JPH10229108A - 半導体ウェーハの表面平坦度検出方法 - Google Patents
半導体ウェーハの表面平坦度検出方法Info
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- JPH10229108A JPH10229108A JP4719597A JP4719597A JPH10229108A JP H10229108 A JPH10229108 A JP H10229108A JP 4719597 A JP4719597 A JP 4719597A JP 4719597 A JP4719597 A JP 4719597A JP H10229108 A JPH10229108 A JP H10229108A
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Abstract
検出可能とする。その段差位置を正確に検出可能とす
る。パターンと凹凸との区別を容易に行う。 【解決手段】 半導体ウェーハのCMP研磨面を、被張
り合わせ半導体ウェーハの鏡面に重ね合わせる。重ね合
わせるウェーハに赤外線を照射し、in situで、
CMP面の段差を確認する。CMP研磨面が段差を有す
る場合、張り合わせの進行が不連続となる。または、そ
の不連続部がボイドとして残る。大きな段差の場合、ボ
イドとして残る。ボイド位置により、その段差位置を確
認できる。また、張り合わせ終了後、超音波を照射し、
その段差位置を容易に確認できる。例えば配線パターン
を形成したウェーハのCMP研磨面の精密測定に好適な
方法である。パターンとそれ以外の凹凸を識別できる。
Description
表面平坦度の検出方法、詳しくは半導体ウェーハのCM
P(Chemical and Mechanical
Polishing)研磨面の全面に於ける段差を検
出する方法に関する。
出方法としては、有効な手法は確立されていなかった。
すなわち、研磨面の平坦度の測定は、接触式測定法、A
FM(Atomic Force Microscop
y)などにより局所的に行われていた。
うな従来のCMPによる研磨面の平坦度の測定方法にあ
っては、以下の不都合があった。すなわち、いずれも局
所的平坦度の測定に留まるため、研磨面全面における段
差についての測定が不可能であった。または、その測定
に長時間を要していた。特に、CMPによれば、局所的
な平坦化は達成できたとしても、研磨面全面での平坦化
が達成することができているか否かは不明であるからで
ある。
P研磨面を他のシリコンウェーハ鏡面に張り合わせ、こ
の界面を観察することにより、CMP研磨面の全面平坦
度が容易に把握することができることを、知見し、この
発明を完成させた。
MP研磨面の全面平坦度を容易にかつ確実に検出、把握
することができる方法を提供することである。
は、半導体ウェーハのCMP研磨表面の平坦度を検出す
る方法であって、鏡面を有する被張り合わせ半導体ウェ
ーハを準備する工程と、この被張り合わせ半導体ウェー
ハの鏡面に、測定対象である半導体ウェーハのCMP研
磨面を重ね合わせる工程と、この重ね合わせ界面の全面
の段差を検出する工程と、を含む半導体ウェーハの表面
平坦度検出方法である。
せ半導体ウェーハは、測定対象である半導体ウェーハと
同一口径である請求項1に記載の半導体ウェーハの表面
平坦度検出方法である。
るウェーハに赤外線を照射することにより、その重ね合
わせ界面に於ける段差を検出する請求項1または請求項
2のいずれか1項に記載の半導体ウェーハの表面平坦度
検出方法である。
たウェーハに超音波を照射することにより、その重ね合
わせ界面に於ける段差を検出する請求項1または請求項
2に記載の半導体ウェーハの表面平坦度検出方法であ
る。
導体ウェーハのCMP研磨面を、被張り合わせ半導体ウ
ェーハの鏡面に重ね合わせる。そして、この重ね合わせ
界面の全面の段差を検出する。CMP研磨面が段差を有
する場合、張り合わせの進行が不連続となる。または、
その不連続部がボイドとして残ることがある。特に大き
な段差の場合、これは張り合わせ後のボイドとして残る
ため、この未接合部(ボイド)の位置により、その段差
の位置を確認することができる。
せるウェーハに赤外線を照射することにより、その全面
の段差を検出することができる。赤外線の照射により張
り合わせ中にin−situで、CMP面の段差の確認
を行うことができる。また、請求項4に記載の発明によ
れば、張り合わせ終了後、その段差位置を容易に確認す
ることができる。この超音波測定は、例えば所定の配線
パターンなどを被着・形成したウェーハのCMP研磨面
の精密測定に好適な方法である。
を参照して説明する。まず、この発明方法にあっては、
準備工程において、鏡面を有する被張り合わせ半導体ウ
ェーハと、CMP研磨された測定対象の半導体ウェーハ
とを、それぞれ準備する。この場合、いずれも同一口
径、例えば口径6インチのシリコンウェーハを準備す
る。被張り合わせシリコンウェーハの一面には鏡面研磨
を施し、SC1(Standardcleaning
1)洗浄もしくはさらにHF洗浄を施してシリコン面を
露出させておいてもよく、また、その鏡面に酸化膜を形
成してあってもよい。
り合わせシリコンウェーハの鏡面に、測定対象であるシ
リコンウェーハのCMP研磨面を重ね合わせる。この重
ね合わせは、例えばOF(オリエンテーションフラッ
ト)部分を起点として図1中矢印方向に重ね合わせを開
始し、反対側に向かって所定の速度で徐々に密着させて
いく。このとき、赤外線を照射し重ね合わせ面の状態を
撮影している。
のシリコンウェーハ同士の重ね合わせ界面に赤外線を照
射し、この状態をIR(Infra Red)カメラで
撮影して界面全面に於ける段差を検出する。また、重ね
合わせ後の状態を超音波照射で測定する。図1(A)〜
(E)には、その段差の状況が示されている。図1はC
MP研磨面が平坦である場合の張り合わせ状況をIRで
撮像した場合を経時的に示す。OFより重ね合わせを開
始すると、その進行に伴い重ね合わせ先端面がOFとは
反対側に向かって移行する。この先端面は所定の曲率で
湾曲した円弧を形成している。張り合わせ熱処理の終了
後、これをUS(超音波照射)で測定しても同図(E)
に示すように、ボイドの発生は皆無である。すなわち、
(A)〜(D)に示すような重ね合わせ先端の進行をI
R観測することができれば、このCMP研磨面は段差が
なく、平坦であることがわかる。
差が大きい場合の張り合わせ状態を示すものである。
(B)に示すように、IRでのその場(in sit
u)観察により、張り合わせ先端面に直線状の部分が生
じている場合、これをその後のUS観察で大きなボイド
として確認することができた。すなわち、CMP研磨面
に大きな段差が生じている場合は、IR観察では曲線の
一部が直線として視認することができる。
差が小さい場合の状態を示している。この張り合わせで
は、張り合わせ先端面を形成する線が、(B)〜(E)
に示すように、略直線として継続してIR観測される。
これを張り合わせ終了後にIR観察してもボイドとして
は検出することができない。しかし、USを用いてさら
に高精度の観察を行うと、(F)に示すように、小さな
ボイドが直線状に確認される。すなわち、例えば10n
m程度の小さな段差は、その場IRでは直線として把握
することができるものである。
は、例えば以下のように構成している。すなわち、接着
治具の直上に所定間隔だけ離れてIRカメラがセットし
てある。また、接着治具に対して斜め上方から所定角度
をなして赤外線を照射可能に赤外光源(半導体レーザ
等)が配設される。照射された赤外線は、系内で反射
し、IRカメラに入射する構成である。IRカメラの出
力信号は画像処理装置に送られ、さらに、モニタに表示
される。すなわち、接着治具上での2枚のウェーハの張
り合わせ時の重ね合わせ面の状態は、このウェーハを透
過し、または反射した赤外線をIRカメラで撮影するこ
とにより、記録される。この重ね合わせ面の状態は、所
定の信号処理(光電変換、フィルタリング等)を経て画
像としてモニタに表示される。したがって、作業者はモ
ニタを目視してボイド等を容易に発見、認識することが
できる。
面としては、例えば酸化シリコン膜、ポリシリコン膜、
窒化シリコン膜等の他に、これらの膜の上にCu、W、
Mo、Al等の金属配線層を形成し、この配線層をCM
P研磨したものであってもよい。また、CMP研磨面が
張り合わせられる鏡面ウェーハとしてはベアシリコンウ
ェーハまたは酸化シリコン膜付きのウェーハであっても
よい。
えば、高周波パルス発生装置から電気信号を音響レンズ
上端の圧電トランスデューサに印加し、その電気機械的
特性によって音響信号に変換する。平面超音波はレンズ
母材を通過し、さらに音響レンズ平面のレンズ部で球面
波に変換されて水中を伝搬し、試料である張り合わせウ
ェーハに到達する。このとき、一部は反射し、残りは内
部に進入する。内部に音響インピーダンスが異なる部分
(境界)があればそこで反射が起こる。この反射波は逆
の経路を通って音響レンズにより受信され、電気信号に
再度変換される。この状況をオシロスコープで観察でき
る。このような測定原理に基づいて欠陥情報を超音波映
像として形成することができる。
ってのCMP研磨面の段差の有無を検出することができ
る。また、その段差の位置を正確に検出することができ
る。また、非破壊で、かつ、高感度の測定ができる。例
えば、パターンを有するCMP研磨面の段差を測定する
場合、パターンとそれ以外の凹凸の区別を容易に行うこ
とができる。また、赤外線照射測定では、張り合わせと
同時にその場(in situ)で観察することができ
る。
子を示す模式図である。
様子を示す模式図である。
界面の様子を示す模式図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 半導体ウェーハのCMP研磨表面の平坦
度を検出する方法であって、 鏡面を有する被張り合わせ半導体ウェーハを準備する工
程と、 この被張り合わせ半導体ウェーハの鏡面に、測定対象で
ある半導体ウェーハのCMP研磨面を重ね合わせる工程
と、 この重ね合わせ界面の全面の段差を検出する工程と、を
含む半導体ウェーハの表面平坦度検出方法。 - 【請求項2】 上記被張り合わせ半導体ウェーハは、測
定対象である半導体ウェーハと同一口径である請求項1
に記載の半導体ウェーハの表面平坦度検出方法。 - 【請求項3】 上記重ね合わせるウェーハに赤外線を照
射することにより、その重ね合わせ界面に於ける段差を
検出する請求項1または請求項2のいずれか1項に記載
の半導体ウェーハの表面平坦度検出方法。 - 【請求項4】 上記重ね合わせたウェーハに超音波を照
射することにより、その重ね合わせ界面に於ける段差を
検出する請求項1または請求項2に記載の半導体ウェー
ハの表面平坦度検出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04719597A JP3653918B2 (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 半導体ウェーハの表面段差の検出方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10229108A true JPH10229108A (ja) | 1998-08-25 |
JP3653918B2 JP3653918B2 (ja) | 2005-06-02 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP04719597A Expired - Fee Related JP3653918B2 (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 半導体ウェーハの表面段差の検出方法 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3653918B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100386449B1 (ko) * | 2000-11-10 | 2003-06-02 | 주식회사 하이닉스반도체 | 웨이퍼의 표면 측정을 위한 방법 |
JP2015166751A (ja) * | 2015-07-03 | 2015-09-24 | エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー | ウェーハスタック内の層厚さ及び欠陥を測定する測定デバイス及び方法 |
US10008424B2 (en) | 2010-11-12 | 2018-06-26 | Ev Group E. Thallner Gmbh | Measuring device and method for measuring layer thicknesses and defects in a wafer stack |
US11704789B2 (en) | 2020-09-11 | 2023-07-18 | Kioxia Corporation | Defect inspection device |
-
1997
- 1997-02-14 JP JP04719597A patent/JP3653918B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US10109538B2 (en) | 2010-11-12 | 2018-10-23 | EV Group E.Thallner GmbH | Measuring device and method for measuring layer thicknesses and defects in a wafer stack |
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US11704789B2 (en) | 2020-09-11 | 2023-07-18 | Kioxia Corporation | Defect inspection device |
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