WO2002041380A1

WO2002041380A1 - Wafer shape evaluating method and device and device producing method, wafer and wafer selecting method

Info

Publication number: WO2002041380A1
Application number: PCT/JP2001/009981
Authority: WO
Inventors: Makoto Kobayashi; Kazuhito Matsukawa; Hidekazu Yamamoto; Shinroku Maejima
Original assignee: Shin-Etsu Handotai Co.,Ltd.; Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2002-05-23
Also published as: CN1394356A; CN1193409C; KR100533528B1; US20030023402A1; JP3924784B2; EP1335420A1; EP1335420B1; KR20020063225A; CN1599050A; US6828163B2; CN100339969C; EP1335420A4; JPWO2002041380A1; TWI276188B

Description

明細書ゥエーハの形状評価方法及び装置並びにデバイスの製造方法、ゥエーハ及びゥエーハの選別方法技術分野

本発明はシリコンゥユーハに代表されるゥユーハの形状評価方法及びゥエーハの形状評価装置に関する。また本発明は半導体デバイスの製造方法、特に露光機を用いたデバイス工程での歩留りを向上するゥエーハ及びその選別方法に関する。背景技術

従来、半導体基板材料として用いられるシリコンゥーハの製造方法は、一般にチヨクラルスキー（Czochralski； C Z ) 法や浮遊帯域溶融 ( Floationg Zone； F Z ) 法等を使用して単結晶インゴットを製造する結晶成長工程と、この単結晶インゴットをスライスし、少なくとも一主面が鏡面状に加工されるゥーハ加工工程を経る。更に詳しくそのェ程を示すと、ゥヱーハ加工工程は、単結晶インゴットをスライスして薄円板状のゥヱーハを得るスライス工程と、該スライス工程によって得られたゥヱーハの割れ、欠けを防止するためにその外周部を面取りする面取り工程と、このゥエーハを平坦化するラッピング工程と、面取り及びラッビングされたゥエーハに残留する加工歪みを除去するエッチングェ程と、そのゥヱーハ表面を鏡面化する研磨（ポリツシング）工程と、研磨されたゥーハを洗浄して、これに付着した研磨剤や異物を除去する洗浄工程を有している。上記ゥ： 3 —ハ加工工程は、主な工程を示したもので、他に熱処理工程等の工程が加わったり、工程順が入れ換えられたりする。

近年、半導体デバイス技術の飛躍的な進歩による半導体デバイスの高集積化が著しく、この進歩に伴い、シリコンゥエーハ等に対する品質要求もより厳しくなつている。半導体デバイスの製造は、このような単結晶製造工程、ゥヱーハ加工工程を経た鏡面研磨ゥ： ^ーハを用い製造されている。デバイス製造工程では、レジストパターンを形成する工程が、通常 2 0回〜 3 0回程度行われる。最近では、半導体集積回路の高集積ィ匕 · 高性能化がますます進んでおり、これに伴って回路パターンの一層の微細化が要求されてレ、る。 D R A M ( dynamic random access memory) を例にとると、現在量産が行われている 6 4 Mビット D R A Mでは、 0 . 2 5 μ η！〜 0 . 2 0 mのレジストパターンが描かれる。その写真製版工程においては、光源として、紫外線である K r Fエキシマレーザ光（波長 = 2 4 8 n m ) が最も多く利用されている。また、パターンの微細化にともなって、寸法精度、および、重ね合わせ精度についても、その向上が要求されている。この進歩に伴い、デバイスのベースとなるシリコンゥエーハ等に対する品質要求もより厳しくなつている _c つまり、半導体デバイスの高集積化は、デバイス寸法の縮小化を招来し、例えば、シリコンゥエーハにわずかなうねり等があった場合に、フォトリソグラフイエ程等においてデバイスパターンに誤差が生じてしまうからである。また、ゥエーハの有効利用の為、ゥエーハ主面の最外周 (面取り部分ぎりぎり）まで平坦なゥエーハが要求されている。

かかるシリコンゥヱーハに要求される重要品質特性の一つとして、シリコンゥヱーハの形状品質の問題がある。ゥヱーハの形状品質といっても、直径、厚さ、平行度、平坦度、そり、及ぴバウ、ワープ等といわれる比較的長周期な凹凸や数 m m周期の凹凸であるうねり、表面粗度といつた様々なパラメータがあるが、最近では、平坦度の指標として裏面基準又は表面基準のグローバルフラットネスまたはサイトフラットネスと言われる品質で評価されるケースが多い。

特に平坦度の指標として、裏面基準のグロ一パルフラットネスは、 G B I R (Global Back Ideal Range) と言われ、ゥエーハ面内に 1つの基準面を持ち、この基準面に対する最大、最小の位置変位の幅と定義されるのが普通で、従来からの慣例の仕様である TTV (全厚さ偏差）に相当する。

また、裏面基準のサイトフラットネスは、 S B I R ( Site Back Ideal Range) と言われ、過去にかなり賴繁に使用された L T Vに相当する。ゥヱーハ裏面を基準面とし、更に各サイトにおいて、サイト中心点を含む平面を焦点平面とした時、サイト内の焦点平面から +側、一側、各々最大変位量の絶対値の和で、各サイト毎に評価される。通常 8インチウエーハ等ではサイトの大きさが 2 0 mm X 2 0 mm程度の領域で評価される値である。このサイトの大ききは口径又は仕様により変化する。

その他にも表面基準のサイトフラットネスは、 S F QR (Site Front Least Squares Range) と言われ、設定されたサイト内でデータを最小二乗法にて算出したサイト内平面を基準平面とし、この平面からの +側、一側、各々最大変位量の絶対値の和であり各サイト毎に評価される。

更には、ナノトポグラフィーと言われる品質も重要視されている。ナノトポグラフィー（ナノトポロジーとも言われる）は、波長が 0. l m mから 2 0 mm程度で振幅が数 n mから 1 0 0 n m程度の凹凸のことであり、その評価法としては 1辺が 0. 1 mmから 1 0 mm程度の正方形、または直径が◦ . 1 mmから 1 0 mm程度の円形のプロック範囲（この範囲は WINDOW SIZE等と呼ばれる）の領域で、ゥエーハ表面の凹凸の高低差（ P V値； peak to valley) を評価する。この P V値は Nanotopography Height 等とも呼ばれる。ナノトポグラフィ一としては、特に評価したゥエーハ面内に存在する凹凸の最大値が小さいことが望まれている。通常 1 0 m mの正方形で複数のプロック範囲を評価しその P V値の最大値で評価し、この値が 6 0 n m以下であれば良品である。デバイス工程でのデザインルールが 0 . 1 8 μ πιまでは、上記のような指標で評価し、その規格を満足するゥーハを製造する事で十分であつたが、近年デザインルールが 0 . 1 5 111ゃ更に 0 . 1 3 μ πι仕様と厳しくなるにつれ、これらの規格を満足しても、実際にデバイス製造で使用した場合、歩留り等の低下が起こる事があった。従って、上記指標以外の因子でゥエーハを規定し、厳しいデザィンルールでの仕様でも問題とならないゥーハの製造及び評価方法が必要となってきた。

特に、，上記のような G B I Rや S B I R、 S F Q R等ではゥエーハ内側部分の平坦度は、精度良く評価するもののゥユーハ外周部、特に面取り部とゥエーハ主面の境界付近は正確に評価されていない事がある。例えば、デバイス製造工程では、多くの露光機等の処理装置が用いられ、各装置に用いられているゥヱーハ保持用のチャックとゥエーハの形状の相性が問題になりつつある。このようなチヤックのうねりや外周形状とゥエーハのうねりと外周形状のマッチングが重要であるが、従来の G B I Rや S B I R、 S F Q R等の指標では評価できない。

各デパイス製造工程、更に細かくは各処理装置のチヤックとの相性等を正確に評価できる指標が必要となってきた。特にデザインルールが厳しい仕様では、ゥエーハ外周部の評価をより正確に行う必要がある。特に、マスクパターン (レチクルパターン) の投影像に対しゥエーハを繰り返しステップし露光するステツパ（ステップ式投影露光機の通称）で使用するゥエーハの形状は、 S F Q R等の指標では必ずしも好ましいゥヱーハを選別する事ができなかった。スキャンニング式の露光機でも同様である。発明の開示

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、ゥエーハの形状品質を従来の S F Q R等とは違う観点から評価する事により、ゥーハ外周部をより的確に評価して各デバイス製造工程にあったゥエーハを製造し、デパイス製造工程以降の生産効率を高めることが可能なゥエーハの形状評価方法及ぴゥエーハの形状評価装置を提供することを目的とする _c 更には、上記のような評価方法及び装置を用い S F Q R等とは違う観点から評価する事により、ゥエーハ表面のうねり及びゥユーハ外周部をより的確に評価して各デパイス製造工程、特に露光機を用いた工程にあつたゥエーハを供給し、デバイス製造工程以降の生産効率を高めることが可能なデパイスの製造方法及ぴゥエーハ並びにゥエーハの選別方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のゥーハの形状評価方法の第 1の態様は、ゥエーハの面内で所定の間隔をおいてゥエーハの形状を測定し, この測定されたゥエーハ形状より、基準線又は基準面を算出するための第 1の領域をゥエーハ面内に設定し、該第 1の領域における基準線又は基準面を算出し、該第 1の領域外に評価をしようとする第 2の領域を設定し、該基準線又は基準面を該第 2の領域まで外挿し、第 2の領域の形状と該第 2の領域内における該基準線又は基準面との差を解析し、表面特性として算出することを特徴とする。

上記第 1の領域の境界線からエッジ部までの範囲に上記第 2の領域を設け、該第 2の領域内における任意の複数の位置での形状（実測値）とこれらの位置での上記基準線又は基準面（基準値）との差（実測値一基準値）を解析し、この値の最大値（正の最大変位量又は正の最大厚さ差）を表面特性（ハネ） Aとして算出することを特徴とする。（なお、この表面特性（ハネ） Aについては Aパラメータと言う事がある。）上記第 1の領域の境界線からエッジ部までの範囲に上記第 2の領域を設け、該第 2の領域内における任意の複数の位置での形状（実測値）とこれらの位置での上記基準線又は基準面（基準値）との差（実測値一基準値）を解析し、この値の最小値（負の最大値）を表面特性（ダレ） B として算出することを特徴とする。（なお、この表面特性（ダレ） Bについては Bパラメータと言う事がある。）

本発明のゥエーハの形状評価方法の第 2の態様は、ゥェ一ハの面内で所定の間隔をおいてゥエーハの形状を測定し、この測定されたゥエーハ形状より、基準線又は基準面を算出するための第 1の領域をゥーハ面内に設定し、第 1の領域における基準線又は基準面を算出し、該第 1の領域内で、該基準線又は基準面（基準値）と実測値の差（実測値一基準値）を求め、これらの差の標準偏差 σ を表面特性（うねり） Cとして算出することを特徴とする。（なお、この表面特性（うねり） Cについては Cパラメータと言う事がある。）

ここで、上記ゥエーハ面内で所定の間隔で測定するゥェ一ハ形状とは. ゥヱーハ表面に対して垂直な方向の変位（高さ、粗さ）又はゥヱーハ厚さである。これはゥエーハ表面に対して垂直な方向の変位で評価すると表面基準的な評価ができる。また、ゥーハ厚さで評価すると裏面基準的な評価ができる。

上記ゥヱーハの中心部よりエッジ部にかけた形状プロファイルを読み込み（つまり、形状プロファイルを求めて）、上記第 1の領域内においてゥーハ中心部付近より該第 1の領域の境界線までの上記基準線を作成するのが好適である。

上記ゥエーハの中心部からエッジ部までの形状プロファイルをゥエーハ面内の複数箇所より読み込み、平均した値を用いて表面特性を解析するのが好ましい。

上記ゥヱーハの中心部からエッジ部までの複数箇所より形状プロファィルを読み込み、それぞれの形状プ口ファイルから表面特性を解析し、解析した複数の表面特性からその平均値を求めることもできる。

上記ゥヱーハの中心部よりエッジ部にかけた広範囲なゥヱーハ面内のデータを読み込み、このデータより基準面を作成するのが好ましい。従来、 S F Q R等は 2 0 m m角程度の領域（サイト）に区切り、その領域内で基準面を作成し評価することがあつたが、これでは狭い領域で基準面を作成している為、面内で平均化してしまい、実際の形状の悪さ等を正確に評価できない事がある。特にこの評価方法ではゥエーハ外周部の形状は正確に評価する事ができなかった。

本発明方法では図 1に示すようにゥエーハ形状の基本的形状から基準線又は基準面を算出するためのグローバル（広範囲）な領域（第 1の領域）で基準線又は基準面を作成し、その基準線又は基準面をゥーハ外周部等の評価をしょうとする領域（第 2の領域）まで外挿して使用し、その第 2の領域の表面特性を解析し、 .又は第 1の領域内で使用し、その領域の表面特性を解析するものである。この基準線又は基準面と実際の形状との差をとり、最大値をハネ（図 1の A ) 、最小値をダレ（図 1の B ) 、第 1の領域の粗さのパラツキ（図 1の C ) をうねりとして評価する。本発明のうねりは従来のうねりとは異なる観点から評価 ·定量化している。

つまり、本発明方法は、少なくとも従来の S F Q R等で評価するサイトサイズより大きなエリァであるゥエーハの広範囲な特定領域（第 1の領域）内で基準線又は基準面を作成し、その第 1の領域内における、又はその第 1の領域外の評価をしょうとする領域（第 2の領域）の表面特性を広範囲な特定領域（第 1の領域）内で決められた基準線又は基準面を基準にし評価するものである。

評価基準としては、基準面として 2次元的にとっても良く、また基準線として直線又は曲線的に取っても良いが、全体的な（グローバルな）ゥエーハ形状を代表するような値にすることが必要である。

本発明のゥーハの形状評価装置は、ゥエーハの面内で所定の間隔をおいてゥーハの形状を測定する形状測定手段と、該形状測定手段により測定された形状データを順次入力保存する記憶手段と、該記憶手段よりゥエーハの中心部よりエッジ部にかけた形状データを読み込み、ゥェーハ中心部より任意の領域での基準線又は基準面を計算し、次いで、該基準線又は基準面と任意の位置の差を解析し表面特性として算出する表面特性算出手段と、を備えたことを特徴とする。

上記形状測定手段としては、試験台に載置されたゥーハ表面の該試験台表面に対して垂直な方向の変位をゥエーハ面内で測定する変位測定手段又はゥエーハ保持具に保持されたゥーハの厚さをゥーハ面内で測定する厚さ測定手段が好ましい。本発明装置は本発明方法の実施に好適に用いられる。

本発明のデバイス製造方法は、ゥエーハ上に露光機を用いデパイスを形成するにあたり、上記評価方法及び装置により表面特性（ハネ） Aを算出し、該表面特性（ハネ） Aが 1 5 0 n m以下のゥヱーハを用いデバイスを製造することを特徴とする。

このように、露光機を用いるデバイスの製造工程ではゥヱーハの外周部のハネが特に影響し、上記のような評価法で得られた表面特性（ハネ） Aの値が小さい方が好ましい、特に A = 1 5 0 n m以下である形状を有するゥヱーハを用い、露光機を用いてデバイスを製造すると良い。このハネ成分が小さければ好ましいがダレ過ぎていても好ましくないので下限としては一 2 0 n m程度である。更に露光機を用いデバイスを形成するにあたり、上記評価方法及ぴ装置により表面特性（ダレ） Bを算出し、該表面特性（ダレ） Bがー 3 0 O nm以下、特に一 3 0 O nm〜一 9 0 O n m程度のゥエーハを用いデパイスを製造する事が好ましい。

露光機で用いるゥエーハ形状は外周部にハネがないことが一番重要であるが、更にダレ過ぎていても好ましくない。わずかなダレ程度が好ましい。このように上記のような指標で一 3 0 0 nm〜一 9 0 0 n m程度、特に一 5 0 0 nm〜― 6 0 0 n m程度のゥエーハであれば、デバイス製造に大変好ましいゥヱーハである。

本発明のゥエーハは、該表面特性（ハネ） Aが 1 5 O nm以下、該表面特性（ダレ） Bが _ 3 0 0 nm以下であることを特徴とする。

つまり、露光機を用いたデバイス工程で用いるゥヱーハは、表面特性 (ハネ） A、表面特性（ダレ） Bが A= 1 5 0 nm以下、 B = _ 3 0 0 n m以下であるゥエーハが好ましい。

従来のゥエーハでは、このような指標で評価されていなかった事から. その多くのゥエーハで外周ダレが多かった。例えば上記 Aパラメータで負の値（一 2 0 0 nm以下）及ぴ Bパラメータで _ 7 0 0 n m以下のものであった。また、ダレを解消した場合、そのゥエーハはハネ形状になり易く、上記 Aパラメータで 2 0 0 nm以上となっていた。

なお、通常の研磨では上記品質を満たす事が困難であるため、本発明では、ゥヱーハの外周部を特に注意して研磨して、上記のようなパラメータの範囲であるゥヱ一八を製造する。

その方法としては、種々考えられるが例えば、ワーク周辺部の研磨速度を調節するためにワークより研磨速度が遅い材質からなるコート膜を. 周辺部分に形成し研磨する方法や、ワークの保持方法を工夫し、つまりワークの保持盤の大きさを工夫したり、ワーク保持領域の中央部分が硬 0 質、外周部分が軟質かつ外周部を吸着固定する等して研磨する方法や、ワーク裏面に背面コートを形成させ、この背面コートを介してワークを保持し、ワーク表面を研磨する方法で外周部と中心部で背面コート膜の厚さを変える等して外周部での研磨圧力が変化するようにしても外周ダレが制御できる。

また、 1次研磨前のゥエーハ径を製品径より大きくし、 1次研磨後縮径面取り加工を行うことにより外周部のダレを制御する方法や、研磨へッドを工夫し、ワーク周辺部の押圧力を中央部分から独立し制御して研磨する方法、また全く違った技術として研磨後周辺部のみプラズマェッチングすることにより外周形状を制御する方法等がある。

しかし上記のようにゥーハの製造方法に注意し研磨しても、必ずしも確実に上記 A , Bパラメータを満たすゥヱーハは製造できない場合が多レヽ。

従って、デバイスを製造する前に製造したゥヱーハを選別する。つまり、本発明のゥエーハの選別方法は、ゥエーハ上に露光機を用いデバィスを形成する為のゥーハを選別する方法であって、前記表面特性（ハネ） Aを前記評価方法で評価し、該表面特性（ハネ） Aが 1 5 0 n m以下のゥヱーハを選択することを特徴とする。

同様に、 Bパラメータについても評価し選別する。つまりゥヱーハ上に露光機を用いデパイスを形成する為のゥーハを選別する方法であつて、表面特性（ダレ） Bを前記評価方法で評価し、該表面特性（ダレ） Bがー 3 0 0 n m以下のゥヱーハを選択する。

このようにゥエーハ加工工程で研磨されたゥヱーハを選別する事で、よりデバイス工程に好ましいゥヱーハを得る事ができ歩留りを更に向上できる。

なお、ナノトポグラフィ一といわれるゥエーハ表面の微小な凹凸も問題になりつつある。この品質と同様な情報を、本評価法の表面特性（うねり） Cを用いても評価する事が可能であり、表面特性（うねり） Cを 2 0 n m以下とすれば、良質な表面状態のゥエーハとなる。なお、上記表面特性の値は、第 1の領域と第 2の領域の境界線（任意の位置 X ) をゥユーハ外周部から 3 0 m mの位置に、またゥーハの形状の測定は外周 l m mを除外（面取り部を除く）したデータを用い評価した値である図面の簡単な説明

図 1は、本発明のゥーハの形状評価方法における基準線と第 1の領域及び第 2の領域との立体的な関係を模式的に示す説明図である。

図 2は、本発明のゥエー八の形状評価方法における第 1の領域と第 2 の領域とを示す説明図である。

図 3は、本発明のゥエーハの形状評価方法における 1次元的な評価領域の 1例を示す説明図である。

図 4は、本発明のゥエーハの形状評価方法における 2次元的な評価領域の 1例を示す説明図である。

図 5は、本発明のゥーハの形状評価方法における 2次元的な評価領域の他の例を示す説明図である。

図 6は、本発明のゥーハの形状評価方法に係るゥエーハの形状評価装置の要部構成の 1例を示す側面的概略説明図である。

図 7は、本発明のゥーハの形状評価方法に係るゥーハの形状評価装置の要部構成の他の例を示す側面的概略説明図である。

図 8は、本発明のデパイスの製造方法の工程順の 1例を示すフローチヤートである。

図 9は、実施例 1の種々の製造工程における表面特性 Aの評価結果を示すグラフである。 2

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明に係るゥエーハの形状評価方法及びこの方法を実施する装置の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。

ゥヱーハ Wの形状の模式図を図 2に示す。一般にゥヱーハ Wの外周部にはゥヱーハ Wの力ケ等を防止するため面取りが施され、面取り部 W m が形成されている。通常この面取り部分 W mのゥユーハ形状は無視され評価されるものであり、測定対象外となっている。

また、形状評価は、ゥエーハ Wの主面 W nの面取り部分 W mより 3 m m、又は 2 m m程度除外した領域で評価される事が多い。しかし、近年. 1 m m又はゥーハ主面と面取りの境界ぎりぎりまで評価が要望されることもある。測定精度等を考慮に入れると現状では面取り部分 W mより 1 m m除外した領域で評価することが好ましい。

ゥヱーハ Wの表面の厚さ変位を模式的に示したものが図 1である。本発明方法によるゥエーハの形状評価は、周辺 1 0 m m (面取り部分より 1 0 m m ) 程度の領域におこりやすいハネゃダレを定量化することが主な目的である。

本発明のゥエーハの形状評価方法においては、図 1に示すように、ゥエーハ wの基本的形状からゥエーハ面内の基準線又は基準面を算出するための広範囲な領域（第 1の領域） W 1内で基準線 1 0 a又は基準面 1 0 bを作成し、その基準線 1 0 a又は基準面 1 0 bをゥヱーハ外周部の評価をしょうとする領域（第 2の領域） W 2まで外挿して使用し、その第 2の領域 W 2の表面特性を解析し、又は第 1の領域 W 1内で使用し、その領域 W 2又は W 1の表面特性を解析する。 .

この基準線 1 0 a又は基準面 1 0 b と実際の形状の差をとり、最大値をハネ A、最小値をダレ: B、第 1の領域 W 1の粗さのバラツキ Cをうね 3 りとして評価する。なお、図 1において、 W cはゥエーハ中心部、 W e はゥヱーハエッジ部、 Xは第 1の領域 W 1 と第 2の領域 W 2との境界線で、任意の位置に形成される。

基準線を作成しゥエーハ Wの形状評価を行う方法としては、所定の間隔でゥエーハ形状を測定し、前記測定された形状を順次記憶し、この記憶された形状より、図 3に示すようなゥヱーハ Wの中心部 W cよりエツジ部 W eにかけた形状プロファイルを読み込み、中心部より（ゥエーハ径方向の）任意の位置に設けられる第 1の領域 W 1の境界線 Xまでの基準線を計算し、次いで、（ゥエーハ厚さ方向の）任意の位置での形状とこの位置での基準線 1 0 aの値の差を解析し、表面特性として算出する _c 基準線は、ゥエーハ Wの中央部の形状を最も反映するような直線又は曲線で近似すれば良いが、通常、ゥエーハ Wの中央部分は、たいへん高平坦度に研磨されているため、直線で近似すれば十分である。

ここで、第 1の領域 W 1 と第 2の領域 W 2の境界線となる任意の位置 Xは、ゥエーハ Wの径方向の任意の位置で、ゥエーハの外周ダレゃハネの起こっていない範囲（なるべく広範囲）に設定する事が好ましい。例えば、通常ダレ等はゥヱーハ外周部 1 0 m m程度から外側で起こるので. 任意の位置（境界線） Xはゥーハ外周より 3 O m m程度に設定するとよい。 8ィンチウエーハ（直径 2 0 0 m m ) であれば中心部より 7 O m mの位置、 1 2インチウエーハ（直径 3 O O m m ) であれば中心部より 1 2 0 m mの位置で基準線や基準面を作成すれば良い。但し、この設定位置はゥヱーハのサイズ等により任意に変更し、ゥヱーハ品質をもつとも的確に評価できる値に設定する。

基準線を作成し評価する具体的な表面特性を算出する方法としては、ゥエーハ Wの中心部 W cよりエッジ部 W eにかけた形状プロファイルを読み込み、中心部 W cより任意の位置 Xまでの基準線を計算し、次いで. 4 任意の位置 Xからエツジ部 W eまでの範囲で任意の位置での形状（実測値）とこの位置での基準線（基準値）との差〔任意の位置形状（実測値）一任意の位置での基準線（基準値）〕を解析し、この値の最大値 (通常、正の最大変位量又は最大厚さ差）を表面特性（ハネ） Aとして算出する。この表面特性 Aは、ゥエーハ外周部の撥ね上がり形状を定量的に示すものである。

また、ゥエーハ Wの中心部 W cよりエツジ部 W eにかけた形状プロフアイルを読み込み、中心部より任意の位置 Xまでの基準線を計算し、次いで、任意の位置 Xからエッジ部 W eまでの範囲で任意の位置での形状 (実測値）とこの位置での基準線（基準値）との差〔任意の位置形状

(実測値）一任意の位置での基準線（基準値）〕を解析し、この値の最小値（通常、負の最大値）を表面特性（ダレ） Bとして算出する。この表面特性 Bは、ゥエーハ外周部のダレ形状を定量的に示すものである。更に、ゥエーハの中心部 W c よりエッジ部 W e (面取り部 W mは除く）にかけた形状プロファイルを読み込み、中心部より任意の位置 Xまでの基準線を計算し、次いで、該基準線（基準値）とゥーハ中心部より任意の位置 Xまでの形状（実測値）の差を求め、このパラツキを表面特性（うねり） Cとして算出する。この表面特性 Cは、ゥーハ中央部のうねり形状や平坦度を定量的に示すものである。

1次元的な解析でゥエーハ全体の評価をするのであれば、図 3の点線で示すように複数箇所の放射状の測定位置を対象とし、これらのゥーハ中心部 W cからエッジ部 W eまで（面取り部 W mは除く）の形状プロファイルをゥエーハ面内の前記複数箇所より読み込み平均した値で表面特性を解析してもよレ、。つまり、ゥエーハ面内の複数の形状プロフアイルを読み込み、これらの形状プロファイルの平均値（平均形状プロファィル）を予め求め、その平均形状プロファイルから表面特性を解析して 5 も良い。またゥヱーハ中心部 W cからエツジ部 W eまでの形状プロファィルから表面特性を解析してから、その値の平均値を求めてもよい。このような評価の仕方により、ゥヱーハのテーパ成分等の余計なノイズを除去する事もできる。ゥーハ面内で 4 0 0本程度（ 1° 間隔程度）で放射状に形状プロファイルを解析するとゥエーハ全面の情報がより正確に評価できる。

基準面 1 0 bを作成しゥーハの形状を評価する方法としては、図 4 に示すようなゥエーハ Wの全面を 4分割程度の領域に分解し、各領域毎にゥヱーハ中央部の広範囲な第 1の領域 W l a、 W l b、 W l c、 Wl d (四角でも扇状でもなんでもよい）で基準面を作成し、この基準面と任意の面（評価をしょうとする第 2の領域 W 2 a、 W2 b、 W2 c、 W 2 d、四角でも外周全体でもよく、形状は問わない）との形状の差を解析し、表面特性として算出する。図 4では様々な領域の取り方（4パターン）について例示した。また、 4分割以外に、図 5に示すような短冊状の領域に区切って第 1の領域 W 1及ぴ第 2の領域 W 2を設け、形状の差を解析し、表面形状を評価しても良い。

基準線 1 0 aでの解析と同様に基準面 1 0 bを作成し評価する場合でも、ゥエーハ Wの中心部 W cよりエツジ部 W eにかけた広範囲な第 1の領域のデータを読み込み、中心部より任意のェリァまでの基準面を計算し、次いで、ゥエーハ Wの外周部の評価をしょうとする第 2の領域で前記基準面 1 0 b との差（任意の位置形状一任意の位置での基準面）を解析し、この値の最大値（通常、正の最大変位量又は最大厚さ差）を表面特性（ハネ） Aとして算出する。同様に第 2の領域の最小値（通常、負の最大値）を表面特性（ダレ） Bとして算出する。更に、ゥエーハ中央部の広範囲な第 1の領域での粗さの基準面からのバラツキを表面特性 (うねり） Cとして算出する。 6 ゥエーハ面内における所定の測定間隔は、 1 m m間隔以内であることが好ましい。 0 m mを越える間隔であることは当然であるが、できるだけ細かい間隔で評価する事でより正確な形状を定量化できる。

この表面特性を利用することによって、従来のゥエーハの形状評価よりもより確実な評価をすることができることとなって、次工程以降の歩留り向上が図れる。

続いて、上記した解析を行うための評価装置について説明する。図 6 は、本発明に係るゥエーハの形状評価装置の第 1の実施形態の要部構成を示す概略説明図である。図 6に示したゥヱーハの形状評価装置 2 0は、ゥーハ Wの表面の変位量を測定し、解析する装置であって、試験台 2 2と、レーザー発振器や自動焦点機構を備えた変位計 2 4からなる変位測定手段 2 6及びコンピュータ 2 8等により構成され、予め校正された基準点からの距離のずれを変位として光学的に測定する。図 6の実施形態の場合は、変位測定手段 2 6が形状測定手段として作用する。

前記試験台 2 2は、被測定対象物であるシリコンゥエーハ Wを載せる台である。変位計 2 4は前記試験台 2 2に載置されたシリコンゥヱーハ Wの表面に所定の間隔でレーザー光を照射させる装置であり、レーザー光としては、例えば、 H e N e レーザー等を用いる。該変位計 2 4は、自動焦点機構（図示省略）を備えており、この自動焦点機構は、例えば- C C D ( Charge Coupled Device) カメラ（図示省略）、自動焦点回路 (図示省略）等を備え、レーザー発振器により照射されたレーザー光のシリコンゥヱーハからの反射像の焦点を自動的に合わせることが出来るようになつている。

前記変位計 2 4は、前記自動焦点機構によつて焦点を合わせ.たときの基準点からの変位を変位として測定し、前記コンピュータ 2 8に入力する。 7 前記コンピュータ 2 8は、 C PU (Central Processing Unit) 、 R AM (Random Access Memory) 、 ROM (Read Only Memory) 等を備えている。そして、前記コンピュータ 2 8は、前記変位計 24から出力された変位データを入力し、 RAMを作業領域として、 ROMに内蔵された所定の解析プログラムを読み出して入力された前記変位データから本発明の品質である表面特性 A, B, Cを C PUにて算出する。この表面特性は、特にゥエーハ外周部を評価するパラメータである。

つまり、上記コンピュータ 2 8は、上記変位測定手段（形状測定手段） 2 6により測定された形状データを順次入力保存する記憶手段と、該記憶手段よりゥエーハ Wの中心部よりエツジ部にかけた形状データを読み込み、中心部より任意の領域での基準線又は基準面を計算し、次いで、該基準線又は基準面と任意の位置の差を解析し表面特性として算出する表面特性算出手段と、を備えている。

図 7は、本発明に係るゥーハの形状評価装置の第 2の実施の形態の要部構成を示す概略説明図である。ゥエーハの表面形状評価装置の別の態様として、ゥエーハ表面の変位量ではなく、静電容量式のフラットネス測定器により厚さを測定しても良い。静電容量式のフラットネス測定器は、図 7に示すように、ゥ -ーハ Wを挟むように上下 2本の静電容量型センサー 3 2 a、 3 2 bからなる厚さ計 3 2を備えた厚さ測定手段 3 4として用いられ、それぞれのセンサー 3 2 a、 3 2 b とゥエーハ Wの上下面の各々の距離を測定する事により厚さを測定する。静電容量式のフラットネス測定器としては、市販の非接触ゥエーハ厚み、平坦度、 B OW/WA R P測定装置、例えば AD E社製ウルトラゲージ 9 9 0 0等が使用できる。

図 7に示したゥヱーハの形状評価装置 3 0は、ゥエーハ Wを保持するゥエーハ保持具 3 6と、上記厚さ測定手段 34及びコンピュータ 2 8から構成され、ゥエーハ Wの厚さを測定する。図 7の実施形態の場合は、厚さ測定手段 3 4が形状測定手段として機能する。

このように、ゥエーハ Wの形状（凹凸）を細かく精度良く評価できる評価装置であれば特に限定することなく使用する事ができる。

以上のように測定した変位または厚さを基に表面特性 A， B ， Cを評価する。具体的に基準線又は基準面は、基準を作成すべき領域全点のデータを用い、最小二乗法等にて算出された線又は面である。従って、データをサンプリングする間隔は細かければ細かいほど好ましい。具体的には、 1 m m以下が適正範囲である。

次に、上記した本発明のゥーハの形状評価装置により実際に算出した表面特性 A , B , Cを用いた形状評価について説明する。図 1は、所定のゥエーハにおける表面特性 A , B , Cの値と、このときの切断面の形状プロファイルを示した図である。表面特性算出手段である解析プログラムはこの表面特性 A , B , Cを求める算出式がプログラミングされているソフトウェアである。

解析プログラムでは、表面特性 Aとして、鏡面研磨したシリコンゥェーハの中心部からエッジ部方向に向け任意の（約 l m m ) 間隔で前記シリコンゥエーハの厚さデータを読み込み、次いで、この厚さを用い、広範囲な第 1の領域で基準線（又は基準面）を最小二乗法により作成し、その基準線（基準値）と評価をしょうとする第 2の領域内での形状（実測値）の差（実測値一基準値）を算出し、そのエリア内での最大値を解析する。

表面特性 Bは、鏡面研磨したシリコンゥエーハの中心部からエッジ部方向に向け任意の（約 l m m ) 間隔で前記シリコンゥエーハの厚さデータを読み込み、次いで、この厚さを用い、広範囲な第 1の領域で基準線 (又は基準面）を最小二乗法により作成し、その基準線（基準値）と評 9 価をしょうとする第 2の領域内での形状（実測値）の差（実測値一基準値）を算出し、そのエリア内での最小値を解析する。

表面特性 Cは、鏡面研磨したシリコンゥヱーハの中心部からエッジ部方向に向け任意（約 l m m ) の間隔で前記シリコンゥエーハの厚さデータを読み込み、次いで、この厚さを用い、広範囲な第 1の領域で基準線 (又は基準面）を最小二乗法により作成し、この第 1の領域での基準線 (基準値）と実測値の差（実測値一基準値）の標準偏差を解析する。

以上説明した本発明に係るゥエーハの形状評価装置によれば、レーザ一光を用いて測定した変位、または静電容量式厚さ測定器で測定した厚さデータをコンピュータに読み込み、解析することによって表面特性 A , B , Cを算出する。

上述したように、本発明によれば、従来の S F Q R等とは違った観点からゥエーハの表面形状、特にゥエーハ外周部を一定の基準で確実に判定することが出来る。また、従来のゥエーハの形状評価よりもより有効な情報を評価することができることとなって、デバイス製造工程等次ェ程以降の歩留り向上も図れる。また、この表面特性は種々の実験データの解析用パラメータとしても活用出来る。 . なお、シリコンゥーハの形状を評価する際には、上記した表面特性 A , B , Cの他、従来の S F Q R等の平坦度、表面粗さといつた他の評価パラメータと組み合わせることにより、より完全なシリコンゥエーハの形状評価が出来る。

以下、本発明に係るデバイスの製造方法について添付図面中、図 8を参照して詳細に説明する。図 8は本発明のデバイスの製造方法の工程順の 1例を示すフローチャートである。同図に示されるごとく、本発明のデバイスの製造方法は、大略的に言えば、単結晶製造工程 1 0 0、ゥェーハ加工工程 1 0 2、ゥエーハ選別工程 1 0 4及ぴデバイス製造工程 1 0 6から構成されている。

上記した半導体集積回路のデバイス製造工程 1 0 6では、シリコンゥエーハ等の半導体基板（未処理の半導体基板だけでなく、半導体プロセスの中途にあって加工、処理がすでに施されているものをも含む）に対して、例えば、エッチングあるいはイオン注入等、様々な処理が選択的に施される。

このとき、処理が施される下地層としてのシリコンゥエーハ等を選択的に保護するために、紫外線、 X線、電子線等の放射線に対して感性を有する組成物、いわゆる感光性レジスト（以下、「レジスト」と称する）の被膜が、基板の上に形成された後、上記放射線を用いて露光（可視光だけでなく、紫外線、電子線等の放射線に曝すことを広く意味する）を行うことにより、パターンユングされる。すなわち、写真製版ェ程を通じて、レジストパターンが半導体基板の上に形成される。

最も一般的に用いられているレジストパターンの形成方法は、水銀ランプの g線（波長 = 4 3 6 n m ) 、 i線（波長 = 3 6 5 n m ) 、あるいは、 K r Fエキシマレーザ（波長 = 2 4 8 n m ) を光源とし、縮小投影露光機（ステツパ）を用いて、露光を行う方法である。このとき、ステッパにはフォトマスクが装着された上で、露光が行われる。フォトマスクは、レチクルとも称され、ガラス基板の上にクロム（C r ) 等の遮蔽膜で、転写すべきパターン（例えば、配線パターン）、マスクパターンとして描かれたものである。露光の際には、フォトマスクと、既に形成されている半導体基板上の回路パターンとの間で、精密な位置合わせ (重ね合わせ）が行われる。

フォトマスクに描かれたマスクパターンが、光源が発する光（可視光だけでなく、紫外線等も含めて「光」と記載する）により投影され、さらに、投影光線がステツパに備わるレンズを通過する。それによつて、マスクパターンが、半導体基板上に塗布されたレジストの上に縮小されて転写される。その後、レジストに対して現像処理が施されることによつて、レジストパターンが形成される。レジストにはポジ型とネガ型とがある。ポジ型は被照射部分が現像液に溶解し、未照射部分が溶解しないレジストであり、ネガ型は照射部分が現像液に溶解せず、未照射部分が溶解するレジストである。

このデバイス製造工程 1 0 6では、レジストパターンを形成する工程力 S、通常 2 0回〜 3 0回程度行われる。但し、デパイス製造工程 1 0 6 については特に上記例に限定されるものではない。

本発明のデバイス製造方法では、このような露光機を用いたデバイス製造工程 1 0 6で使用されるゥエーハを規定したもので、前記したような評価方法で表面特性（ハネ） Aを算出し、その値が 1 5 0 nm以下のゥヱーハを用いデバィスを製造する。

露光機を用いるデバイスの製造工程ではゥエーハの外周部のハネが特に影響し、上記のような評価法で得られた表面特性（ハネ） Aの値が小さい方が好ましい、特に A= 1 5 0 n m以下である形状を有するゥエーハを用い、露光機を用いデバイスを製造すると良い。

更に表面特性（ダレ） B値が一 3 0 0 nm以下、特に一 3 0 0 nm〜

_ 9 0 0 n m、更に好ましくは一 5 0 0 n m〜一 6 0 0 n mに制御されたゥエーハを用いる事でデバイス製造の歩留りが向上する。露光機で用いるゥエーハ形状は外周部にハネがないことが最も重要であるが、更にダレ過ぎていても好ましくない。わずかなダレ程度が好ましい。上記のような指標で一 3 0 0 n m 9 0 0 n m程度のゥヱーハであれば、デパイス製造に大変好ましいゥヱーハである。

ゥヱーハの製造方法は特に限定するものではないが、ゥヱーハの外周部の形状に注意しゥエーハ加工する。具体的なシリコンゥエーハの加工方法の一例を示す。先ずチヨクラルスキー（Czochralski； C Z ) 法等を使用して単結晶インゴットを製造する（単結晶製造工程 1 0 0 ) 。この単結晶インゴットをスライスし、少なくとも一主面が鏡面状に加工される。更に詳しくゥヱーハ加工工程 1 0 2を示すと、ゥエーハの加工工程 1 0 2では内周刃、ワイヤーソー等により単結晶インゴットをスライスして薄円板状のゥヱーハを得るスライス工程と、該スライス工程によって得られたゥヱーハの割れ、欠けを防止するためにその外周部を面取りする面取り工程、このゥエーハを平坦化するラッビングや平面研削工程、ゥエーハに残留する加工歪みを除去するエッチング工程、そのゥエーハ表面を鏡面化する研磨（ポリツシング）工程、研磨されたゥエーハを洗浄して、これに付着した研磨剤や異物を除去する洗浄工程等を有している。上記ゥエーハ加工工程 1 0 2は、主な工程を示したもので、他に熱処理工程等の工程が加わったり . 工程傾が入れ換えられたり、同じ工程を複数段実施する事もある。

このような、一連のゥエーハ加工工程の中で種々の工程についてはどのような方法でも良いが、最終的に得られるゥエーハの形状に注意する _c 従って、特に研磨工程における研磨条件を注意し理想的なゥエーハを得る。研磨工程でも種々の加工方法が可能であるが、ゥエーハ外周部にかかる圧力や研磨速度を制御し研磨し、ゥエーハの形状、特に外周部の形状を制御する。なお、このようなゥヱーハ加工工程に限るものではなく，本発明で示した評価法で、 A, Bパラメータが本発明範囲に入る製造方法であれば特に限定されない。

このようにすることで、ゥエーハの外周ダレが少なく A， Bパラメ一タが A= l 5 0 nm〜一 2 0 nm、 B =— 3 0 0 nm〜一 9 0 0 nm¾ 度のゥエーハが高い確率で製造できる。なお、上記表面特性の値は、第 1の領域と第 2の領域の境界線（任意の位置 X) をゥエーハ外周部から 3 O m mの位置に、またゥヱーハの形状の測定は外周 1 m mを除外（面取り部を除く）したデータを用い評価した値である。

但し、必ずしも上記範囲のゥ； π—ハが得られる訳ではないので、本発明のデバイス製造工程 1 0 6に用いるゥヱーハについて上記の様な評価を行い、ゥヱーハ選別工程 1 0 4において更にゥヱーハを選別する。つまり、図 8に示すように、本発明のデバイスの製造方法においては、インゴットを製造する単結晶製造工程 1 0 0、鏡面研磨ゥーハを得るためのゥエーハ加工工程 1 0 2を経た後に、 A， B , Cパラメータによるゥヱーハの選別工程 1 0 4を実施し、その後デバイス製造工程 1 0 6 においてデバイスの製造を行う。なお、本発明の評価方法では、任意の位置 X及びゥエーハ形状の測定領域をどこに設定するかで値が変化することもある。露光機を用いたデパイス工程に用いるゥヱーハ並びにゥヱーハの選別には、本発明評価方法の任意の位置 Xをゥエーハ外周部から 3 0 m mの位置に、またゥエーハの形状の測定は外周 1 m mを除外（面取り部を除く）したデータを用い評価すると安定した評価が行えた。しかし現状のゥヱーハは高平坦度であり任意の位置 Xが若干ズレてもそれほど値は変化しない。伹し、ゥエーハ外周部から 1 0 m m程度に設定すると得られる値が大きく変化する事が多いので 2 0 m m程度から中心側に設定した方が好ましい。また、これらはゥエーハの直径が異なっても同様であった。ゥエーハの直径が異なっても任意の位置 Xはゥエーハ外周部から 3 0 m m程度の位置に設定することが好ましい。

実施例

以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、この実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるものでないことはいうまでもない。

(実施例 1 ) 本発明の評価方法で種々の製造工程（ 6種類）で製造した 8インチ鏡面研磨ゥエーハ（直径 2 0 0 mmのゥエーハ、外周 0. 5 mmは面取り部）を評価した。

6種類のゥエーハ加工工程（工程 S 1〜S 6 ) は、エッチング工程及ぴ平面研削工程等の工程の条件を変更したものである。デバイス工程での歩留りについては、上記製造工程で S 5〉 S 6 > S 1 > S 4 > S 2〉 S 3の順で S 5が最も良く S 3のゥヱーハ加工工程で製造したゥエーハが最も悪かった。

上記デバイス製造工程の歩留りを良くするには、どのような形状が好ましいのかを本発明の評価方法を利用し評価した。解析は、基準線を作成しゥエーハの形状評価を行う方法を利用した。ゥエーハ面内で 4 0 0 本の形状プロフアイルを解析した。

それぞれの解析は、 0. 9 5 mmの間隔でゥヱーハ全面（面取り部である外周 0. 5 mm除く）のゥエーハ厚さを測定し、前記測定されたゥエーハ厚さを順次記憶し、この記憶された形状より、図 1に示すようなゥヱーハの中心部よりエッジ部（中心部より 9 8. 5 mm) までの形状プロファイルを読み込み、中心部より（ゥエーハ径方向の）任意の位置

X ( 7 0 mm) までの値を用い、最小二乗法で基準線を計算し、次いで. 任意の位置での厚さとその位置での基準線の値（仮想的な厚さ）の差を解析し表面特性として算出した。つまり、表面特性 A, Bは 7 0 mn！〜

9 8. 5 mmの評価をしようとする第 2の領域での最大値及び最小値である。表面特性 Cは中心部から 7 0 mmまでの広範囲な第 1の領域でのパラツキである。

評価した結果を表 1及ぴ図 9に示す。これらは、ゥヱーハ中心部からエッジ部までの形状プロファイルそれぞれで、はじめに表面特性を算出し、その後、放射状に評価した 4 0 0本の表面特性の平均値を求めたものである

表 1を見ると歩留りの悪い S 3で製造したゥヱーハは、ダレ成分（本発明評価方法の表面特性 B) は小さく良好なものの、表 1及ぴ図 9に示すようにハネ成分（本発明評価方法の表面特性 A) が他の製造方法で製造したゥエーハに比べ著しく悪かった。このように本発明評価方法では. より正確にゥエーハの品質を評価している事がわかる。

このデバイス製造工程ではゥヱーハ形状のダレよりもハネに影響されやすく、ハネのないゥエーハを使用すると歩留りを向上できる事がわかる。また、この実施例では、表 1に示した製造工程 S 5程度のダレ及ぴハネの値を持つゥエーハが好ましい事がわかる。

このデバイス工程は露光機を用いた工程であり、露光機を用いたデバイス製造工程に好ましいゥエーハとしては、表 1より、ハネ成分のないもので Aパラメータが 0. 1 5 0 μ πι ( 1 5 0 ηηι) 以下のものである ₍ 0以下であるとハネ成分というより実際はダレの大きな形状になってしまうので、好ましくは一 2 0 nm〜 1 5 0 nmである。 Bパラメータは Aパラメータより露光機の歩留りに対し大きく影響しないが、歩留りを良くするには、 Aパラメータが 0. 1 5 0 μ πι ( 1 5 0 ηιη) 以下で更に Βノラメータが一 3 0 O n m〜一 9 0 O n m、特に一 5 0 0 n m〜一 6 0 0 n m程度が好ましい。 Cパラメータについては、 2 O n m以下が好ましい。この傾向は様々な露光機において同様であった。

各デバイス製造工程（更には各処理装置）において、本発明評価方法により最適なダレやハネの範囲を規定する事によりデバイス製造工程毎に好ましいゥエーハを製造する事ができる。

なお、本発明の評価方法は上記実施例 1に限定されるものではない。例えば、基準線又は基準面を作成する場合、ゥーハ中心部から任意の位置 Xまでの範囲のデータで計算しているが、これは必ずしも中心部からの位置でなくても良い。中心部からのデータを用いる方がより正確であるが、通常、ゥヱーハの中央部分は、たいへん高平坦度に研磨されているため、中心部からある程度ずれていてもよい。

例えば、 8インチウエーハ等では、中心部より 2 3 mm〜 9 8. 5 m mの変位や厚さを測定し、中心部から 2 3 mmの位置を始点とし、それから（任意の位置） 7 0 mm (ゥエーハ外周部から 3 0 mm) の形状プ口ファイルで、基準線又は基準面を作成してもほぼ同じ結果が得られた ₍ また、上記実施例 1では表面特性 Aに主に違いが見られたが、表 1に示すように表面特性 Bや C及ぴ表面特性 Aと表面特性 Bの差等を求めゥーハ形状の評価をしたり、これら評価された指標を適宜組み合せゥェーハを評価する事でより正確にゥエーハの形状を評価できる。鏡面研磨ゥエーハを評価することが最も重要であるが、評価対象ゥーハは、鏡面研磨ゥエーハに限らず、ラッピング後又はエッチング後、平面研削後等のゥエーハ等でも可能である。 (実施例 2)

次に、表 1から得られた知見を更に確認するために、 A， B , Cパラメータを制御しつつゥエーハを製造し、更に本発明の評価方法によりゥエーハを選別して、一定の範囲のゥエーハを準備した。評価方法は実施例 1 と同様である。

つまりゥヱーハ外周部を制御しながら研磨し、 Aパラメータが一 2 0 ηπ！〜 1 5 O nm、更に Bパラメータがー 3 0 0 n m 9 0 O nmのゥエーハを準備し、このゥエーハを用いデバイスを製造した。デバイス工程は、様々な工程があるが露光機、特にステツパを用いた工程で実施した。

ゥエーハは先の評価方法で評価した時に、 Aパラメータが 8 0 η π！〜

1 5 0 nmで、 Bパラメータは _ 4 0 0 n m 7 0 0 nmであるゥェーハ（ゥエーハ群 WS 1 ) 及ぴ、 Aパラメータが一 2 0 n m〜 8 0 n m. Bノラメータが一 3 0 0 n m 8 0 0 nmであるゥエーハ（ゥエーハ群 WS 2) を用いた。 Aパラメータについてはどちらも 1 5 O nm以下であった。なお、 Cパラメータはすべて 2 0 n m以下のゥヱーハである _t 以下にステツパを用いたデバイス製造工程、特にレジストパターン形成工程での製造方法を示す。この例では、まず本発明で選別したゥエーハ上に市販のポジ型レジスト 5 0 0 n m程度の厚さとなるように塗布し. その後、 1 0 0 °Cで 9 0秒間のプリべ一キングが行われる。それにより液体のポジ型レジストが固化される。

つぎに、様々なピッチのパターン（例えば、配線パターン）が描かれたレチクル (フォトマスク）を、 K r Fエキシマレーザ (波長 = 2 4 8 nm) を光源とするステツパへ装着することにより、露光が行われる。その結果、レチクルに描かれたパターンが、ポジ型レジストへ転写される。つづいて、 1 1 0 °Cで 9 0秒間、 P E B (露光後のベーキング； Post Exposure Baking) が行われた後、テトラ · メチル · アンモニゥム ' ヒドロキシド（TMAH) の 2. 3 8重量⁰ /₀水溶液を用いて、 6 0 秒間の現像が行われる。その結果、レチクルに描かれたパターンに対応したレジストパターンが得られる。このようにステツパを用いたデバィスの製造を行った。

ステツパを用いたデバイス工程の歩留りとして、レジストパターンのズレ（露光不良）により評価した。パターンズレのあるゥヱーハを不良品とし歩留りを計算した。ゥエーハは 1 0 0枚評価した。

その結果、 W S 1のゥヱーハの歩留りは 9 9 %であった。それに比べ. WS 2のゥエーハは若干歩留りは低下し、 9 5 %であった。従来より遥かに歩留りは良かった。

(比較例 1 )

ゥエーハ（ゥエーハ群） WS 3 として、 Aパラメータが 1 5 0 n m〜 4 0 0 nm、 Bノラメ"タはー 2 0 0 nm〜一 8 0 0 n m、 Cパラメ一タは 2 0 n m以下のゥエーハについて、実施例 2と同様にデバイスを製造し、その歩留りを確認した。

その結果、ゥエーハ WS 1 , WS 2に比べ、歩留り力 S 5 2 %と著しく悪くなつた。特にゥエーハ外周部にパターンズレが多く発生していた。このように特にパラメータ A (ハネ成分）が大きいゥエーハではデバィス工程の歩留りが悪い事がわかる。

ちなみに、従来からあるゥエーハの製造及ぴ A， Bパラメータによる選別を行わずにデバイスを製造した場合の歩留りは 7 0 %程度である。本発明の規格内に入るゥエーハを用いる事により歩留りが大きく向上している事がわかる。

このようにステツパを用いたデパイス製造工程ではゥエーハ形状のダレよりもハネに影響されやすく、ハネのないゥーハを使用すると歩留りを向上できる事がわかる。

ゥエーハ表面のうねり成分である Cパラメータは、ナノトポグラフィ一と大きく関連し 2 0 n m以下であると良質な表面状態であった。産業上の利用可能性

本発明の代表的な効果について説明すれば、変位又は厚さ測定手段によって所定の間隔で測定された変位又は厚さは、表面特性算出手段によつて、従来の S F Q R等の平坦度を示す指標よりより正確にゥヱーハ形状を規定できる。特にハネゃダレといったゥエーハ外周部の形状を定量的に評価することが出来ることとなつて、一定した基準で確実に判定することが出来る。

本発明の評価方法では、今まで的確に評価できなかった品質、特にゥヱーハ外周部の品質が定量的に評価でき、リソグラフィーゃ C M Pに最適なゥヱーハ形状を規定することができる。

本発明の方法によって得られる表面特性を利用することによって、従来のゥヱーハの形状評価よりもより確実な評価をすることができることとなって、次工程以降の歩留り向上が図れる。また、これらデータの蓄積によって、製造工程の能力等が容易に把握することが出来ることとなつて、安定したゥ —ハの供給を行うことが出来る。

特に、露光機を用いたデバイス工程では、 A， B ， Cパラメータがー定の規格内に入っていればデバイス工程での歩留りを大きく向上できることが確認された。従って、 A , B , Cパラメータが上記規格に入るようにゥエーハを製造、更には選別して、デパイス工程で用いる事によつて歩留りを向上できる。

Claims

請求の範囲

1 . ゥエーハの面内で所定の間隔をおいてゥヱーハの形状を測定し、この測定されたゥエーハ形状より、基準線又は基準面を算出するための第 1の領域をゥーハ面内に設定し、該第 1の領域における基準線又は基準面を算出し、該第 1の領域外に評価をしようとする第 2の領域を設定し、該基準線又は基準面を該第 2の領域まで外挿し、該第 2の領域の形状と該第 2の領域内における該基準線又は基準面との差を解析し、表面特性として算出することを特徴とするゥーハの形状評価方法。

2 . 前記第 1の領域の境界線からエッジ部までの範囲に前記第 2の領域を設け、該第 2領域内における任意の複数の位置での形状とこれらの位置での前記基準線又は基準面との差を解析し、この値の最大値を表面特性（ハネ） Aとして算出することを特徴とする請求項 1記載のゥエーハの形状評価方法。

3 . 前記第 1の領域の境界線からエッジ部までの範囲に前記第 2の領域を設け、該第 2の領域内における任意の複数の位置での形状とこれらの位置での前記基準線又は基準面との差を解析し、この値の最小値を表面特性（ダレ） Bとして算出することを特徴とする請求項 1記載のゥエーハの形状評価方法。

4 . 上記ゥエーハ面内で所定の間隔をおいて測定するゥエーハ形状が、ゥエーハ表面に対して垂直な方向の変位又はゥエーハ厚さであることを特徴とする請求項 1 〜 3のいずれか 1項記載のゥーハの形状評価方法 (

5 . 前記ゥエーハの中心部よりエッジ部にかけた形状プロファイルを読み込み、前記第 1の領域内においてゥエーハ中心部付近より該第 1の領域の境界線までの前記基準線を算出することを特徴とする請求項 1 〜 4 のいずれか 1項記載のゥエーハの形状評価方法。

6 . 前記ゥエーハの中心部からエッジ部までの形状プロファイルをゥェーハ面内の複数箇所より読み込み平均した値を用いて表面特性を解析することを持徴とする請求項 5記載のゥエーハの形状評価方法。

7 . 前記ゥヱーハの中心部からエッジ部までの複数箇所より形状プロフアイルを読み込み、それぞれの形状プロファイルから表面特性を解析し、解析した複数の表面特性からその平均値を求めることを特徴とする請求項 5記載のゥーハの形状評価方法。

8 . 前記第 1の領域の基準面は、ゥヱーハ中心部よりエッジ部にかけたゥエーハ面内のデータを読み込み、このデータより算出することを特徴とする請求項 1 〜 4のいずれか 1項記載のゥーハの形状評価方法。

9 . ゥヱーハの面内で所定の間隔をおいてゥヱーハの形状を測定し、この測定されたゥーハ形状より、基準線又は基準面を算出するための第 1 の領域をゥエーハ面内に設定し、第 1 の領域における基準線又は基準面を算出し、該第 1の領域内で、該基準線又は基準面と実測値の差を求め、これらの差の標準偏差 σ を表面特性（うねり） Cとして算出することを特徴とするゥーハの形状評価方法。

1 0 . 上記ゥエーハ面内で所定の間隔をおいて測定するゥエーハ形状が. ゥヱーハ表面に対して垂直な方向の変位又はゥエーハ厚さであることを特徴とする請求項 9記載のゥーハの形状評価方法。

1 1 . 前記ゥヱーハ中心部よりエッジ部にかけた形状プロファイルを読み込み、前記第 1の領域内においてゥヱーハ中心部より該第 1の領域の境界線までの前記基準線を算出することを特徴とする請求項 9又は 1 0 記載のゥエーハの形状評価方法。

1 2 . 前記ゥエーハの中心部からエッジ部までの形状プロファイルをゥエーハ面内の複数箇所より読み込み平均した値を用いて表面特性を解析することを特徴とする請求項 1 1記載のゥエーハの形状評価方法。

1 3 . 前記ゥヱーハの中心部からエッジ部までの複数箇所より形状プロファイルを読み込み、それぞれの形状プロファイルから表面特性を解析し、解析した複数の表面特性からその平均値を求めることを特徴とする請求項 1 1記載のゥエーハの形状評価方法。

1 4 . 前記第 1の領域の基準面は、ゥヱーハ中心部よりエッジ部にかけたゥエーハ面内のデータを読み込み、このデータより算出することを特徴とする請求項 9又は 1 0記載のゥエーハの形状評価方法。

1 5 . 前記所定の測定間隔は、 1 m m間隔以内であることを特徴とする請求項 1 〜 1 4のいずれか 1項記載のゥエーハの形状評価方法。

1 6 . ゥエーハの面内で所定の間隔をおいてゥエーハの形状を測定する形状測定手段と、該形状測定手段により測定された形状データを順次入力保存する記憶手段と、該記憶手段よりゥエーハの中心部よりエッジ部にかけた形状データを読み込み、ゥエーハ中心部より任意の領域での基準線又は基準面を計算し、次いで、該基準線又は基準面と任意の位置の差を解析し表面特性として算出する表面特性算出手段と、を備えたことを特徴とするゥーハの形状評価装置。

1 7 . 前記形状測定手段が、試験台に載置されたゥーハ表面の該試験台表面に対して垂直な方向の変位をゥエーハ面内で測定する変位測定手段であり、前記形状データが変位データであることを特徴とする請求項 1 6記載のゥーハの形状評価装置。

1 8 . 前記形状測定手段が、ゥーハ保持具に保持されたゥエーハの厚さを、ゥエーハ面内で測定する厚き測定手段であり、前記形状データが厚さデータであることを特徴とする請求項 1 6記載のゥーハの形状評

1 9 . ゥエーハ上に露光機を用いデバイスを形成するにあたり、請求項 2 、 4 〜 8及ぴ1 5のいずれか 1項に記載した評価方法で評価した時、前記表面特性（ハネ） Aが 1 5 0 n m以下のゥエーハを用いデバイスを製造することを特徴とするデバイスの製造方法。

2 0 . ゥヱーハ上に露光機を用いデバイスを形成するにあたり、更に請求項 3 〜 8及ぴ 1 5のいずれか 1項に記載した評価方法で評価した時、前記表面特性（ダレ） Bがー 3 0 0 n m以下のゥエーハを用いデバイスを製造することを特徴とする請求項 1 9記載のデバイスの製造方法。

2 1 . ゥヱーハ上に露光機を用いデバイスを形成するにあたり、更に請求項 9 〜 1 5のいずれか 1項に記載した評価方法で評価した時、前記表面特性（うねり） Cが 2 0 n m以下のゥエーハを用いデバイスを製造することを特徴とする請求項 1 9又は 2 0記載のデバイスの製造方法。

2 2 . 請求項 2 〜 8及び 1 5のいずれか 1項に記載した評価方法で評価した時、前記表面特性（ハネ） Aが 1 5 0 n m以下、前記表面特性（ダレ） Bがー 3 0 0 n m以下であることを特徴とするゥヱーハ。

2 3 . 前記表面特性（ハネ） Aがー 2 0 n m〜 1 5 0 n m、前記表面特性（ダレ） Bが一 3 0 0 n m〜一 9 0 0 n mであることを特徴とする請求項 2 2記載のゥエーハ。

2 4 . 更に請求項 9 〜 1 5のいずれか 1項に記載した評価方法で評価した時、前記表面特性（うねり） Cが 2 0 n m以下であることを特徴とする請求項 2 2又は 2 3記載のゥエーハ。

2 5 . ゥエーハ上に露光機を用いデバイスを形成する為のゥエーハを選別する方法であって、請求項 2 、 4 〜 8及び 1 ·5のいずれか 1項に記載した評価方法で評価した時、前記表面特性（ハネ） Αが 1 5 0 n m以下のゥエーハを選択することを特徴とするゥエーハの選別方法。

2 6 . 更に請求項 3 〜 8及び 1 5のいずれか 1項に記載した評価方法で評価した時、前記表面特性（ダレ） Bがー 3 0 0 n m以下のゥエーハを選択することを特徴とする請求項 2 5記載のゥエーハの選別方法。

2 7 . 更に請求項 9 〜 1 5に記載した評価方法で評価した時、前記表面特性（うねり） Cが 2 0 n m以下のゥエーハを選択することを特徴とする請求項 2 5又は 2 6記載のゥエーハの選別方法。