JP6536502B2 - Method of manufacturing wafer for particle counter calibration - Google Patents
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Description
本発明は、パーティクルカウンタ校正用ウェーハの作製方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a particle counter calibration wafer.
パーティクルカウンタの校正用ウェーハとしてはPSL(ポリスチレンラテックス)を塗布したウェーハが一般的である。 A wafer coated with PSL (polystyrene latex) is generally used as a wafer for calibrating the particle counter.
パーティクルカウンタの校正用ウェーハを作製する技術として、PSLではないが、特許文献1では人工的なパーティクルをウェーハ上に形成する技術が開示されている。またその他の方法として、特許文献2や特許文献3ではデバイスプロセスで用いられるのと同様の手法により、パターニングから人工的にピットを形成する技術が開示されている。 Although it is not PSL as a technique of producing the wafer for calibration of a particle counter, in patent document 1, the technique of forming an artificial particle on a wafer is disclosed. As another method, Patent Document 2 and Patent Document 3 disclose a technique of forming pits artificially from patterning by the same method as that used in the device process.
一方で、特許文献4では人工的にパーティクルやピットを形成させず、ウェーハ表面の空孔状の欠陥を用いてパーティクルカウンタ校正用ウェーハとする方法が開示されている。 On the other hand, Patent Document 4 discloses a method in which particles or pits are not artificially formed, and a vacancy-like defect on the wafer surface is used as a wafer for particle counter calibration.
しかしながら、パーティクルカウンタの校正用ウェーハとして一般的なPSLを塗布したウェーハは高価であることが知られている。また複数回の使用により汚れが懸念されるが、ウェーハに塗布したPSLが脱落するため洗浄することができない。 However, it is known that a wafer coated with a general PSL as a wafer for calibrating a particle counter is expensive. Moreover, although there is a concern of contamination after multiple uses, it can not be cleaned because the PSL applied to the wafer falls off.
また、特許文献1〜3に記載の人工的にパーティクルもしくはピットを作製する技術は、デバイスプロセスで使用するものと同じ設備が必要である。さらに校正用ウェーハを作製する費用も高価となり、その作製に要する時間も掛かる。 In addition, the technology for artificially producing particles or pits described in Patent Documents 1 to 3 requires the same equipment as that used in the device process. Furthermore, the cost for producing the calibration wafer is also expensive, and the time required for the production also takes time.
特許文献4に記載のウェーハ表面の空孔状の欠陥を用いる方法は、その作製方法が示されておらず、現実的ではない。 The method of using the vacancy-like defects on the wafer surface described in Patent Document 4 is not practical because the method of manufacturing the method is not shown.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、洗浄により長期に使用可能なパーティクルカウンタ校正用ウェーハを安価かつ短時間に作製することができるパーティクルカウンタ校正用ウェーハの作製方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a method for producing a particle counter calibration wafer that can produce a wafer for particle counter calibration that can be used for a long time by cleaning inexpensively and in a short time. The purpose is to
上記目的を達成するために、本発明は、パーティクルカウンタ校正用ウェーハの作製方法であって、シリコンウェーハを準備する工程と、前記準備したシリコンウェーハに対してアニールを行うことにより該シリコンウェーハのバルク部にCOPを成長させる工程と、前記COPを成長させたシリコンウェーハの表面を鏡面研磨することにより、前記シリコンウェーハの表面に前記COPからなる穴を形成する工程とを有し、前記シリコンウェーハの表面に前記COPからなる穴が形成されたパーティクルカウンタ校正用ウェーハを作製することを特徴とするパーティクルカウンタ校正用ウェーハの作製方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention is a method of manufacturing a wafer for particle counter calibration, comprising the steps of: preparing a silicon wafer; and annealing the prepared silicon wafer to bulk the silicon wafer. And a step of forming a hole consisting of the COP in the surface of the silicon wafer by mirror-polishing the surface of the silicon wafer on which the COP is grown. There is provided a method of manufacturing a wafer for particle counter calibration characterized in that a wafer for particle counter calibration in which a hole made of the COP is formed on the surface is manufactured.
このような方法であれば、簡便な方法により、シリコンウェーハの表面にCOPからなる穴が形成されたパーティクルカウンタ校正用ウェーハを作製することができるので、洗浄により長期に使用可能なパーティクルカウンタ校正用ウェーハを安価かつ短時間で作製することができる。なお、COPとは「Crystal Originated Particle」の略であり、その実体は空洞欠陥である。 With such a method, it is possible to produce a wafer for particle counter calibration in which a hole made of COP is formed on the surface of a silicon wafer by a simple method. Wafers can be produced inexpensively and in a short time. COP is an abbreviation of "Crystal Originated Particle", and the entity is a hollow defect.
このとき、前記準備するシリコンウェーハを、鏡面研磨されたシリコンウェーハとすることができる。 At this time, the silicon wafer to be prepared can be a mirror-polished silicon wafer.
このように、本発明では、原料ウェーハとして、既に一度鏡面研磨まで行ったシリコンウェーハ(鏡面ウェーハ)を用いることができる。この方法では、標準的な鏡面ウェーハの製造プロセスに対してアニール工程と鏡面研磨工程をさらに追加するだけで良いため、安価かつ短時間で作製することが可能である。 As described above, in the present invention, a silicon wafer (mirror wafer) which has already been subjected to mirror polishing can be used as a raw material wafer. In this method, since it is only necessary to add the annealing step and the mirror polishing step to the standard mirror wafer manufacturing process, it is possible to produce at low cost and in a short time.
また、前記準備するシリコンウェーハを、シリコン単結晶インゴットから切り出したアズスライスウェーハをラッピング又は研削し、エッチングを行った一方で、鏡面研磨をしていないシリコンウェーハとすることができる。 In addition, while the silicon wafer to be prepared is lapped or ground by cutting an as-sliced wafer cut out from a silicon single crystal ingot and etched, a silicon wafer not subjected to mirror polishing can be obtained.
このように、本発明では、原料ウェーハとして、鏡面研磨を行う前のシリコンウェーハを用いることもできる。このような原料ウェーハを用いる場合には、パーティクルカウンタ校正用ウェーハを作製するまでに鏡面研磨を1回行えばよいため、より効率的にパーティクルカウンタ校正用ウェーハを作製することができる。 Thus, in the present invention, a silicon wafer before mirror polishing can also be used as a raw material wafer. When such a raw material wafer is used, mirror polishing may be performed once before producing the particle counter calibration wafer, so that the particle counter calibration wafer can be produced more efficiently.
また、本発明のパーティクルカウンタ校正用ウェーハの作製方法では、前記準備するシリコンウェーハを、酸素濃度が13ppma(JEIDA)以上のものとすることが好ましい。 Further, in the method of manufacturing a wafer for particle counter calibration of the present invention, it is preferable that the silicon wafer to be prepared has an oxygen concentration of 13 ppma (JEIDA) or more.
準備するシリコンウェーハとして、このようなシリコンウェーハを用いれば、COPを短時間の熱処理によって顕在化させることができる。 When such a silicon wafer is used as a silicon wafer to be prepared, COP can be made to appear by heat treatment for a short time.
また、前記準備するシリコンウェーハを、欠陥領域がV領域であるものとすることが好ましい。 Preferably, the silicon wafer to be prepared has a defect area of V area.
準備するシリコンウェーハとして、このようなシリコンウェーハを用いれば、COPを熱処理によって容易に顕在化させることができる。 If such a silicon wafer is used as the silicon wafer to be prepared, COP can be easily revealed by heat treatment.
また、前記アニールを行うときに、前記シリコンウェーハのバルク中に20〜80nmのサイズのCOPを成長させる条件でアニールを行うことが好ましい。 Moreover, when performing said annealing, it is preferable to anneal on the conditions which make COP of the size of 20-80 nm grow in the bulk of the said silicon wafer.
上記のようなサイズのCOPを成長させることで、パーティクルカウンタで実際に測定されるウェーハの表面にある異物やウェーハ上の窪みのサイズに近いCOPからなる穴が形成されたパーティクルカウンタ校正用ウェーハを作製することができる。 By growing a COP of the above-mentioned size, a particle counter calibration wafer in which a hole composed of a foreign substance on the surface of the wafer actually measured by the particle counter or a COP consisting of a size close to the size of a depression on the wafer is formed. It can be made.
また、前記アニールをアルゴン雰囲気で行うことができる。 Also, the annealing can be performed in an argon atmosphere.
COPを顕在化させるアニール工程の雰囲気として、アルゴン(Ar)雰囲気を好適に用いることができる。 An argon (Ar) atmosphere can be suitably used as an atmosphere of the annealing step for eliciting COP.
また、前記COPを成長させたシリコンウェーハの表面を鏡面研磨するときに、前記シリコンウェーハの表面に20〜80nmのサイズのCOPが露出するように鏡面研磨することが好ましい。 In addition, when mirror-polishing the surface of the silicon wafer on which the COP is grown, it is preferable to mirror-polish so that COP of a size of 20 to 80 nm is exposed on the surface of the silicon wafer.
このような鏡面研磨を行うことで、パーティクルカウンタで実際に測定されるウェーハの表面にある異物やウェーハ上の窪みのサイズに近いCOPからなる穴が形成されたパーティクルカウンタ校正用ウェーハを作製することができる。 By performing such mirror polishing, a particle counter calibration wafer having holes formed of foreign matter on the surface of the wafer actually measured by the particle counter and COPs close to the size of the depression on the wafer is formed. Can.
また、前記パーティクルカウンタ校正用ウェーハを、測定対象のシリコンウェーハの表面上に存在する異物又は該測定対象のシリコンウェーハの表面に現れる窪みを異なるパーティクルカウンタ間で測定するときに、該異なるパーティクルカウンタ間の検出感度の校正に用いることができる。 In addition, when measuring the particle counter calibration wafer between foreign particle counters when measuring foreign particles present on the surface of the silicon wafer to be measured or the depressions appearing on the surface of the silicon wafer to be measured between different particle counters It can be used to calibrate the detection sensitivity of
本発明の作製方法により作製したパーティクルカウンタ校正用ウェーハを、上記のような異なるパーティクルカウンタ間の検出感度の校正に好適に用いることができる。 The wafer for calibrating particle counters manufactured by the manufacturing method of the present invention can be suitably used for calibration of detection sensitivity between different particle counters as described above.
本発明のパーティクルカウンタ校正用ウェーハの作製方法であれば、簡便な方法により、シリコンウェーハの表面にCOPからなる穴が形成されたパーティクルカウンタ校正用ウェーハを作製することができるので、洗浄により長期に使用可能なパーティクルカウンタ校正用ウェーハを安価かつ短時間で作製することができる。また、本発明の製造方法により製造されたパーティクルカウンタ校正用ウェーハは、汚れた場合でも洗浄が可能となり、PSL塗布ウェーハのようなPSL粒子の脱落の懸念もなく、長期間の使用が可能である。 According to the method of manufacturing a wafer for particle counter calibration of the present invention, a wafer for particle counter calibration in which a hole made of COP is formed on the surface of a silicon wafer can be manufactured by a simple method. A usable wafer for particle counter calibration can be manufactured inexpensively and in a short time. In addition, the wafer for particle counter calibration manufactured by the manufacturing method of the present invention can be cleaned even when it gets dirty, and it can be used for a long time without concern of falling off of PSL particles such as PSL coated wafer. .
以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of an embodiment with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
図1は、本発明のパーティクルカウンタ校正用ウェーハの作製方法を示すフロー図である。 FIG. 1 is a flow chart showing a method of manufacturing a wafer for particle counter calibration of the present invention.
まず、図1のS11に示すように、パーティクルカウンタ校正用ウェーハの原料となるシリコンウェーハを準備する。ここで準備するシリコンウェーハは熱処理(アニール)によりCOPが成長するシリコンウェーハとする。特に、欠陥領域がV領域のウェーハであることが好ましい。ここでV領域とは、シリコン単結晶において、シリコン原子の不足から発生するVacancyと呼ばれる空孔型の点欠陥が多い領域である。この点欠陥は凝集してCOPとなり、さらに、このCOPは熱処理により成長して顕在化する。また、COPを短時間の熱処理で顕在化させるためには、準備するシリコンウェーハの酸素濃度は13ppma(JEIDA)以上であることが好ましい。 First, as shown in S11 of FIG. 1, a silicon wafer to be a raw material of a wafer for particle counter calibration is prepared. The silicon wafer prepared here is a silicon wafer on which COP is grown by heat treatment (annealing). In particular, it is preferable that the defect area is a wafer in the V area. Here, the V region is a region in which there are many vacancy-type point defects called Vacancy that are generated due to a shortage of silicon atoms in a silicon single crystal. The point defects aggregate to form COPs, and further, the COPs grow and become apparent by heat treatment. Moreover, in order to make COP manifest by heat treatment for a short time, it is preferable that the oxygen concentration of the silicon wafer to prepare is 13 ppma (JEIDA) or more.
次に、図1のS12に示すように、準備したシリコンウェーハに対してアニールを行うことにより、シリコンウェーハのバルク部にCOPを成長させる。このアニールはアルゴン雰囲気で行うことができる。COPを顕在化させるアニール工程の雰囲気として、アルゴン雰囲気を好適に用いることができる。 Next, as shown in S12 of FIG. 1, COP is grown on the bulk part of the silicon wafer by annealing the prepared silicon wafer. This annealing can be performed in an argon atmosphere. An argon atmosphere can be suitably used as an atmosphere for the annealing step for eliciting COP.
このアニールを行うときに、シリコンウェーハのバルク中に20〜80nmのサイズのCOPを成長させる条件でアニールを行うことが好ましい。上記のようなサイズのCOPを成長させることで、パーティクルカウンタで実際に測定されるウェーハの表面にある異物やウェーハ上の窪みのサイズに近いCOPからなる穴が形成されたパーティクルカウンタ校正用ウェーハを作製することができる。具体的には、アルゴン雰囲気中で最高温度は1200℃、その時の保持時間は1時間程度が好ましい。また1200℃に到達するまでの昇温速度や、常温に戻す際の降温速度は、ウェーハ外周やボートとの支持点に発生するスリップが生じないように設定することが好ましい。 When this annealing is carried out, it is preferable to carry out the annealing under the conditions to grow COP of a size of 20 to 80 nm in the bulk of the silicon wafer. By growing a COP of the above-mentioned size, a particle counter calibration wafer in which a hole composed of a foreign substance on the surface of the wafer actually measured by the particle counter or a COP consisting of a size close to the size of a depression on the wafer is formed. It can be made. Specifically, the maximum temperature is preferably 1200 ° C. in an argon atmosphere, and the holding time at that time is preferably about 1 hour. Further, it is preferable to set the temperature rising rate until reaching 1200 ° C. and the temperature lowering rate when returning to the normal temperature so as not to cause the slip occurring at the wafer outer periphery or the supporting point with the boat.
ただし、このアニール工程の目的は、ウェーハ表層から次工程(S13)で鏡面研磨によって除去される深さに、Void系の欠陥、すなわちCOPを成長させることであるため、上記熱処理条件に限定されず、使用するウェーハの酸素濃度、ウェーハ原料となるシリコン単結晶インゴットの引上げ速度、切り出された結晶位置等により種々の雰囲気、熱処理温度、熱処理時間を適用することができ、例えば単段の抵抗加熱熱処理、RTAの他に、これらを組み合わせたり、複数段の抵抗加熱熱処理を適用させることも可能である。このアニール工程で重要なことは、顕在化させるCOPのサイズ及び密度を校正用ウェーハに適用可能な範囲に制御することである。 However, since the purpose of this annealing step is to grow a Void defect, that is, COP, to a depth where the wafer surface layer is removed by mirror polishing in the next step (S13), the invention is not limited to the above heat treatment conditions. Various atmospheres, heat treatment temperatures, heat treatment times can be applied according to the oxygen concentration of the wafer used, the pulling rate of the silicon single crystal ingot serving as the wafer raw material, the cut-out crystal position, etc. In addition to RTA, it is also possible to combine these or apply multiple stages of resistance heating treatments. What is important in this annealing step is to control the size and density of the COPs to be revealed within the range applicable to the calibration wafer.
次に、図1のS13に示すように、COPを成長させたシリコンウェーハの表面を鏡面研磨することにより、シリコンウェーハの表面にCOPからなる穴を形成する。この鏡面研磨工程は、CMP(Chemical Mechanical Polishing)加工により行うことが一般的である。COPを成長させたシリコンウェーハの表面を鏡面研磨するときに、シリコンウェーハの表面に20〜80nmのサイズのCOPが露出するように鏡面研磨することが好ましい。このような鏡面研磨を行うことで、パーティクルカウンタで実際に測定されるウェーハの表面にある異物やウェーハ上の窪みのサイズに近いCOPからなる穴が形成されたパーティクルカウンタ校正用ウェーハを作製することができる。 Next, as shown in S13 of FIG. 1, the surface of the silicon wafer on which COP is grown is mirror-polished to form holes made of COP on the surface of the silicon wafer. The mirror polishing step is generally performed by CMP (Chemical Mechanical Polishing) processing. When mirror-polishing the surface of the silicon wafer on which COP is grown, it is preferable to mirror-polish so that COP of a size of 20 to 80 nm is exposed on the surface of the silicon wafer. By performing such mirror polishing, a particle counter calibration wafer having holes formed of foreign matter on the surface of the wafer actually measured by the particle counter and COPs close to the size of the depression on the wafer is formed. Can.
この鏡面研磨工程での研磨取り代は、前述のアニール工程での温度と時間により様々な条件となり得る。例えば前述のようにアニール工程の最高温度を1200℃とし、保持する時間を1時間程度とした場合は、鏡面研磨工程での取り代は0.5μm程度が好ましく、アニール工程で成長したCOPをこの研磨取り代で表層に露出させることが可能である。 Polishing removal in this mirror polishing process can be various conditions depending on the temperature and time in the above-mentioned annealing process. For example, as described above, when the maximum temperature of the annealing step is 1200 ° C. and the holding time is about 1 hour, the removal amount in the mirror polishing step is preferably about 0.5 μm, and COP grown in the annealing step is It is possible to expose to the surface layer by polishing removal.
以上のようにして、シリコンウェーハの表面にCOPからなる穴が形成されたパーティクルカウンタ校正用ウェーハを作製することができる。本発明のパーティクルカウンタ校正用ウェーハの作製方法であれば、簡便な方法により、シリコンウェーハの表面にCOPからなる穴が形成されたパーティクルカウンタ校正用ウェーハを作製することができるので、洗浄により長期に使用可能なパーティクルカウンタ校正用ウェーハを安価かつ短時間で作製することができる。また、パーティクルサイズの校正をウェーハ表面に露出させたCOPで行うことにより、このパーティクルカウンタ校正用ウェーハが汚れた場合でも洗浄が可能となり、PSL塗布ウェーハのようなPSL粒子の脱落の懸念もなく、長期間の使用が可能である。 As described above, it is possible to produce a wafer for particle counter calibration in which a hole made of COP is formed on the surface of a silicon wafer. According to the method of manufacturing a wafer for particle counter calibration of the present invention, a wafer for particle counter calibration in which a hole made of COP is formed on the surface of a silicon wafer can be manufactured by a simple method. A usable wafer for particle counter calibration can be manufactured inexpensively and in a short time. Also, by performing particle size calibration with COP exposed on the wafer surface, even if the wafer for particle counter calibration becomes dirty, cleaning becomes possible, and there is no concern of PSL particles falling off like PSL coated wafers, It can be used for a long time.
上記のようにして作製したパーティクルカウンタ校正用ウェーハは、測定対象のシリコンウェーハの表面上に存在する異物又は測定対象のシリコンウェーハの表面に現れる窪みを異なるパーティクルカウンタ間で測定するときに、異なるパーティクルカウンタ間の検出感度の校正に用いることができる。本発明の作製方法により作製したパーティクルカウンタ校正用ウェーハを、上記のような異なるパーティクルカウンタ間の検出感度の校正に好適に用いることができる。 The particle counter calibration wafer manufactured as described above has different particles when measuring foreign particles present on the surface of the silicon wafer to be measured or depressions appearing on the surface of the silicon wafer to be measured between different particle counters. It can be used to calibrate detection sensitivity between counters. The wafer for calibrating particle counters manufactured by the manufacturing method of the present invention can be suitably used for calibration of detection sensitivity between different particle counters as described above.
次に、図2(a)を参照しながら、本発明のパーティクルカウンタ校正用ウェーハの作製方法のより具体的な一例を説明する。図2(a)に示すフローは、既に鏡面加工されたシリコンウェーハを使用する際のフローである。すなわち、この実施形態は、一度完成した鏡面ウェーハを利用する方法である。 Next, with reference to FIG. 2A, a more specific example of the method of manufacturing a wafer for particle counter calibration of the present invention will be described. The flow shown in FIG. 2A is a flow when using a silicon wafer which has already been mirror-finished. That is, this embodiment is a method of utilizing a mirror surface wafer which has been completed once.
まず、図2(a)のS21に示すように、鏡面研磨されたシリコンウェーハ(鏡面ウェーハ)を準備する。このときの準備する鏡面ウェーハは、標準的な鏡面ウェーハの製造プロセスを経て作製されたシリコンウェーハとすることができる。このようなシリコンウェーハを用いる場合には、在庫になったウェーハを利用することもできる。その他の点については、図1のS11で準備するシリコンウェーハと同様である。 First, as shown in S21 of FIG. 2A, a mirror-polished silicon wafer (mirror wafer) is prepared. The mirror surface wafer to be prepared at this time can be a silicon wafer manufactured through a standard mirror surface wafer manufacturing process. In the case of using such a silicon wafer, it is also possible to use a stocked wafer. The other points are the same as the silicon wafer prepared in S11 of FIG.
次に、図2(a)のS22に示すように、鏡面研磨されたシリコンウェーハ対してアニールを行うことにより、シリコンウェーハのバルク部にCOPを成長させる。この工程は図1のS12のアニール工程と同様である。 Next, as shown in S22 of FIG. 2A, COP is grown on the bulk portion of the silicon wafer by annealing the mirror-polished silicon wafer. This process is the same as the annealing process of S12 of FIG.
次に、図2(a)のS23に示すように、COPを成長させたシリコンウェーハの表面を鏡面研磨することにより、シリコンウェーハの表面にCOPからなる穴を形成する。この工程も図1のS13の鏡面研磨工程と同様である。 Next, as shown in S23 of FIG. 2A, the surface of the silicon wafer on which COP is grown is mirror-polished to form a hole made of COP in the surface of the silicon wafer. This process is also similar to the mirror polishing process of S13 of FIG.
以上のようにして、シリコンウェーハの表面にCOPからなる穴が形成されたパーティクルカウンタ校正用ウェーハを作製することができる。また、本実施形態では、標準的な鏡面ウェーハの製造プロセスに対してアニール工程と鏡面研磨工程をさらに追加するだけで良いため、安価かつ短時間で作製することが可能である。 As described above, it is possible to produce a wafer for particle counter calibration in which a hole made of COP is formed on the surface of a silicon wafer. Further, in the present embodiment, since it is only necessary to further add the annealing step and the mirror polishing step to the standard mirror wafer manufacturing process, it is possible to manufacture at low cost and in a short time.
次に、図2(b)を参照しながら、本発明のパーティクルカウンタ校正用ウェーハの作製方法の他の具体例を説明する。図2(b)に示すフローは、標準的な鏡面シリコンウェーハ作製プロセスにおける最終段階である鏡面研磨工程の前にアニール工程を入れるフローである。 Next, with reference to FIG. 2B, another specific example of the method of manufacturing a wafer for particle counter calibration of the present invention will be described. The flow shown in FIG. 2 (b) is a flow in which the annealing step is put in front of the mirror polishing step which is the final step in the standard mirror silicon wafer manufacturing process.
まず、図2(b)のS31に示すように、シリコン単結晶インゴットから切り出したアズスライスウェーハをラッピング又は研削し、エッチングを行った一方で、鏡面研磨をしていないシリコンウェーハを準備する。必要に応じてその他の工程を行ってもよい。より具体的には、標準的な鏡面シリコンウェーハの作製工程であるスライス、面取り、ラップ又は平面研削(両頭研削)、エッチング、鏡面研磨のうちのエッチングまで行ったシリコンウェーハを準備することができる。また、エッチング工程と鏡面研磨工程との間に最終的な鏡面研磨ではない両面研磨工程や裏面研磨工程があれば、その両面研磨工程や裏面研磨工程まで行ったシリコンウェーハを準備することもできる。その他の点については、図1のS11で準備するシリコンウェーハと同様である。 First, as shown in S31 of FIG. 2B, an as-sliced wafer cut out from a silicon single crystal ingot is lapped or ground and etched, while a silicon wafer not subjected to mirror polishing is prepared. Other steps may be performed as needed. More specifically, it is possible to prepare a silicon wafer which has been subjected to etching of slicing, chamfering, lapping or surface grinding (double-head grinding), etching, and mirror polishing which is a standard mirror silicon wafer manufacturing process. In addition, if there is a double side polishing process or a back side polishing process which is not final mirror polishing between the etching process and the mirror surface polishing process, it is also possible to prepare a silicon wafer which has been subjected to the double side polishing process or the back side polishing process. The other points are the same as the silicon wafer prepared in S11 of FIG.
次に、図2(b)のS32に示すように、鏡面研磨をしていないシリコンウェーハ対してアニールを行うことにより、シリコンウェーハのバルク部にCOPを成長させる。この工程は図1のS12のアニール工程と同様である。 Next, as shown in S32 of FIG. 2B, COP is grown on the bulk portion of the silicon wafer by annealing the silicon wafer which is not mirror-polished. This process is the same as the annealing process of S12 of FIG.
次に、図2(b)のS33に示すように、COPを成長させたシリコンウェーハの表面を鏡面研磨することにより、シリコンウェーハの表面にCOPからなる穴を形成する。この工程も図1のS13の鏡面研磨工程と同様である。 Next, as shown in S33 of FIG. 2B, the surface of the silicon wafer on which COP is grown is mirror-polished to form holes made of COP in the surface of the silicon wafer. This process is also similar to the mirror polishing process of S13 of FIG.
以上のようにして、シリコンウェーハの表面にCOPからなる穴が形成されたパーティクルカウンタ校正用ウェーハを作製することができる。本実施形態では、準備するシリコンウェーハとして、鏡面研磨をしていないシリコンウェーハを用いているので、パーティクルカウンタ校正用ウェーハを作製するまでに鏡面研磨を1回行えばよい。そのため、より効率的にパーティクルカウンタ校正用ウェーハを作製することができる。 As described above, it is possible to produce a wafer for particle counter calibration in which a hole made of COP is formed on the surface of a silicon wafer. In the present embodiment, a silicon wafer which is not mirror-polished is used as a silicon wafer to be prepared, so mirror-grinding may be performed once before manufacturing a wafer for particle counter calibration. Therefore, the wafer for particle counter calibration can be produced more efficiently.
図3は、図1のS13、図2(a)のS23、及び図2(b)のS33に示される鏡面研磨工程後にウェーハ表面に現れたCOP(すなわち、ウェーハ表面に露出した穴)のSEM画像の一例である。ここでは穴(COP)のサイズは省略するが、本画像は全て同一倍率であるため、様々なサイズのCOPが得られていることが分かる。パーティクルカウンタの校正用ウェーハとして重要な要素は、PSLを塗布したウェーハであっても、本発明の作製方法で作製された校正用ウェーハであっても、ユースポイント(実際に測定されるウェーハの表面にある異物やウェーハ上の窪み)に近いPSLサイズや穴のサイズ(表面に現れたCOPのサイズ)が存在していることである。したがって、図3のように様々なサイズの穴(表面に現れたCOP)が存在する方が良い。また異なったサイズの穴(表面に現れたCOP)が求められる場合は、前述のアニール工程での温度や保持時間を変更すれば良く、さらには鏡面研磨工程の研磨取り代を変更しても良い。このとき、ユースポイントについて具体的に一例を挙げると20nm〜80nmの範囲が好ましい。 FIG. 3 is an SEM of COP (that is, a hole exposed on the wafer surface) appearing on the wafer surface after the mirror polishing process shown in S13 of FIG. 1, S23 of FIG. 2A, and S33 of FIG. It is an example of an image. Although the size of the hole (COP) is omitted here, it can be seen that COPs of various sizes are obtained because all the main images have the same magnification. An important factor as a wafer for calibration of particle counters is a wafer coated with PSL or a calibration wafer manufactured by the manufacturing method of the present invention, the point of use (the surface of the wafer actually measured) There is a PSL size and a hole size (the size of COP appearing on the surface) close to the foreign matter and the depression on the wafer. Therefore, as shown in FIG. 3, it is better that holes of various sizes (COP appearing on the surface) be present. In addition, when holes of different sizes (COP appearing on the surface) are required, the temperature and holding time in the above-mentioned annealing step may be changed, and further, the polishing allowance in the mirror polishing step may be changed. . At this time, if an example is specifically given about a use point, the range of 20 nm-80 nm is preferable.
図4は鏡面研磨後にウェーハ表面に現れたCOPをAFM(Atomic Force Microscope)により観察した画像の一例である。また図5は、図4に示したCOPについてAFMによりCOPの穴径を測定した例である。ここで、図5において、2つの上向きの三角(△)間の距離がCOPの穴径に相当する。このように、図3で示したCOPを複数個AFMにより観察し、その穴径を測定することで、その測定値がパーティクルカウンタ校正用の基準値となる。 FIG. 4 is an example of an image obtained by observing COP appeared on the wafer surface after mirror polishing by AFM (Atomic Force Microscope). FIG. 5 is an example in which the hole diameter of COP is measured by AFM for COP shown in FIG. Here, in FIG. 5, the distance between two upward triangles (Δ) corresponds to the hole diameter of COP. As described above, by observing a plurality of COPs shown in FIG. 3 by AFM and measuring the hole diameter, the measured value becomes a reference value for particle counter calibration.
なお、上記では、COPの穴径をAFMにより測定したが、測定値に信頼性があり、またユースポイントの穴径が測定できれば、例えばレーザー顕微鏡やSEMなども使用可能である。ただし、鏡面ウェーハを非破壊で測定できることが条件である。 In the above, the hole diameter of COP was measured by AFM, but if the measured value is reliable and the hole diameter of the point of use can be measured, for example, a laser microscope, SEM, etc. can also be used. However, it is a condition that a mirror surface wafer can be measured nondestructively.
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより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。 EXAMPLES The present invention will be more specifically described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these.
(実施例)
CZ法(チョクラルスキー法)で成長させた直径300mmのシリコン単結晶インゴットから得られた鏡面ウェーハを2枚準備した。ここでパーティクルカウンタ校正用ウェーハの作製フローは、図2(a)に示すものであり、在庫となっている鏡面シリコンウェーハ(欠陥領域がV領域であり、酸素濃度が14ppma(JEIDA)であるもの)を利用した。
(Example)
Two mirror surface wafers obtained from a silicon single crystal ingot 300 mm in diameter grown by the CZ method (Czochralski method) were prepared. Here, the manufacturing flow of the particle counter calibration wafer is shown in FIG. 2A, and is a mirror surface silicon wafer which is in stock (the defect area is the V area and the oxygen concentration is 14 ppma (JEIDA) ) Was used.
アニール工程はアルゴン雰囲気で行い、図6に示すアニールレシピを用いた。すなわち、熱処理の最高温度は1200℃であり、最高温度での保持時間は1時間である。次の鏡面研磨工程はCMP加工により行い、1枚は研磨取り代0.5μm狙いで研磨し、もう1枚は研磨取り代2μm狙いで研磨した。ここで、2枚のウェーハで研磨条件(研磨取り代)を変えた理由は、ウェーハ表面に露出させたCOPのサイズとして、様々なCOPサイズを得るためである。 The annealing step was performed in an argon atmosphere, and the annealing recipe shown in FIG. 6 was used. That is, the maximum temperature of the heat treatment is 1200 ° C., and the holding time at the maximum temperature is 1 hour. The next mirror polishing step was performed by CMP processing, one was polished with an aim of 0.5 μm for polishing removal, and the other was polished with an aim of 2 μm for polishing removal. Here, the reason for changing the polishing conditions (polishing removal amount) between two wafers is to obtain various COP sizes as the size of COP exposed on the wafer surface.
ウェーハ表面に現れたCOPの特定にはレーザーテック社製ウェーハ欠陥検査レビュー装置 M5640を用いた。この装置ではウェーハ表面上にある欠陥の位置(座標)と、その欠陥が異物(凸状)か、又は窪み(凹状)かについて大凡の判定が可能である。 A laser defect inspection review device M5640 manufactured by Lasertec Corporation was used to identify the COP appearing on the wafer surface. In this apparatus, it is possible to roughly determine the position (coordinates) of a defect present on the wafer surface and whether the defect is a foreign substance (convex) or a dent (concave).
ただし、本発明のようにCOPを特定したい場合は、上記のM5640で測定した欠陥の座標情報を利用し、欠陥座標が特定できるSEM、いわゆるレビューSEMを用いることでCOPを特定することが可能となる。その画像の一例が、図3に示したSEM像である。なお、本実施例で使用したレビューSEMは、日立ハイテクノロジーズ社製RS−5000である。 However, when it is desired to specify COP as in the present invention, it is possible to specify COP by using a so-called review SEM which can specify defect coordinates using defect coordinate information measured by M 5640 described above. Become. An example of the image is the SEM image shown in FIG. The review SEM used in this example is RS-5000 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation.
COPとして特定できた欠陥に関しては、図4に示すようにAFMによりCOPを観察し、図5に示すようにCOPの穴径を測定した。今回準備した2枚のウェーハからは各2点のCOPの穴径を測定し、研磨取り代2μmで研磨したウェーハから得られたCOPの穴径が26nmと42nm、研磨取り代0.5μmで研磨したウェーハから得られたCOPの穴径が65nmと78nmであった。ここで、AFMはパークシステムズ社製XE−WAFERを使用した。 With regard to defects that could be identified as COP, COP was observed by AFM as shown in FIG. 4, and the hole diameter of COP was measured as shown in FIG. From the two wafers prepared this time, the hole diameter of COP at each 2 points was measured, and the hole diameter of COP obtained from the wafer polished with a polishing allowance of 2 μm was 26 nm and 42 nm, and polishing was performed with a polishing allowance of 0.5 μm. The hole diameters of COP obtained from the obtained wafer were 65 nm and 78 nm. Here, AFM used Park Systems, Inc. XE-WAFER.
この2枚のシリコンウェーハをパーティクルカウンタ校正用ウェーハとして用いた。この2枚のウェーハを校正対象のパーティクルカウンタで測定した結果を図7に示す。 The two silicon wafers were used as particle counter calibration wafers. The results of measuring these two wafers with the particle counter to be calibrated are shown in FIG.
本実施例では2台のパーティクルカウンタについて校正を実施した。ここで、この2台は一方をA号機、他方をB号機として示す。まずA号機に関しては、パーティクルカウンタ校正用ウェーハのCOP穴径とA号機が示す欠陥サイズの各点の差は最大でも2nm程度であり、また相関グラフの傾きも0.99とほぼ一致した。 In the present embodiment, calibration was performed for two particle counters. Here, one of the two units is indicated as a unit A and the other as a unit B. First of all, regarding the unit A, the difference between the COP hole diameter of the wafer for particle counter calibration and each point of the defect size indicated by the unit A is at most about 2 nm, and the slope of the correlation graph almost agrees with 0.99.
次にB号機では、パーティクルカウンタ校正用ウェーハのCOP穴径が60nmより小さい場合では、A号機が示す欠陥サイズより小さく、反対にパーティクルカウンタ校正用ウェーハのCOP穴径が60nmより大きい場合ではA号機が示す欠陥サイズより大きく測定されることがわかった。図7のグラフからも60nm付近ではCOP穴径との差はほとんど無いが、60nmから離れるにしたがって、COP穴径を正しく判定できていないことが分かった。また相関グラフの傾きは1.18とA号機と比較しても明らかに傾きが異なることが分かった。そこで、B号機の校正を行うことにより、A号機と同様の測定結果が得られることを確認した。 Next, in Unit B, if the particle diameter of the particle counter calibration wafer is smaller than 60 nm, the defect size shown by Unit A is smaller, and if the particle diameter of the particle counter calibration wafer is larger than 60 nm, Unit A It was found that the size of the defect was measured to be larger than that of From the graph of FIG. 7 also, it is found that there is almost no difference from the COP hole diameter near 60 nm, but the COP hole diameter can not be determined correctly as the distance from 60 nm increases. In addition, it was found that the slope of the correlation graph is obviously different from that of the 1.18 car as compared with the A car. Therefore, it was confirmed that the measurement result similar to that of the unit A can be obtained by calibrating the unit B.
図8は長期間の使用を想定した洗浄テストの結果を示している。洗浄テストに使用したウェーハは上記に示した2枚のうちの1枚である。洗浄条件はアンモニア水(濃度:28%)、過酸化水素水(濃度:30%)、水を用いた洗浄液でその比率は1:1:10、温度は70℃で、この洗浄液でのサンプルウェーハの保持時間は3分とした。また洗浄前後で使用したパーティクルカウンタはKLA−Tencor社製SurfScan SP3である。図8に示すように実施例のサンプルウェーハは洗浄前後でカウントされた欠陥個数が変化することなく204個だった。 FIG. 8 shows the result of the cleaning test assuming long-term use. The wafer used for the cleaning test is one of the two shown above. The washing conditions are: ammonia water (concentration: 28%), hydrogen peroxide solution (concentration: 30%), washing solution using water: the ratio is 1: 1: 10, the temperature is 70 ° C., and the sample wafer with this washing solution Retention time was 3 minutes. The particle counter used before and after cleaning is SurfScan SP3 manufactured by KLA-Tencor. As shown in FIG. 8, the number of defects in the sample wafer of the example was 204 without change in the number of defects before and after cleaning.
(比較例)
ウェーハ上に37nm〜88nmまでのPSL粒子を塗布し、その後200℃のベーク温度で3分保持し、比較例のパーティクルカウンタ校正用ウェーハを作製した。このようにして作製した比較例のパーティクルカウンタ校正用ウェーハも上記の実施例と同時に洗浄テストを行った。洗浄条件は前述の実施例と同じである。実施例と同様にパーティクルカウンタSurfScan SP3で洗浄前後のカウント数を確認したところ、図8に示すように洗浄前は261個観察されていたPSL粒子が、洗浄後には185個と約3割のPSL粒子の脱落が確認された。
(Comparative example)
PSL particles of 37 nm to 88 nm were coated on the wafer, and then held for 3 minutes at a baking temperature of 200 ° C. to prepare a wafer for particle counter calibration of a comparative example. The wafer for calibrating the particle counter of the comparative example manufactured in this manner was also subjected to the cleaning test simultaneously with the above example. The washing conditions are the same as in the previous example. The number of counts before and after washing was confirmed with the particle counter SurfScan SP3 in the same manner as in the example, and as shown in FIG. Dropout of particles was confirmed.
以上の結果から、実施例の作製方法により作製したパーティクルカウンタ校正用ウェーハにより、パーティクルカウンタの校正を行うことができた。具体的には、本実施例の場合、B号機に対して校正を加えることができた。また、A号機とB号機の機差についても把握できた。さらに、洗浄テストにおいては、比較例のパーティクルカウンタ校正用ウェーハ(PSL塗布ウェーハ)はPSL粒子の脱落が確認され、長期の使用が懸念される一方、実施例のパーティクルカウンタ校正用ウェーハはカウント数が変化せず長期の使用が可能であることが証明された。 From the above results, it was possible to calibrate the particle counter using the wafer for calibrating the particle counter fabricated by the fabrication method of the example. Specifically, in the case of the present embodiment, calibration could be added to the unit B. In addition, I was able to understand the machine difference between the A and B units. Furthermore, in the cleaning test, the particle counter calibration wafer (PSL coated wafer) of the comparative example is confirmed to come off PSL particles, and there is concern about long-term use, while the particle counter calibration wafer of the example has a count number It has been proved that long-term use is possible without change.
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。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is an exemplification, and it has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any one having the same function and effect can be used. It is included in the technical scope of the invention.
Claims (9)
シリコンウェーハを準備する工程と、
前記準備したシリコンウェーハに対してアニールを行うことにより該シリコンウェーハのバルク部にCOPを成長させる工程と、
前記COPを成長させたシリコンウェーハの表面を鏡面研磨することにより、前記シリコンウェーハの表面に前記COPからなる穴を形成する工程と
を有し、
前記シリコンウェーハの表面に前記COPからなる穴が形成されたパーティクルカウンタ校正用ウェーハを作製することを特徴とするパーティクルカウンタ校正用ウェーハの作製方法。 A method of manufacturing a wafer for particle counter calibration, comprising:
Preparing a silicon wafer;
Growing COP on a bulk portion of the prepared silicon wafer by annealing the prepared silicon wafer;
Forming a hole made of the COP on the surface of the silicon wafer by mirror-polishing the surface of the silicon wafer on which the COP has been grown;
What is claimed is: 1. A method of producing a particle counter calibration wafer comprising producing a particle counter calibration wafer having a hole made of the COP formed on the surface of the silicon wafer.
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