JP4427460B2 - 形状特性取得方法、プログラム及び記録媒体 - Google Patents
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Description
近年、半導体デバイスの高集積化が進んでおり、半導体デバイスの基板となる半導体ウェハの形状に対する品質要求が厳しくなっている。
これに加えて、一枚の半導体ウェハから多数のチップを形成し、半導体デバイスのコストの低減を図ろうという動きが加速している。すなわち、半導体ウェハ表面の広範囲にデバイスが形成できるように、半導体ウェハの外周部(面取り部が形成されている場合には面取り部を除く部分であって、面取り部に隣接する内側の領域)まで、使用することが望まれているのである。
ここで、半導体ウェハの外周部には、ロールオフとよばれるダレ形状や、フリップアップと呼ばれる切り立ち形状が存在する。
半導体ウェハの外周部に大きなロールオフ、フリップアップが存在する場合には、半導体ウェハの形状に対する品質要求を満たすことができず、正常な半導体デバイスを作成することができなくなってしまう。
そこで、半導体ウェハの外周部の形状特性を取得する方法として、次のような方法が提案されている。
図23に示すように、半導体ウェハ2の最外周から所定寸法内側(例えば、最外周から3mm〜6mm内側の範囲)が十分に平坦であると考え、測定した半導体ウェハ2の形状データの所定の区間(例えば、最外周から3mm〜6mmの範囲)における基準線23を求め、半導体ウェハ2の外周部の所定位置(例えば、外周部から1mm内側の位置)における前記基準線23からのずれ量T(ROA(Roll Off Amount)の値)を算出する(例えば、非特許文献1参照)。
なお、図23において、一点鎖線の円で囲んだ部分のプロファイルが符号20であり、また、符号Hは面取り部を示す。
より詳細に説明すると、まず、図24に示すように、半導体ウェハ2の表面(裏面であってもよい)の形状データ21を取得する。次に、この形状データ21のうち、所定の区間を、最小二乗法等を用いて求められる近似直線(1次関数)、或いは、近似曲線(2次曲線(2次関数)、或いは3次曲線(3次関数))でフィッティングして、プロファイルを求める。図23においては、形状データ21の最外周から3mm〜6mmの区間を1次の近似直線22でフィッティングする。前記区間は平坦であるとみなされるため、フィッティングしたプロファイルから、前記1次の近似直線22の成分を差し引いたプロファイル20を求める。換言すると、前記所定の区間は平坦であるとみなされるため、この所定の区間(最外周から3mm〜6mmの区間)が、略変位のない基準線23となるようにする。その後、半導体ウェハ2の外周部の所定位置(例えば、最外周から1m内側の位置)における前記基準線23からのずれ量T(ROA(Roll Off Amount)の値)を算出する。
従って、上述したような半導体ウェハの外周部の形状特性の取得方法では、正確な半導体ウェハの外周部の形状特性を取得することが難しいという問題がある。
本発明の形状特性取得方法は、このような知見に基づいて案出されたものである。
そして、半導体ウェハの形状データから、前記基準曲線の成分を除去することで、半導体ウェハの反りを除去したプロファイルが求められる。
その後、半導体ウェハの外周部を除く前記プロファイルの所定の区間を1次関数でフィッティングし、このフィッティングしたプロファイルから、前記1次関数の成分を差し引き、前記所定の区間が略変位のない基準線となるようにし、この基準線に対する半導体ウェハの外周部の所定位置におけるずれ量を求めているため、半導体ウェハの反りの成分を除去して半導体ウェハの外周部の形状特性を把握することができ、半導体ウェハの反りの影響を受けずに、半導体ウェハの外周部の形状特性を正確に取得することができる。
従って、本発明の形状特性取得方法によれば、基準線を求める区間の長さや、位置によらず、半導体ウェハの外周部の形状特性を正確に取得することができる。
このような本発明によれば、汎用のコンピュータにインストールすることにより上述した形状特性取得方法をコンピュータに実行させることができるため、本発明の利用促進を大幅に図ることができる。
この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータによって実行させることにより、前述した本発明の形状特性取得方法を実行することができる。
図1には、半導体ウェハ2の外周部の形状特性を取得するための測定装置1が示されている。
ここで、測定対象となる半導体ウェハ2としては、例えば、シリコンウェハや、化合物半導体ウェハ(GaAs,GaP,InAs等)があげられる。
測定装置1は、半導体ウェハ2の表裏面の形状データを取得するための形状測定装置11と、この形状測定装置11で測定した形状データに基づいて、半導体ウェハ2の外周部の形状特性を取得する形状特性取得装置12とを備える。
形状測定装置11は、例えば、半導体ウェハ2の中心部を吸着保持し、半導体ウェハ2の表裏面側に、それぞれ変位計を配置し、この変位計を半導体ウェハ2の半径方向に沿って移動させるものである。これにより、半導体ウェハ2の半径方向に沿った表裏面の形状を取得することができる。
変位計は、レーザ発振器と、CCDカメラとを備えたものであり、半導体ウェハ2の表面または裏面に対し、垂直に所定の間隔でレーザ光を照射させ、CCDカメラで取得する。CCDカメラで取得した像の焦点と、基準点とのずれを算出して、変位を測定する。
記憶部121は、形状測定装置11で測定した形状データ21(図2参照)や、演算部122で実行されるプログラムを記憶する。
演算部122は、例えば、CPU(Central Processing Unit)で構成されており、中点算出手段122Aと、基準曲線算出手段122Bと、プロファイル取得手段122Cと、解析手段122Dとを有する。これらの各手段122A〜122Dは、演算部122が記憶部121に記憶されたプログラムを読み出すことにより構成される。
なお、このプログラムは、光ディスク等の記録媒体に記憶されている。この記録媒体に記憶されたプログラムを形状特性取得装置12にインストールすることで、前記プログラムを形状特性取得装置12の記憶部121に記憶させることができる。
基準曲線算出手段122Bは、中点算出手段122Aで算出した複数の中点を、最小二乗法を用いてフィッティングし、2次の基準曲線25(図3参照)を算出する。
プロファイル取得手段122Cは、半導体ウェハ2の表面の形状データ21、裏面の形状データ21から、基準曲線25の成分を除去したプロファイル26(図3参照)を求める。
解析手段122Dは、プロファイル取得手段122Cで取得したプロファイル26のうち、半導体ウェハ2の外周部を除くプロファイル26の所定の区間を、1次関数でフィッティングし、このフィッティングしたプロファイルから、前記1次関数の成分を差し引き、前記所定の区間が略変位のない基準線27(図4参照)を備えたプロファイル28を求める。
そして、半導体ウェハ2の表面又は裏面の外周部の所定位置における前記基準線27に対するずれ量を算出する。
ここでは、厚みの変化が少なく、反りを有する半導体ウェハ2の外周部の形状特性を取得する場合(形状特性取得方法1)、厚みの変化が大きく、外周部から中心部に向かって厚みが薄くなるような半導体ウェハ2の外周部の形状特性を取得する場合(形状特性取得方法2)、裏面が略平坦な面で、表面が凹面となった半導体ウェハ2の外周部の形状特性を取得する場合(形状特性取得方法3)の3つの例をあげて説明する。
図2〜図4、さらには、図5のフローチャートを参照して、厚みの変化が少なく、反りを有する半導体ウェハ2の外周部の形状特性を取得する方法について説明する。
測定装置1の形状測定装置11で、半導体ウェハ2の半径方向に沿った表裏面の形状を測定し、図2(A)に示すような形状データ21を取得する(処理S1、形状データ取得工程)。ここで、半導体ウェハ2の表面の形状データを21A、裏面の形状データを21Bとする。
形状データ21は、半導体ウェハ2の最外周の位置から、30mm程度内側の位置までのデータであれば十分である。なお、半導体ウェハの外周縁に面取りが施され、面取り部が形成されている場合には、面取り部を除いた位置から、最外周から30mm程度内側の位置までの形状データであればよい。
図2(A)において、形状データ21Aの曲線及び形状データ21Bの曲線は、見やすいように、所定距離ずらして配置されている。本発明では、半導体ウェハ2の表裏面の形状データ21があれば十分であり、半導体ウェハ2の正確な厚みは必要としない。
このようにして取得された形状データ21(21A,21B)は、形状特性取得装置12の記憶部121に記憶される。
中点算出手段122Aにより算出された中点は、記憶部121に記憶され、その後、基準曲線算出手段122Bにより、読み出される。そして、図3(C)に示すように、基準曲線算出手段122Bにより、最小二乗法を用いて前記複数の中点から、2次の近似曲線である基準曲線25を算出する(処理S3、基準曲線算出工程)。
ここで、基準曲線25を算出する範囲は、例えば、半導体ウェハ2の外周縁から0.5mm〜27mm内側までの範囲である。
基準曲線算出手段122Bで求められた基準曲線25は、図3(C)の縦軸をY軸、横軸をX軸とした場合、例えば、Y=0.0038X2−0.1139X−0.3224という式で表現される。図3(C)に示すように、基準曲線25は、最外周から1mmの付近以外の部分において、中心線24と略重なった状態となっている。
この基準曲線25は、半導体ウェハ2の反り成分を示すものであり、局所的な変位、例えば、粗さ成分や、ロールオフの成分、フリップアップの成分が取り除かれたものとなっている。
この基準曲線25は記憶部121に記憶される。
これにより、半導体ウェハ2の表面及び裏面の形状データ21から反りの成分が除去されることとなり、半導体ウェハ2外周部のロールオフの成分或いはフリップアップの成分が残った形状曲線(プロファイル26(26A,26B))を取得することが可能となる。
そして、このフィッティングしたプロファイルから、前記1次関数の成分を差し引き、前記所定の区間(例えば、最外周から10〜15mmの区間)が略変位のない基準線27となるようにする(処理S6)。
図4(E)は、半導体ウェハ2の表面のプロファイル26Aを1次関数でフィッティングした後、1次関数の成分を差し引いたプロファイル28A(28)を示すものであり、図4(F)は、半導体ウェハ2の裏面のプロファイル26Bを1次関数でフィッティングした後、1次関数の成分を差し引いたプロファイル28B(28)である。
そして、基準線27に対する半導体ウェハ2の外周部の所定位置(例えば、最外周から1mmの位置)におけるずれ量を求める(処理S7、形状特性取得工程)。図4(E)におけるT1、図4(F)におけるT2がずれ量(ROAの値)となり、厚みの変化が少なく、反りを有する半導体ウェハ2では、半導体ウェハ2の表裏面の外周部にロールオフが生じていることが確認できる。
すなわち、半導体ウェハ2の半径方向に沿った表裏面の形状データを半導体ウェハ2の周方向に沿って、所定の角度間隔毎、例えば、45°間隔ごとに測定し、各形状データ21に基づいて、基準線27に対する半導体ウェハ2の外周部の所定位置(例えば、最外周から1mmの位置)におけるずれ量を求めることで、半導体ウェハ2の外周部全周の形状を把握することができる。
次に、図5及び図6〜図8を参照して、厚みの変化が大きく、外周部から中心部に向かって厚みが薄くなるような半導体ウェハ2の外周部の形状特性を取得する場合について説明する。
前述した厚み変化の少ない半導体ウェハの形状特性を取得した場合(形状特性取得方法1)と同様の工程を経て形状特性を取得する。
図6(A)に示すように、半導体ウェハ2の表裏面の形状データ21(21A,21B)を取得し(処理S1)、図6(B)示すように半導体ウェハ2の厚みの中点(中心線24)を算出する(処理S2)。さらに図7(C)に示すように、最小二乗法を用いて2次の基準曲線25を算出し(処理S3)、図7(D)に示すように、半導体ウェハ2の表面の形状データ21から基準曲線25の成分を除去したプロファイル26(26A,26B)を求める(処理S4)。ここでは、半導体ウェハ2の表面及び裏面の形状データ21から反りの成分を除去したプロファイル26には、傾きが残る。
この操作により、プロファイル26の傾きは補正され、プロファイル28(28A,28B)が得られる。
そして、基準線27に対する、半導体ウェハの外周部の所定位置(例えば、最外周から1mmの位置)のずれ量(ROAの値)、すなわち、図8(E),(F)におけるT1,T2を求める(処理S7)ことで、厚みの変化が大きく、外周部から中心部に向かって厚みが薄くなるような半導体ウェハ2の表裏面の外周部にロールオフが生じていることが確認できる。
以上のような操作を半導体ウェハ2全周にわたって行うことで、半導体ウェハ2の外周部全周の形状を把握することができる。
次に、図5及び図9〜図11を参照して、裏面が略平坦な面で、表面が凹面となった半導体ウェハ2の外周部の形状特性を取得する場合について説明する。
前述した厚み変化の少ない半導体ウェハ2の形状特性を取得した場合と同様の工程を経て形状特性を取得する。
図9(A)に示すように、半導体ウェハ2の表裏面の形状データ21(21A,21B)を取得し(処理S1)、図9(B)に示すように中心点(中心線24)を算出する(処理S2)。さらに図10(C)に示すように、最小二乗法を用いて2次の基準曲線25を算出し(処理S3)、図10(D)に示すように、半導体ウェハ2の表面の形状データ21から基準曲線25の成分を除去したプロファイル26(26A,26B)を求める(処理S4)。
この基準線27に対する、半導体ウェハ2の所定位置のずれ量(ROAの値)、すなわち、11(E),(F)におけるT1,T2を求める(処理S7)ことで、半導体ウェハ2の表裏面の外周部にプリップアップが生じていることが確認できる。
以上のような操作を半導体ウェハ2全周にわたって行うことで、半導体ウェハ2の外周部全周の形状を把握することができる。
(1)半導体ウェハ2の表裏面の形状データ21を取得し、この形状データ21から半導体ウェハ2の厚みの中点を算出し、最小二乗法を用いて、前記中点から2次の近似曲線である基準曲線25を算出している。この基準曲線25は、半導体ウェハ2の外周部の形状(ロールオフの成分、フリップアップの成分)が反映されていない半導体ウェハ2の反りのみを示すものである。
そして、半導体ウェハ2の形状データ21から、前記基準曲線25の成分を除去することで、半導体ウェハ2の外周部の形状(ロールオフの成分、フリップアップの成分)を除去せずに、半導体ウェハ2の反りのみを除去したプロファイル26を求めることができる。
その後、半導体ウェハ2の外周部を除く前記プロファイル26の所定の区間を1次関数でフィッティングし、このフィッティングしたプロファイルから、前記1次関数の成分を差し引き、前記所定の区間が略変位のない基準線27となるようにし、この基準線27に対する半導体ウェハ2の外周部の所定位置におけるずれ量を求めているため、半導体ウェハ2の反りの成分を除去して半導体ウェハ2の外周部の形状特性を把握することができる。従って、半導体ウェハ2の反りの影響を受けずに、半導体ウェハ2の外周部の形状特性を正確に取得することができる。
そのため、本実施形態の形状特性取得方法によれば、基準線27を求める区間の長さや、位置によらず、半導体ウェハ2の外周部の形状特性を正確に取得することができる。
例えば、前記実施形態では、半導体ウェハ2の反りが除去されたプロファイル26から基準線27を算出する範囲を、半導体ウェハ2の最外周から10mm〜15mm内側までの範囲としたが、これに限らず、例えば、半導体ウェハ2の最外周から3mm〜6mm内側までの範囲としてもよく、また、半導体ウェハ2の最外周から3mm〜27mm内側までの範囲としてもよい。
本発明では、半導体ウェハ2の反りが除去されたプロファイル26を用いて、基準線27を取得し、外周部の形状特性を把握している。従って、基準線27の区間の長さや、位置によらず、反りの影響をうけずに、半導体ウェハ2の外周部の形状特性を取得することができるので、基準線27の区間の長さや、位置については適宜設定することができる。
また、前記実施形態では、基準曲線25を算出した後、ウェハ2の表裏面の形状データ21から、前記基準曲線25の成分を除去したプロファイルを求めたが、これに限らず、プロファイル取得工程の前段で、移動平均処理により、半導体ウェハ2の表裏面の形状データ21の粗さ成分を除去してもよい。これにより、形状データをスムージングすることができる。
半導体ウェハの外周部の形状特性の評価における半導体ウェハの反りの影響の有無を確認するために、半導体ウェハの外周部の形状特性を変化させずに、反りのみを変化させた状態で、半導体ウェハの外周部の形状特性の評価を行った。
具体的には、径が200mmの基板の裏面に500nmのSiO2薄膜を形成した半導体ウェハを用い、SiO2薄膜の剥離の前後における半導体ウェハの外周部の形状特性の評価を行った。なお、SiO2薄膜の剥離の前後で半導体ウェハの反りのみが変化し、外周部の形状特性が変化しないことは予め確認されている。
なお、SiO2薄膜の剥離は、半導体ウェハをフッ酸水溶液で洗浄することにより行なわれた。
SiO2薄膜を剥離する前の半導体ウェハについて、本発明の半導体ウェハの外周部の形状特性の取得方法を実行した。
半導体ウェハの外周部の形状特性の取得方法は、前記実施形態で説明した手順に基づいて行なわれた。
まず、最外周から0.5mm内側の位置から最外周から27mm内側の位置までの半導体ウェハの表裏面の形状データを取得し、この形状データに基づいて半導体ウェハの厚みの中点を求め、最小二乗法を用いて前記中点から、2次の近似曲線である基準曲線を算出した。基準曲線を算出する範囲は、半導体ウェハの最外周から0.5mm〜27mm内側までの範囲とした。
その後、半導体ウェハの表面の形状データから、基準曲線の成分を除去したプロファイルを求めた。そして、半導体ウェハの外周部を除くプロファイルの所定の区間(最外周あから3〜6mmの区間)を1次関数でフィッティングした。さらに、このフィッティングしたプロファイルから、前記1次関数の成分を差し引き、前記所定の区間が略変位のない基準線となるようにした。
このような操作を半導体ウェハの周方向に沿って、所定の角度毎に測定し、半導体ウェハの外周部全周に渡って基準線を備えるプロファイルを得た。
結果を図13(A)に示す。
結果を図13(B)に示す。
図13(A)、図13(B)を見ると、SiO2薄膜の剥離により、半導体ウェハの反りが変化しても、同様のプロファイルを取得できたことがわかる。
SiO2薄膜の剥離の前後において、反りの影響をうけずに同様の形状特性を取得できることが確認された。
SiO2薄膜を剥離する前の半導体ウェハ及び前記薄膜を剥離した後の半導体ウェハについて、本発明の半導体ウェハの外周部の形状特性の取得方法を実行した。
基準線を得る区間を、半導体ウェハの最外周から10〜14mm内側の区間とした点以外は、実施例1の条件と同じである。
結果を図14(A),(B)に示す。
図14(A)は、SiO2薄膜を剥離する前の半導体ウェハのプロファイルであり、図14(B)は、SiO2薄膜を剥離した後の半導体ウェハのプロファイルである。
図14(A)、図14(B)を見ると、SiO2薄膜の剥離により、半導体ウェハの反りが変化しても、同様のプロファイルを取得できることがわかる。
SiO2薄膜の剥離の前後において、反りの影響をうけずに同様の形状特性を取得できることが確認された。
SiO2薄膜を剥離する前の半導体ウェハ及び前記薄膜を剥離した後の半導体ウェハについて、本発明の半導体ウェハの外周部の形状特性の取得方法を実行した。
基準線を得る区間を、半導体ウェハの最外周から3〜27mm内側の区間とした点以外は、実施例1の条件と同じである。
結果を図15(A),(B)に示す。
図15(A)は、SiO2薄膜を剥離する前の半導体ウェハのプロファイルであり、図15(B)は、SiO2薄膜を剥離した後の半導体ウェハのプロファイルである。
図15(A)、図15(B)を見ると、SiO2薄膜の剥離により、半導体ウェハの反りが変化しても、同様のプロファイルを取得できることがわかる。
SiO2薄膜の剥離の前後において、反りの影響をうけずに同様の形状特性を取得できることが確認された。
以上の実施例1〜3から、SiO2薄膜の剥離により、半導体ウェハの反りが変化しても、同様のプロファイルを得ることが確認でき、反りの影響を受けずに、半導体ウェハの外周部の形状特性を正確に取得することができることがわかった。
また、基準線を得る区間の長さ、位置が変わっても、同様のプロファイルを得ることができ、同様の形状特性を取得できることが確認できた。
すなわち、本発明の形状特性取得方法は、半導体ウェハの外周部の形状特性を正確に取得することができるものであることが確認された。
従来の半導体ウェハの外周部の形状特性取得方法を実行した。
まず、SiO2薄膜を剥離する前の半導体ウェハの表面の形状データを取得した。次に、この形状データのうち、半導体ウェハの最外周から3mm〜6mm内側の区間を、最小二乗法を用いて求められる1次の近似直線(1次関数)でフィッティングした。その後、フィッティングしたプロファイルから、前記1次の近似直線(1次関数)の成分を差し引いたプロファイルを求めた。半導体ウェハの最外周から3mm〜6mm内側の区間が基準線となる。
このような操作を半導体ウェハの周方向に沿って、所定の角度毎に測定し、半導体ウェハの外周部全周に渡って基準線を備えるプロファイルを得た。このプロファイルを図16(A)に示す。
図16(A)、図16(B)を見ると、SiO2薄膜の剥離により、半導体ウェハの反りが変化しても、同様のプロファイルを得ることできることがわかる。
従来の半導体ウェハの外周部の形状特性取得方法を実行した。
基準線を得る区間を、半導体ウェハの最外周から10〜14mmの区間とした点以外は、比較例1の条件と同じである。
図17(A)にSiO2薄膜を剥離する前の半導体ウェハのプロファイルを示し、図17(B)にSiO2薄膜を剥離した後の半導体ウェハのプロファイルを示した。
図17(A)、図17(B)を見ると、SiO2薄膜の剥離により、半導体ウェハの反りが変化することで、プロファイルが異なるものとなってしまうことがわかる。
従来の半導体ウェハの外周部の形状特性取得方法を実行した。
基準線を得る区間を、半導体ウェハの最外周から3〜27mmの区間とした点以外は、比較例1の条件と同じである。
図18(A)にSiO2薄膜を剥離する前の半導体ウェハのプロファイルを示し、図18(B)にSiO2薄膜を剥離した後の半導体ウェハのプロファイルを示した。
図18(A)、図18(B)を比較すると、SiO2薄膜の剥離により、半導体ウェハの反りが変化することで、プロファイルが異なるものとなってしまうことがわかる。
比較例1では、半導体ウェハの反りが変化しても、同様のプロファイルを得ることができたものの、比較例2,3では、半導体ウェハのSiO2薄膜の剥離の前後でプロファイルが全く異なるものとなってしまった。すなわち、従来の形状特性取得方法では、形状データをフィッティングして基準線を得る区間の位置や長さによって、正確な外周部の形状特性を得ることができない場合があることを確認することができた。従って、半導体ウェハの外周部の形状特性を正確に取得することが困難であることが確認された。
従来の半導体ウェハの外周部の形状特性取得方法を実行した。
まず、SiO2薄膜を剥離する前の半導体ウェハの表面の形状データを取得した。次に、この形状データのうち、半導体ウェハの最外周から10mm〜14mm内側の区間を、最小二乗法を用いて求められる2次の近似曲線(2次関数)でフィッティングした。その後、フィッティングしたプロファイルから、前記2次の近似曲線(2次関数)の成分を差し引いたプロファイルを求めた。半導体ウェハの最外周から10mm〜14mm内側の区間が基準線となる。このような操作を半導体ウェハの周方向に沿って、所定の角度毎に測定し、半導体ウェハの外周部全周に渡って基準線を備えるプロファイルを得た。このプロファイルを図19(A)に示す。
図19(A)、図19(B)を比較すると、SiO2薄膜の剥離により、半導体ウェハの反りが変化することで、プロファイルの形状が全く異なるものとなることがわかる。
従来の半導体ウェハの外周部の形状特性取得方法を実行した。
基準線を得る区間を、半導体ウェハの最外周から3〜27mmの区間とした点以外は、比較例4の条件と同じである。
図20(A)にSiO2薄膜を剥離する前の半導体ウェハのプロファイルを示し、図20(B)にSiO2薄膜を剥離した後の半導体ウェハのプロファイルを示した。
図20(A)、図20(B)を比較すると、SiO2薄膜の剥離により、半導体ウェハの反りが変化しても、同様のプロファイルを得ることができることがわかる。
比較例5では、半導体ウェハの反りが変化しても、同様のプロファイルを得ることができたものの、比較例4では、半導体ウェハのSiO2薄膜の剥離の前後でプロファイルが全く異なるものとなってしまった。すなわち、従来の形状特性取得方法では、形状データをフィッティングして基準線を得る区間の位置や長さによって、正確な外周部の形状特性を得ることができない場合があることを確認することができた。従って、半導体ウェハの外周部の形状特性を正確に取得することが困難であることが確認された。
従来の半導体ウェハの外周部の形状特性取得方法を実行した。
まず、SiO2薄膜を剥離する前の半導体ウェハの表面の形状データを取得する。次に、この形状データのうち、半導体ウェハの最外周から10mm〜14mm内側の区間を、最小二乗法を用いて求められる3次の近似曲線(3次関数)でフィッティングした。その後、フィッティングしたプロファイルから、前記3次の近似曲線(3次関数)の成分を差し引いたプロファイルを求めた。半導体ウェハの最外周から10mm〜14mm内側の区間が基準線となる。このような操作を半導体ウェハの周方向に沿って、所定の角度毎に測定し、半導体ウェハの外周部全周に渡って基準線を備えるプロファイルを得た。このプロファイルを図21(A)に示す。
図21(A)、図21(B)を比較すると、SiO2薄膜の剥離により、半導体ウェハの反りが変化することで、プロファイルの形状が全く異なるものとなってしまうことがわかる。
従来の半導体ウェハの外周部の形状特性取得方法を実行した。
基準線を得る区間を、半導体ウェハの最外周から3〜27mmの区間とした点以外は、比較例6の条件と同じである。
図22(A)にSiO2薄膜を剥離する前の半導体ウェハのプロファイルを示し、図22(B)にSiO2薄膜を剥離した後の半導体ウェハのプロファイルを示した。
図22(A)、図22(B)を比較すると、SiO2薄膜の剥離により、半導体ウェハの反りが変化しても、同様のプロファイルを得ることができ、同様の形状特性を取得することができることがわかる。
比較例7では、半導体ウェハの反りが変化しても、同様のプロファイルを得ることができたものの、比較例6では、半導体ウェハのSiO2薄膜の剥離の前後でプロファイルが全く異なるものとなってしまった。すなわち、従来の形状特性取得方法では、形状データをフィッティングして基準線を得る区間の位置や長さによって、正確な外周部の形状特性を得ることができない場合があることを確認することができた。従って、半導体ウェハの外周部の形状特性を正確に取得することが困難であることが確認された。
これに対し、実施例1〜3では、反りの影響を受けることがなく、基準線を得る区間の長さ、位置が変わっても、半導体ウェハの外周部の形状特性を正確に取得することができることがわかった。
2 半導体ウェハ
11 形状測定装置
12 形状特性取得装置
20 プロファイル
21 形状データ
21A 形状データ
21B 形状データ
22 近似曲線
23 基準線
24 中心線
25 基準曲線
26 プロファイル
26A プロファイル
26B プロファイル
27 基準線
28 プロファイル
28A プロファイル
28B プロファイル
121 記憶部
122 演算部
122A 中点算出手段
122B 基準曲線算出手段
122C プロファイル取得手段
122D 解析手段
H 面取り部
T ずれ量
T1 ずれ量
T2 ずれ量
Claims (4)
- 半導体ウェハの外周部の形状特性を取得する形状特性取得方法であって、
前記半導体ウェハの表裏面の径方向に沿った形状データを取得する形状データ取得工程と、
前記形状データ取得工程で取得した半導体ウェハの表裏面の形状データから半導体ウェハの厚みの中点を算出する中点算出工程と、
前記中点から2次の近似曲線である基準曲線を算出する基準曲線算出工程と、
前記半導体ウェハの表面及び/又は裏面の形状データから、前記基準曲線の成分を除去したプロファイルを求めるプロファイル取得工程と、
半導体ウェハの外周部を除く前記プロファイルの所定の区間を1次関数でフィッティングした後、このフィッティングしたプロファイルから、前記1次関数の成分を差し引き、前記所定の区間が略変位のない基準線となるようにし、
この基準線に対する半導体ウェハの外周部の所定位置におけるずれ量を求めることで、前記半導体ウェハの外周部の形状特性を求める形状特性取得工程とを有することを特徴とする形状特性取得方法。 - 請求項1に記載の形状特性取得方法において、
プロファイル取得工程の前段で、移動平均処理により、前記半導体ウェハの表面及び/又は裏面の形状データの粗さ成分を除去することを特徴とする形状特性取得方法。 - 径方向に沿った半導体ウェハの表裏面の形状データから、半導体ウェハの厚みの中点を算出する中点算出工程と、
前記中点から2次の近似曲線である基準曲線を算出する基準曲線算出工程と、
前記半導体ウェハの表面及び/又は裏面の形状データから、前記基準曲線の成分を除去したプロファイルを求めるプロファイル取得工程と、
半導体ウェハの外周部を除く前記プロファイルの所定の区間を1次関数でフィッティングした後、このフィッティングしたプロファイルから、前記1次関数の成分を差し引き、前記所定の区間が略変位のない基準線となるようにし、
この基準線に対する半導体ウェハの外周部の所定位置におけるずれ量を求めることで、前記半導体ウェハの外周部の形状特性を求める形状特性取得工程とをコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 請求項3に記載のプログラムを記憶したことを特徴とする記録媒体。
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