JP6973368B2 - Wafer flatness evaluation method and evaluation equipment - Google Patents

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Description

本発明は、ウェーハの平坦度の評価方法及び評価装置に関する。 The present invention relates to a wafer flatness evaluation method and an evaluation device.

半導体ウェーハなどのウェーハの平坦度評価装置は光干渉方式や静電容量方式等が存在している。平坦度測定は定められた領域範囲のデータのＰＶ値（ｐｅａｋ ｔｏ ｖａｌｌｅｙ値）を出力するものである。 As a wafer flatness evaluation device such as a semiconductor wafer, there are an optical interference method, a capacitance method, and the like. The flatness measurement outputs the PV value (peak to valley value) of the data in the defined region range.

ウェーハの平坦度評価方法として、例えば、特許文献１には、ウェーハ表面と裏面形状を計測して、ウェーハの表面をサイトに区切り、評価するサイトの位置に応じて平坦度の算出方法を選択することが開示されている。また、特許文献２には、ウェーハ面内で所定の間隔をおいてウェーハ形状を測定し、そのウェーハ形状より基準線または基準面を算出するための領域をウェーハ面内に設定して評価することが開示されている。 As a wafer flatness evaluation method, for example, in Patent Document 1, a wafer front surface and back surface shape are measured, the wafer surface is divided into sites, and a flatness calculation method is selected according to the position of the site to be evaluated. Is disclosed. Further, in Patent Document 2, the wafer shape is measured at a predetermined interval in the wafer surface, and a region for calculating a reference line or a reference plane from the wafer shape is set in the wafer surface for evaluation. Is disclosed.

半導体デバイスのパターン寸法の微細化により、光リソグラフィ技術は、ＥＵＶ（極端紫外線、Ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）世代を迎えている。半導体ウェーハの平坦度測定はＥＵＶ世代を迎え、高精度で測定をする為にデータグリッドが小さくなってきている。データグリッドを小さくするとウェーハ全面測定をする際にこれまでより多くの時間を要することになる。測定スループットの低下により、ウェーハ平坦度を測定するために必要な装置数が増え、測定機間差の問題や検査コスト上昇等の問題が発生する。 Due to the miniaturization of pattern dimensions of semiconductor devices, optical lithography technology is entering the EUV (Extreme Ultraviolet) generation. The flatness measurement of semiconductor wafers has entered the EUV generation, and the data grid is becoming smaller in order to measure with high accuracy. If the data grid is made smaller, it will take more time to measure the entire surface of the wafer. Due to the decrease in measurement throughput, the number of devices required to measure wafer flatness increases, causing problems such as differences between measuring machines and increased inspection costs.

特開２００４−２００６００号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-2006600 国際公開第ＷＯ２００２／０４１３８０号International Publication No. WO2002 / 041380

上記のように、ウェーハの平坦度評価装置は、定められた領域範囲のデータのＰＶ値を出力する物である。その際、データグリッドは一辺が２００μｍから５００μｍ程度で実施されていた。これまで、露光装置に合わせてグローバルフラットネスしか測定していなかった物が、サイトフラットネスを測定するようになり、最近ではＥＳＦＱＲ等の測定定義を変えてウェーハの平坦度保証を対応してきた。そのときのウェーハ面上でのデータは、従来、ウェーハの中心や外周の位置に関係なく、同じデータ密度により測定、演算がなされていた。データグリッドが５００μｍ程度やそれよりやや小さくなる程度ならば、従来の基準では測定分解能に問題がなかった。また、そのようなデータグリッドが５００μｍ程度の大きさであれば、全データグリッドの測定を行っても、測定スループットが極端に落ちることがなかったため、ウェーハ内でデータ密度を変えずに平坦度測定を行っていた。 As described above, the wafer flatness evaluation device outputs the PV value of the data in the defined region range. At that time, the data grid was carried out with a side of about 200 μm to 500 μm. Until now, only global flatness was measured according to the exposure equipment, but now it measures site flatness. Recently, the measurement definition such as ESFQR has been changed to guarantee the flatness of the wafer. Conventionally, the data on the wafer surface at that time has been measured and calculated with the same data density regardless of the positions of the center and the outer periphery of the wafer. If the data grid is about 500 μm or slightly smaller than that, there is no problem in the measurement resolution by the conventional standard. Further, if such a data grid has a size of about 500 μm, the measurement throughput does not drop extremely even if the measurement of all the data grids is performed, so that the flatness is measured without changing the data density in the wafer. Was going.

しかしながら、高精度の平坦度測定を考えると、データグリッドの面積が大きいと微妙な変化が平均化されて見えなくなってしまう。そのため、高精度化には、例えば、データグリッドの一辺を２００μｍ程度以下にすることが必要になる。データグリッドが小さくなることによって１枚のウェーハ測定におけるデータ数が多くなり、測定スループットが低下してしまうという問題があった。 However, considering the high-precision flatness measurement, if the area of the data grid is large, subtle changes are averaged and become invisible. Therefore, in order to improve the accuracy, for example, it is necessary to make one side of the data grid about 200 μm or less. As the data grid becomes smaller, the number of data in one wafer measurement increases, and there is a problem that the measurement throughput decreases.

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、高精度のウェーハの平坦度の評価を行うことができるとともに、測定スループット低下が抑制されたウェーハの平坦度の評価方法及び評価装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a wafer flatness evaluation method and an evaluation device capable of performing high-precision wafer flatness evaluation and suppressing a decrease in measurement throughput. The purpose is to provide.

上記目的を達成するために、本発明は、平坦度を評価する評価対象のウェーハの表面を、複数のデータグリッドに区切るステップと、前記データグリッド内のウェーハ形状を測定するステップと、該測定結果に基づいて、前記ウェーハの平坦度を算出するステップとを有するウェーハの平坦度の評価方法であって、前記データグリッド内のウェーハ形状を測定するステップにおいて、前記ウェーハの中央領域では、該中央領域に含まれる前記データグリッドのうち一部の前記データグリッドで測定するとともに、一部の前記データグリッドでは測定しないものとし、前記中央領域の外側の外周領域では、測定するデータグリッドを前記中央領域において測定する密度よりも高い密度とすることを特徴とするウェーハの平坦度の評価方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a step of dividing the surface of the wafer to be evaluated for evaluation of flatness into a plurality of data grids, a step of measuring the wafer shape in the data grid, and the measurement result. A method for evaluating the flatness of a wafer, which comprises a step of calculating the flatness of the wafer based on the above. In the step of measuring the wafer shape in the data grid, the central region of the wafer is the central region. In the outer peripheral region outside the central region, the data grid to be measured is measured in the central region while being measured by some of the data grids included in the data grid and not measured by some of the data grids. Provided is a method for evaluating flatness of a wafer, which is characterized in that the density is higher than the density to be measured.

このようなウェーハの平坦度の評価方法は、ウェーハの中央領域では測定を行うデータグリッド数を減らし（間引き）、ウェーハの外周領域では中央領域よりも測定を行うデータグリッドの密度を上げることにより、高精度の平坦度測定を行うことができるとともに、測定スループット低下を抑制することができる。 Such a method for evaluating the flatness of a wafer is to reduce the number of data grids to be measured in the central region of the wafer (thinning) and increase the density of the data grids to be measured in the outer peripheral region of the wafer than in the central region. It is possible to perform high-precision flatness measurement and suppress a decrease in measurement throughput.

このとき、前記データグリッド内のウェーハ形状を測定するステップにおいて、前記外周領域に含まれる前記データグリッドの全てにおいて測定することが好ましい。 At this time, in the step of measuring the wafer shape in the data grid, it is preferable to measure in all of the data grid included in the outer peripheral region.

このように、ウェーハ外周領域では、データグリッドの全てにおいて測定を行うことにより、より高精度の平坦度測定を行うことができる。 As described above, in the wafer outer peripheral region, the flatness measurement can be performed with higher accuracy by performing the measurement in all of the data grids.

また、前記データグリッド内のウェーハ形状を測定するステップにおいて、前記中央領域に含まれる前記データグリッドの５０％以上において測定することが好ましい。 Further, in the step of measuring the wafer shape in the data grid, it is preferable to measure in 50% or more of the data grid included in the central region.

このように、ウェーハ中央領域では、全データグリッドの半数以上のデータグリッドにおいて測定を行うことにより、より高精度の平坦度測定を行うことができる。 As described above, in the central region of the wafer, the flatness measurement with higher accuracy can be performed by performing the measurement in the data grid of more than half of the total data grid.

また、前記中央領域の直径を、前記ウェーハの直径の５０％以下とすることが好ましい。 Further, it is preferable that the diameter of the central region is 50% or less of the diameter of the wafer.

このように、ウェーハ中央領域の直径をウェーハ自体の直径の５０％以下とすることにより、平坦度測定の精度をより高く保持することができる。 By setting the diameter of the central region of the wafer to 50% or less of the diameter of the wafer itself, the accuracy of flatness measurement can be maintained higher.

また、前記データグリッド内のウェーハ形状を測定するステップにおいて、前記中央領域において、前記測定を行うデータグリッドと隣り合うデータグリッドでは前記測定を行わないものとすることができる。 Further, in the step of measuring the wafer shape in the data grid, the measurement may not be performed in the data grid adjacent to the data grid in which the measurement is performed in the central region.

本発明のウェーハの平坦度の評価方法では、このように、中央領域において、測定を行うデータグリッドと隣り合うデータグリッドでは測定を行わないものとすることにより、高精度の平坦度測定と測定スループット低下の抑制をより効果的に両立することができる。 In the method for evaluating the flatness of a wafer of the present invention, the flatness measurement and the measurement throughput with high accuracy are obtained by not performing the measurement in the data grid adjacent to the data grid in which the measurement is performed in the central region. It is possible to more effectively suppress the decrease.

また、本発明は、平坦度を評価する評価対象のウェーハの表面を、複数のデータグリッドに区切る手段と、前記データグリッド内のウェーハ形状を測定する手段と、該測定結果に基づいて、前記ウェーハの平坦度を算出する手段とを具備するウェーハの平坦度の評価装置であって、前記ウェーハの中央領域では、該中央領域に含まれる前記データグリッドのうち一部の前記データグリッドで測定するとともに、一部の前記データグリッドでは測定しないように設定されたものであり、前記中央領域の外側の外周領域では、測定するデータグリッドを前記中央領域において測定する密度よりも高い密度となるように設定されたものであることを特徴とするウェーハの平坦度の評価装置を提供する。 Further, the present invention has a means for dividing the surface of the wafer to be evaluated for evaluating flatness into a plurality of data grids, a means for measuring the wafer shape in the data grid, and the wafer based on the measurement results. It is a device for evaluating the flatness of a wafer provided with a means for calculating the flatness of the wafer, and in the central region of the wafer, measurement is performed by the data grid of a part of the data grid included in the central region. , It is set not to measure in some of the data grids, and in the outer peripheral region outside the central region, the data grid to be measured is set to have a higher density than the density measured in the central region. Provided is an evaluation device for flatness of a wafer, which is characterized by being a product.

このようなウェーハの平坦度の評価装置は、ウェーハの中央領域における測定を行うデータグリッド数を減らしたものであるとともにウェーハの外周領域では中央領域よりも測定を行うデータグリッドの密度が高いものであることにより、高精度の平坦度測定を行うことができるとともに、測定スループット低下を抑制することができる。 Such a wafer flatness evaluation device reduces the number of data grids for measurement in the central region of the wafer, and has a higher density of data grids for measurement in the outer peripheral region of the wafer than in the central region. This makes it possible to perform high-precision flatness measurement and suppress a decrease in measurement throughput.

このとき、前記外周領域に含まれる前記データグリッドの全てにおいて前記ウェーハ形状を測定するものであることが好ましい。 At this time, it is preferable that the wafer shape is measured in all of the data grids included in the outer peripheral region.

このように、外周領域のデータグリッドの全てにおいてウェーハ形状を測定するものであることにより、より高精度の平坦度測定を行うことができる。 As described above, by measuring the wafer shape in all of the data grids in the outer peripheral region, it is possible to measure the flatness with higher accuracy.

また、前記中央領域に含まれる前記データグリッドの５０％以上において前記ウェーハ形状を測定するものであることが好ましい。 Further, it is preferable that the wafer shape is measured in 50% or more of the data grid included in the central region.

このように、中央領域のデータグリッドの半数以上において測定するものであることにより、より高精度の平坦度測定を行うことができる。 In this way, by measuring in more than half of the data grid in the central region, it is possible to perform flatness measurement with higher accuracy.

また、前記中央領域の直径を前記ウェーハの直径の５０％以下として設定されたものであることが好ましい。 Further, it is preferable that the diameter of the central region is set to 50% or less of the diameter of the wafer.

このような設定がされたものであれば、平坦度測定の精度をより高く保持することができる。 With such a setting, the accuracy of flatness measurement can be maintained higher.

また、前記中央領域において、前記測定を行うデータグリッドと隣り合うデータグリッドでは前記測定を行わないものであることが好ましい。 Further, in the central region, it is preferable that the measurement is not performed in the data grid adjacent to the data grid in which the measurement is performed.

本発明のウェーハの平坦度の評価装置では、このように、中央領域では測定を行うデータグリッドと隣り合うデータグリッドでは測定を行わないものとすることにより、高精度の平坦度測定と測定スループット低下の抑制をより効果的に両立することができる。 In the wafer flatness evaluation device of the present invention, high-precision flatness measurement and reduction in measurement throughput are achieved by not performing measurement in the data grid adjacent to the data grid in which the measurement is performed in the central region. Can be more effectively compatible with the suppression of.

本発明のウェーハの平坦度の評価方法は、ウェーハの中央領域におけるウェーハ形状測定を行うデータグリッド数を減らし（間引き）、ウェーハの外周領域では中央領域よりもウェーハ形状測定を行うデータグリッドの密度を上げることにより、高精度の平坦度測定を行うことができるとともに、測定スループット低下を抑制することができる。また、本発明のウェーハの平坦度の評価装置は、ウェーハの中央領域におけるウェーハ形状測定を行うデータグリッド数を減らしたものであるとともにウェーハの外周領域では中央領域よりもウェーハ形状測定を行うデータグリッドの密度が高いものであることにより、高精度の平坦度測定を行うことができるとともに、測定スループット低下を抑制することができるものとなる。 In the method for evaluating the flatness of a wafer of the present invention, the number of data grids for measuring the wafer shape in the central region of the wafer is reduced (thinning), and the density of the data grid for measuring the wafer shape in the outer peripheral region of the wafer is higher than that in the central region. By raising the level, it is possible to perform high-precision flatness measurement and suppress a decrease in measurement throughput. Further, the wafer flatness evaluation device of the present invention reduces the number of data grids for measuring the wafer shape in the central region of the wafer, and also reduces the number of data grids for measuring the wafer shape in the outer peripheral region of the wafer than in the central region. Since the density of the wafer is high, it is possible to perform highly accurate flatness measurement and suppress a decrease in measurement throughput.

ウェーハ表面をデータグリッドに区切った様子を概念的に示し、本発明のウェーハの平坦度の評価方法で測定を行うグリッドを概念的に示した説明図である。It is explanatory drawing which conceptually showed the state which divided the wafer surface into a data grid, and conceptually showed the grid which performs the measurement by the evaluation method of the flatness of a wafer of this invention. ウェーハ表面をデータグリッドに区切った様子を概念的に示し、従来のウェーハの平坦度の評価方法で測定を行うグリッドを概念的に示した説明図である。It is explanatory drawing which conceptually showed the state which divided the wafer surface into a data grid, and conceptually showed the grid which performs the measurement by the conventional evaluation method of the flatness of a wafer. 実験例における、同一ウェーハについてのＳＦＱＲ（ｍａｘ）値を示したグラフである。It is a graph which showed the SFQR (max) value for the same wafer in the experimental example. 実験例における、測定時間の比較を示したグラフである。It is a graph which showed the comparison of the measurement time in the experimental example. 実施例１及び比較例１における、同一ウェーハのＧＢＩＲの比較を示したグラフである。It is a graph which showed the comparison of GBIR of the same wafer in Example 1 and Comparative Example 1. 実施例１及び比較例１における、同一ウェーハのＳＦＱＲ（ｍａｘ）の比較を示したグラフである。It is a graph which showed the comparison of SFQR (max) of the same wafer in Example 1 and Comparative Example 1. 実施例１及び比較例１における、同一ウェーハのＥＳＦＱＲ（ｍａｘ）の比較を示したグラフである。It is a graph which showed the comparison of ESFQR (max) of the same wafer in Example 1 and Comparative Example 1. 実施例１及び比較例１における、測定時間の比較を示したグラフである。It is a graph which showed the comparison of the measurement time in Example 1 and Comparative Example 1.

上記のように、高精度平坦度測定を考えると、データグリッドの面積が大きいと微妙な変化が平均化されて見えなくなってしまい、高精度化には、データグリッドを例えば２００μｍ以下にすることが必要になる。しかしながら、データグリッドが小さくなることによって１枚のウェーハ測定におけるデータ数が多くなり、測定スループットが低下してしまう。一方、現在のウェーハ加工プロセスから、ウェーハの平坦度が重要になるウェーハ上の領域は、ウェーハ外周領域である。そこで、本発明者らは、ウェーハ面内でのデータ密度をウェーハ面内の位置によって変えて、データ数を下げることで測定スループット低下を抑制することに想到し、本発明を完成させた。 As mentioned above, considering high-precision flatness measurement, if the area of the data grid is large, subtle changes are averaged and become invisible. For high-precision measurement, the data grid should be set to 200 μm or less, for example. You will need it. However, as the data grid becomes smaller, the number of data in one wafer measurement increases, and the measurement throughput decreases. On the other hand, from the current wafer processing process, the region on the wafer where the flatness of the wafer is important is the wafer outer peripheral region. Therefore, the present inventors have come up with the idea of suppressing a decrease in measurement throughput by changing the data density in the wafer surface according to the position in the wafer surface and reducing the number of data, and have completed the present invention.

以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings as an example of embodiments, but the present invention is not limited thereto.

本発明のウェーハの平坦度の評価方法は、平坦度を評価する評価対象のウェーハの表面を、複数のデータグリッドに区切るステップと、データグリッド内のウェーハ形状を測定するステップと、該測定結果に基づいて、ウェーハの平坦度を算出するステップとを有しており、データグリッド内のウェーハ形状を測定するステップにおいて、ウェーハの中央領域では、該中央領域に含まれるデータグリッドのうち一部のデータグリッドで測定するとともに、一部のデータグリッドでは測定しないものとし、中央領域の外側の外周領域では、測定するデータグリッドを中央領域において測定する密度よりも高い密度とする。 The method for evaluating the flatness of a wafer of the present invention includes a step of dividing the surface of the wafer to be evaluated for evaluation of flatness into a plurality of data grids, a step of measuring the shape of the wafer in the data grid, and the measurement result. Based on this, it has a step of calculating the flatness of the wafer, and in the step of measuring the wafer shape in the data grid, in the central region of the wafer, some data of the data grid included in the central region is included. It shall be measured in the grid and not in some data grids, and in the outer peripheral region outside the central region, the density of the data grid to be measured shall be higher than the density measured in the central region.

このような測定条件により、ウェーハの中央領域（ウェーハ中心部）ではデータ密度を粗とし、ウェーハの外周領域（ウェーハ外周部）ではデータ密度を密として演算用データを採取した後、ウェーハの平坦度を算出するステップでは、現行と同じ平坦度パラメータ（ＧＢＩＲ、ＳＦＱＲ（ｍａｘ）、ＥＳＦＱＲ（ｍａｘ）等）を演算処理することができる。 Under these measurement conditions, the data density is coarse in the central region of the wafer (center of the wafer), and the data density is dense in the outer peripheral region of the wafer (peripheral region of the wafer). In the step of calculating, the same flatness parameters as the current ones (GBIR, SFQR (max), ESFQR (max), etc.) can be arithmetically processed.

このようなウェーハ平坦度評価方法は、例えば、以下のようなウェーハの平坦度の評価装置によって行うことができる。すなわち、このウェーハの平坦度の評価装置は、平坦度を評価する評価対象のウェーハの表面を複数のデータグリッドに区切る手段と、データグリッド内のウェーハ形状を測定する手段と、該測定結果に基づいて、ウェーハの平坦度を算出する手段とを具備し、ウェーハの中央領域では、該中央領域に含まれるデータグリッドのうち一部のデータグリッドで測定するとともに、一部のデータグリッドでは測定しないように設定されたものであり、中央領域の外側の外周領域では、測定するデータグリッドを前記中央領域において測定する密度よりも高い密度となるように設定されたものである。 Such a wafer flatness evaluation method can be performed by, for example, the following wafer flatness evaluation device. That is, this wafer flatness evaluation device is based on a means for dividing the surface of the wafer to be evaluated for flatness evaluation into a plurality of data grids, a means for measuring the wafer shape in the data grid, and the measurement results. Therefore, it is provided with a means for calculating the flatness of the wafer, and in the central region of the wafer, measurement is performed on a part of the data grids included in the central region, and the measurement is not performed on some data grids. In the outer peripheral region outside the central region, the data grid to be measured is set to have a density higher than the density measured in the central region.

ウェーハの平坦度の評価装置において、ウェーハ中心領域を任意に設定できて中心領域の間引き率（所定の範囲内のデータグリッド数に対する測定を行わないデータグリッド数の割合）を任意に設定できる機能を有することが好ましい。また、ウェーハの平坦度の評価装置は、その機能下で平坦度パラメータの演算処理ができる手段を用いることができる。 In the wafer flatness evaluation device, a function that can arbitrarily set the center region of the wafer and arbitrarily set the thinning rate of the center region (the ratio of the number of data grids that are not measured to the number of data grids within a predetermined range). It is preferable to have. Further, the wafer flatness evaluation device can use a means capable of calculating the flatness parameter under its function.

図１に、ウェーハ表面をデータグリッドに区切った様子を概念的に示した。わかりやすさのため、図１に示したグリッドは、実際のウェーハに対するグリッドの大きさより格段に大きいものを示した概念上のものである。実際にはウェーハは例えば直径３００ｍｍ、グリッドサイズは例えば２００μｍ×２００μｍである。また、図１は、本発明のウェーハの平坦度の評価方法で測定を行うデータグリッドを網掛けしたグリッドとして概念的に示した説明図である。データグリッドの大きさは適宜設定することができるが、本発明の効果が大きいのは、一辺が２００μｍ以下のデータグリッドとした場合である。 FIG. 1 conceptually shows how the wafer surface is divided into data grids. For the sake of clarity, the grid shown in FIG. 1 is a conceptual one showing a size significantly larger than the size of the grid with respect to the actual wafer. In reality, the wafer has a diameter of, for example, 300 mm, and the grid size is, for example, 200 μm × 200 μm. Further, FIG. 1 is an explanatory diagram conceptually showing a shaded grid of data grids for measurement by the method for evaluating the flatness of a wafer of the present invention. The size of the data grid can be set as appropriate, but the effect of the present invention is large when the data grid has a side of 200 μm or less.

図２には、従来のウェーハの平坦度の評価方法で測定を行うグリッドを概念的に示した。従来、図２の網掛け部に示したように、全データグリッドの測定を行って、平坦度評価に用いていた。本発明は、データグリッドの微細化により測定スループットが低下するのに対し、ウェーハ中央領域のデータ数を減らしてスループット低下を抑制した平坦度評価方法である。従来、ウェーハ測定時のデータグリッドは５００μｍ×５００μｍ程度であり、その時のウェーハ面上でのデータはウェーハの中心や外周の位置に関係なく、同じデータ密度により測定、演算がなされていた。データグリッドが５００μｍ程度やそれよりやや小さくなる程度ならば、従来の基準では測定分解能に問題がなかった。また、そのようなデータグリッドが５００μｍ程度の大きさであれば、全データグリッドの測定を行っても、測定スループットが極端に落ちることがなかったため、ウェーハ内でデータ密度を変えずに平坦度評価を行っていた。 FIG. 2 conceptually shows a grid for measuring by a conventional wafer flatness evaluation method. Conventionally, as shown in the shaded area in FIG. 2, all data grids have been measured and used for flatness evaluation. The present invention is a flatness evaluation method in which the measurement throughput is reduced due to the miniaturization of the data grid, while the number of data in the central region of the wafer is reduced to suppress the reduction in throughput. Conventionally, the data grid at the time of wafer measurement is about 500 μm × 500 μm, and the data on the wafer surface at that time is measured and calculated with the same data density regardless of the position of the center or the outer periphery of the wafer. If the data grid is about 500 μm or slightly smaller than that, there is no problem in the measurement resolution by the conventional standard. Further, if such a data grid has a size of about 500 μm, the measurement throughput does not drop extremely even if the measurement of all the data grids is performed, so that the flatness is evaluated without changing the data density in the wafer. Was going.

本発明のウェーハの平坦度評価では、図１の破線で示したウェーハ中央領域において、図１に網掛けグリッドとして示したように、該中央領域に含まれるデータグリッドのうち一部のデータグリッドで測定するとともに、一部のデータグリッドでは測定しないものとする。その一方で、中央領域の外側の外周領域では、測定するデータグリッドの密度を中央領域において測定する密度よりも高くする。すなわち、ウェーハ全面を同じ密度のデータで測定するのではない。ウェーハ中央領域では、グリッドの全データを用いるのではなく、一部のグリッドのデータを間引いて、平坦度測定をする方法である。ウェーハ上の所定の部分におけるデータ密度は、ウェーハの表面のうち当該所定の部分におけるデータグリッドの数に対して、測定するデータグリッドの数として定義される。測定するデータグリッドと測定しないデータグリッドは、偏らせないように均一に分布させることが好ましい。特に、後述するように、隣り合ったデータグリッドについて、一つ飛ばしでデータを間引くことが好ましい。 In the evaluation of the flatness of the wafer of the present invention, in the wafer central region shown by the broken line in FIG. 1, as shown as a shaded grid in FIG. 1, some data grids among the data grids included in the central region are used. It shall be measured and not measured in some data grids. On the other hand, in the outer peripheral region outside the central region, the density of the data grid to be measured is higher than the density measured in the central region. That is, the entire surface of the wafer is not measured with the same density data. In the central wafer region, instead of using all the data of the grid, the data of a part of the grid is thinned out to measure the flatness. The data density in a given portion on the wafer is defined as the number of data grids to be measured relative to the number of data grids in the given portion of the surface of the wafer. It is preferable that the data grid to be measured and the data grid not to be measured are uniformly distributed so as not to be biased. In particular, as will be described later, it is preferable to thin out the data by skipping one of the adjacent data grids.

上記のように、平坦度測定でウェーハ形状が重要になるのはウェーハ外周部である。そのため、本発明では、ウェーハ面内のデータグリッドをウェーハ中央領域とウェーハ外周領域で密度を変える（データの間引き）。これにより、データ測定・処理時間を短くすることができる。 As described above, it is the outer peripheral portion of the wafer that the wafer shape is important in the flatness measurement. Therefore, in the present invention, the density of the data grid in the wafer surface is changed between the wafer central region and the wafer outer peripheral region (data thinning). This makes it possible to shorten the data measurement / processing time.

上記のように、図１の破線で示した内部の領域がウェーハの中央領域である。ウェーハ中央領域は、中央領域の直径を、ウェーハの直径の５０％以下とすることが好ましい。ウェーハの中央領域の直径がウェーハの直径の５０％であるとき、「ウェーハ直径１／２の面積」と称することがある。図１には、中央領域の直径をウェーハの直径の５０％とした状態を示している。 As described above, the internal region shown by the broken line in FIG. 1 is the central region of the wafer. For the wafer central region, the diameter of the central region is preferably 50% or less of the diameter of the wafer. When the diameter of the central region of the wafer is 50% of the diameter of the wafer, it is sometimes referred to as "the area of the wafer diameter 1/2". FIG. 1 shows a state in which the diameter of the central region is 50% of the diameter of the wafer.

このようなウェーハの平坦度の評価方法は、ウェーハの中央領域において測定するデータグリッド数を減らし（間引き）、ウェーハの外周領域では中央領域よりも測定するデータグリッドの密度を上げることにより、高精度の平坦度測定を行うことができるとともに、測定スループット低下を抑制することができる。 Such a method for evaluating the flatness of a wafer is highly accurate by reducing the number of data grids to be measured in the central region of the wafer (thinning out) and increasing the density of the data grids to be measured in the outer peripheral region of the wafer than in the central region. The flatness can be measured and the decrease in measurement throughput can be suppressed.

また、データグリッド内のウェーハ形状を測定するステップにおいて、外周領域に含まれるデータグリッドの全てにおいて測定することが好ましい。現在のウェーハ加工プロセスから、ウェーハの平坦度が重要になるウェーハ上の領域は、ウェーハ外周領域であるといえる。従って、外周領域に含まれるデータグリッドの全てにおいて測定することにより、より高精度の平坦度測定を行うことができる。 Further, in the step of measuring the wafer shape in the data grid, it is preferable to measure in all the data grids included in the outer peripheral region. From the current wafer processing process, it can be said that the area on the wafer where the flatness of the wafer is important is the wafer outer peripheral area. Therefore, it is possible to perform more accurate flatness measurement by measuring in all of the data grids included in the outer peripheral region.

また、データグリッド内のウェーハ形状を測定するステップにおいて、中央領域に含まれるデータグリッドの５０％以上（グリッドの半数以上）において測定することが好ましい。これにより、より高精度の平坦度測定を行うことができる。 Further, in the step of measuring the wafer shape in the data grid, it is preferable to measure in 50% or more (half or more of the grid) of the data grid included in the central region. This makes it possible to perform flatness measurement with higher accuracy.

特に、中央領域において、測定を行うデータグリッドと隣り合うデータグリッドでは測定を行わないものとすることができる。この場合は、隣り合ったデータグリッドについて、一つ飛ばしでデータを間引いて、平坦度測定をする方法ということになる。本発明のウェーハの平坦度の評価方法では、このように、中央領域では測定を行うデータグリッドと隣り合うデータグリッドでは測定を行わないものとすることにより、高精度の平坦度測定と測定スループット低下の抑制をより効果的に両立することができる。 In particular, in the central region, it is possible that the measurement is not performed in the data grid adjacent to the data grid in which the measurement is performed. In this case, it is a method of measuring the flatness by thinning out the data by skipping one of the adjacent data grids. In the method for evaluating the flatness of a wafer of the present invention, the data grid to be measured in the central region and the data grid adjacent to the data grid are not measured in this way, so that the flatness can be measured with high accuracy and the measurement throughput can be reduced. Can be more effectively compatible with the suppression of.

中央領域において、測定を行うデータグリッドと隣り合うデータグリッドでは測定を行わないものとすることが好ましいが、他の間引き方法とすることもできる。例えば、縦・横方向でデータグリッドを一つ置きに飛ばす他に、二つ置きに飛ばすこと（この場合中央領域のデータ密度がより密になる）や、測定しないデータグリッドを二つ連続させること（この場合中央領域のデータ密度がより粗になる）ができる。 In the central region, it is preferable that the measurement is not performed in the data grid adjacent to the data grid in which the measurement is performed, but other thinning methods may be used. For example, in addition to skipping every other data grid in the vertical and horizontal directions, skipping every other data grid (in this case, the data density in the central region becomes denser), and connecting two data grids that are not measured are continuous. (In this case, the data density in the central region becomes coarser).

以下の実験により、ウェーハ中心部の面積とデータの間引き率によって平坦度パラメータのＳＦＱＲ（ｍａｘ）が変化しない測定条件を調査した。 Through the following experiments, the measurement conditions under which the flatness parameter SFQR (max) does not change depending on the area of the center of the wafer and the thinning rate of the data were investigated.

［実験例］
以下のように、同一ウェーハで中心部領域の範囲と間引き率を変更して平坦度測定を実施した。 [Experimental example]
As shown below, flatness measurement was performed on the same wafer by changing the range of the central region and the thinning rate.

（実験例１）
本発明の測定データ密度として、ウェーハ外周領域では全データグリッドについて測定し、ウェーハ中央領域ではグリッドを間引きした。なお、データグリッドサイズを２００μｍ×２００μｍとした。また、ウェーハ中央領域として、以下のように設定した。いずれもウェーハの中心がウェーハ中央領域の中心である。
直径×１／４面積：ウェーハ中央領域の直径がウェーハ直径の１／４である。
直径×１／２面積：ウェーハ中央領域の直径がウェーハ直径の１／２である。
直径×３／４面積：ウェーハ中央領域の直径がウェーハ直径の３／４である。
また、これらのウェーハ中央領域の各設定において、ウェーハ中央領域における間引き率を３０％、５０％、８０％とした。測定するデータグリッドと測定しないデータグリッドは、ウェーハ中央領域の範囲内で偏らないように設定した。測定するデータグリッドと測定しないデータグリッドは、縦・横方向で一つ置きに飛ばすか、二つ置きに飛ばすかで行った。間引き率５０％は一つ飛ばしとして行った。 (Experimental Example 1)
As the measured data density of the present invention, the entire data grid was measured in the wafer outer peripheral region, and the grid was thinned out in the wafer central region. The data grid size was set to 200 μm × 200 μm. Further, the wafer central region was set as follows. In both cases, the center of the wafer is the center of the wafer central region.
Diameter x 1/4 area: The diameter of the central region of the wafer is 1/4 of the wafer diameter.
Diameter x 1/2 area: The diameter of the central region of the wafer is 1/2 of the wafer diameter.
Diameter x 3/4 area: The diameter of the central region of the wafer is 3/4 of the wafer diameter.
Further, in each setting of these wafer central regions, the thinning ratios in the wafer central region were set to 30%, 50%, and 80%. The data grid to be measured and the data grid not to be measured were set so as not to be biased within the range of the central region of the wafer. The data grid to be measured and the data grid not to be measured were skipped every other in the vertical and horizontal directions or every two. The thinning rate of 50% was skipped by one.

（実験例２）
図２で概念を示したように、ウェーハ全面で間引き率０％とした。すなわち、この実験例は従来法である。このとき、ウェーハ中央領域はウェーハ全面であるとも言える。 (Experimental Example 2)
As shown in FIG. 2, the thinning rate was set to 0% on the entire surface of the wafer. That is, this experimental example is a conventional method. At this time, it can be said that the central region of the wafer is the entire surface of the wafer.

実験例１、２の各実験例において、平坦度測定を実施し、ＳＦＱＲ（ｍａｘ）値の比較を行った。また、各実験例の測定時間を測定して、実験例２（従来法）を基準として短縮した測定時間で比較した。測定時間１未満は従来法より短縮、１より大は遅延である。 In each of Experimental Examples 1 and 2, flatness measurement was carried out and SFQR (max) values were compared. In addition, the measurement time of each experimental example was measured, and the measurement time was shortened based on the experimental example 2 (conventional method) for comparison. A measurement time of less than 1 is shorter than that of the conventional method, and a measurement time of less than 1 is a delay.

表１に各実験例におけるＳＦＱＲ（ｍａｘ）値を示した。また、対応するグラフを図３に示した。

Figure 0006973368
Table 1 shows the SFQR (max) values in each experimental example. The corresponding graph is shown in FIG.
Figure 0006973368

表２に各実験例における測定時間を示した。また、対応するグラフを図４に示した。

Figure 0006973368
Table 2 shows the measurement time in each experimental example. The corresponding graph is shown in FIG.
Figure 0006973368

表１及び図３、並びに、表２及び図４から分かるように、ＳＦＱＲ（ｍａｘ）が変わらないウェーハ中心領域と間引き率は、ウェーハ中心領域が直径の１／２面積であり、ウェーハ中心領域の間引き率が５０％である。その時の１枚測定時間短縮は１３％であった。 As can be seen from Tables 1 and 3, and Tables 2 and 4, the wafer center region and the thinning ratio in which the SFQR (max) does not change are such that the wafer center region is 1/2 the diameter of the wafer center region. The thinning rate is 50%. At that time, the one-sheet measurement time was shortened by 13%.

高精度化を狙う平坦度評価装置でデータグリッドを２００μｍ以下にした物で、平坦度測定方式をウェーハ全面同一データグリッドで行うものに変えてウェーハ中心領域のデータ密度を間引くことにより、測定・演算時間をウェーハ１枚当たり１３％低減することができる。測定値はデータ間引きにより大きく変化はしないことがわかった。 A flatness evaluation device aiming for higher accuracy with a data grid of 200 μm or less. By changing the flatness measurement method to one that uses the same data grid on the entire wafer surface and thinning out the data density in the center region of the wafer, measurement and calculation are performed. The time can be reduced by 13% per wafer. It was found that the measured values did not change significantly due to data thinning.

このように、測定スループットを改善することにより装置設置面積を小さくすることができ、装置台数を減らすことが可能になり、検査コストを低減できる。 In this way, by improving the measurement throughput, the device installation area can be reduced, the number of devices can be reduced, and the inspection cost can be reduced.

以下、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、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

（実施例１、比較例１）
本発明の方法によるウェーハの平坦度測定と、従来の方法によるウェーハの平坦度測定を、同一ウェーハで行った。また、ＧＢＩＲ、ＳＦＱＲ（ｍａｘ）、ＥＳＦＱＲ（ｍａｘ）について数値の比較を行った。その際、ウェーハ１枚当たりの測定時間を確認した。 (Example 1, Comparative Example 1)
Wafer flatness measurement by the method of the present invention and wafer flatness measurement by the conventional method were performed on the same wafer. In addition, numerical values were compared for GBIR, SFQR (max), and ESFQR (max). At that time, the measurement time per wafer was confirmed.

比較テスト条件は以下の通りである。
装置 ： フィゾー干渉方式 平坦度測定機
測定ウェーハ ： 直径３００ｍｍ Ｐ−品、主表面＜１１０＞
データグリッド ： ２００μｍ□
測定条件：
比較例１：ウェーハ全面を同一データ密度で測定する
実施例１：ウェーハ中央領域と外周領域で異なるデータ密度で測定する。
（ウェーハ中央領域：直径１５０ｍｍ、データ密度：５０％間引き） The comparative test conditions are as follows.
Equipment: Fizeau interference method flatness measuring machine Measuring wafer: Diameter 300 mm P - product, main surface <110>
Data grid: 200 μm □
Measurement condition:
Comparative Example 1: Measuring the entire surface of the wafer with the same data density Example 1: Measuring with different data densities in the central region and the outer peripheral region of the wafer.
(Wafer center area: diameter 150 mm, data density: 50% thinning out)

実施例１と比較例１のＧＢＩＲの比較を図５に、ＳＦＱＲ（ｍａｘ）の比較を図６に、ＥＳＦＱＲ（ｍａｘ）の比較を図７に示した。また、実施例１と比較例１の測定時間比の比較を図８に示した。 The comparison of GBIR of Example 1 and Comparative Example 1 is shown in FIG. 5, the comparison of SFQR (max) is shown in FIG. 6, and the comparison of ESFQR (max) is shown in FIG. Moreover, the comparison of the measurement time ratio of Example 1 and Comparative Example 1 is shown in FIG.

同一ウェーハを従来方式で測定して算出した平坦度（比較例１）と本発明の方式で測定して算出した平坦度（実施例１）を比較したが、ＧＢＩＲ値、ＳＦＱＲ（ｍａｘ）値、ＥＳＦＱＲ（ｍａｘ）値のいずれにもほとんど違いは見られず、ウェーハ中央領域のデータグリッドを間引いても問題が無いことが確認された。また、スループットもデータを間引くことで１３％短縮することができた。 The flatness calculated by measuring the same wafer by the conventional method (Comparative Example 1) and the flatness calculated by measuring by the method of the present invention (Example 1) were compared. Almost no difference was observed in any of the ESFQR (max) values, and it was confirmed that there was no problem even if the data grid in the central region of the wafer was thinned out. In addition, the throughput could be reduced by 13% by thinning out the data.

なお、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。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is an example, and any one having substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and having the same effect and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

Claims (10)

平坦度を評価する評価対象のウェーハの表面を、複数のデータグリッドに区切るステップと、前記データグリッド内のウェーハ形状を測定するステップと、該測定結果に基づいて、前記ウェーハの平坦度を算出するステップとを有するウェーハの平坦度の評価方法であって、
前記データグリッド内のウェーハ形状を測定するステップにおいて、
前記ウェーハの中央領域では、該中央領域に含まれる前記データグリッドのうち一部の前記データグリッドで測定するとともに、一部の前記データグリッドでは測定しないものとし、
前記中央領域の外側の外周領域では、測定するデータグリッドを前記中央領域において測定する密度よりも高い密度とすることを特徴とするウェーハの平坦度の評価方法。 The flatness of the wafer is calculated based on the step of dividing the surface of the wafer to be evaluated to evaluate the flatness into a plurality of data grids, the step of measuring the wafer shape in the data grid, and the measurement result. A method for evaluating the flatness of a wafer having steps and
In the step of measuring the wafer shape in the data grid,
In the central region of the wafer, measurement shall be performed on some of the data grids included in the central region, and may not be measured on some of the data grids.
A method for evaluating the flatness of a wafer, characterized in that, in the outer peripheral region outside the central region, the data grid to be measured has a density higher than the density measured in the central region. 前記データグリッド内のウェーハ形状を測定するステップにおいて、前記外周領域に含まれる前記データグリッドの全てにおいて測定することを特徴とする請求項１に記載のウェーハの平坦度の評価方法。 The method for evaluating the flatness of a wafer according to claim 1, wherein in the step of measuring the wafer shape in the data grid, measurement is performed in all of the data grids included in the outer peripheral region. 前記データグリッド内のウェーハ形状を測定するステップにおいて、前記中央領域に含まれる前記データグリッドの５０％以上において測定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウェーハの平坦度の評価方法。 The evaluation of the flatness of the wafer according to claim 1 or 2, wherein in the step of measuring the wafer shape in the data grid, the measurement is performed in 50% or more of the data grid included in the central region. Method. 前記中央領域の直径を、前記ウェーハの直径の５０％以下とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項の記載のウェーハの平坦度の評価方法。 The method for evaluating the flatness of a wafer according to any one of claims 1 to 3, wherein the diameter of the central region is 50% or less of the diameter of the wafer. 前記データグリッド内のウェーハ形状を測定するステップにおいて、前記中央領域において、前記測定を行うデータグリッドと隣り合うデータグリッドでは前記測定を行わないものとすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のウェーハの平坦度の評価方法。 Claims 1 to 4 are characterized in that, in the step of measuring the wafer shape in the data grid, the measurement is not performed in the data grid adjacent to the data grid in which the measurement is performed in the central region. The method for evaluating the flatness of a wafer according to any one of the above items. 平坦度を評価する評価対象のウェーハの表面を、複数のデータグリッドに区切る手段と、前記データグリッド内のウェーハ形状を測定する手段と、該測定結果に基づいて、前記ウェーハの平坦度を算出する手段とを具備するウェーハの平坦度の評価装置であって、
前記ウェーハの中央領域では、該中央領域に含まれる前記データグリッドのうち一部の前記データグリッドで測定するとともに、一部の前記データグリッドでは測定しないように設定されたものであり、
前記中央領域の外側の外周領域では、測定するデータグリッドを前記中央領域において測定する密度よりも高い密度となるように設定されたものであることを特徴とするウェーハの平坦度の評価装置。 A means for dividing the surface of the wafer to be evaluated for evaluation of flatness into a plurality of data grids, a means for measuring the shape of the wafer in the data grid, and a means for calculating the flatness of the wafer based on the measurement results. An evaluation device for the flatness of a wafer provided with means.
In the central region of the wafer, some of the data grids included in the central region are set to measure, and some of the data grids are set not to measure.
A wafer flatness evaluation device, characterized in that, in the outer peripheral region outside the central region, the data grid to be measured is set to have a density higher than the density measured in the central region. 前記外周領域に含まれる前記データグリッドの全てにおいて前記ウェーハ形状を測定するものであることを特徴とする請求項６に記載のウェーハの平坦度の評価装置。 The wafer flatness evaluation device according to claim 6, wherein the wafer shape is measured in all of the data grids included in the outer peripheral region. 前記中央領域に含まれる前記データグリッドの５０％以上において前記ウェーハ形状を測定するものであることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のウェーハの平坦度の評価装置。 The wafer flatness evaluation device according to claim 6 or 7, wherein the wafer shape is measured in 50% or more of the data grid included in the central region. 前記中央領域の直径を前記ウェーハの直径の５０％以下として設定されたものであることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項の記載のウェーハの平坦度の評価装置。 The wafer flatness evaluation device according to any one of claims 6 to 8, wherein the diameter of the central region is set to be 50% or less of the diameter of the wafer. 前記中央領域において、前記測定を行うデータグリッドと隣り合うデータグリッドでは前記測定を行わないものであることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか１項に記載のウェーハの平坦度の評価装置。 The flatness of the wafer according to any one of claims 6 to 9, wherein in the central region, the data grid adjacent to the data grid on which the measurement is performed does not perform the measurement. Evaluation device.
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