JP4530189B2 - Method and apparatus for measuring flatness of untreated wafer of donor killer - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はドナーキラー未処理ウェーハの平坦度測定方法および装置に係り、特に、所定の波長の光を照射してウェーハ内の比誘電率を一定にするとともに、ウェーハに対向して静電容量検出プローブを配置し、静電容量検出プローブからの高周波電流値の変化を計測してウェーハ表面と静電容量検出プローブとの距離を算出して平坦度を測定する静電容量式平坦度測定器を用いて、ウェーハの表面の平坦度を測定するドナーキラー未処理ウェーハの平坦度測定方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ドナーキラー未処理のウェーハは、静電容量式平坦度測定器を用いてウェーハの表面の平坦度を測定することが行われていた。しかし、この静電容量式平坦度測定器を用いてウェーハの表面の平坦度を測定すると、1ロット当たり数%〜数十%の割合で良品を不良品として判定する誤測定が生じている。これは、ドナーキラー未処理のウェーハにおいては、ウェーハ内部に格子間酸素が不均一に存在し、ドナーとして作用するため、実際のウェーハ厚さよりも厚くまたは薄く検出され、これらの検出値に基づいて平坦度を算出することがその原因と考えられる。
【0003】
また、p型アズグロウンウェーハで、特に格子間酸素むらの顕著なものは、ウェーハ内に電気抵抗の高い部分(電気的には中性)と低い部分とが存在しているような状態にあるため、実際には電子マイクロメータなどで均一な厚さであることを確認した試料であるにもかかわらず、薄いと誤測定をしてしまう。したがって、ドナーキラー処理を施したウェーハでないと正確な平坦度データは得られない。しかし、元来から平坦度の規格を外れた不良品を選別せずに全数ドナーキラー処理を施した上で不良品を選別すると、当初から不良品のウェーハにはドナーキラー処理は無駄な工程ということになる。また、製品の仕様によってはドナーキラー処理を必要としないウェーハがあるが、この製品に対しても平坦度をチェックするためにわざわざドナーキラー処理を施さなければならず、やはり無駄な工程となっていた。このため、本出願人は、このドナーキラー未処理のウェーハの測定装置および測定方法の改良を特開平7−221149号公報で提案している。
【0004】
同公報によれば、図9に示すように、静電容量式平坦度測定器は、プローブ31の近傍に、波長1129nm以下、照度15万ルクス以上のハロゲンランプ33を設置し、ドナーキラー未処理の被測定ウェーハ35(以下、ウェーハ35という)の表面に光を照射している。光がバルク内に入ると励起エネルギーに変化し、シリコンの価電子を伝導電子化することにより、シリコンから発生した自由電子または正孔がドーパントや酸素ドナー以上に非常に多くなり、金属のような状態となる。つまり、ウェーハ35のどの部分も均一に電子が分布する。このような状態でウェーハ35の上面、下面を計測すると、比誘電率εはどの場所でも一定であるため、プローブ31で電気量を計測することにより、ウェーハ35とプローブ31a、および、ウェーハ35とプローブ31bとの距離の正確に計測することができる。これより、両プローブ31a、31b間の距離から、ウェーハ35とプローブ31a、および、ウェーハ35とプローブ31bとの間のそれぞれの距離を差し引くことにより、ウェーハ35のその部分の厚さが測定できる。ウェーハ35はこれらの測定値に基づいて、ドナーキラー未処理のウェーハ35の平坦度を正確に測定できることが記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
最近では、小型化、低消費電力化を目指して集積回路が形成されるウェーハの薄膜化が要望されており、これに伴いウェーハの平坦度の向上が求められている。したがって、ウェーハの平坦度の測定は高い精度で、測定値の確実性の高いものが要望されている。しかし、前記の特開平7−221149号公報によれば、ドナーキラー未処理のウェーハの測定装置および測定方法としては、一応従来の欠点は解消されて満足されているが、前記の要望を達成するためには、更なる改良が求められている。このために、新しい高精度の機種では、ウェーハの表面上の測定点、および、プローブ応答周波数(Hz)を従来の機種のほぼ3倍にした。この新しい高精度の機種で、予め電子マイクロメータなどで厚さが一定であることを確認済みのウェーハの平坦度を特開平7−221149号公報通りに測定した所、平坦度には、図10に示すように、谷(T)と山(Y)とが表れるシルクハット型溝形状、および、螺旋型溝形状が表れ、安定した測定ができないという問題があった。
【0006】
本発明は、上記従来の問題点に着目し、ドナーキラー未処理ウェーハの平坦度測定方法および装置に係り、特に、ウェーハの表面上の測定点、および、プローブ応答周波数(Hz)を高くして高精度にした機種においても、ウェーハの表面の平坦度が安定した精度で測定できるドナーキラー未処理ウェーハの平坦度測定方法および装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明におけるドナーキラー未処理ウェーハの平坦度測定方法は、静電容量式平坦度測定器を用いてドナーキラー未処理ウェーハの表面の平坦度を測定するドナーキラー未処理ウェーハの平坦度測定方法において、回転するドナーキラー未処理ウェーハの表面に前記静電容量式平坦度測定器のプローブを対面させるとともに、このプローブ対面部の直上流部分にバンドギャップ以上のエネルギーを付与する波長の光を照射して測定する際、前記照射光の光源支持部を防振することにより装置・環境からくる振動による測定異常(螺旋形状)を抑制して、前記ドナーキラー未処理ウェーハの表面のうち前記プローブによる測定位置よりも前記ドナーキラー未処理ウェーハの回転方向の前側であって且つ前記測定位置から前記表面における前記照射光の振幅巾を越えて離れた位置に前記照射光を照射し、測定するようにしたものである。この場合において、前記ドナーキラー未処理ウェーハの表面へ照射する光の照度をバンドギャップ以上の少なくとも40万ルクス以上に設定してウェーハの表面の平坦度を測定することが望ましい。また、前記ドナーキラー未処理ウェーハの表面へ照射光源の防振により照射光の振れを前記ウエーハの表面上で最大2mm以下で、好ましくは1mm以下に抑制し、かつ、装置振動との同期を遮断することが望ましい。
【0008】
本発明に係るドナーキラー未処理ウェーハの平坦度測定装置は、静電容量式平坦度測定器を用いてドナーキラー未処理ウェーハの表面の平坦度を測定するドナーキラー未処理ウェーハの平坦度測定装置において、回転するドナーキラー未処理ウェーハの表面に対面配置される前記静電容量式平坦度測定器のプローブと、このプローブ対面部の直上流部分にてバンドギャップ以上のエネルギーを付与する波長の光を前記ウェーハ表面に照射する光源と、前記プローブによる測定位置よりも前記ドナーキラー未処理ウェーハの回転方向の前側であって且つ前記測定位置から前記ウェーハ表面における前記照射光の振動巾を越えて離れた位置に前記光源からの照射光が照射されるように前記光源を支持する取付支持部と、この取付支持部に介在された防振手段とを備え、前記光源から照射されるウェーハ上の光照射面の照度変動を抑制して測定可能としたものである。前記光源の取付支持部は床または測定器ケースなどの固定部位に対して緩衝プレートを固定プレートで挟持するとともに、一方の固定プレートから立設して光源を支持し、床あるいは測定器ケースなどの固定部から光源への振動を防止させるように構成すればよい。
【0009】
【作用】
上記構成によれば、ドナーキラー未処理ウェーハの平坦度を測定するときには、ウェーハの表面に照射する所定の波長の光が照射面で振動しないように、光源を支持する部位において、測定装置を含めた外部からの振動を抑制する必要がある。このために、光源を支持する支持装置には、床の上下面、あるいは、測定器の取着板の上下面の両方にラバープレート等の緩衝プレートの材料を挿入して固定プレートで挟持される。この固定プレートの一方から支持棒を立設して光源を支持する。これにより、光源を支持する支持棒には、支持棒を立設した上側の固定プレートから、および、反対側の下側の固定プレートからの振動が伝わらないため光源の振動が少なくなり、これに伴い、ウェーハの表面を照射する光の振れ巾が少なくなり、ウェハの表面照度の変動を抑制することができる。したがって、更に平坦度の測定精度が向上された機種でも、振動を抑制する緩衝プレートを用いた支持装置により光源が取着されることにより、照射する光の振れ巾が小さくなり、ウェーハの光が照射されている箇所の電子が動かず安定して均一に分布しているため、測定器を含めた外部からの振動による測定異常を発生させることなく精度良く測定することができるようになった。
【0010】
この様な状況で、ウェーハの表面に照射する光の照度をバンドギャップ以上の少なくとも40万ルクス以上に上昇させることにより、特に、p型アズグロウンウェーハで格子間酸素むらの顕著なものでも、ドーパントや酸素ドナー以上にシリコンから発生した自由電子または正孔が照度上昇前より更に非常に多くなって金属のような状態となり、ウェーハのどの部分にも均一に電子が分布するので、測定のバラツキが小さくなる。照射光の照度は40万ルクス以上に設定すればよいが、これは具体的には照度の大きさとシルクハット溝等の発生との関係をウェーハ種毎に求め、このデータに基づいて設定すればよく、現実的には100万ルクスの光を照射することで、上記シルクハット状の溝検出を解消している。
【0011】
また、振動巾を抑制された光の照射位置は、これから測定するウェーハの表面上のプローブの近傍で、かつ、プローブから光の振動巾を越えて離れた距離にある位置を照射する。このとき光の照射位置は、光の振動巾が最大で2mm以下、好ましくは、1mm以下として、光が振動してもプローブに光が当たらない位置(2mmを超えた位置)から10mm以内の所を照射することにより、プローブの全体の温度が安定し正確性が高く、高精度の測定が可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るドナーキラー未処理ウェーハの平坦度測定方法および装置の好ましい実施の形態を添付した図面に従って詳細に説明する。なお、従来と同一部品には同一符号を付して説明は省略する。
【0013】
図1は本発明のドナーキラー未処理ウェーハの平坦度測定装置1の全体概念側面図である。図2は平坦度測定装置1の光源支持装置の側面図である。図3は平坦度測定装置5の部分斜視図である。
【0014】
図1において、ドナーキラー未処理ウェーハの平坦度測定装置1は、光源装置3と、静電容量式平坦度測定装置(以下、平坦度測定装置5という)とから構成されている。
【0015】
光源装置3は、床7に取着された光源支持装置11と、光源支持装置11に取着され、照射位置が調整可能な光源13とから構成されている。
【0016】
図2において、光源支持装置11は、緩衝プレート15と、上側固定プレート17と、下側固定プレート19と、支持棒21、および、連結ボルト23とからなっている。
【0017】
緩衝プレート15は、床7と上側固定プレート17との間、および、床7と下側固定プレート19との間、の両方に挿入されている。緩衝プレート15は、本実施例では、厚さ5mmから8mmのラバープレート材料を用いた。この緩衝プレート15は、合成ゴム材料を用いたが、天然ゴムおよび合成ゴム等のゴム材料、あるいは、ウレタン、プラスチック、および、ナイロン等の高分子樹脂、あるいは合成樹脂材料等を用いても良い。
【0018】
上側固定プレート17には、支持棒21が立設されている。支持棒21には図1に示すように複数個の支持アーム21a、21b、が回動自在に取着されている。すなわち、支持棒21、および支持アーム21a、21b間には、必要に応じて両者の角度あるいは長さを調整可能にするジョイント21c、21dが挿入され、ボルト27により調整された位置で固定されている。これにより、光源13は支持棒21と、支持アーム21a、21bと、および、ジョイント21c、21dにより任意に照射位置が調整可能になされている。
【0019】
連結ボルト23は、図2に示すように、上側固定プレート17、緩衝プレート15、床7、および、下側固定プレート19のそれぞれにあけられた孔23aを貫通してナット24と螺合している。連結ボルト23は、床7と上側固定プレート17との間、および、床7と下側固定プレート19との間のそれぞれに挿入された緩衝プレート15を締め付けている。また、連結ボルト23は、それぞれにあけられた孔23aに対して所定のスキマRaを有しており、床7に接触しないようにされている。
【0020】
上記のように、緩衝プレート15が、床7と上側固定プレート17との間、および、床7と下側固定プレート19との間、の両方に挿入されたことにより、上側固定プレート17に立設されている支持棒21への振動は、上側に挿入された緩衝プレート15により上側固定プレート17から支持棒21に、また、下側に挿入された緩衝プレート15により下側固定プレート19からボルトを介して上側固定プレート17に伝達されることがなくなり、支持棒21は床7から完全に遮断される。これにより、光源13からの光13aの振動巾は、ウェーハ35の表面上の測定位置で最大でも2mm以下に抑えられている。
【0021】
光源13は、支持棒21に支持アーム21aを、支持アーム21aに支持アーム21bを、あるいは、支持アーム21bに光源13を、それぞれの箇所あるいは必要な箇所にジョイント21c、21dを介して照射位置が調整可能に取着されている。光源13は、ハロゲン集光ランプあるいはファイバー照明が用いられ、照度を40万ルクスとしている。光源13からの光13aの照射位置は、図3に示すように、ウェーハ35の上面であり、かつ、プローブ31の近傍位置で、これから測定する位置を照射している。例えば、ウェーハ35の平坦度を測定するためウェーハ35を反時計方向(矢視Ga)に回転させるときには、照射位置は現在測定している位置よりも回転方向(Ga)の前側(Lif)で、プローブ31の測定位置より、最低で距離Sa(2mm)を越えて離れた位置から最高で10mm以内の所を照射している。これにより、一点鎖線と実線で示すように、ウェーハ上の光13aが振動巾Sb(最大2mm以内)で振動しても、プローブ31には光13aが当たらないように照射している。プローブ31に光13aが当たらないことにより、プローブ31の全体の温度が安定し正確性が高く、高精度の測定が可能となる。
【0022】
前記では、ウェーハ35が回転する回転方向のプローブ31の測定位置の前側のみを照射した例を示した。光13aの照射位置は、プローブ31の測定位置から、ウェーハ35が回転する方向の前側(Lif)および後側(Lib)を共に照射しても良い。このとき、光13aの照射位置は、プローブ31に光13aが当たらない位置(2mmを超えた位置)から10mm以内の所を前側(Lif)および後側(Lib)から同時に照射すると更に安定して良い。また、光13aの照射位置は、これから測定する測定位置の前側(Lif)と、反対側の後側(Lib)を照射することにより、ウェーハ35を揺動させても、いずれかがこれから測定する測定位置を照射することになり、揺動時でも測定することが可能となる。
【0023】
平坦度測定装置5は、静電容量型センサのプローブ31と、図示しない電流計と、図示しない高圧交流電圧発生装置と、および、平坦度測定本体29と、から構成されている。プローブ31は、ウェーハ35の上側に配設された上側プローブ31aと、ウェーハ35の下側に配設された下側プローブ31bと、からなっている。平坦度測定装置5は、ウェーハ35に予め設定された測定点位置で、ウェーハ35を挟んで配置された上側プローブ31aと下側プローブ31bとに高周波電流を流し、図示しない電流計からの電流値を得て、ウェーハ35と上側プローブ31a、および、ウェーハ35と下側プローブ31bとの距離の変化より平坦度を測定している。ウェーハ35の表面上の測定点は、円周では400点とし、円周方向では従来の1/2ピッチとしている。これにより、全体の測定点は従来例のほぼ3倍となっている。また、プローブ応答周波数は750Hzとし、従来例のほぼ3倍となっている。
【0024】
上記の測定方法により、次の確認テストを実施した。
(1)確認テスト1、
図10に示すように、中央部周辺が陥没した形状を特徴とするシルクハット型形状および螺旋型形状が現れるウェーハ35を用いて、図3に示す光源13からの光照度は従来の20万ルクスから40万ルクスに上昇させた。この結果、図4に示すように山(Y)と谷(T)とが現れるシルクハット型形状は消失したが、図4に示すように螺旋(R)が現れる螺旋型形状はまだ残存していた。シルクハット型形状が消失したのは、一つとして、従来に比べて、ウェーハの表面上の測定点、および、プローブ応答周波数(Hz)を従来よりもほぼ3倍にしたが、光照度を従来の20万ルクスから40万ルクスにしたことにより、シリコンから発生した自由電子または正孔がドーパントや酸素ドナー以上に非常に多くなり、更に金属のような状態が増すとともに、ウェーハのどの部分にも均一に電子が分布したことによるものと思われる。また、二つ目として、光13aの照射位置は、ウェーハ35が回転する方向の前側、すなわち、これから測定する位置で、プローブ31に光13aが当たらない位置(2mmを超えた位置)から10mm以内の所を照射する。これにより、プローブ31には光13aが当たらないようにしたためプローブ31の全体の温度が安定し測定精度の正確性が高くなったことによるものと思われる。また、プローブ31の近傍を高い光照度で照射したことにより、測定位置で電子が均一に分布したことによるものと思われる。
【0025】
(2)確認テスト2、
次には、螺旋型形状が消滅するように、図3に示す光源13は図1の光源支持装置11により防振されて支持され、光源13からの所定の波長の光13aの振動が抑制されてウェーハ35の上面を照射する確認を実施した。すなわち、床7と上側固定プレート17との間、および、床7と下側固定プレート19との間の両方には、緩衝プレート15を挿入し、上側固定プレート17に固定されている支持棒21を介して支持されている光源13からの光13aの振動巾は、ウェーハ35の上面で最大でも2mm以下に抑えた。この結果、図4に示すようにまだ残存していた螺旋(R)が現れる螺旋型形状は、図5に示すように消失した。これは、測定時に、ウェーハ35は回転あるいは揺動させているが、そのときにウェーハ35を照射する光13aの振動(測定器を含む外部からの振動が要因)が少なくなり、安定した位置でウェーハ35の上面を照射する部位のバンドギャップ相当のエネルギーの付与が均一に行なわれたために、螺旋型の形状が消失したものとおもわれる。また、螺旋(R)が表れる時に、光13aの振動巾を変更させて確認した。この結果より、最大2mm以下で、かつ、測定器からの振動を遮断すれば螺旋型形状は消滅するが、好ましくは、1mm以下にすると更に良い測定形状が得られることが確認された。
【0026】
(3)確認テスト3、
確認テスト3では、確認テスト1と確認テスト2で実施した結果を織り込んで改良した測定装置の検証を実施した。先ず、改良した測定装置を用いて、光照射をしない状態で熱処理前のウェーハ35の平坦度測定を実施した結果、図6に示すように中央部周辺が陥没したシルクハット型形状の測定が得られた。次に、このウェーハ35を用いて、熱処理(温度650℃、時間30分)を行ない、熱処理前のウェーハ35の平坦度と、その熱処理が施こされたウェーハ35の平坦度とを改良した測定装置を用いて光照射をした状態で比較して検証テストを行った。検証は、2個のウェーハ35を用いて行った。この結果は、2個共に、図7に示すように熱処理前のウェーハ35の平坦度の形状と、図8に示すように熱処理を施したウェーハ35の平坦度の形状とはほぼ同等であることが判明した。この結果より、確認テスト2で行った光照射の振動の対策および確認テスト1での照度の上昇により、より高い精度の測定が可能であることが判明した。
【0027】
上記の確認より、ドナーキラー未処理ウェーハの平坦度測定装置1では、光源13は光源支持装置11により防振されて支持され、光源13からの所定の波長の光13aが振動巾を抑制されてこれから測定するウェーハ35の表面の上面に照射されている。照射されている位置は、静電容量式平坦度測定器のプローブ31の近傍位置で、かつ、プローブ31から光13aの振動巾を越えて離れた距離にある位置(Sa)で、ウェーハの表面上を照射している。照射する光13aの照度はウェーハ35にバンドギャップ以上の少なくとも40万ルクスの光13aを照射してウェーハ35の表面の平坦度を測定することにより、精度良く、正確に測定できることが確認された。
【0028】
上記実施例では、光源装置3の光源支持装置11は、床7の上下面に緩衝プレート15を配設したが、図1に示すように平坦度測定本体29に付設しても良い。
【0029】
このような実施形態におけるドナーキラー未処理ウェーハの平坦度測定装置では、光源を支持する支持装置の振動を抑制するために、床の上下面、あるいは、測定器の取着板の上下面の両方に緩衝プレートを挿入して固定プレートで挟持する。この固定プレートの一方から支持棒を立設して光源を支持する。支持棒への振動は、上側固定プレートから支持棒に、また、下側固定プレートから上側固定プレートにも伝達されることがなくなり床から完全に遮断される。これにより、固定プレートに立設する光源を支持する支持棒には振動が伝わらなくなり、光源からの光の振動巾を抑制することができ、ウェーハの光が照射されている箇所の電子が動かず安定して均一に分布しているため、安定した電流値を測定でき精度が良くなる。
【0030】
また、ウェーハの表面に照射する光の照度を上昇させることにより、シリコンから発生した自由電子または正孔がドーパントや酸素ドナー以上に非常に多くなるために金属のような状態となり、ウェーハのどの部分にも均一に電子が分布するので、測定のバラツキが小さくなる。また、ウェーハに照射する光が振動してもプローブに光が当たらない位置以上から10mmの所を照射することにより、プローブの全体の温度が安定し正確性が高く、高精度の測定が可能となる。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は回転するドナーキラー未処理ウェーハの表面に対面配置される前記静電容量式平坦度測定器のプローブと、このプローブ対面部の直上流部分にてバンドギャップ以上のエネルギーを付与する波長の光を前記ウェハ表面に照射する光源と、この光源の取付支持部に介在された防振手段とを備え、前記光源から照射されるウェハ上の光照射面の照度変動を抑制して測定可能としたので、ウェーハの表面上の測定点、および、プローブ応答周波数(Hz)を高くして高精度にした機種においても、ウェーハの表面の平坦度が安定した精度で測定できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態におけるドナーキラー未処理ウェーハの平坦度測定装置の全体概念側面図である。
【図2】本発明の実施形態におけるドナーキラー未処理ウェーハの平坦度測定装置の支持装置の側面図である。
【図3】本発明の平坦度測定装置の測定部の部分斜視図である。
【図4】確認テスト1の光照度を40万ルクスにしたときの平坦度を測定した図である。
【図5】確認テスト2の振動を抑制した支持装置の平坦度を測定した図である。
【図6】確認テスト3の熱処理を施こす前で、かつ、光を照射しない状態で測定したウェーハの平坦度を測定した形状図である。
【図7】確認テスト3の熱処理を施こす前に測定したウェーハの平坦度を測定した形状図である。
【図8】確認テスト3の熱処理を施こした後に測定したウェーハの平坦度を測定した形状図である。
【図9】従来のドナーキラー未処理ウェーハの平坦度測定装置の一部概念斜視図である。
【図10】本発明の精度を向上した平坦度測定装置で当初測定したときのウェーハの平坦度を測定した形状図である。
【符号の説明】
1 ドナーキラー未処理ウェーハの平坦度測定装置
3 光源装置
5 静電容量式平坦度測定装置、平坦度測定装置5
7 床
11 光源支持装置
13 光源
13a 光源からの光
15 緩衝プレート
17 上側固定プレート
19 下側固定プレート
21 支持棒
21c ジョイント
23 連結ボルト
31 プローブ
35 被測定ウェーハ(ウェーハ)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for measuring the flatness of an untreated donor killer wafer, and in particular, irradiates light of a predetermined wavelength to make the relative dielectric constant in the wafer constant and detects the capacitance facing the wafer. A capacitance-type flatness measuring instrument that measures the flatness by calculating the distance between the wafer surface and the capacitance detection probe by arranging the probe, measuring the change in the high-frequency current value from the capacitance detection probe The present invention relates to a method and an apparatus for measuring flatness of a wafer not treated with a donor killer for measuring the flatness of a wafer surface.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a wafer having not been treated with a donor killer has been measured by measuring the flatness of the surface of the wafer using a capacitance type flatness measuring device. However, when the flatness of the surface of the wafer is measured using this capacitance type flatness measuring device, there is an erroneous measurement in which a non-defective product is determined as a defective product at a rate of several percent to several tens of percent per lot. This is because, in a wafer not treated with donor killer, interstitial oxygen is unevenly present inside the wafer and acts as a donor, so it is detected to be thicker or thinner than the actual wafer thickness, and based on these detected values The reason for this is thought to be the flatness.
[0003]
In addition, in the p-type as-grown wafer, particularly significant interstitial oxygen unevenness exists in a state where a portion with high electrical resistance (electrically neutral) and a portion with low electrical resistance exist in the wafer. For this reason, even though the sample is actually confirmed to have a uniform thickness with an electronic micrometer or the like, if it is a thin sample, erroneous measurement will occur. Therefore, accurate flatness data cannot be obtained unless the wafer is subjected to donor killer processing. However, when all defective donor killer processing is performed without selecting defective products that do not meet the standard of flatness from the beginning, the defective killer processing is a wasteful process for defective wafers from the beginning. It will be. Also, depending on the product specifications, there are wafers that do not require donor killer processing, but this product also has to be subjected to donor killer processing to check the flatness, which is a wasteful process. It was. For this reason, the present applicant has proposed an improvement of a measuring apparatus and a measuring method of the wafer not treated with donor killer in Japanese Patent Laid-Open No. 7-221149.
[0004]
According to the publication, as shown in FIG. 9, the capacitance type flatness measuring instrument is provided with a
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Recently, there has been a demand for thinning a wafer on which an integrated circuit is formed with the aim of downsizing and low power consumption. Accordingly, improvement in wafer flatness is required. Therefore, there is a demand for measurement of wafer flatness with high accuracy and high reliability of measurement values. However, according to the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-221149, as a measuring apparatus and measuring method for a wafer not treated with donor killer, the conventional drawbacks are solved and satisfied, but the above-mentioned demand is achieved. For this purpose, further improvements are required. For this reason, in the new high-precision model, the measurement points on the wafer surface and the probe response frequency (Hz) are almost three times that of the conventional model. In this new high-precision model, the flatness of a wafer whose thickness was confirmed to be constant with an electronic micrometer or the like in advance was measured as disclosed in JP-A-7-221149. As shown in FIG. 5, there was a problem that a top hat groove shape and a spiral groove shape in which valleys (T) and peaks (Y) appear, and a stable measurement could not be performed.
[0006]
The present invention relates to a method and an apparatus for measuring the flatness of an untreated donor killer wafer, paying attention to the above-mentioned conventional problems, and in particular, by increasing the measurement points on the wafer surface and the probe response frequency (Hz). An object of the present invention is to provide a method and apparatus for measuring the flatness of an untreated donor killer wafer that can measure the flatness of the surface of the wafer with a stable accuracy even in a highly accurate model.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for measuring the flatness of an untreated donor killer wafer according to the present invention uses a capacitance flatness measuring device to measure the flatness of the surface of an untreated donor killer wafer. In the method for measuring the flatness of a processed wafer, the surface of the rotating donor killer unprocessed wafer is faced with the probe of the capacitance-type flatness measuring device, and energy equal to or greater than the band gap is provided immediately upstream of the probe facing portion. When measuring by irradiating light of the wavelength to be applied, the measurement of abnormalities (spiral shape) due to vibrations coming from the device / environment is suppressed by vibration-proofing the light source support of the irradiation light, and the donor killer unprocessed wafer Of the surface of the wafer, the front side in the rotational direction of the unprocessed wafer of the donor killer than the measurement position by the probe, and the measurement position The illumination light is irradiated to a position away beyond the amplitude width of the irradiation light in al the surface is obtained by the so that to measure. In this case, it is desirable to measure the flatness of the surface of the wafer by setting the illuminance of the light irradiating the surface of the untreated wafer with the donor killer to at least 400,000 lux which is greater than the band gap. Further, the vibration of the irradiation light source on the surface of the untreated wafer of the donor killer is suppressed to a maximum of 2 mm or less, preferably 1 mm or less on the wafer surface, and the synchronization with the apparatus vibration is cut off. It is desirable to do.
[0008]
An apparatus for measuring the flatness of an untreated donor killer wafer according to the present invention is a flatness measuring apparatus for an untreated donor killer wafer that measures the flatness of the surface of the untreated donor killer wafer using a capacitance type flatness measuring device. , The probe of the capacitance-type flatness measuring device facing the surface of the rotating donor killer unprocessed wafer, and light having a wavelength that gives energy equal to or greater than the band gap at the portion immediately upstream of the probe facing portion beyond a light source for irradiating the web over wafer surface, the vibration width of the irradiation light in the wafer surface from and the measuring position to a front side of the rotational direction of the donor killer unprocessed wafer than the measurement position by the probe a mounting support for the irradiation light from the light source to a remote location for supporting the light source so as to irradiate Te is interposed support portion mounting this And a vibration isolating means is obtained by a measurable by suppressing illuminance fluctuation of the light irradiation surface on the web over wafer irradiated from the light source. The light source mounting support part sandwiches a buffer plate with a fixed plate with respect to a fixed part such as a floor or a measuring instrument case, and stands up from one fixed plate to support the light source. What is necessary is just to comprise so that the vibration from a fixing | fixed part to a light source may be prevented.
[0009]
[Action]
According to the above configuration, when measuring the flatness of the unprocessed wafer with the donor killer, the measurement device is included in the portion that supports the light source so that the light of the predetermined wavelength irradiated on the surface of the wafer does not vibrate on the irradiation surface. It is necessary to suppress external vibration. For this reason, in the support device that supports the light source, the material of the buffer plate such as a rubber plate is inserted into both the upper and lower surfaces of the floor or the upper and lower surfaces of the mounting plate of the measuring instrument and is sandwiched between the fixed plates. . A support rod is erected from one side of the fixed plate to support the light source. As a result, the support rod that supports the light source does not transmit vibration from the upper fixed plate on which the support rod is erected and from the lower fixed plate on the opposite side, so the vibration of the light source is reduced. Accordingly, the fluctuation width of the light irradiating the surface of the wafer is reduced, and fluctuations in the surface illuminance of the wafer can be suppressed. Therefore, even in models with improved flatness measurement accuracy, the light source is attached by a support device using a buffer plate that suppresses vibration, so that the fluctuation width of the irradiated light is reduced, and the wafer light is reduced. Since the electrons in the irradiated area are stably and uniformly distributed without moving, it has become possible to measure accurately without causing a measurement abnormality due to external vibration including the measuring instrument.
[0010]
In such a situation, by increasing the illuminance of the light irradiating the wafer surface to at least 400,000 lux, which is greater than the band gap, even if the p-type as-grown wafer has significant interstitial oxygen unevenness, More free electrons or holes generated from silicon than oxygen donors and even more than before the illuminance increase, it becomes like a metal, and electrons are evenly distributed in every part of the wafer, so there is a variation in measurement. Get smaller. The illuminance of the irradiation light may be set to 400,000 lux or more. Specifically, the relationship between the intensity of illuminance and the occurrence of a top hat groove or the like is obtained for each wafer type, and is set based on this data. Well, in reality, the detection of the top hat-shaped groove is eliminated by irradiating 1 million lux light.
[0011]
Further, the irradiation position of the light whose vibration width is suppressed is irradiated in the vicinity of the probe on the surface of the wafer to be measured and at a distance away from the probe beyond the vibration width of the light. At this time, the irradiation position of the light is a maximum of 2 mm or less, preferably 1 mm or less of the vibration width of the light, and within 10 mm from a position where the light does not hit the probe even if the light vibrates (position exceeding 2 mm). , The overall temperature of the probe is stabilized, the accuracy is high, and high-precision measurement is possible.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a method and apparatus for measuring flatness of an untreated donor killer wafer according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same parts as those in the prior art are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0013]
FIG. 1 is an overall conceptual side view of a flatness measuring apparatus 1 for an untreated donor killer wafer according to the present invention. FIG. 2 is a side view of the light source support device of the flatness measuring device 1. FIG. 3 is a partial perspective view of the
[0014]
In FIG. 1, a flatness measuring device 1 for an untreated donor killer wafer includes a
[0015]
The
[0016]
In FIG. 2, the light
[0017]
The
[0018]
A
[0019]
As shown in FIG. 2, the connecting
[0020]
As described above, since the
[0021]
The
[0022]
In the above, an example in which only the front side of the measurement position of the
[0023]
The
[0024]
The following confirmation test was performed by the above measurement method.
(1) Confirmation test 1,
As shown in FIG. 10, the illumination intensity from the
[0025]
(2) Confirmation test 2,
Next, the
[0026]
(3)
In the
[0027]
From the above confirmation, in the flatness measuring apparatus 1 of the unprocessed wafer for the donor killer, the
[0028]
In the above embodiment, the light
[0029]
In the flatness measuring apparatus for the donor killer unprocessed wafer in such an embodiment, both the upper and lower surfaces of the floor or the upper and lower surfaces of the measuring device mounting plate are used to suppress the vibration of the supporting device that supports the light source. Insert the buffer plate into and clamp it with the fixed plate. A support rod is erected from one side of the fixed plate to support the light source. The vibration to the support bar is not transmitted from the upper fixing plate to the support bar and from the lower fixing plate to the upper fixing plate, and is completely cut off from the floor. As a result, vibration is not transmitted to the support rod that supports the light source standing on the fixed plate, the vibration width of the light from the light source can be suppressed, and the electrons at the location where the light of the wafer is irradiated do not move. Since the distribution is stable and uniform, a stable current value can be measured and the accuracy is improved.
[0030]
Also, by increasing the illuminance of the light irradiating the surface of the wafer, the number of free electrons or holes generated from silicon becomes much larger than that of dopants and oxygen donors, resulting in a metal-like state. In addition, since the electrons are uniformly distributed, the variation in measurement is reduced. In addition, by irradiating 10 mm from the position where the light does not hit the probe even if the light irradiating the wafer vibrates, the temperature of the entire probe is stable, high accuracy, and high accuracy measurement is possible. Become.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides a probe of the capacitance-type flatness measuring device which is disposed facing the surface of a rotating donor killer unprocessed wafer, and a band gap or more at a portion immediately upstream of the probe facing portion. A light source for irradiating the surface of the wafer with light having a wavelength for imparting energy; and a vibration isolating means interposed in a mounting support portion of the light source, and the illuminance fluctuation of the light irradiation surface on the wafer irradiated from the light source. Since measurement is possible by suppressing the measurement, the wafer surface flatness can be measured with a stable accuracy even with high-accuracy measurement points on the wafer surface and high-accuracy models with a high probe response frequency (Hz). An effect is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall conceptual side view of an apparatus for measuring flatness of an untreated donor killer wafer in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of a support device of a flatness measuring device for an untreated donor killer wafer in an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a partial perspective view of a measuring unit of the flatness measuring apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing the flatness measured when the light illuminance in Confirmation Test 1 is set to 400,000 lux.
FIG. 5 is a diagram of measuring the flatness of a support device that suppresses vibrations in confirmation test 2;
FIG. 6 is a shape diagram in which the flatness of a wafer is measured before being subjected to the heat treatment of
7 is a diagram showing the shape of a wafer measured for flatness before being subjected to the heat treatment of
FIG. 8 is a shape diagram of the measured flatness of a wafer measured after the heat treatment of
FIG. 9 is a partial conceptual perspective view of a flatness measuring apparatus for a conventional donor killer unprocessed wafer.
FIG. 10 is a shape diagram of the measured flatness of a wafer when initially measured by the flatness measuring apparatus with improved accuracy according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Donor killer unprocessed wafer
7
Claims (5)
回転するドナーキラー未処理ウェーハの表面に前記静電容量式平坦度測定器のプローブを対面させるとともに、このプローブ対面部の直上流部分にバンドギャップ以上のエネルギーを付与する波長の光を照射して測定する際、前記照射光の光源支持部を防振することにより光照射面の照度変動を抑制して、
前記ドナーキラー未処理ウェーハの表面のうち前記プローブによる測定位置よりも前記ドナーキラー未処理ウェーハの回転方向の前側であって且つ前記測定位置から前記表面における前記照射光の振幅巾を越えて離れた位置に前記照射光を照射し、測定することを特徴とするドナーキラー未処理ウェーハの平坦度測定方法。In the flatness measurement method of a donor killer unprocessed wafer, which measures the flatness of the surface of the donor killer unprocessed wafer using a capacitance type flatness measurement device,
The surface of the rotating donor killer unprocessed wafer is made to face the probe of the capacitance type flatness measuring device, and light having a wavelength that gives energy more than the band gap is irradiated to the portion immediately upstream of the probe facing portion. When measuring, by suppressing the illuminance fluctuation of the light irradiation surface by shaking the light source support portion of the irradiation light ,
Out of the surface of the donor killer unprocessed wafer, the front of the donor killer unprocessed wafer in the rotational direction from the measurement position by the probe, and away from the measurement position beyond the amplitude width of the irradiation light on the surface the irradiation light is irradiated, measured to flatness measurement method of the donor killer unprocessed wafer, comprising Rukoto in position.
回転するドナーキラー未処理ウェーハの表面に対面配置される前記静電容量式平坦度測定器のプローブと、このプローブ対面部の直上流部分にてバンドギャップ以上のエネルギーを付与する波長の光を前記ウェーハ表面に照射する光源と、前記プローブによる測定位置よりも前記ドナーキラー未処理ウェーハの回転方向の前側であって且つ前記測定位置から前記ウェーハ表面における前記照射光の振動巾を越えて離れた位置に前記光源からの照射光が照射されるように前記光源を支持する取付支持部と、この取付支持部に介在された防振手段とを備え、前記光源から照射されるウェハ上の光照射面の照度変動を抑制して測定可能としたことを特徴とするドナーキラー未処理ウェーハの平坦度測定装置。In the flatness measuring device of the donor killer unprocessed wafer that measures the flatness of the surface of the donor killer unprocessed wafer using the capacitance type flatness measuring device,
The capacitance flatness measuring instrument probe disposed on the surface of the rotating donor killer unprocessed wafer, and light having a wavelength that gives energy equal to or greater than the band gap at the upstream portion of the probe facing part. a light source for irradiating the web over wafer surface, away from and the measuring position to a front side of the rotational direction of the donor killer unprocessed wafer than the measurement position by the probe beyond the vibration width of the irradiation light in the wafer surface and a mounting support for supporting the light source so that light emitted from the light source is irradiated to a position, and a vibration isolating means interposed support portion mounting of this, on the wafer to be irradiated from the light source An apparatus for measuring the flatness of an untreated donor killer unprocessed wafer, characterized in that measurement can be performed while suppressing fluctuations in illuminance on the light-irradiated surface.
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04291938A (en) * | 1991-03-20 | 1992-10-16 | Ushio Inc | Aligner and exposure method for inessential resist on wafer |
JPH07221149A (en) * | 1994-01-31 | 1995-08-18 | Komatsu Electron Metals Co Ltd | Measurement of flatness of donor killer untreated wafer and flatness measuring device |
JP2000018928A (en) * | 1998-07-02 | 2000-01-21 | Toshiba Electronic Engineering Corp | Dimension-measuring device using confocal scanning microscope |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04291938A (en) * | 1991-03-20 | 1992-10-16 | Ushio Inc | Aligner and exposure method for inessential resist on wafer |
JPH07221149A (en) * | 1994-01-31 | 1995-08-18 | Komatsu Electron Metals Co Ltd | Measurement of flatness of donor killer untreated wafer and flatness measuring device |
JP2000018928A (en) * | 1998-07-02 | 2000-01-21 | Toshiba Electronic Engineering Corp | Dimension-measuring device using confocal scanning microscope |
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