TWI674404B - 半導體晶圓的評價方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種半導體晶圓的評價方法，包含以DWO以及DNO兩種檢測模式，檢測調查用樣品的半導體晶圓表面的LPD；進行LPD的尺寸分類；自以兩種檢測模式所檢測出的LPD的檢測座標，計算兩種檢測模式中檢測座標間的距離及相對於晶圓中心的相對角度；將各經分類的尺寸預先設定將LPD判定為異物或致命缺陷的判定基準；以兩種檢測模式測定評價對象半導體晶圓的LPD；進行評價對象的LPD的尺寸分類；關於評價對象，計算檢測座標間的距離及相對於晶圓中心的相對角度；以及基於計算結果及判定基準，將評價對象的半導體晶圓表面所檢測出的LPD分類為致命缺陷及異物。

Description

半導體晶圓的評價方法
本發明係關於一種半導體晶圓的評價方法。
利用半導體晶圓的裝置製造步驟中，係為對成為材料的矽晶圓進行有研磨、製膜、蝕刻、離子注入、洗淨、熱處理、曝光、塗布、貼合等各樣的處理。如此的複數個步驟途中可能發生缺陷，不僅會使最終製品的品質劣化，亦會對之後的步驟發生不良影響。影響品質及步驟的缺陷，被稱為致命缺陷，即使晶圓上只發生一個，亦可能使全體被視為不良品。特別是由於初期步驟所發生的致命缺陷，而使經過之後的步驟的該晶圓成為不良品的情況中，相關於後續的步驟的成本便全部成為損失。
為了防止如此事態，進行有將含有致命缺陷的晶圓於中途階段選別。一般而言，使用有藉由雷射表面檢查裝置的選別方法，作為裝置而言，有例如KLA-Tencor公司製的SP1、SP2、SP3等。此些因為是檢測由於缺陷的散射光，故能夠進行高速處理，並且具有高敏感度的特徵。
另一方面，晶圓表面不只有致命缺陷，亦存在有附著於表面的異物。此些異物，由於能夠在之後的洗淨簡單地除去，而對晶圓的最終品質的影響少，但有可能在雷射表面檢查裝置的中途檢查無法與致命缺陷區別而被誤認為缺陷。此狀況變成為誤判，發生材料的損失。因此，於中途步驟實施的檢查中，高精度地將致命缺陷及異物分類變得重要。雖然亦有藉由高倍率的直接觀察以進行高精度的判別的檢查方法，但一般來說於處理速度有限制而在檢查頻率發生限制。
於是，作為使以雷射表面檢查裝置檢測出的Light point defect（LPD）的分類精度提升的方法，提案有利用複數個檢測角度資訊的判別方法。在掃描晶圓的同時，於表面自斜上方照射雷射光，將檢測出的散射至高角度方向的光訊號定為DNO(低角度入射-高角度檢測)，將檢測出的散射至低角度方向的光訊號定為DWO(低角度入射-低角度檢測)，比較各別計算出的LPD尺寸而進行分類。另外，D為Darkfield的第一個字母，代表的是暗視野檢查。
例如於專利文獻1，記載有利用DWO及DNO的LPD尺寸比，分類粒子及微刮痕的方法。於專利文獻2，記載有利用DWO及DNO的LPD尺寸比，以分類結晶缺陷及異物。於專利文獻3，記載有利用DWO及DNO的LPD尺寸比，以分類坑洞及凸起。於專利文獻4，記載有利用DWO及DNO的LPD尺寸比，以分類缺陷及異物。 〔先前技術文獻〕
專利文獻1：日本特開2009-162768號公報 專利文獻2：日本特開2010-129748號公報 專利文獻3：日本特開2011-249479號公報 專利文獻4：國際公開第WO2005／101483號手冊
前述的方法雖然皆為基於DWO及DNO的LPD資訊的判別方法，但當實際的LPD尺寸為大，散射強度超過檢測器的飽和範圍時，會有得不到定量的尺寸資訊的問題。此狀況使用第11圖以說明。第11圖為顯示實際的LPD尺寸與LPD的檢測光訊號強度的關係的圖。橫軸並列有5例的代表性檢測訊號例，縱軸表示檢測出的光散射強度(訊號強度)。第11圖的訊號例1至3，係表示LPD尺寸能夠定量化的例子。雷射表面檢查裝置中，使用高靈敏度的檢測器，在掃描正常的表面時亦會有些微的光散射。當雷射光照射到LPD則會檢測到釘狀的強烈散射訊號，對於超過所設定的下限閾值的訊號，自尖峰強度計算LPD的尺寸。此計算中，使用自聚苯乙烯乳膠（Polystyrene latex：PSL）標準粒子的尺寸及散射強度的實測值所導出的換算式。但是，檢測器中，有將強度定量化的上限，當超過該值時便無法將LPD的尺寸定量化。表示此狀況的為第11圖的訊號例4。檢測出的訊號強度於強度上限飽和，在此之上的強度即使在實際的LPD尺寸有差別，亦無法識別為數值。另外，進一步當實際的LPD尺寸為大，如第11圖的訊號例5的已飽和的訊號的持續時間較特定的掃描寬度更長時，便能夠將其作為積分其寬度所得的面積而數值化。雖第11圖的訊號例1至3，及訊號例5能如此數值化，但於訊號例4將發生無法得到尺寸的數值資訊的問題。前述專利文獻1至3中，源自DWN及DNO雙方的LPD之尺寸的數值資訊為必要，當任一方符合於第11圖的訊號例4時，便有無法區別致命缺陷及異物的問題。特別是，給予品質重大影響的致命缺陷的情況的尺寸為大，多會遇到此問題。
另外，第11圖及本發明的說明中，將自如訊號例1至3的訊號所檢測出的LPD稱為尺寸LPD，自如訊號例4的訊號所檢測出的LPD稱為飽和LPD，自如訊號例5的訊號所檢測出的LPD稱為面積LPD。
本發明有鑑於上述問題點，目的在於提供一種半導體晶圓的評價方法，能夠將包含無法得到定量的尺寸資訊的飽和LPD在內，所有的LPD進行致命缺陷及異物的分類。
為了達成前述目的，本發明提供一種半導體晶圓的評價方法，係使用雷射表面檢查裝置以檢測半導體晶圓之表面的LPD，將所檢測出的該LPD分類為該半導體晶圓的表面的結晶缺陷及該半導體晶圓的表面上的異物，該半導體晶圓的評價方法包含下列步驟：藉由該雷射表面檢查裝置的低角度入射-低角度檢測(DWO)以及低角度入射-高角度檢測(DNO)的兩種檢測模式，以檢測出調查用樣品的半導體晶圓的表面的LPD；基於藉由該兩種檢測模式所檢測出的LPD的尺寸資訊而進行尺寸分類；自藉由該兩種檢測模式所檢測出的LPD的檢測座標，計算該兩種檢測模式中該檢測座標間的距離及相對於晶圓中心的相對角度；將各個該經分類的尺寸予以預先設定一判定基準，該判定基準係將該兩種檢測模式的檢測座標間的距離及相對角度為落入預定的範圍的LPD予以判定為異物，以及將為落入該預定範圍的LPD以外的LPD予以判定為該半導體晶圓的缺陷的致命缺陷；藉由該兩種檢測模式而測定作為一評價對象的半導體晶圓的LPD；相關於作為該評價對象的半導體晶圓，基於藉由該兩種檢測模式所檢測出的LPD的尺寸資訊而進行尺寸分類；相關於作為該評價對象的半導體晶圓，自藉由該兩種檢測模式所檢測出的LPD的檢測座標，而計算該兩種檢測模式中該檢測座標間的距離及相對於晶圓中心的相對角度；以及基於該計算的結果及該判定基準，將作為該評價對象的半導體晶圓的表面所檢測出的LPD分類為致命缺陷及異物。
依照如此的晶圓的評價方法，藉由在源自DWO及DNO的尺寸資訊之外，亦利用源自DWO及DNO的LPD的座標資訊，而能夠將包含無法得到定量的尺寸資訊的飽和LPD在內，所有的LPD進行致命缺陷及異物的分類。
又，本發明中，能夠以磊晶晶圓作為該調查用樣品的半導體晶圓及該評價對象的半導體晶圓。
本發明的晶圓的評價方法，能夠適合使用於評價可能發生為致命缺陷之一的磊晶缺陷的磊晶晶圓。
又，能夠以作為Silicon On Insulator(SOI)晶圓的材料而使用之物作為該評價對象的半導體晶圓 。
藉由將經本發明評價的晶圓作為SOI晶圓的材料而使用，能夠抑制SOI晶圓中的空孔缺陷的發生。
又，能夠以四角錐形的外延缺陷作為該致命缺陷。
如此的缺陷，容易發生對於高角度檢測器及低角度檢測器的訊號強度的差值，而容易發生檢測座標的差異。又，如此的缺陷，散射強度為強，多會超過檢測器的定量化極限。如此的狀況下，無法得到定量的強度資訊，反而是位置資訊（座標資訊）的分類成為有效。因此，利用DWO及DNO所得的LPD座標資訊的本發明特別有效。
又，在設定該判定基準時，係使用相較於採用該DWO及該DNO的評價方法為相異的評價方法而確認該被檢測出的LPD是否為該致命缺陷。
依據如此的晶圓之評價方法，能夠更加正確地進行判定基準的設定。
依據本發明，能夠對包含無法以雷射表面檢查裝置得到定量的尺寸資訊的飽和LPD在內的全部LPD，簡便且高精度地分類致命缺陷及異物，而能夠抑制後續步驟的不良損失，及材料晶圓的損失所構成的總合損失。
以下更詳細說明本發明。
如同前述，能夠對包含無法得到定量的尺寸資訊的飽和LPD在內，所有的LPD進行致命缺陷及異物的分類的半導體晶圓的評價方法被追求著。
本發明發明人，為了達成上述目的進行精心研究。結果，發現了在以DWO及DNO所得的LPD之尺寸資訊外，亦使用以DWO及DNO所得的LPD之座標資訊的晶圓之評價方法，能夠解決上述問題，而使本發明完成。
以下，雖參照圖式具體說明相關於本發明的實施型態，但本發明並非限定於此。
第1圖係顯示本發明的半導體晶圓的評價方法之一例的流程圖，將各項目的具體內容顯示於下。另外，在此成為評價對象的半導體晶圓被視為下一步驟的材料，以下的順序(第1圖(a)至(i))，以設定關於其是否能夠使用的判斷基準為目的。基於此判斷基準進行為評價對象的半導體晶圓之評價(第1圖(i)至(m))
首先，準備事前調查用的樣品(調查用樣品的半導體晶圓)(第1圖(a))。調查用樣品的半導體晶圓的種類雖無特別限定，但能夠為磊晶晶圓。本發明能夠適合使用於評價會發生致命缺陷的一種的磊晶缺陷之磊晶晶圓。
接著，對於對象樣品，實施以雷射表面檢查裝置進行的測定(第1圖(b))。具體而言，藉由低角度入射-低角度檢測(DWO)、低角度入射-高角度檢測(DNO)的兩種檢測模式，檢測出調查用樣品的半導體晶圓的表面之LPD。
此處所使用的雷射表面檢查裝置，只要是具有上述的兩種檢測模式之物即可。因此，為具備包含至少一種入射角的入射系統，及包含兩種檢測角的檢測系統之物即可。此狀況下，將一種類的入射角的入射用為具有預定角度(例如30°)以下的入射角的低角度入射，將兩種類的檢測角中的高角度側所檢測出者用為高角度檢測，以另一方所檢測出者用為低角度檢測。
接著，基於藉由上述的兩種檢測模式所檢測出的LPD的尺寸資訊進行尺寸分類(第1圖(c))。具體而言，對於第1圖(b)所檢測出的所有LPD，確認以DWO及DNO所得的LPD之尺寸資訊，分類成第2圖所示的9個區域。第2圖係顯示以DWO及DNO所得的LPD的尺寸所得的區域分類之一例的圖。縱軸為以DNO所得的LPD尺寸，橫軸為以DWO所得的LPD尺寸。使僅檢測出DWO及DNO的單一方的LPD，不為致命及缺陷判定的對象。
接著，對於第1圖(b)所檢測出的所有LPD，計算以DWO及DNO所得的LPD之檢測座標間的距離及相對於晶圓中心的相對角度(第1圖(d))。藉由第1圖(b)中的測定，能夠以兩種檢測模式取得各LPD的座標資訊。利用此資訊，對於各LPD，計算於兩種檢測模式中的檢測座標間的距離及相對角度。於第3圖顯示一例。第3圖係說明以DWO及DNO所得的LPD的檢測座標間的距離及相對角度的圖。第3圖的例子中，將以DWO及DNO所得的LPD之檢測座標的差，作為極座標而表示，此極座標使用由DNO所得的LPD之檢測座標作為基準點的狀況下的至以DWO所得的LPD之檢測座標為止的距離r2 及相對角度θ2 。在此，亦同時計算面內位置。面內位置係作為使用將晶圓中心作為原點的狀況下的至以DWO所得的LPD之檢測座標為止的距離r1 及相對角度θ1 的極座標而表示。
接著，於各被分類的尺寸預先設定判定基準，該判定基準供將以兩種檢測模式所得的檢測座標間的距離及相對角度進入預定範圍的LPD判定為異物，將進入預定範圍的LPD以外的LPD判定為半導體晶圓的缺陷之致命缺陷。
此時，關於檢測出的LPD是否為致命缺陷，以使用與利用DWO及DNO的評價方法相異的評價方法，特別是判定精度高的其他評價法確認為佳(第1圖(e))。作為其他評價法之例，能夠想到有使用以明視野檢查裝置所得的LPD圖像的方法。或者是於後步驟加入試驗，判別為對應不良發生位置的致命缺陷的方法等。藉此，能夠更正確地進行判定基準的設定。
判定基準的設定能夠藉由例如以下所示的第1圖(f)至(i)以進行。另外，此處致命缺陷的種類雖無特別限定，但能夠為例如四角錐體的磊晶缺陷。這是由於如此的缺陷，在雷射表面檢查裝置中，無法得到定量的強度資訊，而以座標資訊所成的分類成為有效。
首先，對第2圖的9個區域，皆確認相對於以自第1圖(d)所得的DNO所得的LPD之檢測座標的以DWO所得的LPD之檢測座標的相對角度θ2 及相對於晶圓中心的以DNO所得的LPD之檢測座標的位置角度θ1 與判斷為致命缺陷的符合的關係(第1圖(f))。於第4圖顯示一例。又，於第5圖，顯示基於第4圖的關係而設定的遮蔽區域。於第4圖中符合於致命缺陷者，係在第5圖所示的被遮蔽的θ區域中的發生頻率降低。如此狀況，設定使符合於遮蔽區域的LPD為合格(即，異物)的判斷基準。第5圖的例中，以θ1 -12°＜θ2 ＜θ1 +12°的範圍為遮蔽區域。
接著，對第2圖的9個區域，皆確認相對於以自第1圖(d)所得的DNO及DWO所得的LPD之檢測座標的距離r2 與致命缺陷的符合率的關係(第1圖(g))。於第6圖顯示一例，以DWO及DNO所得的LPD之檢測座標間的距離r2 越大，則致命缺陷的符合率亦隨之增加。如此狀況，於r2 設定一定的選別閾值，而將判斷基準設成在該閾值以上的LPD為不合格(即，致命缺陷)。
接著，於第2圖的9個區域，皆計算使用前述的判斷基準的狀態的「忽略的不良率」及「誤判率」(第1圖(h))。第7圖顯示各別的概念。繪有兩個橢圓形，左側的橢圓形表示基於第1圖(f)、第1圖(g)的任一個，或是雙方的判斷基準，由雷射表面檢查裝置的結果判定為不合格的LPD的集合。另一方面，右側的橢圓形則表示實際的致命缺陷的集合。兩個橢圓完全重合的狀況，雖然因為能夠完全選別致命缺陷而為最理想的狀態，但實際上會產生重疊偏差。結果，想定有4種集合，各自於圖中表示為A至D。A的集合為雖然實際上不是致命缺陷，但被判斷為不合格的集合，屬於「誤判缺陷」。由於不能使用原本應為合格的晶圓，而發生作為材料的損失。B的集合為將致命缺陷正確判斷為不合格，而不發生不必要的損失。C的集合屬於雖然實際上為致命缺陷，但被判定為合格的「忽略缺陷」。由於在後續步驟發生不良，而發生不良所導致的損失。D的區域為沒有不良影響的異物藉此被判斷為合格之物，不發生損失。使不必要的損失發生的為A及C的兩個集合，將其個別所符合的LPD的個數除以母集合(A+B+C+D)的個數的值，定義為「誤判率」以及「忽略的不良率」。各別的值，因第1圖(f)及第1圖(g)的判斷基準而變化，關於第1圖(g)的，以DWO及DNO所得的LPD的檢測座標間的距離r2 ，對應於選別閾值的設定而連續變化。「誤判率」及「忽略的不良率」的計算例顯示於第8圖。第8圖係顯示以DWO及DNO所得的LPD之檢測座標間的距離r2 與「忽略的不良率」及「誤判率」的關係的圖。左端的資料顯示使檢測出的LPD全部為不合格的狀況，此狀況下，雖然「忽略的不良率」成為0％，但「誤判率」增大。反之右端的資料為使檢測出的LPD全部為合格的狀況，雖然「誤判率」成為0％，但「忽略的不良率」增大。中央的圖，為套用第1圖(f)中所求得的θ的遮蔽，進一步使相對於第1圖(g)中所計算的以DWO及DNO所得的LPD之檢測座標間的距離r2 之閾值連續變化的狀況下的圖，「誤判率」及「忽略的不良率」連續變化。
接著，於第2圖的9個區域，各計算總合損失指數，而在各區域設定該值為最小的判定條件(第1圖(i))。總合損失指數能夠透過下述數學式(1)以求得。 【數學式1】 總合損失指數＝忽略的不良率×製品價值係數+誤判率×材料價值係數 (數學式中，忽略的不良率及誤判率如同前述，而製品價值係數係為對應製品價值而決定的係數，材料價值係數係為對應材料價值而決定的係數。)
於第9圖顯示總合損失指數的計算例(決定方法的具體例)。第9圖係顯示以DWO及DNO所得的LPD之檢測座標間的距離r2 及總合損失指數的關係的圖。與第8圖相同，第9圖中左端的資料為使檢測出的LPD全部為不合格的狀況，右端為使檢測出的LPD全部為合格的狀況，中央的圖為套用第1圖(f)中所求得的θ的遮蔽，進一步使相對於第1圖(g)中所計算的，以DWO及DNO所得的LPD之檢測座標間的距離r2 之閾值連續變化的狀況下的圖。
最終的損失，係為將「誤判」所致的材料損失及「忽略的不良」所致的後續步驟損失的兩者統合而計算。此時，由於材料價值與之後的製品價值有差異，將考慮到影響的價值係數與各自的不良率相乘。第9圖中，顯示使「材料價值係數」＝1、「製品價值係數」＝5的狀況下之計算例，將其與第8圖的「誤判率」及「忽略的不良率」相乘的值之合計值作為總合損失指數。第9圖的例子中，r2 值的選別閾值為10至20μm的狀況下之總合損失指數成為最小。如此而得到的選別閾值，採用為第2圖中符合區域的判定基準。同樣而對每個經分類的尺寸設定判定基準。
接著，對成為調查對象的實際步驟中的晶圓，套用第1圖(f)至(i)設定的判定基準，而實施LPD的選別。具體而言，能夠藉由以下所示的第1圖(j)至(m)實施LPD的選別。
另外，為評價對象的半導體晶圓只要為與上述的為調查用樣品的半導體晶圓為相同種類之物即可，例如，能夠為磊晶晶圓。又，能夠使如此為評價對象的半導體晶圓為作為SOI晶圓的材料而使用之物。藉由本發明所評價的晶圓作為SOI晶圓的材料，能夠於抑制SOI晶圓中的空隙缺陷的發生。
首先，將評價對象的半導體晶圓的LPD藉由兩種檢測模式檢測出(第1圖(j))。
接著，對於評價對象的半導體晶圓，基於藉由兩種檢測模式所檢測出的LPD之尺寸資訊進行尺寸分類(第1圖(k))。
接著，對於評價對象的半導體晶圓，自藉由兩種檢測模式所檢測出的LPD之檢測座標計算兩種檢測模式中的檢測座標間之距離及相對於晶圓中心的相對角度(第1圖(l))。
如此，藉由第1圖(j)至(l)，對於成為調查對象的實際步驟中的晶圓，進行與第1圖(b)至(d)相同的雷射表面檢查，而取得以DWO及DNO所得的LPD之尺寸資訊及座標的差異資訊。又，基於所得到的各LPD的尺寸資訊，將各LPD分類至第2圖的9個區域。
接著，根據第1圖(l)的計算結果及於第1圖(f)至(i)所設定的判定基準，將於評價對象的半導體晶圓的表面檢測出的LPD分類為致命缺陷及異物(第1圖(m))。具體而言。對於評價對象的半導體晶圓中第2圖的各個區域，根據以第1圖(f)至(i)所決定的判定基準(各經分類的尺寸所設定的判定基準)進行合格與否判定。只有被判定為不合格(致命缺陷)的LPD為0個的晶圓為合格(即，評價為不存在有致命缺陷的晶圓)，而被作為下一個步驟的材料而使用。
雷射表面檢查裝置中，於晶圓表面照射雷射光的同時以高速掃描，檢測自存在於表面的異物及缺陷所放出的散射光，而取得該LPD的座標資訊及尺寸資訊。此時，使用有於不同的檢測角度位置設定複數個檢測器，比較彼等的訊號強度，以區分缺陷及異物的方法。此係為利用由於缺陷及異物的形狀而使光的散射方向產生偏移的現象之物。本發明中，除了自複數個檢測器所得的訊號強度，亦利用座標之差的資訊以區別LPD的種類。此方法對於對象的致命缺陷的形狀具有單邊的長度為約100至200μm，高度為約0.2至2μm的四角錐體的特徵時，特別有效。於缺陷的頂部產生廣角度的散射的同時，四角錐體的側邊部分產生正反射角度相近的狹角散射。結果，在產生到達高角度及低角度的檢測器的訊號強度的差的同時，亦產生頂點部分及側邊部分的水平距離之差所引起的檢測座標之差異。形狀上具有如此特徵的缺陷散射強度強，而常有超過檢測器的定量化極限的狀況。如此的狀況下，無法得到定量的強度資訊，反而是依據座標資訊的分類變得有效。另外，本發明所能夠適用的缺陷的形狀，並不限於先前所例舉的四角錐體，只要是具有反應矽的結晶性之各向異性，且水平方向具有數百微米的尺寸的型態的缺陷，對任何的缺陷皆有效。 ［實施例］
以下雖顯示實施例及比較例以更具體說明本發明，但本發明並不限定於此。
作為對象的製造步驟，係為絕緣體上矽(SOI)晶圓的製造步驟。此步驟的內容如以下所述。首先，於形成有氧化膜且被稱為貼合晶圓的材料晶圓(單晶矽晶圓)進行氫離子的注入以形成脆弱層，之後與被稱為基底晶圓的另一個材料晶圓貼合，加熱以剝離貼合晶圓的一部分，轉移至基底晶圓。之後，進一步經過結合熱處理、平坦化處理及犧牲氧化處理等，成為SOI晶圓製品。作為用於SOI晶圓的基底晶圓材料，雖多有使用表面經研磨的研磨晶圓(單晶矽晶圓)，但本次的實施例中，將以磊晶晶圓作為材料的製品作為對象。磊晶晶圓係為透過氣相磊晶成長而使矽層追加成長之物。
磊晶晶圓在其製造過程中，有可能發生單邊的長度為約100至200μm，高度為約0.2至2μm的四角錐體的缺陷(磊晶缺陷)。此缺陷於貼合步驟中，將成為結合的阻礙要素，使被稱為空隙缺陷的未結合區域發生。於最終的SOI製品中，若是存在有一個以上超過特定尺寸的空隙缺陷，則整體晶圓將被判斷為不良品，因此磊晶缺陷被視為重要的致命缺陷。
本次的實施例及比較例中，對於材料的磊晶晶圓，以KLA Tencor公司製的SP2進行致命缺陷的選別。
＜實施例1＞ 首先，遵循第1圖(a)至(b)，準備事前調查用的磊晶晶圓，以SP2進行測定。雷射自斜上方照射，關於高角度散射訊號(DNO)及低角度散射訊號(DWO)，取得LPD之尺寸資訊及座標資訊。又，關於被檢測出的全LPD，遵循第1圖(c)，分類至顯示於第2圖的9個尺寸區域。又，遵循第1圖(d)，關於各LPD，計算兩種檢測模式中所檢測出的座標間的距離及相對角度。
接著，根據第1圖(e)，進行致命缺陷的高精度判定。判定係使用Lasertec公司的明視野檢查裝置(M350)。此裝置由於能夠在檢測出LPD的同時取得圖像，因此能夠將LPD以高精度分類。另外，雖然此方法由於在總處理量有限制，而難以作為大量檢查用途而持續使用，但適合於限定總量的事前調查。
接著，於第2圖的各9個區域，遵循第1圖(f)至(i)，進行基於以DWO及DNO所得的LPD之座標的差異資訊的選別閾值的決定。這些9個區域中，作為具體例子，對於第2圖的區域「h」，進行總合損失指數的計算時，得到顯示於第9圖的結果。藉此，第2圖的區域「h」中設定判定基準，使以DWO及DNO所得的LPD之檢測座標間的距離r2 的選別閾值為15μm，且相對角度θ2 進入θ1 -12°＜θ2 ＜θ1 +12°的範圍內的LPD為合格。
同樣於關於第2圖的區域「h」以外的區域亦設定判定基準。第12圖顯示實施例1中各區域的判定基準。另外，第12圖中的數值為r2 的選別閾值。
接著，重新準備另外的磊晶晶圓(5000片)，遵循第1圖(j)至(m)進行以晶圓為單位的合格與否判定，僅將合格的晶圓投入至後續的SOI製造步驟。
於SOI晶圓製品完成的階段，進行關於最終損失的調查。以損失指數的驗證方法而言，再度調查於第1圖(m)成為不合格的材料晶圓，將不存在致命缺陷的片數除以原本的全磊晶晶圓片數的值定為「誤判率」，將其乘以材料價值係數的值定為「材料損失指數」。另一方面，於第1圖(m)判定為合格，而投入後續步驟的晶圓中，將發生起因於磊晶缺陷的空隙不良的片數除以原本的全磊晶晶圓片數的值定為「忽略的不良率」，將其乘以製品價值係數的值定為「不良損失指數」。最後將「材料損失指數」與「不良損失指數」相加之物定為「總合損失指數」。
＜比較例1＞ 準備預想與實施例1同等品質的比較調查用的磊晶晶圓(5000片)，與實施例同樣，遵循的1圖(b)，以SP2進行測定。雷射自斜上方照射，關於高角度散射訊號(DNO)及低角度散射訊號(DWO)，取得LPD之尺寸資訊。又，關於經檢測出的全LPD，遵循第1圖(c)，分類至顯示於第2圖的9個尺寸區域。將此些磊晶晶圓全數投入後續的SOI製造步驟。
於SOI晶圓完成的階段，進行相關於最終損失的調查。將SOI晶圓製品之中發生起因於磊晶缺陷的空隙不良的片數除以原本的全磊晶晶圓片數的值定為「忽略的不良率」，將其乘以製品價值係數的值定為「不良損失指數」。此狀況中，由於將全部磊晶晶圓作為材料使用故「材料損失指數」成為0，且「總合損失指數」＝「不良損失指數」。
＜比較例2＞ 透過再次分析比較例1的資料，計算預測利用SP2資料的尺寸資訊的一部分而選別之狀況的結果。具體而言，對第2圖所示的9個尺寸區域，分別進行判定各區域全體為合格或不合格的設定，使於判定為不合格的區域中包含一個以上缺陷的晶圓為不合格對象。另外，9個區域的合格與否判定的組合，預想有29 ＝512種，關於各自的狀況，進行「假想的總合損失指數」的再次計算。具體的計算方法如以下所示。相對於全晶圓的片數，使判定為不合格對象而在SOI晶圓製造後未發生空隙不良的片數的比率定為「假想的誤判率」，將其乘以材料價值係數的值定為「假想的材料損失指數」。另一方面，相對於全晶圓的片數，將判定為合格對象而於SOI晶圓製作後發生空隙不良的片數的比率定為「假想的忽略的不良率」，將其乘以製品價值係數的值定為「假想的不良損失指數」。最後將「假想的材料損失指數」與「假想的不良損失指數」相加之物定為「假想的總合損失指數」。預想的512種組合中，損失成為最少的狀況，僅有區域「g」為合格，而其他8個區域全部為不合格的狀況，以此為比較例2的結果。
最後，進行相關於實施例1、比較例1及比較例2各自的總合損失指數的比較。其結果顯示於第10圖。另外，第10圖中顯示有實施例1、比較例1及比較例2各自的總合損失指數於以比較例1的值為1時的相對值。如第10圖所示，實施例1的總合損失指數成為比較例1的1／5，又相對於比較例2亦得到1／2的相當低的結果，證實了本發明的有效性。
另外，本發明並不為前述實施例所限制。前述實施例為例示，具有與本發明的申請專利範圍所記載的技術思想為實質相同的構成，且達成同樣作用效果者，皆包含於本發明的技術範圍。
第1圖係顯示本發明的半導體晶圓的評價方法之一例的流程圖。 第2圖係顯示以DWO及DNO所得的LPD的尺寸所得的區域分類之一例的圖。 第3圖係說明以DWO及DNO所得的LPD的檢測座標間的距離及相對角度的圖。 第4圖係顯示以DWO所得的LPD的檢測座標相對於以DNO所得的檢測座標的相對角度θ2 及以DNO所得的LPD相對於晶圓中心的位置角度θ1 以及致命缺陷的相對關係的圖。 第5圖係顯示基於第4圖的關係而設定的遮蔽區域的圖。 第6圖係以DWO及DNO所得的LPD的檢測座標間的距離r2 及致命缺陷的符合率之間的關係的一例。 第7圖係顯示「忽略的不良率」及「誤判率」的概念的圖。 第8圖係顯示以DWO及DNO所得的LPD之檢測座標間的距離r2 及「忽略的不良率」及「誤判率」的關係的圖。 第9圖係顯示以DWO及DNO所得的LPD之檢測座標間的距離r2 及總合損失指數的關係的圖。 第10圖係為比較實施例及比較例1、2的總合損失指數的圖。 第11圖係顯示實際的LPD尺寸及LPD的檢測光訊號強度之關係的圖。 第12圖係顯示實施例1中各區域之判定基準的圖。

Claims (7)

  1. 一種半導體晶圓的評價方法，係使用雷射表面檢查裝置檢測半導體晶圓之表面的LPD，將所檢測出的該LPD分類為該半導體晶圓的表面的結晶缺陷及該半導體晶圓的表面上的異物，該半導體晶圓的評價方法包含下列步驟： 藉由該雷射表面檢查裝置的低角度入射-低角度檢測(DWO)以及低角度入射-高角度檢測(DNO)的兩種檢測模式，檢測出調查用樣品的半導體晶圓的表面的LPD； 基於藉由該兩種檢測模式所檢測出的LPD的尺寸資訊而進行尺寸分類； 自藉由該兩種檢測模式所檢測出的LPD的檢測座標，計算該兩種檢測模式中該檢測座標間的距離及相對於晶圓中心的相對角度； 對各個該經分類的尺寸預先設定一判定基準，該判定基準係供將該兩種檢測模式的檢測座標間的距離及相對角度為落入預定的範圍的LPD判定為異物，以及將落入該預定範圍的LPD以外的LPD判定為該半導體晶圓的缺陷的致命缺陷； 藉由該兩種檢測模式而測定一評價對象的半導體晶圓的LPD； 對於該評價對象的半導體晶圓，基於藉由該兩種檢測模式所檢測出的LPD的尺寸資訊而進行尺寸分類； 對於該評價對象的半導體晶圓，自藉由該兩種檢測模式所檢測出的LPD的檢測座標，而計算該兩種檢測模式中該檢測座標間的距離及相對於晶圓中心的相對角度；以及 基於該計算的結果及該判定基準，將該作為評價對象的半導體晶圓的表面所檢測出的LPD分類為致命缺陷及異物。
  2. 如請求項1所述的半導體晶圓的評價方法，其中係以磊晶晶圓作為該調查用樣品的半導體晶圓及該評價對象的半導體晶圓。
  3. 如請求項1所述的半導體晶圓的評價方法，其中係以作為Silicon On Insulator(SOI)晶圓的材料而使用之物作為該評價對象的半導體晶圓。
  4. 如請求項2所述的半導體晶圓的評價方法，其中係以作為Silicon On Insulator(SOI)晶圓的材料而使用之物作為該評價對象的半導體晶圓。
  5. 如請求項1至4中任一項所述的半導體晶圓的評價方法，其中致命缺陷係以四角錐形的外延缺陷作為該致命缺陷。
  6. 如請求項1至4中任一項所述的半導體晶圓的評價方法，其中在設定該判定基準時，係使用相較於採用該DWO及該DNO的評價方法為相異的評價方法以確認該被檢測出的LPD是否為該致命缺陷。
  7. 如請求項5所述的半導體晶圓的評價方法，其中在設定該判定基準時，係使用相較於採用該DWO及該DNO的評價方法為相異的評價方法以確認該所檢測出的LPD是否為該致命缺陷。
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