JP6299668B2 - ヘイズの評価方法 - Google Patents
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Description
ヘイズ(表面の凹凸)がシリコンウエハ表面に存在する場合にも、ウエハに光を当てることにより弱い散乱光が発生するので、上記のパーティクルカウンター装置を用いて、ヘイズの測定も行うことができる。
装置ごとに、レーザー強度や、フォトマル(光電子増倍管)の感度が若干異なるため、本来ならば入射光に対して、ある一定のサイズのパーティクルから散乱する光強度は同じであるはずだが、検出器感度などを完全に一緒にするのは難しく、実際にはある一定サイズの標準粒子をウエハに乗せ、このウエハから発生する散乱光強度(装置によって異なる)をその装置固有の値として、一定サイズのパーティクルに対する散乱光強度として扱うことで装置間差を埋めている。
1)粗さの面内分布がなく一定であり、かつ、どの方位から見ても一定であること(原子ステップなどは、ある方向からは段差があるが、別の方向からでは段差がないので不可)。
2)測定途中で汚れないこと(汚れるとヘイズ値が変わる)。
3)保管中に汚れたり、曇らないこと(曇るとヘイズ値が変わる)。
従って、長期間にわたるヘイズ用の標準サンプルを形成することは難しく、特許文献1に開示されたヘイズ用の標準サンプルであっても経時変化という点では問題があった。
このようにしてヘイズ値を求めれば、効果的にヘイズの測定精度を向上させることができる。
このようにして複数のパーティクルカウンター装置間のヘイズ値のキャリブレーションを行えば、複数のパーティクルカウンター装置を用いた際のヘイズの測定精度を向上させることができる。
さらに、上記の知見に基づいて、基板表面に入射した光の散乱光強度から基板表面のヘイズ値を求める際に、標準サンプルを用いてヘイズ値のキャリブレーションを行い、標準サンプルとして標準粒子を塗布したサンプルを用いることでヘイズの測定精度を向上させることができることを見出し、本発明をなすに至った。
具体的には、所定のサイズ(粒径)のポリスチレン(PSL)やSiO2等で作られている標準粒子を塗布した標準サンプルを準備する。
具体的には、S11で準備した標準サンプルをパーティクルカウンター装置で測定し、実散乱光強度のメジアン値(中央値)を求める。このとき、測定値は、パーティクルサイズでキャリブレーションされた値ではなく、散乱光強度の実測値である必要がある。
測定された実散乱光強度のメジアン値を、標準サンプルの実散乱光強度のメジアン値(以下、「標準値」と称する)と比較して、標準値からのずれに基づいて、ヘイズ値のキャリブレーションを行う。
同様に標準サンプルが多少曇っている場合でも、標準粒子の付着していない場所からの実散乱光強度は影響を受けるものの、標準粒子からの実散乱光強度は殆ど影響を受けない。それは、標準粒子からの散乱光は、曇りに対する散乱光に比べ十分に大きいためである。
具体的には、ヘイズ管理している製造工程におけるウエハを準備する。
具体的には、S12でヘイズ値のキャリブレーションを行ったパーティクルカウンター装置を用いて、S13で準備したウエハ表面に入射した光の散乱強度から基板表面のヘイズ値を求める。
ここで、図3にヘイズの測定例を示す。図3(a)はヘイズマップを示しており、ヘイズのウエハ内の面内分布を示している。図3(a)において、色の薄い領域はヘイズ値が大きい(表面の凹凸が大きい)領域であり、色の濃い領域はヘイズ値が小さい(表面の凹凸が小さい)部分である。図3(b)は、ヘイズ値分布を示しており、横軸はヘイズ値であり、縦軸はカウント数である。なお、図3(b)において、矢印で示した箇所が、散乱光強度のメジアン値に相当している。
図2(a)に示すウエハを標準サンプルとして用いれば、8種類の散乱光強度について、同時にキャリブレーションを行うことができ、効率よく、高精度のキャリブレーションを行うことができる。
このようにしてヘイズ値を求めれば、効果的にヘイズの測定精度を向上させることができる。
このようにして複数のパーティクルカウンター装置間のヘイズ値のキャリブレーションを行えば、複数のパーティクルカウンター装置を用いた際のヘイズの測定精度を向上させることができる。
PSL(ポリスチレン・ラテックス)標準粒子(粒径0.12μm)を塗布したウエハから検出される散乱光強度のメジアン値、換算後のPSL標準粒子サイズの経時変化を測定した。測定は、いずれも同じパーティクルカウンター装置を用いて行った。結果を図4(a)、(b)に示す。ここで、図4(a)は散乱光強度のメジアン値の経時変化を示し、図4(b)は、換算後のPSL標準粒子サイズの経時変化を示している。
実験例1で用いたウエハの特定位置から検出されるヘイズ値の経時変化を測定した。ここで、実験例2においては、標準粒子からの散乱光を疑似的にヘイズからの散乱光と捉えて、ヘイズの測定を行った。測定は、実験例1と同じパーティクルカウンター装置を用いて行った。結果を図4(c)に示す。
パーティクルサイズは、散乱光強度と標準粒子サイズでキャリブレーションすることで、装置の状況が変わっても、同じサイズのパーティクルを同じサイズとして出力ができる。一方、実験例1、2の結果によれば、既知サイズの標準粒子から発生する散乱光強度のメジアン値の経時変化をモニタリングすることで、間接的にヘイズ値の経時変化のモニタリングを行うことができることが確認できた。
散乱光を用いたパーティクルカウンター装置において、粒径0.12μmのPSL標準粒子を塗布したウエハ(標準サンプル)から発生する散乱光強度のメジアン値の経時変化のモニタリングを行い、散乱光強度のメジアン値が0.90倍になった。この時、ヘイズ値の換算率を1.11倍することで、パーティクルカウンター装置の経時変化を相殺したヘイズ値を求めることができた。
2台の散乱光を用いたパーティクルカウンター装置(以下、「装置A」、「装置B」と称する)のそれぞれにおいて、粒径0.12μmのPSL標準粒子を塗布したウエハ(標準サンプル)から発生する散乱光強度のメジアン値を求めた。装置Bでの散乱光強度のメジアン値は、装置Aの散乱光強度のメジアン値の1.20倍となった。この時、装置Bで測定したヘイズ値の補正値を0.83倍とすることで、パーティクルカウンター装置間の変動を相殺したヘイズ値を求めることができた。
Claims (2)
- 散乱光を用いたパーティクルカウンター装置により基板表面のヘイズを評価する方法であって、
前記基板表面に入射した光の散乱光強度から前記基板表面のヘイズ値を求める際に、標準サンプルを用いてヘイズ値のキャリブレーションを行い、前記標準サンプルとして標準粒子を塗布したサンプルを用い、
前記標準サンプルの表面に入射した光の散乱光強度の経時変化をモニタリングし、前記標準サンプルの散乱光強度の変化率に基づいて、ヘイズ値の換算率を変更することにより、ヘイズ値を求めることを特徴とするヘイズの評価方法。 - 複数の前記パーティクルカウンター装置で前記標準サンプルの散乱光強度を測定し、測定された前記標準サンプルの散乱光強度の値に基づいて、ヘイズ値の補正係数を決めることにより、複数の前記パーティクルカウンター装置間のヘイズ値のキャリブレーションを行うことを特徴とする請求項1に記載のヘイズの評価方法。
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