[发明专利]半导体晶片的评价方法及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体晶片(semiconductor wafer)的评价方法及使用该评价方法的制造方法。

背景技术

通常，单晶硅晶片等半导体晶片的制造方法，具有：切片工序，其对根据提拉法(Czochralski Method，CZ法)所获得的单晶棒进行切片，并加工成薄圆板状的晶片；倒角工序，其对外周部进行倒角，以防止发生晶片的破损、缺口；研光(lapping)工序，其将晶片平坦化；蚀刻工序，其去除在这些工序中残留于晶片表层上的加工应变；镜面研磨工序，其将晶片表面镜面化；及，清洗工序，其去除在研磨加工中所附着的研磨剂或异物等污染物。视需要，除上述工序以外，有时也添加热处理和磨削(grinding)等工序、或调换工序顺序、或进行二次以上的相同工序。

近年来，伴随着半导体器件(device)的高集成化，而采用浅沟槽隔离(shallow trench isolation，STI)等工序来作为精细的器件技术。因此，将电路配线图案形成于半导体晶片表面，需要于半导体晶片上，形成更平坦且厚度均匀的绝缘膜，例如，根据化学机械研磨法(chemical mechanical polishing，CMP)等使绝缘膜平坦的方法，被用于半导体器件制造工序中。

先前，半导体晶片表面的微小凹凸形状(以下，也称作“起伏”)并未特别影响器件制造工序。但是，STI由于根据CMP选择性地研磨凸部，造成上述起伏，因而产生绝缘膜厚度不均匀的问题。起伏是使用称作纳米形貌(Nanotopography)的参数来表现。所谓的纳米形貌，是表示晶片表面的平坦度的指标，表示0.1mm至数十mm的空间波长区域中的非吸附状态的晶片表面的起伏。

纳米形貌通常是利用ADE公司(ADE Corporation)制造的纳米测绘仪(商品名称：Nanomapper)、科磊公司(KLA-Tencor Corporation)制造的NanoPro(商品名称)、雷泰公司(Raytex Corporation)制造的Dynasearch(商品名称)等装置测定，但这些装置是光学式，是利用被测定物的表面反射来进行测定，因此，需要对象晶片为具有较高表面反射率的镜面状态。

因此，将切片晶片或磨削晶片等的仅经过中间工序而具有低反射率表面的晶片，作为对象，利用这些测定装置测定纳米形貌的值，其精度较低且并不可靠。

又，最近，作为使晶片制造方法的中间工序中的纳米形貌劣化的因素，可列举：以线锯对单晶棒进行切片时，于钢线的行进方向显现的起伏、或于研光工序、及双头磨削工序中显现的环状的起伏等。

作为减少此种起伏的方法，提出于切片后，进行双头磨削工序、双面研光工序、及双面研磨工序(参照例如专利文献1)。

于专利文献1中，提出利用双头磨削工序来去除于晶片切断时形成于表面上的应变层体(strained layer)与较大的起伏成分，并提高晶片的平坦度，然后，利用双面研光，可去除在双头磨削工序中所产生的微小的表面起伏。

但是，根据所使用的切断装置的性能、钢线的规格、切断条件、及切断时的钢线断开等异常，切片时所产生的起伏的大小可能会发生较大变化。同样地，根据平台(surface plate)或载具的不同，在研光工序中所显现的起伏的大小可能会有变化。又，根据磨石与晶片的相对位置关系、或磨石的锐利度，在双头磨削工序中所显现的起伏的大小可能会发生变化。

由于利用最终工序也就是镜面研磨工序，难以去除因这些因素而于晶片表面产生的起伏的残留，因此，需要于称作切片工序或研光工序的晶片制造方法的中间工序的时点，监测所显现的起伏的大小并进行管理。但是，在先前的测定方法中，是利用光学式的表面反射，因而存在如前所述的无法精确地检测起伏的问题。

作为测定此种表面反射率较低的半导体晶片的起伏的先前技术的方法，提出有：将使用静电容方式的形状测定装置所获得的翘曲(Warp)数据，先至少去除短波长侧周期1mm以下、及长波长侧周期50mm以上的波长频带，并进行带通滤波(参照例如专利文献2)。

[现有技术文献]

(专利文献)

专利文献1：日本特开2002-124490号公报

专利文献2：WO2006/0l8961

发明内容

[发明所要解决的课题]