JP3184161B2 - 半導体ウェハーの表面検査方法 - Google Patents
半導体ウェハーの表面検査方法Info
- Publication number
- JP3184161B2 JP3184161B2 JP31930598A JP31930598A JP3184161B2 JP 3184161 B2 JP3184161 B2 JP 3184161B2 JP 31930598 A JP31930598 A JP 31930598A JP 31930598 A JP31930598 A JP 31930598A JP 3184161 B2 JP3184161 B2 JP 3184161B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor wafer
- reflectance
- inspecting
- wavelength
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 60
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 43
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims description 24
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 20
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 16
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 13
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 13
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 10
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 44
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は、光を利用した半導体ウ
ェハー表面検査技術、特に半球状グレインポリシリコン
ＣＶＤ処理された薄膜を有する半導体ウェハーの表面検
査技術に関するものである。
ェハー表面検査技術、特に半球状グレインポリシリコン
ＣＶＤ処理された薄膜を有する半導体ウェハーの表面検
査技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体集積回路では、高集積化の
ために一素子あたりの形成面積が小さくなっている。Ｄ
ＲＡＭ(Dynamic Random Access Memory)作成において
は、半導体内部素子の縮小化のため、コンデンサー部の
蓄積容量が減少することで、データを保持する際の信頼
性が低下するなどの様々な問題が生じている。かかる問
題に際し、最近では、電極構造に工夫を加え、電極表面
積を増加させて、必要な蓄積電荷量を確保しようという
試みがなされていた。
ために一素子あたりの形成面積が小さくなっている。Ｄ
ＲＡＭ(Dynamic Random Access Memory)作成において
は、半導体内部素子の縮小化のため、コンデンサー部の
蓄積容量が減少することで、データを保持する際の信頼
性が低下するなどの様々な問題が生じている。かかる問
題に際し、最近では、電極構造に工夫を加え、電極表面
積を増加させて、必要な蓄積電荷量を確保しようという
試みがなされていた。
【０００３】例えば、図３に示すように、コンデンサー
部の表面に半球状の凹凸を形成する、いわゆるＨＳＧ
（Hemisphelical Grain Poly-Silicon）ＣＶＤ方法にて
スタック電極１２の表面積を増加させる技術が知られて
いる。ＤＲＡＭを製品化する場合、各コンデンサー部の
蓄積容量を、所定の範囲内に収めること、すなわち、半
導体内部素子構造における、スタック電極の表面積が所
定の範囲内でなければならないことが、コンデンサー部
の蓄積容量の規格を特定するという点で重要であるが、
ＣＶＤ方法による薄膜形成は一般に様々な形状の薄膜が
形成され、膜厚等の均一性において信頼度が低い。この
ことは、ＨＳＧ−ＣＶＤ方法による凹凸形成にとっても
同様であり、製品の信頼性を上げるためには、ＨＳＧ−
ＣＶＤ方法を用いて電極表面に凹凸を形成した後、かか
る凹凸の程度を定量化し、モニタリングする必要があ
り、以下に述べる２段階の検査がなされていた。
部の表面に半球状の凹凸を形成する、いわゆるＨＳＧ
（Hemisphelical Grain Poly-Silicon）ＣＶＤ方法にて
スタック電極１２の表面積を増加させる技術が知られて
いる。ＤＲＡＭを製品化する場合、各コンデンサー部の
蓄積容量を、所定の範囲内に収めること、すなわち、半
導体内部素子構造における、スタック電極の表面積が所
定の範囲内でなければならないことが、コンデンサー部
の蓄積容量の規格を特定するという点で重要であるが、
ＣＶＤ方法による薄膜形成は一般に様々な形状の薄膜が
形成され、膜厚等の均一性において信頼度が低い。この
ことは、ＨＳＧ−ＣＶＤ方法による凹凸形成にとっても
同様であり、製品の信頼性を上げるためには、ＨＳＧ−
ＣＶＤ方法を用いて電極表面に凹凸を形成した後、かか
る凹凸の程度を定量化し、モニタリングする必要があ
り、以下に述べる２段階の検査がなされていた。
【０００４】このＨＳＧ−ＣＶＤ処理されたスタック電
極表面の検査方法は、特開平８−２５４４１５公報によ
れば、 図４に示す測定装置をもって行われる。この測
定装置は、出射する光の波長を変化させることを可能に
した光源部１と、検査されるべき半導体ウェハー（以下
試料２とする）を載置する試料台３と、その試料台３の
鉛直上方及び、光源部１の水平方向に、光源部１からの
光を鉛直下方の試料２の表面に照射し、その反射光を集
光し、更に鉛直上方へ反射光を透過させる光軸系部分４
と、光軸系部分４で集光された反射光を分光する分光器
５と、その分光器５に接続されたデータ処理部６によっ
て構成される。
極表面の検査方法は、特開平８−２５４４１５公報によ
れば、 図４に示す測定装置をもって行われる。この測
定装置は、出射する光の波長を変化させることを可能に
した光源部１と、検査されるべき半導体ウェハー（以下
試料２とする）を載置する試料台３と、その試料台３の
鉛直上方及び、光源部１の水平方向に、光源部１からの
光を鉛直下方の試料２の表面に照射し、その反射光を集
光し、更に鉛直上方へ反射光を透過させる光軸系部分４
と、光軸系部分４で集光された反射光を分光する分光器
５と、その分光器５に接続されたデータ処理部６によっ
て構成される。
【０００５】また、データ処理部６にはあらかじめ、研
磨済みの半導体ウェハーの光強度を測定し、その値を反
射光強度１００％として入力してあり、試料２表面に形
成されたコンデンサー部の蓄積容量は、その試料２表面
における反射光強度とその基本となる研磨済みの半導体
ウェハーのそれとの比較対照をし、反射光強度を積分す
ることで求めることが可能である。
磨済みの半導体ウェハーの光強度を測定し、その値を反
射光強度１００％として入力してあり、試料２表面に形
成されたコンデンサー部の蓄積容量は、その試料２表面
における反射光強度とその基本となる研磨済みの半導体
ウェハーのそれとの比較対照をし、反射光強度を積分す
ることで求めることが可能である。
【０００６】検査方法の手順は、光源部１から光軸系部
分４に対し、光を出射し、光軸系部分４内のレンズによ
って集光された光は、試料台３に載置した試料２（ＨＳ
Ｇ−ＣＶＤ処理した半導体ウェハー）に照射される。試
料２表面で反射した光は再び光軸系部分４内のレンズを
透過し、分光器５によって分光された後、データ処理部
６において、試料２における下地シリコンの膜厚、膜質
の影響を受けにくい２４０〜５００ｎｍの反射光の反射
強度が測定され、その反射強度が蓄積容量と相関関係を
もつことを利用して試料２の蓄積容量を判定するという
方法が成されていた。以上が第１段階の検査である。
分４に対し、光を出射し、光軸系部分４内のレンズによ
って集光された光は、試料台３に載置した試料２（ＨＳ
Ｇ−ＣＶＤ処理した半導体ウェハー）に照射される。試
料２表面で反射した光は再び光軸系部分４内のレンズを
透過し、分光器５によって分光された後、データ処理部
６において、試料２における下地シリコンの膜厚、膜質
の影響を受けにくい２４０〜５００ｎｍの反射光の反射
強度が測定され、その反射強度が蓄積容量と相関関係を
もつことを利用して試料２の蓄積容量を判定するという
方法が成されていた。以上が第１段階の検査である。
【０００７】さらに、図５にＨＳＧ形成工程における表
面反射率と容量増加率との相関図を示すが、このＨＳＧ
の測定方法では、表面反射率の極小値と蓄積電荷量の最
大値におけるＨＳＧの形成度合いが異なるため、所望の
表面反射率のＨＳＧを得ようとすると、２つの異なる蓄
積電荷量をもつＤＲＡＭが生産されることがあった。す
なわち、作成する所望のＤＲＡＭが有する容量が、容量
増加率ａ〜ｂの範囲内で形成されるとき、任意の表面反
射率領域ｓ〜ｔに対し、一義的に容量が推測できない容
量増加率領域ａ〜ｂ及びｃ〜ｄが存在し、これら２領域
の半導体ウェハー表面の表面反射率は同じだが、凹凸の
密度、大きさにより、２５０〜５００ｎｍ以外の波長領
域の反射率が異なり、その表面の色も異なっているの
で、データ処理部６における試料２の蓄積容量判定の
後、不良ウェハーの流出防止対策として、視覚判定の検
査、いわゆる規格判定とよばれる検査が行われていた。
その検査は、色見本を用いて、視覚により、半導体ウェ
ハー表面の色を確認し、かかる半導体ウェハー表面に形
成された蓄積容量を特定するというものであった。
面反射率と容量増加率との相関図を示すが、このＨＳＧ
の測定方法では、表面反射率の極小値と蓄積電荷量の最
大値におけるＨＳＧの形成度合いが異なるため、所望の
表面反射率のＨＳＧを得ようとすると、２つの異なる蓄
積電荷量をもつＤＲＡＭが生産されることがあった。す
なわち、作成する所望のＤＲＡＭが有する容量が、容量
増加率ａ〜ｂの範囲内で形成されるとき、任意の表面反
射率領域ｓ〜ｔに対し、一義的に容量が推測できない容
量増加率領域ａ〜ｂ及びｃ〜ｄが存在し、これら２領域
の半導体ウェハー表面の表面反射率は同じだが、凹凸の
密度、大きさにより、２５０〜５００ｎｍ以外の波長領
域の反射率が異なり、その表面の色も異なっているの
で、データ処理部６における試料２の蓄積容量判定の
後、不良ウェハーの流出防止対策として、視覚判定の検
査、いわゆる規格判定とよばれる検査が行われていた。
その検査は、色見本を用いて、視覚により、半導体ウェ
ハー表面の色を確認し、かかる半導体ウェハー表面に形
成された蓄積容量を特定するというものであった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この電極表面の検査方法においては次のような問題があ
った。前記特開平８−２５４４１５公報では、図４に示
す装置を用いて波長２４０ｎｍ〜５００ｎｍの反射率を
測定しているが、図５に示すように、同一の表面反射率
に対し、推測できない２つの容量が存在するために、実
際に形成されたコンデンサー部の容量を特定する作業が
必要である。そのために、かかるコンデンサー部の容量
を特定するための視覚検査を含む、２段階の検査がなさ
れているわけであるが、その後過程、すなわち、目視に
よる検査は、色見本との比較という作業であるために、
個人差が生じる可能性が高く、さらに、人種による誤差
は著しいものであることは軽視し難い。また、不良ウェ
ハーの流出防止としての検査精度をさらに一層向上して
いく必要があった。
この電極表面の検査方法においては次のような問題があ
った。前記特開平８−２５４４１５公報では、図４に示
す装置を用いて波長２４０ｎｍ〜５００ｎｍの反射率を
測定しているが、図５に示すように、同一の表面反射率
に対し、推測できない２つの容量が存在するために、実
際に形成されたコンデンサー部の容量を特定する作業が
必要である。そのために、かかるコンデンサー部の容量
を特定するための視覚検査を含む、２段階の検査がなさ
れているわけであるが、その後過程、すなわち、目視に
よる検査は、色見本との比較という作業であるために、
個人差が生じる可能性が高く、さらに、人種による誤差
は著しいものであることは軽視し難い。また、不良ウェ
ハーの流出防止としての検査精度をさらに一層向上して
いく必要があった。
【０００９】本発明は、以上の従来技術における問題に
鑑みてなされたものであり、従来と同様の装置を用いな
がら、検査工程における人的な労力を軽減するだけでな
く、個人的な誤差が生じやすい官能（視覚）検査の代替
手段としてより正確な規格判定を可能にする、ＨＳＧポ
リシリコンＣＶＤ法によって半導体ウェハーのスタック
電極表面に形成された凹凸形状のコンデンサー部の容量
を特定する検査方法を提供することが目的である。
鑑みてなされたものであり、従来と同様の装置を用いな
がら、検査工程における人的な労力を軽減するだけでな
く、個人的な誤差が生じやすい官能（視覚）検査の代替
手段としてより正確な規格判定を可能にする、ＨＳＧポ
リシリコンＣＶＤ法によって半導体ウェハーのスタック
電極表面に形成された凹凸形状のコンデンサー部の容量
を特定する検査方法を提供することが目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に提供する本願第一の発明に係る半導体ウェハーの表面
検査方法は、所定の範囲内における半導体ウェハー表面
の反射率を測定した後、異なる複数の波長における表面
反射率を個別に測定し、係る表面反射率から前記半導体
ウェハーに形成されたコンデンサー部の容量を特定する
ことを特徴とする。
に提供する本願第一の発明に係る半導体ウェハーの表面
検査方法は、所定の範囲内における半導体ウェハー表面
の反射率を測定した後、異なる複数の波長における表面
反射率を個別に測定し、係る表面反射率から前記半導体
ウェハーに形成されたコンデンサー部の容量を特定する
ことを特徴とする。
【００１１】所定の範囲内における半導体ウェハー表面
の反射率を測定した後、異なる複数の波長における表面
反射率を個別に測定し、係る表面反射率から前記半導体
ウェハーに形成されたコンデンサー部の容量を特定する
ことにより、凹凸の形状を判定することで、従来目視に
より判別されていたシリコン表面に形成されたコンデン
サー部の容量を簡潔かつ正確に特定することが可能とな
る。
の反射率を測定した後、異なる複数の波長における表面
反射率を個別に測定し、係る表面反射率から前記半導体
ウェハーに形成されたコンデンサー部の容量を特定する
ことにより、凹凸の形状を判定することで、従来目視に
より判別されていたシリコン表面に形成されたコンデン
サー部の容量を簡潔かつ正確に特定することが可能とな
る。
【００１２】前記課題を解決するために提供する本願第
二の発明に係る半導体ウェハーの表面検査方法は、前記
薄膜の膜厚が１０ｎｍ以下であることを特徴とする。
二の発明に係る半導体ウェハーの表面検査方法は、前記
薄膜の膜厚が１０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】前記薄膜の膜厚が１０ｎｍ以下であること
により、光源部からの光の薄膜表面における反射と、薄
膜を透過して下地シリコン表面における反射とで起こり
うる光の干渉を最大限に押さえることが可能である。
により、光源部からの光の薄膜表面における反射と、薄
膜を透過して下地シリコン表面における反射とで起こり
うる光の干渉を最大限に押さえることが可能である。
【００１４】前記課題を解決するために提供する本願第
三の発明に係る半導体ウェハーの表面検査方法は、任意
の異なる３波長の反射率を個別に測定し、その反射率か
ら前記半導体ウェハーに形成されたコンデンサー部の容
量を特定することを特徴とする。
三の発明に係る半導体ウェハーの表面検査方法は、任意
の異なる３波長の反射率を個別に測定し、その反射率か
ら前記半導体ウェハーに形成されたコンデンサー部の容
量を特定することを特徴とする。
【００１５】任意の異なる３波長の反射率を個別に測定
し、その反射率から前記半導体ウェハーに形成されたコ
ンデンサー部の容量を特定することにより、凹凸の形状
を判定することで、従来行われてきた各波長毎の表面反
射率及びその平均値から示唆される半導体ウェーハ表面
に形成されたコンデンサー部の容量を特定するに要する
労力を軽減することが可能となる。
し、その反射率から前記半導体ウェハーに形成されたコ
ンデンサー部の容量を特定することにより、凹凸の形状
を判定することで、従来行われてきた各波長毎の表面反
射率及びその平均値から示唆される半導体ウェーハ表面
に形成されたコンデンサー部の容量を特定するに要する
労力を軽減することが可能となる。
【００１６】前記課題を解決するために提供する本願第
四の発明に係る半導体ウェハーの表面検査方法は、前記
任意の異なる３波長のうち少なくとも一つの波長が５０
０ｎｍ以上であることを特徴とする。
四の発明に係る半導体ウェハーの表面検査方法は、前記
任意の異なる３波長のうち少なくとも一つの波長が５０
０ｎｍ以上であることを特徴とする。
【００１７】前記任意の異なる３波長のうち少なくとも
一つの波長が５００ｎｍ以上であることにより、３波長
のうちの１波長が所定の幅を持つことで本発明の目的の
一つである、半導体ウェーハ表面に形成されたコンデン
サー部の容量を特定するにあたって確実性が向上する。
一つの波長が５００ｎｍ以上であることにより、３波長
のうちの１波長が所定の幅を持つことで本発明の目的の
一つである、半導体ウェーハ表面に形成されたコンデン
サー部の容量を特定するにあたって確実性が向上する。
【００１８】前記課題を解決するために提供する本願第
五の発明に係る半導体ウェハーの表面検査方法は、前記
任意の異なる３波長のうち少なくとも一つの光の波長が
５００ｎｍ未満であることを特徴とする。
五の発明に係る半導体ウェハーの表面検査方法は、前記
任意の異なる３波長のうち少なくとも一つの光の波長が
５００ｎｍ未満であることを特徴とする。
【００１９】前記任意の異なる３波長のうち少なくとも
一つの光の波長が５００ｎｍ未満であることにより、検
査範囲を広げ、結果として、半導体ウェーハ表面に形成
されたコンデンサー部の容量を特定するにあたり、信頼
性が向上する。
一つの光の波長が５００ｎｍ未満であることにより、検
査範囲を広げ、結果として、半導体ウェーハ表面に形成
されたコンデンサー部の容量を特定するにあたり、信頼
性が向上する。
【００２０】前記課題を解決するために提供する本願第
六の発明に係る半導体ウェハーの表面検査方法は、前記
任意の異なる３波長が、３００ｎｍ近傍、５００ｎｍ近
傍、７００ｎｍ近傍で構成されることを特徴とする。
六の発明に係る半導体ウェハーの表面検査方法は、前記
任意の異なる３波長が、３００ｎｍ近傍、５００ｎｍ近
傍、７００ｎｍ近傍で構成されることを特徴とする。
【００２１】前記任意の３波長が所定の幅を有し、か
つ、測定波長内において、再検査対象の波長が分散して
いることで、更なる半導体ウェーハ表面に形成されたコ
ンデンサー部の容量を特定するにあたって、信頼性向上
及び工程の簡潔化が可能となる。
つ、測定波長内において、再検査対象の波長が分散して
いることで、更なる半導体ウェーハ表面に形成されたコ
ンデンサー部の容量を特定するにあたって、信頼性向上
及び工程の簡潔化が可能となる。
【００２２】前記課題を解決するために提供する本願第
七の発明に係る半導体ウェハーの表面検査方法は、前記
３以上の波長が、少なくとも光の三原色である赤（波長
約７００ｎｍ）、緑（波長約５００ｎｍ）、青（波長約
４５０ｎｍ）を含み、それらによって個別に反射率を測
定し、その反射率から前記半導体ウェハーに形成された
コンデンサー部の容量を特定することを特徴とする。
七の発明に係る半導体ウェハーの表面検査方法は、前記
３以上の波長が、少なくとも光の三原色である赤（波長
約７００ｎｍ）、緑（波長約５００ｎｍ）、青（波長約
４５０ｎｍ）を含み、それらによって個別に反射率を測
定し、その反射率から前記半導体ウェハーに形成された
コンデンサー部の容量を特定することを特徴とする。
【００２３】測定波長内の半導体ウェーハ表面における
反射率を測定し、平均化するだけでなく、可視光線の中
でも容易に識別可能である光の三原色を用いることで、
半導体ウェーハ表面に形成されたコンデンサー部の容量
を正確に特定するだけでなく、第三の形状確認として、
視覚を補助的に用いることをも可能にする。
反射率を測定し、平均化するだけでなく、可視光線の中
でも容易に識別可能である光の三原色を用いることで、
半導体ウェーハ表面に形成されたコンデンサー部の容量
を正確に特定するだけでなく、第三の形状確認として、
視覚を補助的に用いることをも可能にする。
【００２４】前記課題を解決するために提供する本願第
八の発明に係る半導体ウェハーの表面検査方法は、所定
の範囲内におけるフォトレジスト表面の反射率を測定し
た後、光の三原色である赤（波長約７００ｎｍ）、緑
（波長約５００ｎｍ）、青（波長約４５０ｎｍ）の３波
長によって個別に反射率を測定し、その反射率により、
前記フォトレジストの塗布ムラを検査することを特徴と
する
八の発明に係る半導体ウェハーの表面検査方法は、所定
の範囲内におけるフォトレジスト表面の反射率を測定し
た後、光の三原色である赤（波長約７００ｎｍ）、緑
（波長約５００ｎｍ）、青（波長約４５０ｎｍ）の３波
長によって個別に反射率を測定し、その反射率により、
前記フォトレジストの塗布ムラを検査することを特徴と
する
【００２５】前記ＨＳＧ−ＣＶＤ処理による半導体ウェ
ーハ表面の検査方法と同様に、従来、視覚によって確認
されてきたフォトレジストの塗布ムラも、予め測定され
たフォトレジスト表面における各波長の反射率から個別
に光の三原色を選択することで、個人差などに左右され
ずに確実な判定をすることが可能となる。
ーハ表面の検査方法と同様に、従来、視覚によって確認
されてきたフォトレジストの塗布ムラも、予め測定され
たフォトレジスト表面における各波長の反射率から個別
に光の三原色を選択することで、個人差などに左右され
ずに確実な判定をすることが可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、図１に示すフローチャート
を参照にしながら本発明の一実施の形態を説明する。図
４に示す測定装置において、従来と同様にまず、光源部
１から白色光を出射させ、その白色光は光軸系部分４に
よって、ＨＳＧ−ＣＶＤ処理を施した試料２表面に照射
する。試料２表面において反射した光は、再び光軸系部
分４において集光され、集光された光は分光器５によ
り、各波長毎に分光される。更に、データ処理部６にお
いて、測定した全波長の反射率から、反射強度を算出
し、試料２表面に形成されたコンデンサー部の蓄積容量
を概ね判定する。その後、さらに確実な判定を成すため
に規格判定とよばれる判定方法を行う。
を参照にしながら本発明の一実施の形態を説明する。図
４に示す測定装置において、従来と同様にまず、光源部
１から白色光を出射させ、その白色光は光軸系部分４に
よって、ＨＳＧ−ＣＶＤ処理を施した試料２表面に照射
する。試料２表面において反射した光は、再び光軸系部
分４において集光され、集光された光は分光器５によ
り、各波長毎に分光される。更に、データ処理部６にお
いて、測定した全波長の反射率から、反射強度を算出
し、試料２表面に形成されたコンデンサー部の蓄積容量
を概ね判定する。その後、さらに確実な判定を成すため
に規格判定とよばれる判定方法を行う。
【００２７】この規格判定は、特定波長における表面反
射率と容量増加率とが相関関係を有することを利用して
おり、データ処理部６に入力された任意の３つの波長を
選択し、それぞれの波長における表面反射率と容量増加
量との関係をグラフに表す。あらかじめ、所望の容量を
有するＤＲＡＭの容量増加率は前記データ処理部におい
て測定されていることから、特定の波長における許容範
囲内の表面反射率を有する試料が所望のＤＲＡＭである
と特定できる。仮にその許容範囲内の表面反射率を有し
ない試料は製品として出荷するに値せず、再び薄膜処理
をすることになる。以上のような実施の形態によって、
従来行われてきた誤差の生じやすい視覚検査を敢えて行
わずに、しかも従来の検査装置と何ら変わることのない
工程下において、検査精度が向上することを可能にす
る。以上において、選択される３つの波長は、上述した
ように、測定する波長の中で、光の三原色のように広範
囲に設定することが有効である。また、光の三原色を採
用することによって、比較的肉眼でも色の識別が容易で
あり、２段階に留まらず、更に精度の高い第３の規格判
定を実施することも可能となる。さらに、本発明の半導
体ウェハーの表面検査方法を利用して、半導体ウェハー
表面に所望の容量のＤＲＡＭを作成するために、薄膜形
成にかかる時間を設定することも可能である。
射率と容量増加率とが相関関係を有することを利用して
おり、データ処理部６に入力された任意の３つの波長を
選択し、それぞれの波長における表面反射率と容量増加
量との関係をグラフに表す。あらかじめ、所望の容量を
有するＤＲＡＭの容量増加率は前記データ処理部におい
て測定されていることから、特定の波長における許容範
囲内の表面反射率を有する試料が所望のＤＲＡＭである
と特定できる。仮にその許容範囲内の表面反射率を有し
ない試料は製品として出荷するに値せず、再び薄膜処理
をすることになる。以上のような実施の形態によって、
従来行われてきた誤差の生じやすい視覚検査を敢えて行
わずに、しかも従来の検査装置と何ら変わることのない
工程下において、検査精度が向上することを可能にす
る。以上において、選択される３つの波長は、上述した
ように、測定する波長の中で、光の三原色のように広範
囲に設定することが有効である。また、光の三原色を採
用することによって、比較的肉眼でも色の識別が容易で
あり、２段階に留まらず、更に精度の高い第３の規格判
定を実施することも可能となる。さらに、本発明の半導
体ウェハーの表面検査方法を利用して、半導体ウェハー
表面に所望の容量のＤＲＡＭを作成するために、薄膜形
成にかかる時間を設定することも可能である。
【００２８】
【実施例】以下に、本発明にかかる半導体表面の検査方
法の一実施例を図面を参照しながら説明する。あらかじ
め、研磨済みの半導体ウェハーを用い、その表面の反射
光強度を測定し、その値の表面反射率を１００％として
入力し、白色光全域にわたって測定した試料の表面反射
率から、反射強度を算出し、試料表面に形成されたコン
デンサー部の蓄積容量を概ね判定した。この第１の判定
を行った後、第２の判定方法として規格判定を行った。
法の一実施例を図面を参照しながら説明する。あらかじ
め、研磨済みの半導体ウェハーを用い、その表面の反射
光強度を測定し、その値の表面反射率を１００％として
入力し、白色光全域にわたって測定した試料の表面反射
率から、反射強度を算出し、試料表面に形成されたコン
デンサー部の蓄積容量を概ね判定した。この第１の判定
を行った後、第２の判定方法として規格判定を行った。
【００２９】その規格判定の方法は、まず、第１の判定
によって、既にデータ処理部に入力されている任意の３
つの波長として光の三原色を選択し、赤色領域（Ｒ：波
長約７００ｎｍ）、緑色領域（Ｇ：波長約５００ｎ
ｍ）、青色領域（Ｂ：波長約４５０ｎｍ）における表面
反射率と容量増加率との関係を個別にプロットアウトし
て行った。その結果を図２にグラフで示す。図２におい
て、ａ〜ｂは、所望のＤＲＡＭを作成するにあたって
の、誤差を含んだ容量増加率の許容範囲である。そし
て、ｃ〜ｄは前述の同じ表面反射率における他の容量増
加率である。すなわち、このグラフは光の三原色の各波
長において、図５と対応している。この実施例ではＤＲ
ＡＭが作成されるにあたり、所望の容量が形成されると
きの容量増加率の許容範囲ａ〜ｂ内の任意のｘにおける
表面反射率ｘ’と非許容範囲ｃ〜ｄ内の任意のｙにおけ
る表面反射率ｙ’が特定できる。すなわち、図２（ａ）
に示すように、前述のデータ処理部６における結果か
ら、約７００ｎｍの波長における表面反射率が、ｘ’の
値をとれば試料は所望の容量を有するＤＲＡＭであり、
また係る表面反射率がｙ’の値をとれば、試料２は所望
の容量を有さず、再び半導体ウェハー表面を薄膜形成す
る工程を行う。
によって、既にデータ処理部に入力されている任意の３
つの波長として光の三原色を選択し、赤色領域（Ｒ：波
長約７００ｎｍ）、緑色領域（Ｇ：波長約５００ｎ
ｍ）、青色領域（Ｂ：波長約４５０ｎｍ）における表面
反射率と容量増加率との関係を個別にプロットアウトし
て行った。その結果を図２にグラフで示す。図２におい
て、ａ〜ｂは、所望のＤＲＡＭを作成するにあたって
の、誤差を含んだ容量増加率の許容範囲である。そし
て、ｃ〜ｄは前述の同じ表面反射率における他の容量増
加率である。すなわち、このグラフは光の三原色の各波
長において、図５と対応している。この実施例ではＤＲ
ＡＭが作成されるにあたり、所望の容量が形成されると
きの容量増加率の許容範囲ａ〜ｂ内の任意のｘにおける
表面反射率ｘ’と非許容範囲ｃ〜ｄ内の任意のｙにおけ
る表面反射率ｙ’が特定できる。すなわち、図２（ａ）
に示すように、前述のデータ処理部６における結果か
ら、約７００ｎｍの波長における表面反射率が、ｘ’の
値をとれば試料は所望の容量を有するＤＲＡＭであり、
また係る表面反射率がｙ’の値をとれば、試料２は所望
の容量を有さず、再び半導体ウェハー表面を薄膜形成す
る工程を行う。
【００３０】
【発明の効果】従来、半球状グレインポリシリコンＣＶ
Ｄによる薄膜処理を行った半導体ウェハーの表面に光を
照射することで、その表面の形状を検査する方法におい
ては、判定及び、視覚検査といった２段階の検査が必要
であったが、本発明によれば、個人差に左右される恐れ
があった視覚検査を行わずに、しかも従来の検査装置に
新たな施しもせずにデータ処理部における一義的な検査
を行うことが可能となる。 また、工程における利点も
さることながら、検査精度の向上にも寄与する。
Ｄによる薄膜処理を行った半導体ウェハーの表面に光を
照射することで、その表面の形状を検査する方法におい
ては、判定及び、視覚検査といった２段階の検査が必要
であったが、本発明によれば、個人差に左右される恐れ
があった視覚検査を行わずに、しかも従来の検査装置に
新たな施しもせずにデータ処理部における一義的な検査
を行うことが可能となる。 また、工程における利点も
さることながら、検査精度の向上にも寄与する。
【００３１】
【図１】本発明の一実施の形態における表面検査方法の
フローチャートを示す図である。
フローチャートを示す図である。
【図２】（ａ）本発明の一実施の形態における半導体ウ
ェハー表面での、７００ｎｍ（Ｒ）における表面反射率
と容量増加率との相関図である。 （ｂ）本発明の一実施の形態における半導体ウェハー表
面での、５００ｎｍ（Ｇ）における表面反射率と容量増
加率との相関図である。 （ｃ）本発明の一実施の形態における半導体ウェハー表
面での、４５０ｎｍ（Ｂ）における表面反射率と容量増
加率との相関図である。
ェハー表面での、７００ｎｍ（Ｒ）における表面反射率
と容量増加率との相関図である。 （ｂ）本発明の一実施の形態における半導体ウェハー表
面での、５００ｎｍ（Ｇ）における表面反射率と容量増
加率との相関図である。 （ｃ）本発明の一実施の形態における半導体ウェハー表
面での、４５０ｎｍ（Ｂ）における表面反射率と容量増
加率との相関図である。
【図３】従来例におけるＨＳＧ−ＣＶＤ処理を行った半
導体ウェハー表面の構成図である。
導体ウェハー表面の構成図である。
【図４】従来例における半導体ウェハー表面の測定検査
装置に関する図である。
装置に関する図である。
【図５】従来例における２００ｎｍ〜５００ｎｍでの波
長による表面反射率と容量増加率との相関関係を表す図
である。
長による表面反射率と容量増加率との相関関係を表す図
である。
１．光源部 ２．試料 ３．試料台 ４．光軸系部分 ５．分光器 ６．データ処理部 ７．高濃度不純物拡散層 ８．素子分離絶縁膜 ９．ゲート電極 １０．Ｐ型シリコン基盤 １１．層間絶縁膜 １２．スタック電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958 G01B 11/00 - 11/30 H01L 21/64 - 21/66 H01L 27/10
Claims (7)
- 【請求項１】半球状グレインポリシリコンＣＶＤによる
薄膜処理を行った半導体ウェハーの表面に光を照射し、
その反射光の光強度を測定することにより前記半導体ウ
ェハー表面の凹凸を観測する半導体ウェハーの表面検査
方法において、所定の範囲内における半導体ウェハー表
面の反射率を測定した後、異なる複数の波長における表
面反射率を個別に測定し、係る表面反射率から前記半導
体ウェハーに形成されたコンデンサー部の容量を特定す
ることを特徴とする半導体ウェハーの表面検査方法。 - 【請求項２】前記薄膜の膜厚が１０ｎｍ以下であること
を特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハーの表面検
査方法。 - 【請求項３】任意の異なる３波長における表面反射率を
個別に測定し、係る表面反射率から前記半導体ウェハー
に形成されたコンデンサー部の容量を特定することを特
徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体ウェハー
の表面検査方法。 - 【請求項４】前記任意の異なる３波長のうち少なくとも
一つの波長が５００ｎｍ以上であることを特徴とする請
求項１乃至請求項３の何れか一に記載の半導体ウェハー
の表面検査方法。 - 【請求項５】前記任意の異なる３波長のうち少なくとも
一つの光の波長が５００ｎｍ未満であることを特徴とす
る請求項４に記載の半導体ウェハーの表面検査方法。 - 【請求項６】前記任意の異なる３波長が、３００ｎｍ近
傍、５００ｎｍ近傍、７００ｎｍ近傍で構成されること
を特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一に記載の
半導体ウェハーの表面検査方法。 - 【請求項７】前記３以上の波長が、少なくとも光の三原
色である赤（波長約７００ｎｍ）、緑（波長約５００ｎ
ｍ）、青（波長約４５０ｎｍ）を含み、それらによって
個別に表面反射率を測定し、係る表面反射率から前記半
導体ウェハーに形成されたコンデンサー部の容量を特定
することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一
に記載の半導体ウェハーの表面検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31930598A JP3184161B2 (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 半導体ウェハーの表面検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31930598A JP3184161B2 (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 半導体ウェハーの表面検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000146854A JP2000146854A (ja) | 2000-05-26 |
| JP3184161B2 true JP3184161B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=18108720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31930598A Expired - Fee Related JP3184161B2 (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 半導体ウェハーの表面検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3184161B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101650170B (zh) * | 2009-07-24 | 2012-03-28 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 晶圆表面粗糙度检测方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI249215B (en) * | 2001-06-01 | 2006-02-11 | Toshiba Corp | Film quality inspecting method and film quality inspecting apparatus |
| JP2011237255A (ja) * | 2010-05-10 | 2011-11-24 | Hitachi High-Technologies Corp | パターン形状検査装置及び検査方法並びにパターンドメディアディスク製造ライン |
-
1998
- 1998-11-10 JP JP31930598A patent/JP3184161B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101650170B (zh) * | 2009-07-24 | 2012-03-28 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 晶圆表面粗糙度检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000146854A (ja) | 2000-05-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5835225A (en) | Surface properties detection by reflectance metrology | |
| US6417928B2 (en) | Reflectance method for evaluating the surface characteristics of opaque materials | |
| US6366861B1 (en) | Method of determining a wafer characteristic using a film thickness monitor | |
| CN101469973B (zh) | 测量方法 | |
| US7738119B2 (en) | Optical inspection system for a wafer | |
| JP2002267417A (ja) | 膜厚測定方法及び段差測定方法 | |
| US6458610B1 (en) | Method and apparatus for optical film stack fault detection | |
| US6630362B1 (en) | Method and apparatus for performing trench depth analysis | |
| KR20030088568A (ko) | 박막 두께 측정 방법 | |
| US6072191A (en) | Interlevel dielectric thickness monitor for complex semiconductor chips | |
| JP3184161B2 (ja) | 半導体ウェハーの表面検査方法 | |
| Zhang et al. | Metrology challenges in 3D NAND flash technical development and manufacturing | |
| US6657716B1 (en) | Method and apparatus for detecting necking over field/active transitions | |
| US7195933B2 (en) | Semiconductor device having a measuring pattern and a method of measuring the semiconductor device using the measuring pattern | |
| US6697153B1 (en) | Method and apparatus for analyzing line structures | |
| US6625514B1 (en) | Method and apparatus for optical lifetime tracking of trench features | |
| JP2001116519A (ja) | 薄膜厚さ測定方法及びこれを適用した装置 | |
| US6310688B1 (en) | Method for measuring the parameter of a rough film | |
| US6472238B1 (en) | Evaluation of etching processes in semiconductors | |
| US6605482B2 (en) | Process for monitoring the thickness of layers in a microelectronic device | |
| US6231918B1 (en) | Oxide film thickness standards and manufacturing methods thereof | |
| US20240133683A1 (en) | Overlay measuring method and system, and method of manufacturing a semiconductor device using the same | |
| CN111415874A (zh) | 晶圆检测方法 | |
| JP2001225262A (ja) | 研磨状態測定装置及び測定方法 | |
| Carballo et al. | Patterning process and electrical yield optimization at the limits of single exposure EUV 0.33 NA: a pitch 26nm damascene process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080427 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090427 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100427 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110427 Year of fee payment: 10 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110427 Year of fee payment: 10 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120427 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120427 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130427 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140427 Year of fee payment: 13 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |