ロット内に保管するロット管理を行い、同一ロット内の半導体ウェーハを同じ次工程（ウェーハ修正工程、製品半導体ウェーハとして出荷するための次工程、製品半導体ウェーハに加工するための次工程、廃棄等）に付すことにより、半導体ウェーハの製造工程の効率を更に向上することができる。
【００３４】
以上説明した本発明の半導体ウェーハの製造方法によれば、目標品質の製品または下位品質の製品半導体ウェーハを得るためのウェーハ修正工程を、より少ない処理数で行うことが可能となる。
また、端末により制御された半導体ウェーハの自動搬送システムを用いて、同じ判定コードが付与された複数の半導体ウェーハを含むロットの自動生成、自動保管、および自動移し替え（次工程への自動移し替え）を行うことにより、半導体ウェーハの製造工程の効率をより一層向上することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、各種デバイスの基板として利用可能な半導体ウェーハの製造分野において有用である。