JP2010109257A - 暗視野検査装置校正用基準ウエハ、暗視野検査装置校正用基準ウエハの製造方法、暗視野検査装置の校正方法、暗視野検査装置およびウエハ検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表面に不規則な凹凸パターンのマイクロラフネスが精度よく形成され、その表面のマイクロラフネスの粗さが保証されたバルクウエハを基準ウエハとして暗視野検査装置の校正を行う。マイクロラフネスは、薬液による化学処理により精度よく形成することができる。このようなマイクロラフネスをAFMを用いて測定し、測定値を基にヘイズ期待値を求める。その後、校正する暗視野検査装置で基準ウエハの表面のヘイズを測定してヘイズ実測値を求め、ヘイズ期待値とヘイズ実測値との差を求める。この差を基にヘイズ実測値がヘイズ期待値と合致するように暗視野検査装置のヘイズ測定パラメータを調整する。
【選択図】図3
Description
表面に薄膜の形成されていないバルクウエハから形成され、
前記表面には、不規則パターンのマイクロラフネスに起因するヘイズが形成され、
前記マイクロラフネスは、薬液を用いた化学反応によって形成されたものであり、
前記ヘイズを計測することで暗視野検査装置の校正が行われるものである。
(a)表面に薄膜の形成されていないバルクウエハを用意する工程、
(b)前記バルクウエハの前記表面と薬液とを化学反応させ、前記バルクウエハの前記表面に不規則パターンのマイクロラフネスを形成する工程、
を含み、
前記マイクロラフネスは、ヘイズを形成し、
前記ヘイズを計測することで暗視野検査装置の校正が行われるものである。
(a)表面にヘイズが形成された暗視野検査装置校正用基準ウエハを用意する工程、
(b)原子レベルの凹凸を測定して画像化できる顕微鏡により、前記ヘイズが形成された前記暗視野検査装置校正用基準ウエハの前記表面のマイクロラフネスの粗さを計測し、計測された前記粗さを基に暗視野検査装置による前記ヘイズの計測をシミュレーションし、前記シミュレーションによるヘイズ期待値を求める工程、
(c)前記暗視野検査装置により前記ヘイズを実測し、実測によるヘイズ実測値を求める工程、
(d)前記ヘイズ期待値と前記ヘイズ実測値との差を分析する工程、
(e)前記差を基に前記暗視野検査装置を校正する工程、
を含み、
前記暗視野検査装置校正用基準ウエハは、表面に薄膜の形成されていないバルクウエハから形成され、
前記ヘイズは、不規則パターンの前記マイクロラフネスに起因して形成されたものであり、
前記マイクロラフネスは、薬液を用いた化学反応によって形成されたものである。
(a)表面にヘイズが形成された暗視野検査装置校正用基準ウエハを用意する工程、
(b)原子レベルの凹凸を測定して画像化できる顕微鏡により、前記ヘイズが形成された前記暗視野検査装置校正用基準ウエハの前記表面のマイクロラフネスの粗さを計測し、計測された前記粗さを基に暗視野検査装置による前記ヘイズの計測をシミュレーションし、前記シミュレーションによるヘイズ期待値を求める工程、
(c)前記暗視野検査装置により前記ヘイズを実測し、実測によるヘイズ実測値を求める工程、
(d)前記ヘイズ期待値と前記ヘイズ実測値との差を分析する工程、
(e)前記差を基に前記暗視野検査装置を校正する工程、
を含む工程によって校正され、
前記暗視野検査装置校正用基準ウエハは、表面に薄膜の形成されていない第2バルクウエハから形成され、
前記ヘイズは、不規則パターンの前記マイクロラフネスに起因して形成されたものであり、
前記マイクロラフネスは、薬液を用いた化学反応によって形成されたものである。
前記暗視野検査装置は、
(a)表面にヘイズが形成された暗視野検査装置校正用基準ウエハを用意する工程、
(b)原子レベルの凹凸を測定して画像化できる顕微鏡により、前記ヘイズが形成された前記暗視野検査装置校正用基準ウエハの前記表面のマイクロラフネスの粗さを計測し、計測された前記粗さを基に前記暗視野検査装置による前記ヘイズの計測をシミュレーションし、前記シミュレーションによるヘイズ期待値を求める工程、
(c)前記暗視野検査装置により前記ヘイズを実測し、実測によるヘイズ実測値を求める工程、
(d)前記ヘイズ期待値と前記ヘイズ実測値との差を分析する工程、
(e)前記差を基に前記暗視野検査装置を校正する工程、
を含む工程によって校正され、
前記暗視野検査装置校正用基準ウエハは、表面に薄膜の形成されていない第2バルクウエハから形成され、
前記ヘイズは、不規則パターンの前記マイクロラフネスに起因して形成されたものであり、
前記マイクロラフネスは、薬液を用いた化学反応によって形成されたものである。
図1は、本実施の形態に係るウエハの表面を検査する暗視野検査装置の説明図である。
本実施の形態2では、前記実施の形態1において図3を用いて説明した工程P4の暗視野検査装置によるヘイズの実測から工程P6の暗視野検査装置のヘイズ測定パラメータの調整までについて図11〜図16を用いてさらに詳しく説明する。
本実施の形態3では、前記実施の形態1、2で説明した暗視野検査装置の校正用の基準ウエハおよび校正工程によって校正された暗視野検査装置を用い、半導体デバイス製造用のウエハの表面検査を行う工程について図13〜図16を用いて説明する。
2 ステージ駆動部
3 照明光源
4 散乱光検出部
5 信号合成部
6 全体制御部
7 機械制御部
8 情報表示部
9 入力操作部
10 記憶部
11 ウエハ
12 照明光
13 回転軸
14 回転駆動部
15 スライド駆動部
16A〜16D 検出器
17 散乱光
18A〜18D 増幅器
19A〜19D A/D変換器
20 解析画面
21 表示領域
21A〜21H 個別マップ
22 表示領域
22A 拡大マップ
23 基準ウエハ
23A〜23D 基準ウエハ
24 ターゲット領域
24A〜24C ターゲット領域
25 薬液
26 ターンテーブル(回転ステージ)
H1〜H4 検出器
L1〜L4 検出器
P1 工程
P2 工程
P3 工程
P4 工程
P5 工程
P6 工程
P41、P41A〜P41B 工程
P41A 工程
P42、P42A〜P42G 工程
P43 工程
P51 工程
P61 工程
Claims (27)
- 暗視野検査装置校正用基準ウエハであって、
表面に薄膜の形成されていないバルクウエハから形成され、
前記表面には、不規則パターンのマイクロラフネスに起因するヘイズが形成され、
前記マイクロラフネスは、薬液を用いた化学反応によって形成されたものであり、
前記ヘイズを計測することで暗視野検査装置の校正が行われることを特徴とする暗視野検査装置校正用基準ウエハ。 - 請求項1記載の暗視野検査装置校正用基準ウエハにおいて、
1枚の前記バルクウエハの前記表面には、複数のヘイズ領域が規定され、
前記複数のヘイズ領域間で、前記マイクロラフネスの粗さが異なることを特徴とする暗視野検査装置校正用基準ウエハ。 - 請求項1記載の暗視野検査装置校正用基準ウエハにおいて、
暗視野検査装置の校正時には、前記表面の前記マイクロラフネスの粗さが異なる複数枚で用いられることを特徴とする暗視野検査装置校正用基準ウエハ。 - 請求項1記載の暗視野検査装置校正用基準ウエハにおいて、
前記マイクロラフネスの前記粗さは、0.1nm〜1.0nmの間の規定値であることを特徴とする暗視野検査装置校正用基準ウエハ。 - 請求項1記載の暗視野検査装置校正用基準ウエハにおいて、
前記バルクウエハは、単結晶シリコンから形成されていることを特徴とする暗視野検査装置校正用基準ウエハ。 - (a)表面に薄膜の形成されていないバルクウエハを用意する工程、
(b)前記バルクウエハの前記表面と薬液とを化学反応させ、前記バルクウエハの前記表面に不規則パターンのマイクロラフネスを形成する工程、
を含み、
前記マイクロラフネスは、ヘイズを形成し、
前記ヘイズを計測することで暗視野検査装置の校正が行われることを特徴とする暗視野検査装置校正用基準ウエハの製造方法。 - 請求項6記載の暗視野検査装置校正用基準ウエハの製造方法において、
1枚の前記バルクウエハの前記表面に複数のヘイズ領域を規定し、
前記ヘイズ領域毎に異なる粗さの前記マイクロラフネスを形成することを特徴とする暗視野検査装置校正用基準ウエハの製造方法。 - 請求項7記載の暗視野検査装置校正用基準ウエハの製造方法において、
前記(b)工程は、回転ステージによって前記1枚のバルクウエハを保持した状況下で前記回転ステージを回転させ、前記回転ステージの回転下において前記1枚のバルクウエハに前記薬液を滴下することで行うことを特徴とする暗視野検査装置校正用基準ウエハの製造方法。 - 請求項7記載の暗視野検査装置校正用基準ウエハの製造方法において、
前記(b)工程は、
(b1)前記複数のヘイズ領域のうちの第1ヘイズ領域を前記薬液中に浸漬して保持する工程、
(b2)前記(b1)工程後、前記第1ヘイズ領域および前記複数のヘイズ領域のうちの第2ヘイズ領域を前記薬液中に浸漬して保持する工程、
を含むことを特徴とする暗視野検査装置校正用基準ウエハの製造方法。 - 請求項6記載の暗視野検査装置校正用基準ウエハの製造方法において、
前記(a)工程では、複数枚の前記バルクウエハを用意し、
前記バルクウエハ毎に異なる粗さの前記マイクロラフネスを形成することを特徴とする暗視野検査装置校正用基準ウエハの製造方法。 - 請求項6記載の暗視野検査装置校正用基準ウエハの製造方法において、
前記マイクロラフネスの前記粗さは、0.1nm〜1.0nmの間の規定値であることを特徴とする暗視野検査装置校正用基準ウエハの製造方法。 - 請求項6記載の暗視野検査装置校正用基準ウエハの製造方法において、
前記バルクウエハは、単結晶シリコンから形成され、
前記薬液は、APM液、HPM液、SPM液、DHF液、BHF液、およびフッ酸とオゾン水との混合水溶液のうちの選択された1つ以上であることを特徴とする暗視野検査装置校正用基準ウエハの製造方法。 - (a)表面にヘイズが形成された暗視野検査装置校正用基準ウエハを用意する工程、
(b)原子レベルの凹凸を測定して画像化できる顕微鏡により、前記ヘイズが形成された前記暗視野検査装置校正用基準ウエハの前記表面のマイクロラフネスの粗さを計測し、計測された前記粗さを基に暗視野検査装置による前記ヘイズの計測をシミュレーションし、前記シミュレーションによるヘイズ期待値を求める工程、
(c)前記暗視野検査装置により前記ヘイズを実測し、実測によるヘイズ実測値を求める工程、
(d)前記ヘイズ期待値と前記ヘイズ実測値とのギャップを分析する工程、
(e)前記ギャップを基に前記暗視野検査装置を校正する工程、
を含み、
前記暗視野検査装置校正用基準ウエハは、表面に薄膜の形成されていないバルクウエハから形成され、
前記ヘイズは、不規則パターンの前記マイクロラフネスに起因して形成されたものであり、
前記マイクロラフネスは、薬液を用いた化学反応によって形成されたものであることを特徴とする暗視野検査装置の校正方法。 - 請求項13記載の暗視野検査装置の校正方法において、
1枚の前記暗視野検査装置校正用基準ウエハの前記表面には、複数のヘイズ領域が規定され、
前記複数のヘイズ領域間で、前記マイクロラフネスの前記粗さが異なり、
前記(b)工程では、前記顕微鏡により前記複数のヘイズ領域の各々における前記マイクロラフネスの前記粗さを測定し、前記シミュレーションにより前記複数のヘイズ領域の各々における前記ヘイズ期待値を求め、
前記(c)工程では、前記暗視野検査装置により前記複数のヘイズ領域の各々における前記ヘイズを実測し、前記複数のヘイズ領域の各々における前記ヘイズ実測値を求め、
前記(e)工程では、前記複数のヘイズ領域の各々について前記ヘイズ期待値と前記ヘイズ実測値とのギャップを分析することを特徴とする暗視野検査装置の校正方法。 - 請求項13記載の暗視野検査装置の校正方法において、
前記(a)工程では、前記マイクロラフネスの前記粗さが異なる複数枚の前記暗視野検査装置校正用基準ウエハを用意し、
前記(b)工程では、前記顕微鏡により前記複数枚の暗視野検査装置校正用基準ウエハの各々における前記マイクロラフネスの前記粗さを測定し、前記シミュレーションにより前記複数枚の暗視野検査装置校正用基準ウエハの各々における前記ヘイズ期待値を求め、
前記(c)工程では、前記暗視野検査装置により前記複数枚の暗視野検査装置校正用基準ウエハの各々における前記ヘイズを実測し、前記複数枚の暗視野検査装置校正用基準ウエハの各々における前記ヘイズ実測値を求め、
前記(e)工程では、前記複数枚の暗視野検査装置校正用基準ウエハの各々について前記ヘイズ期待値と前記ヘイズ実測値とのギャップを分析することを特徴とする暗視野検査装置の校正方法。 - 請求項13記載の暗視野検査装置の校正方法において、
前記マイクロラフネスの前記粗さは、0.1nm〜1.0nmの間の規定値であることを特徴とする暗視野検査装置の校正方法。 - 請求項13記載の暗視野検査装置の校正方法において、
前記暗視野検査装置校正用基準ウエハは、単結晶シリコンから形成されていることを特徴とする暗視野検査装置の校正方法。 - 表面に薄膜、素子または配線のパターンが形成されていない第1バルクウエハの表面の異物の有無または粗さを検査する暗視野検査装置であって、
(a)表面にヘイズが形成された暗視野検査装置校正用基準ウエハを用意する工程、
(b)原子レベルの凹凸を測定して画像化できる顕微鏡により、前記ヘイズが形成された前記暗視野検査装置校正用基準ウエハの前記表面のマイクロラフネスの粗さを計測し、計測された前記粗さを基に暗視野検査装置による前記ヘイズの計測をシミュレーションし、前記シミュレーションによるヘイズ期待値を求める工程、
(c)前記暗視野検査装置により前記ヘイズを実測し、実測によるヘイズ実測値を求める工程、
(d)前記ヘイズ期待値と前記ヘイズ実測値とのギャップを分析する工程、
(e)前記ギャップを基に前記暗視野検査装置を校正する工程、
を含む工程によって校正され、
前記暗視野検査装置校正用基準ウエハは、表面に薄膜の形成されていない第2バルクウエハから形成され、
前記ヘイズは、不規則パターンの前記マイクロラフネスに起因して形成されたものであり、
前記マイクロラフネスは、薬液を用いた化学反応によって形成されたものであることを特徴とする暗視野検査装置。 - 請求項18記載の暗視野検査装置において、
1枚の前記暗視野検査装置校正用基準ウエハの前記表面には、複数のヘイズ領域が規定され、
前記複数のヘイズ領域間で、前記マイクロラフネスの前記粗さが異なり、
前記(b)工程では、前記顕微鏡により前記複数のヘイズ領域の各々における前記マイクロラフネスの前記粗さを測定し、前記シミュレーションにより前記複数のヘイズ領域の各々における前記ヘイズ期待値を求め、
前記(c)工程では、前記暗視野検査装置により前記複数のヘイズ領域の各々における前記ヘイズを実測し、前記複数のヘイズ領域の各々における前記ヘイズ実測値を求め、
前記(e)工程では、前記複数のヘイズ領域の各々について前記ヘイズ期待値と前記ヘイズ実測値とのギャップを分析することを特徴とする暗視野検査装置。 - 請求項18記載の暗視野検査装置において、
前記(a)工程では、前記マイクロラフネスの前記粗さが異なる複数枚の前記暗視野検査装置校正用基準ウエハを用意し、
前記(b)工程では、前記顕微鏡により前記複数枚の暗視野検査装置校正用基準ウエハの各々における前記マイクロラフネスの前記粗さを測定し、前記シミュレーションにより前記複数枚の暗視野検査装置校正用基準ウエハの各々における前記ヘイズ期待値を求め、
前記(c)工程では、前記暗視野検査装置により前記複数枚の暗視野検査装置校正用基準ウエハの各々における前記ヘイズを実測し、前記複数枚の暗視野検査装置校正用基準ウエハの各々における前記ヘイズ実測値を求め、
前記(e)工程では、前記複数枚の暗視野検査装置校正用基準ウエハの各々について前記ヘイズ期待値と前記ヘイズ実測値とのギャップを分析することを特徴とする暗視野検査装置。 - 請求項18記載の暗視野検査装置において、
前記暗視野検査装置校正用基準ウエハの前記表面の前記マイクロラフネスの前記粗さは、0.1nm〜1.0nmの間の規定値であることを特徴とする暗視野検査装置。 - 請求項18記載の暗視野検査装置において、
前記第1バルクウエハおよび前記第2バルクウエハは、単結晶シリコンから形成されていることを特徴とする暗視野検査装置。 - 暗視野検査装置を用い、表面に薄膜、素子または配線のパターンが形成されていない検査対象の第1バルクウエハの表面を検査するウエハ検査方法であって、
前記暗視野検査装置は、
(a)表面にヘイズが形成された暗視野検査装置校正用基準ウエハを用意する工程、
(b)原子レベルの凹凸を測定して画像化できる顕微鏡により、前記ヘイズが形成された前記暗視野検査装置校正用基準ウエハの前記表面のマイクロラフネスの粗さを計測し、計測された前記粗さを基に前記暗視野検査装置による前記ヘイズの計測をシミュレーションし、前記シミュレーションによるヘイズ期待値を求める工程、
(c)前記暗視野検査装置により前記ヘイズを実測し、実測によるヘイズ実測値を求める工程、
(d)前記ヘイズ期待値と前記ヘイズ実測値とのギャップを分析する工程、
(e)前記ギャップを基に前記暗視野検査装置を校正する工程、
を含む工程によって校正され、
前記暗視野検査装置校正用基準ウエハは、表面に薄膜の形成されていない第2バルクウエハから形成され、
前記ヘイズは、不規則パターンの前記マイクロラフネスに起因して形成されたものであり、
前記マイクロラフネスは、薬液を用いた化学反応によって形成されたものであることを特徴とするウエハ検査方法。 - 請求項23記載のウエハ検査方法において、
1枚の前記暗視野検査装置校正用基準ウエハの前記表面には、複数のヘイズ領域が規定され、
前記複数のヘイズ領域間で、前記マイクロラフネスの前記粗さが異なり、
前記(b)工程では、前記顕微鏡により前記複数のヘイズ領域の各々における前記マイクロラフネスの前記粗さを測定し、前記シミュレーションにより前記複数のヘイズ領域の各々における前記ヘイズ期待値を求め、
前記(c)工程では、前記暗視野検査装置により前記複数のヘイズ領域の各々における前記ヘイズを実測し、前記複数のヘイズ領域の各々における前記ヘイズ実測値を求め、
前記(e)工程では、前記複数のヘイズ領域の各々について前記ヘイズ期待値と前記ヘイズ実測値とのギャップを分析することを特徴とするウエハ検査方法。 - 請求項23記載のウエハ検査方法において、
前記(a)工程では、前記マイクロラフネスの前記粗さが異なる複数枚の前記暗視野検査装置校正用基準ウエハを用意し、
前記(b)工程では、前記顕微鏡により前記複数枚の暗視野検査装置校正用基準ウエハの各々における前記マイクロラフネスの前記粗さを測定し、前記シミュレーションにより前記複数枚の暗視野検査装置校正用基準ウエハの各々における前記ヘイズ期待値を求め、
前記(c)工程では、前記暗視野検査装置により前記複数枚の暗視野検査装置校正用基準ウエハの各々における前記ヘイズを実測し、前記複数枚の暗視野検査装置校正用基準ウエハの各々における前記ヘイズ実測値を求め、
前記(e)工程では、前記複数枚の暗視野検査装置校正用基準ウエハの各々について前記ヘイズ期待値と前記ヘイズ実測値とのギャップを分析することを特徴とするウエハ検査方法。 - 請求項23記載のウエハ検査方法において、
前記暗視野検査装置校正用基準ウエハの前記表面の前記マイクロラフネスの前記粗さは、0.1nm〜1.0nmの間の規定値であることを特徴とするウエハ検査方法。 - 請求項23記載のウエハ検査方法において、
前記第1バルクウエハおよび前記第2バルクウエハは、単結晶シリコンから形成されていることを特徴とするウエハ検査方法。
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