(57)【要約】【課題】レーザー光を照射してウエーハ表面からの散乱光を検出器により検出して評価を行う場合において、高精度で評価を行うことができる方法を提供する。【解決手段】ウエーハ表面にレーザー光を照射し、該ウエーハ表面からの散乱光を検出器を用いて検出してウエーハ表面を評価する方法であって、前記検出器を複数配置し、該複数の検出器を用いて散乱光の検出を各々行い、各々の検出結果に基づいて評価を行うウエーハ表面の評価方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハ表面にレーザー光を照射し、該ウエーハ表面からの散乱光を検出器を用いて検出してウエーハ表面を評価する方法であって、
前記検出器を複数配置し、該複数の検出器を用いて散乱光の検出を各々行い、各々の検出結果に基づいて評価を行うことを特徴とするウエーハ表面の評価方法。
【請求項２】
前記散乱光を検出するとき、ウエーハ表面のキズ、異物、結晶欠陥、ヘイズのうちのいずれかにより散乱する散乱光を検出することを特徴とする請求項１に記載のウエーハ表面の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はウエーハ表面の評価方法に関し、特にはレーザー光をウエーハ表面に照射し、その散乱光からウエーハ表面を評価する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デバイスの微細化に伴い、半導体ウェーハ表面に付着したパーティクルなどの異物によるデバイスへの悪影響が無視できなくなっている。このため、これら異物の発生防止を進めると共に、ウエーハ表面の異物の正確な評価が必要とされている。
【０００３】
ウエーハ表面の評価を行う際には、例えばパーティクルカウンターがよく用いられる。
一般的にパーティクルカウンターはウエーハ表面にレーザー光を照射し、その表面から発生する散乱光を検出することによって異物などを測定する。
【０００４】
また、異物以外のもの（例えば、キズや結晶欠陥など）も検出するため、検出されたそれらはパーティクルではなくＬＰＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｐｏｉｎｔ  Ｄｅｆｅｃｔ）と分類するのが普通である。
【０００５】
このように散乱光を検出し、その輝点をＬＰＤとして検出するが、散乱光はすべての方向に一様に散乱するわけではなく、レーザー光の波長と欠陥のサイズ、パーティクルの場合は物質の密度などによってその方向が変わる。キズの場合の散乱は、キズ方向に対し、平行方向の散乱は弱く、垂直方向の散乱が強くなる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２３６５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、パーティクルカウンターなどによりレーザー光を用いてウエーハ表面の評価が行われている。その際、パーティクルの位置が非常に近い場合（重なっている場合）は大きなパーティクルが２度測定されたとして一つにまとめる機能や、パーティクルが連続している場合には傷と判断する機能などが、パーティクルカウンターに付加されているのが一般的である。
【０００８】
本発明者らがこのような従来の検出方法、評価方法について鋭意研究した結果、実際にはパーティクルなどの異物が付着しており問題が存在しているにも関わらず、評価の上では問題なしと判定されている場合があることが分かった。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、レーザー光を照射してウエーハ表面からの散乱光を検出器により検出して評価を行う場合において、高精度で評価を行うことができる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、ウエーハ表面にレーザー光を照射し、該ウエーハ表面からの散乱光を検出器を用いて検出してウエーハ表面を評価する方法であって、前記検出器を複数配置し、該複数の検出器を用いて散乱光の検出を各々行い、各々の検出結果に基づいて評価を行うことを特徴とするウエーハ表面の評価方法を提供する。
【００１１】
このような本発明の評価方法であれば、複数の検出器を配置して散乱光を検出することにより、１台の検出器では検出しにくい散乱光を、他の検出器により検出することができることから、高感度で散乱光を検出でき、ウエーハ表面を高精度で評価することができる。
また、従来では、複数の検出器を用いて散乱光を検出しても、各々の検出結果を総和したり、それらの平均をとって評価を行っていた。
一方、本発明の評価方法であれば、複数の検出器の各々の検出結果に基づいて評価を行うので、従来のように総和したり平均をとることによって各々の検出結果の特徴が薄れた状態で評価を行うのを防ぐことができる。すなわち、各々の検出器ごとの特徴ある検出結果が薄まる前の状態で評価を行うことができ、従来よりも高感度、高精度で評価を行うことが可能である。
【００１２】
このとき、前記散乱光を検出するとき、ウエーハ表面のキズ、異物、結晶欠陥、ヘイズのうちのいずれかにより散乱する散乱光を検出することができる。
これらはウエーハ表面の評価項目としてよく挙げられるものであり、本発明はこれらについて従来よりも高精度で評価を行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明のウエーハ表面の評価方法であれば、散乱光を高感度で検出でき、従来よりも高精度でウエーハ表面を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ウエーハ表面の評価装置の一例を示す概略図である。（Ａ）斜方入射方式の場合の側面図、（Ｂ）装置の一部の上面図であり、（Ｃ）垂直入射方式の場合の側面図である。
【図２】本発明におけるウエーハ表面の評価方法の一例を示すフロー図である。
【図３】実施例１の検出器３Ｌ１〜３Ｌ６ごとの検出結果を示す測定図である。
【図４】実施例１の検出器３Ｈ１〜３Ｈ４ごとの検出結果を示す測定図である。
【図５】実施例２の検出器３Ｌ１〜３Ｌ６ごとの検出結果を示す測定図である。
【図６】実施例２の検出器３Ｈ１〜３Ｈ４ごとの検出結果を示す測定図である。
【図７】実施例３の検出器ごとの検出結果を示す測定図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明についてより具体的に説明する。
従来ではパーティクルカウンターなどを用いてウエーハ表面の評価が行われている。これらのなかには複数の検出器を用いたものもあるが、パーティクルが付着しているなど、問題が存在しているにも関わらず、評価の上では問題なしと判定される場合があることが分かった。本発明者らがさらに鋭意研究を行ったところ、従来では、たとえ複数の検出器を用いて散乱光の検出を行っても、それらの検出結果の総和や平均に基づいて評価を行っており、それが原因で各々の検出結果の特徴が薄まり、上記のように正確な評価を行うことができなくなることが分かった。そこで、各々の検出器からの特徴ある検出結果に基づいて評価を行うことが重要であることを見出し、本発明を完成させた。
【００１６】
以下、本発明のウエーハ表面の評価方法について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１に、本発明のウエーハ表面の評価方法に用いることができるウエーハ表面の評価装置の一例を示す。（Ａ）が斜方入射方式の場合の側面図であり、（Ｂ）が装置の一部の上面図である。（Ｃ）が垂直入射方式の場合の側面図である。
この評価装置１は、主には、評価対象のウェーハＷの表面にレーザー光を照射するためのレーザー発振器２と、照射したレーザー光がパーティクル等によって散乱した散乱光を検出するための検出器３と、データ処理のためのコンピュータ４と、ウエーハＷを載置するためのステージ５を備えている。
【００１７】
レーザー発振器２はウエーハＷの表面にレーザー光を照射できるものであれば良く、特には限定されない。例えば従来と同様のものを用いることができる。
また、ウエーハＷに対するレーザー発振器２の配置、すなわち、レーザー光の照射位置についても特に限定されない。可動であり、配置位置は適宜調整可能である。例えば図１（Ａ）のように、ウエーハＷに対して斜め上の位置、すなわちレーザー光の入射角が低角度になるような位置に配置することができる（斜方入射方式）。
あるいは図１（Ｃ）のように、ウエーハＷの表面に対して垂直にレーザー光を入射可能なように、ウエーハＷの直上に配置することもできる（垂直入射方式）。
【００１８】
また、検出器３は、ウエーハＷの表面からの散乱光を検出できるものであれば良く、特には限定されない。例えば従来と同様のものを用いることができる。
検出器３の台数は複数であれば良く、その台数は特に限定されない。一例として図１では１０台（３Ｌ１〜３Ｌ６、３Ｈ１〜３Ｈ４）配置されている。
台数を多くすることで、種々の角度から散乱光を検出することができ、散乱光を高感度で検出でき、ウエーハＷの表面についてより多くの情報を得て、より高精度に評価することができる。コストも考慮して適宜台数を決定することができる。
【００１９】
また、配置位置についても特に限定されない。図１に示す例では、ウエーハＷの表面に対して高角の位置に４台（３Ｈ１〜３Ｈ４）、低角の位置に６台（３Ｌ１〜３Ｌ６）配置されている。
なお、ここでは図１（Ｂ）に示すように、低角の位置には、レーザー光の照射方向に沿って右側に、照射側から順に３Ｌ１、３Ｌ２、３Ｌ３の検出器が配置されている。また、レーザー光の照射方向に沿って左側に、照射側から順に３Ｌ６、３Ｌ５、３Ｌ４の検出器が配置されている。
さらに高角の位置には、レーザー光の照射側に３Ｈ１、その反対側に３Ｈ３、照射方向に沿って右側に３Ｈ２、左側に３Ｈ４の検出器が配置されている。
【００２０】
また、コンピュータ４は検出器３と接続されており、散乱光を検出した検出器３からの信号を取り込んでデータ処理し、各々の検出器３Ｌ１〜３Ｌ６、３Ｈ１〜３Ｈ４ごとに検出結果を得ることができるものであれば良い。なお、各々の検出結果とは別に、各々の検出結果を総和（あるいは平均）した結果も得られるようにしてもよい。
【００２１】
また、ステージ５は回転やスライドが可能であり、載置したウエーハＷを回転させたりスライドさせることができるものであれば良く、特に限定されない。例えば従来と同様のものを用いることができる。
【００２２】
次に、評価装置１を用いた本発明のウエーハ表面の評価方法について説明する。
図２は、この評価方法の一例を示すフロー図である。
（工程１：複数の検出器を用いた散乱光の検出）
まず、ステージ５上に評価対象のウエーハＷを載置して用意する。
そして、ウエーハＷに対して斜め上に配置したレーザー発振器２から、ウエーハＷの所定位置にレーザー光を照射する。なお、ステージ５により、ウエーハＷを回転させたりスライドさせることでウエーハ全面にレーザー光を走査させる。また、ここではレーザー発振器２をウエーハＷの表面に対して斜め上に配置してレーザー光を照射しているが、代わりにウエーハＷの直上に配置し、レーザー光をウエーハ表面に対して垂直に照射する方式とすることもでき、その都度適宜決定できる。
【００２３】
配置した複数の検出器３（３Ｌ１〜３Ｌ６、３Ｈ１〜３Ｈ４）を用い、ウエーハＷの表面からの散乱光を検出する。
この散乱光としては、ウエーハ表面につけられたキズ、パーティクルなどの異物、結晶欠陥により散乱するものが挙げられる。また、ウエーハ表面における数〜数十ｎｍ程度の周期性を持つうねりであるヘイズにより散乱する。散乱の原因であるこれらについて、本発明では、より高感度、高精度で評価を行うことができる。
【００２４】
（工程２：各々の検出結果からの評価）
各検出器３Ｌ１〜３Ｌ６、３Ｈ１〜３Ｈ４で検出した散乱光のデータをコンピュータ４へ送り、データ処理し、各々の検出器ごとに検出結果を得る。そして、各々の検出結果に基づいてウエーハ表面の評価を行う。
本発明ではこのように複数の検出器３を用いて散乱光を検出するとともに、検出器ごとの検出結果に基づいてウエーハ表面の評価を行うので、極めて精度の高い評価を得ることができる。
【００２５】
従来法では、各々の検出器による検出結果は総和されたり、平均化されるため、各々の検出器による特徴あるデータが薄まってしまっていた。つまり、実際には各々の検出器で散乱光、すなわちキズなどに関するデータが検出されていても、最終的なデータとしては、それらのデータの一部が薄まっていたり、さらには消失していることがあった。
【００２６】
しかしながら本発明では、従来のような総和・平均化によって特徴あるデータが薄まったり消失したデータに基づいて評価を行うのではなく、各々の検出器３Ｌ１〜３Ｌ６、３Ｈ１〜３Ｈ４で高感度に検出した特徴あるデータに基づいて評価を行うので、より高精度で評価を行うことができる。
【００２７】
なお、参考データとして、各々の検出結果を総和または平均した結果も得ることができる。上記のように各々の検出結果からウエーハＷの表面の評価を行うとともに、さらには、この参考データと比較して評価することもできる。これにより、ウエーハ表面に関する評価を一層充実化させることができる。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
図１に示す評価装置１（日立ハイテクノロジー社製のＬＳ６８００ＵＶ）を用い、ウエーハ表面のキズや異物、結晶欠陥について評価を行った。評価対象のウエーハにレーザー光を斜方照射し、複数の検出器３（３Ｌ１〜３Ｌ６、３Ｈ１〜３Ｈ４）により散乱光を検出した。そしてコンピュータ４でデータ処理し、各々の検出器ごとに検出結果を得て評価を行った。
【００２９】
図３に検出器３Ｌ１〜３Ｌ６ごとの検出結果を示す。中央には、参考として、検出器３Ｌ１〜３Ｌ６からの検出結果を総和したものを併せて示した。
また、図４に検出器３Ｈ１〜３Ｈ４ごとの検出結果を示す。中央には、参考として、検出器３Ｈ１〜３Ｈ４からの検出結果を総和したものを併せて示した。
【００３０】
図３、４から、検出位置、すなわち検出器ごとに特徴ある検出結果が得られていることがわかる。複数の方向から検出を行うことによって、一方向からのみでは検出しにくいキズ等であっても、他の方向から検出可能になることがわかる。
【００３１】
ウエーハの表面のキズなどの方向によってレーザー光の散乱方向が変わるため、検出器の配置位置によってそれぞれ異なる角度のキズが検出される。ウエーハはステージ５により回転しながらスライドするため、検出器３Ｌ１〜３Ｌ３、３Ｈ２では右回りのキズを捉え、検出器３Ｌ４〜３Ｌ６、３Ｈ４では左回りのキズを捉えている。
【００３２】
また、検出器３Ｌ１、３Ｌ６、３Ｈ１では、主には、ウエーハに入射するレーザー光を後方（すなわち照射側）に散乱させる方向のキズを検出するため、必然的に周方向のキズを捉えている。検出器３Ｌ３、３Ｌ４、３Ｈ３は径方向のキズを捉えている。また、検出器３Ｌ２、３Ｌ５、３Ｈ２、３Ｈ４はその中間の角度のキズを捉えている。
【００３３】
ここで図３についてさらに詳しく評価を行う。
総和結果と各々の検出器ごとの検出結果を比較すると、各々の検出器では検出されたキズ等の一部が、総和結果では消失していることがわかった。
図３の各々の検出結果に、総和結果では消失しているキズ等を四角で囲って矢印で指し示した。少なくとも、検出器３Ｌ１からは１箇所、３Ｌ２では２箇所、３Ｌ３では２箇所、３Ｌ４では１箇所、３Ｌ５では２箇所のキズ等のデータが、総和結果では消失していることがわかる。
また、３Ｌ６はゲインの設定が大きすぎたため、ノイズが検出され、正しいキズデータを得ることができなかった。
【００３４】
また、図４について、総和結果と各々の検出器ごとの検出結果を比較すると、少なくとも、検出器３Ｈ１からは１箇所、３Ｈ２では１箇所、３Ｈ４では２箇所のキズ等のデータが、総和結果では消失していることがわかる。
【００３５】
このように、総和結果では消失しているために見逃してしまうようなキズ等も、本発明の評価方法では見逃すこともなく簡便に検出することができる。各々の検出器から検出した高感度の結果に基づいて評価を行うので、より高精度にウエーハ表面のキズ等の評価を行うことができる。
【００３６】
（実施例２）
評価対象のウエーハにレーザー光を直上から垂直照射する以外は実施例１と同様にして評価を行った。
【００３７】
図５に検出器３Ｌ１〜３Ｌ６ごとの検出結果を示す。中央には、参考として、検出器３Ｌ１〜３Ｌ６からの検出結果を総和したものを併せて示した。
また、図６に検出器３Ｈ１〜３Ｈ４ごとの検出結果を示す。中央には、参考として、検出器３Ｈ１〜３Ｈ４からの検出結果を総和したものを併せて示した。
【００３８】
図５、６に示すように、検出器ごとに特徴ある検出結果を得られた。
また、図５においては、総和結果と各々の検出器ごとの検出結果を比較しても、特に差は見られなかった。各々の検出結果から高精度に評価を行うことができるが、今回の散乱光の検出条件（ウエーハ、垂直入射、斜方検出）の場合においては、総和結果においてキズ等の消失は特になかったものと考えられる。
【００３９】
一方で図６では、総和結果と各々の検出器ごとの検出結果を比較すると、検出器３Ｈ４の検出結果のほうが、総和結果よりも明らかにキズ等が多い。検出器３Ｈ４では検出されたキズ等の一部のデータが、総和結果では消失していることがわかる。
このように、従来のように総和結果を基にした評価では捉えられなかったキズ等を、本発明の評価方法では捉えることができ、一層高精度で評価を行うことができる。
【００４０】
（実施例３）
図１に示す評価装置１を用い、ヘイズについて評価を行った。評価対象として、サンプルＡ〜Ｅの５枚のウエーハを用意した。これらはポリッシュ条件が異なっている。これらのウエーハにレーザー光を斜方照射し、複数の検出器３（３Ｌ１〜３Ｌ６、３Ｈ１〜３Ｈ４）により散乱光を検出した。そしてコンピュータ４でデータ処理し、各々の検出器ごとに検出結果を得て評価を行った。
【００４１】
図７に検出器３Ｌ１〜３Ｌ６、３Ｈ１〜３Ｈ４ごとの検出結果を示す。なお、参考として、従来法のような総和結果（通常ＭＡＰ）を併せて示した。
【００４２】
まず、通常マップでは、サンプルＡ〜Ｅ間で大きな差は見られない。したがって、従来法ではサンプルＡ〜Ｅ間では評価にそれほど差が生じない。
【００４３】
しかしながら、検出器（そのなかでも３Ｌ２、３Ｈ２、３Ｈ４）ごとの検出結果を見ると、それぞれのサンプルでヘイズに大きな違いが見えていることがわかる。
例えば、全てのサンプルの検出器３Ｈ２、サンプルＡの検出器３Ｌ２、サンプルＢの検出器３Ｈ４、サンプルＥの検出器３Ｈ４による検出結果では、ヘイズが強すぎて測定途中でオーバーフローとなっている。この場合、中心から外周に向かって測定するため、塗りつぶされた円が小さいほど早くオーバーフローしたということになり、ヘイズの悪いウエーハということになる。このように、本発明では各々の特徴ある検出結果に基づいてヘイズの評価を行うので、サンプルＡ〜Ｅ間での違いを高精度に評価することができる。
【００４４】
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。
【符号の説明】
【００４５】
１…ウエーハ表面の評価装置、  ２…レーザー発振器、
３、３Ｌ１〜３Ｌ６、３Ｈ１〜３Ｈ４…検出器、  ４…コンピュータ、
５…ステージ。
【図１】
2013238534.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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