JP2003142563A - 表面検査用補助治具及びそれを用いた同点測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体基板表面検査装置に対応した大きさに
満たない半導体基板について、同点測定を可能とするこ
とができる補助治具及び同点測定方法を提供する。 【解決手段】 表面検査装置により該装置に対応した大
きさに満たない基板の表面を検査する際に使用する補助
治具であって、前記表面検査装置に対応した大きさを有
するとともに、前記基板を収容する収容部と、該収容部
に収容された基板を固定するための固定部を有すること
を特徴とする表面検査用補助治具。マークを付した装置
対応直径未満の半導体基板を補助治具に収容して表面検
査装置で基板表面のパーティクルや欠陥等について座標
の測定を行い（Ａ，Ｂ）、再度測定する際、マークの位
置の座標に基づいて外部計算機で座標変換してアライメ
ントを行い（Ｃ，Ｄ，Ｅ）、この座標変換データに基づ
いて最初に測定した基板表面のパーティクルや欠陥等に
ついて同点測定を行う（Ｆ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板等の基
板表面の検査測定技術に関し、特に、半導体基板表面検
査装置に対応した大きさに満たない半導体基板の表面を
検査する際に使用する補助治具、及びこの補助治具を用
いて半導体基板表面に点在するパーティクル、ピット、
突起、マウンド等についての同点測定を行う方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体基板表面検査装置は、本来、測定
できる半導体基板の大きさが決まっており、例えば、パ
ーティクルカウンタでは、装置に対応した直径（以下、
「装置対応直径」という場合がある）の半導体基板の表
面上に点在するパーティクルや欠陥等を検出し、その位
置の座標を計測することができる。

【０００３】上記のように基板表面上のパーティクルや
欠陥等の位置を座標として計測する場合、一般的な方法
としては、半導体基板に形成されている任意の外周位置
及びノッチやオリエンテーションフラット（オリフラ）
の位置を検出してアライメントを行い、半導体基板の中
心を基準、すなわち原点（０，０）として測定を行って
いる。なお、検査装置によっては、基準を基板の中心と
は別の位置に設定して測定を行うものもある。

【０００４】例えば、いわゆるレビュー式半導体基板表
面検査装置では、図１０に示されるように、ステージ
（不図示）上に載っている半導体基板２０の外周（エッ
ジ）の４点（，，，）を検出して半導体基板の
中心座標を求め、ステージではなく、半導体基板の中心
を基準座標（０，０）として表面上のパーティクルや欠
陥の座標を計測し、ノッチ２２の左右の角の２点（，
）によりアライメントを行っている。

【０００５】また、他の一般的な半導体表面検査装置の
中心座標の出し方としては、図１１に示されるように、
機械的な方法でステージ（不図示）の中、もしくは上か
ら半導体基板２０を囲むようなピン２１が出て基板２０
が常にステージの一定位置にセットされる状態になり、
その中心を基準（原点）とし、ノッチ２２の左右の角の
２点によりアライメントを行うものもある。なお、アラ
イメントにおいて、ノッチ若しくはオリフラの位置（方
向）を任意で設定できる機能を具備した検査装置もあ
る。

【０００６】レビュー式半導体基板表面検査装置により
半導体基板表面のパーティクルや欠陥等について同点測
定を行う場合、基板表面上のパーティクルや欠陥等につ
いて測定した後、検査装置から取り出した基板に対し、
例えば、洗浄、熱処理あるいは半導体薄膜成長を行い、
この同じ基板の表面のパーティクルや欠陥等について再
び測定（同点測定）を行う。具体的には、レビュー式半
導体基板表面検査装置で最初に測定した欠陥等の座標を
読み込み、アライメント及びキャリブレーションを行
う。そして２回目以降の測定では、最初に測定した欠陥
のNo.またはその座標を入力することによって基板表面
上のパーティクルや欠陥の同点測定を行うことができ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、半導体基板
表面検査装置に対応した大きさ（直径）に満たない半導
体基板の表面検査をしようとしても、搬送系（搬送用ロ
ボット、アライナー）やステージの物理的制約があり、
そのままでは測定することができない。例えば、マーキ
ング機能を具備するレーザーテック社製のパーティクル
検査装置MAGICS（Multiple image Acquisition for Gig
a-bit pattern Inspection with ConfocalSystem）で
は、直径３００ｍｍと２００ｍｍの半導体基板に対応し
たものがあるが、この装置では、直径１５０ｍｍの半導
体基板の表面検査を行うことができない。１５０ｍｍの
半導体基板について測定するための治具もあるが、測定
の際の移送や回転により半導体基板が動いてしまって、
パーティクルや欠陥の座標を安定して測定できないとい
う問題があった。

【０００８】また、表面検査装置は、前記図１０及び図
１１で示したように、被測定物の外周に基づいてアライ
メントを行うので、治具を用いた場合は治具の外周に基
づいてアライメントを行うこととなり、装置対応直径未
満の半導体基板自体のアライメントを行うことはできな
い。このため、一度検査装置から治具を取り出し、基板
を治具から外して洗浄、熱処理、あるいは半導体薄膜成
長等を行った後、再び基板を治具に入れて基板表面のパ
ーティクルや欠陥等の同点測定（同点観察）をしようと
しても、治具と基板の位置関係を最初に測定したときと
同じとするのは実質的に不可能である上、検査装置は治
具の外周を基準としてアライメントと外周合わせ（半導
体基板の中心出し）を行うことになるので、結果的に、
治具を使って半導体基板上のパーティクルや欠陥の同点
観察をすることは不可能であった。また、マニュアル操
作で半導体基板のアライメントや外周合わせを行うこと
は非常に困難であった。

【０００９】従って、本発明では、半導体基板表面検査
装置に対応した大きさに満たない半導体基板について、
同点測定を可能とすることができる補助治具及び同点測
定方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、表面検査装置により該装置に対応した
大きさに満たない基板の表面を検査する際に使用する補
助治具であって、前記表面検査装置に対応した大きさを
有するとともに、前記基板を収容する収容部と、該収容
部に収容された基板を固定するための固定部を有するこ
とを特徴とする表面検査用補助治具が提供される（請求
項１）。装置に対応した大きさに満たない基板を上記の
ような補助治具に収容して固定することで、補助治具と
基板が一体化される。そして、補助治具は表面検査装置
に対応した大きさを有しているので、補助治具と一体化
された基板について、物理的制約を受けることなく検査
装置により安定して表面検査を行うことができる。

【００１１】この場合、収容部は、表面検査装置に対応
した大きさを有する半導体ウエーハの中央に形成された
くり貫き部またはザグリ部からなることが好ましい（請
求項２）。このように装置に対応した所望の大きさを有
する半導体ウエーハからなる補助治具とし、これにくり
貫き部またはザグリ部を形成して収容部とすれば、装置
対応直径未満の半導体基板の表面を検査する場合の補助
治具として好適に使用することができる。

【００１２】また、固定部は、収容部の底面に設けられ
た吸着用の孔を有する膜または粘着膜からなることが好
ましい（請求項３）。このような膜を用いた補助治具で
あれば、基板を収容部内にしっかりと固定することがで
きるため、測定時に移送されたり、回転されたりした場
合でも、基板が治具から飛び出すのを防ぐことができ、
また、測定する半導体基板等の着脱も容易となる。

【００１３】さらに、収容部は、該収容部に収容される
基板の外周から１ｍｍ〜５ｍｍ大きく形成されているこ
とが好ましい（請求項４）。このように収容される基板
より若干大きい程度の収容部であれば、基板の外周と収
容部の内周が必要以上に擦れ合わず、発塵を防ぐことが
できる。また、治具の中心と基板の中心が大きくずれる
こともないので、基板の表面全体を好適に測定すること
ができる。

【００１４】また、前記収容部の内側に、該収容部に収
容される基板の位置決めをするためのガイド手段を設け
ることもできる（請求項５）。このようなガイド手段を
設けておけば、治具内で基板がずれたり、回転したりす
るのを確実に防ぎ、位置決めが容易となるので表面検査
をより好適に行うことができる。

【００１５】本発明では、前記したような表面検査補助
治具を用いた同点測定方法が提供される。すなわち、表
面検査装置により該表面検査装置に対応した大きさに満
たない基板に対して同点測定を行う方法であって、前記
基板の表面の少なくとも２箇所にマークを付すととも
に、該基板を前記本発明に係る補助治具に収容して前記
表面検査装置により基板の表面を検査して検出された測
定点の座標を計測し、該測定点の座標データを、座標変
換機能を具備する外部計算機に入力し、前記基板を補助
治具から外した後、再度前記表面検査装置により前記基
板の表面を検査する際、基板を前記補助治具に再度収容
して前記基板に付したマークの座標を計測し、該マーク
の座標データを前記外部計算機に入力し、該マークの座
標に基づいて前記測定点の座標データを変換し、該座標
変換データに基づいて同点測定を行うことを特徴とする
同点測定方法が提供される（請求項６）。

【００１６】このような方法によれば、表面検査装置に
対応した大きさに満たない基板に対しても同点測定を行
うことができるので、パーティクルの数や欠陥の形状等
の変化を表面検査装置によって追跡観察することができ
る。

【００１７】さらに本発明では、表面検査装置により測
定を行った後、他の検査装置により同点測定を行う方法
も提供される。すなわち、表面検査装置により該表面検
査装置に対応した大きさに満たない基板に対して前記表
面検査装置以外の他の検査装置により同点測定を行う方
法であって、前記基板の表面の少なくとも２箇所にマー
クを付すとともに、該基板を前記本発明に係る補助治具
に収容して前記表面検査装置により基板の表面を検査し
て検出された測定点の座標を計測し、該測定点の座標デ
ータを、座標変換機能を具備する外部計算機に入力し、
前記基板を補助治具から外した後、前記他の検査装置に
より前記基板表面上の測定点について同点測定を行う
際、前記基板に付したマークの座標を計測し、該マーク
の座標データを前記外部計算機に入力し、該マークの座
標に基づいて前記測定点の座標データを変換し、該座標
変換データに基づいて前記他の検査装置により同点測定
を行うことを特徴とする同点測定方法が提供される（請
求項７）。

【００１８】このような方法によれば、表面検査装置に
対応した大きさに満たない基板に対し、先に表面検査装
置で測定したパーティクルや欠陥等について、他の検査
装置による同点測定を行うことができる。従って、パー
ティクルの数や欠陥の形状等の変化あるいは同定等を他
の検査装置によって別の観点から追跡観察することがで
きる。

【００１９】上記方法により、測定すべき基板として
は、オリエンテーションフラット又はノッチが形成され
た半導体基板を好適に用いることができる（請求項
８）。このように本発明に係る同点測定方法を半導体基
板表面の同点測定に適用すれば、装置対応直径未満の半
導体基板表面上のパーティクル、欠陥、突起、マウンド
等について好適に追跡観察することができる。

【００２０】さらに本発明では、前記表面検査装置によ
り前記補助治具に収容した基板の表面の測定を行う際、
前記基板の外周部より外側を測定対象から除くことが好
ましい（請求項９）。基板を補助治具に収容して表面検
査装置により測定を行う場合、補助治具の内周部や基板
の外周部はパーティクルや欠陥の集合体として誤って検
出されることがあるが、上記のように基板の外周部より
外側を測定対象から除くことで、そのような誤った検出
を防ぐことができる。

【００２１】前記表面検査装置としては、パーティクル
カウンタを好適に使用することができる（請求項１
０）。パーティクルカウンタを用いれば、基板表面上の
パーティクル、欠陥、マウンド等を輝点として検出し、
その位置の座標を計測することができるので、好適に追
跡観察を行うことができる。

【００２２】また、前記他の検査装置としては、座標に
基づく測定が可能な光学顕微鏡または走査型電子顕微鏡
を好適に使用することができる（請求項１１）。このよ
うな検査装置を使用して同点測定を行えば、レビュー式
半導体基板表面検査装置と同様な効果が得られ、基板表
面上のパーティクルや欠陥等について詳細に評価するこ
とができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明についてさらに詳細に説明する。本発明に係る表面
検査用補助治具、表面検査装置、測定する基板等は下記
のものに限定されないが、好適な態様の一つとして、シ
リコンウエーハから作製した補助治具、及びこれを用い
て装置対応直径未満のシリコン基板の表面を検査測定す
る場合について説明する。

【００２４】図１は、本発明の表面検査用補助治具１の
一例を示したものであり、表面検査装置に対応した大き
さ（例えば直径２００ｍｍ）を有する治具用シリコンウ
エーハ２の中央にくり貫き部３を形成したものと、底面
（裏面）に設けた膜５とから構成されている。

【００２５】中央のくり貫き部３は、収容部として機能
し、その形状、大きさ等は、測定すべき装置対応直径未
満（例えば直径１５０ｍｍ）の半導体基板を収容するこ
とができれば特に限定されないが、好ましくは、治具用
半導体ウエーハの同心円とし、また、収容される基板の
直径より若干大きいことが好ましい。具体的には、収容
される基板の外周から１ｍｍ〜１０ｍｍ、特に１ｍｍ〜
５ｍｍ大きく形成されていることが好ましい。

【００２６】この程度の大きさの収容部であれば、治具
の収容部の内周と基板の外周とが擦れ合わず、発塵を防
ぐことができる。また、測定の際、治具の中心と基板の
中心がほぼ合致するので、治具の内周部や基板の外周部
を測定対象領域から外すため、外側の一定の幅を除外し
て測定を行っても、基板表面のほぼ全体を測定すること
ができる。なお、治具のくり貫き部と測定目的とする半
導体基板の中心が大きくずれていると、基板表面で測定
されない部分が大きくなってしまう場合があるので、測
定すべき基板の大きさを考慮してくり貫き部を形成する
のが望ましい。このようなくり貫き部の形成の仕方は特
に限定されず、例えば、研削やエッチングにより形成さ
せることができる。

【００２７】一方、裏面に設けた膜５は、使用する半導
体表面検査装置の搬送系やステージの真空チャック形状
に合わせてあけた吸着用の孔７を有し、収容部３に収容
された半導体基板を吸引固定するための固定部として機
能する。固定部の膜５は、搬送中や測定中に治具１の中
心に置かれた半導体基板を固定するものであれば特に限
定されず、例えば、粘着膜、あるいは半導体基板を載せ
ても滑らない表面の摩擦係数が大きな膜を用いても良
い。なお、これらの膜の材質に関しても特に限定され
ず、例えば塩化ビニール、フッ素樹脂、ラップ樹脂、シ
リコーン樹脂などを好適に使用できる。このような固定
部の膜５を設けるには、中央をくり貫いたウエーハの裏
面に接着剤等を用いて貼着すれば良い。

【００２８】収容部の内側には、収容部に収容される基
板の位置決めをするためのガイド手段を設けることもで
きる。図３及び図４は、それぞれ測定する装置対応直径
未満の半導体基板のノッチやオリフラに対応したガイド
手段（ストッパー）９，９´の一例を示している。この
ようなガイド手段は必須のものではないが、例えば、図
３に示されるようなノッチ用のガイド手段９を設けてお
けば、アライメント効果を持たせることができる。すな
わち、治具にノッチやオリフラの位置を固定するための
ガイド手段９，９´を設けることにより、測定する半導
体基板を治具に対して常に一定方向に向けて固定するこ
とができ、測定の際、治具のアライメントをすれば、測
定する基板について間接的にアライメントをしているの
と同じ効果を奏することができる。なお、ガイド手段の
位置や形状は特に限定されず、測定する基板の形状等に
応じて適宜決定すれば良い。

【００２９】図２は、本発明の表面検査用補助治具の他
の例を示しており、表面検査装置に対応した大きさ（例
えば、直径２００ｍｍ）を有する治具用シリコンウエー
ハ２´の中央にザグリ部４を形成したものと、ザグリ部
４内の底面に設けた膜５´とから構成されている。

【００３０】このようなザグリ部４も、図１のくり貫き
部３と同様、測定すべき装置対応直径未満（例えば、直
径１５０ｍｍ）の半導体基板を収容する収容部として機
能する。ザグリ部４の大きさ、形成の仕方等に関して
は、前記くり貫き部３と同様であり、ガイド手段を設け
ることに関しても同様である。ザグリ部４内に設ける膜
５´に関しては、ザグリ部４内に収容された基板を固定
するものであれば特に限定されず、粘着膜若しくは摩擦
係数の大きな膜を使用することが好ましい。

【００３１】さらに別の態様として、検査装置がザグリ
部内の半導体基板と治具を真空チャック出来るように治
具用ウエーハと膜の両方に吸着用の孔をあけたものとし
ても良い。

【００３２】次に、図１に示される表面検査用補助治具
を用い、表面検査装置（MAGICS）によりこの表面検査装
置に対応した大きさに満たない半導体基板に対して同点
測定を行う方法について説明する。図５は、本発明の同
点測定方法の第１の態様を示すフロー図である。本発明
の同点測定方法は、図５に示したようにマークを付した
装置対応直径未満の半導体基板を補助治具に収容して表
面検査装置で基板表面のパーティクルや欠陥等について
座標の測定を行い（Ａ，Ｂ）、再度測定する際、マーク
の位置の座標に基づいて外部計算機で座標変換してアラ
イメントを行い（Ｃ，Ｄ，Ｅ）、この座標変換データに
基づいて最初に測定した基板表面のパーティクルや欠陥
等について同点測定を行う（Ｆ）ことを主な特徴として
いる。

【００３３】まず、表面検査前に半導体基板の表面の少
なくとも２箇所にマークを付す（Ａ）。このマークを基
板のアライメント点とする。図６及び図７は、それぞれ
マーキングの一例を示したものである。マークの位置は
任意であるが、後で行う座標変換の精度を上げるため、
図６及び図７に示されるように、半導体基板１０の中心
に点対称で且つ中心から離れた位置にマーク１１，１１
´を付すのが好ましい。なお、マークの付け方は特に限
定されず、MAGICS付帯のマーキング機能を利用しても、
レーザーマーカーを使用しても、あるいはダイヤモンド
ペンによりマーキングしても良い。

【００３４】マーキングを行った後、基板を補助治具１
に収容して表面検査装置により基板表面を検査し、検出
されたパーティクルや欠陥による測定点（輝点）の座標
を計測する（Ｂ）。補助治具１の膜５には、半導体表面
検査装置の搬送系やステージの真空チャック形状に合わ
せて孔７が形成されており、治具１と測定する半導体基
板が吸着されるような構造となっている。そのため、補
助治具１内に収容された半導体基板は固定されて治具１
と一体化し、あたかも装置対応半導体基板とみなすこと
ができる。これにより、半導体表面検査装置の搬送系を
使用して治具内に収容された半導体基板表面を装置対応
直径の半導体基板と同様に検査することができる。

【００３５】具体的には、基板を収容した治具１を半導
体基板表面検査装置のステージにセットして測定を行う
が、測定の際、このステージは回転したりＸＹ方向に移
動したりして、治具の外周部を検出し、パーティクル等
の座標が計測される。このとき、本発明に係る治具１に
収容された半導体基板は、収容部の下面に設けられた膜
の孔７を通じて吸引固定されているため、回転したり移
動したりしても外に飛び出すようなことは無い。また、
装置によってはプレアライナーがあり、プレアライナー
上でアライメントをするときにプレアライナーのステー
ジが回転する間や搬送する間に治具１から半導体基板が
飛び出すようなことも無い。

【００３６】なお、補助治具１を使用した測定では、検
査装置が治具の内周部や測定する半導体基板の外周部を
パーティクル等の集合体として検出してしまうことがあ
るので、基板の外周部及び、その外側を測定対象から除
くことが好ましい。具体的には、測定対象領域が治具の
内周部より内側、特に、測定される基板の外周部より内
側になるように、半導体基板表面検査装置の測定用プロ
グラムのエッジエクスクルージョンを設定することが好
ましい。例えば２００ｍｍ径の補助治具に１５０ｍｍの
半導体基板を収容して表面測定を行う場合は、エッジエ
クスクルージョンを３０ｍｍ前後にセットして測定を行
えば、測定される基板の外周部は測定対象領域から外
れ、外周部をパーティクル等の集合体として誤って測定
されるのを避けることができる。

【００３７】次に、測定点（輝点）の座標データを、座
標変換機能を具備する外部計算機に入力する（Ｃ）。こ
のような外部計算機としては、例えばコンピュータを使
用し、これに表面検査装置で計測した測定点の位置の座
標データを、マークの座標を基準として新たな座標デー
タに変換することができるような座標変換ソフトをイン
ストールしておけば良い。なお、他の検査装置の座標系
にも変換できるソフトを使用すれば、前記表面検査装置
以外の他の検査装置で同点測定を行う場合にも対応させ
ることができる。

【００３８】次に、装置から補助治具を取り出し、半導
体基板を補助治具から外した後、再度前記表面検査装置
により基板の表面を検査する（Ｄ）。この間、すなわち
一度半導体基板を補助治具から外してから次の表面測定
を行うまでの間は特に制約されないが、例えば半導体基
板の洗浄や熱処理、あるいは半導体薄膜成長などの何ら
かの処理を施しておけば、その後の再度の表面検査で同
点測定を行うことで、処理前後でのパーティクルの数や
欠陥の形状等の変化を追跡観察することができる。

【００３９】再度の表面検査では、基板を補助治具に再
度収容して基板に付したマークの座標を計測する。この
ときの測定は、先に行った表面検査と同様に、補助治具
１に基板を収容してこれを表面検査装置のステージにセ
ットし、基板表面上のマークの位置の座標を計測する。

【００４０】次に、マークの座標データを前記外部計算
機（座標変換ソフトがインストールされたコンピュー
タ）に入力し、マークの座標に基づいて前記測定点の座
標データを変換する（Ｅ）。そして、この座標変換デー
タに基づいて同点測定を行うことができる（Ｆ）。

【００４１】すなわち、アライメントとして２点以上の
マークの座標を外部コンピュータに入力すると、１回目
に測定したパーティクル等の座標が、２回目の測定でス
テージにセットされた基板表面上の座標に変換されるの
で、１回目に測定した座標と２回目に測定した座標の対
応が分かり、パーティクルや欠陥等の測定対象物の同点
観察が可能となる。これにより１回目と２回目の表面測
定の間に何らかの表面処理を施した場合は、処理前後に
おいてパーティクルの数や欠陥の形状等の変化を追跡観
察することができる。

【００４２】さらに、本発明による同点測定方法の第２
の態様として、表面検査装置に対応した大きさに満たな
い基板に対して表面検査装置以外の他の検査装置により
同点測定を行うこともできる。すなわち、例えばパーテ
ィクルカウンタを用いて最初の表面検査を行い、次い
で、座標に基づく測定が可能な走査型電子顕微鏡（SE
M）を使用して同点測定を行うことができる。

【００４３】最初に行うパーティクルカウンタによる表
面検査は、基本的には前記した同点測定方法と同様であ
る。すなわち、半導体基板の表面の少なくとも２箇所に
マークを付し、この基板を図１又は図２に示されるよう
な補助治具に収容して表面検査装置により基板の表面を
検査し、検出された測定点（輝点）の座標を計測する。
そして測定点の座標データを、座標変換機能を具備する
外部計算機に入力する。

【００４４】次に、補助治具を表面検査装置から取り出
し、半導体基板を補助治具から外し、必要に応じて基板
の洗浄、熱処理あるいは半導体薄膜成長等を行った後、
他の検査装置により基板表面上の測定点について同点測
定を行う。具体的には、座標に基づく測定が可能なSEM
を使用し、基板に付してあるマークの座標を計測する。
このとき、上記SEMが基板の大きさに対応している場合
は補助治具を使用する必要は無いが、基板がSEMが対応
できる大きさに満たない場合には、ここでも上記補助治
具を使用することができる。

【００４５】SEMで計測したマークの座標データを前記
外部計算機に入力し、このマークの座標に基づいて表面
検査装置における測定点の座標データをSEMで観察する
ためのものに変換する。すなわち、パーティクルカウン
タで計測した２点以上のマークの座標とSEMで計測した
前記マークの座標を基準とすれば、他の測定点であるパ
ーティクルや欠陥等の座標を、SEMにおける座標に変換
することができる。そして、この座標変換データに基づ
いてSEMにより同点測定を行うことが可能となる。

【００４６】以上のように、レビュー式半導体表面検査
装置以外の一般的な半導体表面検査装置であっても、そ
の都度、半導体基板表面検査装置でパーティクルや欠陥
の測定をした後、座標に基づく測定が可能なSEM等でレ
ビューすることにより、レビュー式半導体基板表面検査
装置と同様な効果が得られる。

【００４７】

【実施例】実施例及び比較例を示して本発明をより具体
的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。 （実施例）MAGICS（レーザーテック社製 M-350 WAFER P
ATTERN INSPECTION SYSTEM）に対応した大きさの半導体
ウエーハ（２００ｍｍ径）の中央部分をくり貫き、装置
未対応の半導体基板（１５０ｍｍ径）を収容することが
できる収容部を形成した。この中央をくり貫いた半導体
ウエーハの裏面に膜を貼り付け、さらに、膜の中央付近
に真空吸着用の多数の細孔をあけて図２に示されるよう
な補助治具を作製した。

【００４８】前記のように作製した補助治具の収容部に
直径１５０ｍｍの測定用半導体基板を収容し、これを検
査装置のロケーターにセットしてマニュアル操作で治具
ごと検査装置のステージ上にロードした。ロード後、補
助治具のアライメントを行い、治具の中心を求めた。次
いで、ステージを移動させ、治具に収容された半導体基
板の表面の２箇所に、装置に具備されたマーキング機能
によりマーキングを行った。なお、ここでは、図６に示
されるように、半導体基板の中心の点対称となるエッジ
近傍にマークを付した。

【００４９】測定用プログラムのエッジエクスクルージ
ョンを２７ｍｍに設定し、補助治具に収容された半導体
基板の表面について１回目の検査測定を行った。具体的
には、基板表面上のパーティクルや欠陥等をMAGICSによ
り輝点として検出し、これらの輝点及びマークの位置の
座標を計測した。図８（ａ）は、この１回目の測定点を
示している。測定後、検査装置から治具ごと取り出し、
さらに治具から基板を外した。

【００５０】上記のように一旦外した半導体基板を約９
０°回転させて再び治具に収容し、１回目の測定と同様
にして２回目の表面検査測定を行った。図８（ｂ）は、
この２回目の測定点を示している。１回目の測定座標と
２回目の測定座標を、座標変換ソフトがインストールさ
れたコンピュータに入力し、マークの座標に基づいて１
回目に測定した座標データの変換を行った。その結果を
表１に示した。なお、表１では、アライメントを行うた
めの座標（マークの座標）の背景に網かけを施し、ま
た、１回目と２回目の座標の対応をわかりやすくするた
め、それぞれ欠陥No.を付すとともに、座標の対応欄を
設けてある。

【００５１】

【表１】

【００５２】表１に示されるように、２回目測定でマー
クに相当する欠陥No.１０とNo.１７は、それぞれ１回目
測定の欠陥No.２１とNo.１に対応しており、これらの２
点の座標を基準に他の測定点の座標を変換した。このよ
うな座標変換データに基づくことで１回目の測定点と２
回目の測定点の対応が明確となり、対応するパーティク
ルや欠陥の同点測定を行うことができるようになった。

【００５３】さらに、図８（ａ）に示した１回目の測定
点と図８（ｂ）に示した２回目の測定点を重ね合わせる
と図９のようになり、１回目と２回目に測定したパーテ
ィクルや欠陥の位置が一致することが確認できた。

【００５４】なお、前記したように、２回目の測定では
測定する半導体基板を１回目の位置に対して約９０°ず
らして治具に収容したが、上記結果から、補助治具に半
導体基板のオリフラやノッチのガイド手段が無く、測定
ごとに測定する半導体基板のオリフラやノッチが一定方
向に定まらなくても、基板に付したマークの座標に基づ
いて座標変換ソフトで正確に座標変換できることが確認
された。

【００５５】（比較例）従来の補助治具に直径１５０ｍ
ｍの測定用半導体基板を収容して１回目の表面測定を行
った。一旦、治具から基板を外して、約９０°回転させ
て治具に収容し、１回目に測定した保存しておいたファ
イルを装置に取り込み、アライメントしてキャリブレー
ションを行った。測定用プログラムのエッジエクスクル
ージョンを２７ｍｍに設定して２回目の測定を行った。

【００５６】アライメントは治具に対して行うだけであ
り、１回目の測定座標と２回目の測定座標を一致させる
ことはできなかった。

【００５７】尚、本発明は、上記実施形態に限定される
ものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の
特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【００５８】例えば、上記実施形態においては、１５０
ｍｍのシリコン基板を、シリコンウエーハ等から作製し
た補助治具に収容して２００ｍｍ対応のパーティクルカ
ウンタを使用して表面測定を行う場合について説明した
が、本発明はこれらのものに限定されず、例えば、補助
治具に使用するウエーハの大きさは３００ｍｍ径のもの
でも良く、その材質は、例えばSiCでも良い。

【００５９】また、同点測定方法の流れに関しても、実
質的に変更を加えるものでなければ、必ずしも図５に示
した順序に従う必要はなく、例えば、実施例で行われた
ように、基板を補助治具に収容してからマーキングを行
ったり、２回目の測定を行った後に、１回目と２回目の
座標データを外部コンピュータに入力して座標変換して
も良い。また、同点測定方法の第２の態様では、他の検
査装置としてSEMを使用する場合について説明したが、
例えば、座標に基づく測定が可能な光学顕微鏡などでも
好適に追跡観察することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、基板
表面へのマーキングと、補助治具と、外部計算機による
座標変換を組み合わせることで装置対応直径未満の半導
体基板についても表面の欠陥やパーティクル等の同点測
定を行うことができる。従って、例えば洗浄、熱処理あ
るいは半導体薄膜成長などの各工程ごとに同点測定を行
うことで、欠陥やパーティクルの形態変化を追跡調査で
き、これによりパーティクルや欠陥の発生原因を前工程
に遡って明らかにすることができる。その結果、エピタ
キシャル層欠陥や加工起因の欠陥、結晶起因の欠陥を判
別することができ、原因が解明されることによりこれら
の欠陥を低減することができるとともに歩留まりの向上
につなげることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る表面検査補助治具の一例である。 （ａ）平面概略図 （ｂ）断面概略図

【図２】本発明に係る表面検査補助治具の他の例であ
る。 （ａ）平面概略図 （ｂ）断面概略図

【図３】ノッチ用ガイド手段の一例である。

【図４】オリフラ用ガイド手段の一例である。

【図５】本発明による同点測定方法の一例を示すフロー
図である。

【図６】マーキング位置の一例である。

【図７】マーキング位置の他の例である。

【図８】実施例で測定した１回目と２回目の測定点を示
す図である。 （ａ）１回目の測定における測定点 （ｂ）２回目の測定における測定点

【図９】１回目の測定点と２回目の測定点を重ねたもの
を示す図である。

【図１０】レビュー式半導体基板表面検査装置で半導体
基板表面の中心出し及びアライメントを行う際に計測す
る基板外周位置の一例である。

【図１１】半導体基板表面検査装置で半導体基板表面の
中心出し及びアライメントを行う際の別の一例である。

【符号の説明】

１，１´…表面検査補助治具、 ２，２´…治具用半導
体ウエーハ、３…くり貫き部（収容部）、 ４…ザグリ
部（収容部）、５…吸着用の膜（固定部）、 ５´…粘
着膜（固定部）、 ６…ノッチ、７…吸着用の孔、 ８
…オリエンテーションフラット（オリフラ）、９…ノッ
チ用ガイド手段、 ９´…オリフラ用ガイド手段、１
０…装置対応直径未満の半導体基板、 １１，１１´…
マーク、２０…半導体基板、 ２１…ピン、 ２２…ノ
ッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｄ Ｆターム(参考） 2F069 AA60 BB15 CC07 DD30 GG04 GG07 MM03 MM23 RR05 2G051 AA51 AB01 AB02 AB07 AC01 DA02 DA15 EA12 4M106 AA01 CA38 CA42 CA43 CA45 CA46 CB19 CB20 DB30 5F031 CA02 DA12 FA01 FA07 HA07 HA13 HA78 JA25 JA38 JA50 JA51 KA13 KA14 MA33 NA02 PA16

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面検査装置により該装置に対応した大
   きさに満たない基板の表面を検査する際に使用する補助
   治具であって、前記表面検査装置に対応した大きさを有
   するとともに、前記基板を収容する収容部と、該収容部
   に収容された基板を固定するための固定部を有すること
   を特徴とする表面検査用補助治具。
2. 【請求項２】 前記収容部が、前記表面検査装置に対応
   した大きさを有する半導体ウエーハの中央に形成された
   くり貫き部またはザグリ部からなることを特徴とする請
   求項１に記載の表面検査用補助治具。
3. 【請求項３】 前記固定部が、前記収容部の底面に設け
   られた吸着用の孔を有する膜または粘着膜からなること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面検査
   用補助治具。
4. 【請求項４】 前記収容部は、該収容部に収容される基
   板の外周から１ｍｍ〜５ｍｍ大きく形成されていること
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に
   記載の表面検査用補助治具。
5. 【請求項５】 前記収容部の内側に、該収容部に収容さ
   れる基板の位置決めをするためのガイド手段が設けられ
   ていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいず
   れか一項に記載の表面検査用補助治具。
6. 【請求項６】 表面検査装置により該表面検査装置に対
   応した大きさに満たない基板に対して同点測定を行う方
   法であって、 前記基板の表面の少なくとも２箇所にマークを付すとと
   もに、該基板を前記請求項１ないし請求項５のいずれか
   一項に記載の補助治具に収容して前記表面検査装置によ
   り基板の表面を検査して検出された測定点の座標を計測
   し、該測定点の座標データを、座標変換機能を具備する
   外部計算機に入力し、 前記基板を補助治具から外した後、再度前記表面検査装
   置により前記基板の表面を検査する際、基板を前記補助
   治具に再度収容して前記基板に付したマークの座標を計
   測し、該マークの座標データを前記外部計算機に入力
   し、該マークの座標に基づいて前記測定点の座標データ
   を変換し、該座標変換データに基づいて同点測定を行う
   ことを特徴とする同点測定方法。
7. 【請求項７】 表面検査装置により該表面検査装置に対
   応した大きさに満たない基板に対して前記表面検査装置
   以外の他の検査装置により同点測定を行う方法であっ
   て、 前記基板の表面の少なくとも２箇所にマークを付すとと
   もに、該基板を前記請求項１ないし請求項５のいずれか
   一項に記載の補助治具に収容して前記表面検査装置によ
   り基板の表面を検査して検出された測定点の座標を計測
   し、該測定点の座標データを、座標変換機能を具備する
   外部計算機に入力し、 前記基板を補助治具から外した後、前記他の検査装置に
   より前記基板表面上の測定点について同点測定を行う
   際、前記基板に付したマークの座標を計測し、該マーク
   の座標データを前記外部計算機に入力し、該マークの座
   標に基づいて前記測定点の座標データを変換し、該座標
   変換データに基づいて前記他の検査装置により同点測定
   を行うことを特徴とする同点測定方法。
8. 【請求項８】 前記基板として、オリエンテーションフ
   ラット又はノッチが形成された半導体基板を用いること
   を特徴とする請求項６又は請求項７に記載の同点測定方
   法。
9. 【請求項９】 前記表面検査装置により前記補助治具に
   収容した基板の表面の測定を行う際、前記基板の外周部
   より外側を測定対象から除くことを特徴とする請求項６
   ないし請求項８のいずれか一項に記載の同点測定方法。
10. 【請求項１０】 前記表面検査装置として、パーティク
    ルカウンタを使用することを特徴とする請求項６ないし
    請求項９のいずれか一項に記載の同点測定方法。
11. 【請求項１１】 前記他の検査装置として、座標に基づ
    く測定が可能な光学顕微鏡または走査型電子顕微鏡を使
    用することを特徴とする請求項７ないし請求項１０のい
    ずれか一項に記載の同点測定方法。