KR20220076466A - 웨이퍼형상의 측정방법 - Google Patents

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마사토 오니시
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신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 기계 내에 투입된 제1 주면 및 제2 주면을 갖는 웨이퍼의 양면측에 각각 위치하는 제1 광학계와 제2 광학계를 갖는 플랫니스측정기에 의해, 웨이퍼의 외주를 유지하면서 그의 형상을 측정하는 방법으로서, 제1, 제2 광학계 중 어느 일방의 광학계만을 이용하여, 웨이퍼의 제1 주면 및 제2 주면의 표면변위량을 각각 측정하는 제1 공정과, 일방의 광학계에 의해 측정한 제1 주면 및 제2 주면의 표면변위량을 이용하여, 웨이퍼의 외주유지에 따라 발생하는 외주유지변형량을 산출하는 제2 공정과, 플랫니스측정기가 출력하는 Warp값으로부터, 외주유지변형량을 감산함으로써, 웨이퍼의 본래의 Warp값을 산출하는 제3 공정을 갖는 웨이퍼형상의 측정방법이다. 이에 따라, 플랫니스측정기를 이용하여 웨이퍼 본래의 Warp값을 측정할 수 있고, 기차가 억제된 Warp값을 얻을 수 있는 웨이퍼형상의 측정방법이 제공된다.

Description

웨이퍼형상의 측정방법
본 발명은, 외주유지타입의 웨이퍼의 플랫니스측정기를 이용한 웨이퍼의 형상을 측정하는 방법에 관한 것이다.
디자인룰의 협소화에 수반하여, 웨이퍼두께의 평탄도(두께편차(厚みムラ))는 물론, 웨이퍼형상(Warp, SORI)의 평활성까지 품질로서 요구되게 되었다
일반적으로 웨이퍼의 Warp는 웨이퍼의 두께의 중심선의 굴곡(うねり)으로서 구해진다. 그때, 웨이퍼는 어떠한 방법으로 외주가 유지되는데, KLA Tencor사제의 WaferSight나 AFS는, 3점의 그리퍼에 의해 웨이퍼의 면취부로부터 웨이퍼 중심을 향해 역학적으로 직접 접촉하여 웨이퍼를 유지하고 있다. 그러므로, 그리퍼의 좋고 나쁨, 3점의 힘이 들어가는 정도에 따라, 웨이퍼에는 외력이 가해지게 되어, 본래의 형상과는 상이한 형상으로 웨이퍼가 약간 변형된다.
특허문헌 1의 단락 44에 실리콘 단결정이 갖는 탄성률의 이방성의 영향으로 인해, 지지위치의 차이에 따라 웨이퍼의 변형량이 상이한 것이 기재되어 있는데, 그때의 측정기의 기계 차이(혹은, 기차(機差))의 영향은 시사되어 있지 않다.
일본특허공개 2007-64748호 공보
이 웨이퍼의 외주유지에 따른 변형은, 두께측정에는 원리상, 거의 영향을 주지 않으나, Warp는 웨이퍼의 형상을 그대로 측정하는 파라미터이므로, 측정값의 재현성이나, 특히 기차로서 영향을 준다.
수치상, Warp의 기차를 나타낼 수는 있는데, 유지상태에 따라 어떻게 웨이퍼가 변형되어 있는지를 알 수 없는데다가 측정대상 웨이퍼의 Warp의 참값을 알 수 없으므로, 어느 장치가 건전한지를 알 방법이 없었다.
도 9는, KLA Tencor사제의 WaferSight2+의 Warp측정값의 기차를 나타내는 것이다. 도 9는 여러가지 공정으로부터 발취한 다양한 형상(DSP, CMP, EPW)을 갖는 15매의 웨이퍼(직경 300mm)를 5대의 측정기로 측정했을 때에 얻어지는, 웨이퍼마다의 표준편차를 막대그래프로 한 것이다. 웨이퍼에 따라 표준편차가 상이한 것을 알 수 있다. 웨이퍼형상과 측정기의 외주유지상태의 상승효과에 따라, 웨이퍼형상의 표면변위량의 대소관계를 나타내는 Warp값의 기차는 일정하지는 않다.
본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 플랫니스측정기를 이용하여 웨이퍼 본래의 Warp값을 측정할 수 있고, 기차가 억제된 Warp값을 얻을 수 있는 웨이퍼형상의 측정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 기계(혹은, 기(機)) 내에 투입된 제1 주면 및 제2 주면을 갖는 웨이퍼의 양면측에 각각 위치하는 제1 광학계와 제2 광학계를 갖는 플랫니스측정기에 의해, 상기 웨이퍼의 외주를 유지하면서, 이 웨이퍼의 형상을 측정하는 방법으로서,
상기 제1 광학계 및 상기 제2 광학계 중 어느 일방의 광학계만을 이용하여, 상기 웨이퍼의 제1 주면의 표면변위량 및 제2 주면의 표면변위량을 각각 측정하는 제1 공정과,
상기 일방의 광학계에 의해 측정한 상기 제1 주면의 표면변위량 및 상기 제2 주면의 표면변위량을 이용하여, 상기 웨이퍼의 외주유지에 따라 발생하는 외주유지변형량을 산출하는 제2 공정과,
상기 플랫니스측정기가 출력하는 Warp값으로부터, 상기 외주유지변형량을 감산함으로써, 상기 웨이퍼의 본래의 Warp값을 산출하는 제3 공정
을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼형상의 측정방법을 제공한다.
종래, 상기와 같은 제1 광학계 및 제2 광학계를 갖는 플랫니스측정기를 이용하고, 웨이퍼의 외주를 유지하면서 측정하여 출력되는 Warp값은 상기 외주유지변형량을 포함하고 있으며, 그 때문에 웨이퍼 본래의 Warp값을 얻지 못했었다. 이에 반해 본 발명의 웨이퍼형상의 측정방법에서는, 그 외주유지변형량을 제외한 웨이퍼 본래의 Warp값을 얻을 수 있다. 따라서, 재현성 높게, 또한, 기차가 억제된 Warp값을 얻을 수 있다.
이때, 상기 제1 공정에 있어서,
상기 플랫니스측정기에 상기 웨이퍼를 투입하고, 상기 일방의 광학계만을 이용하여 상기 제1 주면의 표면변위량을 측정하고,
이 제1 주면의 표면변위량의 측정에 있어서의 상기 웨이퍼의 투입시의 상태에 대해, 상기 웨이퍼를 반전시킨 상태에서 상기 플랫니스측정기에 투입하고, 상기 일방의 광학계만을 이용하여 상기 제2 주면의 표면변위량을 측정하고,
상기 제2 공정은,
상기 웨이퍼의 제1 두께편차의 취득단계와, 상기 웨이퍼의 제2 두께편차의 취득단계와, 상기 외주유지변형량의 취득단계를 가지며,
상기 웨이퍼의 제1 두께편차의 취득단계에 있어서,
상기 제1 공정에서 측정한 제2 주면의 표면변위량에 대하여 보정을 행하고, 보정 후의 제2 주면의 표면변위량을 취득하고,
상기 제1 공정에서 측정한 제1 주면의 표면변위량과, 상기 보정 후의 제2 주면의 표면변위량의 차로부터, 상기 제1 두께편차를 취득하고,
상기 웨이퍼의 제2 두께편차의 취득단계에서는,
상기 일방의 광학계를 이용하여 측정한 제1 주면의 표면변위량과, 타방의 광학계를 이용하여 측정한 제2 주면의 표면변위량의 차로부터, 상기 제2 두께편차를 취득하고,
상기 외주유지변형량의 취득단계에서는,
상기 제1 두께편차의 평균값과 상기 제2 두께편차의 평균값을 산출하고,
이 제2 두께편차의 평균값과 상기 제1 두께편차의 평균값의 차를 상기 제1 두께편차에 가산함으로써, 개정한 제1 두께편차를 취득하고,
이 개정한 제1 두께편차와 상기 제2 두께편차의 차의 1/2의 값을 상기 외주유지변형량으로 할 수 있다.
이렇게 한다면, 보다 확실하게, 외주유지변형량을 제외한 웨이퍼 본래의 Warp값을 얻을 수 있다.
이때, 상기 웨이퍼의 형상을, 복수의 상기 플랫니스측정기를 이용하여 측정할 수 있다.
이와 같이 복수의 플랫니스측정기를 이용하여 측정해도, 각각의 측정에 있어서 웨이퍼 본래의 Warp값을 측정할 수 있으므로, 측정된 Warp값간에 큰 기차가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 웨이퍼형상의 측정방법이면, 플랫니스측정기에서의 측정시의 웨이퍼의 외주유지에 따른 변형량을 없앨 수 있어, 웨이퍼 본래의 Warp값을 얻을 수 있다. 이에 따라, 기차 없이 재현성이 높은 Warp값을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 웨이퍼형상의 측정방법의 일례를 나타내는 플로우도이다.
도 2는 수순 1-4의 플로우를 나타내는 설명도이다.
도 3은 수순 5의 플로우를 나타내는 설명도이다.
도 4는 수순 6, 7의 플로우를 나타내는 설명도이다.
도 5는 본 발명의 웨이퍼형상의 측정방법에서 이용할 수 있는 플랫니스측정기의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 6은 측정시에 있어서의 웨이퍼의 외주를 유지하는 기구의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 7은 5대의 플랫니스측정기의 외주유지변형량을 나타내는 측정도이다.
도 8은 5대의 플랫니스측정기에 의해 본 발명의 측정방법으로 측정한 Warp-bf값(웨이퍼의 중앙면(두께의 중심선)이 베스트피트면(중앙면으로부터 산출되는 것)으로부터의 어긋남의 최대값과 최소값의 차)의 표준편차를 나타내는 그래프이다.
도 9는 5대의 플랫니스측정기에 의해 종래법으로 측정한 Warp-bf값의 표준편차를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명에 대하여 도면을 참조하여 실시의 형태를 설명하나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
도 5에 본 발명의 웨이퍼형상의 측정방법에서 사용할 수 있는 플랫니스측정기를 나타낸다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 플랫니스측정기(1)는, 기계(혹은, 기(機)) 내에 투입된 제1 주면 및 제2 주면을 갖는 웨이퍼(W)의 양면측에 각각 위치하는 제1 광학계(2)와 제2 광학계(3)를 갖고 있다. 제1 광학계(2) 및 제2 광학계(3)는, 각각, 광학간섭식의 측정부를 구비하고 있다. 제1 광학계(2)에 있어서 센서와 웨이퍼(W)의 제1 주면과의 거리를 측정할 수 있고, 제1 주면의 표면변위량을 측정가능하다. 한편, 제2 광학계(3)에 있어서는 센서와 제2 주면과의 거리를 측정할 수 있고, 제2 주면의 표면변위량을 측정가능하다. 이와 같이 제1 주면의 표면변위량과 제2 주면의 표면변위량을 개별로 측정가능한 것이다
그리고, 이들 제1 광학계(2), 제2 광학계(3)에 의해, 웨이퍼(W)의 두께편차(두께분포(플랫니스))와 웨이퍼(W)의 Warp값을 측정할 수 있는 것이다.
CCD카메라에 의해 웨이퍼의 전체형상을 파악하는 것이 가능하며, 1사이트당 0.2mm×0.2mm의 픽셀사이즈이고, 웨이퍼의 전체면을 촬상가능한 것으로 할 수 있다. 직경 300mm 웨이퍼의 경우, 웨이퍼 면내에는 약 176만점이나 되는 데이터를 취득할 수 있다.
또한 도 6에 측정시에 있어서의 웨이퍼의 외주를 유지하는 기구의 일례를 나타낸다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 플랫니스측정기(1)는 예를 들어 3개의 그리퍼(4-6)를 갖고 있으며, 이들 그리퍼(4-6)로 연직으로 세운 상태의 웨이퍼의 외주를 유지하고, 제1 광학계(2), 제2 광학계(3)에 의해 웨이퍼(W)의 형상을 측정가능하게 되어 있다. 이 예에서는, 연직방향의 상방을 0°로 하고, 노치의 위치를 반시계방향으로 270°로 하면, 웨이퍼(W)(직경 300mm, 면방위(100))가 0°, 135°, 225°의 3점의 위치에서 그리퍼(4~6)에 의해 유지되어 있다.
한편, 도 6 중의 DF(1-3)는 3점의 그리퍼(4-6)간의 웨이퍼(W)의 진동을 억제하는 기구이다. 단, 웨이퍼(W)에는 닿을 정도로만 접촉해 있고, 적극적으로 웨이퍼(W)에 힘을 가하는 것은 아니며, 그리퍼(4-6)와 같은 유지구가 아니다.
이러한 플랫니스측정기(1)의 구체예로는, 예를 들어, KLA Tencor사제의 Wafersight나 AFS 등을 들 수 있는데, 당연히, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
다음에, 상기와 같은 플랫니스측정기(1)를 이용한 본 발명의 웨이퍼형상의 측정방법에 대하여 설명한다.
도 1에 본 발명의 측정방법의 플로우의 일례를 나타낸다.
제1 광학계(2) 및 제2 광학계(3) 중 어느 일방의 광학계만을 이용하여, 웨이퍼(W)의 제1 주면의 표면변위량 및 제2 주면의 표면변위량을 각각 측정하는 제1 공정, 이 측정한 제1, 2주면의 표면변위량을 이용하여, 웨이퍼(W)의 외주유지에 따라 발생하는 외주유지변형량을 산출하는 제2 공정, 플랫니스측정기가 출력하는 Warp값으로부터, 외주유지변형량을 감산함으로써, 웨이퍼 본래의 Warp값을 산출하는 제3 공정을 갖는다.
여기서 먼저, 제1 공정의 의의에 대하여 설명한다. 웨이퍼(W) 상에 외주유지에 기인한 어떠한 변형량(외주유지변형량)이 존재하는 경우, 종래의 측정법에 있어서의 통상의 측정(웨이퍼 제1 주면은 제1 광학계(2)로, 웨이퍼 제2 주면은 제2 광학계(3)로 표면변위량을 측정한다)을 행한다면, 측정한 표면변위량으로부터 얻어지는 파라미터(웨이퍼(W)의 두께편차)에, 웨이퍼(W)의 외주유지에 따른 형상변화의 영향은 두께의 산출원리상, 나타나지 않는다. 이는, 상기 통상의 측정의 경우, 유지방법에 따른 웨이퍼형상의 변형량과 원래의 웨이퍼의 형상에 따른 굴곡은, 웨이퍼 표리(제1 주면 및 제2 주면)를 개별의 광학계(제1 광학계 및 제2 광학계)로 측정했을 때, 표리의 차분을 취함으로써 캔슬되므로, 종래의 측정방법으로는 검출할 수 없기 때문이다.
그러나, 본 발명과 같이 일방의 광학계만으로 웨이퍼 제1 주면과 웨이퍼 제2 주면을 측정한 경우, 웨이퍼 유지에 따른 웨이퍼 변형의 영향은 그대로 파라미터(두께편차(두께분포))에 더해진다. 이에, 그 파라미터로부터 외주유지변형량을 추출하고, 측정기로부터의 Warp값(본래(生)의 Warp값)으로부터 빼면 된다. 이와 같이 함으로써, 외주유지변형량의 영향이 억제된 웨이퍼 본래의 Warp값을 간편하게 얻을 수 있는 것을 본 발명자는 발견하였다.
이하, 각 공정에 대하여 상술한다.
<제1 공정>
상기 서술한 바와 같이, 제1 광학계(2) 및 제2 광학계(3) 중 어느 일방의 광학계만을 이용하여, 웨이퍼(W)의 제1 주면의 표면변위량 및 제2 주면의 표면변위량을 각각 측정한다. 한편, 여기서는 제1 광학계(2)만을 이용하여 측정하는 경우를 예로 드나, 반대로 제2 광학계(3)만을 이용하여 측정하는 것도 가능하다. 이 측정수순에 대하여 예를 들어 이하에 설명한다.
도 2는 이하의 수순 1-4의 플로우를 나타내는 설명도이다.
먼저, 플랫니스측정기에 웨이퍼를 투입하고, 일방의 광학계만을 이용하여 제1 주면의 표면변위량을 측정한다(수순 1).
여기서는, 제1 광학계(2)로 웨이퍼(W)의 제1 주면의 표면변위량을 측정한다.
다음에 제1 주면의 표면변위량의 측정에 있어서의 웨이퍼의 투입시의 상태에 대해, 웨이퍼를 반전시킨 상태에서 플랫니스측정기에 투입하고, 상기 일방의 광학계만을 이용하여 제2 주면의 표면변위량을 측정한다(수순 2).
여기서는, 동일한 웨이퍼(W)를 반전시키고, 제1 광학계(2)로 웨이퍼(W)의 제2 주면의 표면변위량을 측정한다. 이와 같이, 제1 주면의 표면변위량의 측정에 있어서의 웨이퍼(W)의 투입시의 상태에 대해, 웨이퍼(W)를 반전시킨 상태에서 투입하고, 제1 주면일 때와 마찬가지로 제1 광학계(2)에 의해 측정을 행한다.
<제2 공정>
제2 공정은, 크게 나눠, 웨이퍼의 제1 두께편차의 취득단계와, 웨이퍼의 제2 두께편차의 취득단계와, 외주유지변형량의 취득단계를 갖는다.
(제1 두께편차의 취득단계)
제1 공정에서 측정한 제2 주면의 표면변위량에 대하여 보정을 행하고, 보정 후의 제2 주면의 표면변위량을 취득한다(수순 3).
먼저 제1 공정에서 측정한 웨이퍼(W)의 제2 주면의 표면변위량을 r-theta좌표계에서 표현하고, 제1 공정에서의 웨이퍼(W)의 반전에 따른 r-theta좌표의 어긋남을 보정한다. 제2 주면의 표면변위량은, 웨이퍼를 반전시키고 있는 상황상, r-theta좌표계에 있어서의 위상이 제1 주면과는 상이하므로, 위상을 맞춘다. 즉, 제1 주면측에서 본 제2 주면의 표면변위량의 위치가 되도록 위상맞춤을 한다. 구체적으로는, 제1 공정의 제2 주면측정시에 있어서의 반전시의 회전축을 회전축으로 하여, 제1 공정에서 측정한 제2 주면의 표면변위량을 반전시킨다. 웨이퍼(W)의 노치 등을 기준으로 하여 제1 공정 및 여기서의 반전을 행하면 된다.
추가로 표면변위량의 부호를 반전시키는 보정을 한다.
이렇게 함으로써, 제2 주면의 표면변위량의 r-theta좌표의 관계와 표면변위량의 상태가 웨이퍼의 제1 주면측에서 본 상태와 동일해진다(보정 후의 제2 주면의 표면변위량).
다음에, 제1 공정에서 측정한 제1 주면의 표면변위량과, 보정 후의 제2 주면의 표면변위량의 차로부터, 제1 두께편차를 취득한다(수순 4).
기본적으로, 하기의 수순 5에서도 설명하는 바와 같이 통상의 측정이면, (제1 광학계(2)에서 측정한 제1 주면의 표면변위량)-(제2 광학계(3)에서 측정한 제2 주면의 표면변위량)의 감산을 행함으로써 웨이퍼(W)의 두께편차는 얻어지나, 여기서의 (제1 공정에서 측정한 제1 주면의 표면변위량)-(보정 후의 제2 주면의 표면변위량)의 감산은, 제1 광학계(2)만으로 구한 단순한 표면변위량끼리의 차분이므로, 절대두께의 정보는 포함되어 있지 않은 임시의(
Figure pct00001
) 두께편차가 된다.
(제2 두께편차의 취득단계)
다음에, 일방의 광학계를 이용하여 측정한 제1 주면의 표면변위량과, 타방의 광학계를 이용하여 측정한 제2 주면의 표면변위량의 차로부터, 제2 두께편차를 취득한다(수순 5). 도 3은 수순 5의 플로우를 나타내는 설명도이다.
상기와 같이, 제1 두께편차는 웨이퍼 본래의 두께편차라고는 할 수 없다. 이에, 후술하는 수순 6에서 제1 광학계(2)만으로 측정한 두께편차를 취득하기 위해, 여기서는, 먼저, 통상의 측정방법에 따라서, 제1 광학계(2) 및 제2 광학계(3)의 양방을 이용하여, 측정기본래의 표준적인 수법(종래의 통상의 측정법)으로 웨이퍼의 두께편차를 측정한다(제2 두께편차). 즉, 여기서는 제1 광학계(2)에 의해 측정한 제1 주면의 표면변위량으로부터, 제2 광학계(3)에 의해 측정한 제2 주면의 표면변위량을 감산하여 제2 두께편차를 얻는다.
한편, 제1 광학계(2)에 의한 제1 주면의 표면변위량이나, 제2 광학계(3)에 의한 제2 주면의 표면변위량의 측정 자체는 이때 행해도 되고, 혹은, 사전에 행해 그들의 표면변위량을 미리 취득해 둬도 된다. 예를 들어 수순 1일 때에 함께 측정해 둘 수도 있다.
(외주유지변형량의 취득단계)
도 4는 이하의 수순 6, 7의 플로우를 나타내는 설명도이다.
제1 두께편차의 평균값과 제2 두께편차의 평균값을 산출하고, 제2 두께편차의 평균값과 제1 두께편차의 평균값의 차를 제1 두께편차에 가산함으로써, 개정한 제1 두께편차를 취득한다(수순 6).
수순 5에서 설명한 바와 같이, 이 수순 6에서는 제1 광학계(2)만으로 측정한 두께편차를 취득하는 것인데, 우선, 제1 두께편차의 평균값과 제2 두께편차의 평균값을 산출한다. 예를 들어, 상기 서술한 바와 같이 1사이트당 0.2mm×0.2mm의 픽셀사이즈로 하면, 직경 300mm 웨이퍼의 경우, 제1 두께편차, 제2 두께편차 각각은, 웨이퍼 면내에 약 176만점이나 되는 두께데이터의 집합이다. 제1 두께편차의 평균값이나 제2 두께편차의 평균값은, 그들의 평균값을 의미한다.
그리고, 제1 두께편차의 평균값(평균두께)이 제2 두께편차의 평균값(평균두께)이 되도록, 제1 두께편차의 전체면 데이터에 대해, 제2 두께편차의 평균값으로부터 제1 두께편차의 평균값을 빼서 취득한 값을 모두 더함으로써, 제2 두께편차와 평균값을 동일하게 한, 제1 광학계(2)만으로 측정한 두께편차(개정한 제1 두께편차)를 구한다.
다음에, 개정한 제1 두께편차와 제2 두께편차의 차의 1/2의 값을 외주유지변형량으로 한다(수순 7).
이와 같이, 개정한 제1 두께편차로부터 제2 두께편차를 감산하고, 1/2을 곱함으로써, 정량적으로 외주유지 기인의 변형량만을 추출하여 구할 수 있다.
<공정3>
플랫니스측정기가 출력하는 Warp값으로부터, 외주유지변형량을 감산함으로써, 웨이퍼의 본래의 Warp값을 산출한다(수순8).
이와 같이 플랫니스측정기(1)로부터 직접 출력되는 본래의 Warp값(외주유지에 따른 웨이퍼 변형을 포함한다)으로부터, 산출한 외주유지변형량을 뺀다. Warp는, 웨이퍼의 단면을 봤을 때에 두께의 중심선이, 웨이퍼 전체의 베스트피트면, 혹은, 규정된 3점에서 산출된 베스트피트면으로부터, 최대 어느 정도 차가 있는지를 보는 지표이며, 플랫니스측정기(1)로부터의 본래의 Warp값은, 외주유지에 따른 변형의 영향을 포함한 상태에 기초하여 자동산출되는 것이다. 이에, 그 여분의 영향을 제외하기 위해, 수순 8과 같이 본래의 Warp값으로부터 외주유지변형량을 빼고 있다. 이에 따라, 참값에 가까운 Warp값(외주유지변형량이 제외되어 있는 것)을 구할 수 있다. 그 때문에, 외주유지변형에 의해 야기되는 측정기끼리간의 Warp값에 관한 기차를 개선할 수 있다.
한편, 공정1, 공정2의 구체적인 수순은 한정되는 것은 아니나, 수순 1~7과 같은 방법으로 외주유지변형량을 구함으로써, 한층 더 확실하게, 참 Warp값에 근접시킬 수 있다.
종래에는 복수의 플랫니스측정기를 이용하여 측정한 경우, 측정기마다의 그리퍼에 의한 외주유지 기인의 변형량이 기차로서 반영되었으나, 상기와 같이 본 발명에서는 그러한 기차의 원인이 되는 외주유지변형량을 제외할 수 있으므로, 기차를 개선하여 작게 하는 것이 가능하다. 따라서, 복수의 측정기를 이용해도 측정기간에 Warp값이 크게 불균일해지는 것을 억제할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하나, 이것은 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
(비교예)
복수(여기서는 5대)의 플랫니스측정기(#A~#E)를 이용하여 종래의 통상의 측정법으로 DSP, CMP, EPW의 공정으로부터 발취한 15매의 직경 300mm의 웨이퍼의 Warp값을 측정하였다. 그 결과, 도 9와 동일한 결과가 얻어졌다. 이 Warp값의 기차에 따른 표준편차의 그래프에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼형상과 외주유지상태의 상승효과에 따라 표준편차는 웨이퍼마다 상이한데, 최대 0.8μm 정도의 표준편차가 기차로서 Warp값에 더해진다.
(실시예)
여기서, 본 발명의 유효성을 확인하기 위해, 도 9의 때와 동일한 웨이퍼 15매를, 동일한 5대의 플랫니스측정기를 이용하여, 도 1에 나타내는 플로우의 본 발명의 측정방법으로 측정하였다.
도 7은 5대의 플랫니스측정기의 외주유지변형량을 나타내는 측정도이다. 「Range」는 웨이퍼 면내에 있어서의 외주유지변형량의 변위의 최대차를 나타낸다. #A호기의 외주유지변형량이 가장 작고(Range=389.7μm), #B의 외주유지변형량이 가장 큰 것을 알 수 있다(Range=2470.2μm).
웨이퍼마다, 측정기마다 이들과 같은 외주유지변형량을 산출하고, 측정기로부터의 본래의 Warp값으로부터 빼서, 참 Warp값을 각각 구하였다.
이와 같이 하여 구한, 웨이퍼마다의, 참 Warp값의 측정기간의 표준편차를 도 8에 나타낸다. 한편, 종래법에 의한 결과와 비교하기 쉽게, 도 9의 그래프도 함께 표시하고 있다. 좌측의 그래프가 종래법에 의한 것이고, 우측의 그래프가 본 발명에 의한 것이다.
본 발명의 측정방법에 의해, 측정기끼리간의 Warp값의 표준편차는 작아져 개선되어 있으며, 기차의 개선효과를 명확하게 알 수 있다.
한편, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이며, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 동일한 작용효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (3)

  1. 기계 내에 투입된 제1 주면 및 제2 주면을 갖는 웨이퍼의 양면측에 각각 위치하는 제1 광학계와 제2 광학계를 갖는 플랫니스측정기에 의해, 상기 웨이퍼의 외주를 유지하면서, 이 웨이퍼의 형상을 측정하는 방법으로서,
    상기 제1 광학계 및 상기 제2 광학계 중 어느 일방의 광학계만을 이용하여, 상기 웨이퍼의 제1 주면의 표면변위량 및 제2 주면의 표면변위량을 각각 측정하는 제1 공정과,
    상기 일방의 광학계에 의해 측정한 상기 제1 주면의 표면변위량 및 상기 제2 주면의 표면변위량을 이용하여, 상기 웨이퍼의 외주유지에 따라 발생하는 외주유지변형량을 산출하는 제2 공정과,
    상기 플랫니스측정기가 출력하는 Warp값으로부터, 상기 외주유지변형량을 감산함으로써, 상기 웨이퍼의 본래의 Warp값을 산출하는 제3 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼형상의 측정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공정에 있어서,
    상기 플랫니스측정기에 상기 웨이퍼를 투입하고, 상기 일방의 광학계만을 이용하여 상기 제1 주면의 표면변위량을 측정하고,
    이 제1 주면의 표면변위량의 측정에 있어서의 상기 웨이퍼의 투입시의 상태에 대해, 상기 웨이퍼를 반전시킨 상태에서 상기 플랫니스측정기에 투입하고, 상기 일방의 광학계만을 이용하여 상기 제2 주면의 표면변위량을 측정하고,
    상기 제2 공정은,
    상기 웨이퍼의 제1 두께편차의 취득단계와, 상기 웨이퍼의 제2 두께편차의 취득단계와, 상기 외주유지변형량의 취득단계를 가지며,
    상기 웨이퍼의 제1 두께편차의 취득단계에 있어서,
    상기 제1 공정에서 측정한 제2 주면의 표면변위량에 대하여 보정을 행하고, 보정 후의 제2 주면의 표면변위량을 취득하고,
    상기 제1 공정에서 측정한 제1 주면의 표면변위량과, 상기 보정 후의 제2 주면의 표면변위량의 차로부터, 상기 제1 두께편차를 취득하고,
    상기 웨이퍼의 제2 두께편차의 취득단계에서는,
    상기 일방의 광학계를 이용하여 측정한 제1 주면의 표면변위량과, 타방의 광학계를 이용하여 측정한 제2 주면의 표면변위량의 차로부터, 상기 제2 두께편차를 취득하고,
    상기 외주유지변형량의 취득단계에서는,
    상기 제1 두께편차의 평균값과 상기 제2 두께편차의 평균값을 산출하고,
    이 제2 두께편차의 평균값과 상기 제1 두께편차의 평균값의 차를 상기 제1 두께편차에 가산함으로써, 개정한 제1 두께편차를 취득하고,
    이 개정한 제1 두께편차와 상기 제2 두께편차의 차의 1/2의 값을 상기 외주유지변형량으로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼형상의 측정방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 형상을, 복수의 상기 플랫니스측정기를 이용하여 측정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼형상의 측정방법.
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