CN114450581A - 激光表面检查装置的坐标位置识别精度校准方法及半导体晶圆的评价方法 - Google Patents

激光表面检查装置的坐标位置识别精度校准方法及半导体晶圆的评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明分别通过校准对象激光表面检查装置、和通过二维正交坐标系求出上述COP的X坐标位置和Y坐标位置的校准用装置检测参考晶圆表面的COP;将参考晶圆的表面上的通过校准对象激光表面检查装置求出的检测位置与通过校准用装置求出的检测位置的位置之差在阈值范围内作为判断通过各装置检测出的COP为相同COP的判断标准,确定通过校准对象激光表面检查装置和校准用装置检测为相同COP的COP;以及对于确定为相同COP的COP的X坐标位置和Y坐标位置,以通过校准用装置求出的X坐标位置和Y坐标位置为真值,对校准对象激光表面检查装置的坐标位置识别精度进行校准。

Description

激光表面检查装置的坐标位置识别精度校准方法及半导体晶 圆的评价方法
关联申请的相互参照
本申请要求于2019年11月7日申请的日本专利申请2019-202182号的优先权,特在将其全部记载作为公开内容加以引用。
技术领域
本发明涉及激光表面检查装置的坐标位置识别精度校准方法及半导体晶圆的评价方法。
背景技术
作为半导体晶圆的缺陷或附着于表面的异物的评价方法,基于由激光表面检查装置检测出的光点(LPD;Light Point Defect)的方法得到了广泛应用(例如,参见日本特开2016-39374号公报和特开2018-6658号公报(特在此将其全部记载作为公开内容加以引用))。该评价方法是一种通过使光入射至评价对象半导体晶圆的表面,检测来自该表面的放射光(散射光和反射光),来评价半导体晶圆的缺陷/异物的有无和尺寸的方法。
发明内容
半导体晶圆的缺陷或附着于表面的异物会对以半导体晶圆作为基板而制作的设备的特性产生影响。因此,为了提供具有优异的特性的设备,期望使用具备显微镜的装置对通过激光表面检查装置检测为LPD的缺陷或附着于表面的异物进行形态观察,基于该观察结果确定发生原因。但是,由于显微镜的观察视野通常为几百nm~几十μm,因此,若基于激光表面检查装置的LPD的检测精度低,则观察对象的LPD会超出显微镜的视野、或通过显微镜会观察到不属于观察对象的别的LPD,由此难以进行要观察的LPD的形态观察。
有鉴于此,本发明的一个实施方式的目的在于,提供一种用于提高基于激光表面检查装置的LPD的检测精度的新方法。
本发明的一个实施方式涉及一种激光表面检查装置的坐标位置识别精度校准方法(以下,有时仅称为“校准方法”),
该校准方法是通过一边旋转半导体晶圆,一边向晶圆表面照射激光进行扫描来检测上述表面的LPD的激光表面检查装置的坐标位置识别精度校准方法,其包括:
分别通过校准对象激光表面检查装置、和通过二维正交坐标系求出上述COP的X坐标位置和Y坐标位置的校准用装置检测参考晶圆表面的COP(Crystal OriginatedParticle);
将参考晶圆的表面上的通过校准对象激光表面检查装置求出的检测位置与通过校准用装置求出的检测位置的位置之差在阈值范围内作为判断通过各装置检测出的COP为相同COP的判断标准,通过校准对象激光表面检查装置和校准用装置确定检测为相同COP的COP;以及
对于确定为相同COP的COP的X坐标位置和Y坐标位置,以通过校准用装置求出的X坐标位置和Y坐标位置为真值,对校准对象激光表面检查装置的坐标位置识别精度进行校准。
前述的日本特开2016-39374号公报和日本特开2018-6658号公报中,对于需对通过激光表面检查装置确定的LPD的坐标位置进行校准,不存在任何记载。
而本发明人经过不断研究,发现虽然激光表面检查装置存在可以通过一边旋转半导体晶圆,一边向晶圆表面照射激光进行扫描来快速检测出晶圆表面的LPD这样的优点,但对于通过激光表面检查装置求出的LPD的检测位置,晶圆旋转方向(圆周方向)的偏移较大,即确定LPD的位置的精度较低。本发明人认为这是激光表面检查装置的LPD的检测精度低的原因,经过进一步深入研究,结果新发现了包括以采用二维正交坐标系的测定装置作为校准用装置校准通过激光表面检查装置确定的LPD的坐标位置的上述校准方法。
一个实施方式中,上述的位置之差在阈值范围内可以指,通过下式1:
[数1]
(式1)
Figure BDA0003567651170000021
求出的位置偏移量为阈值以下;式1中,X1和Y1是通过校准用装置检测出的检测位置的X坐标位置和Y坐标位置,X2和Y2是通过校准对象激光表面检查装置检测出的检测位置的X坐标位置和Y坐标位置。
一个实施方式中,上述校准用装置可以是搭载了共焦激光显微镜的表面缺陷检查装置。
一个实施方式中,上述的坐标位置识别精度的校准可以包括确定通过校准对象激光表面检查装置检测出的检测位置的X坐标位置和Y坐标位置的校正值。
另外,本发明的一个实施方式涉及一种半导体晶圆的评价方法(以下,有时也仅记载为“评价方法”。),其包括:
通过上述校准方法校准通过一边旋转半导体晶圆,一边向晶圆表面照射激光进行扫描来检测上述表面的LPD的激光表面检查装置的坐标位置识别精度;
在上述校准后的激光表面检查装置中,通过一边旋转评价对象半导体晶圆,一边向晶圆表面照射激光进行扫描来检测评价对象半导体晶圆表面的LPD;
针对上述检测出的LPD,通过显微镜进行形态观察,
在上述形态观察的观察定位中,采用通过上述校准后的激光表面检查装置确定的X坐标位置和Y坐标位置。
一个实施方式中,上述显微镜可以是原子力显微镜或扫描电子显微镜。
发明的效果:
根据本发明的一个实施方式,可以提高基于激光表面检查装置的LPD的坐标位置识别精度。进而,由此也可以容易地通过显微镜对检测为LPD的缺陷或异物进行形态观察。
附图说明
图1示出了实施例中通过KLA TENCOR公司制造的Surfscan系列SP5和Lasertec公司制造的MAGICS(M5640)确定为相同COP的COP的面内分布。
图2示出了实施例中通过SP5测定由KLA TENCOR公司制造的Surfscan系列SP5和Lasertec公司制造的MAGICS(M5640)确定为相同COP的COP得到的尺寸分布。
图3示出了对于实施例中得到的、确定为相同COP的COP,确定为真值的坐标位置与通过KLA TENCOR公司制造的Surfscan系列SP2检测出的坐标位置之间的坐标位置偏移距离的直方图。
图4示出了实施例中的显微镜观察结果。
图5示出了比较例中的显微镜观察结果。
具体实施方式
[激光表面检查装置的坐标位置识别精度校准方法]
本发明的一个实施方式涉及一种激光表面检查装置的坐标位置识别精度校准方法,其是通过一边旋转半导体晶圆,一边向晶圆表面照射激光进行扫描来检测上述表面的LPD的激光表面检查装置的坐标位置识别精度校准方法,其包括:分别通过校准对象激光表面检查装置、和通过二维正交坐标系求出上述COP的X坐标位置和Y坐标位置的校准用装置检测参考晶圆表面的COP(以下,也记载为“COP检测工序”。);将参考晶圆的表面上的通过校准对象激光表面检查装置求出的检测位置与通过校准用装置求出的检测位置的位置之差在阈值范围内作为判断通过各装置检测出的COP为相同COP的判断标准,确定通过校准对象激光表面检查装置和校准用装置检测为相同COP的COP(以下,也记载为“相同COP确定工序”。);以及对于确定为相同COP的COP的X坐标位置和Y坐标位置,以通过校准用装置求出的X坐标位置和Y坐标位置为真值,对校准对象激光表面检查装置的坐标位置识别精度进行校准(以下,也记载为“校准工序”。)。
以下,对上述校准方法进行更详细的说明。
<校准对象激光表面检查装置>
通过上述校准方法进行坐标位置识别精度的校准的校准对象装置是通过一边旋转半导体晶圆,一边向晶圆表面照射激光进行扫描来检测晶圆表面的LPD的激光表面检查装置。所述激光表面检查装置可以是亦被称为光散射式表面检查装置、表面检查机、粒子计数器等具有公知的结构的激光表面检查装置。激光表面检查装置通常通过激光扫描评价对象半导体晶圆的表面,并通过放射光(散射光或反射光)将晶圆表面的缺陷/异物检测为LPD。另外,通过测定来自LPD的放射光,可以识别缺陷/异物的尺寸、位置。作为激光,可以使用紫外光、可见光等,对其波长没有特别限定。紫外光是指波长范围小于400nm的光,可见光是指波长范围为400~600nm的光。激光表面检查装置的解析部通常基于标准粒子的尺寸和标准粒子带来的LPD的尺寸之间的关联公式,将通过激光表面检查装置检测出的LPD的尺寸转换为缺陷/异物的尺寸。进行这种转换的解析部通常包括搭载了转换软件的PC(PersonalComputer),解析部的结构是公知的。作为市售激光表面检查装置的具体例子,可以列举出KLA TENCOR公司制造的Surfscan系列SP1、SP2、SP3、SP5等。不过,这些装置只是示例而已,也可以使用其它的激光表面检查装置。激光表面检查装置中,作为用于确定检测为LPD的缺陷/异物的位置的坐标系,通常采用极坐标系,将通过极坐标系确定的位置转换为二维正交坐标系,求出LPD的X坐标位置和Y坐标位置。
<校准用装置>
认为由于上述激光表面检查装置是基于旋转半导体晶圆时得到的信息来确定LPD,因此,如前所述,对于检测出的LPD的坐标位置,尤其是晶圆旋转方向、即圆周方向的偏移会变大。而在上述校准方法中,使用通过二维正交坐标系求出检测出的缺陷/异物的位置,即X坐标位置和Y坐标位置的装置作为校准用装置。在本发明和本说明书中,“通过二维正交坐标系求出X坐标位置和Y坐标位置的装置”和“采用二维正交坐标系的装置”是指无需由其它坐标系转换而来,通过二维正交坐标系求出X坐标位置和Y坐标位置的装置。通过这样使用采用二维正交坐标系的校准用装置对校准对象激光表面检查装置的坐标位置识别精度进行校准,可以提高基于激光表面检查装置的LPD的检测精度,具体而言是位置的识别精度。
作为上述校准用装置,可以使用采用二维正交坐标系的各种装置。作为具体例子,可以列举出搭载了共焦激光显微镜的表面缺陷检查装置、AFM(原子力显微镜)、SEM(扫描电子显微镜)等。从可以扫描与校准对象激光表面检查装置相当的面积的角度出发,作为校准用装置,优选为搭载了共焦激光显微镜的表面缺陷检查装置。作为搭载了共焦激光显微镜的表面缺陷检查装置的具体装置,可以列举出例如Lasertec公司制造的晶圆缺陷检查/复查装置MAGICS。
<参考晶圆>
上述校准方法中,为了对校准对象激光表面检查装置的坐标位置识别精度进行校准,作为参考晶圆,使用表面具有COP的晶圆。COP的尺寸通常为10nm左右~几百nm左右(例如10nm左右~500nm左右),可以通过激光表面检查装置将其检测为一个LPD。另外,也可以通过可以作为搭载了共焦激光显微镜的表面缺陷检查装置等的校准用装置使用的各种装置将其检测为一个LPD。进而,由于COP是空洞缺陷,从不用担心会像粒子那样产生尘埃而污染装置内部的角度出发也是优选的。参考晶圆可以是例如硅晶圆等半导体晶圆,作为其制造方法,可以采用公知的方法。关于制造方法,可以参考例如日本特开2018-6658号公报的第0031~0049段、图1和图2。
接着,对上述校准方法中所含的“COP检测工序”、“相同COP确定工序”和“校准工序”进行说明。
<COP检测工序>
在COP检测工序中,对于相同的参考晶圆表面,通过校准对象激光表面检查装置和校准用装置,分别进行COP的检测。COP的检测可以采用各装置的缺陷/异物的检测通常采用的测定条件来实施。
<相同COP确定工序>
如前所述,认为通过激光表面检查装置求出的坐标位置的偏移较大,对于某一个相同的COP,通过激光表面检查装置求出的坐标位置和通过采用二维正交坐标系的校准用装置求出的坐标位置通常是不同的。在上述校准方法中,为了将通过校准用装置求出的坐标位置作为真值,从通过校准对象激光表面检查装置检测出的COP中,确定被判断为与通过校准用装置检测出的COP为相同COP的COP(相同COP确定工序)。
在相同COP确定工序中,将参考晶圆的表面上的通过校准对象激光表面检查装置求出的检测位置与通过校准用装置求出的检测位置的位置之差在阈值范围内作为判断通过各装置检测出的COP为相同COP的判断标准,可以确定通过校准对象激光表面检查装置和校准用装置检测为相同COP的COP。
对于上述的位置之差,一个实施方式中,可以以通过下式1:
[数2]
(式1)
Figure BDA0003567651170000051
求出的位置偏移量作为指标。具体而言,基于通过式1求出的位置偏移量为阈值以下,可以判断通过上述的各装置检测出的COP为相同COP。式1中,X1和Y1是通过校准用装置求出的X坐标位置和Y坐标位置,X2和Y2是通过校准对象激光表面检查装置求出的X坐标位置和Y坐标位置。在这些方面,后述的X1、Y1、X2、Y2也是一样的。上述位置偏移量的阈值可以设定在例如10μm~300μm左右的范围内。不过,上述位置偏移量的阈值只要考虑使用的装置的坐标位置识别精度等确定即可,并不限定在上述例示的范围内。基于位置偏移量的阈值确定相同COP,例如可以使用公知的解析软件进行。
在另外一个实施方式中,可以以通过下式2:
[数3]
(式2)
Figure BDA0003567651170000061
求出的位置偏移量为指标。具体而言,可以基于通过式2求出的位置偏移量为阈值以下,判断通过上述的各装置检测出的COP为相同COP。
进一步地,在又一个实施方式中,可以是,针对X坐标位置,仅以通过各装置求出的检测位置的坐标位置偏移距离(例如,“X2-X1”或“X1-X2”)为指标;针对Y坐标位置,仅以通过各装置求出的检测位置的坐标位置偏移距离(例如,“Y2-Y1”或“Y1-Y2”)为指标;或针对X坐标位置,以通过各装置求出的检测位置的坐标位置偏移距离为指标,和针对Y坐标位置,以通过各装置求出的检测位置的坐标位置偏移距离为指标,设定这些坐标位置偏移距离的阈值,基于其为阈值以下,确定通过校准对象激光表面检查装置和校准用装置检测为相同COP的COP。
通过上述,针对参考晶圆表面的COP,可以确定多个通过校准对象激光表面检查装置和校准用装置两者检测为相同COP的COP。
<校准工序>
按照上述,通过不同装置检测参考晶圆表面的COP,根据通过两个装置分别得到的COP的检测结果,确定相同COP。在校准工序中,作为确定为相同COP的COP的X坐标位置和Y坐标位置,以通过校准用装置求出的X坐标位置和Y坐标位置为真值,而非通过校准对象激光表面检查装置求出的坐标位置。并且,使用该真值,对校准对象激光表面检查装置的坐标位置识别精度进行校准。作为校准坐标位置识别精度的具体方式,例如,可以列举出确定通过校准对象激光表面检查装置求出的检测位置的X坐标位置和Y坐标位置的校正值。校正值可以基于针对相同COP通过校准对象激光表面检查装置求出的坐标与通过校准用装置求出的坐标位置(真值)之间的坐标位置偏移距离来确定。例如,针对一个被确定为相同COP的COP,可以根据通过校准用装置求出的X坐标位置X1和Y坐标位置Y1、通过校准对象激光表面检查装置求出的X坐标位置X2和Y坐标位置Y2,通过下式:
X坐标位置偏移距离=(X2-X1)
Y坐标位置偏移距离=(Y2-Y1)
算出坐标位置偏移距离。例如,可以针对多个COP,求出X坐标位置偏移距离和Y坐标位置偏移距离,将其代表值(例如,平均值、众数、中值等)作为校正值。对于确定校正值的方法的具体例子,可以参照后述的实施例。
根据上述说明的校准方法,可以提高基于激光表面检查装置的LPD的坐标位置识别精度。
[半导体晶圆的评价方法]
本发明的一个实施方式涉及一种半导体晶圆的评价方法,其包括:通过上述校准方法校准通过一边旋转半导体晶圆,一边向晶圆表面照射激光进行扫描来检测上述表面的LPD的激光表面检查装置的坐标位置识别精度;在上述校准后的激光表面检查装置中,通过一边旋转评价对象半导体晶圆,一边向晶圆表面照射激光进行扫描来检测评价对象半导体晶圆表面的LPD;针对上述检测出的LPD,通过显微镜进行形态观察,在上述形态观察的观察定位中,采用通过上述校准后的激光表面检查装置确定的X坐标位置和Y坐标位置。
以下,对上述评价方法进行更详细的说明。
在上述评价方法中,通过上述详细说明的校准方法校准激光表面检查装置的坐标位置识别精度。其结果,通过校准后的激光表面检查装置,可以精确确定需由显微镜进行形态观察的缺陷或异物的坐标位置。
上述评价方法中使用的激光表面检查装置及其坐标位置识别精度的校准如前所述。另外,对于基于校准后的激光表面检查装置的评价对象半导体晶圆表面的LPD的检测,也可以参照前述记载。通过这样校准后的激光表面检查装置,缺陷/异物可以检测为LPD,其坐标位置也可以确定。
接着,对于检测出的LPD,进行基于显微镜的形态观察。在该形态观察的观察定位中,通过采用由上述校准后的激光表面检查装置确定的X坐标位置和Y坐标位置,可以通过显微镜确认应进行形态观察的缺陷/异物,来进行形态观察。作为显微镜,可以使用能够进行形态观察的各种显微镜。作为具体例子,可以列举出例如AFM(原子力显微镜)、SEM(扫描电子显微镜)等。另外,也可以通过使用SEM-EDS(Scanning Electron Microscope-EnergyDispersive X-ray Spectroscopy(描电子显微镜-能谱仪))作为SEM,除了形态观察之外,还进行元素分析。
作为通过上述半导体晶圆的评价方法评价的半导体晶圆,可以列举出硅晶圆等各种半导体晶圆。硅晶圆例如可以是单晶硅晶圆。更具体而言,可以列举出对单晶硅晶圆进行抛光处理后的抛光晶圆、通过退火处理在单晶硅晶圆上形成有改质层的退火晶圆、在单晶硅晶圆上具有外延层的外延晶圆、具有热氧化膜的单晶硅晶圆等各种硅晶圆。
实施例
以下,基于实施例进一步对本发明进行说明。不过,本发明并不限于实施例所示的实施方式。
以下,使用KLA TENCOR公司制造的Surfscan系列SP5或KLA TENCOR公司制造的Surfscan系列SP2作为激光表面检查装置。SP5和SP2是通过一边旋转半导体晶圆,一边向晶圆表面照射激光进行扫描来检测晶圆表面的LPD的激光表面检查装置。以下,使用上述两种激光表面检查装置,分别向参考晶圆的一个表面的整个表面扫描入射光,检测COP作为LPD,并且基于LPD的尺寸,在上述激光表面检查装置具备的解析部中,进行尺寸转换,算出COP的尺寸(检测尺寸)。关于检测尺寸,SP5的检测下限值为19nm,SP2的检测下限值为35nm。SP5和SP2是采用极坐标系作为用于确定作为LPD检测的缺陷/异物的位置的坐标系,将在极坐标系中确定的位置转换为二维正交坐标系,求出LPD的X坐标位置和Y坐标位置的装置。
使用Lasertec公司制造的MAGICS(M5640)作为校准用装置。MAGICS是搭载了共焦激光显微镜的表面缺陷检查装置(采用二维正交坐标系的装置)。
(1)基于SP5和MAGICS的COP检测结果的对比
准备在晶圆整个表面上存在COP的单晶硅晶圆作为参考晶圆。该晶圆是从在晶体径向的几乎整个区域中以高密度存在COP的晶体部位切下的晶圆。
通过已知方法清洗上述参考晶圆后,进行基于SP5和MAGICS的测定。
接着,对比SP5的坐标位置数据与MAGICS的坐标位置数据,根据通过各自装置求出的COP的X坐标位置和Y坐标位置,通过前述所示的式1求出位置偏移量。这样求出的位置偏移量若为20μm以下,则判断其COP是相同的COP。
通过上述测定,在SP5中检测到约1万个COP,在MAGICS中检测到约6万个COP。其中,确定为相同COP的COP约为9800个(参见表1)。
[表1]
表1 SP5、MAGICS检测的COP数
Figure BDA0003567651170000081
图1示出了通过上述两装置确定为相同COP的COP的面内分布。另外,图2示出了通过SP5测定由上述两装置确定为相同COP的COP的尺寸分布。
根据图1,可以确认对于存在于晶圆整个表面上的COP,可以进行相同COP的确定。根据图2,可以确认对于各种尺寸的COP,可以进行相同COP的确定。
(2)SP2(校准对象装置)的坐标位置识别精度的校准
通过SP2测定上述(1)中使用的参考晶圆。
接着,对比上述作为真值确定的坐标数据与通过SP2测定的坐标数据,根据通过各自装置求出的COP的X坐标位置和Y坐标位置,通过前述所示的式1求出位置偏移量。这样求出的位置偏移量若为150μm以内,则判断其COP是相同的COP。
对于这样确定为相同COP的COP,将作为真值确定的坐标位置(即通过MAGICS检测到的位置坐标)作为(X1,Y1),通过SP2检测到的坐标作为(X2,Y2),X坐标位置偏移距离=X2-X1,Y坐标位置偏移距离=Y2-Y1,针对确定为相同COP的多个COP,分别算出坐标位置偏移距离。X坐标位置偏移距离和Y坐标位置偏移距离的直方图如图3所示。以图3所示的直方图的众数为校正值,确定X坐标位置的校正值为“+60μm”,Y坐标位置的校正值为“-10μm”。
(3)基于显微镜的形态观察
在参考晶圆表面上,通过AFM观察由SP2检测为LPD的1个COP所得到的上述校准后的X坐标和Y坐标的位置时,如图4所示,可以在视野内捕捉到COP,并对其进行形态观察(实施例)。
而对上述COP,通过AFM观察由SP2检测的校准前的X坐标和Y坐标的位置时,如图5所示,未能确认到COP(比较例)。
上述结果表明,通过上述校准,可以提高基于激光表面检查装置的LPD的坐标位置识别精度,并且可以通过显微镜对通过激光表面检查装置检测到的LPD进行形态观察。
本发明的一个实施方式在硅晶圆等各种半导体晶圆的技术领域中是有用的。

Claims (6)

1.一种激光表面检查装置的坐标位置识别精度校准方法,其通过一边旋转半导体晶圆,一边向晶圆表面照射激光进行扫描来检测所述表面的LPD,其特征在于,该方法包括:
分别通过校准对象激光表面检查装置、和由二维正交坐标系求出所述COP的X坐标位置和Y坐标位置的校准用装置检测参考晶圆表面的COP;
将参考晶圆的表面上的通过校准对象激光表面检查装置求出的检测位置与通过校准用装置求出的检测位置的位置之差在阈值范围内作为判断通过各装置检测出的COP为相同COP的判断标准,确定通过校准对象激光表面检查装置和校准用装置检测为相同COP的COP;以及
对于确定为相同COP的COP的X坐标位置和Y坐标位置,以通过校准用装置求出的X坐标位置和Y坐标位置为真值,对校准对象激光表面检查装置的坐标位置识别精度进行校准。
2.根据权利要求1所述的激光表面检查装置的坐标位置识别精度校准方法,其特征在于,所述位置之差在阈值范围内是指通过下式1:
[数1]
(式1)
Figure FDA0003567651160000011
求出的位置偏移量为阈值以下,式1中,X1和Y1是通过校准用装置求出的X坐标位置和Y坐标位置,X2和Y2是通过校准对象激光表面检查装置求出的X坐标位置和Y坐标位置。
3.根据权利要求1或2所述的激光表面检查装置的坐标位置识别精度校准方法,其特征在于,所述校准用装置是搭载了共焦激光显微镜的表面缺陷检查装置。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的激光表面检查装置的坐标位置识别精度校准方法,其特征在于,所述坐标位置识别精度的校准包括确定通过校准对象激光表面检查装置求出的X坐标位置和Y坐标位置的校正值。
5.一种半导体晶圆的评价方法,其特征在于,该评价方法包括:
通过权利要求1~4中的任一项所述的激光表面检查装置的坐标位置识别精度校准方法校准通过一边旋转半导体晶圆,一边向晶圆表面照射激光进行扫描来检测所述表面的LPD的激光表面检查装置的坐标位置识别精度;
在所述校准后的激光表面检查装置中,通过一边旋转评价对象半导体晶圆,一边向晶圆表面照射激光进行扫描来检测评价对象半导体晶圆表面的LPD;
针对所述检测出的LPD,通过显微镜进行形态观察,
在所述形态观察的观察定位中,采用通过所述校准后的激光表面检查装置确定的X坐标位置和Y坐标位置。
6.根据权利要求5所述的半导体晶圆的评价方法,其特征在于,所述显微镜是原子力显微镜或扫描电子显微镜。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6124142A (en) * 1995-02-14 2000-09-26 Seiko Instruments, Inc. Method for analyzing minute foreign substance elements
US6535781B1 (en) * 1999-01-28 2003-03-18 Semiconductor Leading Edge Technologies, Inc. Apparatus for modifying coordinates
JP2005043277A (ja) * 2003-07-24 2005-02-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体ウエーハの品質評価方法
JP2006210571A (ja) * 2005-01-27 2006-08-10 Sumco Corp ウェーハの評価方法およびその評価装置
CN103531500A (zh) * 2013-10-21 2014-01-22 上海华力微电子有限公司 晶圆缺陷检测设备的校准方法
JP2018006658A (ja) * 2016-07-06 2018-01-11 信越半導体株式会社 パーティクルカウンタ校正用ウェーハの作製方法
CN107615469A (zh) * 2015-05-27 2018-01-19 信越半导体株式会社 半导体晶圆的评价方法
CN109141223A (zh) * 2018-09-25 2019-01-04 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种基于psd的激光干涉仪光路高效精确校准方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4304879B2 (ja) * 2001-04-06 2009-07-29 信越半導体株式会社 水素イオンまたは希ガスイオンの注入量の決定方法
JP2006208314A (ja) * 2005-01-31 2006-08-10 Shin Etsu Handotai Co Ltd シリコン単結晶ウエーハの結晶欠陥の評価方法
JP5023900B2 (ja) * 2006-09-05 2012-09-12 株式会社Sumco エピタキシャルシリコンウェーハ
DE102007010225B4 (de) * 2007-02-28 2018-08-23 Vistec Semiconductor Systems Gmbh Verfahren zur Aufnahme von hochauflösenden Bildern von Defekten auf der Oberseite des Waferrandes
JP2015069678A (ja) * 2013-09-30 2015-04-13 株式会社日立ハイテクファインシステムズ 磁気ディスクの表面欠陥検査装置及び磁気ディスクの表面欠陥検査方法
US10821222B2 (en) 2014-07-21 2020-11-03 Medtronic Minimed, Inc. Smart connection interface
DE102014215727B4 (de) 2014-08-08 2016-06-09 Siltronic Ag Verfahren zur Überwachung des Betriebszustands eines Oberflächen-Inspektionssystems zum Nachweis von Defekten auf der Oberfläche von Halbleiterscheiben
JP6507979B2 (ja) * 2015-10-07 2019-05-08 株式会社Sumco 半導体ウェーハの評価方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6124142A (en) * 1995-02-14 2000-09-26 Seiko Instruments, Inc. Method for analyzing minute foreign substance elements
US6535781B1 (en) * 1999-01-28 2003-03-18 Semiconductor Leading Edge Technologies, Inc. Apparatus for modifying coordinates
JP2005043277A (ja) * 2003-07-24 2005-02-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体ウエーハの品質評価方法
JP2006210571A (ja) * 2005-01-27 2006-08-10 Sumco Corp ウェーハの評価方法およびその評価装置
CN103531500A (zh) * 2013-10-21 2014-01-22 上海华力微电子有限公司 晶圆缺陷检测设备的校准方法
CN107615469A (zh) * 2015-05-27 2018-01-19 信越半导体株式会社 半导体晶圆的评价方法
JP2018006658A (ja) * 2016-07-06 2018-01-11 信越半導体株式会社 パーティクルカウンタ校正用ウェーハの作製方法
CN109141223A (zh) * 2018-09-25 2019-01-04 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种基于psd的激光干涉仪光路高效精确校准方法

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