JPWO2018116418A1 - 半導体製造装置および半導体製造方法 - Google Patents

半導体製造装置および半導体製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明はウエハあるいはウエハに形成された厚み測定対象の表面に段差が形成されている場合も含めて、厚み測定対象の表面における厚みを精度良く算出可能な半導体製造装置および半導体製造方法の提供を目的とする。半導体製造装置は厚み算出機能１００を備え、厚み算出機能１００は、ウエハの厚みを測定する厚み測定機能５０から、ウエハの異なる測定位置における複数の測定値を取得する測定値取得部１と、複数の測定値に基づいてヒストグラムデータを作成するヒストグラムデータ作成部２と、ヒストグラムデータから階級グループを抽出する階級グループ抽出部３と、を備え、階級グループとは、予め定められた度数以上の度数を有する連続した階級であり、抽出された階級グループに含まれる階級に基づいて測定領域の厚みの代表値を算出する代表値算出部４をさらに備える。

Description

本明細書中では、「ウエハあるいはウエハに形成された厚み測定対象」を単に「厚み測定対象」と表現する。本発明は半導体製造装置および半導体製造方法に関し、特に厚み測定対象の厚みを算出する半導体製造装置および半導体製造方法に関する。
半導体の製造工程において、成膜、エッチング等の処理が適切に行われたかを確認するために厚み測定対象の厚みが測定される。厚み測定対象の厚みを測定する方法として、例えば光式センサを用いる技術が開示されている（特許文献１を参照）。厚み測定対象の複数箇所で厚み測定対象の厚みを測定し、その測定値をもとに測定領域の厚みの代表値を算出することにより、より精度良く厚み測定対象の厚みを得ることが可能である。
特開２００３−０７５１２４号公報
以下、厚み測定対象の例として、ウエハそのものの厚み測定について説明する。半導体の製造工程において、ウエハ表面に複数のトレンチ等の段差が形成されたウエハにおいて厚みを求める必要が生じる場合がある。この場合、従来は、例えば、ウエハ上の指定された座標における測定値を測定領域の厚みの代表値としていた。しかしながら、指定された座標における測定値がトレンチの底における測定値である場合は、代表値にウエハ表面の厚みが正確に反映されない。
また、従来は、例えば、全ての測定値の平均値を測定領域の厚みの代表値としていた。しかしながら、平均値を算出する際にトレンチの底における測定値も含めてしまっているため、ウエハ表面における厚みが正確に反映されない。
また、従来は、例えば、測定値のうち最頻値を測定領域の厚みの代表値としていた。しかしながら、最頻値がトレンチの底におけるウエハの厚みを示す場合もあるため、これをウエハ表面における厚みとするのは不適切であった。
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、厚み測定対象の表面にトレンチ等の段差が形成されている場合においても、厚み測定対象の表面における厚みを精度良く算出可能な半導体製造装置および半導体製造方法の提供を目的とする。
本発明に係る半導体製造装置は、厚み測定対象に半導体の製造のための処理を施す半導体製造装置であって、厚み測定対象の厚み算出機能を備え、厚み算出機能は、厚み測定対象の厚みを測定する厚み測定機能から、異なる測定位置における複数の測定値を取得する測定値取得部と、複数の測定値に基づいてヒストグラムデータを作成するヒストグラムデータ作成部と、ヒストグラムデータから階級グループを抽出する階級グループ抽出部と、を備え、階級グループとは、予め定められた度数以上の度数を有する連続した階級であり、抽出された階級グループに含まれる階級に基づいて測定領域の厚みの代表値を算出する代表値算出部をさらに備える。
本発明に係る半導体製造方法は、厚み測定対象に半導体の製造のための処理を施す半導体製造方法であって、半導体製造方法は、厚み測定対象の厚みを算出する工程を備え、厚みを算出する工程は、（ａ）厚み測定対象の厚みを測定する厚み測定機能から、異なる測定位置における複数の測定値を取得する工程と、（ｂ）複数の測定値に基づいてヒストグラムデータを作成する工程と、（ｃ）ヒストグラムデータから階級グループを抽出する工程と、を備え、階級グループとは、予め定められた度数以上の度数を有する連続した階級であり、（ｄ）抽出された階級グループに含まれる階級に基づいて測定領域の厚みの代表値を算出する工程をさらに備える。
本発明に係る半導体製造装置の厚み算出機能によれば、測定値に基づいて作成されたヒストグラムデータから階級グループを抽出し、例えば、予め定められた度数以上で最も大きい階級を含む階級グループに含まれる階級から厚みの代表値を算出することにより、ウエハ表面に形成されたトレンチ等の段差の影響を受けずに、ウエハ表面における測定領域の厚みの代表値を得ることが可能である。
本発明に係る半導体製造方法の厚みを算出する工程によれば、測定値に基づいて作成されたヒストグラムデータから階級グループを抽出し、例えば、予め定められた度数以上で最も大きい階級を含む階級グループに含まれる階級から厚みの代表値を算出することにより、ウエハ表面に形成されたトレンチ等の段差の影響を受けずに、ウエハ表面における測定領域の厚みの代表値を得ることが可能である。
この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによってより明白となる。
実施の形態１に係る半導体製造装置の厚み算出機能の構成を示す図である。 実施の形態１に係る厚み算出機能のハードウェア構成を示す図である。 実施の形態１に係る半導体製造装置の厚み算出機能の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係るウエハの断面の一例を示す図である。 実施の形態１に係る厚み測定機能により測定された測定値を示す図である。 実施の形態１に係るヒストグラムデータ作成部による測定値の集計結果を見やすくまとめた図である。 実施の形態１に係るヒストグラムデータ作成部が作成したヒストグラムデータをグラフにした図である。 実施の形態２に係る代表値算出部の動作を説明するためにヒストグラムデータをグラフにした図である。 実施の形態５に係る代表値算出部の動作を説明するためにヒストグラムデータをグラフにした図である。 実施の形態６に係る代表値算出部の動作を説明するためにヒストグラムデータをグラフにした図である。 実施の形態７に係る半導体製造装置の厚み算出機能の構成を示す図である。 実施の形態７に係る半導体製造装置の厚み算出機能の動作を示すフローチャートである。 実施の形態８に係る半導体製造装置の厚み算出機能の構成を示す図である。 実施の形態８に係る半導体製造装置の厚み算出機能の動作を示すフローチャートである。 前提技術に係る厚み算出方法を説明するための測定値を示す図である。 前提技術に係る厚み算出方法を説明するための同値頻度を示す図である。
以下、厚み測定対象の例として、ウエハそのものの厚み測定について説明する。
＜前提技術＞
本発明の実施形態を説明する前に、前提技術におけるウエハ厚み算出方法を説明する。図１５は、前提技術に係る厚み算出方法を説明するための測定値を示す図であり、図１６は、前提技術に係る厚み算出方法を説明するために図１５で示した測定値の同値頻度を示す図である。
図１５において、ウエハ表面やトレンチ部の幅よりも十分に細かい分解能で測定しているため、ウエハ表面の厚みを示す測定値とトレンチ部の厚みを示す測定値がまとまりとしてはっきりと分かれていることが分かる。一方で、従来の厚みを測定する技術のなかで厚みの代表値を求める最も簡単な方法は、指定された座標の測定値を測定領域における厚みの代表値とする方法であり、図１５では指定座標値Ｅ１（横軸座標３０ｍｍの測定値）は７９．８μｍとなる。また、平均値を代表値とする方法も広く利用されており、測定領域全体の平均値Ｆ１は７７．７μｍとなる。更に、最頻値を代表値とする方法もあり、図１６で示すように同値頻度が最も高い最頻値Ｇ１は７４．６μｍとなる。
前提技術に係る厚み算出方法の問題点は、測定値が図１６でウエハ表面を示すＢ１とトレンチ部を示すＢ２のように複数のまとまりに分かれるような場合において、どのまとまりから厚みの代表値を算出しているのかが定まらないことである。
指定座標値Ｅ１の場合は、ウエハ表面やトレンチ部のピッチと指定座標のピッチが合っていない場合等、測定領域の区切り方次第でどちらも代表値としてなり得る。
また、平均値Ｆ１の場合は、上述した２つのまとまりＢ１とＢ２の間の値となり、どちらでもない代表値となる。
また、最頻値Ｇ１の場合は、測定領域の区切り方次第でウエハ表面側とトレンチ部側のどちらにも最頻値が現れることがある。
以上で述べたように、前提技術においては、ウエハ表面を測定領域における厚みの代表値としているのか、トレンチ部を測定領域における厚みの代表値としているのかが定まってなく、正確に厚みの代表値を算出できないという問題があった。以下で説明する本発明の実施形態はこのような課題を解決するものである。
＜実施の形態１＞
＜構成＞
図１は本実施の形態１における半導体製造装置の厚み算出機能１００の構成を示す図である。半導体製造装置は厚み測定対象であるウエハに半導体の製造のための処理を施す。ここで、半導体の製造のための処理とは、例えば、ウエハの主面に膜を形成する成膜処理、ウエハのエッチングを行うエッチング処理などである。また、ウエハは例えばシリコンウエハである。
図１に示すように、半導体製造装置は、厚み算出機能１００と、厚み測定機能５０を備える。厚み算出機能１００は、測定値取得部１と、ヒストグラムデータ作成部２と、階級グループ抽出部３と、代表値算出部４を備えたプログラム或いは論理回路で構成されている。
測定値取得部１は、ウエハの厚みを測定する厚み測定機能５０から、ウエハの異なる測定位置における複数の測定値を取得する（（ａ）測定値を取得する工程）。ヒストグラムデータ作成部２は、複数の測定値に基づいてヒストグラムデータを作成する（（ｂ）ヒストグラムデータを作成する工程）。階級グループ抽出部３は、ヒストグラムデータから階級グループを抽出する（（ｃ）階級グループを抽出する工程）。代表値算出部４は、抽出された階級グループに含まれる階級に基づいて測定領域の厚みの代表値を算出する（（ｄ）厚みの代表値を算出する工程）。階級グループについては後述する。
図２は、厚み算出機能１００のハードウェア構成を示す図である。測定値取得部１は、厚み測定機能５０から送り出される測定値を入出力インターフェースＨＷ１を介してメモリＨＷ２に書き込む処理を行う。メモリＨＷ２は例えば、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＦＬＡＳＨ等が該当する。
また、ヒストグラムデータ作成部２、階級グループ抽出部３および代表値算出部４の処理は、処理回路ＨＷ３およびメモリＨＷ２により実現される。処理回路ＨＷ３は、専用の論理回路であっても、メモリＨＷ２に格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の演算処理集積回路であってもよい。
処理回路ＨＷ３が専用の論理回路である場合、処理回路ＨＷ３は、例えば、ロジックデバイス、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、ＡＳＩＣ、またはこれらを組み合わせたものが該当する。
処理回路ＨＷ３がＣＰＵの場合、ヒストグラムデータ作成部２、階級グループ抽出部３および代表値算出部４の処理はプログラムとして記述され、補助記憶媒体ＨＷ４に格納されている。処理回路ＨＷ３は、起動時に補助記憶媒体ＨＷ４に記憶されたプログラムをメモリＨＷ２に読み出して実行することにより、ヒストグラムデータ作成部２、階級グループ抽出部３および代表値算出部４の処理を実現する。ここで、補助記憶媒体ＨＷ４とは、例えば、ＦＬＡＳＨ等の不揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク等が該当する。
なお、ヒストグラムデータ作成部２、階級グループ抽出部３および代表値算出部４の処理について、一部を専用の論理回路で実現し、一部をプログラムで実現するようにしてもよい。
＜動作＞
図３は本実施の形態１における半導体製造装置の厚み算出機能１００の動作を示すフローチャートである。図４は、本実施の形態における半導体製造装置或いは前工程の半導体製造装置でのエッチング処理によりトレンチ２０が形成されたウエハ１０の断面図である。図４に示すように、ウエハ１０にはトレンチ２０が形成されているため、ウエハ表面１１とトレンチの底２１とでウエハの厚みが異なる。
半導体製造装置からの制御指示により、厚み測定機能５０がウエハの厚みを測定する間に厚み算出機能１００の測定値取得部１が入出力インターフェースＨＷ１を介して順次測定値を取得してメモリＨＷ２に保存する（ステップＳ１０１：（ａ）測定値を取得する工程）。図５は、厚み測定機能５０によってウエハの直径方向に例えば０．１ｍｍ間隔で測定された測定値を示す図である。
次に、ヒストグラムデータ作成部２はメモリＨＷ２に保存されている測定値に基づいてメモリＨＷ２上にヒストグラムデータを作成する（ステップＳ１０２：（ｂ）ヒストグラムデータを作成する工程）。まず、ヒストグラムデータ作成部２はメモリＨＷ２に保存されている測定値を集計する。図６は、ヒストグラムデータ作成部２による測定値の集計結果を見やすくまとめた図である。図６において、「階級」はビンの幅を意味し、「度数」はその階級の範囲内にある測定値の個数を意味する。「階級」は０．２μｍごとに区切られている。例えば「８０．４μｍ」の階級は８０．２μｍより大きく、かつ８０．４μｍ以下の範囲として規定される。また、図６において「中央値」とは各階級の範囲の中央の値として定義される。例えば「８０．４μｍ」の中央値は８０．３μｍである。
ヒストグラムデータ作成部２は、図６に示した測定値の集計結果のようなヒストグラムデータを作成し、メモリＨＷ２上に保存する。ヒストグラムデータとは、例えば、メモリアドレスが階級を示し、そのアドレスのメモリに保存された数値がその階級の度数を示す。図７はヒストグラムデータ作成部２が作成したヒストグラムデータをグラフにした図である。
次に、階級グループ抽出部３は、ヒストグラムデータから予め定められた度数以上の階級グループを抽出する（ステップＳ１０３：（ｃ）階級グループを抽出する工程）。階級グループの抽出には「抽出用度数」が用いられる。「抽出用度数」とは、予め定められた度数であり、例えば図７では３に設定されている。階級グループ抽出部３は、各階級の度数が抽出用度数以上であるか否かを判定しながら抽出用度数以上である階級が連続していれば、その階級のまとまりを階級グループとして抽出する。
図７に示すように、階級グループ抽出部３は、階級の大きい側から各階級の度数が抽出用度数以上であるか否かを順次判定していき、最も大きい階級である度数５の「８０．２μｍ」、度数６の「８０μｍ」および度数５の「７９．８μｍ」の連続した階級を１つの階級グループＤ１として抽出する。その後、必要に応じて度数６の「７４．８μｍ」と最も小さい階級である度数７の「７４．６μｍ」の連続した階級を１つの階級グループＤ２として抽出する。
なお、抽出用度数の決め方については、固定値とする、ヒストグラムデータ中の最大度数の所定割合とする、全度数の和に対する所定割合とするなど、様々な決め方がある。抽出用度数は生成されたヒストグラムデータに適した決め方により決定される。
図７に示されるように、最も大きい階級を含む階級グループＤ１と最も小さい階級を含む階級グループＤ２は明確に分離されている。最も大きい階級を含む階級グループＤ１はウエハ表面の厚みを示している。また、最も小さい階級を含む階級グループＤ２は、ウエハ表面に形成されたトレンチの底におけるウエハの厚みを示している。
次に、代表値算出部４は、抽出された階級グループＤ１，Ｄ２に含まれる階級に基づいて測定領域の厚みの代表値を算出する（ステップＳ１０４：（ｄ）厚みの代表値を算出する工程）。
尚、ウエハ上での測定領域が複数ある場合は、それぞれの測定領域の厚みの代表値を算出するために、測定領域の数だけ、ステップＳ１０１（（ａ）測定値を取得する工程）〜ステップＳ１０４（（ｄ）厚みの代表値を算出する工程）を繰り返す。
最も大きい階級を含む階級グループＤ１と最も小さい階級を含む階級グループＤ２が明確に分離されている場合は、階級グループ間での干渉がほとんど無いと考えられる。この場合、代表値算出部４は、階級グル―プの度数分布平均値を測定領域の厚みの代表値とすることができる。ここで、階級グループの度数分布平均値とは、各階級の中央値に、この階級の度数を乗じた値の総和を、階級グループに含まれる度数の合計で除算した値である。
例えば、図７の最も大きい階級を含む階級グループＤ１の度数分布平均値は、（８０．１×５＋７９．９×６＋７９．７×５）／（５＋６＋５）＝７９．９μｍと算出される。同様に、図７の最も小さい階級を含む階級グループＤ２の度数分布平均値は、（７４．７×６＋７４．５×７）／（６＋７）＝７４．６μｍと算出される。この方法によると、階級グループの全ての階級に対して度数の重み付けを行った上で平均値を求めているため、階級グループ間での干渉がほとんど無い場合は、より真値に近い値が得られることになる。
このように、代表値算出部４は、ウエハ表面における測定領域の厚みの代表値を、最も大きい階級を含む階級グループＤ１に含まれる階級に基づいて、７９．９μｍと算出する。また、代表値算出部４は、ウエハ表面に形成されたトレンチの底における測定領域の厚みの代表値を、最も小さい階級を含む階級グループＤ２に含まれる階級に基づいて、７４．６μｍと算出する。
なお、最も大きい階級を含む階級グループＤ１と最も小さい階級を含む階級グループＤ２が明確に分離されていて、各階級グループの度数分布が正規分布に近い場合は、各階級グループにおいて、最も大きい階級の中央値と最も小さい階級の中央値の平均値を代表値としてもよい。この算出方法によれば、図７の最も大きい階級を含む階級グループＤ１に含まれる階級に基づく代表値は、（８０．１＋７９．７）／２＝７９．９μｍと算出される。同様に、図７の最も小さい階級を含む階級グループＤ２に含まれる階級に基づく代表値は、（７４．７＋７４．５）／２＝７４．６μｍと算出される。この方法によると、簡単な計算で真値に近い値が得られることになる。
また、ウエハ表面における測定領域の厚みの代表値から、ウエハ表面に形成されたトレンチの底における測定領域の厚みの代表値を差し引くことにより、トレンチの深さを算出することが可能である。
尚、説明を容易にする為、図３にフローチャートを示し、ステップＳ１０１（（ａ）測定値を取得する工程）〜ステップＳ１０４（（ｄ）厚みの代表値を算出する工程）を順番に説明したが、測定領域ごとに、ステップＳ１０１（（ａ）測定値を取得する工程）〜ステップＳ１０３（（ｃ）階級グループを抽出する工程）を並行して処理することで測定領域間の演算負荷が低減でき、複数の測定領域を連続して測定できるようになる。並行して処理するとは、例えば、１つの測定値を取得するごとに、測定値の値が示すヒストグラムデータ上の階級のアドレスに保存されている度数の値をカウントアップし、「抽出用度数」以上になったら、「抽出用度数」以上で最も大きい階級のアドレスを保存しているメモリと階級のアドレスを比較して更に大きければ更新し、「抽出用度数」以上で最も小さい階級のアドレスを保存しているメモリと階級のアドレスを比較して更に小さければ更新する。この一連の作業を測定領域の全ての測定値について行うが、別に代表値算出に必要な値があれば、この間に算出しておく。その後、既に算出方法が定まっている代表値算出（ステップＳ１０４：（ｄ）厚みの代表値を算出する工程）を行うが、前記のように、最も大きい階級を含む階級グループに含まれる階級に基づいて算出する場合は、「抽出用度数」以上で最も大きい階級のアドレスを保存しているメモリから最も大きい階級のアドレスを取出し、最も大きい階級側から小さい階級側に向かって代表値算出の為の計算を進めていくようにしている。同様に、最も小さい階級を含む階級グループに含まれる階級に基づいて算出する場合は、「抽出用度数」以上で最も小さい階級のアドレスを保存しているメモリから最も小さい階級のアドレスを取出し、最も小さい階級側から大きい階級側に向かって代表値算出の為の計算を進めていくようにしている。但し、それぞれの代表値を同時に算出する場合はこの限りではなく、「抽出用度数」以上で最も大きい階級のアドレスを保存しているメモリから最も大きい階級のアドレスを取出し、併せて「抽出用度数」以上で最も小さい階級のアドレスを保存しているメモリから最も小さい階級のアドレスを取出し、最も大きい階級側から小さい階級側に向かって代表値算出の為の計算を進め、最も小さい階級に達したことで算出を終了するか、その逆で、最も小さい階級側から大きい階級側に向かって代表値算出の為の計算を進め、最も大きい階級に達したことで算出を終了するようにしている。
＜効果＞
以上のように、本実施の形態１における厚み算出機能１００およびウエハの厚みを算出する工程によれば、測定値に基づいて作成されたヒストグラムデータから階級グループを抽出し、階級グループに含まれる階級に基づいて測定領域の厚みの代表値を算出する。従って、他の階級グループの影響を受けずに、測定領域の厚みの代表値を得ることが可能である。
また、最も大きい階級を含む階級グループＤ１から得られるウエハ表面における測定領域の厚みの代表値から、最も小さい階級を含む階級グループＤ２から得られるウエハ表面に形成されたトレンチの底における測定領域の厚みの代表値を差し引くことにより、トレンチの深さを算出することが可能である。
なお、最も大きい階級を含む階級グループＤ１と最も小さい階級を含む階級グループＤ２が明確に分離しているので、階級グループ間での干渉がほとんど無く、代表値算出部４は、階級グル―プの度数分布平均値を測定領域の厚みの代表値とすることができ、より真値に近い値を得ることが可能である。
さらに、階級グループの度数が正規分布に近いと考えると、最も大きい階級の中央値と最も小さい階級の中央値の平均値を代表値とすることで簡単な計算で真値に近い値を得ることが可能である。
＜実施の形態２＞
本実施の形態２における半導体製造装置の厚み算出機能１００の構成は、実施の形態１（図１）と同じため、説明を省略する。
図８は、本実施の形態２における代表値算出部４の動作を説明するためにヒストグラムデータをグラフにした図である。本実施の形態２において代表値算出部４は、最も小さい階級を含む階級グループＤ２に含まれる階級に基づいて代表値を算出し、その代表値にトレンチ深さの値を加えた値を最も大きい階級を含む階級グループＤ１に含まれる階級に基づいて算出されるべき代表値の代替値とする。
ウエハの測定領域でトレンチの占める割合が大きい場合は、ウエハ表面の厚みを示す測定値が少なく、ウエハ表面に形成されたトレンチの底におけるウエハの厚みを示す測定値が多くなる。つまり、ヒストグラムデータにおいて、トレンチの底におけるウエハの厚みを示す測定値が支配的になる場合がある。
このような場合は、上述したように、代表値算出部４は、ウエハ表面に形成されたトレンチの底における測定領域の厚みの代表値を最も小さい階級を含む階級グループＤ２に含まれる階級から算出し、その代表値にトレンチ深さの値を加えて、ウエハ表面における測定領域の厚みの代表値の代替値とすることができる。
また、ウエハの測定領域でトレンチの占める割合が小さい場合は、ウエハ表面の厚みを示す測定値が多く、ウエハ表面に形成されたトレンチの底におけるウエハの厚みを示す測定値が少なくなる。つまり、ヒストグラムデータにおいて、ウエハ表面におけるウエハの厚みを示す測定値が支配的になる場合がある。
このような場合は、代表値算出部４は、ウエハ表面における測定領域の厚みの代表値を最も大きい階級を含む階級グループＤ１に含まれる階級から算出し、その代表値からトレンチ深さの値を減じて、ウエハ表面に形成されたトレンチの底における測定領域の厚みの代表値の代替値とすることができる。
例えば、ウエハを複数の区画に分割し、各区画ごとにヒストグラムデータを作成してウエハ表面における測定領域の厚みの代表値を算出することを考える。この場合、区画によっては、トレンチの底におけるウエハの厚みを示す測定値が支配的な場合がある。この場合、ウエハの他の区画において、実施の形態１で述べた方法により、ウエハ表面における測定領域の厚みの代表値、ウエハ表面に形成されたトレンチの底における測定領域の厚みの代表値およびトレンチ深さを算出する。そして、このトレンチ深さの値を用いて、本実施の形態２において述べた方法により、トレンチが支配的な区画において、ウエハ表面における測定領域の厚みの代表値の代替値を算出する。これにより、ウエハ上の全ての区画において、ウエハ表面における測定領域の厚みの代表値を算出することが可能である。
＜効果＞
この算出方法によれば、ヒストグラムデータ作成部２が作成したヒストグラムデータにおいて、ウエハ表面におけるウエハの厚みを示す測定値が支配的である場合においても、ウエハ表面に形成されたトレンチの底におけるウエハの厚みを得ることが可能である。
また、ヒストグラムデータ作成部２が作成したヒストグラムデータにおいて、ウエハ表面に形成されたトレンチの底におけるウエハの厚みを示す測定値が支配的である場合においても、ウエハ表面におけるウエハの厚みを得ることが可能である。
＜実施の形態３＞
本実施の形態３における半導体製造装置の厚み算出機能１００の構成は、実施の形態１（図１）と同じため、説明を省略する。本実施の形態３において、代表値算出部４は、階級グループにおいて、度数が最も大きい階級の中央値を代表値とする。
本実施の形態３においては、図７の最も大きい階級を含む階級グループＤ１において、度数が最も大きい階級Ｃ１は８０μｍであり、その中央値は７９．９μｍである。従って、最も大きい階級を含む階級グループＤ１に含まれる階級に基づく代表値は７９．９μｍである。
また、本実施の形態３においては、図７の最も小さい階級を含む階級グループＤ２において、度数が最も大きい階級Ｃ３は７４．６μｍであり、その中央値は７４．５μｍである。従って、最も小さい階級を含む階級グループＤ２に含まれる階級に基づく代表値は７４．５μｍである。
＜効果＞
この算出方法によれば、干渉している階級に度数が最も大きい階級が存在しなければ、干渉している階級が代表値となる可能性が無いため、階級グループ間での干渉が若干ある場合において有効な算出方法である。
＜実施の形態４＞
本実施の形態４における半導体製造装置の厚み算出機能１００の構成は、実施の形態１（図１）と同じため、説明を省略する。本実施の形態４において、代表値算出部４は、最も大きい階級を含む階級グループＤ１において、大きい階級側から度数が増から減に変化する境の階級の中央値、つまり、度数が５→６→５と変化している境の階級Ｃ１は８０μｍであり、その中央値である７９．９μｍを代表値とする。
また、本実施の形態４において、代表値算出部４は、最も小さい階級を含む階級グループＤ２において、小さい階級側から度数が増から減に変化する境の階級の中央値、つまり度数が７→６と変化している境の階級Ｃ３は７４．６μｍであり、その中央値である７４．５μｍを代表値とする。
＜効果＞
この算出方法によれば、最も大きい階級を含む階級グループＤ１においては、大きい階級側から度数が増から減に変化する境の階級の中央値を代表値とし、最も小さい階級を含む階級グループＤ２においては、小さい階級側から度数が増から減に変化する境の階級の中央値を代表値としているので、増から減に変化する境が最初に現れた階級の中央値を代表値とすることになり、実施の形態３で示した度数が最も大きい階級の中央値を代表値とするよりも、さらに干渉が少ないと考えられる階級側で代表値を算出していることになり、階級グループ間での干渉が若干ある場合において有効な算出方法である。
＜実施の形態５＞
本実施の形態５における半導体製造装置の厚み算出機能１００の構成は、実施の形態１（図１）と同じため、説明を省略する。図９は、本実施の形態５における代表値算出部４の動作を説明するためにヒストグラムデータをグラフにした図である。
図９に示すように、代表値算出部４は、階級グループＤ１に含まれる最も大きい階級から小さい階級側に新たに設定した、階級グループＤ１よりも小さい階級側に広い階級範囲Ｄ１１に含まれる階級に基づいて代表値を算出する。代表値は、各階級の中央値を用いて例えば実施の形態１で述べた度数分布平均値によって算出される。この場合、階級範囲Ｄ１１に含まれる階級に基づく代表値は、（８０．１×５＋７９．９×６＋７９．７×５＋７９．５×２＋７８．７×１）／（５＋６＋５＋２＋１）＝７９．８μｍと算出される。
また、図９に示すように、代表値算出部４は、階級グループＤ２に含まれる最も小さい階級から大きい階級側に新たに設定した、階級グループＤ２よりも大きい階級側に広い階級範囲Ｄ２１に含まれる階級に基づいて代表値を算出する。代表値は、各階級の中央値を用いて例えば実施の形態１で述べた度数分布平均値によって算出される。この場合、階級範囲Ｄ２１に含まれる階級に基づく代表値は、（７４．５×７＋７４．７×６＋７４．９×１＋７６．１×１）／（７＋６＋１＋１）＝７４．７μｍと算出される。
＜効果＞
この算出方法によれば、最も大きい階級を含む階級グループＤ１よりも小さい階級側に広い階級範囲Ｄ１１に含まれる階級に基づいて代表値を算出するので、階級グループ間での干渉はないものの裾引きが大きい場合に、より真値に近い値が得られることになる。
また、最も小さい階級を含む階級グループＤ２よりも大きい階級側に広い階級範囲Ｄ２１に含まれる階級に基づいて代表値を算出するので、階級グループ間での干渉はないものの裾引きが大きい場合に、より真値に近い値が得られることになる。
＜実施の形態６＞
本実施の形態６における半導体製造装置の厚み算出機能１００の構成は、実施の形態１（図１）と同じため、説明を省略する。図１０は、本実施の形態６における代表値算出部４の動作を説明するためにヒストグラムデータをグラフにした図である。
図１０に示すように、代表値算出部４は、階級グループＤ１に含まれる最も大きい階級から小さい階級側に新たに設定した、階級グループＤ１よりも小さい階級側に狭い階級範囲Ｄ１２に含まれる階級に基づいて代表値を算出する。代表値は、各階級の中央値を用いて例えば実施の形態１で述べた度数分布平均値によって算出される。この場合、階級範囲Ｄ１２に含まれる階級に基づいた代表値は、（８０．１×５＋７９．９×６）／（５＋６）＝８０．０μｍと算出される。
また、図１０に示すように、代表値算出部４は、階級グループＤ２に含まれる最も小さい階級から大きい階級側に新たに設定した、階級グループＤ２よりも大きい階級側に狭い階級範囲Ｄ２２に含まれる階級に基づいて代表値を算出する。代表値は、各階級の中央値を用いて例えば実施の形態１で述べた度数分布平均値によって算出される。この場合、階級範囲Ｄ２２に含まれる階級に基づいた代表値は、（７４．５×７）／７＝７４．５μｍと算出される。
＜効果＞
この算出方法によれば、最も大きい階級を含む階級グループＤ１よりも小さい階級側に狭い階級範囲Ｄ１２に含まれる階級に基づいて代表値を算出するので、階級グループ間で広く干渉していてもその範囲の階級を除外することにより干渉の影響を抑制できるようになる。
また、最も小さい階級を含む階級グループＤ２よりも大きい階級側に狭い階級範囲Ｄ２２に含まれる階級に基づいて代表値を算出するので、階級グループ間で広く干渉していてもその範囲の階級を除外することにより干渉の影響を抑制できるようになる。
＜実施の形態７＞
図１１は、本実施の形態７における半導体製造装置の厚み算出機能２００の構成を示す図である。本実施の形態７における厚み算出機能２００は、厚み算出機能１００（図１）に対してエッチング厚み判定部５をさらに備える。後述するように、エッチング厚み判定部５は、エッチング処理前後の測定領域の厚みの代表値に基づいて、予め定められた厚みにエッチングされたか否かを判定する。
図１２は、本実施の形態７における半導体製造装置のエッチング処理時の厚み算出機能２００の動作を示すフローチャートである。ウエハは、裏面側がエッチングされるようにエッチングチャンバのウエハステージに載置されている。また、エッチングチャンバのウエハステージの回転角度は原点に設定されている。
サブフローＳＦ１０１は、図３に示したフローチャートと同様に、ステップＳ１０１（（ａ）測定値を取得する工程））〜ステップＳ１０４（（ｄ）厚みの代表値を算出する工程）で構成された厚み算出機能２００の全測定領域における動作を示すサブフローである。まず、厚み測定機能５０はエッチング処理前のウエハの厚みを測定する。厚み測定機能５０は、ウエハ裏面側の表面において直径方向に複数箇所で厚みを測定する。例えば、８インチウエハにおいては４０，０００個／２００ｍｍの密度で厚みを測定する。厚み測定と同時に厚み算出機能２００の、測定値を取得（ステップＳ１０１：（ａ１）エッチング処理前に測定値を取得する工程）、ヒストグラムを作成（ステップＳ１０２：（ｂ）ヒストグラムデータを作成する工程）、階級グループを抽出（ステップＳ１０３：（ｃ）階級グループを抽出する工程）が並行して処理される。
そして、厚み算出機能２００は、抽出された階級グループに含まれる階級に基づいて、エッチング処理前の測定領域の厚みの代表値を算出する（ステップＳ１０４：（ｄ）厚みの代表値を算出する工程）。なお、本実施の形態７では、測定領域の厚みの代表値とは、最も大きい階級を含む階級グループＤ１に含まれる階級に基づいた代表値である。より詳しくは、厚み算出機能２００は、ウエハのエッジ部分２ｍｍを除いて４ｍｍ幅の４９区画にウエハを分割し、各区画の測定領域ごとにヒストグラムデータを作成し、最も大きい階級を含む階級グループＤ１に含まれる階級に基づいて代表値を算出することを全区画の全測定領域について行う。
次に、ウエハを回転させながら、ウエハに対してエッチング処理が行われる（サブフローＳＦ１０２：（ｅ）エッチングする工程）。エッチング処理後、ウエハステージの回転角度が原点に戻される。
サブフローＳＦ１０３は、図３に示したフローチャートと同様に、ステップＳ１０１（（ａ）測定値を取得する工程）〜ステップＳ１０４（（ｄ）厚みの代表値を算出する工程）で構成された厚み算出機能２００の全測定領域における動作を示すサブフローである。そして、厚み測定機能５０は、エッチング処理後のウエハの厚みを測定する。厚みの測定は前記のエッチング処理前と同様のため説明を省略する。厚み測定と同時に厚み算出機能２００の、測定値を取得（ステップＳ１０１：（ａ２）エッチング処理後に測定値を取得する工程）、ヒストグラムを作成（ステップＳ１０２：（ｂ）ヒストグラムデータを作成する工程）、階級グループを抽出（ステップＳ１０３：（ｃ）階級グループを抽出する工程）が並行して処理される。
そして、厚み算出機能２００は、抽出された階級グループに含まれる階級に基づいて、エッチング処理後の測定領域の厚みの代表値を算出する（ステップＳ１０４：（ｄ）厚みの代表値を算出する工程）。代表値の算出は前記のエッチング処理前と同様のため説明を省略する。
次に、エッチング厚み判定部５はエッチング処理前後の厚みの代表値を比較する（サブフローＳＦ１０４）。例えば、エッチング厚み判定部５は、各区画の測定領域ごとに、エッチング処理前後の厚みの代表値の差分を算出する。そして、エッチング厚み判定部５は、エッチング処理前の厚みの代表値の分布、エッチング処理後の厚みの代表値の分布、厚みの代表値の差分の分布のそれぞれに関して、最大値、最小値、平均値、標準偏差などを算出し、それらの値が予め設定された範囲内に収まっているか判定を行う。これらの値が予め設定された範囲内に収まっている場合、エッチング厚み判定部５はエッチングが適切に行われたと判定する（サブフローＳＦ１０５：（ｆ）予め定められた厚みにエッチングされたか否かを判定する工程）。
なお、ステップＳ１０４（（ｄ）厚みの代表値を算出する工程）においては、実施の形態１で述べたように、抽出した階級グループのうち、最も大きい階級を含む階級グループＤ１に含まれる階級に基づいて代表値を算出しているため、ウエハ表面に形成されたトレンチ等の段差の影響を受けずに、ウエハ表面における測定領域の厚みの代表値を得ることが可能である。
＜効果＞
エッチング処理前の厚みの代表値の分布、エッチング処理後の厚みの代表値の分布、厚みの代表値の差分の分布のそれぞれに関して、最大値、最小値、平均値、標準偏差を算出し、それらの値が予め設定された範囲内に収まっているか判定することにより、エッチングの品質を管理できるようになる。もちろん、エッチング処理前の厚みの代表値の分布の判定をエッチング処理（サブフローＳＦ１０２：（ｅ）エッチングする工程）の前に行うことで、対象外のウエハをエッチングしないようにもできる。
＜実施の形態８＞
図１３は、本実施の形態８における半導体製造装置の厚み算出機能３００の構成を示す図である。本実施の形態８における厚み算出機能３００は、厚み算出機能１００（図１）に対して成膜厚み判定部６をさらに備える。後述するように、成膜厚み判定部６は、成膜処理前後の測定領域の厚みの代表値に基づいて、予め定められた厚みに成膜されたか否かを判定する。
図１４は、本実施の形態８における半導体製造装置の成膜処理時の厚み算出機能３００の動作を示すフローチャートである。ウエハは、表面側に成膜されるように気相成長チャンバのウエハステージに載置されている。また、気相成長チャンバのウエハステージの回転角度は原点に設定されている。
サブフローＳＦ２０１、は、図３に示したフローチャートと同様に、ステップＳ１０１（（ａ）測定値を取得する工程）〜ステップＳ１０４（（ｄ）厚みの代表値を算出する工程）で構成された厚み算出機能３００の全測定領域における動作を示すサブフローである。まず、厚み測定機能５０は成膜処理前のウエハ上の例えばＳｉ酸化膜の厚みを測定する。厚み測定機能５０は、ウエハ表面において回転方向に複数箇所で厚みを測定する。例えば、８インチウエハにおいては例えば３６，０００個／１回転の密度で厚みを測定する。厚み測定と同時に厚み算出機能３００の、測定値を取得（ステップＳ１０１：（ａ３）成膜処理前に測定値を取得する工程）、ヒストグラムを作成（ステップＳ１０２：（ｂ）ヒストグラムデータを作成する工程）、階級グループを抽出（ステップＳ１０３：（ｃ）階級グループを抽出する工程）が並行して処理される。
そして、厚み算出機能３００は、抽出された階級グループに含まれる階級に基づいて、成膜処理前の測定領域の厚みの代表値を算出する（ステップＳ１０４：（ｄ）厚みの代表値を算出する工程）。なお、本実施の形態８では、測定領域の厚みの代表値とは、最も大きい階級を含む階級グループＤ１に含まれる階級に基づく代表値である。より詳しくは、厚み算出機能３００は、ウエハを回転方向に１０°ずつ、３６区画に分割し、各区画の測定領域ごとにヒストグラムデータを作成し、最も大きい階級を含む階級グループＤ１に含まれる階級に基づいて代表値を算出することを全区画の全測定領域について行う。
次に、ウエハを回転させながら、ウエハに対して例えばＳｉ酸化膜の気相成長が行われる（サブフローＳＦ２０２：（ｇ）成膜する工程）。成膜処理後、ウエハステージの回転角度が原点に戻される。
サブフローＳＦ２０３は、図３に示したフローチャートと同様に、ステップＳ１０１（（ａ）測定値を取得する工程）〜ステップＳ１０４（（ｄ）厚みの代表値を算出する工程）で構成された厚み算出機能３００の全測定領域における動作を示すサブフローである。そして、厚み測定機能５０は成膜処理後のウエハの厚みを測定する。厚みの測定は前記の成膜処理前と同様のため説明を省略する。厚み測定と同時に厚み算出機能３００の、測定値を取得（ステップＳ１０１：（ａ４）成膜処理後に測定値を取得する工程）、ヒストグラムを作成（ステップＳ１０２：（ｂ）ヒストグラムデータを作成する工程）、階級グループを抽出（ステップＳ１０３：（ｃ）階級グループを抽出する工程）が並行して処理される。
そして、厚み算出機能３００は、抽出された階級グループに含まれる階級に基づいて、成膜処理後の測定領域の厚みの代表値を算出する（ステップＳ１０４：（ｄ）厚みの代表値を算出する工程）。代表値の算出は前記の成膜処理前と同様のため説明を省略する。
次に、成膜厚み判定部６は成膜処理前後の厚みの代表値を比較する（サブフローＳＦ２０４）。例えば、成膜厚み判定部６は、各区画の測定領域ごとに、成膜処理前後の厚みの代表値の差分を算出する。そして、成膜厚み判定部６は、成膜処理前の厚みの代表値の分布、成膜処理後の厚みの代表値の分布、厚みの代表値の差分の分布のそれぞれに関して、最大値、最小値、平均値、標準偏差などを算出し、それらの値が予め設定された範囲内に収まっているか判定を行う。これらの値が予め設定された範囲内に収まっている場合、成膜厚み判定部６は例えばＳｉ酸化膜の成膜が適切に行われたと判定する（サブフローＳＦ２０５：（ｈ）予め定められた厚みに成膜されたか否かを判定する工程）。
なお、ステップＳ１０４（（ｄ）厚みの代表値を算出する工程）においては、実施の形態１で述べたように、抽出した階級グループのうち、最も大きい階級を含む階級グループＤ１に含まれる階級に基づいて代表値を算出しているため、ウエハ表面に形成されたトレンチ等の段差の影響を受けずに、ウエハ表面における測定領域の厚みの代表値を得ることが可能である。
＜効果＞
成膜処理前の厚みの代表値の分布、成膜処理後の厚みの代表値の分布、厚みの代表値の差分の分布のそれぞれに関して、最大値、最小値、平均値、標準偏差を算出し、それらの値が予め設定された範囲内に収まっているか判定することにより、成膜の品質を管理できるようになる。もちろん、成膜処理前の厚みの代表値の分布の判定を成膜処理（サブフローＳＦ２０２：（ｇ）成膜する工程）の前に行うことで、対象外のウエハに成膜しないようにもできる。
なお、上記実施の形態１から７において、トレンチが形成されたウエハそのものの厚みの測定を主に説明してきたが、本発明はこれに限られるものではなく、実施の形態８で述べたように、ウエハに形成された膜の厚みを測定することも可能である。また、ウエハはシリコンウエハに限定されず、シリコンカーバイドウエハ、金属を含むウエハなどであってもよい。厚み測定対象としては、珪素（Ｓｉ）或いは珪素（Ｓｉ）を含有するもの、炭素（Ｃ）或いは炭素（Ｃ）を含有するもの、金属或いは金属を含有するもの等が考えられる。
この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
１ 測定値取得部、２ ヒストグラムデータ作成部、３ 階級グループ抽出部、４ 代表値算出部、５ エッチング厚み判定部、６ 成膜厚み判定部、５０ 厚み測定機能、１００，２００，３００ 厚み算出機能。

Claims (32)

  1. ウエハに半導体の製造のための処理を施す半導体製造装置であって、
    前記半導体製造装置は厚み算出機能を備え、
    前記厚み算出機能は、
    前記ウエハあるいは前記ウエハに形成された厚み測定対象の厚みを前記ウエハの表面に沿って測定する厚み測定機能から、前記ウエハの異なる測定位置における複数の測定値を取得する測定値取得部と、
    前記複数の測定値に基づいてヒストグラムデータを作成するヒストグラムデータ作成部と、
    前記ヒストグラムデータから階級グループを抽出する階級グループ抽出部と、
    を備え、
    前記階級グループとは、予め定められた度数以上の度数を有する連続した階級であり、
    抽出された前記階級グループに含まれる階級に基づいて測定領域の厚みの代表値を算出する代表値算出部をさらに備える、
    半導体製造装置。
  2. 前記代表値算出部は、前記代表値を最も大きい階級を含む前記階級グループに含まれる階級に基づいて算出する、
    請求項１に記載の半導体製造装置。
  3. 前記代表値算出部は、前記代表値を最も小さい階級を含む前記階級グループに含まれる階級に基づいて算出する、
    請求項１に記載の半導体製造装置。
  4. 前記代表値算出部は、前記代表値を最も大きい階級を含む前記階級グループに含まれる階級に基づいて算出し、算出された前記代表値から予め定められた厚み値を減じた値を、最も小さい階級を含む前記階級グループに含まれる階級に基づいて算出されるべき代表値の代替値として算出する、
    請求項１に記載の半導体製造装置。
  5. 前記代表値算出部は、前記代表値を最も小さい階級を含む前記階級グループに含まれる階級に基づいて算出し、算出された前記代表値に予め定められた厚み値を加えた値を、最も大きい階級を含む前記階級グループに含まれる階級に基づいて算出されるべき代表値の代替値として算出する、
    請求項１に記載の半導体製造装置。
  6. 前記代表値算出部は、前記階級グループにおいて、各階級の中央値に当該階級の度数を乗じた値の総和を、前記階級グループに含まれる度数の合計で除算して前記代表値とする、
    請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の半導体製造装置。
  7. 前記代表値算出部は、前記階級グループにおいて、最も大きい階級の中央値と最も小さい階級の中央値の平均値を前記代表値とする、
    請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の半導体製造装置。
  8. 前記代表値算出部は、前記階級グループにおいて、度数が最も大きい階級の中央値を前記代表値とする、
    請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の半導体製造装置。
  9. 前記代表値算出部は、最も大きい階級を含む前記階級グループにおいて、大きい階級側から度数が増から減に変化する境の階級の中央値を代表値とする、
    請求項１、請求項２、請求項４のいずれか一項に記載の半導体製造装置。
  10. 前記代表値算出部は、最も小さい階級を含む前記階級グループにおいて、小さい階級側から度数が増から減に変化する境の階級の中央値を代表値とする、
    請求項１、請求項３、請求項５のいずれか一項に記載の半導体製造装置。
  11. 前記代表値算出部は、前記階級グループに含まれる最も大きい階級から小さい階級側に新たに設定した、前記階級グループよりも小さい階級側に広い階級範囲に含まれる階級に基づいて、前記代表値を算出する、
    請求項１、請求項２、請求項４のいずれか一項に記載の半導体製造装置。
  12. 前記代表値算出部は、前記階級グループに含まれる最も小さい階級から大きい階級側に新たに設定した、前記階級グループよりも大きい階級側に広い階級範囲に含まれる階級に基づいて、前記代表値を算出する、
    請求項１、請求項３、請求項５のいずれか一項に記載の半導体製造装置。
  13. 前記代表値算出部は、前記階級グループに含まれる最も大きい階級から小さい階級側に新たに設定した、前記階級グループよりも小さい階級側に狭い階級範囲に含まれる階級に基づいて、前記代表値を算出する、
    請求項１、請求項２、請求項４のいずれか一項に記載の半導体製造装置。
  14. 前記代表値算出部は、前記階級グループに含まれる最も小さい階級から大きい階級側に新たに設定した、前記階級グループよりも大きい階級側に狭い階級範囲に含まれる階級に基づいて、前記代表値を算出する、
    請求項１、請求項３、請求項５のいずれか一項に記載の半導体製造装置。
  15. 前記厚み算出機能はエッチング厚み判定部をさらに備え、
    前記測定値取得部は、エッチングが行われる前の前記厚み測定対象において測定された前記複数の測定値を取得し、
    前記測定値取得部は、エッチングが行われた後の前記厚み測定対象において測定された前記複数の測定値を取得し、
    前記代表値算出部は、エッチング処理前後の前記厚み測定対象のそれぞれにおいて、前記階級グループに含まれる階級に基づいて前記代表値を算出し、
    前記エッチング厚み判定部は、エッチング処理前後の前記厚み測定対象の前記代表値に基づいて、前記厚み測定対象が予め定められた厚みにエッチングされたか否かを判定する、
    請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の半導体製造装置。
  16. 前記厚み算出機能は成膜厚み判定部をさらに備え、
    前記測定値取得部は、成膜が行われる前の前記厚み測定対象において測定された前記複数の測定値を取得し、
    前記測定値取得部は、成膜が行われた後の前記厚み測定対象において測定された前記複数の測定値を取得し、
    前記代表値算出部は、成膜処理前後の前記厚み測定対象のそれぞれにおいて、前記階級グループに含まれる階級に基づいて前記代表値を算出し、
    前記成膜厚み判定部は、成膜処理前後の前記厚み測定対象の前記代表値に基づいて、前記厚み測定対象が予め定められたように成膜されたか否かを判定する、
    請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の半導体製造装置。
  17. ウエハに半導体の製造のための処理を施す半導体製造方法であって、
    前記半導体製造方法は、厚みを算出する工程を備え、
    前記厚みを算出する工程は、
    （ａ）ウエハあるいは前記ウエハに形成された厚み測定対象の厚みを測定する厚み測定機能から、前記ウエハの異なる測定位置における複数の測定値を取得する工程と、
    （ｂ）前記複数の測定値に基づいてヒストグラムデータを作成する工程と、
    （ｃ）ヒストグラムデータから階級グループを抽出する工程と、
    を備え、
    前記階級グループとは、予め定められた度数以上の度数を有する連続した階級であり、
    （ｄ）抽出された前記階級グループに含まれる階級に基づいて測定領域の厚みの代表値を算出する工程をさらに備える、
    半導体製造方法。
  18. 前記工程（ｄ）において、前記代表値を最も大きい階級を含む前記階級グループに含まれる階級に基づいて算出する、
    請求項１７に記載の半導体製造方法。
  19. 前記工程（ｄ）において、前記代表値を最も小さい階級を含む前記階級グループに含まれる階級に基づいて算出する、
    請求項１７に記載の半導体製造方法。
  20. 前記工程（ｄ）において、前記代表値を最も大きい階級を含む前記階級グループに含まれる階級に基づいて算出し、算出された前記代表値から予め定められた厚み値を減じた値を、最も小さい階級を含む前記階級グループに含まれる階級に基づいて算出されるべき代表値の代替値として算出する、
    請求項１７に記載の半導体製造方法。
  21. 前記工程（ｄ）において、前記代表値を最も小さい階級を含む前記階級グループに含まれる階級に基づいて算出し、算出された前記代表値に予め定められた厚み値を加えた値を、最も大きい階級を含む前記階級グループに含まれる階級に基づいて算出されるべき代表値の代替値として算出する、
    請求項１７に記載の半導体製造方法。
  22. 前記工程（ｄ）において、前記階級グループにおいて、各階級の中央値に当該階級の度数を乗じた値の総和を、前記階級グループに含まれる度数の合計で除算して前記代表値とする、
    請求項１７から請求項２１のいずれか一項に記載の半導体製造方法。
  23. 前記工程（ｄ）において、前記階級グループにおいて、最も大きい階級の中央値と最も小さい階級の中央値の平均値を前記代表値とする、
    請求項１７から請求項２１のいずれか一項に記載の半導体製造方法。
  24. 前記工程（ｄ）において、前記階級グループにおいて、度数が最も大きい階級の中央値を前記代表値とする、
    請求項１７から請求項２１のいずれか一項に記載の半導体製造方法。
  25. 前記工程（ｄ）において、最も大きい階級を含む前記階級グループにおいて、大きい階級側から度数が増から減に変化する境の階級の中央値を代表値とする、
    請求項１７、請求項１８、請求項２０のいずれか一項に記載の半導体製造方法。
  26. 前記工程（ｄ）において、最も小さい階級を含む前記階級グループにおいて、小さい階級側から度数が増から減に変化する境の階級の中央値を代表値とする、
    請求項１７、請求項１９、請求項２１のいずれか一項に記載の半導体製造方法。
  27. 前記工程（ｄ）において、前記階級グループに含まれる最も大きい階級から小さい階級側に新たに設定した、前記階級グループよりも小さい階級側に広い階級範囲に含まれる階級に基づいて、前記代表値を算出する、
    請求項１７、請求項１８、請求項２０のいずれか一項に記載の半導体製造方法。
  28. 前記工程（ｄ）において、前記階級グループに含まれる最も小さい階級から大きい階級側に新たに設定した、前記階級グループよりも大きい階級側に広い階級範囲に含まれる階級に基づいて、前記代表値を算出する、
    請求項１７、請求項１９、請求項２１のいずれか一項に記載の半導体製造方法。
  29. 前記工程（ｄ）において、前記階級グループに含まれる最も大きい階級から小さい階級側に新たに設定した、前記階級グループよりも小さい階級側に狭い階級範囲に含まれる階級に基づいて、前記代表値を算出する、
    請求項１７、請求項１８、請求項２０のいずれか一項に記載の半導体製造方法。
  30. 前記工程（ｄ）において、前記階級グループに含まれる最も小さい階級から大きい階級側に新たに設定した、前記階級グループよりも大きい階級側に狭い階級範囲に含まれる階級に基づいて、前記代表値を算出する、
    請求項１７、請求項１９、請求項２１のいずれか一項に記載の半導体製造方法。
  31. （ｅ）前記厚み測定対象をエッチングする工程をさらに備え、
    前記厚み測定対象の厚みを算出する工程は、
    （ｆ）前記工程（ｅ）の後に、前記厚み測定対象が予め定められた厚みにエッチングされたか否かを判定する工程をさらに備え、
    前記工程（ａ）は、
    （ａ１）エッチングされる前の前記厚み測定対象において測定された前記複数の測定値を取得する工程と、
    （ａ２）エッチングされた後の前記厚み測定対象において測定された前記複数の測定値を取得する工程と、
    を備え、
    前記工程（ｄ）において、エッチング処理前後の前記厚み測定対象のそれぞれにおいて、前記階級グループに含まれる階級に基づいて前記代表値を算出し、
    前記工程（ｆ）において、エッチング処理前後の前記厚み測定対象の前記代表値に基づいて、前記厚み測定対象が予め定められた厚みにエッチングされたか否かを判定する、
    請求項１７から請求項３０のいずれか一項に記載の半導体製造方法。
  32. （ｇ）前記厚み測定対象を成膜する工程をさらに備え、
    前記厚み測定対象の厚みを算出する工程は、
    （ｈ）前記工程（ｇ）の後に、前記厚み測定対象が予め定められた厚みに成膜されたか否かを判定する工程をさらに備え、
    前記工程（ａ）は、
    （ａ３）成膜される前の前記厚み測定対象において測定された前記複数の測定値を取得する工程と、
    （ａ４）成膜された後の前記厚み測定対象において測定された前記複数の測定値を取得する工程と、
    を備え、
    前記工程（ｄ）において、成膜処理前後の前記厚み測定対象のそれぞれにおいて、前記階級グループに含まれる階級に基づいて前記代表値を算出し、
    前記工程（ｈ）において、成膜処理前後の前記厚み測定対象の前記代表値に基づいて、前記厚み測定対象が予め定められた厚みに成膜されたか否かを判定する、
    請求項１７から請求項３０のいずれか一項に記載の半導体製造方法。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6667669B2 (ja) * 2016-12-21 2020-03-18 三菱電機株式会社 半導体製造装置および半導体製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002243417A (ja) * 2001-02-14 2002-08-28 Toray Ind Inc 糸条の形状特性の測定方法および測定装置並びに糸条の製造方法
JP2002261139A (ja) * 2001-03-01 2002-09-13 Hitachi Ltd 半導体の製造方法およびそのシステム
JP2003075124A (ja) * 2001-09-06 2003-03-12 Okamoto Machine Tool Works Ltd ウエハの厚み測定装置
JP2006142737A (ja) * 2004-11-24 2006-06-08 Mutoh Ind Ltd プリンタ
JP2013531227A (ja) * 2010-05-18 2013-08-01 マーポス、ソチエタ、ペル、アツィオーニ 物体の厚さを干渉法により光学的に計測する方法及び装置
JP2013205175A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Dainippon Screen Mfg Co Ltd ３次元対象面認識装置および方法、ならびにプログラム

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0493044A (ja) 1990-08-09 1992-03-25 Mitsubishi Electric Corp 半導体ウエハの厚さ測定装置
JP5275017B2 (ja) * 2008-12-25 2013-08-28 株式会社日立ハイテクノロジーズ 欠陥検査方法及びその装置
WO2011009159A1 (en) * 2009-07-20 2011-01-27 Bt Imaging Pty Ltd Separation of doping density and minority carrier lifetime in photoluminescence measurements on semiconductor materials
JP6667669B2 (ja) * 2016-12-21 2020-03-18 三菱電機株式会社 半導体製造装置および半導体製造方法
JP2020506541A (ja) * 2017-01-23 2020-02-27 テソロ・サイエンティフィック・インコーポレーテッド 発光ダイオード（ｌｅｄ）検査装置及び製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002243417A (ja) * 2001-02-14 2002-08-28 Toray Ind Inc 糸条の形状特性の測定方法および測定装置並びに糸条の製造方法
JP2002261139A (ja) * 2001-03-01 2002-09-13 Hitachi Ltd 半導体の製造方法およびそのシステム
JP2003075124A (ja) * 2001-09-06 2003-03-12 Okamoto Machine Tool Works Ltd ウエハの厚み測定装置
JP2006142737A (ja) * 2004-11-24 2006-06-08 Mutoh Ind Ltd プリンタ
JP2013531227A (ja) * 2010-05-18 2013-08-01 マーポス、ソチエタ、ペル、アツィオーニ 物体の厚さを干渉法により光学的に計測する方法及び装置
JP2013205175A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Dainippon Screen Mfg Co Ltd ３次元対象面認識装置および方法、ならびにプログラム

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