JP7067528B2 - ナノトポロジー測定機の選定方法及び調整方法 - Google Patents
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Description
予めソフトレーザーマーカーでシリコンウェーハの表面の任意の位置に、少なくとも1箇所、同一のパターンを繰り返したパターン列を印字し、
前記複数のナノトポロジー測定機により、前記パターン列を印字したシリコンウェーハ表面の前記パターン列印字箇所の断面プロファイルを複数回測定し、
該複数回測定した断面プロファイルから、前記複数回測定間の各断面プロファイルの差分プロファイルを求めたときの、該断面プロファイルの差分プロファイルの最大値が所定の値よりも小さいナノトポロジー測定機、
前記複数回測定した断面プロファイルから、前記複数回測定毎の前記断面プロファイルの印字周期スペクトルデータを求めたときの、前記複数回測定間の各印字周期スペクトルデータ同士の相関関係における相関度が所定の値より大きいナノトポロジー測定機、
前記複数回測定毎の前記印字周期スペクトルデータを求め、前記複数回測定間の各印字周期スペクトルデータの差分データ、異なる前記パターン列印字箇所間の各印字周期スペクトルデータの差分データの少なくともいずれかを算出したときの、前記各印字周期スペクトルデータの差分データの最大値が所定の値よりも小さいナノトポロジー測定機、
のうち少なくともいずれかのナノトポロジー測定機を選ぶことで、測定精度の高い測定機を選定することを特徴とするナノトポロジー測定機の選定方法を提供する。
また、本発明の調整方法であれば、ウェーハのナノトポロジー測定の機差が少ない測定機をより確実に準備することが可能となる。
予めソフトレーザーマーカーでシリコンウェーハの表面の任意の位置に、少なくとも1箇所、同一のパターンを繰り返したパターン列を印字し、
前記複数のナノトポロジー測定機により、前記パターン列を印字したシリコンウェーハ表面の前記パターン列印字箇所の断面プロファイルを複数回測定し、
該複数回測定した断面プロファイルから、前記複数回測定間の各断面プロファイルの差分プロファイルを求めたときの、該断面プロファイルの差分プロファイルの最大値が所定の値よりも小さいナノトポロジー測定機、
前記複数回測定した断面プロファイルから、前記複数回測定毎の前記断面プロファイルの印字周期スペクトルデータを求めたときの、前記複数回測定間の各印字周期スペクトルデータ同士の相関関係における相関度が所定の値より大きいナノトポロジー測定機、
前記複数回測定毎の前記印字周期スペクトルデータを求め、前記複数回測定間の各印字周期スペクトルデータの差分データ、異なる前記パターン列印字箇所間の各印字周期スペクトルデータの差分データの少なくともいずれかを算出したときの、前記各印字周期スペクトルデータの差分データの最大値が所定の値よりも小さいナノトポロジー測定機、
のうち少なくともいずれかのナノトポロジー測定機を選ぶことで、測定精度の高い測定機を選定することを特徴とするナノトポロジー測定機の選定方法である。
複数個の同一パターンで、例えば、直線状に印字されたレーザーマークは立体的にみると直線的に並んだ連続した凹凸となる。これらの凹凸の周波数成分を取得するにはフーリエ変換等が効果的だが、フーリエ変換を行う際には変換対象がx-y座標系の2次元データであることが望ましい。
複数回測定した断面プロファイルから、複数回測定毎の断面プロファイルの印字周期スペクトルデータを求めたときの、複数回測定間の各印字周期スペクトルデータ同士の相関関係における相関度が所定の値より大きいナノトポロジー測定機、
複数回測定毎の印字周期スペクトルデータを求め、複数回測定間の各印字周期スペクトルデータの差分データ、異なるパターン列印字箇所間の各印字周期スペクトルデータの差分データの少なくともいずれかを算出したときの、各印字周期スペクトルデータの差分データの最大値が所定の値よりも小さいナノトポロジー測定機、のうち少なくともいずれかのナノトポロジー測定機を選ぶことで、測定精度の高い測定機を選定する。
このように選定することで、表裏面の測定系、装置内視野(測定系の異なる測定位置)、測定機の号機間における断面プロファイル、パワースペクトルの周波数特性や任意の周波数における振幅の違いから装置内バラツキ、号機間差を定量的に評価することができる。
また、調整後のナノトポロジー測定機は、再度、本発明のナノトポロジー測定機の選定方法により測定精度が高い測定機かどうか選定すればよく、それでも測定精度が高いと判断されなかった場合は、本発明の調整方法を繰り返すこともできる。
7台のナノトポロジー測定機(測定機(M/#)A~G)から測定精度の高い測定機を選定するためにポリッシュドウェーハを準備した。図1に、実施例において用いたパターン列が印字されたポリッシュドウェーハ及び印字パターンの概略図を示す。図1に示すようにポリッシュドウェーハ(直径300mm)の片面に、“I”の字を、連続的に0.67mm間隔で、8方向(45°間隔毎)に、ウェーハの内側から外側に向けて36文字ずつソフトレーザーマーカーで印字した(パターン列の印字)。文字を形成するドットの直径は50μm、深さは1μmとした。文字はダブルドット方式で印字され、ドット周辺のデブリを合わせた一文字の幅は0.406mm、高さは0.812mmとした。また、ソフトレーザーマーカーのレーザー出力は440μJであった。
[計測]
KLA-Tencor社製ウェーハサイト2+で、準備したポリッシュドウェーハのナノトポロジー(ナノトポ)の測定を行った。測定の際にはウェーハの反転を行い、表面側測定系(光学系)だけでなく、裏面側測定系での測定も実施した。また、このような測定をポリッシュドウェーハを回転させることで、投入角度を変更して行った(60°間隔毎)。ナノトポロジー像の算出はダブルガウシアンフィルター(フィルター波長λ=20mm)を用い、表裏面8方向のナノトポロジーの断面プロファイルを採取した。図2に、実施例において採取したナノトポロジー像の一例の概略図を示す。またこのとき、断面プロファイルは、パターン列印字箇所での切断面のx-y座標データとして採取した。図3に、測定機Aの表面側光学系及び裏面側光学系の測定により採取された各印字箇所における断面プロファイルの例を示す。縦軸は断面プロファイル及び差分プロファイルの高さ変化を示し、分かりやすいようにそれぞれのデータをずらして表示した。
これらの断面プロファイルに対してフーリエ変換を行い、波長(空間的な周期)に対する振幅強度を得ることで、上記間隔で印字したSLMの凹凸をパワースペクトルとして表した。
Claims (10)
- 複数のナノトポロジー測定機の中から測定精度が高いナノトポロジー測定機を選定する方法であって、
予めソフトレーザーマーカーでシリコンウェーハの表面の任意の位置に、少なくとも1箇所、同一のパターンを繰り返したパターン列を印字し、
前記複数のナノトポロジー測定機により、前記パターン列を印字したシリコンウェーハ表面の前記パターン列印字箇所の断面プロファイルを複数回測定し、
該複数回測定した断面プロファイルから、前記複数回測定間の各断面プロファイルの差分プロファイルを求めたときの、該断面プロファイルの差分プロファイルの最大値が所定の値よりも小さいナノトポロジー測定機、
前記複数回測定した断面プロファイルから、前記複数回測定毎の前記断面プロファイルの印字周期スペクトルデータを求めたときの、前記複数回測定間の各印字周期スペクトルデータ同士の相関関係における相関度が所定の値より大きいナノトポロジー測定機、
前記複数回測定毎の前記印字周期スペクトルデータを求め、前記複数回測定間の各印字周期スペクトルデータの差分データ、異なる前記パターン列印字箇所間の各印字周期スペクトルデータの差分データの少なくともいずれかを算出したときの、前記各印字周期スペクトルデータの差分データの最大値が所定の値よりも小さいナノトポロジー測定機、
のうち少なくともいずれかのナノトポロジー測定機を選ぶことで、測定精度の高い測定機を選定することを特徴とするナノトポロジー測定機の選定方法。 - 前記複数のナノトポロジー測定機において、それぞれ複数回測定する際に、前記シリコンウェーハを所定の角度で回転させて投入角度を変更し、前記パターン列の断面プロファイルを測定することを特徴とする請求項1に記載のナノトポロジー測定機の選定方法。
- 前記複数のナノトポロジー測定機において、それぞれ複数回測定する際に、前記ナノトポロジー測定機の表面側測定系及び裏面側測定系で前記パターン列の断面プロファイルをそれぞれ1回以上測定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のナノトポロジー測定機の選定方法。
- 前記断面プロファイルの差分プロファイルを、前記表面側測定系で測定された断面プロファイルと前記裏面側測定系で測定された断面プロファイルとの差から求めることを特徴とする請求項3に記載のナノトポロジー測定機の選定方法。
- 前記断面プロファイルを、前記パターン列印字箇所での切断面のx-y座標データとすることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のナノトポロジー測定機の選定方法。
- 前記印字周期スペクトルデータを、x-y座標データをフーリエ変換したパワースペクトルのスペクトル強度から求めることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のナノトポロジー測定機の選定方法。
- 前記パワースペクトルのスペクトル強度を、前記パターン列のパターン印字周期におけるスペクトル強度とすることを特徴とする請求項6に記載のナノトポロジー測定機の選定方法。
- 前記シリコンウェーハ表面にソフトレーザーマーカーで印字するパターンを、ドットで印字し、該ドットのサイズを、直径が25μm以上、深さが5μm以下とすることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のナノトポロジー測定機の選定方法。
- 前記シリコンウェーハ表面にソフトレーザーマーカーで印字するパターン列を、所定の角度の中心角間隔で複数個所に印字することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のナノトポロジー測定機の選定方法。
- 請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のナノトポロジー測定機の選定方法により選定されなかったナノトポロジー測定機の表面側測定系及び/または裏面側測定系を調整することで、測定精度を向上させることを特徴とするナノトポロジー測定機の調整方法。
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