WO2024057773A1 - デブリ判定方法 - Google Patents

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WO2024057773A1
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debris
wafer
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laser mark
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理 大西
正和 佐藤
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信越半導体株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor

Definitions

  • the present invention relates to a debris determination method.
  • the present invention relates to a method for determining debris in hard laser mark formation areas.
  • a hard laser mark is a dotted character formed by driving dots onto a wafer using a high-power solid-state laser.
  • Hard laser marks are printed at predetermined positions on the front and back surfaces of silicon wafers in accordance with SEMI standards. Because the high-power laser changes the physical properties of the silicon around the dots, the area around the dots cannot be polished in the same condition as the non-dots in the subsequent wafer polishing process, resulting in locally steep thickness.
  • a protrusion with a height of several tens of nanometers to several microns may be formed.
  • the presence or absence of debris is determined based on the magnitude of the ESFQR value, for example, using an optical interference type flatness measuring device (WaferSight manufactured by KLA).
  • the flatness parameter of ESFQR only calculates the difference between the maximum thickness and minimum thickness of an arbitrary region, and it is difficult to accurately detect the presence or absence of debris.
  • This optical interference type flatness measuring device has high measurement accuracy, it has a narrow dynamic range for the amount of displacement, and when measuring the amount of displacement at a location where debris has occurred, it easily exceeds the dynamic range. , the measured values include inaccurate values, which are treated as the maximum and minimum values for determining ESFQR.
  • the conventional debris detection method as described above has a problem in that it is not possible to accurately classify the presence or absence of debris generation.
  • Another method for detecting debris is to evaluate the backside of the wafer with high resolution using a laser microscope, but the throughput is not sufficient and the inspection is destructive because it chucks the active surface of the device. cannot be used as an evaluation method.
  • Patent Documents 1 to 3 there are techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3 as methods for evaluating the shape of a wafer from a viewpoint different from ESFQR.
  • the dynamic range of the flatness measuring machine is narrow. can easily be exceeded. For example, when measuring the amount of displacement using an optical interference measuring device, if a height difference exceeding about 1/4 of the wavelength ( ⁇ ) of the light source used occurs within a moving range of 1 mm, the optical interference measuring device Due to the principle of the measuring device, the interferometer cannot accurately return the amount of displacement that corresponds to the actual displacement. For this reason, HLM printing areas where sharp changes in shape occur have been excluded from flatness measurement target areas.
  • the amount of displacement When measuring shape changes that exceed the dynamic range of the flatness measuring device, such as debris, the amount of displacement will be output as too large or too small, and this value will be used when calculating site flatness. It often happens that the maximum value or minimum value is adopted. In other words, a value that is not accurately measured is treated as a representative value for calculating site flatness, and as a result, the site flatness value is output as an excessive or insufficient value.
  • flatness parameters such as ESFQR are used to detect debris near conventional HLMs (hard laser marks).
  • Such a flatness parameter is calculated based on the difference between representative values such as the maximum value and minimum value of an arbitrary range. Therefore, local shape changes due to debris are hidden by shape changes of the wafer itself within the site, and it is difficult to make shape changes specific to the HLM printing area apparent. Furthermore, sudden changes in shape due to debris may exceed the dynamic range of the flatness measurement device, so when calculating site flatness such as ESFQR, inaccurate information exceeding the dynamic range may be used within the site. There is a strong possibility that it will be treated as the maximum or minimum value of . As described above, there is a problem in that it is difficult to accurately detect local thickness changes due to debris.
  • the present invention was made to solve the above problem, and an object of the present invention is to provide a debris determination method that can accurately detect local thickness changes due to debris.
  • the present invention has been made to achieve the above object, and after forming a hard laser mark on the back surface of a wafer, or after forming the hard laser mark and polishing the back surface of the wafer,
  • This is a method for determining the presence or absence of debris around a hard laser mark, in which parameters of the thickness unevenness of the wafer are measured using a flatness measuring device, and then the area including the hard laser mark (hereinafter referred to as area A) is measured.
  • the statistical data of the parameters of the thickness unevenness of the area adjacent to the area A (hereinafter referred to as area B) are extracted, and the statistical data of the parameters of the thickness unevenness of the area A debris determination method is provided, characterized in that statistical data of a region B are compared to determine a difference, and when the difference exceeds a predetermined threshold value, it is determined that debris has occurred.
  • the term "thickness unevenness” as used herein refers to, for example, variations in thickness measured at multiple points.
  • the HLM printing area and other areas are separated, the statistical values (for example, average value, standard deviation) of each thickness data are determined, and debris is detected by comparing the two. It is possible to accurately detect local thickness changes due to debris. Specifically, considering the HLM dot size (diameter 50 ⁇ m), the area where the flatness measuring device outputs an excessively or excessively small value is limited to the vicinity of the HLM dot center. As the debris area increases, the area that exceeds the dynamic range of the flatness measuring device increases, but along with this, the area where the amount of displacement can be accurately measured within the dynamic range and where the amount of displacement is large also increases.
  • the statistical data can be an average value, standard deviation, mode, central value, or variance.
  • the statistical data of the area A and the area B are compared to find a difference, and when the difference is equal to or greater than a predetermined threshold value, it can be determined that debris has occurred.
  • the threshold value can be determined from the correlation between the difference between the statistical data of the area A and the area B and the presence or absence of debris generation.
  • the statistical data of the area A and the area B are compared to find a difference, and when the difference is equal to or greater than a predetermined threshold value, it can be determined that debris has occurred.
  • region C a region inside the wafer from the region A (hereinafter referred to as region C), a least squares surface is obtained using thickness data of at least three points, and the parameters of the thickness unevenness are normalized. , the difference between the statistical data of the area A and the area B can be determined.
  • the statistical data of the area A and the area B are compared to determine the difference, and when the difference is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is possible to more accurately determine that debris has occurred.
  • the portion where the hard laser mark is formed can be a portion along the outer periphery of the back surface of the wafer, and the region B can be a region adjacent to the region A in the circumferential direction.
  • the debris determination method of the present invention it is possible to accurately detect local thickness changes due to debris. Specifically, in the evaluation method using ESFQR, no correlation can be obtained between ESFQR and the amount of displacement of debris, but in the present invention, the statistical value of the thickness of the hard laser mark part and the statistical value of the thickness of other parts It becomes possible to accurately determine the presence or absence of debris from the amount of change in the values. This makes it possible to prevent debris-generated wafers from flowing out to customers.
  • FIG. 1 shows an example of an HLM printing position when a hard laser mark 2 is printed on a wafer 1.
  • a wafer printed with HLM is polished at least on the side (usually the back side) on which HLM is attached.
  • a double-sided polishing process can be performed.
  • Wafer thickness data acquisition Wafer thickness data (front side - back side) is calculated from displacement data on both sides of the wafer using a flatness measuring device.
  • the flatness measuring device used in the present invention is not particularly limited as long as it has a target surface resolution, and for example, WaferSight 2 manufactured by KLA or an optical interference measuring device can be used for measurement.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a HLM peripheral thickness unevenness (debris) calculation procedure.
  • the HLM peripheral thickness unevenness (debris) calculation procedure includes steps (1) to (4).
  • step (1) the vicinity of the HLM portion is cut out, a least squares surface is obtained at multiple points not including the HLM, and thickness unevenness is normalized. For example, it has STEP1.
  • STEP 1 an arbitrary region including the HLM is cut out, and in the case of a wafer with a diameter of 300 mm, thickness unevenness is normalized at arbitrary nine points inside the radius of 147 mm.
  • the reason why the normalized area is set inside 147 mm is to prevent the normalized area from including the shape of the thickness sag on the outer periphery of the wafer.
  • step (2) arbitrary areas A and B are cut out.
  • step (3) statistical values such as the average thickness of arbitrary regions A and B are calculated. For example, it includes STEPs 2 to 4.
  • STEP 2 the thickness unevenness information of the area inside the radius of 148 mm is deleted, and the thickness unevenness of the HLM part and its adjacent area is extracted.
  • STEP 3 the thickness unevenness in the HLM part is removed from STEP 2 (non-HLM part area: comparison area).
  • STEP 4 the thickness unevenness of the HLM portion is extracted from STEP 2 (HLM portion region: evaluation target region).
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a part of the HLM peripheral thickness unevenness (debris) calculation procedure.
  • steps (1) to (3) An example of steps (1) to (3) will be shown.
  • step (1) an arbitrary region including the HLM is cut out, and thickness unevenness is normalized at arbitrary 12 points inside a radius of 147 mm.
  • step (2) arbitrary areas A and B are cut out.
  • step (3) statistical values such as the average thickness of arbitrary regions A and B are calculated.
  • Step (1) According to the HLM peripheral thickness unevenness (debris) calculation procedure, first, thickness data around the laser mark is cut out from the wafer thickness data. Then, from the area where the laser mark is printed, use the least squares method using the thickness data (at least 3 points) of the inner area that is approximately twice the distance from the outer periphery of the wafer to the area where the laser mark is printed in the radial direction. Calculate the surface and standardize the thickness unevenness of the cut out area.
  • the upper limit of the number of thickness data points is not particularly limited, but may be, for example, 100,000 points or less.
  • the shape of the HLM printing area will be buried in the thickness unevenness of the wafer itself, and you will be able to visually recognize the thickness unevenness around the HLM. It becomes difficult to do so.
  • Step (2) (Calculation of statistical values) As shown in step (2) of FIG. 3, a boundary line is drawn based on the printing width of the laser mark to divide the area into a printing area (area A) and a non-printing area (area B). This boundary line may be drawn in either the r- ⁇ coordinate system or the xy coordinate system. FIG. 3 shows the r- ⁇ coordinate system.
  • Step (3) (Calculation of statistical values) As shown in step (3) of FIG. 3, statistical values such as the average thickness of arbitrary regions A and B are calculated.
  • the statistical value of the thickness of area A and area B is assumed to be an average value, standard deviation, mode, central value, or variance. At this time, the same type of statistical value is used for the statistical values of area A and area B.
  • Step (4) Determination of presence or absence of debris
  • a predetermined threshold value is set for [statistical value difference], and when this threshold value is exceeded, it is determined that debris is present. It is preferable that the threshold value at this time is determined in advance by determining the correlation between the size of the debris and the statistical value, and then setting the threshold value based on the size of the debris that should be determined to be debris present.
  • Example 1 Wafer preparation
  • HLM Formation of HLM
  • the thickness data inside the radius of 148 mm was deleted, and only the arc-shaped thickness data including the HLM printing area was cut out (see FIG. 4, STEP 2).
  • Print area area A is the area connecting points A1 to A4 with a line
  • non-print area area B is the area connecting points B1 to B2 and points A1 to A2 with a line
  • points A3 to A4 and points B3 to B4 This is the area connected by lines.
  • B1-B2, A1-A2, A3-A4, B3-B4 are connected by straight lines
  • B1-A1, A1-A3, A3-B3 have a curvature of 148 mm
  • B2-A2, A2-A4, A4-B4 has a curvature of 149.2 mm and is connected by a curved line formed.
  • the area C for calculating the least squares surface is an area cut by a line connecting B1 and C1, C1 and C2, C2 and B3, and connecting B1 and B3 with a curved line with a curvature of 148 mm.
  • the HLM printing area (approximately 10 mm width) and other parts were separated (see FIG. 4, STEP 3 and 4).
  • FIG. 5 is a diagram of STEPs 1 to 4 with and without standardization. There was no difference in the size of the HLM debris calculated by calculation whether or not standardization was performed, but the HLM section was more exciting when standardization was used than when standardization was not performed. has become apparent.
  • ESFQR was also measured using the 12 evaluation target wafers of Example 1.
  • the measurement conditions for ESFQR are as follows. Measuring device: WaferSight2+ manufactured by KLA Edge exclusion: 2mm Number of sectors: 20 sectors Sector length: 10mm Laser mark exclusion: none
  • Example 1 The 12 evaluation target wafers of Example 1 were measured under the above ESFQR conditions before being subjected to destructive inspection using UA3P.
  • FIG. 6 is a table showing the measurement results
  • FIG. 7 is a graph showing the measurement results. It was found that there was no correlation between the ESFQR measurement results and the UA3P of Example 1, and it was not possible to determine the presence or absence of debris from the ESFQR measurements.
  • the specification includes the following aspects. [1]: After forming a hard laser mark on the back side of the wafer, or after forming the hard laser mark and polishing the back side of the wafer, determine whether debris is generated around the hard laser mark.
  • the method includes measuring the parameters of the thickness unevenness of the wafer using a flatness measuring device, and then obtaining statistical data of the parameters of the thickness unevenness of the area including the hard laser mark (hereinafter referred to as area A).
  • a debris determination method characterized in that it is determined that debris has occurred when the difference is greater than or equal to a predetermined threshold.
  • the statistical data is one of an average value, standard deviation, mode, central value, and variance.
  • the threshold value is determined from a correlation between the difference in statistical data between the region A and the region B and the presence or absence of debris generation.
  • region C In a region inside the wafer from the region A (hereinafter referred to as region C), obtain a least squares surface using thickness data of at least three points, and standardize the parameters of the thickness unevenness.
  • the debris determination method according to any one of [1] to [3] above, characterized in that the difference between the statistical data of the area A and the area B is determined from the above.

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Abstract

本発明は、ウェーハの裏面にハードレーザーマークを形成した後、または、前記ハードレーザーマークを形成してから前記ウェーハの裏面を研磨した後、前記ハードレーザーマークの周辺のデブリの発生の有無を判定する方法であって、フラットネス測定器により前記ウェーハの厚さムラのパラメーターを測定してから、前記ハードレーザーマークを含む領域（以下、領域Ａという。）の厚さムラのパラメーターの統計データを抽出するとともに、前記領域Ａと隣接する領域（以下、領域Ｂという。）の厚さムラのパラメーターの統計データを抽出し、前記領域Ａと前記領域Ｂの統計データを比較して差異を求め、前記差異が所定の閾値以上となった場合に、デブリの発生が有ると判定することを特徴とするデブリ判定方法である。これにより、デブリによる局所的な厚さ変化を正確に検出することができるデブリ判定方法が提供される。

Description

デブリ判定方法
　本発明は、デブリ判定方法に関する。特に、ハードレーザーマーク形成領域のデブリ判定方法に関する。
　シリコンウェーハの個体を識別するために、ウェーハ端の平面部分に固体レーザーを用いて個体番号を印字する工程がある（ハードレーザーマーク（以下、ＨＬＭともいう。）工程）。ハードレーザーマークは高出力の固体レーザーでウェーハにドットを打ち込んで形成された点線状の文字である。ハードレーザーマークはＳＥＭＩの規格に則って、シリコンウェーハの表裏面の所定の位置に印字される。
　高出力レーザーによって、ドット部周辺はシリコンの物性が変化してしまうため、後のウェーハ研磨工程でドット周辺は、非ドット部と同様の状態で研磨することが出来ず、局所的に急峻な厚みを持った盛り上がり（数十ｎｍ～数ミクロンの高さを持つ突起）が形成されることがある。
　これをデブリと呼び、裏面にＨＬＭが印字されると裏面にデブリが発生するわけだが、このデブリを含む領域がデバイス工程においてウェーハチャックで吸着された場合、デブリの形状がデバイス活性面（ウェーハ表面）に転写され、露光時にデフォーカスを起こし、デバイス製造歩留まりを著しく低下させることがある。
　したがって、デバイス工程に投入される前に、ウェーハ裏面に発生したデブリを予め検出し、スクリーニングする必要がある。
　このデブリを検出する方法として、光学干渉式フラットネス測定機（ＫＬＡ社製ＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ）を用い、たとえばＥＳＦＱＲの値の大きさからデブリの有無を判定する方法が知られている。しかし、ＥＳＦＱＲのフラットネスパラメーターは、任意の領域の最大厚さと最小厚さとの差を算出するにとどまり、デブリの有無を正確に検出することは困難であった。
　この理由は、この光学干渉式フラットネス測定機は、測定精度は高いものの、変位量に対するダイナミックレンジが狭く、デブリが発生した箇所の変位量を測定した場合に、容易にダイナミックレンジを超えてしまい、測定値に不正確な値が含まれ、それが、ＥＳＦＱＲを求めるための最大値、最小値として取り扱われるようになる。よって、光学干渉式フラットネス測定機のＥＳＦＱＲではデブリの有無を正確に検出することは困難であった。
そのため、上記のような従来のデブリの検出方法ではデブリの発生の有無を精度よく分類することができないという問題があった。
　この他のデブリを検出する方法として、レーザー顕微鏡を用い、ウェーハ裏面を分解能高く評価する手法もあるが、スループットが十分ではなく、デバイス活性面をチャックすることから破壊検査となるため、製品のデブリの評価方法としては採用できない。
　さらに、ＥＳＦＱＲとは異なる観点からウェーハの形状を評価する方法として、特許文献１～３に開示された技術がある。これらの技術は、シリコンウェーハの外周形状を表すロールオフやフリップアップの開始点とそれらを定量化することを目的とする方法であって、デブリのように局在化した厚さ変化を検出することは出来ない。また、ウェーハの形状評価はウェーハの最外周から１ｍｍ～２ｍｍ領域を除外して行われることが好ましいとしており、レーザーマーク部分を除外して、形状データを取得することが前提となっている。
特開２００６－５１６４号公報 特開２００４－２０２８６号公報 特開２００３－８６６４６号公報
　ＨＬＭ印字領域には、レーザーマークのドット周辺の形状が急峻に盛り上がるデブリが発生する場合がある。ウェーハのフラットネスを精度よく測定するためにはフラットネス測定機のダイナミックレンジが狭い方が好ましいが、フラットネス測定機のダイナミックレンジが狭くなるとデブリの急峻な盛り上がりでは、フラットネス測定機のダイナミックレンジを容易に超えてしまう。
　例えば、光学干渉式測定機を用いた変位量の測定では、使用する光源の波長（λ）の約１／４を超える高低差が、１ｍｍの移動範囲内で発生している場合、光学干渉式測定機の原理上、実変位に応じた変位量を、干渉計は正確に返すことが出来なくなる。そのため、急峻に形状変化が発生する、ＨＬＭ印字領域はフラットネス測定の対象領域から除外されてきた。
　このとき、ＨＬＭ印字領域を除外せず、フラットネス測定機でＨＬＭ印字領域を含むフラットネスを測定すると、フラットネス測定機のダイナミックレンジを超えるようなデブリに起因した形状に対しては、計測された変位量は、正確に測定できず、過大或いは過小に出力されてしまう。
　現在、デブリの発生の有無は、ＨＬＭ印字領域を除外せず、ＨＬＭ印字領域を含んだ領域のＥＳＦＱＲ等のフラットネスパラメーターで確認されている。ＥＳＦＱＲ等、サイトフラットネスと呼ばれるパラメーターは、基準面の取り方は異なっても、指定された領域の最大値と最小値との差（レンジ）で表現されている。
　デブリのように、フラットネス測定機のダイナミックレンジを超えた形状変化を計測した場合、前述した通り、変位量は過大、或いは、過小に出力され、この値がサイトフラットネスを算出する際の、最大値、或いは最小値として、採用されてしまうことが往々にして発生する。つまり、正確に測定されていない値がサイトフラットネスを算出するための代表値として取り扱われ、結果的にサイトフラットネスの値が、過大或いは過小な値として出力されるのである。
　以上のように、従来のＨＬＭ（ハードレーザーマーク）近傍のデブリの検出には、ＥＳＦＱＲ等のフラットネスパラメーターが用いられている。このようなフラットネスパラメーターは、任意の範囲の最大値と最小値といった代表値の差で算出されている。したがって、デブリによる局所的な形状変化は、サイト内のウェーハそのものの形状変化に隠れてしまい、ＨＬＭ印字領域に特化した形状変化を顕在化させることが難しい。
　更に、デブリによる急峻な形状変化は、フラットネス測定機のダイナミックレンジを超えることもあるため、ＥＳＦＱＲのようなサイトフラットネスを算出する際に、ダイナミックレンジを超えた不正確な情報が、サイト内の最大値、或いは最小値として取り扱われる可能性が大いにある。
　このように、デブリによる局所的な厚さ変化を正確に検出することが困難であるという問題がある。
　本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、デブリによる局所的な厚さ変化を正確に検出することができるデブリ判定方法を提供することを目的とする。
　本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、ウェーハの裏面にハードレーザーマークを形成した後、または、前記ハードレーザーマークを形成してから前記ウェーハの裏面を研磨した後、前記ハードレーザーマークの周辺のデブリの発生の有無を判定する方法であって、フラットネス測定器により前記ウェーハの厚さムラのパラメーターを測定してから、前記ハードレーザーマークを含む領域（以下、領域Ａという。）の厚さムラのパラメーターの統計データを抽出するとともに、前記領域Ａと隣接する領域（以下、領域Ｂという。）の厚さムラのパラメーターの統計データを抽出し、前記領域Ａと前記領域Ｂの統計データを比較して差異を求め、前記差異が所定の閾値以上となった場合に、デブリの発生が有ると判定することを特徴とするデブリ判定方法を提供する。
　なお、ここでいう厚さムラとは、例えば複数点で測定した厚さのばらつきのことである。
　このようなデブリ判定方法によれば、ＨＬＭ印字領域とその他の領域とを分離し、各々の厚さデータの統計値（たとえば、平均値、標準偏差）を求め、両者を比較することによってデブリを検出することが出来、デブリによる局所的な厚さ変化を正確に検出できる。
　詳しくは、フラットネス測定機が過大、或いは過小な値として出力してしまう部位は、ＨＬＭのドットサイズ（直径５０μｍ）から考えると、ＨＬＭのドット中心近傍に限定される。そして、デブリ領域の増大に伴い、フラットネス測定機のダイナミックレンジを超える領域が増大するが、それに伴い、ダイナミックレンジ内で変位量を正確に測定され、かつ変位量の大きい面積も増大するので、この領域の測定値が反映されるような評価方法により、その変化量を捉えることで、デブリの有無を判別することが可能である。具体的には、ＥＳＦＱＲのように「最大値」、「最小値」といった限定的な代表値だけを用いてデブリを評価するのではなく、ＨＬＭ印字領域内の全ての測定値から導出される平均値や中心値、標準偏差等の統計値と、ＨＬＭが印字されていない領域の変位量の同様な統計値、を比較することによって、ダイナミックレンジ内で変位量を正確に測定され、かつ変位量の大きい面積の変化を反映させることが出来、その統計値の変化量からデブリ発生の有無を判別することを想到し、ＨＬＭ印字領域とその他の領域とを分離し、各々の厚さデータの統計値（たとえば、平均値や標準偏差、中心値）を求め、両者を比較することによってデブリの有無を判別した結果、精度よく判別することが確認できた。
　このとき、前記統計データを平均値、標準偏差、最頻値、中心値、分散のいずれかとすることができる。
　これにより、前記領域Ａと前記領域Ｂの統計データを比較して差異を求め、前記差異が所定の閾値以上となった場合に、デブリの発生が有ると判定することができる。
　このとき、前記閾値を、前記領域Ａと前記領域Ｂの統計データの差異とデブリの発生の有無の相関関係から求めることができる。
　これにより、前記領域Ａと前記領域Ｂの統計データを比較して差異を求め、前記差異が所定の閾値以上となった場合に、デブリの発生が有ると判定することができる。
　このとき、前記領域Ａよりウェーハの内側の領域（以下、領域Ｃという。）において、少なくとも３点以上の厚さデータを用いて最小二乗面を求め、前記厚さムラのパラメーターを規格化してから、前記領域Ａと前記領域Ｂの統計データの差異を求めることができる。
　これにより、前記領域Ａと前記領域Ｂの統計データを比較して差異を求め、前記差異が所定の閾値以上となった場合に、デブリの発生が有るとより精度よく判定することができる。
　このとき、前記ハードレーザーマークを形成した部分を、前記ウェーハの裏面の外周に沿った部分とし、前記領域Ｂを、前記領域Ａと周方向に隣接した領域とすることができる。
　これにより、シリコンウェーハの個体を識別するための個体番号等のＨＬＭにおいて、デブリの発生の有無を正確に判定することができる。
　以上のように、本発明のデブリ判定方法によれば、デブリによる局所的な厚さ変化を正確に検出することが可能となる。
　詳しくは、ＥＳＦＱＲによる評価方法ではＥＳＦＱＲとデブリの変位量との間に相関は得られないが、本発明では、ハードレーザーマーク部の厚さの統計値とその他の部位の厚さの統計値とを比較し、その値の変化量からデブリの有無を正確に判別することが可能となる。
　これにより、顧客へのデブリ発生ウェーハの流出防止を実現することが可能となる。
ＨＬＭ印字位置の一例を示す。 ＨＬＭ周辺厚さムラ（デブリ）算出手順の一例を示すフローチャート図である。 ＨＬＭ周辺厚さムラ（デブリ）算出手順の一部の一例を示す説明図である。 ＨＬＭ周辺厚さムラ（デブリ）算出手順の実施例の一例を示す図であって、ＳＴＥＰ１～４の図と、「Ｎｏｔｃｈを原点＝（０，０）としたときの評価領域と比較領域座標」の図である。 規格化した場合と、規格化しなかった場合のＳＴＥＰ１～４の図である。 測定結果を示す表であり、 測定結果を示すグラフである。
　以下、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
　上述のように、デブリによる局所的な厚さ変化を正確に検出することができるデブリ判定方法が求められていた。
　本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、ウェーハの裏面にハードレーザーマークを形成した後、または、前記ハードレーザーマークを形成してから前記ウェーハの裏面を研磨した後、前記ハードレーザーマークの周辺のデブリの発生の有無を判定する方法であって、フラットネス測定器により前記ウェーハの厚さムラのパラメーターを測定してから、前記ハードレーザーマークを含む領域（以下、領域Ａという。）の厚さムラのパラメーターの統計データを抽出するとともに、前記領域Ａと隣接する領域（以下、領域Ｂという。）の厚さムラのパラメーターの統計データを抽出し、前記領域Ａと前記領域Ｂの統計データを比較して差異を求め、前記差異が所定の閾値以上となった場合に、デブリの発生が有ると判定することを特徴とするデブリ判定方法により、デブリによる局所的な厚さ変化を正確に検出できることを見出し、本発明を完成した。
　以下、本発明のデブリ判定方法について説明する。
（デブリ判定方法）
（ＨＬＭの形成）
　シリコン単結晶から切り出したウェーハに対し、個体を識別するためのＨＬＭを印字する。このとき、ＯＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒ　Ｒｅａｄｅｒ：光学的文字読み取り装置）マークおよびＴ７の印字条件はＳＥＭＩの規格に準ずる。
　図１は、ウェーハ１にハードレーザーマーク２を印字した場合のＨＬＭ印字位置の一例を示す。
（ウェーハの研磨）
　ＨＬＭを印字したウェーハに対し、少なくともＨＬＭを付した面（通常裏面）の研磨を行う。ここでは、両面研磨工程を行うことができる。
（ウェーハ厚さデータ取得）
　フラットネス測定機を用いて、ウェーハ両面の変位量データからウェーハ厚さデータ（表面―裏面）を算出する。
　本発明で使用するフラットネス測定機は目標とする面分解能を有しているものであれば特に限定されず、例えばＫＬＡ社製ＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ２や光学干渉式測定機を用いて測定することができる。
（ＨＬＭ領域及びＨＬＭ周辺の厚さデータ抽出）
　図２は、ＨＬＭ周辺厚さムラ（デブリ）算出手順の一例を示すフローチャート図である。
　図２に示すように、ＨＬＭ周辺厚さムラ（デブリ）算出手順は、（１）～（４）工程を有する。
　工程（１）では、ＨＬＭ部付近を切り取り、ＨＬＭを含まない複数点で最小二乗面を求め、厚さムラを規格化する。例えば、ＳＴＥＰ１を有する。ＳＴＥＰ１では、ＨＬＭを含む任意領域を切り出し、直径３００ｍｍのウェーハの場合、半径１４７ｍｍより内側の任意の９点で厚さムラを規格化する。
　ここで、規格化領域を１４７ｍｍよりも内側にしたのは規格化領域にウェーハ外周の厚さダレ形状を含まないようにするためである。
　工程（２）では、任意の領域ＡとＢを切り取る。
　工程（３）では、任意の領域Ａ及びＢの平均厚さ等統計値を算出する。例えば、ＳＴＥＰ２～４を有する。ＳＴＥＰ２では、半径１４８ｍｍよりも内側の領域の厚さムラ情報を削除し、ＨＬＭ部とその隣り合う領域の厚さムラを抽出する。ＳＴＥＰ３では、ＳＴＥＰ２からＨＬＭ部の厚さムラを削除する（非ＨＬＭ部領域：比較領域）。ＳＴＥＰ４では、ＳＴＥＰ２からＨＬＭ部の厚さムラを抽出する（ＨＬＭ部領域：評価対象領域）。
　ここで、半径１４８ｍｍより内側の領域を削除したのは、例えばＨＬＭのＴ７を評価対象とした場合、Ｔ７は半径１４８ｍｍよりも外側に印字されているためである。
　工程（４）では、任意の統計値の差Ａ－Ｂを算出する。例えば、［厚さの差＝デブリの大きさ］＝［ＳＴＥＰ４の厚さの平均値］－［ＳＴＥＰ３の厚さの平均値］とする。
　図３は、ＨＬＭ周辺厚さムラ（デブリ）算出手順の一部の一例を示す説明図である。工程（１）～（３）の一例を示す。工程（１）では、ＨＬＭを含む任意領域を切り出し、半径１４７ｍｍより内側の任意の１２点で厚さムラを規格化する。工程（２）では、任意の領域ＡとＢを切り取る。工程（３）では、任意の領域Ａ及びＢの平均厚さ等統計値を算出する。
（工程（１））
　ＨＬＭ周辺厚さムラ（デブリ）算出手順に従って、まず、ウェーハ厚さデータから、レーザーマーク周辺の厚さデータを切り出す。そして、レーザーマークが印字されている領域から半径方向にウェーハ外周からレーザーマークが印字されている領域までの距離より２倍程度以上内側領域の厚さデータ（最低３点以上）を用いて最小二乗面を算出し、切り出した領域の厚さムラを規格化する。
　厚さデータの点数の上限値は、特に限定されないが、例えば１００，０００点以下とすることができる。
（規格化）
　なお、ここで求める最小二乗面の計算は必ずしも必須ではない。規格化することなく、領域Ａと領域Ｂの統計値を求めても構わない。
　［算出する統計値］＝（［ＨＬＭ印字領域の形状データ］－［最小二乗面］）－（［ＨＬＭの無い部分の形状データ］－［最小二乗面］）＝［ＨＬＭ印字領域の形状データ］－［ＨＬＭの無い部分の形状データ］となり、最小二乗面を求めなくとも必要な統計値が算出可能である。
　しかし、単純にＨＬＭ周辺の厚み形状を切り出して厚さデータを描画すると、ウェーハそのものの厚さムラの中にＨＬＭ印字領域の形状は埋もれてしまい、視覚的にＨＬＭ周辺の厚さ形状ムラを認識することが困難となる。計算で得られる情報と視覚的な情報を一致させるためにも、切り出した領域から最小二乗面を算出し、切り出した領域の厚さムラを規格化することが好ましい。切り出し領域の規格化を行うことにより、ＨＬＭのデブリ（盛り上がり：グレースケールで白色）が視覚的に容易に見えるからである（図５参照）。
（工程（２））
（統計値の算出）
　図３の工程（２）に示すように、レーザーマークの印字幅で境界線を引き、印字領域（領域Ａ）と非印字領域（領域Ｂ）とに区分けする。この境界線は、ｒ－θ座標系でも、ｘｙ座標系で引いても良い。図３は、ｒ－θ座標系である。
（工程（３））
（統計値の算出）
　図３の工程（３）に示すように、任意の領域Ａ及びＢの平均厚さ等統計値を算出する。
ここで、Ａ領域とＢ領域の厚さの統計値は平均値、標準偏差、最頻値、中心値、分散のいずれかとする。この時、統計値の種類は、領域Ａと領域Ｂの統計値は同一の種類の統計値を用いる。
（工程（４））
（デブリの有無の判定）
　領域Ａと領域Ｂとの統計値の差を算出し、レーザーマーク周辺の厚さムラの大小を定量化する（差＝［統計値Ａ］－［統計値Ｂ］）。
　［統計値の差］に対して、所定の閾値を設け、この閾値を超えた場合にデブリ有りと判定する。
　このときの閾値は、予めデブリの大きさの程度と統計値との相関を求めておき、デブリ有りと判定すべきデブリの大きさから、閾値を設定しておくことが好ましい。
　以下、実施例を挙げて本発明について具体的に説明するが、これは本発明を限定するものではない。
（実施例１）
（ウェーハの準備）
　直径３００ｍｍのウェーハを１２枚準備し、Ｓａｍｐｌｅ＃１～１２とした。
（ＨＬＭの形成）
　各ウェーハの裏面の所定の箇所にＨＬＭを印字し、その後両面研磨を行った。
（ウェーハ厚さデータを取得）
　フラットネス測定機は光学干渉式のコベルコ科研社製ＬＮＳＷを用いて測定した。
　図４は、ＨＬＭ周辺厚さムラ（デブリ）算出手順の実施例の一例を示す図であって、ＳＴＥＰ１～４の図と、「Ｎｏｔｃｈを原点＝（０，０）としたときの評価領域と比較領域座標」の図である。
　実施例において定めた、「印字領域＝領域Ａ」と「非印字領域＝領域Ｂ」および「最小二乗面を算出するための領域Ｃ」の具体的な範囲を、図４に示す「Ｎｏｔｃｈを原点＝（０，０）としたときの評価領域と比較領域座標」の図とＳＴＥＰ１～４の図を用いて説明する。
　図４に示す実施例において、切り出し領域は、ウェーハのノッチを下にしてウェーハを裏面から見たとき、ノッチを原点（０、０）とした場合、ｘ＝（－２２．６ｍｍ～－５ｍｍ）、ｙ＝（０．５ｍｍ～１６．６ｍｍ）で区切られる領域とした。
　その後、切り出した領域の、半径１４７ｍｍより内側の任意の９点で最小二乗面を求め、切り出した領域の厚さを規格化した（図４、ＳＴＥＰ１参照）。
　半径１４８ｍｍより内側の厚さデータを消し、ＨＬＭ印字領域が含まれる円弧状の厚さデータのみを切り出した（図４、ＳＴＥＰ２参照）。
　印字領域＝領域Ａは点Ａ１～Ａ４を線で結んだ領域、非印字領域＝領域Ｂは点Ｂ１～Ｂ２及び点Ａ１～Ａ２を線で結んだ領域と、点Ａ３～Ａ４及び点Ｂ３～Ｂ４を線で結んだ領域である。
　ここで、Ｂ１－Ｂ２およびＡ１－Ａ２、Ａ３－Ａ４、Ｂ３－Ｂ４は直線で結び、Ｂ１－Ａ１、Ａ１－Ａ３、Ａ３－Ｂ３は曲率１４８ｍｍで、Ｂ２－Ａ２、Ａ２－Ａ４、Ａ４－Ｂ４は曲率１４９．２ｍｍで、形成される曲線で結ぶ。
　最小二乗面を算出するための領域ＣはＢ１とＣ１、Ｃ１とＣ２、Ｃ２とＢ３とを線で結び、Ｂ１とＢ３とは曲率１４８ｍｍの曲線で結んだ線で切り取られた領域である。
　ここで、各々の座標は、Ａ１（ｘ，ｙ）＝（－１６．４ｍｍ，２．５ｍｍ），Ａ２（ｘ，ｙ）＝（－１６．４ｍｍ，２．２ｍｍ），Ａ３（ｘ，ｙ）＝（－６．２ｍｍ，２．０ｍｍ），Ａ４（ｘ，ｙ）＝（－６．２ｍｍ，１．２ｍｍ），Ｂ１（ｘ，ｙ）＝（－２２．６ｍｍ，３．３ｍｍ），Ｂ２（ｘ，ｙ）＝（－２２．６ｍｍ，１．７ｍｍ），Ｂ３（ｘ，ｙ）＝（－５ｍｍ，１．７ｍｍ），Ｂ４（ｘ，ｙ）＝（－５ｍｍ，０．５ｍｍ），Ｃ１（ｘ，ｙ）＝（－２２．６ｍｍ，１６．６ｍｍ），Ｃ２（ｘ，ｙ）＝（－５ｍｍ，１６．６ｍｍ）とした。
　ＨＬＭ印字領域（幅約１０ｍｍ）の部分とそれ以外の部分とを分離した（図４、ＳＴＥＰ３、４参照）。
（閾値の設定）
　ウェーハユーザーからのデフォーカス発生頻度と製造条件との関連性を示す情報から、領域Ａと領域Ｂの厚さ平均値の差を求めたところ、０．０１μｍを超える製品は検出されなかった。そこで、閾値を０．０１μｍと設定した。
（評価対象サンプルの厚さムラのパラメーターの統計値の算出と合否判定）
　次に、評価対象サンプル１２枚に対して、上記と同様に領域Ａと領域Ｂを抽出し、領域Ａと領域Ｂの平均厚さを求め、領域Ａと領域Ｂの平均厚さの差異を算出した。
　そして、その差異が閾値の０．０１μｍ未満のウェーハを合格、０．０１μｍ以上のウェーハを不合格とした。
　その結果、合格が９枚、不合格が３枚となった。
（合否判定の検証）
 合否判定が正しく行われたかどうかを検証するため、表面変位を破壊検査で直接的に測定することが出来るパナソニック社製超高精度３次元測定機（ＵＡ３Ｐ）を用いて、ＨＬＭ印字領域を測定したところ、不合格品はいずれもＨＬＭ印字領域で盛り上がっていることが確認されたのに対して、合格品ではＨＬＭ印字領域でも盛り上がりは確認されなかった。
（規格化の検討）
　実施例１について、規格化した場合と、規格化しなかった場合を比較検討した。
　図５は、規格化した場合と、規格化しなかった場合のＳＴＥＰ１～４の図である。
規格化をしてもしなくても、計算で求められるＨＬＭのデブリの大きさに違いは出なかったが、規格化をしなかった場合に比べて、規格化をした場合は、ＨＬＭ部の盛り上がりが顕在化した。
（比較例１）
　実施例１の１２枚の評価対象ウェーハを用いてＥＳＦＱＲでも測定した。
　ＥＳＦＱＲの測定条件は、次の通りである。
　測定機：ＫＬＡ社製ＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ２＋
　エッヂエクスクルージョン：　２ｍｍ
　セクター数：２０セクター
　セクター長さ：１０ｍｍ
　レーザーマーク除外：無し
（測定結果及び合否判定結果）
　実施例１の１２枚の評価対象ウェーハをＵＡ３Ｐで破壊検査する前に上記ＥＳＦＱＲ条件で測定した。図６は、測定結果を示す表であり、図７は測定結果を示すグラフである。ＥＳＦＱＲの測定結果と実施例１のＵＡ３Ｐとの相関はなく、ＥＳＦＱＲの測定からデブリの有無を判定することはできないことが分かった。
　以上のとおり、本発明の実施例によれば、デブリによる局所的な厚さ変化を正確に検出できた。
　本明細書は、以下の態様を包含する。
　［１］：　ウェーハの裏面にハードレーザーマークを形成した後、または、前記ハードレーザーマークを形成してから前記ウェーハの裏面を研磨した後、前記ハードレーザーマークの周辺のデブリの発生の有無を判定する方法であって、フラットネス測定器により前記ウェーハの厚さムラのパラメーターを測定してから、前記ハードレーザーマークを含む領域（以下、領域Ａという。）の厚さムラのパラメーターの統計データを抽出するとともに、前記領域Ａと隣接する領域（以下、領域Ｂという。）の厚さムラのパラメーターの統計データを抽出し、前記領域Ａと前記領域Ｂの統計データを比較して差異を求め、前記差異が所定の閾値以上となった場合に、デブリの発生が有ると判定することを特徴とするデブリ判定方法。
　［２］：　前記統計データを平均値、標準偏差、最頻値、中心値、分散のいずれかとすることを特徴とする上記［１］のデブリ判定方法。
　［３］：　前記閾値を、前記領域Ａと前記領域Ｂの統計データの差異とデブリの発生の有無の相関関係から求めることを特徴とする上記［１］又は上記［２］のデブリ判定方法。
　［４］：　前記領域Ａよりウェーハの内側の領域（以下、領域Ｃという。）において、少なくとも３点以上の厚さデータを用いて最小二乗面を求め、前記厚さムラのパラメーターを規格化してから、前記領域Ａと前記領域Ｂの統計データの差異を求めることを特徴とする上記［１］～上記［３］のいずれかのデブリ判定方法。
　［５］：　前記ハードレーザーマークを形成した部分を、前記ウェーハの裏面の外周に沿った部分とし、前記領域Ｂを、前記領域Ａと周方向に隣接した領域とすることを特徴とする上記［１］～上記［４］のいずれかのデブリ判定方法。
　なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

Claims (5)

  1. 　ウェーハの裏面にハードレーザーマークを形成した後、または、前記ハードレーザーマークを形成してから前記ウェーハの裏面を研磨した後、前記ハードレーザーマークの周辺のデブリの発生の有無を判定する方法であって、
    　フラットネス測定器により前記ウェーハの厚さムラのパラメーターを測定してから、前記ハードレーザーマークを含む領域（以下、領域Ａという。）の厚さムラのパラメーターの統計データを抽出するとともに、前記領域Ａと隣接する領域（以下、領域Ｂという。）の厚さムラのパラメーターの統計データを抽出し、前記領域Ａと前記領域Ｂの統計データを比較して差異を求め、前記差異が所定の閾値以上となった場合に、デブリの発生が有ると判定することを特徴とするデブリ判定方法。
  2. 　前記統計データを平均値、標準偏差、最頻値、中心値、分散のいずれかとすることを特徴とする請求項１に記載のデブリ判定方法。
  3. 　前記閾値を、前記領域Ａと前記領域Ｂの統計データの差異とデブリの発生の有無の相関関係から求めることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデブリ判定方法。
  4. 　前記領域Ａよりウェーハの内側の領域（以下、領域Ｃという。）において、少なくとも３点以上の厚さデータを用いて最小二乗面を求め、前記厚さムラのパラメーターを規格化してから、前記領域Ａと前記領域Ｂの統計データの差異を求めることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデブリ判定方法。
  5. 　前記ハードレーザーマークを形成した部分を、前記ウェーハの裏面の外周に沿った部分とし、前記領域Ｂを、前記領域Ａと周方向に隣接した領域とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデブリ判定方法。
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