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公開番号2025153297
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024055694
出願日2024-03-29
発明の名称半導体ウェーハの評価方法および半導体ウェーハの製造方法
出願人株式会社SUMCO
代理人弁理士法人特許事務所サイクス
主分類H01L 21/66 20060101AFI20251002BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体ウェーハ表面に存在する欠陥を評価することができる新たな評価方法を提供すること。
【解決手段】欠陥検査装置によって得られる散乱光強度が所定の強度以上となる被膜の膜厚範囲を決定すること、評価対象の半導体ウェーハの表面に、この表面に存在する欠陥を拡張させる被膜を上記膜厚範囲内の膜厚で形成すること、上記被膜の表面を欠陥検査装置によって検査してLPD測定を行うこと、上記LPD測定によって取得した座標データに基づき観察対象のLPDの位置を特定し、この位置を走査電子顕微鏡によって観察することにより上記観察対象のLPDが上記被膜が盛り上がった被膜突起物か否かを判定すること、および、上記被膜突起物に関する評価を行うこと、を含む半導体ウェーハの評価方法。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
欠陥検査装置によって得られる散乱光強度が所定の強度以上となる被膜の膜厚範囲を決定すること、
評価対象の半導体ウェーハの表面に、該表面に存在する欠陥を拡張させる被膜を前記膜厚範囲内の膜厚で形成すること、
前記被膜の表面を欠陥検査装置によって検査してＬＰＤ測定を行うこと、
前記ＬＰＤ測定によって取得した座標データに基づき観察対象のＬＰＤの位置を特定し、該位置を走査電子顕微鏡によって観察することにより前記観察対象のＬＰＤが前記被膜が盛り上がった被膜突起物か否かを判定すること、および、
前記被膜突起物に関する評価を行うこと、
を含む、半導体ウェーハの評価方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記被膜の膜厚範囲を決定することは、
実験用ウェーハとして複数のウェーハを準備すること、
前記複数の実験用ウェーハの表面を欠陥検査装置によって検査してＬＰＤ測定を行うこと、
前記複数の実験用ウェーハの前記表面のそれぞれに異なる膜厚の被膜を形成すること、
前記複数の実験用ウェーハの前記被膜の表面を欠陥検査装置によって検査してＬＰＤ測定を行うこと、
前記複数の実験用ウェーハのそれぞれについて、前記被膜形成後のＬＰＤ測定によって取得した座標データに基づき観察対象のＬＰＤの位置を特定し、該位置を走査電子顕微鏡によって観察することにより前記観察対象のＬＰＤが前記被膜が盛り上がった被膜突起物か否かを判定すること、
前記複数の実験用ウェーハのそれぞれの被膜突起物と判定されたＬＰＤについて、前記被膜形成前のＬＰＤ測定によって取得されたＬＰＤ検出サイズと前記被膜形成後のＬＰＤ測定によって取得されたＬＰＤ検出サイズとの比率を算出すること、および、
前記膜厚範囲を、前記算出された比率に基づいて決定すること、
を含む、請求項１に記載の半導体ウェーハの評価方法。
【請求項３】
前記被膜は窒化膜である、請求項１に記載の半導体ウェーハの評価方法。
【請求項４】
前記欠陥はパーティクルである、請求項１に記載の半導体ウェーハの評価方法。
【請求項５】
前記被膜は窒化膜であり、かつ
前記欠陥はパーティクルである、請求項２に記載の半導体ウェーハの評価方法。
【請求項６】
評価対象の半導体ウェーハの表面に、該表面に存在する欠陥を拡張させる被膜を７０ｎｍ以上１４０ｎｍ以下の範囲内の膜厚で形成すること、
前記被膜の表面を欠陥検査装置によって検査してＬＰＤ測定を行うこと、
前記ＬＰＤ測定によって取得した座標データに基づき観察対象のＬＰＤの位置を特定し、該位置を走査電子顕微鏡によって観察することにより前記観察対象のＬＰＤが前記被膜が盛り上がった被膜突起物か否かを判定すること、および、
前記被膜突起物に関する評価を行うこと、
を含む、半導体ウェーハの評価方法。
【請求項７】
前記被膜は窒化膜である、請求項６に記載の半導体ウェーハの評価方法。
【請求項８】
前記欠陥はパーティクルである、請求項６に記載の半導体ウェーハの評価方法。
【請求項９】
前記欠陥はパーティクルである、請求項７に記載の半導体ウェーハの評価方法。
【請求項１０】
前記被膜突起物に関する評価の結果に基づき、評価対象の半導体ウェーハの良否判定を行うこと、
を更に含む、請求項１～９のいずれか１項に記載の半導体ウェーハの評価方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハの評価方法および半導体ウェーハの製造方法に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハの評価方法としては、欠陥検査装置によって検出される輝点（ＬＰＤ：ＬｉｇｈｔＰｏｉｎｔＤｅｆｅｃｔ）に基づく方法が広く用いられている（例えば特許文献１および特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６４１４８０１号明細書
特開２０２３－０６１１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体ウェーハの表面には欠陥が存在し得る。これら欠陥の中には、欠陥検査装置の検出限界サイズを下回る微小な欠陥が含まれ得る。かかる微小な欠陥を含み得る半導体ウェーハに関する評価を行うことが可能になれば、例えば、その評価結果に基づき、半導体ウェーハの製造条件を、微小な欠陥の発生が抑制されるように変更することによって、微小な欠陥が少ない高品質な半導体ウェーハを製造することが可能となる。
【０００５】
本発明の一態様は、半導体ウェーハ表面に存在する欠陥を評価することができる新たな評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
例えば特許第６４１４８０１号明細書（特許文献１）および特開２０２３－０６１１１６号公報（特許文献２）に記載されているように、半導体ウェーハの評価のために、評価対象の半導体ウェーハの表面に被膜を形成することによって、この表面に存在する欠陥を拡張することが行われている。このような被膜を形成した後に欠陥検査装置によって被膜表面を観察すれば、被膜形成前と比べてＬＰＤ検出サイズを大きくすることができる。このことは、欠陥検査装置の検出限界サイズを下回る微小な欠陥を含み得る半導体ウェーハを評価するうえで好ましい。そこで本発明者らは、かかる被膜を評価対象の半導体ウェーハの表面に形成することを含む半導体ウェーハの評価方法について鋭意検討を重ねた。その結果、本発明者らは、評価対象の半導体ウェーハ表面に形成する被膜の膜厚を欠陥検査装置によって得られる散乱光強度が所定の強度以上となる膜厚範囲内に設定すること、および、被膜表面を走査電子顕微鏡によって観察してＬＰＤの種類を分類すること、を含む新たな評価方法を見出すに至った。
【０００７】
即ち、本発明の一態様は、以下の通りである。
［１］欠陥検査装置によって得られる散乱光強度が所定の強度以上となる被膜の膜厚範囲を決定すること、
評価対象の半導体ウェーハの表面に、この表面に存在する欠陥を拡張させる被膜を上記膜厚範囲内の膜厚で形成すること、
上記被膜の表面を欠陥検査装置によって検査してＬＰＤ測定を行うこと、
上記ＬＰＤ測定によって取得した座標データに基づき観察対象のＬＰＤの位置を特定し、この位置を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：ＳｃａｎｎｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）によって観察することにより上記観察対象のＬＰＤが上記被膜が盛り上がった被膜突起物か否かを判定すること、および、
上記被膜突起物に関する評価を行うこと、
を含む、半導体ウェーハの評価方法（以下、「第１の評価方法」とも記載する）。
［２］上記被膜の膜厚範囲を決定することは、
実験用ウェーハとして複数のウェーハを準備すること、
上記複数の実験用ウェーハの表面を欠陥検査装置によって検査してＬＰＤ測定を行うこと、
上記複数の実験用ウェーハの上記表面のそれぞれに異なる膜厚の被膜を形成すること、
上記複数の実験用ウェーハの上記被膜の表面を欠陥検査装置によって検査してＬＰＤ測定を行うこと、
上記複数の実験用ウェーハのそれぞれについて、上記被膜形成後のＬＰＤ測定によって取得した座標データに基づき観察対象のＬＰＤの位置を特定し、この位置を走査電子顕微鏡によって観察することによりＬＰＤを上記観察対象のＬＰＤが上記被膜が盛り上がった被膜突起物か否かを判定すること、
上記複数の実験用ウェーハのそれぞれの被膜突起物と判定されたＬＰＤについて、上記被膜形成前のＬＰＤ測定によって取得されたＬＰＤ検出サイズと上記被膜形成後のＬＰＤ測定によって取得されたＬＰＤ検出サイズとの比率を算出すること、および、
上記膜厚範囲を、上記算出された比率に基づいて決定すること、
を含む、［１］に記載の半導体ウェーハの評価方法。
［３］上記被膜は窒化膜である、［１］または［２］に記載の半導体ウェーハの評価方法。
［４］上記欠陥はパーティクルである、［１］～［３］のいずれかに記載の半導体ウェーハの評価方法。
［５］上記被膜は窒化膜であり、かつ
上記欠陥はパーティクルである、［２］～［４］のいずれかに記載の半導体ウェーハの評価方法。
［６］評価対象の半導体ウェーハの表面に、この表面に存在する欠陥を拡張させる被膜を７０ｎｍ以上１４０ｎｍ以下の範囲内の膜厚で形成すること、
上記被膜の表面を欠陥検査装置によって検査してＬＰＤ測定を行うこと、
上記ＬＰＤ測定によって取得した座標データに基づき観察対象のＬＰＤの位置を特定し、この位置を走査電子顕微鏡によって観察することにより上記観察対象のＬＰＤが上記被膜が盛り上がった被膜突起物か否かを判定すること、および、
上記被膜突起物に関する評価を行うこと、
を含む、半導体ウェーハの評価方法（以下、「第２の評価方法」とも記載する）。
［７］上記被膜は窒化膜である、［６］に記載の半導体ウェーハの評価方法。
［８］上記欠陥はパーティクルである、［６］または［７］に記載の半導体ウェーハの評価方法。
［９］上記欠陥はパーティクルである、［７］または［８］に記載の半導体ウェーハの評価方法。
［１０］上記被膜突起物に関する評価の結果に基づき、評価対象の半導体ウェーハの良否判定を行うこと、
を更に含む、［１］～［９］のいずれかに記載の半導体ウェーハの評価方法。
［１１］評価対象の製造条件下で半導体ウェーハを製造すること、
上記製造された半導体ウェーハを［１０］に記載の評価方法によって評価すること、
上記評価の結果に基づき、上記評価対象の製造条件に変更を加えた製造条件をその後の製造条件として決定するか、または、上記評価対象の製造条件を引き続き採用する製造条件として決定すること、および、
上記決定された製造条件下で半導体ウェーハを製造すること、
を含む半導体ウェーハの製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、半導体ウェーハ表面に存在する欠陥を評価することができる新たな評価方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、レンズ効果によるサイズ拡張の模式図である。
図２に、被膜突起物および成膜後パーティクルのＳＥＭ像の具体例を示す。
図３は、実施例において、４枚の実験用ウェーハについて、成膜前ＬＰＤ検出サイズをＸ軸に、成膜後ＬＰＤ検出サイズをＹ軸にプロットして得られたグラフである。
図４に、実施例において、５水準の評価対象ウェーハについて求められた被膜突起物の数を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［半導体ウェーハの評価方法］
本明細書において、第１の評価方法および第２の評価方法をまとめて「半導体ウェーハの評価方法」または「評価方法」とも記載する。特記しない限り、第１の評価方法に関する記載は第２の評価方法にも適用されるものとし、第２の評価方法に関する記載は第１の評価方法にも適用されるものとする。
（【００１１】以降は省略されています）

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