(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学気相成長法でウエーハ表面上にポリシリコンを成長させた後に面取り部を鏡面面取りして鏡面面取り部を形成したシリコンウエーハをアルカリエッチングし、顕微鏡にて該鏡面面取り部における筋状の模様を観察することによりポリシリコン残留を検出することを特徴とするシリコンウエーハ鏡面面取り部の検査方法。
【請求項２】
前記アルカリエッチングをＮａＯＨ水溶液及び／又はＫＯＨ水溶液にて行なうことを特徴とする請求項１記載のシリコンウエーハ鏡面面取り部の検査方法。
【請求項３】
前記アルカリエッチングのエッチング速度を、０．０１〜５μｍ／ｍｉｎとすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシリコンウエーハ鏡面面取り部の検査方法。
【請求項４】
前記アルカリエッチングのアルカリ水溶液の液温を、１５〜２５℃とすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のシリコンウエーハ鏡面面取り部の検査方法。
【請求項５】
前記アルカリエッチングのエッチングによる除去量を、０．２〜５μｍとすることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のシリコンウエーハ鏡面面取り部の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウエーハ鏡面面取り部の検査方法に関する。より詳しくは本発明は、非常に高感度でシリコンウエーハ鏡面面取り部のキズやカケ、ポリシリコン残留等の表面異常を検出出来るシリコンウエーハ鏡面面取り部の検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコンウエーハは、例えばチョクラルスキー法等で製造される場合、先ず円柱状のインゴットをスライス状に切断した後、エッジのチッピング防止又はエピタキシャル成長工程を追加する場合はそのクラウン防止等の目的で、面取りが行われる。通常のウエーハ製造工程では、面取り部は加工歪み除去のエッチングが行われた状態であり、面が粗い。そこで近年はエッジ部からの発塵防止のため、面取り部を鏡面化する鏡面面取りが行われる。この際、鏡面面取りが不十分だと、面取り部にキズ、カケ、段差、ダメージ、シリコンのカケラが残り、デバイス不良を惹き起こす。
【０００３】
シリコンウエーハは、更にその後、ゲッタリング能力を高めるためにポリシリコンを化学気相成長法でウエーハ表面上に成長させる工程を追加する場合がある。この場合にも再度鏡面面取りを行なうが、鏡面面取りが不十分だと、面取り部にキズ、カケ、段差、ダメージ、シリコンのカケラ等の他に、上記ポリシリコンが残留することがあり、デバイス不良の原因となる。
【０００４】
特に、エピタキシャル成長工程を後に追加する場合は、上記残留ポリシリコンがたとえ非常に微小であっても、エピタキシャル層成長中にこれも同時に成長して巨大化し、デバイス工程中で脱離しパーティクルとなることによりデバイス不良の大きな原因となる。
従って鏡面面取り後、特にエピタキシャル成長工程前の鏡面面取り後に、非常に感度良く鏡面面取り部を検査する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来、鏡面面取り部の検査は、鏡面面取り後に直接光学顕微鏡等で観察して行なっていた。しかし、この検査方法では感度が非常に悪く、微小なカケやポリシリコン等を検出することが出来なかった。特に、エピタキシャル成長工程前の鏡面面取り部に残留する非常に微小なポリシリコンを検出出来なかったために、エピタキシャル成長工程中にこの微小なポリシリコンも成長して結晶粒が巨大化し、その結果エッジ部にノジュールと呼ばれる針状晶や凹凸のあるシリコンウエーハが製造されてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑みなされたもので、非常に高感度でシリコンウエーハ鏡面面取り部のキズ、カケ、ポリシリコン残留等の表面異常を検出出来るシリコンウエーハ鏡面面取り部の検査方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載した発明は、鏡面面取りしたシリコンウエーハをアルカリエッチングし、その後顕微鏡にて鏡面面取り部を観察することを特徴とするシリコンウエーハ鏡面面取り部の検査方法である。
【０００８】
アルカリエッチングにおいては、エツチング速度がシリコン結晶表面の面方位の影響を敏感に受ける選択性を有する。従って、ウエーハの面取り部に微小なキズやカケ、ポリシリコン残留等の表面異常があっても、敏感にこれらの部分のエッチング量が異なってきて面粗れの程度が異なって現れてくる。即ち、アルカリエッチングによりシリコンウエーハ面取り部の表面上に存在するキズやポリシリコン残留等が強調され、光学顕微鏡や電子顕微鏡で簡単に且つ非常に高感度で観察、検出できるようになる。
【０００９】
この場合、本発明の請求項２に記載したように、前記アルカリエッチングをＮａＯＨ水溶液及び／又はＫＯＨ水溶液にて行なうのが好ましい。
これらの水溶液は、前記エッチングの選択性を十分に有し、本発明の作用効果を発揮すると共に、容易に入手可能であり、又容易に中和・無害化できるので廃水処理も簡単である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明の検査方法に付されるシリコンウエーハは、鏡面面取りしたものであるが、いかなる鏡面面取り法により鏡面面取りしたシリコンウエーハでも、本発明の検査方法に付すことが出来る。例えば、従来より行なわれている研磨による方法、エッチングによる方法、あるいはこれらの両方により鏡面面取りしたシリコンウエーハでも本発明の検査方法により検査することが出来る。
【００１１】
又、鏡面面取りは、シリコンウエーハ製造工程中のいかなる段階で行なわれるものであってもよい。例えば、円柱状インゴットをスライス状に切断後に鏡面面取りし、その鏡面面取り部を本発明の検査方法で検査することができる。又、化学気相成長法でウエーハ表面上にポリシリコンを成長させた後に鏡面面取りをし、その鏡面面取り部を本発明の検査方法で検査することができる。
【００１２】
アルカリエッチングはアルカリ水溶液が好ましく、特にＮａＯＨ水溶液、ＫＯＨ水溶液、又はこれらの混合液が好ましい。
エッチング速度は、０．０１〜５μｍ／ｍｉｎ、特に０．１５μｍ／ｍｉｎ以下とするのが好ましい。このようにエッチング速度を通常のエッチング速度より遙かに小さくすれば、キズ、カケ、ポリシリコン残留等の表面異常の程度に応じて敏感にエッチング速度に選択性を生じさせることが出来、敏感に面粗れの程度に差異が生じるようになり、顕微鏡で高感度で検出出来るようになる。
【００１３】
アルカリ水溶液の液温は、例えば１０〜８０℃であればよい。特に、１５〜２５℃の常温で行なえば、加熱設備や温度コントローラ等による温度管理の手間を必要としないので、好ましい。
アルカリ水溶液の濃度は、１〜６０重量％、特に１０〜２０重量％が好ましい。
【００１４】
従来、アルカリエッチングはエッチング速度が遅いため液温６０〜８０℃と高温にし且つ濃度を４０〜６０重量％と濃い状態で使用して、エッチング速度を上げている。しかし、本発明においては逆に、温度又は濃度あるいはその両方を低くしてエッチング速度を遅くすることにより、表面異常の程度に応じてエッチング速度に選択性を生じさせるようにすることができる。
【００１５】
アルカリエッチングは、シリコンウエーハをアルカリ水溶液中に浸漬して行なう。浸漬の方法は通常の方法で良い。即ち、シリコンウエーハをフッ素樹脂製のキャリアに入れてアルカリ水溶液中に漬ける。アルカリ水溶液を入れる容器は、昇温する必要がなければ塩化ビニル性のもので十分であり、昇温する場合は石英、パイレックス等の容器が用いられる。浸漬中は、撹拌をしてもしなくてもよい。アルカリ水溶液は、セコ液又は混酸液等の酸性水溶液の場合のような撹拌しないとエッチングムラができてしまうということがないからである。
【００１６】
エッチングによる除去量としては、０．２〜５μｍ、特に０．５〜２μｍとするのが好ましい。エッチング量が０．２μｍより少ないと検出に十分な感度が得られない場合があり、逆に５μｍより多いとカケやポリシリコン残も無くなる。また、エッチング時間等を考慮すると実用的には０．５〜２μｍが好ましい。
【００１７】
上記アルカリエッチング終了後、必要に応じシリコンウエーハを洗浄・乾燥し、顕微鏡にて鏡面面取り部を観察する。顕微鏡としては、光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等が好ましい。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例で本発明を具体的に説明する。
（実施例）
チョクラルスキー法により製造された直径２００ｍｍ、面方位＜１００＞、導電型Ｐ型、抵抗率１０Ωｃｍのシリコンウエーハ３枚それぞれに対し、ポリシリコンを化学気相成長法で成長させた後、面取り部を６０秒、９０秒、及び１５０秒間研磨して３枚の鏡面面取りをしたシリコンウエーハを得た。
【００１９】
一方、液温２３℃、濃度１０重量％のＮａＯＨ水溶液を、塩化ビニル製容器に入れた。これに、フッ素樹脂製のキャリアに収容した上記３種類の各シリコンウエーハを浸漬し、撹拌することなく２０分間エッチングした。エッチング量は０．５μｍであった。その後、各シリコンウエーハを洗浄後乾燥し、光学顕微鏡（倍率２００）で観察した。
【００２０】
観察の結果、研磨時間の最も長い１５０秒のシリコンウエーハの面取り部は滑らかであったが、９０秒、６０秒と研磨時間が短くなるに従って、シリコンウエーハの面取り部には筋状の模様が強くなるのが観察され、ポリシリコン残留部が選択的にエッチングされていくのが非常にはっきりと確認出来た。
図１に典型例として１５０秒研磨したものと６０秒研磨したものの観察図を示しておいた。
【００２１】
（比較例）
アルカリエッチングをしなかった以外は実施例１と同様にして、光学顕微鏡（倍率２００）で観察した。
観察の結果、研磨時間に係らずいずれのシリコンウエーハの面取り部も滑らかなものと観察されてしまい、ポリシリコン残留部を全く検出することが出来なかった。
図２に典型例として１５０秒研磨したものと６０秒研磨したものの観察図を示しておいた。
【００２２】
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、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示し、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。
【００２３】
例えば、上記実施例では主にシリコンウエーハ全体をアルカリ水溶液中に浸漬する形でエッチングを行ったが、シリコンウエーハ周辺部、例えば面取り部のみ部分的にエッチングを行ってもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明のシリコンウエーハ鏡面面取り部の検査方法は、簡単且つ高感度で面取り部の加工状態等を検査できる。そのため、単にウエーハ面取り部の非常に微小な表面異常を検出出来るのみならず、従来は行なえなかった面取り研磨時間の最適化を行なうことができ、生産効率を向上させることができる。更に、不良品を完全に検出することが出来るので、後工程でのトラブルを防止出来、デバイス製造の歩留りを向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の観察結果図である。
（ａ）は、研磨時間１５０秒の場合で、（ｂ）は６０秒の場合である。
【図２】比較例の観察結果図である。
（ａ）は、研磨時間１５０秒の場合で、（ｂ）は６０秒の場合である。
【図１】
0003994523.tif 000002
【図２】
0003994523.tif 000003