JPH07140085A - 半導体ウェーハの表面測定方法 - Google Patents

半導体ウェーハの表面測定方法

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JPH07140085A
JPH07140085A JP5311318A JP31131893A JPH07140085A JP H07140085 A JPH07140085 A JP H07140085A JP 5311318 A JP5311318 A JP 5311318A JP 31131893 A JP31131893 A JP 31131893A JP H07140085 A JPH07140085 A JP H07140085A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウェーハの表面観察において、測定されるダ
ストの位置精度を向上する。 【構成】 検査機によるダスト位置測定の際、半導体ウ
ェーハ1表面上の特定ダストAを原点として新たな座標
系X−Yを設定し、この座標系を基に各ダストB〜Fの
ウェーハ上位置を測定する。またダスト観察のためのS
EMでは、検査機で求まったデータをフロッピィから読
み込み、まずSEMで検出可能な大きなダストを選択
し、この座標値より原点Aを規定する。その後、原点A
の座標系で各ダスト位置を検知し、電子ビーム照射によ
りダストの性状を観察する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体ウェーハの表面に
付着する微粒子(ダスト)などの位置を測定する方法お
よびこの方法を用いたウェーハ表面観察方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体ウェーハの表面に付着した
ダストの位置や個数を測定する方法としては、レーザー
光などの強い光をウェーハ表面に照射することで、ダス
トからの散乱光を受光素子や光電管で感知する光散乱法
が知られている。また、現在では、この原理を利用した
ウェーハ表面検査機に座標系を持たせ、ここで設定され
た座標値を以て、同様な座標系を持つSEM(走査型電
子顕微鏡)を駆動させ、ダストの形状や成分などを解析
するウェーハ観察装置が開発されている。尚、このよう
なウェーハ表面検査機やSEMにおいては、座標基準と
なる原点を、通常、半導体ウェーハ外周に形成される主
オリフラ(オリエンテーションフラット)と副オリフラ
の各延長線の交点や、あるいは主オリフラの延長線とウ
ェーハ外周接線とが互いに直角を交わる点に定めるよう
にしており、それぞれの装置にはウェーハを突き当てる
ための固定治具が設けられている。測定はこの治具を用
いた原点設定により、この原点を基準とする座標系で各
ダスト位置を規定している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た原点設定法では、ウェーハ表面検査機で設定した座標
系(原点)と、SEMで設定した座標系との間で、数1
00μmからmmのオーダの誤差が生じることがあり、
検査機で設定された座標位置を情報として、SEMで目
標とするダストを捕捉しようとしても、その位置にダス
トが見いだせない場合もある。これは、各ウェーハ固定
治具とウェーハとのマッチング(相性)や作業者バラツ
キによって、ウェーハ表面検査機やSEMでのウェーハ
セット位置にバラツキが生じることに起因するものであ
る。加えて、この原点設定法は、ウェーハ外周に接する
仮想線同士の交点というウェーハ外側の1点を原点とす
るため、原点設定位置のバラツキがそのまま原点・ダス
ト間距離の測定誤差を生み、いわゆる座標精度が低いと
いう問題がある。
【0004】本発明は、このような問題点に鑑み、測定
されるダストの位置精度を向上する、半導体ウェーハの
表面測定方法および、この方法を利用したウェーハ表面
観察方法を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による半導体ウェーハの表面測定方法は、ウ
ェーハ表面上の特異点を原点とする座標系により、ウェ
ーハ表面に付着した各微粒子の座標位置を測定するもの
である。また、好ましくは、前記特異点もまたウェーハ
表面に付着した微粒子となる。
【0006】更に、別の発明では、ウェーハ表面上の特
異点を原点として表面の微粒子位置を測定した後、次に
前記半導体ウェーハを顕微鏡にセットして、前記特異点
を原点とする座標位置に基づいてウェーハ表面の微粒子
を観察するウェーハ表面観察方法も提供される。
【0007】
【作用】半導体ウェーハ表面上の特異点を原点としてウ
ェーハ表面に付着した各微粒子の座標位置を測定するた
め、座標軸を規定するための治具がいらず、そのセット
バラツキがなく微粒子の位置精度を向上することができ
る。
【0008】また、請求項2に記載の発明によれば、特
異点をウェーハ上の特定微粒子とすることで容易に特異
点の設定ができる。
【0009】更に、請求項3に記載の発明によれば、半
導体ウェーハ表面上の特異点を原点とした座標系に基づ
いて顕微鏡を操作するため、顕微鏡で捕捉しにくいよう
な小さな微粒子でさえも、この座標データを頼りにあた
りをつけ、そのダストを検知したり、観察できる。
【0010】
【実施例】図面を参照しながら本発明による半導体ウェ
ーハ表面測定方法を以下、説明する。
【0011】図1は、測定対象となる半導体ウェーハ
(以下、ウェーハと呼ぶ)の平面図である。図1におい
て、1はウェーハを示し、その外周エッジ1aにはフラ
ットなオリフラ2が形成されている。また、以下説明す
る各図も含め、アルファベットA,B,C…は全てウェ
ーハ1表面上に付着したダストを示している。
【0012】このようなダストの位置を規定するため、
まず作業者(検査者)はウェーハ表面検査機(図示せ
ず)を用いて、従来方法において設定されていた原点、
すなわちオリフラ2の延長線xとウェーハ外周接線yと
が互いに直角を交わる点oを仮の原点(0,0)として
仮設定する。このようにして仮原点oを中心とする仮の
座標系(x,y)を設定したならば、次に作業者は、ウ
ェーハ1表面上の最初のダストAに着目し、検査機によ
ってこのダストAの座標位置(x1,y1)を測定し、そ
の測定データを検査機内のメモリに記録する。同様にし
て、2番目のダストB、および3番目のダストCについ
ても座標位置を測定し、その値B(x2,y2)、C(x
3,y3)も記録する。
【0013】次に作業者は、図2に示すように各ダスト
A,B,Cからダスト同士を結ぶ三角形3を仮想し、三
角形3の線分BCに先の座標系のx軸が重ねる。そし
て、このx軸を固定したままで、これと直角をなすy軸
をx方向に移動し、ダストAと交わる位置でy軸を固定
し、これを新たなY軸として設定する。その後、ダスト
B,C上にあるx軸をY軸を固定したままでダストAま
で下げ、ダストAと交わる位置でx軸を固定し、これを
新たなX軸として設定する。これによりダストAを原点
とする新たな座標系(X,Y)が形成される。
【0014】以上のようにして新座標系X−Yが設定さ
れたならば、次にダストAの座標値を(0,0)として
メモリに記憶させ、更にダストB,Cの座標値を次々と
求め、その都度メモリに記憶していく。そして、図3に
示すように、前記ダストA,B,C以外で、これ以降検
出されるその他のダストD,E,Fもまた同様にメモリ
内に記憶させる。尚、この時、ダストA,B,Cの旧座
標系x−yにおける座標データ(x1,y1)、(x2
2)、(x3,y3)は、そのままクリアせずにメモリ
内の別の領域に格納しておき、同時にその他のダスト
D,E,Fの旧座標系x−yの座標値D:(x4
4)、E:(x5,y5)、F:(x6,y6)も、新座
標系X−Yの各座標成分値にx1,y1をそれぞれ加算す
ることで求め、それぞれメモリに記憶しておく。以下の
表1は、新たな座標系X−Yのもとで測定された、図3
に示す各ダストA〜Fの座標値例である。
【0015】
【表1】
【0016】このようにして測定・演算された各ダスト
の新、旧座標系における各データは、次に検査機からの
メモリから、例えばフロッピィディスクなどの持ち運び
便利な記録媒体に書き落とされ、これを介して走査型電
子顕微鏡(SEM)にデータ転送される。
【0017】SEMを使用するダスト観察・分析では、
まず図4に示すようにオリフラ2の延長線xとウェーハ
外周接線yが交わる仮原点o’を中心におく走査位置か
ら、SEMの試料台を操作し、SEMで検出できるくら
いの大きさの少なくとも2つのダストを選択し、それぞ
れのダストが走査領域の中心となるようにウェーハ1を
相対移動させる。この時、仮原点o’からの各ダストま
での変位量は、SEMに設けられた測長機能によって容
易に検出できる。そして、この検出値から、現在視野内
にあるダストが、フロッピィに記憶されて旧座標系x−
yの各座標値A(x1,y1)〜F:(x6,y6)の内の
どのダストに相当するかを特定することができる。この
説明では、図5に示すように、ダストB、DをSEM検
出可能ダストとする。尚、一般的なSEMで検出可能な
ダストは通常、1μm以上の大きさである。
【0018】このようにして視野内にあるダストが特定
できたならば、次にフロッピィよりダストB、Dの新座
標系X−Yにおける座標値(−2,2)、(3,5)を
取り込み、この座標値を基にそのX−Y座標系における
原点(0,0)の位置、すなわちダストAの位置を決定
する。尚、原点位置決定にあたっては、図6に示すよう
に、まずダストBを中心として、半径√[(−2)2
2]の仮想円aと、ダストCを中心として半径√(32
+52)の仮想円bとSEM内で描き、この2つの円
a,bの交点の内、旧座標系x−yの換算で点(x1
1)に近似する方を選択することで決定することがで
きる。
【0019】以上のようにしてダストAの座標(0,
0)を指定できたならば、ウェーハ1のこの地点に向け
てSEMより電子ビームを照射し、2次電子や反射電子
の強度などを測定することにより、ダストAを観察する
ことができる。その後、ダストAを基準として、先の検
査機と同様にSEMにX−Y座標系を設定し、フロッピ
ィより読み込まれた各ダストB〜Fの座標データ(表
1)を基に、ウェーハ1上に各ダスト位置を設定し、各
位置においてダストを検出し、観察する。
【0020】このように本実施例によれば、ウェーハ上
の特定ダストを原点とするため、従来のような各ウェー
ハ固定治具とウェーハとのマッチング(相性)や作業者
バラツキによる、ウェーハ表面検査機やSEMでのウェ
ーハセット位置のバラツキがなく、設定される座標精度
も高くなる。更に、このようにして検査機で設定したダ
ストを原点とする座標系を、SEMにおいても再現し、
検査機で測定した座標データをそのままSEMに適用し
て、各ダスト位置を特定するため、通常SEMでは検出
しにくいような微小ダストでも、その位置に向けて正確
に電子ビームを照射することができ、その外観形状や元
素構成などの情報を得ることができる。尚、本実施例で
は検査機とSEMとの間のデータ交換を、フロッピィを
介したものとしたが、検査機とSEMなどを通信ケーブ
ルなどで接続し、検査機で測定された各ダスト座標デー
タがダイレクトにSEMの演算部に入力されるようにし
てもよい。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば半
導体ウェーハ表面上の特異点を原点として前記半導体ウ
ェーハ表面に付着した各微粒子の座標位置を測定するた
め、ウェーハ外部の仮想点を原点として、これより各微
粒子の位置を測定する方法に比較して、治具へのセット
バラツキなどがなく、ダストの位置精度を向上すること
ができる。
【0022】また、請求項2に記載の発明によれば、特
異点をウェーハ上の特定微粒子とすることで、ウェーハ
上にマーキングなどを付けることなく容易に特異点の設
定ができる。
【0023】更に、請求項3に記載の発明によれば、半
導体ウェーハ表面上の特異点を原点とした座標系に基づ
いて顕微鏡を操作するため、顕微鏡で捕捉しにくいよう
な小さな微粒子でさえも、この座標データを頼りにあた
りをつけ、そのダストを検知したり、観察できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による測定方法の対象となる半導体ウェ
ーハの平面図であり、検査機においてウェーハ外の仮想
点を仮原点とする座標系を示す図である。
【図2】図1に続き、その座標軸をウェーハ上のダスト
を原点とする座標軸に変換した図である。
【図3】図2の新座標系による各ダスト位置を示した図
である。
【図4】図3に続き、求められた各ダスト位置データに
よりSEMでのダストを特定するため、まず、SEMに
おいてウェーハ外の仮想点を仮原点とする座標系を示す
図である。
【図5】図4に続き、検出可能なダストを特定し、その
旧座標系のおける座標値を示した図である。
【図6】図5に示すダストより新座標系の原点ダストを
設定する方法を示した図である。
【符号の説明】
1…半導体ウェーハ 1a…外周エッジ 2…オリフラ A〜F…ダスト

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体ウェーハ表面上の特異点を原点と
    する座標系により前記半導体ウェーハ表面に付着した微
    粒子の座標位置を測定する半導体ウェーハの表面測定方
    法。
  2. 【請求項2】 前記特異点もまたウェーハ表面に付着し
    た微粒子であることを特徴とする請求項1に記載の半導
    体ウェーハの測定方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の半導体ウェーハの測定方
    法でウェーハ表面の微粒子位置を測定し、次に前記半導
    体ウェーハを顕微鏡にセットして、前記特異点を原点と
    する座標位置に基づいてウェーハ表面の微粒子を観察す
    るウェーハ表面観察方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7010447B2 (en) 2000-07-26 2006-03-07 Hitachi, Ltd. Method for inspecting defect and system therefor
WO2008045197A1 (en) * 2006-10-09 2008-04-17 Advanced Micro Devices, Inc. Method and apparatus for implementing a universal coordinate system for metrology data

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