專利名稱：晶片的形狀評價方法及晶片以及晶片的揀選方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以硅晶片為代表的晶片的形狀評價方法、適用于曝光裝置的晶片以及質(zhì)量優(yōu)良晶片的揀選方法。
背景技術(shù)：
近年來，由于半導體裝置技術(shù)的迅速進步而半導體裝置的高集成化極為顯著，且伴隨著該進步，也對于硅晶片等的質(zhì)量要求極為嚴格。而作為要求于該硅晶片的重要質(zhì)量特性之一，具有一種硅晶片表面形狀的問題。之所以這樣是因為，半導體裝置的高集成化，將會招致裝置尺寸的縮小化，例如若在硅晶片上具有少許起伏狀的非平整狀等時，將會在光刻過程等中，在裝置圖案中產(chǎn)生誤差。另外，為了有效地利用晶片，要求直至晶片主面的最外周(倒角部分極限)為止形成平整的晶片。
而作為要評價如此晶片的平整(flatness)度的指標，以往使用表面基準的區(qū)域平整性SFQR(Site Front Least Squares Range)等。所謂SFRQ是在所設(shè)定的區(qū)域(site)內(nèi)，以最小平方法算出數(shù)據(jù)的區(qū)域內(nèi)平面作為基準平面，而從該平面的+(正)側(cè)、-(負)側(cè)的各個最大位移量的絕對值的總合，并以各每一區(qū)域加以評價。區(qū)域的大小一般為20mm平方，或25mm平方。
伴隨著如此高集成化，雖然曝光裝置的精度也提高等，但當在晶片上形成圖形時，會時常引起所謂曝光裝置停止的問題。
該情況雖也可認為是裝置的主要原因，但可認為由使用于曝光裝置的晶片的纖細形狀所引起的影響。然而，所用的晶片為以SFQR等的指標來評價時并不成為問題的晶片，使得無法察明明顯的原因。為此，有需要以SFQR以外的因數(shù)來評價晶片形狀，以提供在曝光裝置中不會產(chǎn)生問題的晶片。
尤其，以如上述的SFQR等所獲得的晶片內(nèi)側(cè)部分的平整度，存在以下問題，即，在評價精度良好的晶片外周部分，尤其在倒角部與晶片主面的界線附近不能被準確評價的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情事而完成的，其目的在于提供一種要從與以往的SFQR等為不同的觀點來評價晶片形狀的晶片形狀評價方法及在曝光裝置等中產(chǎn)生問題少的晶片以及可揀選具有良好質(zhì)量的晶片的揀選方法。
為了解決上述課題，本發(fā)明的晶片的形狀評價方法，其特征為以規(guī)定角度間隔從晶片中心部直至邊緣部為止求出遍及晶片全周的多個晶片形狀輪廓(形狀)，且在晶片中央側(cè)設(shè)定用于算出各輪廓的基準線的第1區(qū)域，算出該第1區(qū)域的基準線，再在該第1區(qū)域外的晶片外周側(cè)設(shè)定第2區(qū)域，并延長在該第1區(qū)域所算出的基準線直至該第2區(qū)域為止，對該第2區(qū)域形狀(側(cè)定值)與在第2區(qū)域內(nèi)的該基準線(基準值)的差(測定值—基準值)進行解析，以該值的最大值作為表面特性A及以最小值作為表面特性B并進行計算，并從這些遍及全周所獲得的多個表面特性A及表面特性B來評價晶片的外周部分形狀的均勻性。
以往，SFQR等是分割成20mm平方或25mm平方左右的區(qū)域(site)，并在該區(qū)域內(nèi)作成基準面來進行評價，但以如此評價時，因在狹窄區(qū)域作成基準面，使得在面內(nèi)成為均勻化，以致無法正確地評價實形狀的不良等的情況。尤其以該評價方法，無法正確地評價晶片外周部分的形狀。
由本發(fā)明的形狀評價方法所獲得的表面特性A(以下有時稱為參數(shù)A)或表面特性(以下有時稱為參數(shù)B)，由于能夠極為正確地評價晶片外周部分的形狀，因而是理想的。尤其，如本發(fā)明所示，以分析沿著晶片外周所獲得的多個表面特性A及表面特性B，就可評價晶片外周部分的形狀的均勻性。此時，尤其以由晶片外周部分所獲得的多個表面特性A的最大值和最小值的差來評價晶片外周部分的形狀均勻性為宜(將該外周部分形狀均勻性稱為A參數(shù)的外周部分均勻性)。
另外，此時，尤其以從晶片外周部分所獲得的多個表面特性B的最大值和最小值的差來評價晶片外周部分的形狀均勻性為宜(以下，將該外周部分形狀均勻性稱為B參數(shù)的外周部分均勻性)。
更理想為，預先求出從各輪廓獲得的表面特性A和表面特性B的差[表面特性(A-B)]，并由從晶片面內(nèi)所獲得的多個表面特性(A-B)的最大值和最小值的差來評價晶片的外周部分形狀均勻性[以下，將該外周部分形狀均勻性稱為(A-B)參數(shù)的外周部分均勻性]。另外，有關(guān)晶片的外周部分形狀均勻性，也可對于從晶片外周部分所獲的多個表面特性A、表面特性B，或它們的差[表面特性(A-B)]，分別求出標準偏差而作為差異來加以評價。
此處，所謂在上述晶片面內(nèi)以規(guī)定間隔測定的晶片形狀，是指對于晶片表面的垂直方向的位移(高度、粗糙度)或晶片厚度。若以相對于晶片表面垂直方向的位移來評價時，就可進行表面基準的評價。
前述規(guī)定的測定間隔，理想為1mm間隔以下(但要超過0mm的間隔)。
用于求出晶片形狀輪廓的規(guī)定的角度間隔，理想為在于1°間隔以內(nèi)(但大于0°的間隔)。
尤其，以遍及晶片全周(沿著晶片外周)來獲取多個表面特性A及表面特性B，就可獲得相對于外周部分形狀的均勻性的指標。
將更詳細地說明有關(guān)表面特性A及表面特性B的形狀評價方法。在本發(fā)明方法中，如圖1所示，在用于從晶片形狀(各輪廓)算出的整體(廣范圍)區(qū)域(第1區(qū)域)中制作基準線，并以延長該基準線直至要評價晶片外周部分等的區(qū)域(第2區(qū)域)為止，且使用該基準線來分析該第2區(qū)域的表面特性，以評價該區(qū)域的表面特性。而采取(測定)該基準線和實際形狀的差(測定值—基準值)，將最大值作為濺出(spatter)(圖1A)，最小值作為下垂(sagging)(圖1B)來加以評價。
也就是本發(fā)明方法至少并非如以往的以SFQR等來評價每一區(qū)域(site)的評價，且區(qū)域大小也比以SFQR等評價的面積大，換言之，本發(fā)明的方法是在較以以往評價方法要評價的面積更廣闊范圍的特定區(qū)域(第1區(qū)域)內(nèi)予以制成基準線，且以在廣范圍的特定區(qū)域內(nèi)所決定的基準線作為基準來評價擬評價該第1區(qū)域外的區(qū)域(第2區(qū)域)的表面特性用者。
當實施如此的本發(fā)明的形狀評價方法時，就可決定最適合于曝光裝置的晶片。由曝光裝置所形成的良率(裝置圖形產(chǎn)生滑移的頻率等有關(guān))是主要起因于表面特性A倘若該表面特性A的值為較150nm小時，為理想的晶片。又有關(guān)裝置產(chǎn)生異常停止等，察明在由本發(fā)明的形狀評價方法沿晶片外周部分評價的表面特性B的值具有局部性大的變化值時，會引起頻繁的異常停止等。具體地言時，在晶片面內(nèi)所獲得的多個表面特性B的最大值和最小值的差(B參數(shù)的外周部分均式性)倘若較600nm大時，就頻繁地產(chǎn)生異常停止。為此，作為最適合于曝光裝置的晶片是在于600nm以下的晶片。
又以表面特性A和表面特性B的差，亦就是表面特性(A-B)來評價時，作為使用于曝光裝置的晶片，更能正確地予以分離為良品者和不良品者。亦即，適合于曝光裝置的晶片為在晶片面內(nèi)所獲得的多個表面特性(A-B)的最大值和最小值的差[(A-B)參數(shù)的外周部分均性]為500nm以下，更理想為400nm以下的晶片。
再者，上述表面特性A、B的值是使用令第1區(qū)域和第2區(qū)域的界線(任意的位置X)位于從晶片外周部分有30mm的位置，又有關(guān)測定晶片形狀則排除(除去)外周1mm(去除去角部)的資料來評價的值。
如此的晶片是在以表面特性A、B來評價晶片外周時，并不有極端的垂下及局部性垂下的晶片。
要制造如此的晶片的晶片加工過程雖可想到各種制程，但以例如在切片過程使用鋼絲鋸來實施時，應以切片成由鋼絲所形成的異常切入包含于晶片外周部分。而在蝕刻過程，應令支承晶片的蝕刻筒(drum)和接觸晶片的面積成為小。倘右包括有平面輪磨則應去除輪磨條痕。要防止由研光引起的外周部分下垂。具有以控制在拋光過程時的外周部分的磨光壓力來制造的方法等。因此，以如此地可由晶片加工過程的各過程而實施種種的改善，因此，對于制造方法，并未加以特別的限定。
即使以如此的方法來制造晶片，也難以完整地制造能在于上述限制范圍內(nèi)的晶片，因此，理想為由上述形狀評價方法來評價，且揀選所獲得的多個表面特性B的最大值和最小值的差(B參數(shù)的外周部分均式性)在于600nm以下的晶片，以使用該晶片于曝光裝置。
再者，其特征為，予以揀選所獲得的多個表面特性(A-B)的最大值和最小值的差[(A-B)參數(shù)的外周部分均勻性]在于500nm以下的晶片，而使用該晶片于曝光裝置，更理想為，予以揀選所獲得的多個表面特性(A-B)的最大值和最小值的差[(A-B)參數(shù)的外周部分均勻性]在于400nm以下的晶片，而使用該晶片于曝光裝置為其特征。
以如上述，可由本發(fā)明的晶片的形狀評價方法來揀選晶片，并使用于曝光裝置，就可顯著地減少曝光裝置的異常停止等的情事。


圖1是以模式顯示在本發(fā)明的晶片的形狀評價方法的基準線和第1區(qū)域及第2區(qū)域的立體性關(guān)系的說明圖。
圖2是顯示在本發(fā)明的晶片的形狀評價方法的第1區(qū)域和第2區(qū)域的說明圖。
圖3是顯示在本發(fā)明的晶片的形狀評價方法的評價區(qū)域的一例子的說明圖。
圖4是顯示有關(guān)在實施例1的晶片S1的晶片外周部分的測定位置和A、B參數(shù)值的關(guān)系的曲線圖。
圖5是顯示有關(guān)在實施例2的晶片S2的晶片外周部分的測定位置和A、B參數(shù)值的關(guān)系的曲線圖。
圖6是顯示有關(guān)在實施例2的晶片S3的晶片外周部分的測定位置和A、B參數(shù)值的關(guān)系的曲線圖。
圖7是顯示有關(guān)在實施例2的晶片S4的晶片外周部分的測定位置和A、B參數(shù)值的關(guān)系的曲線圖。
圖8是顯示有關(guān)在比較例1的晶片S5的晶片外周部分的測定位置和A、B參數(shù)值的關(guān)系的曲線圖。
圖9是顯示對于晶片S1-S5的B參數(shù)的外周部分均勻性的曲線圖。
圖10是顯示對于晶片S1-S5的(A-B)參數(shù)的外周部分均勻性的曲線圖。
圖11是顯示有關(guān)本發(fā)明的晶片的形狀評價方法的晶片的形狀評價裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的一例子以側(cè)面性概略顯示的說明圖。
圖12是顯示有關(guān)本發(fā)明的晶片的形狀評價方法的晶片的形狀評價裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的其他例子以側(cè)面性概略顯示的說明圖。
符號的說明10基準線20晶片的形狀評價加裝置23測試臺24位移計26位移測定機構(gòu)28電腦30晶片的形狀評價裝置32厚度計32a靜電電容型測感器32b靜電電容型測感器34厚度測定機構(gòu)36晶片保持具A濺出B下垂S1-S5晶片W晶片W1第1區(qū)域W2第2區(qū)域Wc晶片中心部We晶片緣部Wm去角部分Wn晶片的主面X任意位置(界線)具體實施方式
實施發(fā)明用的最佳形態(tài)以下，將參照所附上的圖式來詳細說明本發(fā)明的實施形態(tài)。
顯示晶片W的形狀的模式圖于圖2。一般為了防止晶片W的斷片(打碎)，實施去角于晶片W的外周部分，而形成有去角部Wm。通常該去角部分Wm的形狀是忽視其評價，而成為測定對象之外。
又形狀(profile)評價是在從晶片W的主面Wn的去角部分排除有3mm或2mm左右的區(qū)域來進行評價者為多。然而，近年來，也有要求希望能評價1mm或者是直至晶片主面和去角界限的極限為止的情事。因此，測定區(qū)域(尤其有關(guān)排除區(qū)域)雖未特別予以限定，但考慮到評價裝置的精度及分析后的資料(數(shù)據(jù))精度，理想為以排除1mm左右來評為佳。
圖1為成模式顯示晶片W表面的厚度變位者。由本發(fā)明方法所進行的晶片形狀的評價，主要目的是要在周邊10mm(從去角部分起10mm)左右的區(qū)域容易引起濺出或垂下予以定量化者。
在本發(fā)明的晶片的形狀評價方法是如圖1所示，將在從晶片W的基本性形狀要算出晶片面內(nèi)的基準線用的廣范圍區(qū)域(第1區(qū)域)W1內(nèi)予以制成基準線10，且延長該基準線10直至擬評價晶片外周部分的區(qū)域(第2區(qū)域)W2為止來使用，并分析該第2區(qū)域W2的表面形狀，以評價該第2區(qū)域W2的表面特性。
采集該基準線10(基準值)和實際形狀(測定值)的差(測定值—基準值)，并評價最大值為濺出A，最小值為垂下B。而在圖1中，Wc為晶片中心部，We為晶片(邊)緣部，X為第1區(qū)域W1和第2區(qū)域W2的界線，乃形成于任意的位置。
而作為制成基準線來進行晶片W的形狀評價方法，是以規(guī)定的測定間隔來測定晶片形狀，并依序記憶前述所測定的形狀，而由該所記憶的形狀來求出如圖3所示的從晶片W的中心部Wc遍及緣部We的形狀(輪廓)，以計算從中心部(朝晶片直徑方向的)配設(shè)于任意位置的第1區(qū)域W1的界線X為止的基準線，其次予以分析(晶片厚度方向的)在任意位置的形狀，(測定值)和在該位置的基準線10的值的差，以作為表面特性來算出。
晶片面內(nèi)的規(guī)定測定間隔，理想為在于1mm間隔以下。當然要以超過(大于)0mm的間隔，但盡可能地以細小間隔來實施評價，就能以更正確的形狀來定量化。
基準線雖近似于如最能反映晶片W中央部形狀的直線或曲線就可，但通常在晶片W的中央部分因磨光成具有極高的平整度，若近似于直線時則已足夠。
所謂成為第1區(qū)域W1和第2區(qū)域W2的界線的任意位置X，理想為設(shè)定于在晶片W的直徑方向的任意位置且未發(fā)生晶片的外周下垂或濺出的范圍(能使第1區(qū)域成為廣闊范圍的范圍)為佳。例如，下垂等通常乃從晶片外周部分10mm左右起的外側(cè)方向處產(chǎn)生，因此，任意位置(界線)X乃設(shè)定于從晶片外周部分有30mm左右就可。倘若為8寸晶片(直徑為200mm)時，就從中心部起70mm的位置，若為12寸晶片(直徑為300mm)時，就從中心部起120mm的位置，予以制成基準線就可。但該設(shè)定位置可任意地改變，只要設(shè)定成能最準確地評價晶片質(zhì)量的值就可。
而作為制成基準線來算出用于評價具體性的表面特性的方法，乃求出從晶片W中心部Wc遍及緣部We的形狀，且計算從中心部Wc直至任意位置X為止的基準線，接著分析在于從任意位置X直至緣部Wc為止的范圍在任意位置的形狀和在該位置的基準線的差[任意位置形狀(測定值)—在任意位置的基準線(基準值)]，并算出該值的最大值(通常為正的最大變位量或最大厚度差)而作為表面特性(濺出)A。該表面特性A是成定量地來表示a晶片外周部分的濺出形狀者。
又求出從晶片W中心部Wc遍及邊緣部We的形狀(Profile)，而計算從中心部直至任意位置X為止的基準線，接著分析在于從任意位置X直至緣部We為止的范圍且在于任意位置的形狀和在該位置的基準線的差[任意位置形狀(測定值)—在任意位置的基準線(基準值)]，并算出該值的最小值(通常為負的最大值)而作為表面特性(下垂)B。該表面特性B是成定量性地來表示晶片外周部分的下垂形狀者。
在本發(fā)明乃為了評價晶片整體，是如在圖3以虛線所示，將晶片全周(整個圓周)的多個處的輻射狀的測定位置作為對象，且依據(jù)每一定角度(θ)來獲得該等的從晶片W中心部Wc直至緣部We為止(但去角部Wm為除外)的形狀，而對于每一形狀逐一地進行如此的單元性的分析，以求出各個表面特性A、B。
其結(jié)果，可獲得沿晶片外周部分的多個表面特性A、B。尤其，理想為在晶片面內(nèi)以約400條左右(1°間隔角度左右或以內(nèi))成輻射狀來分析為佳。當然間隔應大于0°，但以1°間隔以內(nèi)的角度間隔來評價時，能極為正確地來評價晶片外周部分。再者，缺口(凹口)或取向用平直部(orientation flat)及以激光標志印有文字的部分，因容易成為異常數(shù)據(jù)，因此，理想為排除該部分來評價為佳。
以利用該表面特性A、B時，可進行較習知的晶片形狀更確實的評價。又以分析沿著晶片外周部分的表面特性A、B時，可評價晶片外周部分形狀的均勻性。
接著，將說明有關(guān)用于進行上述評價用的形狀評價裝置。圖11是顯示有關(guān)本發(fā)明的晶。圓的形狀評價裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的概略說明圖。在圖11所示的晶片的形狀評價裝置20是用于測定晶片W表面的位移(變位)量來評價用的裝置，由以測試臺22和具備激光振蕩器或自動聚焦機構(gòu)的位移計24所形成的位移測定機構(gòu)26，及電腦28等所構(gòu)成，并使從預先被校正的基準點所滑移的距離作為位移(變位)而由光學來測定。圖11的實施形態(tài)時，位移測定機構(gòu)26將作為形狀測定機構(gòu)來產(chǎn)生作用。
前述測試臺22是用于載置作為被測定對象物的硅晶片W的臺。位移計24是以規(guī)定間隔來照射激光光于載置在，前述測試臺22的硅晶片W表面用的裝置，而作為激光光，將使用例如HeNe激光等。該位移計24具備有自動聚焦機構(gòu)(省略圖示)，該自動聚焦機構(gòu)乃具備有CCD(電荷耦合裝置)攝像機(省略圖示)，自動聚焦機構(gòu)(省略圖示)等，而形成可自動地聚焦來自激光振蕩器所照射的激光光從晶片所反射的像成焦點。
前述位移計24是由前述自動聚焦機構(gòu)來調(diào)整成焦點時的從基準點的變位作為位移加以測定，而輸入于前述電腦28。
前述電腦28具備有CPU(中央處理裝置)RAM(隨機存取記憶)、ROM(唯讀記憶器)等。前述電腦28是輸入從前述移位器24所輸出的位移資料(數(shù)據(jù))，且以RAM作為作業(yè)區(qū)域來讀出內(nèi)裝于ROM的規(guī)定分析程式，并以CPU來算出來自所輸入的前述位移資料成為本發(fā)明的質(zhì)量的表面特性A、B。該表面特性是尤其是用于評價晶片外周部分形狀用的參數(shù)。
亦即，上述電腦28乃具有用于依序輸入保存由上述位移測定機構(gòu)(形狀測定機構(gòu))26所測定的形狀資料用的記憶機構(gòu)，及由該記憶機構(gòu)讀取從晶片W中心部遍及緣部的形狀資料(測定值)，以計算從中心部的在任意區(qū)域的基準線(基準值)，并予以分析該基準和任意位置的差(測定值—基準值)，而作為表面特性來算出的表面特性算出機構(gòu)。
圖12是顯示有關(guān)本發(fā)明的晶片的形狀評價裝的其他形態(tài)的主要部分結(jié)構(gòu)的概略說明圖。作為晶片的表面形狀評價裝置的另一形態(tài)，也可由非為晶片表面的位移量，而是由靜電電容式的真平度(flatness)測定器來測定厚度。靜電電容式的真平度測定器是如圖12所示，使用具備由作為夾持晶片W的上下兩條靜電電容型測感器32a、32b所形成的厚度計32的厚度測定機構(gòu)34，而由各測感器32a、32b和測定晶片W的各距離來測定厚度。作為靜電電容式的真平度測定器可使用市面所販賣的非接觸晶片厚度，平整(真平)度，BOW/WARP測定裝置，例如ADE公司制的ULTRAGAUGE9900等。
圖12所示的晶片的形狀評價裝置30是由用于保持晶片W用的晶片保持具36，和上述厚度測定機構(gòu)34及電腦28所構(gòu)成，用于測定晶片W的厚度。于圖12的實施形態(tài)時，厚度測定機構(gòu)34，將作為形狀測定機構(gòu)產(chǎn)生功能。
倘若以如此，可精細且良好精度來評價晶片W的形狀(凹凸)的評價裝置時，并不具有所限定而可予以使用。
將依據(jù)如上述所測定的位移或厚度來評價表面特性A、B。具體地言時，基準線是由最小二乘法(平方)等所算出的線。因此，理想為要取樣資料(數(shù)據(jù))用的間隔愈精細愈為佳。具體地言時，1mm以下為適當范圍。
接著，說明有關(guān)使用由上述的本發(fā)明的晶片的形評裝置實際地算出的表面特性A、B的形狀評價。圖1是顯示在于規(guī)定晶片的表面特性A、B值，和該時的剖斷面形狀的輪廓圖。而表面特性算出機構(gòu)的分析程式，是已規(guī)劃用于依各每一輪廓要求出該表面特性A、B用的算出公式的程式。再者，該分析程式是用于評價從沿晶片外周部分的各輪廓所獲得的多個表面特性A、B或(A-B)的各平均值，標準偏差，最大值、最小值用的軟體。
分析程式是作為表面特性A，將以從完成鏡(面拋)光的硅晶片中心部朝緣部方向以任意間隔(約1mm)來讀取前述硅晶片的厚度資料，接著使用該厚度，在廣范圍的第1區(qū)域制成晶片的厚度資料且以最小二乘法來制成基準線，并算出該基準線和在擬評價的第2區(qū)域內(nèi)的差，以分析在該區(qū)域(面積)內(nèi)的最大值。
表面特性B是以從完成鏡(面拋)光的硅晶片中心部朝緣部方向以任意間隔(約1mm)來讀取前述硅晶片的厚度資料，接著使用該厚度，在廣范圍的第1區(qū)域制成晶片的厚度資料且以最小二乘法來制成基準線，并算出該基準線和在擬評價的第二區(qū)域內(nèi)的差，以分析在該區(qū)域內(nèi)的最小值。
如此的分析，將沿晶片外周部分來對于各每一輪廓實施，且以分析從該多個輪廓所獲得的表面特性A、B，而評價晶片外周部分形狀的均勻性(偏差)。具體地言時，要評價表面。特性A、B或表面特性A和表面特性B的差(以下，有可能表示其為表面特性(A-B)或表示為(A-B)參數(shù))的平均值，標準偏差，最大值，最小值等。
依據(jù)以上所說明的有關(guān)本發(fā)明的晶片的形狀評價裝置，乃讀入采用激光光所測定的變位(位移)，或以靜電電容式厚度測定器所測定的厚度資料于電腦，并由分析而可算出表面特性A、B，外周部分形狀均勻性等。
如上述，依據(jù)本發(fā)明乃可從與習知的SFQR等不同觀點來確實地判斷晶片的表面形狀，尤其能以一定的基準來確實地判斷晶片的外周部分。又以沿著晶片外周部分求出且分析多個表面特性A、B，就可實施評價有關(guān)晶片外周部分形狀的均勻性。以致可獲得較習知的晶片的形狀更有效的資訊，使得可解決在裝置的制造過程，例如使用曝光過程等的過程時的問題處等。又該表面特性也可作為分析種種實驗資料用的參數(shù)。
(實施例)以下，將舉出實施例來更具體地說明本發(fā)明，但該等實施例為表示以例子來表示者，當然不能解釋為限定于該等實施例而已者。
(實施例1)將說明有關(guān)本發(fā)明的形狀評價方法的實施例。在本實施例是評價以一般性的制造過程所制造的8寸鏡光晶片(直徑200mm的晶片，外周0.5mm為去角部)。將該晶片稱為S1。
形狀評價是以0.95mm間隔來測定晶片整面(排除去角部的外周0.5mm)，且依序記憶前述所測定的晶片厚度，而由該所記憶的形狀來求出如圖1所示的從晶片中心部直至緣部(從中心部為98.5mm)為止的輪廓(形狀)，并使用從中心部(朝直徑方向的)直至任意位置X(從中心部為70mm，從緣部為30mm處)為止的值，以最小二乘法來計算基準線，接著予以分析在任意位置的厚度和在該位置的基準線的值(假想性厚度)的差，而算出作為表面特性。亦即，表面特性A、B是擬評價70mm～98.5mm的在第2區(qū)域的最大值及最小值。
該等表面特性是在晶片面內(nèi)，以從中心部遍及緣部的輻射狀的多個輪廓來加以分析。實際上是以一定角度(θ)來分析400條的輪廓。
接著，分析從各輪廓所獲得的表面特性A、B。表面特性A、B雖有400點，但以排除其中的在于缺口部的13點來加以評價。
將所評價的表面特性的對于評價位置的A、B參數(shù)的變化顯示于圖4。圖4的橫軸是所評價的位置θ。以缺口部做為0度并朝時針方向旋轉(zhuǎn)360°所評價的值來畫出曲線者?？v軸為A、B參數(shù)的值，單位為μm。
以如此的形態(tài)，就可確認表面特性A、B的晶片外周部分的均勻性。在此次所評價的晶片，可看出對于缺口(凹口)的大致為相反側(cè)(180°)的位置，具有B參數(shù)的大的變化。
再者，在曝光裝置進行曝光晶片S1的結(jié)果，產(chǎn)生了很多停止裝置的情事。曝光裝置是使用了對于光罩圖形[標度片(reticule)圖形]的投影像以重復地步進來曝光的步進器(步進式投影曝光裝置的通稱)。作為曝光裝置，除此之外也可使用掃描式的曝光裝置。本發(fā)明人等，乃對于該步進器的異常停止銳意調(diào)查的結(jié)果，想到以上述形狀評價方法所獲的B參數(shù)的外周部分的均式性或許會產(chǎn)生大的影響。
該理由乃思為倘若在晶片具有如圖4所示的大的B參數(shù)的變化(局部性的下垂)，則焦點會產(chǎn)生偏差(位移)，以致由自動聚焦所進行的控制無法控制，使得產(chǎn)生聚焦誤差而使裝置停止的緣故。
為此，予以評價多個表面特性A、B或(A-B)的平均值，標準偏差，最大值，最小值，(最大值—最小值)。將評價的結(jié)果顯示于表1。倘若制成如圖4的圖時，雖可由目視而看到參數(shù)的變化(偏差或分散)，但若獲得如上述的(最大值—最小值)或標準偏差等時，也在定量性上可加以評價。而在本發(fā)明，能使如此的晶片外周部分形狀的均勻性成為定量化來實施評價。
表1實施例1評價結(jié)果晶片外周部分形狀的均勻性(測定對象晶片S1)

(實施例2)為了確認上述的見解，對于在多個晶片加工過程所制造的晶片，以上述形狀評價方法來加以評價。具體地言時，是以變更晶片加工過程，以令該B參數(shù)的外周部分的均勻性值能變?yōu)樾〉臓顩r來制造晶片。
晶片加工過程是由具備有一般以使用鋼絲鋸等切片單晶體晶錠來獲得薄圓板狀的晶片的切片過程；為了防止由該切片過程所獲得的晶片產(chǎn)生破裂，缺口而實施去角其外周部分用的去角過程；令該晶片成平整化的研光過程，平面輪磨等的平整化過程；用于去除被去角及平整化的晶片所留置(殘余)的加工歪曲的蝕刻過程；使該晶片表面成鏡面化的拋光過程；及洗凈所拋光的晶片，以去除所附著于其的拋光劑或異物用的洗凈過程的過程所制造。
而在該等的過程中，作為可令B參數(shù)的外周部分均勻性成為良好的加工方法，可想到種種的方法，例如作為改善切片過程的方法，以鋼絲鋸等來實施時，應在實施時并不會產(chǎn)生由鋼絲所引起的不規(guī)則的切入于晶片外周部分。又應加工所謂的彎曲(成弓狀)，翹起的形狀成為良好(消除該狀態(tài))。而如此的加工，具有如以調(diào)整膏劑(slurry)溫度，或以輸送鋼絲的速度等來控制的方法。
作為改善去角過程的方法，有注意去角的均勻性來進行磨光或鏡面去角。以控制晶片外周部分和去角用的磨石、擦光輪所接觸的壓力能成為均勻來進行去角。也有以晶片及磨石(擦光輪)的轉(zhuǎn)速等來控制的方法。
而作為改善蝕刻過程的方法，則要注意于蝕刻的均勻性。尤其令蝕刻液的流動成為均勻來蝕刻。該方法有以蝕刻筒的轉(zhuǎn)動速度等來控制的方法。又也可由令支承晶片的蝕刻筒和晶片的接觸面積成為小等來加以改善。
作為改善平面輪磨過程，研光過程的方法，因在加工完成后，固定磨石或研光平板要熄火花(spark out)時容易產(chǎn)生傷痕，因此，有控制熄火花來加工的方法。又在平面輪磨時，予以調(diào)整磨石的粒度或磨石的轉(zhuǎn)速，輸送速度等，使之盡可能地不會產(chǎn)生磨光條痕。磨光條痕有一種以低損害研光來去除的方法等。
作為改善拋光過程的方法，有調(diào)整在拋光時所施加于晶片外周部分的拋光壓力，亦即，對于保持工件的保持盤大小進行想辦法，或作成工件保持區(qū)域的中央部分為硬質(zhì)，外周部分分為軟質(zhì)且吸著固定外周部分等來進行拋光的方法，或形成背面包覆于工件背面，而藉由背面包覆來保持工件，且以拋光工件表面來改變外周部分和中心部的背面包覆膜厚度等，以令在外周部分的拋光壓力產(chǎn)生變化時，也可控制外周的下垂。又也有對拋光頭下工夫，以令工件周邊部的推壓力從中央部分能獨立地控制來拋光的方法等。
在本實施力，以切片過程，去角過程，平面輪磨過程，蝕刻過程，低損害研光過程，拋光過程的過程作為中心來組合上述改善方法，且由相異的三個加工過程來制造晶片S2、S3、S4。
將該等晶片自本發(fā)明的形狀評價方法予以評價的結(jié)果，對于各個制造方法獲得如圖5(晶片S2)、圖6(晶片S3)、圖7(晶片S4)的圖。而評價方法是與實施例1同樣來評價。
又以定量性地來評價各個晶片的表面特性A、B或(A-B)的平均值，標準偏差，最大值，最小值，(最大值—最小值))將顯示評價結(jié)果于表2-4。而導入如此的晶片于步進器的結(jié)果，并未產(chǎn)生了裝置的異常停止。該晶片乃可由表3察明在晶片面內(nèi)所獲得的多個表面特性B的最大值和最小值的差，各為556nm、390nm、486nm而是在于600nm以下。又可由表4察明表面特性(A-B)的晶片外周部分的均勻性，各為419nm、404nm、380nm而是在于500nm以下。而如此的晶片S2、S3、S4在于使用有步進器的過程為形成良好的產(chǎn)品。
表2A參數(shù)的外周部分均勻性

表3B參數(shù)的外周部分均勻性

表4(A-B)參數(shù)的外周部分均勻性

(比較例1)接著，評價了以一般性的晶片加工過程所制造的作為比較例的晶片。亦就是由具有切片單晶體晶錠來獲取薄圓板狀晶片的切片過程；為了防止由該切片過程所獲得的晶片產(chǎn)生破裂、缺口，予以去角該外周部分的去角過程；用以平整化該晶片用的研光過程；用于去除留置(殘余)于實施了去角及研光的晶片上的加工歪曲用的蝕刻過程；令該晶片表面成鏡面化的拋光過程；及洗凈拋光的晶片，以去除所附著于其的拋光劑或異物用的洗凈過程的晶片加工過程來制造的晶片。將該晶片以S5來表示。
當以本發(fā)明的形狀評價方法來評價該晶片55時，獲得如圖8的圖。又定量化的評價結(jié)果，將并記于表2～4。形狀評價方法是與實施例同樣。
予以導入如此的晶片55于步進器的結(jié)果，產(chǎn)生了100％的裝置的停止。在晶片面內(nèi)所獲得的多個表面特性B的最大值和最小值的差(B參數(shù)的外周部分均勻性)為682nm。表面特性(A-B)的晶片外周部分的均勻性為648nm。再者，有關(guān)在實施例1所評價的晶片S1也并記于表2-4。甚至在該晶片S1也觀察到產(chǎn)生裝置的異常停止。如上述，S1及S5的晶片，在于使用步進器的過程為不良品。足見B參數(shù)的局部性變化會對于裝置具有極大的影響。
將對于以上所評價的晶片S1-S5，顯示B參數(shù)的外周部分均勻性(最大值—最小值)于圖9，而有關(guān)(A-B)參數(shù)的晶片外周部分的均勻性(最大值—最小值)顯示于圖10?？刹烀鰾參數(shù)的外周部分均勻性為600nm以下時成為良品，又(A-B)的晶片外周部分的均勻性為500nm以下時成為良品。
(實施例3)甚至在實施例所示的晶片加工過程，B參數(shù)的均勻性并無法完全制成600nm以下。因此，以本發(fā)明的形狀評價方法來評價晶片，且在揀選在于本發(fā)明范圍內(nèi)的晶片后，放入裝置過程實施制程。具體地言，放入表面特性B的晶片外周部分的均勻性為600nm以下的晶片[該等是表面特性(A-B)的晶片外周部分的均勻性為400nm以下]于步進器過程，并觀察裝置的動作。其結(jié)果，確認完全未引起裝置的停止。
(比較例2)以未揀選由一般性(習知)的晶片加工過程所制造的晶片放入于步進器過程進行制程的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了步進器的異常停止換算成晶片處理片數(shù)目時，約有10％左右的頻率產(chǎn)生裝置的停止。而以本發(fā)明的評價方法予以評價異常產(chǎn)生的晶片的結(jié)果，表面特性B的晶片外周部分的均勻性為大于600nm。又表面特性(A-B)的晶片外周部分的均勻性(最大值—最小值)的值也在于600nm以上。再者，表面特性B的晶片外周部分的均勻性為500nm～700nm左右者，也會有產(chǎn)生異常停止或未產(chǎn)生異常停止的情況。倘若為600nm時雖會顯著地減少產(chǎn)生裝置停止的頻率，但僅以B參數(shù)而已時，并無法正確地分離理想的晶片的情況。倘若由表面特性(A-B)的晶片外周部分的均勻性來評價時，就可正確地進行管理晶片。尤其，該值為400nm左右或以下的晶片時，就不會產(chǎn)生異常停止。
即使B參數(shù)的晶片外周部分的均勻性為600nm以上也有不會產(chǎn)生異常停止，因此，步進器會停止的原因，可思為并非僅為上述主要因數(shù)，但考慮以上所述的情況時，可思為以本發(fā)明所評價的主要因數(shù)會具有大的作用。
亦就是在步進器過程時，B參數(shù)的晶片外周部分的均勻性尤其為重要，尤其在外周部分形狀均勻性中，對于(最大值—最小值)使用600nm以下的晶片時，可察明減少異常停止。尤其(A-B)參數(shù)的均勻性時(最大值—最小值)為400nm以下，就可顯著地減少裝置產(chǎn)生停止，也可增進良率(生產(chǎn)量)。
再者，倘若要實施評價如此的晶片外周部分形狀的均勻性時，以使用本發(fā)明評價方法的任意位置X在于從晶片外周部分有30mm的位置，又有關(guān)晶片形狀的測定乃排除外周1mm處(排除去角部)的資料(數(shù)據(jù))來評價，就可實施穩(wěn)定的評價。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性予以說明有關(guān)本發(fā)明的代表性的效果時，由位移(變位)或厚度的測定機構(gòu)且以規(guī)定間隔所測定的位移或厚度，可由表面特性算出機構(gòu)來規(guī)定較習知的SFQR等的表示平整度的指標更為正確的晶片形狀。尤其，能以定量性地來評價B參數(shù)的晶片外周部分的均勻性，因此，能以一定基準且確實地予以判斷晶片是否為良好的產(chǎn)品。
依據(jù)本發(fā)明的形狀評價方法，對于至今無法精確地評價的質(zhì)量，尤其能成定量性地評價晶片外周部分形狀的質(zhì)量，使得可規(guī)定對于光刻最為適當?shù)木螤睢?br> 尤其以沿著晶片外周部分的B參數(shù)及(A-B)參數(shù)的外周部分均勻性(所評價的值的最大值減最小值)的值來規(guī)定晶片時，就可揀選對于(半導體)裝置過程為理想的晶片。
以利用由本發(fā)明的晶片的形狀評價方法所獲得的表面特性，而能為較習知的晶片的形狀評價更確實地進行評價，因此，可防止在(半導體)裝置制程時的異常且可意圖增進良率(生產(chǎn)量)。
權(quán)利要求
1.一種晶片的形狀評價方法，其特征為以規(guī)定角度間隔從晶片中心部直至邊緣部為止求出遍及晶片全周的多個晶片形狀輪廓(形狀)，且設(shè)定要算出在各每一輪廓的基準線用的第1區(qū)域于晶片中央側(cè)，算出在該第1區(qū)域的基準線，再在該第1區(qū)域外的晶片外周側(cè)設(shè)定第2區(qū)域，并延長在該第1區(qū)域所算出的基準線直至該第2區(qū)域為止，以分析該第2區(qū)域形狀(測定值)和在第2區(qū)域內(nèi)的該基準線(基準值)的差(測定值—基準值)，而算出該值的最大值表面特性A及最小值作為表面特性B并從這樣的晶片的遍及全周所獲得的多個表面特性A及表面特性B來評價晶片的外周部分形狀的均勻性。
2.如權(quán)利要求1所述的晶片的形狀評價方法，其中由從晶片外周部分所獲得的多個表面特性A的最大值和最小值的差來評價晶片的外周部分形狀均勻性。
3.如權(quán)利要求1所述的晶片的形狀評價方法，其中由從晶片外周部分所獲得的多個表面特性B的最大值和最小值的差來評價晶片的外周部分形狀均勻性。
4.如權(quán)利要求1所述的晶片的形狀評價方法，其中分析從各輪廓所獲得的表面特性A及表面特性B的差[表面特性(A-B)]，而由從晶片外周部分所獲得的多個表面特性(A-B)的最大值和最小值的差來評價晶片的外周部分形狀均勻性。
5.如權(quán)利要求1所述的晶片的形狀評價方法，其中由從晶片外周部分所獲得的多個表面特性A，表面特性B，或該等的差[表面特性(A-B)]的標準偏差來評價晶片的外周部分形狀均勻性。
6.如權(quán)利要求1所述的晶片的形狀評價方法，其中前述晶片形狀輪廓是在晶片面內(nèi)以隔著規(guī)定間隔所測定的值，而是對于晶片表面成垂直方向的移位或晶片的厚度。
7.如權(quán)利要求6所述的晶片的形狀評價方法，其中前述規(guī)定的測定間隔為1mm間隔以下。
8.如權(quán)利要求1所述的晶片的形狀評價方法，其中用于求出晶片形狀輪廓的規(guī)定間隔角度為1°間隔角度以內(nèi)。
9.一種晶片，其特征為由權(quán)利要求1至8項中任一項所述的形狀評價方法來加以評價，且在晶片面內(nèi)所獲得的多個表面特性B的最大值和最小值的差(B參數(shù)的外周部分均勻性)乃形成為600nm以下。
10.一種晶片，其特征為由權(quán)利要求1至8項中的任一項所述的形狀評價方法來加以評價，且在晶片面內(nèi)所獲得的多個表面特性(A-B)的最大值和最小值的差[(A-B)參數(shù)的外周部分均勻性]乃形成為500nm以下。
11.如權(quán)利要求10所述的晶片，其中在晶片面內(nèi)獲得的多個表面特性(A-B)的最大值和最小值的差[(A-B)參數(shù)的外周部分均勻性]乃在于400nm以下。
12.一種晶片的揀選方法，其特征為由權(quán)利要求1至8項中任一項所述的形狀評價方法來加以評價，而揀選所獲得的多個表面特性B的最大值和最小值的差(B參數(shù)的外周部分均勻性)為600nm以下的晶片，其使用該晶片于曝光裝置。
13.一種晶片的揀選方法，其特征為由權(quán)利要求1至8項中任一項所述的形狀評價方法來加以評價，而揀選所獲得的多個表面特性(A-B)的最大值和最小值的差[(A-B)參數(shù)的外周部分均勻性]為500nm以下的晶片，并使用該晶片于曝光裝置。
14.一種晶片的揀選方法，其特征為由權(quán)利要求1至8項中任一項所述的形狀評價方法來加以評價，而揀選所獲得的多個表面特性(A-B)的最大值和最小值的差[(A-B)參數(shù)的外周部分均勻性]為400nm以下的晶片，并使用該晶片于曝光裝置。
全文摘要
本發(fā)明是要提供一種從與習知的SFQR等不同的觀點來評價晶片的形狀質(zhì)量所用的晶片的形狀評價方法及在曝光裝置產(chǎn)生問題少的晶片，以及可揀選具有良好質(zhì)量的晶片的揀選方法。為此，本發(fā)明乃作成以規(guī)定角度間隔從晶片中心部直至邊緣部求出遍及晶片全周的多個晶片形狀輪廓(形狀)，且設(shè)定要算出在各每一輪廓的基準線用的第1區(qū)域于晶片中央側(cè)，再在該第1區(qū)域外的晶片外周側(cè)設(shè)定第2區(qū)域，并延長在該第1區(qū)域所算出的基準線直至該第2區(qū)域為止，以分析該第2區(qū)域形狀(測定值)和在第2區(qū)域內(nèi)的該基準線(基準值)的差(測定值—基準值)，而算出該值的最大值作為表面特性A及最小值作為表面特性B，并從該等遍及全周所獲得的多個表面特性A及表面特性B來評價晶片的外周部分形狀的均勻性。
文檔編號H01L21/304GK1535476SQ0281473
公開日2004年10月6日 申請日期2002年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月14日
發(fā)明者小林誠, 小林修一, 一 申請人:信越半導體株式會社