專利名稱：晶片形狀評價法、裝置及器件制造法,晶片及晶片挑選法的制作方法
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及晶片形狀評價裝置。還有，本發(fā)明還涉及提高半導(dǎo)體器件制造方法、特別是使用曝光機(jī)的器件工序中的成品率的晶片及晶片挑選方法。
近年來，隨著半導(dǎo)體器件技術(shù)的飛躍進(jìn)步、半導(dǎo)體器件的高集成化十分顯著，隨著這些進(jìn)步對半導(dǎo)體晶片品質(zhì)的要求也更加嚴(yán)格。半導(dǎo)體器件的制造使用的是經(jīng)過這樣單晶制造工序、晶片加工工序得到的鏡面磨拋晶片。在器件制造工序中，通常要進(jìn)行20～30次的感光膠圖形形成工序。最近，半導(dǎo)體集成電路的高集成化更加迅速，與此相伴要求電路圖形進(jìn)一步微細(xì)化。以DRAM(dynamic random access memory)為例，現(xiàn)在批量生產(chǎn)的64M位DRAM的感光膠圖形是0.25μm～0.20μm，在它的照相制版工序中所使用的光源，使用最多的是紫外光的KrF準(zhǔn)分子激光(波長＝248nm)。還有，隨著圖形的微細(xì)化對圖形的尺寸精度、套準(zhǔn)精度的要求也進(jìn)一步提高。隨著這些進(jìn)步，對作為器件基礎(chǔ)的硅晶片品質(zhì)要求也更加嚴(yán)格。
就是說，半導(dǎo)體器件的高集成化招來了器件尺寸的縮小化，在硅晶片上存在微小起伏的情況時，在光刻工序中器件圖形上就產(chǎn)生誤差。還有，為了有效的利用晶片，要求直到晶片主面的最外周(緊挨倒角部分)晶片都是平坦的。
對這樣的硅晶片要求的重要品質(zhì)特性之一是硅晶片的形狀品質(zhì)問題。晶片的形狀品質(zhì)特性有直徑、厚度、平行度、平坦度、彎曲及被稱為弓形、傾斜等較長周期的凹凸和數(shù)mm周期的凹凸的波紋度、表面粗糙度等各種各樣的參數(shù)。最近，作為平坦度的指標(biāo)用稱作背面基準(zhǔn)或者表面基準(zhǔn)的整體性平面度或者部位平面度的品質(zhì)來評價的情況很多。
特別是，作為平坦度的指標(biāo)、背面基準(zhǔn)的整體性平面度稱為GBIR(Global Back Ideal Range)，普通定義為在晶片內(nèi)具有一個基準(zhǔn)面，對這一基準(zhǔn)面的最大、最小位置變化的寬度，相當(dāng)于現(xiàn)有慣例規(guī)格的TTV(全厚度偏差)。
還有，背面基準(zhǔn)的部位平面度稱為SBIR(Site Back Ideal Range)，相當(dāng)于過去相當(dāng)頻繁使用的LTV。以晶片背面作基準(zhǔn)面、進(jìn)一步在各部位中、將包含部位中心點的平面作為焦點平面時，以從各部位的焦點平面起+側(cè)、-側(cè)各自最大變位量的絕對值的和評價各部位。通常，在8英寸晶片等中，部位的大小是在20mm×20mm程度的范圍評價的值。該部位的大小是隨口徑或者規(guī)格而變化的。
此外，表面基準(zhǔn)的部位平面度稱為SFQR(Site Front Least SquaresRange)，它是用在設(shè)定的部位內(nèi)的數(shù)據(jù)、由最小二乘法算出的部位內(nèi)平面作為基準(zhǔn)平面、從該平面的+側(cè)、-側(cè)各自最大變位量的絕對值的和，用來評價每一個部位。
進(jìn)一步，稱為毫微地形(Nanotopography)的品質(zhì)也受到重視。毫微地形(也稱作毫微地志(Nanotopology))是波長從0.1mm到20mm、振幅從數(shù)nm到100nm的凹凸，該評價法是在一邊從0.1mm到10mm程度的正方形或者直徑從0.1mm到10mm的圓形的區(qū)域范圍(該范圍稱作窗口尺寸(WINDOW SIZE))的區(qū)域上，評價晶片表面的凹凸的高低差(PV值；peak to valley)。該PV值也稱作Nanotopography Height等。作為毫微地形特別希望評價過的晶片面內(nèi)存在的凹凸的最大值要小。通常是以10mm的正方形進(jìn)行多個區(qū)塊范圍的評價，以它的PV值的最大值來評價，該值小于60nm是優(yōu)良品。
在器件工序中，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)直到0.18μm時是以上述指標(biāo)評價的，用滿足它的規(guī)格的晶片制造器件是足夠的，但是，近年來隨著設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到0.15μm甚至0.13μm的規(guī)格，即使?jié)M足這些規(guī)格，在實際的器件制造中使用時有時也發(fā)生成品率下降的問題。因此，用上述指標(biāo)以外的因子規(guī)定晶片，即使在嚴(yán)格的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格下也不成問題的晶片制造及評價方法是十分必要的。
特別是，在上述的GBIR、SBIR、SFQR等中，即使基片內(nèi)側(cè)部分的平坦度能夠精度良好的評價，但是，基片的外周部、特別是倒角部和基片主面的邊界附近有時沒有正確的評價。
例如，在器件制造工序中使用多個曝光機(jī)等處理裝置，用在各裝置中的基片保持用卡具和基片形狀間的相容性成為問題。這樣的卡具的波紋度和外周的形狀與基片的波紋度和外周形狀的匹配就十分重要，但是，在現(xiàn)有的GBIR、SBIR、SFQR等的指標(biāo)中不能評價。
各器件制造工序、更細(xì)微的說能夠正確的評價與各處理裝置的卡具的相容性的指標(biāo)成為必要的。特別是，在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格的規(guī)格中，更正確的進(jìn)行基片外周部的評價是必要的。
特別是，對掩膜圖形(掩膜原版圖形)的投影像反復(fù)步進(jìn)曝光的Stepper(步進(jìn)式投影曝光機(jī)的通稱)中使用的晶片的形狀用SFQR等的指標(biāo)不能很好的選別晶片。在掃描式曝光機(jī)中也一樣。
進(jìn)一步，本發(fā)明的目的是由采用所述的評價方法及評價裝置、從與SFQR等不同的觀點評價，正確的評價晶片表面的波紋度及晶片外周部，供給在各器件制造工序、特別是在用曝光機(jī)的工序中的晶片，提供能夠提高器件制造工序以下生產(chǎn)效率的器件制造方法及晶片和晶片選擇方法。
為解決所述課題，本發(fā)明的晶片形狀評價方法第1種形態(tài)的特征是在晶片面內(nèi)以規(guī)定的間隔測量晶片形狀，由這個被測量的晶片形狀在晶片面內(nèi)設(shè)定為算出基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面的第1區(qū)域，算出在該第1區(qū)域的基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面，在該第1區(qū)域以外的區(qū)域上設(shè)定準(zhǔn)備評價的第2區(qū)域，將該基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面外插到該第2區(qū)域，分析第2區(qū)域的形狀和在該第2區(qū)域內(nèi)的該基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面的差，作為表面特性算出。
其特征是，在從所述第1區(qū)域的邊界線到邊緣部的范圍上設(shè)置所述第2區(qū)域，分析在該第2區(qū)域內(nèi)的任意多個位置上的形狀(實測值)與在這些位置上的所述基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面(基準(zhǔn)值)的差(實測值—基準(zhǔn)值)，將這個值的最大值(正的最大變位量或者正的最大厚度)作為表面特性(突起，rise)A算出。(此外，也將該表面特性(突起)A稱作A參數(shù)。)其特征是，將在從所述第1區(qū)域邊界線到邊緣部范圍上設(shè)置所述第2區(qū)域，分析在該第2區(qū)域內(nèi)的任意多個位置的形狀(實測值)和在這些位置上的基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面(基準(zhǔn)值)的差(實測值—基準(zhǔn)值)，將這個值的最小值(負(fù)的最大值)作為表面特性(塌邊，sag)B算出。(此外，表面特性(塌邊)B也稱作B參數(shù))。
本發(fā)明晶片形狀評價方法的第2形態(tài)的特征是在晶片面內(nèi)以規(guī)定的間隔測量晶片的形狀，由這些被測量的晶片形狀在晶片面內(nèi)設(shè)定為算出基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面的第1區(qū)域，算出在第1區(qū)域的基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面，在該第1區(qū)域內(nèi)求出該基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面(基準(zhǔn)值)和實測值的差(實測值—基準(zhǔn)值)，將這些差的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ作為表面特性(波紋度，undulation)C算出。(此外，該表面特性(波紋度)C也稱作C參數(shù))。
這里，所謂在所述晶片面內(nèi)以規(guī)定的間隔測量的晶片形狀是對晶片表面垂直方向的變位(高度、粗度)或者晶片厚度。這樣，用對晶片表面垂直方向的變位評價的話，能夠成為表面基準(zhǔn)性的評價。還有，以晶片厚度評價的話能夠是背面基準(zhǔn)性的評價。
讀入從所述晶片的中心部到邊緣部的形狀剖面圖(就是說，求出形狀剖面圖)，在所述第1區(qū)域內(nèi)作成從所述晶片中心部到該第1區(qū)域的邊界線的所述基準(zhǔn)線是合適的。
最好由讀入從所述晶片中心部到邊緣部的在晶片面內(nèi)多個地方的形狀剖面圖，用其平均值分析表面特性。
由讀入從所述晶片的中心部到邊緣部的多個地方的形狀剖面圖，從各自的形狀剖面圖分析表面特性，也能夠從已分析的多個表面特性求出它的平均值。
最好讀入從所述晶片中心部到邊緣部的廣范圍的晶片面內(nèi)的數(shù)據(jù)，由這些數(shù)據(jù)作成基準(zhǔn)面。
以往，SFQR等是分割成20mm方塊程度的區(qū)域(Site部位)，在該區(qū)域內(nèi)作成基準(zhǔn)面進(jìn)行評價的，由于是在狹窄的區(qū)域內(nèi)作成基準(zhǔn)面的，在面內(nèi)就被平均化了，有時不能正確的評價實際的形狀的惡化等。特別是，在這種評價方法中不能正確的評價晶片外周部的形狀。
在本發(fā)明方法中，如

圖1所示的那樣是在為了從晶片形狀的基本的形狀算出基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面的整體的(廣范圍)的區(qū)域(第1區(qū)域)上作成基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面的，將該基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面外插到晶片外周部等準(zhǔn)備評價的區(qū)域(第2區(qū)域)，分析該第2區(qū)域的表面特性，或者在第1區(qū)域使用，分析該區(qū)域的表面特性。取該基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面和實際的形狀的差，將最大值作為突起(圖1的A)，最小值作為塌邊(圖1的B)，將第1區(qū)域的粗糙度的偏差(圖1的C)作為波紋度進(jìn)行評價。本發(fā)明的波紋度是與現(xiàn)有的波紋度從不同的觀點評價·定量化的。
就是說，本發(fā)明的方法至少是在比現(xiàn)在的SFQR等評價的部位(site)大的區(qū)域的晶片的廣范圍的特定區(qū)域(第1區(qū)域)內(nèi)作成基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面，將在該第1區(qū)域或者該第1區(qū)域以外的準(zhǔn)備評價的區(qū)域(第2區(qū)域)的表面特性用在廣范圍的特定區(qū)域(第1區(qū)域)內(nèi)決定的基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面作基準(zhǔn)評價的。
作為評價基準(zhǔn)，雖然作為基準(zhǔn)面取二維的也好，或者作為基準(zhǔn)線取直線或者曲線也好，但是作出代表全體性的(整體性的)晶片形狀的值是必要的。
本發(fā)明的晶片形狀評價裝置的特征是它具備在晶片面內(nèi)相隔規(guī)定的間隔測量晶片形狀的形狀測量單元；將由該形狀測量單元測量的形狀數(shù)據(jù)順序輸入保存的存儲單元；由該存儲單元讀入從晶片中心部到邊緣部的形狀數(shù)據(jù)、計算在從晶片中心部任意區(qū)域的基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面，接著，分析該基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面和任意位置的差，作為表面特性算出的表面特性計算單元。
作為所述形狀測量單元最好是在晶片面內(nèi)測量裝載在試驗臺上的晶片表面的對該試驗臺垂直方向的變位的變位測量單元，或者是在晶片面內(nèi)測量保存在晶片夾具上的晶片厚度的厚度測量單元。本發(fā)明裝置適用于本發(fā)明方法的實施。
本發(fā)明的器件制造方法的特征是當(dāng)在晶片上使用曝光機(jī)形成器件時，由所述評價方法及裝置計算表面特性(突起)A，使用該表面特性(突起)A小于150nm的晶片制造器件。
這樣，在用曝光機(jī)的器件制造工序中晶片外周部的突起特別影響，用所述那樣的評價方法得到的表面特性(突起)A的值越小越好，特別是，使用具有A＝150nm以下形狀的晶片、用曝光機(jī)制造器件為好。由于雖然該突起成分越小越好、過分塌邊的話也并不好，作為下限是-20nm程度。
進(jìn)一步，當(dāng)用曝光機(jī)形成器件時，由所述評價方法及裝置計算出表面特性(塌邊)B，該表面特性(塌邊)B-300nm以下，特別是最好使用-300nm～-900nm程度的晶片制造器件。
雖然在曝光機(jī)中使用的晶片形狀在外周部上沒有突起是最重要的，但是過分塌邊也是不好的。最好是有稍微程度的塌邊。這樣，像所述那樣的指標(biāo)-300nm～-900nm程度，特別是如果是-500nm～-600nm程度的晶片對于器件制造是最好的。
本發(fā)明晶片的特征是該表面特性(突起)A是150nm以下，該表面特性(塌邊)B是-300nm以下。
就是說，在使用曝光機(jī)的器件工序中所用的晶片最好是表面特性(突起)A、表面特性(塌邊)B為A＝150nm以下、B＝-300nm以下。
在以往的晶片中，由于沒有以這樣的指標(biāo)評價過，在許多晶片中外周塌邊多。例如，所述的A參數(shù)是負(fù)值(-200nm以下)及B參數(shù)是-700nm以下。還有，在解除塌邊的情況下，它的晶片容易成為突起形狀，所述A參數(shù)成為200nm以上。
此外，由于在通常的研磨中難于滿足上述品質(zhì)，在本發(fā)明中，特別注意外周部的研磨，制造在所述參數(shù)范圍內(nèi)的晶片。
作為那種方法有種種考慮，例如為了調(diào)節(jié)工件周邊部的研磨速度在周邊部分形成由研磨速度比工件慢的材質(zhì)組成的涂覆膜的研磨方法；或者在工件的保持方法上下工夫，就是說，在工件保持盤的大小上下工夫，或者是工件保持區(qū)域的中央部分由硬質(zhì)、外周部分用軟質(zhì)而且將外周部分吸附固定的研磨方法；用在工件背面上形成背面涂覆膜、通過這個背面涂覆膜保持工件、研磨工件表面的方法，改變在外周部和中心部背面涂覆膜的厚度等改變外周部的研磨壓力來控制外周塌邊。
還有，使1次研磨前的晶片直徑大于制品直徑，由進(jìn)行1次研磨后的縮徑倒角加工，控制外周部的塌邊的方法；在研磨頭上下工夫，將工件周邊部分的按壓力從中央部分獨立出來進(jìn)行控制的研磨方法；還有，作為完全不同的技術(shù)、僅僅將研磨后的周邊部由等離子刻蝕控制外周形狀的方法。
但是，即使像所述那樣的晶片制造方法注意的進(jìn)行研磨，不能制造確實滿足所述A、B參數(shù)的晶片的情況很多。
因此，要在制造器件之前選擇已制造好的晶片。就是說，本發(fā)明的晶片選擇方法的特征是它是為選擇在晶片上使用曝光機(jī)形成器件的晶片選擇方法，用所述評價方法評價所述表面特性(突起)A，選擇表面特性(突起)A為150nm以下的晶片。
同樣，就參數(shù)B也進(jìn)行評價選擇。就是說，它是選擇為在晶片上使用曝光機(jī)形成器件的晶片選擇方法，是用所述評價方法評價表面特性(塌邊)B，選擇該表面特性(塌邊)B為-300nm以下的晶片。
這樣，由在晶片加工工序中選擇晶片，能夠得到更適于器件工序的晶片，因而能夠更加提高成品率。
此外，被稱為毫微外形的晶片表面的微小凹凸也漸漸成為問題。與該品質(zhì)同樣的信息也能夠用本評價法的表面特性(波紋度)C進(jìn)行評價，如果表面特性(波紋度)C是20nm以下的話，就成為良質(zhì)表面狀態(tài)的晶片。此外，所述表面特性的值是第1區(qū)域和第2區(qū)域的邊界線(任意的位置X)位在從晶片外周部30mm的位置上，還有，晶片形狀的測量是用將外周1mm除外(除去倒角部)的數(shù)據(jù)評價的值。
圖2是顯示在本發(fā)明的晶片形狀評價方法中的第1區(qū)域和第2區(qū)域的說明圖。
圖3是顯示在本發(fā)明的晶片形狀評價方法中的一維的評價區(qū)域的一個例子的說明圖。
圖4是顯示在本發(fā)明的晶片形狀評價方法中的二維的評價區(qū)域的一個例子的說明圖。
圖5是顯示在本發(fā)明的晶片形狀評價方法中的二維的評價區(qū)域的其他例子的說明圖。
圖6是顯示與本發(fā)明的晶片形狀評價方法相關(guān)的晶片形狀評價裝置關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)的一個例子的側(cè)面的概略說明圖。
圖7是顯示與本發(fā)明的晶片形狀評價方法相關(guān)的晶片形狀評價裝置關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)的其他例子的側(cè)面的概略說明圖。
圖8是顯示本發(fā)明的器件制造方法工序順序的一個例子的流程圖。
圖9是顯示在實施例1的種種制造工序中的表面特性A的評價結(jié)果的圖表。
圖2示出晶片W的形狀的模式圖。一般說，為防止晶片W的碎片在晶片W的外周部上實施倒角，形成倒角部Wm。通常，是無視倒角部分Wm對晶片形狀進(jìn)行評價的，因此它成為測量對象外的部分。
還有，形狀評價多是對從晶片W的主面Wn的倒角部分Wm 3mm或者2mm程度以外的區(qū)域進(jìn)行評價的。但是，近年來，也有希望評價到1mm或者晶片主面和倒角的邊界很近的地方的要求?？紤]到測量精度從現(xiàn)狀看評價區(qū)域最好到從倒角起除1mm以外的區(qū)域。
圖1是模式性顯示晶片W的表面厚度的變位。本發(fā)明方法的晶片形狀評價的主要目的是定量化在周邊10mm(從倒角部分10mm)程度的區(qū)域上容易發(fā)生的突起和塌邊。
在本發(fā)明的晶片形狀評價方法中，如圖1所示那樣，從晶片W的基本形狀在為計算出晶片面內(nèi)的基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面的廣范圍的區(qū)域(第1區(qū)域)W1內(nèi)，作成基準(zhǔn)線10a或者基準(zhǔn)面10b，將該基準(zhǔn)線10a或者基準(zhǔn)面10b外插使用到晶片外周部的準(zhǔn)備評價的區(qū)域(第2區(qū)域)W2上，分析該第2區(qū)域W2的表面特性，或者，在第1區(qū)域W1內(nèi)使用，分析該區(qū)域W2或者W1的表面特性。
取該基準(zhǔn)線10a或者基準(zhǔn)面10b和實際形狀的差，將最大值作為突起A、最小值作為塌邊B、第1區(qū)域W1的粗糙度的偏差C作為波紋度評價。此外，在圖1中，Wc是晶片的中心部、We是晶片邊緣部、X是第1區(qū)域W1和第2區(qū)域W2的邊界線，形成在任意的位置上。
作為作成基準(zhǔn)線進(jìn)行晶片W形狀評價的方法，按規(guī)定的間隔測量晶片形狀，順序存儲所述測量的形狀，由該存儲的形狀像圖3所示那樣的讀入從晶片W的中心部Wc到邊緣部We的形狀剖面圖，計算從中心部(晶片徑向的)到設(shè)在任意位置上的第1區(qū)域W1的邊界線X的基準(zhǔn)線，接著，分析在(晶片厚度方向的)任意位置的形狀和在該位置的基準(zhǔn)線10a的值的差，算出表面特性。
雖然基準(zhǔn)線最好用最能反映晶片W的中央部的形狀的直線或者曲線近似，但由于晶片的中央部分通常研磨成很高的平坦度、以直線近似是充分的。
這里，成為第1區(qū)域W1和第2區(qū)域W2的邊界線的任意位置X最好是晶片W的徑向的任意位置，最好設(shè)定在晶片的外周不引起塌邊和突起的范圍(盡量廣范圍)上。例如，因為通常塌邊等發(fā)生在從晶片外周10mm程度外側(cè)，任意的位置(邊界線)X設(shè)定在從晶片外周30mm程度為好。是8英寸晶片(直徑200mm)的話在從中心部70mm的位置、12英寸晶片(直徑300mm)的話在從中心部起的120mm處作成基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面為好。但是，該設(shè)定位置可因晶片的尺寸等任意變更，設(shè)定最能正確的評價晶片品質(zhì)的值。
作為作成基準(zhǔn)線算出評價的具體的表面特性的方法，讀入從晶片W的中心部Wc到邊緣部We的形狀剖面圖，計算從中心部Wc到任意位置X的基準(zhǔn)線。接著，分析從任意位置X到邊緣部We的范圍的任意位置的形狀(實測值)和在該位置的基準(zhǔn)線(基準(zhǔn)值)的差[任意的位置形狀(實測值)—在任意位置的基準(zhǔn)線(基準(zhǔn)值)]，將該值的最大值(通常、正的最大變位量或者最大厚度差)作為表面特性(突起)A算出。該表面特性A定量的示出晶片外周部的跳起的形狀。
還有，讀入從晶片W的中心部Wc到邊緣部We的形狀剖面圖，計算從中心部到任意位置X的基準(zhǔn)線，接著分析從任意位置X到邊緣部We的范圍內(nèi)在任意位置的形狀(實測值)和在該位置的基準(zhǔn)線(基準(zhǔn)值)的差[任意的位置形狀(實測值)—在任意位置的基準(zhǔn)線(基準(zhǔn)值)]，將該值的最小值(通常是負(fù)的最大值)作為表面特性(塌邊)B算出。該表面特性B定量的示出晶片外周部的塌下形狀。
進(jìn)一步，讀入從晶片中心部Wc到邊緣部We(除去倒角部Wm)的形狀剖面圖，計算從中心部到任意位置X的基準(zhǔn)線，接著，求出該基準(zhǔn)線(基準(zhǔn)值)和從晶片中心部到任意位置X的形狀(實測值)的差，將這個偏差作為表面特性(波紋度)C算出。該表面特性C定量的示出晶片中央部的波紋度形狀和平坦度。
如果是用一維的分析來做晶片全體的評價的話，如圖3的虛線所示那樣、以多個地方的放射狀的測量位置做對象，也可以由晶片面內(nèi)的所述多個地方讀入從這些晶片中心部Wc到邊緣部We(除去倒角部Wm)的形狀剖面圖、以他的平均值分析表面特性。就是說，也可以讀入晶片面內(nèi)的多個形狀剖面圖，預(yù)先求出這些形狀剖面圖的平均值(平均形狀剖面圖)，從那些平均形狀剖面圖分析表面特性。還有，也可以在由晶片中心部Wc到邊緣部We的形狀剖面圖分析了表面特性后、求出他的平均值。由這樣的評價方法，也能夠除去晶片的圓錐成分等多余的噪音。分析在晶片面內(nèi)以400條(1°間隔程度)放射狀形狀剖面圖，能夠更正確的評價晶片全面的信息。
作為作成基準(zhǔn)面10b、評價晶片形狀的方法，像圖4所示那樣的將晶片W的全面分解成4分割程度的區(qū)域，在各區(qū)域的每一個上在晶片中央部的廣范圍的第1區(qū)域W1a、W1b、W1c、W1d(方塊也可扇形也好什么都可以)上作成基準(zhǔn)面，分析該基準(zhǔn)面和任意的面(準(zhǔn)備評價的第2區(qū)域W2a、W2b、W2c、W2d，方塊也可外周全體也可、不管形狀)的形狀的差，算出表面特性。在圖4中，例示出各種各樣的區(qū)域的取法(4個圖形)。還有，除4分割以外，也可以像圖5所示那樣的區(qū)分成薄長方形的區(qū)域，設(shè)置第1區(qū)域W1及第2區(qū)域W2，分析形狀的差，評價表面形狀。
與在基準(zhǔn)線10a的分析同樣，在作成基準(zhǔn)面10b評價的情況下，也是讀入從晶片W的中心部Wc到邊緣部We的廣范圍的第1區(qū)域的數(shù)據(jù)，計算從中心部到任意面積的的基準(zhǔn)面，接著，分析在晶片W的外周部的準(zhǔn)備評價的第2區(qū)域上的與所述基準(zhǔn)面10b的差(任意的位置形狀—在任意位置的基準(zhǔn)面)，將該值的最大值(通常是正的最大變位量或者最大厚度差)作為表面特性(突起)A算出。同樣的，將第2區(qū)域的最小值(通常是負(fù)的最大值)作為表面特性(塌邊)B算出。進(jìn)一步，將在晶片中央部的廣范圍的第1區(qū)域的粗糙度的基準(zhǔn)面的偏差作為表面特性(波紋度)C算出。
在晶片面內(nèi)規(guī)定的測量間隔最好是1mm測量間隔以內(nèi)。當(dāng)然，測量間隔要超過0mm，盡可能的以小的間隔進(jìn)行評價能夠定量化正確的形狀。
利用這樣的表面特性，能夠比現(xiàn)有的晶片形狀評價更準(zhǔn)確的評價晶片特性，能夠提高以后工序的成品率。
接著，說明為進(jìn)行所述分析的評價裝置。圖6是顯示與本發(fā)明相關(guān)的晶片評價裝置第1實施方式的關(guān)鍵構(gòu)成的概略說明圖。圖6所示的晶片形狀評價裝置20是晶片W表面位移量的測量、分析裝置，由試驗臺22、由具備激光諧振器和自動聚焦裝置的位移計24組成的位移測量方法26及計算機(jī)28等構(gòu)成，將從預(yù)先校準(zhǔn)過的基準(zhǔn)點的距離偏差作為位移、用光學(xué)方法測量。在圖6的實施方式的情況下，位移測量方法26是作為形狀測量方法起作用的。
所述試驗臺22是承載被測量對象物的硅晶片W的臺子。位移計24是將激光以規(guī)定的間隔照射在裝載在所述試驗臺22上的硅晶片W的表面上的裝置，激光用的是HeNe激光器等。該位移計24具備自動聚焦裝置(圖示省略)，該自動聚焦裝置具備CCD(Charge Coupled Device)相機(jī)(圖示省略)、自動聚焦電路(圖示省略)，能夠?qū)募す庵C振器照射的激光從硅晶片的反射像的焦點自動的對準(zhǔn)。
所述位移計24將由所述自動聚焦裝置焦點對準(zhǔn)時從基準(zhǔn)點的位移作為位移測量出來，輸入到所述計算機(jī)28上。
所述計算機(jī)28具備CPU(Central Processing Unit)、RAM(RandomAccess Memory)、ROM(Read Only Memory)等。而且，所述計算機(jī)28輸入從所述位移計24輸出的位移數(shù)據(jù)，將RAM作為工作區(qū)域讀出內(nèi)藏于ROM中的規(guī)定的分析程序，從輸入的所述位移數(shù)據(jù)在CPU中算出作為本發(fā)明品質(zhì)的表面特性A、B、C。該表面特性特別是評價晶片外周部的參數(shù)。
就是說，所述計算機(jī)28具備將由所述位移測量方法(形狀測量方法)26測量的形狀數(shù)據(jù)順序輸入保存的存儲方法；由該存儲方法讀入從晶片W的中心部到邊緣部的形狀數(shù)據(jù)、計算在從中心部任意位置的基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面，接著，分析該基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面與任意位置的差、算出表面特性的表面特性算出方法。
圖7是顯示與本發(fā)明相關(guān)的晶片形狀評價裝置第2實施方式的關(guān)鍵構(gòu)成的概略說明圖。作為晶片表面形狀評價裝置的另一形態(tài)，不是晶片表面的位移量，也可以由靜電電容式的平面度測量儀測量厚度。靜電電容式的平面度測量儀如圖7所示，由上下兩枚夾持晶片W的傳感器32a、32b組成厚度計32，用它作為厚度測量方法34，由分別測量各個傳感器32a、32b與晶片W的上下面的各自的距離，測量厚度。作為靜電電容式的平坦度測量儀能夠使用市售的非接觸式晶片厚度、平坦度、BOW/WARP測量裝置，例如，ADE公司制的Ultra gauge 9900等。
圖7所示的晶片形狀評價裝置30由保持晶片W的晶片支持架36、所述厚度測量方法34及計算機(jī)28構(gòu)成，測量晶片W的厚度。在圖7的實施方式的情況下，厚度測量方法34發(fā)揮著作為形狀測量方法的功能。
這樣，只要是能夠細(xì)密的、精度良好的評價晶片W的形狀(凹凸)的評價裝置，就能夠沒有特別限定的使用。
如上所述，以測量的位移或者厚度為基礎(chǔ)評價表面特性A、B、C。具體的說，基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面是使用必須作成基準(zhǔn)的區(qū)域全點的數(shù)據(jù)，由最小二乘法算出的線或者面。因此，取樣的數(shù)據(jù)間隔越細(xì)越好。具體的說，1mm以下是適當(dāng)?shù)姆秶?br> 其次，說明由所述本發(fā)明的晶片形狀評價裝置實際算出的用表面特性A、B、C的形狀評價。圖1示出在規(guī)定的晶片上的表面特性A、B、C的值和這時的切斷面的形狀剖面圖。作為表面特性算出方法的分析程序是將求表面特性A、B、C的公式編程的軟件。
在分析程序中，作為表面特性A是讀入從已鏡面研磨的硅晶片的中心部向邊緣部方向、以任意的間隔(約1mm)的所述硅晶片的厚度數(shù)據(jù)，接著，用該厚度，在廣范圍的第1區(qū)域上用最小二乘法作成基準(zhǔn)線(或者基準(zhǔn)面)，算出該基準(zhǔn)線(基準(zhǔn)值)和準(zhǔn)備評價的第2區(qū)域的形狀(實測值)的差(實測值—基準(zhǔn)值)，分析在該面積內(nèi)的最大值。
表面特性B是讀入從已鏡面研磨的硅晶片的中心部向著邊緣部方向以任意的間隔(約1mm)的所述硅晶片的厚度數(shù)據(jù)，接著，用這個厚度，由最小二乘法作成在廣范圍的第1區(qū)域的基準(zhǔn)線(或者基準(zhǔn)面)，算出該基準(zhǔn)線(基準(zhǔn)值)和準(zhǔn)備評價的第2區(qū)域內(nèi)的形狀(實測值)的差(實測值—基準(zhǔn)值)，分析在那個面積內(nèi)的最小值。
表面特性C是讀入從已鏡面研磨的硅晶片的中心部向著邊緣部方向以任意的間隔(約1mm)的所述硅晶片的厚度數(shù)據(jù)，接著，用這個厚度，由最小二乘法作成在廣范圍的第1區(qū)域的基準(zhǔn)線(或者基準(zhǔn)面)，分析在該第1區(qū)域的基準(zhǔn)線(基準(zhǔn)值)和實測值的差(實測值—基準(zhǔn)值)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
采用以上說明的與本發(fā)明相關(guān)的晶片形狀評價裝置，將用激光測量的位移或者用靜電電容式厚度測量儀測量的厚度數(shù)據(jù)讀入計算機(jī)，進(jìn)行分析算出表面特性A、B、C。
如上所述，采用本發(fā)明，能夠用與現(xiàn)有的SFQR等不同的觀點確切的判定晶片的表面形狀，特別是，能夠以一定的基準(zhǔn)確切的判定晶片的外周部。還有，由于能夠評價比現(xiàn)有的晶片形狀評價更有效的信息，能夠提高器件制造工序等以后工序的成品率。還有，該表面特性也能夠活用作各種各樣的試驗數(shù)據(jù)的分析用參數(shù)。
此外，當(dāng)評價硅晶片的形狀時，除所述表面特性A、B、C外，與現(xiàn)有的SFQR等的平坦度、表面粗糙度等其他的評價參數(shù)組合，能夠得出更完全的硅晶片形狀評價。
以下，參照圖8詳細(xì)說明與本發(fā)明相關(guān)的器件制造方法。圖8是顯示本發(fā)明的器件制造方法的工序順序的一個例子的流程圖。如該圖所示，本發(fā)明的器件制造方法概略的說由單晶制造工序100、晶片加工工序102、晶片選擇工序104及器件制造工序106構(gòu)成。
在所述的半導(dǎo)體集成電路的器件制造工序106中，對硅晶片等半導(dǎo)體襯底(不僅是未處理的半導(dǎo)體襯底，也包含在半導(dǎo)體工藝中途的已施加加工、處理的襯底)進(jìn)行刻蝕或者離子注入等，選擇性的施加各種各樣的處理。
這時，為了選擇性的保護(hù)作為施加了處理的底層的硅晶片，在襯底上形成對紫外線、X線、電子線等放射線有感光性的組成物、即所謂的感光性膠(以下稱為感光膠)的被膜后，用所述放射線曝光(不僅是可見光，是暴露在紫外線、電子線等的放射線上的廣泛的意思)，進(jìn)行圖形化。就是說，通過照相制版過程在半導(dǎo)體襯底上形成感光膠圖形。
一般最常用的感光膠圖形形成方法是采用水銀燈的g線(波長＝436nm)、i線(波長＝365nm)、或者KrF準(zhǔn)分子激光(波長＝248nm)作光源，用縮小投影曝光機(jī)(Stepper)進(jìn)行曝光的方法。這時，將光刻掩膜版裝載在縮小投影曝光機(jī)上進(jìn)行曝光。光刻掩膜版又稱掩膜原版，是在玻璃襯底上用鉻(Cr)等的遮蔽膜將必須復(fù)印的圖形(例如布線圖形)作為掩膜圖形描畫而成。當(dāng)曝光的時候，光刻掩膜和已經(jīng)形成在半導(dǎo)體襯底上的電路圖形之間進(jìn)行精密的位置調(diào)整(套準(zhǔn))。
描畫在光刻掩膜上的掩膜圖形由光源發(fā)出的光(不僅是可見光，也包含紫外線等，記載為「光」)投影，進(jìn)一步，投影光線通過縮小投影曝光機(jī)具備的透鏡。由此，掩膜圖形縮小、復(fù)印在涂敷在半導(dǎo)體襯底上的感光膠上，然后，對感光膠進(jìn)行顯影處理形成感光膠圖形。感光膠有正性膠和負(fù)性膠。正性膠是被照射部分被顯影液溶解、未被照射的部分不溶解的感光膠，負(fù)性膠是照射部分不被顯影液溶解、未照射部分被溶解的感光膠。
在器件制造過程106中，形成感光膠圖形的工序通常要進(jìn)行20次～30次。但是，在器件制造過程106中并不特別限定于上述例子。
在本發(fā)明的器件制造方法中，在使用這樣的曝光機(jī)的器件制造過程106中使用的晶片是規(guī)定的晶片，用所述的評價方法算出表面特性(突起)A，用A值小于150nm的晶片制造器件。
在用曝光機(jī)的器件制造工序中，晶片外周部的突起影響特別大，用所述評價法得到的表面特性(突起)A的值小最好，尤其是使用具有A＝150nm以下形狀的晶片，使用曝光機(jī)制造器件為好。
進(jìn)一步，使用表面特性(塌邊)B值在-300nm以下，特別是在-300nm～-900nm，最好是控制在-500nm～-600nm晶片時，能提高器件制造的成品率。雖然在曝光機(jī)中使用的晶片形狀在外周部沒有突起是最重要的，但是，塌邊過大也不好。最好是有稍微一點的塌邊。在所述指標(biāo)中如果是-300nm～-900nm程度的晶片，對器件制造是很好的晶片。
雖然晶片的制造方法不是特定的，但應(yīng)注意晶片外周部的形狀進(jìn)行加工。
下面示出一例具體的硅晶片的加工方法。首先，使用切克勞斯基法(Czochralski；CZ)等制造單晶錠(單晶制造工序100)。將該單晶錠切割、至少一主面加工成鏡面狀。更詳細(xì)的顯示晶片加工工序102時，它具有以下工序在晶片加工工序102中由內(nèi)圓刀、鋼絲鋸等切割單晶錠得到薄圓板狀晶片的切割工序；為防止由該切割工序得到的晶片裂紋、碎片將它的外周部倒角的倒角工序；將晶片平坦化的磨片、平面研削工序；去除殘留在晶片上的加工畸變的腐蝕工序；將晶片表面鏡面化的研磨(拋光)工序；將研磨過的晶片洗凈、去除附著在晶片上的研磨劑、異物的洗凈工序。所述晶片加工工序102顯示的是主要的工序，此外也有加入熱處理工序等工序、改換工序的順序、將同一工序多段實施的情況。
這樣，在一連串的加工工序中雖然各種工序中采用什么方法都可以，對最終得到的晶片形狀要注意。因此，在研磨工序中要特別注意研磨條件以得到理想的晶片。在研磨工序中也有各種各樣的加工方法，控制加在晶片外周部的壓力和研磨速度進(jìn)行研磨，控制晶片的形狀、特別是外周部的形狀。此外，并不是僅限于這樣的晶片加工工序，在本發(fā)明所示的評價方法中，只要是A、B參數(shù)進(jìn)入本發(fā)明范圍的制造方法沒有特別的限定。
按所述方法做的話，能夠以高的幾率制造晶片外周塌邊少、A、B參數(shù)在A＝150nm～-20nm，B＝-300nm～-900nm程度的晶片。此外，所述表面特性的值是用將第1區(qū)域和第2區(qū)域的邊界線(任意的位置X)位在從晶片外周30mm的位置，還有，晶片形狀的測量是將外周1mm除外(除去倒角部)的地方得到的數(shù)據(jù)評價得到的值。
但是，因為并非一定是得到上述范圍的晶片，用于本發(fā)明的器件制造工序106的晶片要進(jìn)行所述那樣的評價，在晶片選擇工序104中進(jìn)一步進(jìn)行晶片的選擇。
就是說，如圖8所示，在本發(fā)明的器件制造方法中經(jīng)過制造晶錠的單晶制造工序100、為得到鏡面研磨晶片的晶片加工工序102后，實施由A、B、C參數(shù)選擇晶片的晶片選擇工序104，然后，在器件制造工序106中進(jìn)行器件制造。此外，在本發(fā)明的評價方法中，也有因?qū)⑷我馕恢肵及晶片形狀的測量區(qū)域設(shè)在哪個地方所得值變化的情況。在使用曝光機(jī)的器件制造工序中所用的晶片及晶片的選擇中，本發(fā)明的評價方法的任意位置X是從晶片外周部30mm的位置，還有晶片形狀的測量使用除去外周1mm(除去倒角部)的數(shù)據(jù)進(jìn)行評價能得到穩(wěn)定的評價。但是，現(xiàn)在的晶片是高平坦度的，任意的位置X即使有若干偏差所得值也沒有太大變化。但是，因為將位置設(shè)定在從晶片外周10mm程度時得到的變化很大，所以，最好設(shè)定在20mm程度中心一側(cè)。還有，這些對不同直徑的晶片也是同樣的。即使晶片的直徑不同任意位置X最好設(shè)定在從晶片外周部起30mm程度的位置上。
(實施例1)用本發(fā)明的評價方法評價了用各種制造工序(6種類)制造的8英寸鏡面研磨晶片(直徑200mm的晶片，外周0.5mm是倒角部)。
6類的晶片加工工序(工序S1～S6)是變更腐蝕工序及平面研削工序等的工序條件。在器件制造工序中的成品率是在所述制造工序按S5＞S6＞S1＞S4＞S2＞S3的順序，S5最好，用S3的晶片加工工序制造的晶片最不好。
為了改善所述器件制造工序的成品率，究竟什么樣的形狀好？利用本發(fā)明的評價方法進(jìn)行評價。分析是利用作成基準(zhǔn)線進(jìn)行晶片形狀評價的方法進(jìn)行評價分析的。在晶片面內(nèi)分析了400條的形狀剖面圖。
各自的分析是以0.95mm的間隔測量晶片全面(除去倒角部外周0.5mm)的晶片厚度，將所述測量的晶片厚度順序存儲，由這些存儲的形狀、讀入圖1所示那樣的從晶片的中心部到邊緣部(從中心部的98.5mm)的形狀剖面圖，用從中心部(晶片徑向)到任意位置X(70mm)的值，用最小二乘法計算基準(zhǔn)線，接著，分析在任意位置的厚度和在那個位置上的基準(zhǔn)線的值(假想的厚度)的差算出表面特性。就是說，表面特性A、B是在70mm～98.5mm的準(zhǔn)備評價的第2區(qū)域的最大值及最小值。表面特性C是從中心部到70mm的廣范圍的第1區(qū)域內(nèi)的偏差。
評價的結(jié)果示于表1及圖9。這些分別是從晶片中心部到邊緣部的形狀剖面圖，首先算出表面特性，然后，求出放射狀評價的400條表面特性的平均值。
表1

從表1可以看到用成品率低的工序S3制造的晶片雖然塌邊成分(本發(fā)明評價方法的表面特性B)小很好，但是，如表1及圖9所示那樣突起成分(本發(fā)明評價方法的表面特性A)與用其他制造方法制造的晶片相比顯著的壞。這樣，可以明白在本發(fā)明的評價方法中能夠更正確的評價晶片的品質(zhì)。
在該器件制造過程中，可以明白與晶片形狀的塌邊相比更容易受突起的影響，使用沒有突起的晶片成品率就提高。還有，在該實施例中，具有表1所示制造工序S5程度的塌邊及突起的值的晶片是最好的。
該器件制造工序是使用曝光機(jī)的工序，由表1可知，在使用曝光機(jī)的器件制造工序中最好的晶片是沒有突起成分的，A參數(shù)0.150μm(150nm)以下的晶片。因為當(dāng)是0以下時，與其說突起成分實際上成為了塌邊大的形狀，最好是-20nm～150nm。B參數(shù)對曝光機(jī)的成品率的影響沒有A參數(shù)的大，為使成品率好最好是A參數(shù)是0.150μm(150nm)以下、進(jìn)一步B參數(shù)是-300nm～-900nm，特別是在-500nm～-600nm。C參數(shù)最好是20nm以下。這種傾向在各種曝光機(jī)中是一樣的。
在各器件制造過程中(進(jìn)一步各處理裝置)用本發(fā)明評價方法規(guī)定合適的塌邊及突起的范圍，能夠制造在各器件制造過程中最好的晶片。
此外，本發(fā)明的評價方法不是僅限定于所述實施例1。例如，在作成基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面的情況下，雖然是用從晶片中心部到任意位置X的范圍的數(shù)據(jù)計算的，但即使不是從中心部起的位置也可以。雖然用從中心部起的數(shù)據(jù)更正確，通常、由于晶片的中央部分被高平坦度研磨，從中心部也可以有一定程度的偏離。
例如，在8英寸晶片中測量從中心部23mm～98.5mm的位移及厚度，以從中心部23mm的位置為始點，然后用(任意位置)70mm(從晶片外周部起30mm)的形狀剖面圖作成基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面，也能得到幾乎相同的結(jié)果。
還有，在上述實施例1中主要看到表面特性A的不同，如表1所示那樣，表面特性B、C及求表面特性A和表面特性B的差評價晶片形狀，將這些評價指標(biāo)適當(dāng)組合進(jìn)行晶片評價，能夠更正確的評價晶片形狀。雖然評價鏡面研磨的晶片是最重要的，但是、評價對象的晶片不僅限于鏡面研磨晶片，切割后或者腐蝕后、平面研削后等的晶片也是評價對象。
(實施例2)其次，為了進(jìn)一步確認(rèn)從表1得到的認(rèn)識，一面控制A、B、C參數(shù)一面制造晶片，再用本發(fā)明的評價方法選擇晶片，準(zhǔn)備一定范圍內(nèi)的晶片。評價方法與實施例1相同。
就是說，一面控制晶片外周部一面進(jìn)行研磨，準(zhǔn)備A參數(shù)-20nm～150nm，B參數(shù)-300nm～-900nm的晶片，用該晶片制造器件。器件工序雖然有各種工序，在使用曝光機(jī)特別是在使用縮小投影曝光機(jī)的工序中實施。
晶片用先前的評價方法評價時，使用了A參數(shù)為80nm～150nm、B參數(shù)為-400nm～-700nm的晶片(晶片群WS1)及A參數(shù)為-20nm～80nm、B參數(shù)為-300nm～-800nm的晶片(晶片群WS2)。就A參數(shù)說那一種都在150nm以下。此外，晶片的C參數(shù)全在20nm以下。
下面，顯示用縮小投影曝光機(jī)的器件制造過程，特別是在感光膠圖形形成工序中的制造方法。在該例中，首先，在用本發(fā)明選擇的晶片上涂敷厚度為500nm程度的市售正性感光膠，然后，在100℃下進(jìn)行90秒的前烘。由此，使液體的正性感光膠固化。
其次，將描畫有各種各樣節(jié)距的圖形(例如布線圖形)的掩膜原版(光刻掩膜)裝載在以KrF準(zhǔn)分子激光(波長＝248nm)為光源的縮小投影曝光機(jī)上進(jìn)行曝光。其結(jié)果是使描畫在掩膜原版上的圖形復(fù)印到正性感光膠上。
接著，在110℃下，進(jìn)行90秒的PEB(曝光后的烘烤；Post ExposureBaking)，然后，用2.38重量％的四甲基銨氫氧化物(TMAHtetra methylammonium hydroxide)水溶液顯影60秒。其結(jié)果，得到與描畫在掩膜原版上的圖形相對應(yīng)的感光膠圖形。這樣用縮小投影曝光機(jī)制造器件。
用感光膠圖形的改變(曝光不良)來評價用縮小投影曝光機(jī)的器件工序的成品率。有圖形改變的晶片作為不良品計算成品率。評價了100枚晶片。
結(jié)果是，WS1晶片的成品率是99％，與它相比WS2晶片的成品率就低一些，是95％。與現(xiàn)有的相比成品率大大改善。
(比較例1)對于A參數(shù)150nm～400nm、B參數(shù)-200nm～-800nm、C參數(shù)20nm以下的晶片(晶片群)WS3，與實施例2同樣制造器件，確認(rèn)它的成品率。
結(jié)果是與晶片WS1、WS2相比，成品率僅52％顯著變壞。特別是在晶片外周部上發(fā)生很多圖形改變。這樣就明白在A參數(shù)(突起成分)大的晶片中器件工序的成品率壞。
順便說一下，從以往某晶片的制造中沒有由A、B參數(shù)進(jìn)行晶片選擇就制造器件時成品率是70％程度。這樣就明白，采用進(jìn)入本發(fā)明的規(guī)格內(nèi)的晶片，成品率就能大大提高。
這樣就明白，在用投影曝光機(jī)的器件制造工序中，與晶片形狀的塌邊相比更容易受突起的影響，使用沒有突起的晶片成品率就能夠提高。
晶片表面的波紋度成分的C參數(shù)與毫微地志學(xué)關(guān)系密切，20nm以下是良好的表面狀態(tài)。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如果就本發(fā)明的代表性的效果進(jìn)行說明的話，用位移或者厚度的測量方法按規(guī)定的間隔測量位移或者厚度，由表面特性算出方法能夠比現(xiàn)有的SFQR等顯示平坦度指標(biāo)更正確的規(guī)定晶片形狀。特別是能夠定量的評價被稱為突起和塌邊的晶片的外周部形狀，由此，能夠用一定的基準(zhǔn)準(zhǔn)確的判別。
在本發(fā)明的評價方法中，能夠?qū)ζ駷橹共荒軠?zhǔn)確評價的品質(zhì)、特別是對晶片外周部的品質(zhì)進(jìn)行定量的評價，能夠規(guī)定對光刻及CMP最合適的晶片形狀。
利用由本發(fā)明的方法得到的表面特性，能夠比現(xiàn)有的晶片形狀評價更準(zhǔn)確的評價晶片的形狀，能夠提高下一工序以后的成品率。還有，由于這些數(shù)據(jù)的蓄積，就能夠容易的把握制造工序的能力、能夠穩(wěn)定的供給晶片。
特別是，在使用曝光機(jī)的器件工序中，能夠確認(rèn)只要A、B、C參數(shù)進(jìn)入一定的規(guī)格范圍內(nèi)在器件工序中的成品率就能大大提高。因此，由使A、B、C參數(shù)進(jìn)入所述規(guī)格那樣的進(jìn)行晶片的制造、選擇、使用于器件工序等能夠提高成品率。
權(quán)利要求
1.一種晶片形狀評價方法，其特征在于在晶片面內(nèi)以規(guī)定的間隔測量晶片的形狀，由該測量的晶片形狀、在晶片面內(nèi)設(shè)定為算出基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面的第1區(qū)域，算出在該第1區(qū)域的基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面，在該第1區(qū)域外設(shè)定準(zhǔn)備評價的第2區(qū)域，將該基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面外插到該第2區(qū)域，分析該第2區(qū)域的形狀和在該第2區(qū)域內(nèi)的基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面的差，算出表面特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片形狀評價方法，其特征在于在從所述第1區(qū)域的邊界線到邊緣部的范圍內(nèi)設(shè)置所述第2區(qū)域，分析在該第2區(qū)域內(nèi)的任意多個位置的形狀和在這些位置上的所述基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面的差，將該值的最大值作為表面特性(突起)A算出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片形狀評價方法，其特征在于在從所述第1區(qū)域的邊界線到邊緣部的范圍內(nèi)設(shè)置所述第2區(qū)域，分析在該第2區(qū)域內(nèi)的任意多個位置的形狀和在這些位置上的所述基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面的差，將該值的最小值作為表面特性(塌邊)B算出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任何一項所述的晶片形狀評價方法，其特征在于在所述晶片面內(nèi)以規(guī)定的間隔測量的晶片形狀是對晶片表面垂直方向的位移或者晶片厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任何一項所述的晶片形狀評價方法，其特征在于讀入從所述晶片中心部到邊緣部的形狀剖面圖，算出在所述第1區(qū)域內(nèi)由晶片中心部附近到該第1區(qū)域邊界線為止的所述基準(zhǔn)線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶片形狀評價方法，其特征在于由讀入晶片面內(nèi)多個地方的從所述晶片中心部到邊緣部的形狀剖面圖用它的平均值分析表面特性。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶片形狀評價方法，其特征在于讀入從所述晶片中心部到邊緣部的形狀剖面圖，從各自的形狀剖面圖分析表面特性，從分析的多個表面特性求出它的平均值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任何一項所述的晶片形狀評價方法，其特征在于所述第1區(qū)域的基準(zhǔn)面是讀入從晶片中心部到邊緣部的晶片面內(nèi)的數(shù)據(jù)、由這些數(shù)據(jù)算出的。
9.一種晶片形狀評價方法，其特征在于在晶片面內(nèi)以規(guī)定的間隔測量晶片的形狀，由測量的晶片形狀，在晶片面內(nèi)設(shè)定為算出基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面的第1區(qū)域，算出在第1區(qū)域內(nèi)的基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面，在該第1區(qū)域內(nèi)求出該基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面和實測值的差，將這些差的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ作為表面特性(波紋度)C算出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的晶片形狀評價方法，其特征在于在所述晶片面內(nèi)以規(guī)定間隔測量的晶片形狀是對晶片表面垂直方向的位移或者厚度。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的晶片形狀評價方法，其特征在于讀入從所述晶片中心部到邊緣部的形狀剖面圖，算出在所述第1區(qū)域內(nèi)從晶片中心部到該第1區(qū)域邊界線的所述基準(zhǔn)線。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶片形狀評價方法，其特征在于由讀入在晶片面內(nèi)的多個地方的從所述晶片中心部到邊緣部的形狀剖面圖、用它的平均值分析表面特性。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶片形狀評價方法，其特征在于讀入從所述晶片中心部到邊緣部的多個地方的形狀剖面圖，從各自的形狀剖面圖分析表面特性，從分析的多個表面特性求其平均值。
14.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的晶片形狀評價方法，其特征在于讀入從晶片中心部到邊緣部的晶片面內(nèi)的數(shù)據(jù)，由這些數(shù)據(jù)算出所述第1區(qū)域的基準(zhǔn)面。
15.根據(jù)權(quán)利要求1～14中任何一項所述的晶片形狀評價方法，其特征在于所述規(guī)定的測量間隔是1mm以內(nèi)的間隔。
16.一種晶片形狀評價裝置，其特征在于它具備在晶片面內(nèi)按規(guī)定的間隔測量晶片形狀的形狀測量單元；將由該形狀測量單元測量的形狀數(shù)據(jù)順序輸入保存的存儲單元；由該存儲單元讀入從晶片中心部到邊緣部的形狀數(shù)據(jù)，計算從晶片中心部的任意區(qū)域上的基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面，接著，分析該基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面和任意位置的差，算出表面特性的表面特性計算單元。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的晶片形狀評價裝置，其特征在于所述形狀測量單元是在晶片面內(nèi)測量裝載在試驗臺上的晶片表面與該試驗臺表面垂直方向的位移的位移測量單元，所述形狀數(shù)據(jù)是位移數(shù)據(jù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的晶片形狀評價裝置，其特征在于所述形狀測量單元是在晶片面內(nèi)測量保持在晶片夾具上的晶片的厚度的厚度測量單元，所述形狀數(shù)據(jù)是厚度數(shù)據(jù)。
19.一種器件制造方法，其特征在于當(dāng)在晶片上使用曝光機(jī)形成器件時，用權(quán)利要求2、4～8及15中的任何一項所述的評價方法評價時，使用所述表面特性(突起)A是150nm以下的晶片制造器件。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的器件制造方法，其特征在于當(dāng)在晶片上使用曝光機(jī)形成器件時，進(jìn)一步用權(quán)利要求3～8及15中任何一項所述的評價方法評價時，使用所述表面特性(塌邊)B是一300nm以下的晶片制造器件。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的器件制造方法，其特征在于當(dāng)在晶片上使用曝光機(jī)形成器件時，進(jìn)一步用權(quán)利要求9～15中任何一項所述評價方法評價時，使用所述表面特性(波紋度)C是20nm以下的晶片制造器件的。
22.一種晶片，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求2～8及15中任何一項所述的評價方法評價時，所述表面特性(突起)A是150nm以下、所述表面特性(塌邊)B是-300nm以下。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的晶片，其特征在于所述表面特性(突起)A是-20nm～-150nm、所述表面特性(塌邊)B是-300nm～-900nm。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的晶片，其特征在于進(jìn)一步，用權(quán)利要求9～15中任何一項所述評價方法評價時、所述表面特性(波紋度)C是20nm以下。
25.一種晶片選擇方法，其特征在于它是為在晶片上使用曝光機(jī)形成器件的晶片選擇方法，當(dāng)用權(quán)利要求2、4～8及15中任何一項所述評價方法評價時，選擇所述表面特性(突起)A是150nm以下的晶片。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的晶片選擇方法，其特征在于進(jìn)一步，當(dāng)用權(quán)利要求3～8及15中任何一項評價方法評價時，選擇所述表面特性(塌邊)B是-300nm以下的晶片。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的晶片選擇方法，其特征在于進(jìn)一步，當(dāng)用權(quán)利要求9～15所述評價方法評價時，選擇所述表面特性(波紋度)C是20nm以下的晶片。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新的晶片形狀評價方法及晶片形狀評價裝置，它在晶片內(nèi)以規(guī)定的間隔測量晶片的形狀，由該測量的晶片形狀、在晶片面內(nèi)設(shè)定為算出基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面的第1區(qū)域(W1)，算出在該第1區(qū)域(W1)的基準(zhǔn)線(10a)或者基準(zhǔn)面(10b)，在該第1區(qū)域外設(shè)定準(zhǔn)備評價的第2區(qū)域(W2)，將該基準(zhǔn)線(10a)或者基準(zhǔn)面(10b)外插到該第2區(qū)域(W2)，分析該第2區(qū)域的形狀和在該第2區(qū)域內(nèi)的該基準(zhǔn)線或者基準(zhǔn)面的差、算出表面特性，由此，得到比現(xiàn)有的SFQR等更能正確的評價晶片外周部的晶片形狀。
文檔編號H01L21/66GK1394356SQ01803299
公開日2003年1月29日 申請日期2001年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月16日
發(fā)明者小林誠, 松川和人, 山本秀和, 前島伸六 申請人:信越半導(dǎo)體株式會社, 三菱電機(jī)株式會社