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公開番号2025159971
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-22
出願番号2024062885
出願日2024-04-09
発明の名称半導体ウェーハの評価方法
出願人信越半導体株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 21/66 20060101AFI20251015BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】
半導体ウェーハのノッチ近傍のウェーハ主面に形成されるオーバーポリッシュ(研磨痕など)を定量的に評価する方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
主表面及び主裏面を有する半導体ウェーハのノッチ部近傍の前記主表面及び主裏面の少なくとも一方に形成されるオーバーポリッシュを評価する半導体ウェーハの評価方法であって、静置した前記半導体ウェーハの評価対象の面に対し光軸が垂直になるように前記評価対象の面の上方に設置されたLED照明から前記ノッチ部を含む領域に光を照射する照射工程と、照射面からの反射光を、前記評価対象の面に対し撮像レンズの光軸が垂直になるように前記評価対象の面の上方に設置されたCCDカメラで明視野にて撮像する画像取得工程と、前記画像取得工程で取得した画像に撮像されたオーバーポリッシュの長さを画像解析により測長する測長工程と、を備えることを特徴とする半導体ウェーハの評価方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
主表面及び主裏面を有する半導体ウェーハのノッチ部近傍の前記主表面及び主裏面の少なくとも一方に形成されるオーバーポリッシュを評価する半導体ウェーハの評価方法であって、
静置した前記半導体ウェーハの評価対象の面に対し光軸が垂直になるように前記評価対象の面の上方に設置されたＬＥＤ照明から前記ノッチ部を含む領域に光を照射する照射工程と、
照射面からの反射光を、前記評価対象の面に対し撮像レンズの光軸が垂直になるように前記評価対象の面の上方に設置されたＣＣＤカメラで明視野にて撮像する画像取得工程と、
前記画像取得工程で取得した画像に撮像されたオーバーポリッシュの長さを画像解析により測長する測長工程と、を備えることを特徴とする半導体ウェーハの評価方法。
続きを表示（約 180 文字）【請求項２】
前記測長は、少なくとも前記ノッチ部近傍の前記面に形成された研磨痕を対象とすることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハの評価方法。
【請求項３】
前記測長は、前記半導体ウェーハの円周方向に対して垂直方向に形成された、前記面に形成された研磨痕を対象とすることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体ウェーハの評価方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハの評価方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造技術は日々進歩を遂げている。プロセスデザインルールの微細化と並行して、デバイスを３次元方向に積層する技術が開発されはじめている。その中に、半導体チップの電力効率を向上させることができる技術として、裏面から電力を供給するＢａｃｋｓｉｄｅＰｏｗｅｒＤｅｌｉｖｅｒｙＮｅｔｗｏｒｋ（ＢＳＰＤＮ）がある。この技術は、デバイス工程で２枚のウェーハを貼り合わせるプロセスを有する。貼り合わせ工程に用いられるウェーハの端部やノッチ部の品質が悪いと、端部までうまく貼り合わせられない場合や、２枚のウェーハの中心を合わせられない問題など、歩留まりの悪化につながる問題が懸念される。したがって、ウェーハの外周部やノッチ部まで高精度に平滑であることが求められ、当該領域を評価する手法は重要である。
【０００３】
特許文献１には、ノッチ部近傍における面取り面と主面との境界から、ウェーハの中心側に２ｍｍ内側までの領域にレーザー光を照射し、照射面からの散乱光を検知することで暗視野にて検査し、鏡面面取り加工により前記面取り面と前記主面との境界を越えて研磨されるオーバーポリッシュを検査する技術が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、ベベルエッジを照明するように配置した光源と、光軸がウェーハ表面に直交するように配置された対物レンズを有する撮像素子でベベルエッジの側面形状を取り込む技術が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、ウェーハの面取り面及び主面にウェーハ側面からＬＥＤ光を照射し、上面用ＣＣＤカメラ及び下面用ＣＣＤカメラによって面取り面及び主面を撮像し、撮像された明部の画像を画像処理装置によって画像処理することで、面取り面の形状を測定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１８－１８２１６０号公報
国際公開第２００８／１３９７３５号
特開２０１４－０８５２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
鏡面研磨されたウェーハは、ウェーハの外周部および端部まで高精度に平滑であることが求められる。ウェーハの加工工程においては、ウェーハの端部に形成される円周方向の研削痕を除去するために、前記ウェーハ端部の鏡面研磨を行う。特に、ノッチ内部の端部加工工程では、ウェーハ研磨部材をウェーハ円周方向に対して垂直方向に回転させて研磨加工を行うことがある。その際に、研磨部材がウェーハ主面上に深く入り込むことで、ウェーハ主面上に、ウェーハ円周方向と垂直な方向（半径方向）に研磨痕などが形成されることがある（以下、「オーバーポリッシュ」と称する）。このオーバーポリッシュが長く、ウェーハ主面のより内側まで入り込むと、デバイス作製工程の歩留まりへ影響を及ぼす可能性がある。そこで、このオーバーポリッシュを定量的に評価する手法が重要となる。
【０００８】
特許文献１に記載の光学条件では、オーバーポリッシュの定性的な観察はできても、円環状の画像を長方形画像に補正しているので、画像からの正確な測長が難しい。また、ノッチ部近傍の暗視野画像でオーバーポリッシュの痕跡が観察されている例が記載されているが、オーバーポリッシュの長さの定量解析方法は開示されていない。規格よりも内側にオーバーポリッシュが入りこむと、デバイス工程で歩留まりに影響を及ぼす可能性があるため、定量的な評価が必要である。
【０００９】
特許文献２には、ウェーハエッジ上の円周方向の研磨痕の有無を検出する評価方法について記載されているが、ノッチに対し半径方向に形成されるウェーハ主面のオーバーポリッシュの評価については記載されていない。
【００１０】
特許文献３の光学条件は、ウェーハ表面粗さによる反射光の低減（暗部）と、円周部の反射光増大（明部）の違いから研削痕を評価する技術である。これは、評価したい研削痕が円周方向に形成されることを利用し、その方向に形成される研削痕からの反射光が大きくなるような装置構成になっている。そのため、前記円周方向に形成される研削痕とは垂直な方向に形成される研磨痕からは、形成された研磨痕の方向を考慮すると反射光が十分に得られない可能性がある。また、ウェーハ主面が滑らかであれば主面で入射光が散乱せず、反射光が増大し、主面側の像が暗くなりにくい。したがって、本願発明で対象とするオーバーポリッシュを評価する方法としては適していない。
（【００１１】以降は省略されています）

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