DE112022002243T5

DE112022002243T5 - Verfahren zur bestimmung einer ablagerung

Info

Publication number: DE112022002243T5
Application number: DE112022002243.4T
Authority: DE
Inventors: Masato Ohnishi
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2021-07-13
Filing date: 2022-06-16
Publication date: 2024-03-07
Also published as: WO2023286518A1; JP2023012232A; KR20240026150A; CN117529654A; TW202338336A

Abstract

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zur Bestimmung einer Ablagerung aus einem Bild, das von einer Vorrichtung zur Prüfung einer Erscheinung erhalten wurde, um Ablagerung, die um ein HLM auf der Rückseite eines Wafers herum auftreten, einschließlich: Ersetzen von Luminanzdaten des Bildes durch Matrixdaten; Extrahieren eines HLM-bedruckten Bereichs; Erhalten einer Least-Squares-Ebene der Luminanz; Erhalten normalisierter Matrixdaten durch Subtrahieren der Least-Squares-Ebene von dem bedruckten Bereich; Erhalten von vorsprungsseitigen Matrixdaten durch Ersetzen von 0 für Matrixwerte, die kleiner als 0 sind; Erhalten von vertiefungsseitigen Matrixdaten durch Umkehren des Vorzeichens der normalisierten Matrixdaten und Ersetzen von 0 für Matrixwerte, die Punkte und Rauschen darstellen; Erhalten von zusammengesetzten Matrixdaten aus den vorsprung- und vertiefungsseitigen Matrixdaten; Erhalten von Tiefpass-Matrixdaten durch Verarbeiten der zusammengesetzten Matrixdaten; und Bestimmen einer Ablagerung aus den Tiefpass-Matrixdaten mit einem vorbestimmten Schwellenwert und Erhalten eines Flächenverhältnisses der Ablagerung, um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Ablagerung in dem gedruckten Bereich zu bestimmen. Auf diese Weise wird ein Verfahren zur Bestimmung einer Ablagerung bereitgestellt, mit dem Ablagerung, die von Formmessgeräten nicht erfasst werden können, zuverlässig erkannt und das Vorhandensein oder Fehlen von Ablagerung bestimmt werden kann.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Ablagerungen, die um eine harte Lasermarkierung auf der Rückseite eines Wafers herum auftreten, unter Verwendung eines Bildes, das von einer Vorrichtung zur Prüfung einer Erscheinung erhalten wird.
HINTERGRUND
Um einzelne Siliziumwafer zu identifizieren, wird eine individuelle Nummer in einem flachen Bereich auf einer Kante der Rückseite eines Wafers mit einem Festkörperlaser aufgedruckt (harte Lasermarkierungsverfahren). Eine harte Lasermarkierung wird als Zeichen eingeprägt, indem intermittierend Punkte gebildet werden, während der Wafer selbst mit dem Hochleistungs-Festkörperlaser geschmolzen wird, so dass das Silizium um den Punktbereich herum amorph wird und der amorphe Bereich bei einem anschließenden Poliervorgang nicht mit der gleichen Poliergeschwindigkeit poliert werden kann wie die anderen monokristallinen Bereiche. Aus diesem Grund wird angenommen, dass sich in dem amorphen Teil um die Punkte herum eine relativ sanft abfallende Beule bildet. Dies wird als Ablagerung bezeichnet, und es wurde festgestellt, dass jede Interferenz der Ablagerung mit einem Schritt für einen Vorrichtungsprozess die Vorrichtungsherstellung negativ beeinflusst. Es ist daher notwendig, die im Bereich der Lasermarkierung auftretende Ablagerung zu erkennen.
Bei einem konventionellen Ansatz werden Formmessgeräte verwendet, um eine Ablagerung in der harten Lasermarkierung als Formabweichung aufgrund einer Dickenänderung zu erkennen. Es gibt jedoch Fälle, in denen eine Ablagerung, die von Formmessgeräten nicht erkannt werden können, ein Problem während des Herstellungsprozesses der Vorrichtung darstellen. Es ist daher notwendig, solche Ablagerungen, die von Formmessgeräten nicht erkannt werden können, zuverlässig zu erkennen.
Als herkömmliche Technik wird ein Verfahren zur Erkennung von Oberflächenunregelmäßigkeiten oder Oberflächendefekten durch Bildverarbeitung offenbart.
So zeigt Patentdokument 1 ein Beispiel für die Bildverarbeitung einer kugelförmigen konkaven Vertiefung und eines kugelförmigen konvexen Vorsprungs und offenbart, dass in einem REV-Modus (Reverse Position Defocusing) eine vorstehende Form hell abgebildet wird (eine vertiefte Form wird dunkel abgebildet) und in einem FOW-Modus (Forward Position Defocusing) eine vertiefte Form hell abgebildet wird (eine vorstehende Form wird dunkel abgebildet).
Diese Technik dient zur Erkennung von Vertiefungs-ähnlichen Defekten, die durch Bearbeitung oder Kristallisation entstanden sind, und nicht zur Erkennung von leichten Unebenheiten (Ablagerung).
Wenn mit diesem Verfahren versucht wird, Oberflächenunregelmäßigkeiten in dem mit der harten Lasermarkierung bedruckten Bereich zu erkennen, werden nur Unregelmäßigkeiten des bedruckten Teils der harten Lasermarkierung erkannt, und es ist unmöglich, leichte Unebenheiten (Ablagerung) zu erkennen.
Patentdokument 2 offenbart ein Defektprüfungsverfahren, bei dem eine Oberfläche eines zu untersuchenden Objekts mit einem Differentialinterferenzmikroskop fotografiert und die Anzahl der auf der Oberfläche beobachteten Defekte durch Bildverarbeitung gezählt wird, wobei die Defekte auf der Grundlage von Punkten erkannt werden, deren Luminanz sich in dem fotografierten Bild ändert.
Diese Technik misst jedoch die Anzahl der Defekte auf der Vorderseite und kann keine leichten Unebenheiten (Ablagerung) im Bereich der harten Lasermarkierung auf der Rückseite erkennen.
ZITATLISTE
PATENTLITERATUR

Patentdokument 1: JP 2017-053764 A
Patentdokument 2: JP 2002-365236 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Wie oben beschrieben, werden bei einem konventionellen Ansatz Formmessgeräte verwendet, um eine Ablagerung in der harten Lasermarkierung als Formabweichung aufgrund einer Dickenänderung zu erkennen. Es gibt jedoch Fälle, in denen eine Ablagerung, die von Formmessgeräten nicht erkannt werden kann, während des Herstellungsprozesses der Vorrichtung ein Problem darstellen.
Daher ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bestimmung einer Ablagerung bereitzustellen, mit dem solche Ablagerungen, die von Formmessgeräten nicht erfasst werden können, zuverlässig erkannt und das Vorhandensein oder Fehlen von Ablagerung bestimmt werden kann.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Um das obige Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung einer Ablagerung bereit, bei dem unter Verwendung eines Bildes, das durch eine Vorrichtung zur Prüfung einer Erscheinung erhalten wird, eine Ablagerung bestimmt wird, die um eine harte Lasermarkierung auf einer Rückseite eines Wafers herum auftritt, nachdem die harte Lasermarkierung auf der Rückseite gebildet wurde oder nachdem die Rückseite nach der Bildung der harten Lasermarkierung poliert wurde, umfassend:

einen Schritt A zum Ersetzen von Luminanzdaten eines Graustufenbildes, das von der Vorrichtung zur Prüfung einer Erscheinung erhalten wurde, durch Matrixdaten;
einen Schritt B zum Extrahieren eines mit einer harten Lasermarkierung bedruckten Bereichs, der die harte Lasermarkierung enthält, aus den Matrixdaten;
einen Schritt C zum Erhalten einer Least-Squares-Ebene (Ebene der kleinsten Quadrate) der Luminanz mit Bezug auf einen Abschnitt ohne die harte Lasermarkierung innerhalb des extrahierten, mit der harten Lasermarkierung bedruckten Bereichs;
einen Schritt D zum Erhalten von normalisierten Matrixdaten durch Subtrahieren der Least-Squares-Ebene der Luminanz von dem mit der harten Lasermarkierung bedruckten Bereich und Entfernen eines Gradienten der Luminanz des mit der harten Lasermarkierung bedruckten Bereichs;
einen Schritt E zum Erhalten von vorsprungsseitigen Matrixdaten durch Ersetzen eines Matrixwerts, der kleiner als 0 ist, durch 0 aus den normalisierten Matrixdaten;
einen Schritt F zum Erhalten von vertiefungsseitigen Matrixdaten durch Umkehren eines Vorzeichens der normalisierten Matrixdaten und Ersetzen eines Matrixwertes, der Punkte darstellt, die die harte Lasermarkierung bilden, und eines Matrixwertes, der Rauschen darstellt, durch 0;
einen Schritt G zum Addieren der vorsprungsseitigen Matrixdaten und der vertiefungsseitigen Matrixdaten, um zusammengesetzte Matrixdaten zu erhalten;
einen Schritt H zum Erhalten von Tiefpass-Matrixdaten durch Anwenden eines zweidimensionalen gleitenden Durchschnittsprozesses auf die zusammengesetzten Matrixdaten; und
einen Schritt I zum Bestimmen, als die Ablagerung, von Daten, die einen Matrixwert anzeigen, der einen vorbestimmten Schwellenwert aus den Tiefpass-Matrixdaten übersteigt, und zum Erhalten eines Flächenverhältnisses der Ablagerung durch Zählen einer Anzahl von Datenstücken der Ablagerung und Teilen der Anzahl durch eine Anzahl von Datenstücken des mit harter Lasermarkierung bedruckten Bereichs, um ein Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Ablagerung in dem mit harter Lasermarkierung bedruckten Bereich basierend auf dem Flächenverhältnis der Ablagerung zu bestimmen.

Ein solches erfindungsgemäßes Verfahren zur Bestimmung einer Ablagerung kann zuverlässig nur solche Ablagerung extrahieren, die von Formmessgeräten nicht erfasst werden kann, und ermöglicht eine zuverlässigere Bestimmung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins von Ablagerung als herkömmliche Verfahren.
Zusätzlich ist eine quantitative Bewertung möglich, indem ein Flächenverhältnis der Ablagerung ermittelt wird.
Im Schritt B,
kann aus den Bitmap-Daten im Graustufenbild, das aus den Matrixdaten besteht, ein Bereich, der Daten mit Zeilennummern und Spaltennummern enthält, die den Positionen der Punkte entsprechen, die die harte Lasermarkierung bilden, als der mit der harten Lasermarkierung bedruckte Bereich extrahiert werden.
Auf diese Weise lässt sich der mit der harten Lasermarkierung bedruckte Bereich leichter extrahieren und gezielt für die Bildverarbeitung nutzen.
Im Schritt H,
kann ein Verfahren, das eine gewichtete Matrix mit einer Gaußschen Verteilung verwendet, als zweidimensionaler gleitender Durchschnittsprozess durchgeführt werden.
Auf diese Weise können Tiefpass-Matrixdaten, aus denen die kurzperiodischen numerischen Fluktuationen an den peripheren Rändern der harten Lasermarkierungspunkte, die in den zusammengesetzten Matrixdaten nicht vollständig entfernt werden, entfernt wurden, einfacher und angemessener erhalten werden.
Im Schritt I,
können eine Beziehung zwischen einem Flächenverhältnis der Ablagerung in dem mit einer harten Lasermarkierung bedruckten Bereich und Qualitätsdefekten, die durch Ablagerung in einem Vorrichtungsherstellungsprozess verursacht werden, im Voraus ermittelt werden, und ein Schwellenwert (Vorhandensein von Ablagerung) eines Flächenverhältnisses von Ablagerung, bei dem die durch Ablagerung verursachten Qualitätsdefekte auftreten, im Voraus festgelegt werden, und
wenn das Flächenverhältnis der Ablagerung aus den Tiefpass-Matrixdaten an oder über dem Schwellenwert liegt (Vorhandensein von Ablagerung), kann festgestellt werden, dass eine Ablagerung vorhanden sind.
Wenn die durch Fremdkörper im Vorrichtungsherstellungsprozess verursachten Qualitätsmerkmale bekannt sind, kann eine Bestimmung auf die oben beschriebene Weise ein äußerst genaues und effektives Verfahren zur Bestimmung von Fremdkörpern sein.
Im Schritt F,
kann der Matrixwert, der die Punkte darstellt, die die harte Lasermarkierung bilden, auf 30 oder mehr eingestellt werden, und
der Matrixwert, der das Rauschen darstellt, kann auf 10 oder weniger gesetzt werden, und
im Schritt I,
kann der vorgegebene Schwellenwert auf 10 gesetzt werden.
Auf diese Weise können nur die Ablagerungen, die von den Formmessgeräten nicht erfasst werden können, zuverlässiger extrahiert werden, was eine zuverlässigere Bestimmung des Vorhandenseins oder Fehlens von Ablagerung ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung stellt auch einen Wafer mit einer harten Lasermarkierung auf seiner Rückseite bereit, der den mit der harten Lasermarkierung bedruckten Bereich umfasst, der durch das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung von Ablagerung als frei von Ablagerung bestimmt wurde.
Ein solcher erfindungsgemäßer Wafer ist ein qualifizierter Wafer, bei dem festgestellt wurde, dass er frei von Ablagerungen ist, die von Formmessgeräten nicht erkannt werden können, so dass er ein gutes Produkt sein kann, das das Auftreten von Problemen, die durch Ablagerung verursacht werden, verringern kann, wenn er später dem Vorrichtungsherstellungsprozess unterzogen wird.
VORTEILHAFTE AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung einer Ablagerung kann eine Ablagerung, die von Formmessgeräten nicht erfasst werden kann, zuverlässig detektiert und deren Vorhandensein oder Fehlen festgestellt werden. Zusätzlich ist eine quantitative Bewertung einer Ablagerung möglich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung einer Ablagerung zeigt;
2 ist ein Bild, das ein Beispiel für einen mit einer harten Lasermarkierung bedruckten Bereich zeigt, der in Schritt B extrahiert wurde;
3 ist ein Bild, das ein Beispiel für die Least-Squares-Ebene der Luminanz (Gradient der Luminanz) in dem mit harter Lasermarkierung bedruckten Bereich zeigt, die in einem Schritt C erhalten wurde;
4 ist ein Bild, das ein Beispiel für normalisierte Matrixdaten zeigt, die in einem Schritt D erhalten wurden;
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Übergang von den normalisierten Matrixdaten zu den Matrixdaten auf der Vorsprungseite zeigt;
6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Übergang von Matrixdaten, die durch Umkehrung des Vorzeichens der normalisierten Matrixdaten erhalten wurden, zu Matrixdaten auf der Vertiefungsseite zeigt;
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Übergang von zusammengesetzten Matrixdaten zu Tiefpass-Matrixdaten zeigt;
8 ist ein Diagramm, das die Bestimmung und Extrahierung von Ablagerung aus den Tiefpass-Matrixdaten auf der Grundlage eines vorbestimmten Schwellenwerts zeigt;
9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Beziehung zwischen einem Flächenverhältnis der Ablagerung und dem Auftreten von Defokussierung in einem Vorrichtungsherstellungsprozess zeigt;
10 ist eine Reihe von Bildern, die die Matrix von Teilen in 15 Wafern von 29 Wafern zur Bestimmung im Beispiel zeigen, die in einem Schritt I als Ablagerung bestimmt wurden;
11 ist eine Reihe von Bildern, die die Matrix der Teile in den verbleibenden 14 Wafern von den 29 Wafern zur Bestimmung im Beispiel zeigen, die in Schritt I als Ablagerung bestimmt wurden;
12 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem ESFQR und dem Auftreten von Defokussierung in einem Vorrichtungsherstellungsprozess im Vergleichsbeispiel zeigt;
13 ist ein erklärendes Diagramm, das eine Zelle zeigt, die die harte Lasermarkierung an der Kerbenposition enthält; und
14 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Beispiel für eine Gaußsche Verteilung in einer Dimension zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die folgende Beschreibung beschränkt.
Der Kürze halber wird die harte Lasermarkierung im Folgenden als HLM und der mit der harten Lasermarkierung bedruckte Bereich im Folgenden als bedruckter Bereich bezeichnet.
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zur Bestimmung von Ablagerungen, die um eine HLM auf der Rückseite eines Wafers auftreten, der mit der HLM als einzelne Nummer geformt wurde oder der danach weiter poliert wurde, unter Verwendung eines Bildes (Graustufenbild), das mit einer Vorrichtung zur Prüfung einer Erscheinung erhalten wurde. Beispielsweise kann jede herkömmliche, im Handel erhältliche Vorrichtung zur Prüfung einer Erscheinung verwendet werden. Ein Beispiel ist SIFTer300.
1 zeigt ein Beispiel für das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung einer Ablagerung. Das Verfahren ist grob in die folgenden Schritte unterteilt: Schritt A: Ersetzen durch Matrixdaten; Schritt B: Extrahieren eines gedruckten Bereichs; Schritt C: Berechnen der Least-Squares-Ebene der Luminanz; Schritt D: Berechnen normalisierter Matrixdaten; Schritt E: Berechnen vorsprungsseitiger Matrixdaten; Schritt F: Berechnen vertiefungsseitiger Matrixdaten; Schritt G: Berechnen zusammengesetzter Matrixdaten; Schritt H: Berechnen von Tiefpass-Matrixdaten; und Schritt I: Bestimmung.
Die einzelnen Schritte werden im Folgenden erläutert.
<Schritt A: Ersetzen durch Matrixdaten>
In diesem Schritt werden die Luminanzdaten eines Graustufenbildes, das von einer Vorrichtung zur Prüfung einer Erscheinung gewonnen wurde, durch Matrixdaten ersetzt.
Ein Beispiel für ein Graustufenbild, das von einer Vorrichtung zur Prüfung einer Erscheinung erhalten wird, ist ein mit einer harten Lasermarkierung gedrucktes Positionsprüfbild B_T7 (BMP-Format) in 8-Bit-Graustufen (256 Abstufungen). Die HLM wird an einer bestimmten Position auf dem Wafer gedruckt, und das Bild erfasst einen Bereich um die Position.
Im Schritt A werden die Luminanzdaten dieses Graustufenbildes, das von der Vorrichtung zur Prüfung des Erscheinungsbildes, die die Umgebung des gedruckten Bereichs erfasst, erhalten wurde, durch eine Matrix dargestellt. Dieser Vorgang der Ersetzung durch die Matrix kann von einem Computer usw. durchgeführt werden. Die Matrix kann zum Beispiel 7669 × 2048 betragen.
<Schritt B: Extrahieren des gedruckten Bereichs>
In diesem Schritt wird ein gedruckter Bereich einschließlich der HLM aus den Matrixdaten extrahiert.
So ist es z. B. zweckmäßig, aus den Bitmap-Daten des oben genannten, in Matrixdaten umgewandelten Graustufenbildes einen Bereich zu extrahieren, der die Daten der Zeilen- und Spaltennummern enthält, die den Positionen der Punkte entsprechen, die die HLM bilden. Es ist vorzuziehen, einen Bereich auszuschneiden, der den Teil enthält, in dem die HLM-Punkte gedruckt werden, und insbesondere in einem Matrixbereich, der mindestens 20 Zeilen und 20 Spalten in vertikalen und horizontalen Bereichen größer als der Teil ist. Da die HLM in einem Bereich gedruckt wird, der wie oben beschrieben nach einem Wafer-Standard festgelegt wird, ist es möglich, einen Matrixbereich des gedruckten Bereichs festzulegen. Zum Beispiel können aus den in Schritt A erhaltenen Matrixdaten die Daten der Zeilennummern 2800-4650 und der Spaltennummern 1000-1600 extrahiert und als Matrix des gedruckten Bereichs verwendet werden. Ein Beispiel für den extrahierten gedruckten Bereich ist in 2 dargestellt.
Durch die Extrahierung des Bereichs, der den bedruckten Bereich enthält, kann nur der Bereich, in dem eine Ablagerung auftritt, für die Bildverarbeitung ausgewählt werden.
Es ist möglich, den Extrahierungsbereich wie oben beschrieben im Voraus festzulegen und die Extrahierung durchzuführen. Alternativ kann ein Bediener z. B. den Bereich, der die HLM in den Matrixdaten aus Schritt A enthält, manuell beschneiden, um den gedruckten Bereich zu extrahieren.
Da sich der gedruckte Bereich auf einem Randbereich des Wafers befindet, ist die Luminanz auch in Bereichen ohne HLM-Punkte unter dem Einfluss der Wafer-Randform mikroskopisch nicht konstant. Daher werden die unten beschriebenen Schritte C und D verwendet, um den Gradienten der Luminanz im gedruckten Bereich, d. h. den Einfluss der durch die Wafer-Randform verursachten Luminanzänderung, auszuschließen. Dadurch kann die Genauigkeit der verschiedenen Schwellenwerte für die Pixelluminanz zur Erkennung von Ablagerung erhöht werden, die weiter unten beschrieben werden.
<Schritt C: Berechnung der Least-Square-Ebene der Luminanz>
Dieser Schritt dient dazu, die Least-Squares-Ebene der Luminanz in Bezug auf die Teile ohne HLM in dem extrahierten gedruckten Bereich zu erhalten.
In dem gedruckten Bereich, der auf die oben beschriebene Weise extrahiert wurde, ist es vorzuziehen, die Least-Squares-Ebene der Luminanz in Bezug auf vier Ecken ohne HLM-Punkte zu erhalten. Mit anderen Worten, wie in 2 gezeigt, hat der gedruckte Bereich beispielsweise eine rechteckige Form, die von zwei vertikalen Seiten und zwei horizontalen Seiten umgeben ist, und es gibt keine HLM in der Nähe jeder Seite, weil der gedruckte Bereich in einem Bereich extrahiert wurde, der mindestens 20 Zeilen und 20 Spalten in vertikalen und horizontalen Bereichen größer ist als der Abschnitt, in dem die HLM gedruckt ist, wie oben beschrieben. Mit Hilfe der Matrixwerte (Luminanzdaten) der vier Punkte an den vier Ecken dieser rechteckigen Form wird die Least-Squares-Ebene (Ebene) der Luminanz im gedruckten Bereich mit einem Computer ermittelt.
Ein Beispiel für die erhaltene Least-Square-Ebene der Luminanz ist in 3 dargestellt. In 3 ist zu erkennen, dass sich die Luminanz von der Wafer-Mitte auf der linken Seite zum Wafer-Rand auf der rechten Seite hin abnimmt (es ist ein Luminanz-Gradient zu erkennen).
<Schritt D: Berechnen normalisierter Matrixdaten>
Dieser Schritt besteht darin, normalisierte Matrixdaten zu erhalten, indem die Least-Squares-Ebene der Luminanz vom gedruckten Bereich subtrahiert und der Luminanzgradient im gedruckten Bereich entfernt wird.
Mit anderen Worten, die Least-Squares-Ebene der Luminanz, wie in 3 dargestellt, wird von den Luminanzdaten des gedruckten Bereichs, wie in 2 dargestellt, abgezogen. Auf diese Weise kann der Einfluss der durch die Wafer-Randform verursachten Luminanzänderung von jedem Matrixwert ausgeschlossen werden. Die auf diese Weise auf die Least-Squares-Ebene normierten Matrixdaten (die Least-Squares-Ebene wird auf Null gesetzt) werden als normierte Matrixdaten definiert. Ein Beispiel für die normalisierten Matrixdaten ist in 4 dargestellt.
Bei der Extrahierung von Ablagerung aus diesen normalisierten Matrixdaten des bedruckten Bereichs werden dann zunächst die HLM-Punkte ausgeschlossen. Dies geschieht in zwei Stufen, wie in den unten beschriebenen Schritten E und F.
<Schritt E: Berechnung der Vorsprung-Seiten-Matrixdaten>
In diesem Schritt werden die Vorsprung-Seiten-Matrixdaten ermittelt, indem Matrixwerte, die kleiner als 0 sind, durch 0 aus den normalisierten Matrixdaten ersetzt werden.
In einer ersten Stufe des Schritts zum Ausschluss der HLM-Punkte wird zunächst in den normalisierten Matrixdaten des gedruckten Bereichs nach Matrixwerten unter 0 gesucht. Dies liegt daran, dass die HLM-Punkte vertiefte Löcher sind und in den normalisierten Matrixdaten negative Werte aufweisen. Daher können solche Matrixwerte unter 0 (Matrixwerte kleiner als 0) im gedruckten Bereich durch 0 ersetzt werden, um die HLM-Punkte auszuschließen. Die hier erhaltenen Matrixdaten werden als vorsprungsseitige Matrixdaten definiert.
5 zeigt ein Beispiel für den Übergang von den normalisierten Matrixdaten zu den vorsprungsseitigen Matrixdaten (Profil A). Das hier gezeigte Beispiel ist der Übergang der Matrixwerte bei den Spaltennummern 350-600 bei einer bestimmten Zeilennummer. Die vertikale Achse stellt relative Abstufungen der Luminanz dar, die horizontale Achse die Positionen (Spaltennummern).
In den normalisierten Matrixdaten sind, wie aus dem Diagramm in diesem Beispiel ersichtlich, die Bereiche, in denen die relative Abstufung um -100 liegt, die HLM-Punkte (HLM-Vertiefungen). Andererseits sind andere Bereiche als diese Punkte, die im Vergleich zur Referenz hervorstehen oder vertieft sind, Ablagerungskandidaten.
Indem man die Matrixwerte, die kleiner als 0 sind, wie oben beschrieben durch 0 ersetzt, erhält man die vorsprungsseitigen Matrixdaten nur für die vorspringenden Ablagerung.
<Schritt F: Berechnen von Vertiefungs-Seiten-Matrixdaten>
In diesem Schritt wird das Vorzeichen der normalisierten Matrixdaten umgekehrt, und die Matrixwerte, die die HLM-Punkte darstellen, werden durch 0 ersetzt, während die Matrixwerte, die das Rauschen darstellen, durch 0 ersetzt werden, um Matrixdaten auf der Vertiefungsseite zu erhalten.
In dieser zweiten Phase wird eine Matrix verwendet, die durch Umkehrung des Vorzeichens der Matrixwerte im normalisierten Druckbereich erhalten wird. Dieser Punkt wird im Folgenden erläutert.
Aufgrund der Installationsbeschränkungen für die Lichtquelle bei der Aufnahme eines Bildes des HLM-Bereichs müssen Bereiche, die im Bild dunkel erscheinen (vertiefte Bereiche), als Ablagerung behandelt werden. Wenn jedoch, wie im ersten Schritt, 0 für die Matrixwerte unter 0 in dem normalisierten gedruckten Bereich ersetzt wird, wird sogar die Ablagerung, die vertieft erscheint, zusammen mit den HLM-Punkten ausgeschlossen. Daher wird bei der vorliegenden Erfindung das Vorzeichen der Matrixwerte im normalisierten Druckbereich umgekehrt, um die als negative Werte ausgedrückten Matrixwerte in positive Werte umzuwandeln.
Durch den Ausschluss der HLM-Punkte und des Rauschens werden dann nur die Ablagerungskandidaten, die vertieft erscheinen, extrahiert. In diesem Fall kann der Ausschluss der HLM-Punkte und des Rauschens mit zwei Schwellenwerten erfolgen. Die Matrixwerte der HLM-Punkte im vorzeichenumgekehrten Zustand werden als größere positive Werte ausgedrückt als andere Teile. Außerdem werden Ablagerungskandidaten, die in dem normalisierten gedruckten Bereich vertieft erscheinen, als positive Werte mit relativ geringer Höhe im vorzeichenumgekehrten Zustand ausgedrückt. So werden normalisierte und vorzeichenumgekehrte Matrixwerte, die z. B. kleiner oder gleich 10 und größer oder gleich 30 sind, durch 0 ersetzt. Die Matrixwerte, die größer oder gleich 30 sind, können als HLM-Punkte angesehen werden, und die Matrixwerte, die kleiner oder gleich 10 sind, können als leicht geneigte Unregelmäßigkeiten, d. h. als Rauschen, angesehen werden.
Die Obergrenze des Matrixwertes, der die HLM-Punkte darstellt, ist nicht besonders begrenzt, kann aber beispielsweise 255 betragen. Der Bereich der Matrixwerte, die das Rauschen darstellen, ist ebenfalls nicht besonders begrenzt, kann aber z. B. größer als 0 und kleiner oder gleich 10 sein.
Auf diese Weise werden geeignete Schwellenwerte für die Isolierung des Einflusses der Punkte und des Rauschens aus der vorzeichenumgekehrten Version der normalisierten Matrixdaten festgelegt, um diese auszuschließen. Man beachte, dass der oben genannte Schwellenwert für den Ausschluss des Rauschens (kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert) auch dazu führt, dass die überstehenden Ablagerungskandidaten (Teile, die vor der Vorzeicheninversion positiv waren, aber durch die Vorzeicheninversion negativ geworden sind) ausgeschlossen werden.
Die oben genannten Schwellenwerte von kleiner als oder gleich 10 und größer als oder gleich 30 für den Ausschluss von Rauschen und Punkten sind nicht begrenzt und können von Fall zu Fall festgelegt werden.
6 zeigt ein Beispiel für den Übergang von den Matrixdaten, die durch Umkehrung des Vorzeichens der normalisierten Matrixdaten erhalten wurden, zu den vertiefungsseitigen Matrixdaten (Profil B).
Wie aus dem Diagramm in diesem Beispiel ersichtlich ist, sind in den vorzeichenumgekehrten Matrixdaten die Bereiche, in denen die relative Abstufung um 100 liegt, die HLM-Punkte (HLM-Vertiefungen). Andererseits sind Bereiche mit positiven Werten, die nicht zu den Punkten gehören, die Ablagerungskandidaten, die ursprünglich vertiefte Bereiche sind.
Indem man die Matrixwerte, z. B. größer oder gleich 30 und kleiner oder gleich 10, wie oben beschrieben durch 0 ersetzt, können die Punkte und das Rauschen ausgeschlossen werden, und man erhält die vertiefungsseitigen Matrixdaten nur von den vertieften Ablagerungskandidaten. Durch diesen Schritt F können alle Ablagerungskandidaten zu einer vorstehenden Form ausgerichtet werden. In der Praxis enthalten die Ablagerungskandidaten jedoch auch den Einfluss der peripheren Kanten der HLM (auch einfach als HLM-Kanten bezeichnet).
<Schritt G: Berechnung von zusammengesetzten Matrixdaten>
In diesem Schritt werden die Matrixdaten der Vorsprungsseite und der Vertiefungsseite addiert, um zusammengesetzte Matrixdaten zu erhalten.
Durch die Addition der vorsprungsseitigen Matrixdaten aus Schritt E und der vertiefungsseitigen Matrixdaten aus Schritt F werden alle Matrixwerte der Ablagerungskandidaten zu positiven Werten.
<Schritt H: Berechnung der Tiefpass-Matrixdaten>
Dieser Schritt besteht darin, Tiefpass-Matrixdaten zu erhalten, indem ein zweidimensionaler gleitender Durchschnittsprozess auf die zusammengesetzten Matrixdaten angewendet wird.
Wie oben beschrieben, werden im Schritt F mit den beiden Schwellenwerten der Einfluss der HLM-Punkte und der Einfluss des Rauschens aus den vertiefungsseitigen Matrixdaten ausgeschlossen. Der Einfluss der peripheren Ränder der HLM-Punkte ist jedoch nicht vollständig ausgeschlossen. Die Matrixwerte an den peripheren Rändern der HLM-Punkte schwanken in einem kurzen Abstand (kurze Periode) spike-artig im Vergleich zu den Matrixwerten an den Abschnitten ohne HLM.
Der Einfluss der peripheren Ränder der Punkte, der nicht vollständig entfernt wurde, ist natürlich in den Ablagerungskandidaten in den zusammengesetzten Matrixdaten vorhanden, die durch die Addition dieser vertiefungsseitigen Matrixdaten und der vorsprungsseitigen Matrixdaten erhalten werden, und dies macht es unmöglich, zwischen tatsächlicher Ablagerung und den peripheren Rändern der Punkte nur auf der Grundlage der Größe der Werte zu unterscheiden.
Daher wird ein zweidimensionaler gleitender Mittelwert auf die Daten der zusammengesetzten Matrix angewandt, um die kurzperiodischen numerischen Schwankungen an den Randbereichen der HLM-Punkte, die nicht vollständig entfernt wurden, zu entfernen. Hier kann beispielsweise eine mit einer Gauß-Verteilung gewichtete 20 × 20-Matrix als gleitender Mittelwert verwendet werden. Durch Faltung der zusammengesetzten Matrixdaten mit einer gewichteten Matrix mit Gauß-Verteilung erhält man Tiefpass-Matrixdaten, aus denen die in den zusammengesetzten Matrixdaten enthaltenen kurzperiodischen numerischen Schwankungen entfernt wurden. Mit anderen Worten, kurzperiodische Bilder, die von den peripheren Rändern der HLM-Punkte stammen, können von den Ablagerungskandidaten ausgeschlossen werden. Durch die Verwendung der Gauß-Verteilung lassen sich bequemere und geeignetere Matrixdaten erhalten.
Im Folgenden wird ein Beispiel für die Gauß-Verteilung anhand von 14 erläutert. Der Einfachheit halber wird hier ein eindimensionaler Fall erläutert. Betrachten wir einen Fall, in dem jeder der gleichmäßig angeordneten Punkte einen Datenwert enthält und ein Datenwert in der Mitte von bestimmten neun Punkten (Position 0 auf der x-Achse in 14) dieser Punkte erhalten werden soll. Betrachten wir eine Verteilung, bei der die Beitragsrate an diesem Mittelpunkt 1 (100 %) beträgt und mit zunehmender Entfernung vom Mittelpunkt abnimmt. Genauer gesagt handelt es sich um eine Verteilung, bei der die Beitragsrate mit zunehmender Entfernung vom Zentrum gemäß der Formel exp(-ax²) abnimmt (der Wert von „a“ kann nach Bedarf bestimmt werden). Im Beispiel von 14 sinkt die Beitragsrate auf 50%, 10%, 1 % und 0,1% von 100% des Zentrums, aber diese Werte sind nicht begrenzt. Dies liefert einen angemesseneren Wert für die Zentrumsdaten als ein Zentrumsdatenwert, der aus einem einfachen gleitenden Mittelwert erhalten wird, der auf der Grundlage einer Beitragsrate von 100% für jeden der neun Punkte berechnet wird.
7 zeigt ein Beispiel für den Übergang von den zusammengesetzten Matrixdaten (Profil A + Profil B) zu den Tiefpass-Matrixdaten.
Es ist zu erkennen, dass die zusammengesetzten Matrixdaten den Einfluss der kurzperiodischen HLM-Kanten in den Ablagerungskandidaten enthalten, während die Tiefpass-Matrixdaten frei von kurzperiodischen numerischen Schwankungen sind.
<Schritt I: Bestimmung>
Dieser Schritt besteht darin, aus den Tiefpass-Matrixdaten Daten als Ablagerung zu bestimmen, die Matrixwerte anzeigen, die einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten, und ein Flächenverhältnis der Ablagerung zu erhalten, indem die Anzahl der Datenstücke der Ablagerung gezählt und durch die Anzahl der Stücke des gedruckten Bereichs getaucht wird, um dadurch das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Ablagerung in dem gedruckten Bereich auf der Grundlage des Flächenverhältnisses der Ablagerung zu bestimmen.
Dieser Schritt wird im Folgenden näher beschrieben.
Da die im Schritt H erhaltenen Tiefpass-Matrixdaten aus Werten größer oder gleich 0 bestehen, werden Matrixwerte, die einen vorbestimmten Schwellenwert, z. B. 10, überschreiten, ermittelt und als Ablagerung extrahiert. Natürlich kann dieser Schwellenwert nach Belieben festgelegt werden und ist nicht auf diesen Wert beschränkt.
8 zeigt die Bestimmung und Extrahierung von Ablagerung aus den Tiefpass-Matrixdaten auf der Grundlage des vorgegebenen Schwellenwerts. Zum Vergleich sind auch die normalisierten Matrixdaten aus dem Schritt D dargestellt.
Wie zu sehen ist, wird nicht nur die hervorstehende, sondern auch die vertiefte Ablagerung erfolgreich extrahiert. Es ist auch zu erkennen, dass nur die Ablagerung erfolgreich extrahiert wird, ohne von den Rändern der HLM-Punkte beeinträchtigt zu werden.
Dann wird ein Flächenverhältnis zwischen Ablagerung und dem gedruckten Bereich ermittelt, indem das Verhältnis zwischen der Anzahl der Daten der Matrixwerte, die den oben genannten Schwellenwert überschreiten (die Anzahl der als Ablagerung bestimmten Daten), und der Anzahl der Daten, die die Tiefpass-Matrixdaten bilden (die Anzahl der Daten des gedruckten Bereichs), bestimmt wird.
Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Ablagerung in dem gedruckten Bereich wird anhand des auf diese Weise erhaltenen Flächenverhältnisses der Ablagerung bestimmt, und ein Schwellenwert für die Bestimmung des Vorhandenseins bzw. Nichtvorhandenseins kann z. B. wie folgt festgelegt werden.
Zunächst wird eine Beziehung zwischen dem Flächenverhältnis der Ablagerung im gedruckten Bereich und den durch Ablagerung verursachten Qualitätsdefekten im Herstellungsprozess der Vorrichtung ermittelt. Ferner wird aus der Beziehung ein Schwellenwert (Vorhandensein von Ablagerung) für das Flächenverhältnis der Ablagerung festgelegt, bei dem durch Ablagerung verursachte Qualitätsdefekte auftreten.
Liegt das auf diese Weise ermittelte Flächenverhältnis von Ablagerung für einen zu bestimmenden tatsächlichen Wafer an oder über dem oben genannten Schwellenwert (Vorhandensein von Ablagerung), so wird festgestellt, dass Ablagerung (Ablagerung, die Qualitätsfehler verursachen) vorhanden ist.
9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Beziehung zwischen dem Flächenverhältnis der Ablagerung und dem Auftreten von Defokussierung im Herstellungsprozess der Vorrichtung zeigt. Zur Verdeutlichung sind die Probenebenen (Slot) auf der horizontalen Achse in Bezug auf das Flächenverhältnis der Ablagerung von hoch nach niedrig sortiert.
In diesem Fall beginnen Defokussierungsdefekte aufzutreten, wenn das Flächenverhältnis der Ablagerung etwa 0,64-0,67% des zu bearbeitenden Bereichs (gedruckter Bereich) beträgt. So kann z. B. der Schwellenwert (Vorhandensein von Ablagerung) auf 0,5% festgelegt werden, und wenn das Flächenverhältnis bei oder über 0,5% liegt, kann festgestellt werden, dass eine Ablagerung vorhanden ist.
Dementsprechend wird für die im Schritt I tatsächlich ermittelten und extrahierten Matrixdaten der Ablagerung ein Flächenverhältnis der Ablagerung aus dem Verhältnis von [Anzahl der als Ablagerung ermittelten Matrixdaten]/[Anzahl der Matrixdaten des HLM-gedruckten Bereichs] berechnet, und es kann eine genaue Bestimmung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins von Ablagerung vorgenommen werden, indem ermittelt wird, ob das Flächenverhältnis das Bestimmungskriterium von 0,5% des zu bearbeitenden Bereichs (gedruckter Bereich) erfüllt oder nicht. Insbesondere ist es möglich, Wafer zuverlässig zu screenen, die im Herstellungsprozess der Bauelemente keine Defokussierungsdefekte aufweisen werden.
Die Obergrenze des Flächenanteils des Ablagerungsbereichs kann übrigens nicht bestimmt werden, da sie von der Anzahl der als Ablagerung ermittelten Matrixdaten abhängt, aber das Maximum liegt bei 100% aufgrund der oben genannten Formel zur Berechnung des Flächenanteils des Ablagerungsbereichs.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, mit Hilfe von Formmessgeräten Ablagerungen, die mit herkömmlichen Inspektionsmethoden nicht erfasst werden können, zuverlässig zu erkennen und das Vorhandensein oder Fehlen einer Ablagerung genau zu bestimmen. Zusätzlich ist eine quantitative Auswertung möglich, da die Auswertung über das Flächenverhältnis der Ablagerung erfolgt.
Da die qualifizierten Wafer mit dem gedruckten Bereich, der durch das erfindungsgemäße Bestimmungsverfahren als frei von Ablagerung bestimmt wurde, die oben beschriebene genaue Bestimmung bestanden haben, können außerdem Probleme wie Defokussierungsdefekte, die durch Ablagerung verursacht werden, im Herstellungsprozess der Vorrichtung verhindert werden.
BEISPIEL
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen näher erläutert, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.
(Beispiel)
(25 + 29) Wafer mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Kristallebenenorientierung von (110) wurden hergestellt. Die Einprägung der harten Lasermarkierung erfolgte in einem Abstand von 5±1° von der Kerbe auf der Rückseite jedes Wafers, und es wurde eine doppelseitige Politur durchgeführt.
Von den insgesamt 54 Wafern wurden 25 Wafer verwendet, um die Beziehung zwischen dem Flächenverhältnis der Ablagerung und dem Auftreten von Defokussierung beim Vorrichtungsherstellungsprozess zu untersuchen, und anhand dieser Beziehung wurde bei den anderen 29 Wafern das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein von Ablagerung bestimmt, die das Auftreten von Defokussierung beeinflussen würde.
Ablagerung wurde auf diesen Wafern durch Bildverarbeitung von 8-Bit-Graustufenbildern (256 Abstufungen) im BPM-Format erkannt, die mit einer Vorrichtung zur Prüfung einer Erscheinung (SIFTer 300) aufgenommen wurden.
<Schritt A: Ersetzen durch Matrixdaten>
Das obige Graustufenbild wurde durch die Matrixdaten (7669 Zeilen × 2048 Spalten) ersetzt.
<Schritt B: Extrahieren des gedruckten Bereichs>
Aus den Matrixdaten des obigen Graustufenbildes wurden die Daten der Zeilennummern 2800-4650 und der Spaltennummern 1000-1600 herausgeschnitten und als Matrixdaten des mit der harten Lasermarkierung bedruckten Bereichs verwendet.
<Schritt C: Berechnung der Least-Square-Ebene der Luminanz>
Die Least-Squares-Ebene der Luminanz wurde aus den Matrixwerten der vier Punkte an den vier Ecken ohne harte Lasermarkierungspunkte in dem in Schritt B ausgeschnittenen Druckbereich berechnet.
<Schritt D: Berechnen normalisierter Matrixdaten>
Die Least-Squares-Ebene der Luminanz aus Schritt C wurde von den Matrixdaten des mit der harten Lasermarkierung bedruckten Bereichs subtrahiert, um die normalisierten Matrixdaten zu erhalten.
<Schritt E: Berechnung der Daten der Vorsprung-Seiten-Matrix>
Matrixwerte, die kleiner als 0 sind, wurden durch den Wert 0 ersetzt, um die vorsprungsseitigen Matrixdaten (Ablagerungskandidaten) aus den in Schritt D erhaltenen normalisierten Matrixdaten zu erhalten.
<Schritt F: Berechnen von Vertiefungs-Seiten-Matrixdaten>
Die in Schritt D erhaltenen normalisierten Matrixdaten wurden mit -1 multipliziert, um das Vorzeichen der Matrixwerte der normalisierten Matrixdaten zu invertieren. Auf diese Weise können die Teile, die im Bild dunkel und vertieft erscheinen, als hervorstehende Ablagerung erkannt werden. Um den Einfluss der harten Lasermarkierungspunkte auszuschließen, wurden Matrixwerte, die größer oder gleich dem Schwellenwert von 30 sind, durch 0 ersetzt. Um den Einfluss relativ kleinerer Unregelmäßigkeiten als die durch die Waferform verursachte Ablagerung, die nichts mit Ablagerung zu tun hat, auszuschließen, wurden Matrixwerte, die kleiner oder gleich dem Schwellenwert von 10 sind, durch 0 ersetzt. Durch das oben beschriebene Verfahren wurde der Einfluss der harten Lasermarkierungspunkte und des Rauschens, das nichts mit Ablagerung zu tun hat, aus den durch die Vorzeicheninversion erhaltenen Matrixdaten ausgeschlossen. Das Ergebnis waren die Matrixdaten auf der Vertiefungsseite (Ablagerungskandidaten).
<Schritt G: Berechnung von zusammengesetzten Matrixdaten>
Die in Schritt E gewonnenen Matrixdaten auf der Vorsprungsseite und die in Schritt F gewonnenen Matrixdaten auf der Vertiefungsseite wurden addiert. Dies führt dazu, dass sowohl hervorstehende als auch vertieft erscheinende Ablagerung im Bild positive Werte aufweisen. Obwohl die Objekte, die nicht zu der Ablagerung gehören, mit Hilfe der beiden Schwellenwerte aus den Matrixdaten auf der Vertiefungsseite ausgeschlossen wurden, enthalten sie immer noch den Einfluss der peripheren Kanten der harten Lasermarkierungspunkte. Da die peripheren Ränder der harten Lasermarkierungspunkte deutlich kürzerperiodische Unregelmäßigkeiten aufweisen als Ablagerung, können sie im nächsten Schritt durch Anwendung eines Tiefpassfilters entfernt werden.
<Schritt H: Berechnung der Tiefpass-Matrixdaten>
Die in Schritt G erhaltenen zusammengesetzten Matrixdaten wurden einer Faltungsoperation (Faltung) mit einer 20 × 20-Matrix mit einer Gauß-Verteilung unterzogen, um die kurzperiodischen Unebenheiten an den peripheren Kanten der harten Lasermarkierungspunkte zu entfernen.
<Schritt I: Bestimmung>
In den Tiefpass-Matrixdaten, die in Schritt H erhalten wurden, wurden Daten, die Matrixwerte anzeigen, die den Schwellenwert von 10 überschreiten, als Ablagerung bestimmt, und die Anzahl der Stücke solcher Daten wurde gezählt, um ein Flächenverhältnis (Fläche%) von Ablagerung auf der Grundlage des Verhältnisses zur Anzahl der Datenstücke zu berechnen, die die Tiefpass-Matrixdaten bilden (harter lasergedruckter Bereich).
Eine Untersuchung des Verhältnisses zwischen dem erhaltenen Flächenanteil der Ablagerung und dem Auftreten von Defokussierung bei der Herstellung der Vorrichtung ergab ein Diagramm, das ein ähnliches Verhältnis wie das in 9 zeigt. Hinsichtlich des Flächenverhältnisses der Ablagerung, bei dem bestimmte Probleme (Defokussierung) auftreten, wurden 0,64-0,67% als nahe der Grenze des Auftretens von Defokussierung erkannt, und 0,5% oder mehr wurden als Ablagerung definiert. Dies sind die Ergebnisse, die bei den 25 untersuchten Wafern erzielt wurden.
Dann wurden die 29 zu bestimmenden Wafer der Bestimmung nach dem aus dem Diagramm von 9 erhaltenen Gut/Schlecht-Kriterium von 0,5% unterzogen.
10 zeigt zunächst in weißer Farbe die Matrix der Teile, die in Schritt I für 15 der 29 Wafer als Ablagerung bestimmt wurden. Die verbleibenden 14 Wafer sind in 11 dargestellt. Der Flächenanteil der Ablagerung schwankt zwischen 0% und etwa 16%, wie über jedem Bild vermerkt.
Dann wurden die Wafer mit einem Verhältnis von 0,5% oder mehr als mit Ablagerung behaftet eingestuft und fielen durch (NG), während diejenigen mit einem Verhältnis von weniger als 0,5% als nicht mit Ablagerung behaftet eingestuft wurden und bestanden (OK).
Im Anschluss an den eigentlichen Herstellungsprozess der Vorrichtung wurde das Auftreten von Defokussierungsdefekte untersucht, und für jeden Wafer wurde eine Übereinstimmung mit dem Bestimmungsergebnis bestätigt. Mit anderen Worten: Defokussierungsdefekte traten bei den Wafern auf, die als fehlerhaft eingestuft wurden, während bei den Wafern, die als bestanden eingestuft wurden, keine problematischen Defokussierungsdefekte auftraten. Es zeigt sich also, dass das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung von Ablagerung das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Ablagerung, das Defokussierungsdefekte verursachen würde, effektiv bestimmen kann.
(Vergleichsbeispiel)
Die Ergebnisse der Formmessung (ESFQR) des mit dem harten lasermarkierten Bereichs mit einem handelsüblichen Formmessgerät (WaferSight von KLA-Tencor) wurden analysiert, um festzustellen, ob sie auf der Grundlage der Ergebnisse der Defokussierungsbestimmung im Vorrichtungsherstellungsprozess getrennt werden können.
Es wurden ähnliche Wafer wie die 25 Wafer für die Untersuchung im Beispiel hergestellt.
Man beachte, dass sich der ESFQR auf einen berechneten Bereich positiver und negativer Abweichungen von einem Intra-Bereich-Least-Squares-Verfahren für einen rechteckigen Bereich (Zelle) bezieht. Ein im Allgemeinen rechteckiger Bereich, der gemessen werden soll, ist in Durchmesserrichtung von 10 mm vom Rand und in Umfangsrichtung von einem Bogen umgeben, der 18° entspricht, und eine Zelle, die in einem Wafer-Mittelwinkel von 270° positioniert ist (Zelle an der Kerbposition), ist der Bereich, der die harte Lasermarkierung enthält. 13 zeigt die Zelle mit der harten Lasermarkierung an der Kerbenposition.
12 zeigt ein Beispiel für den Zusammenhang zwischen dem ESFQR und dem Auftreten von Defokussierung bei der Herstellung der Vorrichtung. Die Reihenfolge der Probenebenen auf der horizontalen Achse ist die gleiche wie im Beispiel.
Der rechteckige Bereich bei 270°, der der Formmessung unterzogen wurde, entspricht der Position der harten Lasermarkierungsbildung. Es ist jedoch zu erkennen, dass es unmöglich ist, anhand der ESFQR-Werte festzustellen, ob Defokussierungsdefekte aufgrund von Ablagerungen im Vorrichtungsherstellungsprozess vorhanden sind oder nicht.
Mit anderen Worten: Der Versuch, problematische Wafer auf der Grundlage der Werte für die Dickenformvariation (ESFQR) als herkömmliches Screening-Verfahren für Ablagerung-Anomalien zu klassifizieren, führte zu folgenden Ergebnissen. Während einige Wafer, bei denen das Problem der Defokussierung während des Herstellungsprozesses auftrat, hohe Werte aufwiesen, wiesen andere Wafer trotz starker Defokussierung keine hohen Werte auf. Umgekehrt wiesen einige Wafer, die keine Probleme hatten, hohe Werte auf. Schließlich kann der ESFQR nicht verwendet werden, um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Ablagerung zu überprüfen.
Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Die Ausführungsformen sind nur Beispiele, und alle Beispiele, die im Wesentlichen die gleichen Merkmale aufweisen und die gleichen Funktionen und Wirkungen zeigen wie die in dem technischen Konzept, das in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung offenbart ist, sind in den technischen Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung einbezogen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2002365236 A [0009]

Claims

Verfahren zur Bestimmung einer Ablagerung unter Verwendung eines Bildes, das von einer Vorrichtung zur Prüfung einer Erscheinung erhalten wird, wobei eine Ablagerung um eine harte Lasermarkierung auf einer Rückseite eines Wafers auftritt, nachdem die harte Lasermarkierung auf der Rückseite gebildet wurde oder nachdem die Rückseite nach Bildung der harten Lasermarkierung poliert wurde, umfassend: einen Schritt A zum Ersetzen von Luminanzdaten eines Graustufenbildes, das von der Vorrichtung zur Prüfung einer Erscheinung erhalten wurde, durch Matrixdaten; einen Schritt B zum Extrahieren eines mit einer harten Lasermarkierung bedruckten Bereichs, der die harte Lasermarkierung enthält, aus den Matrixdaten; einen Schritt C zum Erhalten einer Least-Squares-Ebene der Luminanz mit Bezug auf einen Abschnitt ohne die harte Lasermarkierung innerhalb des extrahierten, mit der harten Lasermarkierung bedruckten Bereichs; einen Schritt D zum Erhalten von normalisierten Matrixdaten durch Subtrahieren der Least-Squares-Ebene der Luminanz von dem mit der harten Lasermarkierung bedruckten Bereich und Entfernen eines Gradienten der Luminanz des mit der harten Lasermarkierung bedruckten Bereichs; einen Schritt E zum Erhalten von vorsprungsseitigen Matrixdaten durch Ersetzen eines Matrixwerts, der kleiner als 0 ist, durch 0 aus den normalisierten Matrixdaten; einen Schritt F zum Erhalten von vertiefungsseitigen Matrixdaten durch Umkehren eines Vorzeichens der normalisierten Matrixdaten und Ersetzen eines Matrixwertes, der Punkte darstellt, die die harte Lasermarkierung bilden, und eines Matrixwertes, der Rauschen darstellt, durch 0; einen Schritt G zum Addieren der vorsprungsseitigen Matrixdaten und der vertiefungsseitigen Matrixdaten, um zusammengesetzte Matrixdaten zu erhalten; einen Schritt H zum Erhalten von Tiefpass-Matrixdaten durch Anwenden eines zweidimensionalen gleitenden Durchschnittsprozesses auf die zusammengesetzten Matrixdaten; und einen Schritt I zum Bestimmen, als die Ablagerung, von Daten, die einen Matrixwert anzeigen, der einen vorbestimmten Schwellenwert aus den Tiefpass-Matrixdaten übersteigt, und zum Erhalten eines Flächenverhältnisses der Ablagerung durch Zählen einer Anzahl von Datenstücken der Ablagerung und Teilen der Anzahl durch eine Anzahl von Datenstücken des mit harter Lasermarkierung bedruckten Bereichs, um ein Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Ablagerung in dem mit harter Lasermarkierung bedruckten Bereich basierend auf dem Flächenverhältnis der Ablagerung zu bestimmen.
Verfahren zur Bestimmung einer Ablagerung nach Anspruch 1, wobei in dem Schritt B, aus Bitmap-Daten im Graustufenbild, das aus den Matrixdaten besteht, ein Bereich, der Daten von Zeilennummern und Spaltennummern enthält, die Positionen von Punkten entsprechen, die die harte Lasermarkierung bilden, als der mit der harten Lasermarkierung bedruckte Bereich extrahiert wird.
Verfahren zur Bestimmung einer Ablagerung nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Schritt H, ein Prozess, der eine gewichtete Matrix mit einer Gaußschen Verteilung verwendet, als zweidimensionaler gleitender Durchschnittsprozess durchgeführt wird.
Verfahren zur Bestimmung einer Ablagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in dem Schritt I, eine Beziehung zwischen einem Flächenverhältnis der Ablagerung in dem mit einer harten Lasermarkierung bedruckten Bereich und Qualitätsdefekten, die durch Ablagerung in einem Vorrichtungsherstellungsprozess verursacht werden, im Voraus erhalten wird, und ein Schwellenwert (Vorhandensein von Ablagerung) eines Flächenverhältnisses von Ablagerung, bei dem die durch Ablagerung verursachten Qualitätsdefekte auftreten, im Voraus festgelegt wird, und wenn das Flächenverhältnis der Ablagerung aus den Tiefpass-Matrixdaten an oder über dem Schwellenwert (Vorhandensein von Ablagerung) liegt, wird festgestellt, dass eine Ablagerung vorhanden sind.
Verfahren zur Bestimmung einer Ablagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in dem Schritt F, der Matrixwert, der die Punkte darstellt, die die harte Lasermarkierung bilden, auf 30 oder mehr gesetzt wird und der Matrixwert, der das Rauschen darstellt, auf 10 oder weniger gesetzt wird und in dem Schritt I, der vorgegebene Schwellenwert auf 10 gesetzt wird.
Wafer mit einer harten Lasermarkierung auf seiner Rückseite, umfassend den mit der harten Lasermarkierung bedruckten Bereich, der durch das Verfahren zur Bestimmung einer Ablagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 als frei von Ablagerung bestimmt wird.