JP2003254741A - Measurement method, measurement device, manufacturing method for semiconductor epitaxial wafer, and computer program - Google Patents
Measurement method, measurement device, manufacturing method for semiconductor epitaxial wafer, and computer programInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体エピタキ
シャルウェーハの測定方法、半導体エピタキシャルウェ
ーハの測定装置、半導体エピタキシャルウェーハの製造
方法及びコンピュータプログラムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor epitaxial wafer measuring method, a semiconductor epitaxial wafer measuring apparatus, a semiconductor epitaxial wafer manufacturing method, and a computer program.
【0002】[0002]
【従来の技術】シリコン単結晶基板(以下、単に「基
板」と略称する)の表面に、気相成長法によりシリコン
単結晶薄膜(以下、単に「薄膜」と略称する)を形成し
たシリコンエピタキシャルウェーハは、バイポーラIC
やMOS−IC等の電子デバイスに広く使用されてい
る。シリコンエピタキシャルウェーハを用いてICを製
造する場合、周知のフォトリソグラフィー技術が採用さ
れる。フォトリソグラフィー技術においては、マスクに
形成されたパターンを、露光装置の縮小投影光学系を介
してウェーハ主表面上に形成されたフォトレジスト層に
露光し転写する。転写精度を確保するには露光の合焦精
度が重要である。2. Description of the Related Art A silicon epitaxial wafer in which a silicon single crystal thin film (hereinafter simply referred to as "thin film") is formed on a surface of a silicon single crystal substrate (hereinafter simply referred to as "substrate") by a vapor phase growth method. Is a bipolar IC
It is widely used in electronic devices such as MOS and IC. When manufacturing an IC using a silicon epitaxial wafer, a well-known photolithography technique is adopted. In the photolithography technique, a pattern formed on a mask is exposed and transferred onto a photoresist layer formed on the main surface of a wafer through a reduction projection optical system of an exposure device. Focusing accuracy of exposure is important to ensure transfer accuracy.
【0003】例えば、エピタキシャルウェーハの主表面
が理想的な平面に形成されていれば、露光ビームの焦点
をその平面に合わせこむことで、主表面全面に渡ってボ
ケのない縮小パターンを結像させることができる。しか
し、実際のエピタキシャルウェーハの主表面は、後述の
種々の要因により、理想平面からのずれを必ず生じてい
る。こうした主表面の理想平面からのずれは、平坦度
(フラットネス)により定量評価される。平坦度は、あ
る基準平面を定めたとき、被評価面の該基準平面からの
幾何学的な偏差を表すパラメータであり、偏差の定義
(例えば最高位点と最低位点との差や、絶対値平均ある
いは二乗平均平方根値など)や基準平面の定め方により
種々のものが存在し、目的に応じて使い分けられてい
る。For example, if the main surface of the epitaxial wafer is formed on an ideal plane, the focus of the exposure beam is focused on the plane to form a defocused reduced pattern over the entire main surface. be able to. However, the actual main surface of the epitaxial wafer always deviates from the ideal plane due to various factors described later. The deviation of the main surface from the ideal plane is quantitatively evaluated by the flatness. Flatness is a parameter that represents a geometrical deviation of a surface to be evaluated from a reference plane when a certain reference plane is defined, and the definition of the deviation (for example, the difference between the highest point and the lowest point or the absolute point There are various types depending on how the value plane or root mean square value) and the reference plane are defined, and they are used properly according to the purpose.
【0004】例えば、基準平面にビームを合焦させたと
き、その基準平面からの偏差の小さい主表面領域では焦
点ずれによるボケは少なくて済むが、偏差の大きい主表
面領域では焦点ずれによりボケの影響が大きく現われ
る。平坦度の悪い主表面は、こうした焦点ずれを生ずる
領域の比率が大きくなるので、パターン転写の精度も悪
くなる。従って、パターン転写の精度を高めるには、ウ
ェーハ主表面の平坦度を小さくすることが一つの需要な
因子となる。For example, when the beam is focused on the reference plane, blurring due to defocusing is small in the main surface area where the deviation from the reference plane is small, but defocusing occurs in the main surface area where the deviation is large. The impact is significant. On the main surface having poor flatness, the ratio of the area where such defocusing occurs becomes large, so that the accuracy of pattern transfer also deteriorates. Therefore, in order to improve the accuracy of pattern transfer, reducing the flatness of the main surface of the wafer is one of the important factors.
【0005】エピタキシャルウェーハの直径が小さい場
合や、転写すべきパターンがそれほど微細でない場合
(例えばディスクリートデバイスの製造など)は、主表
面の全面に対して単一の基準面を定める一括露光方式が
採用されることもある。しかし、この方法は基準面から
の逸脱の大きい主表面領域が多くなるので、微細なパタ
ーンを高精度で転写しなければならない場合には適用で
きない。そこで、この場合は主表面を、サイトと称され
る一定形状の単位領域に分割し、そのサイト毎に基準面
を定めて焦点合わせを行なう、部分露光方式(ステッパ
方式)が採用される。この場合、各サイトの平坦度がど
うなっているか、がエピタキシャルウェーハの非常に重
要な品質評価項目となる。サイト別の平坦度を測定する
場合、サイト別に表面の高さ分布測定を行なってそれぞ
れ固有の基準面を定め、サイト内高さ分布の該基準面か
らの偏差を計算して平坦度のデータを得るようにする。When the diameter of the epitaxial wafer is small, or when the pattern to be transferred is not very fine (for example, in the manufacture of discrete devices), the batch exposure method in which a single reference plane is set on the entire main surface is adopted. It may be done. However, this method is not applicable to the case where a fine pattern needs to be transferred with high accuracy, because the main surface area that largely deviates from the reference surface increases. Therefore, in this case, a partial exposure method (stepper method) is employed in which the main surface is divided into unit areas of a certain shape called sites, and a reference plane is defined for each site for focusing. In this case, what is the flatness of each site is a very important quality evaluation item of the epitaxial wafer. When measuring the flatness of each site, measure the height distribution of the surface for each site to determine the unique reference plane, calculate the deviation of the height distribution in the site from the reference plane, and obtain the flatness data. To get it.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】エピタキシャルウェー
ハの主表面の平坦度を悪化させる原因は、大別して、基
板の厚さ不均一や研磨精度といった基板の問題に由来す
るものと、単結晶薄膜の膜厚分布など、薄膜成長工程の
問題に由来するものとの2つがある。しかし、ウェーハ
加工精度が飛躍的に向上した今日では、サイト平坦度の
悪化は、成長した単結晶薄膜の膜厚が、種々の要因によ
り主表面内の位置に応じて不均一化することによりもた
らされるケースが圧倒的に多い。The causes of deteriorating the flatness of the main surface of an epitaxial wafer are broadly classified into those caused by problems of the substrate such as non-uniformity of the thickness of the substrate and polishing accuracy, and the film of single crystal thin film. There are two types, such as the thickness distribution, which are caused by problems in the thin film growth process. However, today, with the dramatic improvement in wafer processing accuracy, the deterioration of site flatness is caused by the unevenness of the film thickness of the grown single crystal thin film depending on the position within the main surface due to various factors. There are overwhelmingly many cases.
【0007】それにもかかわらず、エピタキシャルウェ
ーハの製造現場においては従来、サイト平坦度の測定
と、単結晶薄膜の膜厚測定とを有機的に結びつけた工程
管理は、意外にもあまりなされてこなかった。例えば、
シリコンエピタキシャルウェーハの場合、膜厚測定に関
しては、サイトとは無関係に定められた数点程度の測定
点において周知のFT−IR法によりなされる一方、平
坦度は、膜厚測定とは全く無関係なウェーハ主表面の3
次元形状測定(例えば、静電容量方式、レーザー干渉方
式、超音波方式あるいはオプトマイクロメータ方式等に
よる)によりなされてきた。しかし、この手法は、サイ
ト平坦度と膜厚との関連を精密に把握するには、1枚の
ウェーハにおいて測定される膜厚データ数があまりに乏
しい上、膜厚と平坦度との測定を別々に行なわなければ
ならない不便がある。他方、単結晶薄膜の成長前後にそ
れぞれウェーハ主表面の3次元形状を測定し、その差分
から膜厚分布を求める方法も考えられるが、3次元形状
測定を2度行なわなければならないので、能率上の問題
は解消されない。Nevertheless, in the field of manufacturing epitaxial wafers, the process control that organically combines the measurement of the site flatness and the measurement of the film thickness of the single crystal thin film has hitherto not been performed surprisingly. . For example,
In the case of a silicon epitaxial wafer, the film thickness measurement is performed by the well-known FT-IR method at a few measurement points determined independently of the site, whereas the flatness is completely unrelated to the film thickness measurement. Main surface of wafer 3
Dimensional shape measurement (for example, by a capacitance method, a laser interference method, an ultrasonic method, or an optomicrometer method) has been performed. However, this method requires too few film thickness data measured on one wafer to accurately grasp the relation between the site flatness and the film thickness, and the film thickness and flatness are separately measured. There is an inconvenience that must be done. On the other hand, it is possible to measure the three-dimensional shape of the main surface of the wafer before and after the growth of the single crystal thin film and obtain the film thickness distribution from the difference, but it is necessary to perform the three-dimensional shape measurement twice. The problem of is not solved.
【0008】本発明の課題は、サイト平坦度をはじめと
する単結晶薄膜のサイト別の評価情報を、従来の3次元
形状測定による手法よりもはるかに簡便に測定すること
が可能であり、例えばサイト平坦度と単結晶薄膜の膜厚
分布との関係を互いに関連付けて把握でき、ひいてはサ
イト平坦度の悪化要因等を容易に推定することができる
半導体エピタキシャルウェーハの測定方法及び半導体エ
ピタキシャルウェーハの測定装置と、それを用いた半導
体エピタキシャルウェーハの製造方法、さらには、上記
の測定装置の機能をコンピュータ上にて実現するための
コンピュータプログラムとを提供することにある。The object of the present invention is to be able to measure the evaluation information for each site of a single crystal thin film, such as the site flatness, much more easily than the conventional three-dimensional shape measurement method. Semiconductor epitaxial wafer measuring method and semiconductor epitaxial wafer measuring apparatus capable of grasping the relationship between the site flatness and the film thickness distribution of a single crystal thin film in association with each other, and easily estimating factors such as the deterioration of the site flatness Another object of the present invention is to provide a semiconductor epitaxial wafer manufacturing method using the same, and a computer program for realizing the functions of the above-described measuring device on a computer.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明の
半導体エピタキシャルウェーハの測定方法は、半導体単
結晶基板の主表面をベース面として、該ベース面上に半
導体単結晶薄膜をエピタキシャル成長させた半導体エピ
タキシャルウェーハの測定方法に関するものであり、上
記の課題を解決するために、半導体単結晶薄膜の薄膜主
表面の全面に渡って複数の膜厚測定点を定め、個々の膜
厚測定点において半導体単結晶薄膜の膜厚を測定する膜
厚測定工程と、薄膜主表面を、各々複数の膜厚測定点を
包含する複数のサイトに区画し、それらサイト毎に、当
該サイトに含まれる膜厚測定点の膜厚測定値に基づき、
個々のサイトに固有の半導体単結晶薄膜の評価情報であ
るサイト別薄膜評価情報を作成するサイト別薄膜評価情
報作成工程と、作成されたサイト別薄膜評価情報を出力
するサイト別薄膜評価情報出力工程と、を含むことを特
徴とする。Means for Solving the Problems and Actions / Effects A method for measuring a semiconductor epitaxial wafer according to the present invention is a semiconductor in which a semiconductor single crystal thin film is epitaxially grown on a main surface of a semiconductor single crystal substrate as a base surface. The present invention relates to a method for measuring an epitaxial wafer, and in order to solve the above problems, a plurality of film thickness measurement points are defined over the entire thin film main surface of a semiconductor single crystal thin film, and at each film thickness measurement point, the semiconductor single film is measured. The film thickness measuring step of measuring the film thickness of the crystal thin film and the main surface of the thin film are divided into a plurality of sites each including a plurality of film thickness measuring points, and the film thickness measuring points included in the site are divided for each site. Based on the film thickness measurement value of
Site-specific thin film evaluation information creation process that creates site-specific thin film evaluation information that is the evaluation information of the semiconductor single crystal thin film unique to each site, and site-specific thin film evaluation information output process that outputs the created site-specific thin film evaluation information And are included.
【0010】また、本発明の半導体エピタキシャルウェ
ーハの測定装置は、半導体単結晶基板の主表面をベース
面として、該ベース面上に半導体単結晶薄膜をエピタキ
シャル成長させた半導体エピタキシャルウェーハの測定
装置であって、上記の課題を解決するために、半導体単
結晶薄膜の薄膜主表面の全面に渡って複数の膜厚測定点
を定め、個々の膜厚測定点において半導体単結晶薄膜の
膜厚を測定する膜厚測定装置と、半導体単結晶薄膜の、
薄膜主表面全面に渡る複数の膜厚測定点にて膜厚測定装
置により測定された膜厚測定値を取得する膜厚測定値取
得手段;薄膜主表面を、各々複数の膜厚測定点を包含す
る複数のサイトに区画し、それらサイト毎に、当該サイ
トに含まれる膜厚測定点の膜厚測定値に基づき、個々の
サイトに固有の半導体単結晶薄膜の評価情報であるサイ
ト別薄膜評価情報を作成するサイト別薄膜評価情報作成
手段;及び、作成されたサイト別薄膜評価情報を出力す
るサイト別薄膜評価情報出力装置、を有する半導体エピ
タキシャルウェーハの評価装置と、を含むことを特徴と
する。The semiconductor epitaxial wafer measuring apparatus of the present invention is a semiconductor epitaxial wafer measuring apparatus in which a semiconductor single crystal thin film is epitaxially grown on the main surface of a semiconductor single crystal substrate as a base surface. In order to solve the above-mentioned problems, a film in which a plurality of film thickness measurement points are defined over the entire thin film main surface of the semiconductor single crystal thin film, and the film thickness of the semiconductor single crystal thin film is measured at each film thickness measurement point Thickness measuring device and semiconductor single crystal thin film,
Film thickness measurement value acquisition means for acquiring film thickness measurement values measured by a film thickness measuring device at a plurality of film thickness measurement points over the entire surface of the thin film; the thin film main surface includes a plurality of film thickness measurement points. Thin film evaluation information for each site, which is the evaluation information of the semiconductor single crystal thin film unique to each site based on the film thickness measurement value of the film thickness measurement point included in the site. And a site-based thin film evaluation information output device that outputs the created site-based thin film evaluation information, and a semiconductor epitaxial wafer evaluation device.
【0011】上記本発明の半導体エピタキシャルウェー
ハの評価方法及び装置においては、薄膜主表面をサイト
に区画して、その各々のサイトにて互いに異なる複数点
にて膜厚測定を行い、その膜厚測定値を用いてサイト別
薄膜評価情報を作成するとともに、サイト配列に対応さ
せた形で二次元的に出力する。すなわち、多数点の膜厚
測定をサイトと関連付けた形で行い、その膜厚測定情報
に基づいてサイト別薄膜評価情報を作成・出力するよう
にしたから、単結晶薄膜の成長前後にウェーハ主表面の
3次元形状を測定する従来の方法等と比較して簡便であ
り、しかも膜厚分布とサイト毎の薄膜品質(例えば後述
する平坦度)との関連把握も簡便かつ精密に行なうこと
ができる。In the method and apparatus for evaluating a semiconductor epitaxial wafer according to the present invention, the main surface of the thin film is divided into sites, the film thickness is measured at a plurality of different points at each site, and the film thickness is measured. The thin film evaluation information for each site is created using the values, and also two-dimensionally output in a form corresponding to the site arrangement. That is, the film thickness measurement at multiple points is performed in a form associated with the site, and the thin film evaluation information for each site is created and output based on the film thickness measurement information. The method is simpler than the conventional method for measuring the three-dimensional shape, and the relation between the film thickness distribution and the thin film quality (for example, flatness described later) for each site can be grasped easily and precisely.
【0012】また、本発明のコンピュータプログラム
は、半導体単結晶基板の主表面をベース面として、該ベ
ース面上に半導体単結晶薄膜をエピタキシャル成長させ
た半導体エピタキシャルウェーハの評価用コンピュータ
プログラムであって、コンピュータにインストールする
ことにより該コンピュータを、半導体単結晶薄膜の、薄
膜主表面全面に渡る複数の膜厚測定点にて測定された膜
厚測定値を取得する膜厚測定値取得手段と、薄膜主表面
を、各々複数の膜厚測定点を包含する複数のサイトに区
画し、それらサイト毎に、当該サイトに含まれる膜厚測
定点の膜厚測定値に基づき、個々のサイトに固有の半導
体単結晶薄膜の評価情報であるサイト別薄膜評価情報を
作成するサイト別薄膜評価情報作成手段と、作成された
サイト別薄膜評価情報を、サイト配列に対応させた形で
二次元的に出力するサイト別薄膜評価情報出力手段と、
を備えた半導体エピタキシャルウェーハの評価装置とし
て機能させることを特徴とする。Further, the computer program of the present invention is a computer program for evaluating a semiconductor epitaxial wafer in which a semiconductor single crystal thin film is epitaxially grown on the main surface of a semiconductor single crystal substrate as a base surface. By installing the computer in a thin film main surface of the semiconductor single crystal thin film, film thickness measurement value acquiring means for acquiring film thickness measurement values measured at a plurality of film thickness measurement points over the entire thin film main surface. Is divided into a plurality of sites each including a plurality of film thickness measurement points, and for each of these sites, a semiconductor single crystal unique to each site is based on the film thickness measurement value of the film thickness measurement points included in the site. Site-specific thin film evaluation information creating means for creating site-specific thin film evaluation information, which is thin film evaluation information, and the created site-specific thin film evaluation information. And a site-specific membrane evaluation information output means for outputting in a form to correspond to the site two-dimensionally arranged,
It is characterized by functioning as an evaluation apparatus for a semiconductor epitaxial wafer provided with.
【0013】すなわち、膜厚測定装置により薄膜主表面
上の複数点にて測定された膜厚測定値のデータを取得
し、該データに基づいてサイト別薄膜評価情報を作成
し、出力する半導体エピタキシャルウェーハ評価装置の
機能を、上記のプログラムのコンピュータへのインスト
ールにより、該コンピュータ上にて簡単に実現すること
ができる。That is, the data of the film thickness measurement values measured at a plurality of points on the main surface of the thin film is acquired by the film thickness measuring device, and the thin film evaluation information for each site is created based on the data and the semiconductor epitaxial film is output. The functions of the wafer evaluation apparatus can be easily realized on the computer by installing the program into the computer.
【0014】さらに、本発明の半導体エピタキシャルウ
ェーハの製造方法の第一は、上記本発明の半導体エピタ
キシャルウェーハの測定方法により、評価対象となる半
導体エピタキシャルウェーハに対しサイト別薄膜評価情
報を作成し、その情報に基づいて各半導体エピタキシャ
ルウェーハの評価を行う評価工程と、その評価結果に基
づいて半導体エピタキシャルウェーハを選別する選別工
程と、を有することを特徴とする。Further, the first method of manufacturing a semiconductor epitaxial wafer of the present invention is to prepare site-specific thin film evaluation information for a semiconductor epitaxial wafer to be evaluated by the method of measuring a semiconductor epitaxial wafer of the present invention. It is characterized by comprising an evaluation step of evaluating each semiconductor epitaxial wafer based on information, and a selection step of selecting a semiconductor epitaxial wafer based on the evaluation result.
【0015】また、本発明の半導体エピタキシャルウェ
ーハの製造方法の第二は、半導体単結晶基板の主表面を
ベース面として、該ベース面上に半導体単結晶薄膜をエ
ピタキシャル成長させる薄膜成長工程と、前記本発明の
半導体エピタキシャルウェーハの測定方法により、得ら
れた半導体エピタキシャルウェーハに対しサイト別薄膜
評価情報を作成し、その情報に基づいて各半導体エピタ
キシャルウェーハの評価を行なう評価工程と、その評価
結果に基づいて、次に半導体エピタキシャルウェーハを
製造するための、薄膜成長工程の実施条件の調整を行な
うことを特徴とする。A second method of manufacturing a semiconductor epitaxial wafer according to the present invention comprises a thin film growth step of epitaxially growing a semiconductor single crystal thin film on the main surface of a semiconductor single crystal substrate as a base surface, and the above-mentioned method. By the semiconductor epitaxial wafer measuring method of the invention, the site-based thin film evaluation information is created for the obtained semiconductor epitaxial wafer, and an evaluation step for evaluating each semiconductor epitaxial wafer based on the information, and based on the evaluation result. Then, the conditions for performing the thin film growth step for manufacturing a semiconductor epitaxial wafer are adjusted.
【0016】本発明の半導体エピタキシャルウェーハの
測定方法を用いることにより、サイト別薄膜評価情報を
各サイトにおける複数点の膜厚測定により簡便に得るこ
とができ、平坦度などの、サイト別の単結晶薄膜の品質
評価を簡単かつ正確に行なうことができる。また、その
評価結果に基づいて、単結晶薄膜の品質、例えば平均膜
厚や膜厚分布状態に不具合のあるサイトを簡単に識別す
ることができる。そして、本発明の半導体エピタキシャ
ルウェーハの製造方法の第一によると、その評価結果に
基づいて半導体エピタキシャルウェーハの選別を行なう
ので、出荷されるエピタキシャルウェーハの品質が向上
するとともに、不良率を低減することができる。他方、
本発明の半導体エピタキシャルウェーハの製造方法の第
二によると、サイト別薄膜評価情報により、どのサイト
で単結晶薄膜の品質不具合が発生したかを簡単かつわか
りやすく把握でき、また、不具合の発生状況(例えば不
具合を発生したサイトの位置と、不具合の種別)から、
原因特定を容易に行なうことができる。そして、その結
果を利用して、次に半導体エピタキシャルウェーハを製
造する際の薄膜成長工程の実施条件を、発見された不具
合が解消されるように調整することで、不良等の発生を
未然に防止ないし抑制することができる。By using the method for measuring a semiconductor epitaxial wafer of the present invention, thin film evaluation information for each site can be easily obtained by measuring the film thickness at a plurality of points at each site, and a single crystal for each site such as flatness can be obtained. The quality of the thin film can be evaluated easily and accurately. Further, based on the evaluation result, it is possible to easily identify the site having a defect in the quality of the single crystal thin film, for example, the average film thickness or the film thickness distribution state. According to the first method of manufacturing a semiconductor epitaxial wafer of the present invention, the semiconductor epitaxial wafer is selected based on the evaluation result, so that the quality of the shipped epitaxial wafer is improved and the defect rate is reduced. You can On the other hand,
According to the second method of manufacturing a semiconductor epitaxial wafer of the present invention, by site-based thin film evaluation information, it is possible to easily and easily understand at which site the quality defect of the single crystal thin film has occurred, and the occurrence status of the defect ( For example, from the location of the site where the failure occurred and the type of failure),
The cause can be easily specified. Then, by utilizing the results, the execution conditions of the thin film growth step when manufacturing the next semiconductor epitaxial wafer are adjusted so that the found defects are eliminated, and the occurrence of defects is prevented in advance. Or can be suppressed.
【0017】以下、本発明の半導体エピタキシャルウェ
ーハの測定方法について、さらに付加可能な要件につ
き、詳しく説明する。まず、サイト別薄膜評価情報出力
工程において、作成されたサイト別薄膜評価情報を、サ
イト配列に対応させた形で二次元的に出力することがで
きる。このようにすると、サイト別薄膜評価情報を、実
際のサイト配列と対応付けて直感的に把握することが容
易となり、特に、不具合を発生したサイトがあれば、そ
の位置把握を極めて簡単に行なうことができる。その結
果、不具合発生の原因特定等もより容易に行なうことが
できる。この出力は、モニタ画面上に表示出力してもよ
いし、印刷装置により紙等の媒体に印刷出力しても、い
ずれでもよい。Hereinafter, the semiconductor epitaxial wafer measuring method of the present invention will be described in detail with regard to additional requirements. First, in the site-specific thin film evaluation information output step, the created site-specific thin film evaluation information can be two-dimensionally output in a form corresponding to the site arrangement. This makes it easier to intuitively grasp the site-specific thin film evaluation information by associating it with the actual site arrangement, and in particular, if there is a site where a problem has occurred, it is extremely easy to identify the position. You can As a result, it is possible to more easily identify the cause of the failure occurrence. This output may be displayed on a monitor screen or may be printed out on a medium such as paper by a printing device.
【0018】膜厚測定工程は、主表面に赤外線ビームを
二次元的に走査しつつ入射して、膜厚測定点毎に赤外線
吸収スペクトル法による膜厚測定を行なうものとするこ
とができる。赤外線吸収スペクトル法による膜厚測定
は、特に、フーリエ変換赤外分光光度計(Fourier Tran
sformation InfraRed spectrophotometer)を用いた測
定方法(以下、FT−IR法という)が、例えばシリコ
ンエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層(シリコ
ン単結晶薄膜)の膜厚測定方法として幅広い実績がある
ことから、本発明に好適に使用できる。この方法は、マ
イケルソン型干渉計によりインターフェログラムを測定
し、そのインターフェログラム波形をフーリエ変換する
ことにより通常の赤外吸収スペクトル波形を得、そのス
ペクトル波形から膜厚を算出するものである。測定プロ
ーブとなる赤外線ビームを、被測定面である薄膜主表面
上にて2次元的に走査しながらFT−IR法による膜厚
測定を行なうことにより、サイト別の膜厚分布を測定す
る上で好都合な多点の膜厚測定を簡便に行なうことがで
きる。特に近年では、演算装置の高性能化により、フー
リエ変換演算の処理速度が大幅に向上した背景もあり、
現実的な処理時間(例えば30秒〜10分)の範囲内
で、一つのウェーハに対して例えば100〜1000点
の膜厚測定を行なうことが可能である。In the film thickness measuring step, an infrared beam may be incident on the main surface while being two-dimensionally scanned, and the film thickness may be measured by the infrared absorption spectrum method at each film thickness measuring point. In particular, the film thickness measurement by the infrared absorption spectroscopy is performed by the Fourier transform infrared spectrophotometer (Fourier Tran
A measurement method using a sformation InfraRed spectrophotometer (hereinafter referred to as FT-IR method) is suitable for the present invention because it has a wide track record as a method for measuring the film thickness of an epitaxial layer (silicon single crystal thin film) of a silicon epitaxial wafer. Can be used for In this method, an interferogram is measured by a Michelson interferometer, a normal infrared absorption spectrum waveform is obtained by Fourier transforming the interferogram waveform, and the film thickness is calculated from the spectrum waveform. . In order to measure the film thickness distribution for each site by measuring the film thickness by the FT-IR method while two-dimensionally scanning the main surface of the thin film, which is the surface to be measured, with the infrared beam that serves as the measurement probe. Convenient multi-point film thickness measurement can be performed easily. Especially in recent years, due to the high performance of arithmetic devices, there is a background that the processing speed of Fourier transform operation has been greatly improved.
Within a realistic processing time (for example, 30 seconds to 10 minutes), it is possible to measure the film thickness at 100 to 1000 points on one wafer.
【0019】サイト別薄膜評価情報は、膜厚測定値を用
いて算出されたサイト平坦度情報としておくと、IC製
造用等のエピタキシャルウェーハの品質評価項目として
直接これを活用できる。また、膜厚測定を行なうだけで
平坦度の情報も得ることができるから、三次元形状測定
装置等により別途平坦度を測定する必要がなくなるの
で、より能率的である。If the site-specific thin film evaluation information is the site flatness information calculated using the film thickness measurement value, it can be directly utilized as a quality evaluation item of an epitaxial wafer for IC manufacturing or the like. Further, since it is possible to obtain the flatness information only by measuring the film thickness, it is not necessary to separately measure the flatness by a three-dimensional shape measuring device or the like, which is more efficient.
【0020】この場合、本発明の半導体エピタキシャル
ウェーハの測定方法は、例えば、以下のような工程を含
むものとして実施すると、特に効果的である。
膜厚測定工程:半導体単結晶基板の主表面に半導体単
結晶薄膜をエピタキシャル成長させた半導体エピタキシ
ャルウェーハの、半導体単結晶薄膜の膜厚を、薄膜主表
面の全面に渡って定められた複数の膜厚測定点において
FT−IR法により測定する。
サイト平坦度算出工程:薄膜主表面を、各々複数の膜
厚測定点を包含する複数のサイトに区画し、それらサイ
ト毎に、膜厚の測定値を用いてサイト平坦度を算出す
る。
サイト平坦度出力工程:算出されたサイト平坦度を、
サイト配列に対応させた形で出力装置に二次元的に出力
する。In this case, the semiconductor epitaxial wafer measuring method of the present invention is particularly effective, for example, when it is implemented as including the following steps. Film thickness measurement step: A plurality of film thicknesses of the semiconductor single crystal thin film of the semiconductor epitaxial wafer in which the semiconductor single crystal thin film is epitaxially grown on the main surface of the semiconductor single crystal substrate are determined over the entire main surface of the thin film. It is measured by the FT-IR method at the measurement point. Site flatness calculation step: The main surface of the thin film is divided into a plurality of sites each including a plurality of film thickness measurement points, and the site flatness is calculated for each of the sites using the measured film thickness. Site flatness output process: Calculated site flatness
Two-dimensionally output to the output device in a form corresponding to the site arrangement.
【0021】半導体エピタキシャルウェーハの半導体単
結晶薄膜の膜厚は、FT−IR法を用いれば、薄膜主表
面の全面に渡る多数点の膜厚測定を比較的短時間に行う
ことができる。こうして得られた膜厚測定値を、薄膜主
表面上に区画設定されたサイトに割り振れば、各サイト
の平坦度を、そのサイトに属する膜厚測定値を用いて簡
単に計算することができる。これにより、三次元形状測
定装置等により別途平坦度を測定することなく、膜厚測
定の一環としてウェーハのサイト別平坦度測定を一挙
に、かつ短時間に行うことができる。そして、そのサイ
ト平坦度を、サイト配列に対応させて二次元出力(表示
又は印刷)すれば、ウェーハ主表面のサイト平坦度分布
を一目で容易に把握することができる。特に、IC等の
デバイス製造工程では、サイトの良不良判定や、露光時
のサイト別の合焦条件把握の迅速化に大きく貢献するこ
とができる。The film thickness of the semiconductor single crystal thin film of the semiconductor epitaxial wafer can be measured at a large number of points over the entire main surface of the thin film in a relatively short time by using the FT-IR method. By allocating the film thickness measurement values thus obtained to the sites partitioned on the main surface of the thin film, the flatness of each site can be easily calculated using the film thickness measurement values belonging to the site. . As a result, the flatness of each wafer site can be measured all at once as a part of the film thickness measurement without measuring the flatness separately by a three-dimensional shape measuring device or the like. Then, if the site flatness is two-dimensionally output (displayed or printed) in correspondence with the site arrangement, the site flatness distribution on the main surface of the wafer can be easily grasped at a glance. In particular, in a device manufacturing process such as an IC or the like, it can greatly contribute to the determination of whether a site is good or bad and to speedily grasp the focusing condition for each site during exposure.
【0022】サイト内の膜厚測定値をサイト平坦度に変
換するには、以下のような方法を採用できる。すなわ
ち、図13に示すように、基板WB上にエピタキシャル
成長した半導体単結晶薄膜EPの、各サイト(S1,S
2,S3,S4‥)の膜厚測定値(t1、t2、t3、
t4‥)を、薄膜主表面DPの、ベース面BPからの法
線方向距離であるとみなして、各膜厚測定点の座標
((x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),
(x4,y4):後述の膜厚方向座標と区別するため、
以下、これを面内方向座標という)と、これに対応する
膜厚測定値(t1、t2、t3、t4‥)とに基づいて
薄膜主表面のプロファイル点(π1,π2,π3,π4
‥)を求め、それらプロファイル点(π1,π2,π
3,π4‥)を用いてサイト平坦度を算出するための基
準面(P1,P2,P3,P4‥)を定める。The following method can be adopted to convert the measured film thickness in the site into the site flatness. That is, as shown in FIG. 13, at each site (S1, S1) of the semiconductor single crystal thin film EP epitaxially grown on the substrate WB.
2, S3, S4 ...) Film thickness measurement values (t1, t2, t3,
is regarded as the distance in the normal direction of the main surface DP of the thin film from the base surface BP, and the coordinates ((x1, y1), (x2, y2), (x3, y3) of the respective film thickness measurement points are taken. ),
(X4, y4): In order to distinguish from the film thickness direction coordinates described later,
Hereinafter, this will be referred to as in-plane direction coordinates) and the film thickness measurement values (t1, t2, t3, t4, ...) Corresponding to the profile points (π1, π2, π3, π4) on the main surface of the thin film.
,) And obtain those profile points (π1, π2, π
, Π4) are used to determine the reference planes (P1, P2, P3, P4 ...) For calculating the site flatness.
【0023】エピタキシャルウェーハの製造に使用する
基板WBのベース面BPは通常、化学的機械的研磨によ
り得られる鏡面研磨面であり、その面粗さレベルは、エ
ピタキシャル成長する単結晶薄膜の膜厚よりもはるかに
小さい(例えば、シリコンエピタキシャルウェーハに用
いる基板の、鏡面研磨された主表面の二乗平均平方根粗
さは、単結晶薄膜の膜厚オーダーの1/100〜1/1
0000程度である)。従って、ベース面BPの面粗さ
を単結晶薄膜DPの厚さに対して無視すれば、該ベース
面BPはサイト単位では実質的に平面であるとみなしう
る。従って、ベース面BPは、膜厚方向位置の基準点
(つまり原点)として使用でき、薄膜主表面DPの各プ
ロファイル点の膜厚方向座標を、膜厚測定値(t1、t
2、t3、t4‥)にて代用することが可能となる。こ
れにより、膜厚測定値(t1、t2、t3、t4‥)を
直接、単結晶薄膜の主表面のプロファイル点の膜厚方向
座標として使用できる。この考え方は、後述のSFQR
あるいはSFQDを平坦度の定義として用いる場合に特
に有効である。The base surface BP of the substrate WB used for manufacturing the epitaxial wafer is usually a mirror-polished surface obtained by chemical mechanical polishing, and its surface roughness level is higher than that of the epitaxially grown single crystal thin film. Much smaller (for example, the root mean square roughness of a mirror-polished main surface of a substrate used for a silicon epitaxial wafer is 1/100 to 1/1 of the film thickness order of a single crystal thin film).
It is about 0000). Therefore, if the surface roughness of the base surface BP is ignored with respect to the thickness of the single crystal thin film DP, it can be considered that the base surface BP is substantially flat in site unit. Therefore, the base surface BP can be used as a reference point (that is, the origin) of the position in the film thickness direction, and the film thickness direction coordinates of each profile point of the thin film main surface DP can be used as film thickness measurement values (t1, t).
2, t3, t4 ...) It becomes possible to substitute. Thereby, the film thickness measurement values (t1, t2, t3, t4 ...) Can be directly used as the film thickness direction coordinates of the profile points on the main surface of the single crystal thin film. This idea is based on SFQR
Alternatively, it is particularly effective when SFQD is used as the definition of flatness.
【0024】形状プロファイルデータが得られてしまえ
ば、平坦度自体は周知の定義が採用できる。以下、本発
明に採用可能な定義を、図14を参照して説明する。
各サイトについてプロファイル点を4点以上定め、基準
面SPをそれらプロファイル点の最小二乗回帰平面とし
て決定する。この場合、サイト平坦度として、次の2種
を定義可能である:
SFQR(Site Front Least sQares <site> Range)
上記基準面SPから見た最大高さと最低高さとの差であ
る;
SFQD(Site Front Least sQares <site> Deviati
on)
上記基準面SPから見た高さ変位(絶対値)の最大値に
て表す。Once the shape profile data is obtained, a well-known definition can be adopted for the flatness itself. Definitions applicable to the present invention will be described below with reference to FIG.
Four or more profile points are set for each site, and the reference plane SP is determined as the least square regression plane of those profile points. In this case, the following two types can be defined as the site flatness: SFQR (Site Front Least sQares <site> Range) This is the difference between the maximum height and the minimum height viewed from the reference plane SP; SFQD (Site Front Least sQares <site> Deviati
on) The maximum value of the height displacement (absolute value) viewed from the reference plane SP is represented.
【0025】これらの定義は、サイト毎の傾斜した基準
面に対して、光軸を傾けることにより、個々に垂直入射
させる方式(表面サイトアライメント方式)の露光装置
に有効である。サイト表面の形状が平坦であれば算出さ
れる平坦度も小さくなる(つまり、サイト表面の傾斜や
高さ方向位置は平坦度に影響しない)。そして、サイト
の形状プロファイル自体を個別の基準面設定に用いるた
め、基板に反りや厚さ分布が生じていても影響がなく、
膜厚測定値の精度さえ確保できていれば、十分信頼性の
高い平坦度のデータが得られる利点がある。すなわち、
基板厚さがサイト間でばらついていたとしても、同一サ
イト内ではほぼ同じ基板厚さとみなしうる。従って、サ
イト間の基板厚さの相違あるいは反りによる影響は、個
々のサイト面を基準面とともに平行移動ないし回転移動
させるだけであり、平坦度の算出値には影響しない。な
お、プロファイル点(つまり、膜厚測定点)をサイト毎
に4点以上定めるのは、基準面決定に3点が最低必要で
あり、高さ偏差をゼロでない有限の値として得るため
に、さらに1点以上の自由度が必要となる事情による
(後述のSFLR及びSFLDについても同じ)。These definitions are effective for an exposure apparatus of a type (surface site alignment type) in which the optical axis is tilted to individually make a vertical incidence with respect to the tilted reference plane for each site. If the shape of the site surface is flat, the calculated flatness is also small (that is, the inclination of the site surface and the position in the height direction do not affect the flatness). And since the shape profile of the site itself is used for setting individual reference planes, there is no effect even if the substrate has warpage or thickness distribution,
As long as the accuracy of the film thickness measurement value is secured, there is an advantage that sufficiently reliable flatness data can be obtained. That is,
Even if the substrate thickness varies from site to site, it can be considered that the substrate thickness is almost the same within the same site. Therefore, the influence of the difference in substrate thickness between the sites or the warp only causes the individual site surfaces to move in parallel or rotationally with the reference surface, and does not affect the calculated flatness. It is to be noted that the profile points (that is, the film thickness measurement points) are determined to be 4 points or more for each site because 3 points are the minimum required for determining the reference plane, and the height deviation is obtained as a finite non-zero value. It depends on the situation that one or more degrees of freedom are required (the same applies to SFLR and SFLD described later).
【0026】サイトと無関係に、薄膜主表面の全面に
渡ってプロファイル点を3点又は4点以上抽出し、その
抽出されたプロファイル点を用いて基準面を定める。こ
の場合、サイト平坦度として、次の4種を定義可能であ
る:
SF3R(Site Front 3points <global> Range)
薄膜主表面上の同一直線状にない3つのプロファイル点
を用いて各サイトに共通の基準面SP(3点基準面)を
定め、その基準面SPから見た最大高さと最低高さとの
差である;
SF3D(Site Front 3points <global> Deviatio
n)
SF3Rと同様の基準面SPを用い、基準面SPから見
た高さ変位(絶対値)の最大値にて表す;
SFLR(Site Front Least sqares <global> Rang
e)
薄膜主表面上の4点以上のプロファイル点を用いた最小
二乗回帰平面として各サイトに共通の基準面SP(プロ
ファイル点の全てを用いればベストフィット基準面とな
る)を定め、その基準面SPから見た最大高さと最低高
さとの差である;
SFLD(Site Front Least sqares <global> Devia
tion)
SFLRと同様の基準面SPを用い、基準面SPから見
た高さ変位(絶対値)の最大値にて表す。Regardless of the site, three or four or more profile points are extracted over the entire main surface of the thin film, and the reference plane is determined by using the extracted profile points. In this case, the following four types can be defined as the site flatness: SF3R (Site Front 3points <global> Range) Common to each site using three non-collinear profile points on the thin film main surface. The reference plane SP (three-point reference plane) is defined, and it is the difference between the maximum height and the minimum height viewed from the reference plane SP; SF3D (Site Front 3points <global> Deviatio
n) The same reference plane SP as SF3R is used, and it is expressed by the maximum value of the height displacement (absolute value) seen from the reference plane SP; SFLR (Site Front Least sqares <global> Rang
e) A reference plane SP common to each site is defined as a least-squares regression plane using four or more profile points on the main surface of the thin film (a best fit reference plane is used if all the profile points are used), and the reference plane is set. It is the difference between the maximum height and the minimum height seen from SP; SFLD (Site Front Least sqares <global> Devia
tion) A reference plane SP similar to SFLR is used, and is represented by the maximum value of the height displacement (absolute value) viewed from the reference plane SP.
【0027】これらの定義は、薄膜主表面の全面におい
て複数サイトにまたがる形で基準面が設定される。従っ
て、基板の厚さがサイト間で大きく異なっていたり、基
板が大きく反っている場合は、同じ膜厚測定値分布を有
するウェーハでも、平坦度の算出結果は異なってくるこ
とになる。これは、共通基準面に対して光軸調整及び合
焦を1回のみ行なう簡易な露光方式(表面グローバルア
ライメント方式)に整合するものとして、これらの定義
が考案された事情による。従って、本定義を使用できる
のは、厚さがほぼ一定であり、かつ反りの小さい基板を
有するエピタキシャルウェーハか、あるいは基板の厚さ
分布及び反りの状況が前もって測定されたエピタキシャ
ルウェーハに限られることになる。後者の場合、プロフ
ァイル点のデータを、膜厚測定点の面内方向座標(x
i,yi)に、膜厚測定値tiに基板厚さt及び反り変
位δを加算した値zi(=ti+t+δ)をz座標とし
て組み込んだ3次元座標点((x1,y1,z1),
(x2,y2,z2),(x3,y3,z3),(x
4,y4,z4)‥)の組として表すことにより、平坦
度を計算できる。In these definitions, the reference plane is set so as to extend over a plurality of sites on the entire main surface of the thin film. Therefore, when the thickness of the substrate is greatly different between the sites or the substrate is largely warped, the flatness calculation results are different even for wafers having the same film thickness measurement value distribution. This is because these definitions have been devised as being consistent with a simple exposure method (surface global alignment method) in which the optical axis adjustment and focusing are performed only once with respect to the common reference plane. Therefore, this definition can be used only for epitaxial wafers that have a substrate with a substantially constant thickness and a small warpage, or epitaxial wafers whose substrate thickness distribution and warpage have been measured in advance. become. In the latter case, the profile point data is converted into the in-plane coordinate (x
i, yi) is a three-dimensional coordinate point ((x1, y1, z1), in which a value zi (= ti + t + δ) obtained by adding the substrate thickness t and the warp displacement δ to the film thickness measurement value ti is incorporated as the z coordinate.
(X2, y2, z2), (x3, y3, z3), (x
4, y4, z4) ...), the flatness can be calculated.
【0028】半導体単結晶基板の主裏面を基準面と
し、膜厚測定値と半導体単結晶基板の厚さとの合計を、
薄膜主表面の基準面からの法線方向距離であるとみなす
ことにより、各膜厚測定点の座標と対応する膜厚測定値
とに基づいて薄膜主表面のプロファイル点を各サイトに
ついて3点以上求める。この場合、それらプロファイル
点を用いてサイト平坦度を、次の2種のいずれかとして
定義可能である:
SBIR(Site Back-side Ideal Range)
ウェーハ裏面をチャックにより吸着固定して反りを平坦
化し、その平坦化された裏面を基準面SPとして、該基
準面SPから見た最大高さと最低高さとの差である;
SBID(Site Back-side Ideal Deviation)
SBIRと同様の基準面SPを定め、サイト毎に基準面
SPと平行で、かつプロファイル点からの距離の合計を
最小化する焦点面FPを定め、その焦点面FPから見た
高さ変位(絶対値)の最大値にて表す。Using the main back surface of the semiconductor single crystal substrate as a reference plane, the total of the film thickness measurement value and the thickness of the semiconductor single crystal substrate is
Assuming that the distance is the normal direction of the main surface of the thin film from the reference plane, the profile points of the main surface of the thin film are 3 points or more for each site based on the coordinates of each film thickness measurement point and the corresponding film thickness measurement value. Ask. In this case, the site flatness can be defined as one of the following two types using the profile points: SBIR (Site Back-side Ideal Range) The back surface of the wafer is suction-fixed by a chuck to flatten the warp, It is the difference between the maximum height and the minimum height seen from the reference surface SP with the flattened back surface as the reference surface SP; SBID (Site Back-side Ideal Deviation) A focal plane FP that is parallel to the reference plane SP and that minimizes the total distance from the profile points is defined for each, and is represented by the maximum value of the height displacement (absolute value) viewed from the focal plane FP.
【0029】この定義においては、基板裏面のチャック
により、反りの影響は無視することができる。ただし、
基板の厚さがサイト間で大きく異なっている場合は、
と同様に、厚さがほぼ一定のエピタキシャルウェーハ
か、あるいは基板の厚さ分布が前もって測定されたエピ
タキシャルウェーハに限られることになる。後者の場
合、プロファイル点のデータを、膜厚測定点の面内方向
座標(xi,yi)に、膜厚測定値tiに基板厚さtを
加算した値zi(=ti+t)をz座標として組み込ん
だ3次元座標点((x1,y1,z1),(x2,y
2,z2),(x3,y3,z3),(x4,y4,z
4)‥)の組として表すことにより、平坦度を計算でき
る。In this definition, the influence of warpage can be neglected due to the chuck on the back surface of the substrate. However,
If the substrate thickness varies significantly between sites,
Similarly, an epitaxial wafer having a substantially constant thickness, or a wafer whose thickness distribution is measured in advance will be limited. In the latter case, the data of the profile point is incorporated into the in-plane coordinate (xi, yi) of the film thickness measurement point as the z coordinate of the value zi (= ti + t) obtained by adding the substrate thickness t to the film thickness measurement value ti. 3D coordinate points ((x1, y1, z1), (x2, y
2, z2), (x3, y3, z3), (x4, y4, z
4) The flatness can be calculated by expressing it as a set.
【0030】サイト別薄膜評価情報は、例えば複数点の
膜厚測定値をサイト別に出力するだけでも、各サイトの
膜厚分布情報として有効に使用することができる。すな
わち、サイト別薄膜評価情報は、サイト内の膜厚分布情
報とすることもできる。The thin film evaluation information for each site can be effectively used as the film thickness distribution information for each site by simply outputting the film thickness measurement values at a plurality of points for each site. That is, the thin film evaluation information for each site may be film thickness distribution information within the site.
【0031】また、サイト別薄膜評価情報は、サイト内
における薄膜主表面の凹凸形状に関する情報とすること
ができる。凹凸の激しい湾曲したサイト面が形成されて
いると、そのサイト内にて露光時に焦点ずれとなる領域
(つまり、ピンボケとなる領域)が増え、IC製造時に
不良となる確率が高くなる。そこで、この凹凸に関する
情報をサイト別薄膜評価情報として出力すれば、不良予
測や不良防止のための工程改善等を容易に行なうことが
できる。前記した平坦度との関係では、SFQD及びS
FQRを平坦度の定義として用いた場合、この凹凸の度
合いが大きいほど値が大きくなり、逆に凹凸の度合いが
小さければ、面の位置自体がどんなに異なろうとも、平
坦度の値は小さくなる。従って、平坦度評価との関係も
把握しやすい利点がある。The site-specific thin film evaluation information can be information relating to the uneven shape of the main surface of the thin film within the site. If a curved site surface with severe irregularities is formed, a region that is out of focus during exposure (that is, a region that is out of focus) increases in the site, and the probability of failure during IC manufacturing increases. Therefore, if the information on the unevenness is output as the site-specific thin film evaluation information, it is possible to easily perform defect prediction and process improvement for defect prevention. In relation to the flatness described above, SFQD and S
When FQR is used as the definition of flatness, the larger the degree of unevenness, the larger the value, and conversely, if the degree of unevenness is small, the value of flatness becomes small no matter how the position of the surface itself changes. Therefore, there is an advantage that the relationship with the flatness evaluation can be easily grasped.
【0032】[0032]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を用いて説明する。図11は、本発明の適用対象とな
るシリコンエピタキシャルウェーハ(以下、単にウェー
ハともいう)の断面構造を概念的に示すものである。該
ウェーハWは、シリコン単結晶基板WBの一方の主表面
に、シリコン単結晶薄膜EPを周知の気相成長法により
エピタキシャル成長させたものである。このシリコン単
結晶薄膜EPの主表面は、図12に示すように、複数の
正方形状のサイトSF及びSPにより碁盤目状に仮想分割
されている。なお、ウェーハWの主表面の周辺部は、研
磨時の面ダレや、エピタキシャル成長されるシリコン単
結晶薄膜EPの膜厚不均一等により平坦度が悪化しやす
い領域であり、平坦度規格が適用されない周辺部除外領
域EEとされ、その内側の平坦度適用領域FQAと区別
されている。そして、本実施形態では、サイトSF及び
SPのうち、この平坦度適用領域FQAに全体が属する
サイトSFのみ、平坦度の評価がなされる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 11 conceptually shows a cross-sectional structure of a silicon epitaxial wafer (hereinafter, also simply referred to as a wafer) to which the present invention is applied. The wafer W is obtained by epitaxially growing a silicon single crystal thin film EP on one main surface of a silicon single crystal substrate WB by a known vapor phase growth method. As shown in FIG. 12, the main surface of the silicon single crystal thin film EP is virtually divided into a grid pattern by a plurality of square sites SF and SP. The peripheral portion of the main surface of the wafer W is a region where the flatness is likely to be deteriorated due to surface sagging during polishing, non-uniformity in film thickness of the epitaxially grown silicon single crystal thin film EP, and the flatness standard is not applied. The peripheral part exclusion area EE is distinguished from the flatness application area FQA inside thereof. Then, in the present embodiment, of the sites SF and SP, only the site SF which entirely belongs to the flatness applicable area FQA is evaluated for flatness.
【0033】図1は、本発明の一実施例に係る半導体ウ
ェーハの測定装置(以下、単に測定装置ともいう)10
0の電気的構成を示すブロック図である。測定装置10
0は、大きく分けて、ウェーハWのシリコン単結晶薄膜
EPの膜厚を測定する膜厚測定装置150と、その膜厚
測定装置150から測定された膜厚測定値を取得して、
これをサイト別薄膜評価情報に加工し、出力するための
評価装置200との2つの要素から成り立っている。FIG. 1 shows a semiconductor wafer measuring apparatus (hereinafter also simply referred to as a measuring apparatus) 10 according to an embodiment of the present invention.
It is a block diagram which shows the electric constitution of 0. Measuring device 10
0 is roughly classified into a film thickness measuring device 150 for measuring the film thickness of the silicon single crystal thin film EP of the wafer W, and a film thickness measurement value measured from the film thickness measuring device 150, and
This is composed of two elements: an evaluation device 200 for processing and outputting the site-specific thin film evaluation information.
【0034】膜厚測定装置150は、制御用コンピュー
タ111とこれに接続された測定系101とを有する。
制御用コンピュータ111はI/Oポート108とこれ
に接続されたCPU104、ROM105、RAM10
6、記憶装置としてのハードディスクドライブ(以下、
HDDと略記する)107、さらに入力装置としてキー
ボード109及びマウス110が接続されている。HD
D107には、膜厚測定装置の動作を司る制御プログラ
ム107a、後述する波形測定部11からのインターフ
ェログラムのデータを取り込み、これにフーリエ変換を
施して赤外吸収スペクトル波形を得るとともに、そのス
ペクトル波形から周知の手法に基づきシリコン単結晶薄
膜EPの膜厚を算出するデータ取込み/膜厚解析プログ
ラム107b、及び得られた膜厚算出値を測定位置座標
と対応付けて記憶した膜厚分布データファイル107c
が記憶されている。また、RAM106には、制御プロ
グラム107a及びデータ取込み/膜厚解析プログラム
107bのワークエリア106a,106bと、膜厚分
布データファイルの格納エリア106cとが形成されて
いる。The film thickness measuring device 150 has a control computer 111 and a measuring system 101 connected to the control computer 111.
The control computer 111 includes an I / O port 108, a CPU 104, a ROM 105, and a RAM 10 connected to the I / O port 108.
6. Hard disk drive (hereinafter,
An HDD (abbreviated as HDD) 107, and a keyboard 109 and a mouse 110 as input devices are connected. HD
In D107, a control program 107a that controls the operation of the film thickness measuring device, and data of an interferogram from a waveform measuring unit 11 to be described later are fetched, and Fourier transform is performed on this to obtain an infrared absorption spectrum waveform, and the spectrum thereof is obtained. A data acquisition / film thickness analysis program 107b for calculating the film thickness of the silicon single crystal thin film EP from a waveform based on a known method, and a film thickness distribution data file in which the obtained film thickness calculated value is stored in association with the measurement position coordinates. 107c
Is remembered. Further, the RAM 106 is formed with work areas 106a and 106b for the control program 107a and the data acquisition / film thickness analysis program 107b, and a storage area 106c for the film thickness distribution data file.
【0035】次に、測定系101は、波形測定部11
と、該波形測定部11をウェーハWの主表面上にて走査
するための駆動部とを有する。図2に示すように、波形
測定部11は、赤外線光源と、該赤外線光源からの赤外
線ビームを光路差の異なる2つの入射ビームに分離して
照出するマイケルソン型干渉計とを有する投光系14
と、それら2つの入射ビームの反射光同士が形成する干
渉信号を検出する検出部15とを有する。他方、駆動部
は、波形測定部11をウェーハ主表面に沿って2次元的
に走査駆動するものである。この走査方式は、直角座標
系によるX−Y走査方式を採用することも可能である
が、本実施形態では、赤外線ビームの二次元的な走査
を、薄膜主表面の中心を原点とした面内半径方向Rと面
内周方向θとの2方向によるR−θ走査により行なうよ
うにしている。Next, the measuring system 101 includes the waveform measuring section 11
And a drive unit for scanning the waveform measuring unit 11 on the main surface of the wafer W. As shown in FIG. 2, the waveform measuring unit 11 has an infrared light source and a Michelson interferometer that separates and irradiates an infrared beam from the infrared light source into two incident beams having different optical path differences. System 14
And a detector 15 for detecting an interference signal formed by the reflected lights of the two incident beams. On the other hand, the drive unit two-dimensionally scans and drives the waveform measurement unit 11 along the main surface of the wafer. As this scanning method, it is also possible to adopt an XY scanning method based on a rectangular coordinate system, but in the present embodiment, two-dimensional scanning with an infrared beam is performed within the plane with the center of the main surface of the thin film as the origin. R-θ scanning is performed in two directions, the radial direction R and the in-plane circumferential direction θ.
【0036】近年主流となりつつある枚葉式気相成長装
置により製造されたシリコンエピタキシャルウェーハ
は、サセプタ上にてウェーハを回転させながらシリコン
単結晶薄膜を成長させることから、膜厚分布は基本的
に、ウェーハ周方向には揃ったものとなりやすい反面、
半径方向には温度や原料ガス流の分布、さらには研磨さ
れた基板主表面の面ダレ等の影響を受けて変動しやすい
傾向にある。こうした傾向を的確かつ効率的に把握する
には、膜厚バラツキの問題を生じやすい領域では膜厚測
定点の間隔を密にするなど、半径方向位置に応じて周方
向の膜厚測定点の間隔を変化させることが有効である。
この場合、測定点の配列は当然、ウェーハ半径方向
(R)と周方向(θ)とにそれぞれ規則性を有したもの
となる。そこで、ウェーハ主表面上に設定されたR−θ
極座標を用いると、測定点の設定をより直感的かつ簡便
に行なうことが可能となる。そして、これに対応して、
赤外線ビームを上記のようにR−θ走査することで、設
定される測定点の座標情報を駆動部の制御データに直接
使用することができ、走査駆動制御のプログラミングが
容易になるばかりでなく、処理速度向上の観点において
も有利となる。また、走査駆動される波形測定部11の
無駄な動きが少なくなり、ウェーハ1枚の膜厚分布測定
に要するサイクルタイムを短縮することができる。In a silicon epitaxial wafer manufactured by a single-wafer vapor phase growth apparatus which has become mainstream in recent years, a silicon single crystal thin film is grown while rotating the wafer on a susceptor. Therefore, the film thickness distribution is basically , Although it tends to be uniform in the wafer circumferential direction,
In the radial direction, it tends to fluctuate under the influence of temperature, distribution of the source gas flow, and surface sagging of the polished main surface of the substrate. To accurately and efficiently grasp such a tendency, the distance between the film thickness measurement points in the circumferential direction is changed according to the radial position, such as by making the distance between the film thickness measurement points closer in a region where the problem of film thickness variation is likely to occur. It is effective to change
In this case, the arrangement of the measurement points naturally has regularity in the wafer radial direction (R) and the circumferential direction (θ). Therefore, R-θ set on the main surface of the wafer
The use of polar coordinates makes it possible to set measurement points more intuitively and easily. And in response to this,
By performing the R-θ scan of the infrared beam as described above, the coordinate information of the set measurement point can be directly used for the control data of the driving unit, which not only facilitates the programming of the scanning drive control, but also It is also advantageous from the viewpoint of improving the processing speed. Further, unnecessary movement of the scan-driving waveform measuring unit 11 is reduced, and the cycle time required for measuring the film thickness distribution of one wafer can be shortened.
【0037】図2に示すように、本実施形態において駆
動部は、R駆動モータ13とθ駆動モータ17とを含
む。波形測定部11は、ねじ軸12が螺合するベース1
1bに取り付けられ、R駆動モータ13によるねじ軸1
2の回転駆動・停止により、図3に示すように、波形測
定部11は該ベース11bとともに、R方向上にて任意
に位置決め可能となるように、ガイド10に沿って直線
移動する。また、ウェーハWはウェーハ支持テーブル1
6上に載置され、このウェーハ支持テーブル16をθ駆
動モータ17により逆θ方向に回転駆動することによ
り、波形測定部11は、ウェーハWに対し任意の角度θ
に位置決め可能に相対回転駆動される。As shown in FIG. 2, the drive unit in this embodiment includes an R drive motor 13 and a θ drive motor 17. The waveform measuring unit 11 includes a base 1 to which a screw shaft 12 is screwed.
1b, screw shaft 1 by R drive motor 13
By driving and stopping the rotation of No. 2, as shown in FIG. 3, the waveform measuring unit 11 linearly moves along with the base 11b along the guide 10 so that the waveform measuring unit 11 can be arbitrarily positioned in the R direction. Further, the wafer W is the wafer support table 1
6 is mounted on the wafer 6, and the wafer support table 16 is rotationally driven in the reverse θ direction by the θ drive motor 17, so that the waveform measuring unit 11 makes an arbitrary angle θ with respect to the wafer W.
Relatively driven so that it can be positioned.
【0038】上記R駆動モータ13とθサーボ制御及び
回転角度位置を検出するためのパルスジェネレータ(以
下、R−PGという)114及びパルスジェネレータ
(以下、θ−PGという)116を含む。R駆動モータ
13とθ駆動モータ17とは、それぞれ図示しないモー
タドライバを介して制御コンピュータ111のI/Oポ
ート108に接続され、制御プログラム107aの実行
により駆動制御される。The R drive motor 13 and a pulse generator (hereinafter referred to as R-PG) 114 and a pulse generator (hereinafter referred to as θ-PG) 116 for detecting θ servo control and rotational angle position are included. The R drive motor 13 and the θ drive motor 17 are connected to the I / O port 108 of the control computer 111 via motor drivers (not shown), respectively, and are driven and controlled by executing the control program 107a.
【0039】入射ビームのウェーハ表面での反射光同士
が形成する干渉信号は、前述の通り検出部15で検出さ
れる。投光部14に設けられたマイケルソン型干渉計の
移動鏡の位置を経時的に変化させることで、2つの赤外
線ビームは光路差が連続的に変化しつつウェーハ主表面
に入射する。入射赤外線が単色光であれば、光路差が波
長の整数倍となるとき干渉強度が最大、同じくそこから
半波長位相がずれるとき干渉強度が最小となるから、反
射干渉光の検出波形は、入射赤外線の波長を1周期とす
る正弦波状のものとなる。実際の測定では、入射赤外線
として一定波長範囲の連続スペクトル形態ものが使用さ
れるので、反射干渉光の検出波形であるインターフェロ
グラムは、種々の波長の単色光干渉波形が、測定対象物
の赤外線吸収挙動を反映した強度分布にて重ね合わされ
たものとなる。従って、インターフェログラムをフーリ
エ変換することにより、測定対象物の赤外線吸収スペク
トルを得ることができる。シリコンエピタキシャルウェ
ーハのFT−IRによる赤外線吸収スペクトルは、ある
波数において赤外線反射率の振幅が最大となり、そこか
ら波数が増加するにつれて振幅が漸減する減衰正弦波状
波形となることが知られており、その波数周期からシリ
コン単結晶薄膜の膜厚を算出することができる。The interference signal formed by the reflected lights of the incident beam on the wafer surface is detected by the detecting section 15 as described above. By changing the position of the movable mirror of the Michelson interferometer provided in the light projecting unit 14 with time, the two infrared beams are incident on the main surface of the wafer while the optical path difference is continuously changed. If the incident infrared light is a monochromatic light, the interference intensity is maximum when the optical path difference is an integral multiple of the wavelength, and the interference intensity is minimum when the half-wave phase shifts from it, so the detected waveform of the reflected interference light is It becomes a sine wave with the infrared wavelength as one cycle. In the actual measurement, since an incident infrared ray having a continuous spectrum form of a certain wavelength range is used, the interferogram which is the detection waveform of the reflected interference light shows that the monochromatic light interference waveforms of various wavelengths are infrared rays of the measurement object. The intensity distributions that reflect the absorption behavior are superimposed. Therefore, the infrared absorption spectrum of the measurement object can be obtained by Fourier transforming the interferogram. It is known that the infrared absorption spectrum of a silicon epitaxial wafer by FT-IR has a maximum amplitude of infrared reflectance at a certain wave number, and has an attenuated sinusoidal waveform in which the amplitude gradually decreases as the wave number increases. The thickness of the silicon single crystal thin film can be calculated from the wave number period.
【0040】図1において、波形測定部11からの入力
信号は、図2の受光部15からのインターフェログラム
波形信号であり、制御コンピュータ111のCPU10
4は、データ取り込み/膜厚解析プログラム107bの
実行により、図示しないD/A変換器を介してデジタル
波形データとしてこれを取り込む。そして、その波形デ
ータにフーリエ変換を施して赤外線吸収スペクトルとな
し、その減衰波形の周期からシリコン単結晶薄膜の膜厚
を算出し、測定点座標と対応付けて膜厚分布データファ
イル107cに書き込み、記憶する。In FIG. 1, the input signal from the waveform measuring unit 11 is the interferogram waveform signal from the light receiving unit 15 in FIG. 2, and the CPU 10 of the control computer 111.
In step 4, the data acquisition / film thickness analysis program 107b is executed to acquire this as digital waveform data via a D / A converter (not shown). Then, Fourier transform is applied to the waveform data to obtain an infrared absorption spectrum, the film thickness of the silicon single crystal thin film is calculated from the period of the attenuation waveform, and the film thickness distribution data file 107c is associated with the measurement point coordinates, Remember.
【0041】次に、評価装置200は、I/Oポート2
08とこれに接続されたCPU201、ROM202、
RAM203、記憶装置としてのHDD204、入力装
置としてのマウス206及びキーボード207、及び表
示装置としてのモニタ205を有するコンピュータとし
て構成されており、通信インタフェース209,112
を介して通信線(あるいは、LAN等の通信ネットワー
ク)220により、膜厚測定装置150の制御コンピュ
ータ111に接続されている。Next, the evaluation device 200 uses the I / O port 2
08 and a CPU 201, a ROM 202 connected to the 08,
The RAM 203, the HDD 204 as a storage device, the mouse 206 and keyboard 207 as an input device, and the monitor 205 as a display device are configured as a computer, and the communication interfaces 209 and 112 are provided.
A communication line (or a communication network such as LAN) 220 is connected to the control computer 111 of the film thickness measuring device 150 via the.
【0042】HDD204には、膜厚測定装置150側
から通信線220を介して取得した膜厚分布データファ
イル204b、その取得した膜厚分布データファイルに
評価処理を行ない、モニタ105にその結果を表示する
ためのデータ処理・表示プログラム204a、さらに、
その処理により得られた評価結果を示す評価結果データ
ファイル204cが記憶されている。また、RAM20
3には、データ処理・表示プログラム204aのワーク
エリア203a、膜厚分布データの格納エリア203
b、評価結果をサイトマップの形で表示するための表示
メモリ203c、さらには評価結果データの格納エリア
203dが形成されている。このように、評価装置20
0は、データ処理・表示プログラム204aの実行によ
り、特許請求の範囲における膜厚測定値取得手段、サイ
ト別薄膜評価情報作成手段及びサイト別薄膜評価情報出
力手段の3つの手段として機能する。また、データ処理
・表示プログラム204aは、CD−ROM209a等
の記憶媒体に記録され、CD−ROMドライブ209を
介して読み出されることにより評価装置200のコンピ
ュータにインストールされる。また、通信回線を介した
ダウンロードによりインストールしてもよい。いずれ
も、該インストールによりコンピュータを評価装置20
0として機能させることができる。つまり、本発明のコ
ンピュータプログラムの実施形態に相当するものであ
る。In the HDD 204, the film thickness distribution data file 204b acquired from the film thickness measuring device 150 side via the communication line 220 and the acquired film thickness distribution data file are evaluated, and the result is displayed on the monitor 105. Data processing / display program 204a for
An evaluation result data file 204c showing the evaluation result obtained by the processing is stored. Also, the RAM 20
3 includes a work area 203a for the data processing / display program 204a and a film thickness distribution data storage area 203.
b, a display memory 203c for displaying the evaluation result in the form of a site map, and a storage area 203d for the evaluation result data are formed. In this way, the evaluation device 20
By executing the data processing / display program 204a, 0 functions as three means of the film thickness measurement value acquisition means, the site-based thin film evaluation information creation means, and the site-based thin film evaluation information output means in the claims. The data processing / display program 204a is installed in the computer of the evaluation device 200 by being recorded in a storage medium such as a CD-ROM 209a and read out via the CD-ROM drive 209. Alternatively, the program may be installed by downloading via a communication line. In both cases, the computer is evaluated by the installation.
It can function as 0. That is, it corresponds to the embodiment of the computer program of the present invention.
【0043】なお、膜厚測定装置150から評価装置2
00への膜厚分布データの転送は、フロッピー(登録商
標)ディスクなどの外部記憶媒体を介して行ってもよい
ことはもちろんである。また、評価装置200の機能を
膜厚測定装置150の制御コンピュータ111に統合さ
せることもできる。The film thickness measuring device 150 to the evaluation device 2
It is needless to say that the transfer of the film thickness distribution data to 00 may be performed via an external storage medium such as a floppy (registered trademark) disk. Further, the function of the evaluation device 200 can be integrated into the control computer 111 of the film thickness measurement device 150.
【0044】以下、測定装置100の動作の流れについ
てフローチャートを用いて説明する。図5は膜厚測定装
置150における処理の流れである。この処理は、制御
コンピュータ111のCPU104が、RAM106の
ワークエリア106a及び106bを用いて、測定装置
制御プログラム107a及びデータ取込/解析プログラ
ム107bを実行することにより行なうものである。ま
ず、S1において測定するべきウェーハの品番やロット
番号、製造日付などのウェーハ特定データを入力する。
次に、S2及びS3において装置のホルダにウェーハを
装着し、装着が正常に完了すれば、S4に進んで、R駆
動モータ13及びθ駆動モータ17を作動させ、波形測
定部11を原点Oに移動させる。図4(a)に示すよう
に、本実施形態では、この原点Oをウェーハ主表面の中
心に定め、ウェーハ半径方向をR方向とし、原点Oを通
る基準線(図ではx軸に一致させてある)からの動径R
のなす角度をθとして定める。The flow of the operation of the measuring apparatus 100 will be described below with reference to the flowchart. FIG. 5 shows a processing flow in the film thickness measuring device 150. This processing is performed by the CPU 104 of the control computer 111 using the work areas 106a and 106b of the RAM 106 to execute the measuring device control program 107a and the data acquisition / analysis program 107b. First, in S1, wafer specific data such as the product number, lot number, and manufacturing date of the wafer to be measured is input.
Next, in S2 and S3, the wafer is mounted on the holder of the apparatus, and when the mounting is completed normally, the process proceeds to S4, the R drive motor 13 and the θ drive motor 17 are operated, and the waveform measuring unit 11 is set to the origin O. To move. As shown in FIG. 4A, in the present embodiment, the origin O is set at the center of the wafer main surface, the wafer radial direction is defined as the R direction, and a reference line passing through the origin O (matched with the x-axis in the figure). Radial R from
The angle formed by is defined as θ.
【0045】図5のS5において、波形測定部11を、
R方向位置Rkを最初の測定位置R1に移動させる。ま
た、S6において波形測定部11のθ方向位置θkを最
初の測定位置(膜厚測定点のθ座標)θ1に設定する。
図4(b)に示すように、測定位置211は、ウェーハ
主表面212上において、原点Oを共通の中心とする同
心円状の経路CLに沿って、それぞれ周方向に等間隔に
設定されている。この場合、原点Oから各円状経路CL
までの距離がRkによって与えられ、R1は最も外側の
経路位置か、最も内側の経路位置のいずれかとされる。
例えば本実施形態では、最も内側の経路から順次外側の
経路へ波形測定部11を移動させる。In S5 of FIG. 5, the waveform measuring unit 11 is set to
The R direction position Rk is moved to the first measurement position R1. Further, in S6, the θ direction position θk of the waveform measuring unit 11 is set to the first measurement position (θ coordinate of the film thickness measurement point) θ1.
As shown in FIG. 4B, the measurement positions 211 are set on the wafer main surface 212 at equal intervals in the circumferential direction along a concentric path CL having the origin O as a common center. . In this case, each circular path CL from the origin O
The distance to is given by Rk and R1 is either the outermost or innermost path position.
For example, in the present embodiment, the waveform measuring unit 11 is sequentially moved from the innermost path to the outer path.
【0046】Rの値により円状経路CLの位置が指定さ
れれば、その経路CLに沿う周方向、つまりθ方向に、
波形測定部11を等角度間隔Δθ(図4(a)参照)に
て移動・停止させながら、順次FT−IRプロファイル
を測定してゆく。具体的には、S6において、最初の測
定位置θ1に波形測定部11を移動させ、S7でFT−
IRプロファイル測定を行なう。この処理は、前述の通
り、赤外線ビーム照射によるインターフェログラムの検
出と、その検出波形のフーリエ変換処理を含む。そし
て、S8では、得られたFT−IRプロファイルの減衰
波形周期を読み取り、例えばHDD107(ハードウェ
ア構成要件については図1を参照のこと:以下、同様)
に格納されている膜厚−波形周期の関係を示すテーブル
あるいは関数を参照して、膜厚を算出する。算出された
膜厚は、S9において、膜厚測定点座標(R,θ)と対
応付けて膜厚分布データ格納エリア106cに記憶す
る。When the position of the circular path CL is designated by the value of R, the circumferential direction along the path CL, that is, the θ direction,
The FT-IR profile is sequentially measured while moving and stopping the waveform measuring unit 11 at equal angular intervals Δθ (see FIG. 4A). Specifically, in S6, the waveform measuring unit 11 is moved to the first measurement position θ 1 , and in S7, FT−
Perform IR profile measurement. As described above, this processing includes the detection of the interferogram by the infrared beam irradiation and the Fourier transform processing of the detected waveform. Then, in S8, the attenuation waveform period of the obtained FT-IR profile is read, and, for example, the HDD 107 (see FIG. 1 for hardware configuration requirements: the same applies hereinafter).
The film thickness is calculated with reference to a table or a function that stores the relationship between the film thickness and the waveform period stored in the. In S9, the calculated film thickness is stored in the film thickness distribution data storage area 106c in association with the film thickness measurement point coordinates (R, θ).
【0047】1つの測定点での測定が終了すれば、S1
1においてθ方向位置を現在の膜厚測定点位置θkから
次の膜厚測定点位置θk+1に移動させ、S7以下の処
理、すなわちFT−IR測定と得られた膜厚データの格
納とを繰り返す。ただし、S10においてθkが既に最
後の測定位置θNに到達していれば、次の円状経路CL
上の測定に移るためにR方向位置を現在位置Rkから次
の測定位置(膜厚測定点のR座標)Rk+1に移動さ
せ、S6に戻ってθ方向位置を初期位置θ1とし、S7
以下の処理を繰り返す。そして、S12においてθkが
最後の測定点位置RNに到達していれば測定終了とな
り、S14に進んで、RAM106に記憶されている膜
厚測定点座標(R,θ)と膜厚データとの組、つまり膜
厚分布データ106cを、ウェーハ特定データと対応付
けて、HDD107に、図8に示す膜厚分布データファ
イル107cとして記憶する。When the measurement at one measurement point is completed, S1
In step 1, the position in the θ direction is moved from the current film thickness measurement point position θ k to the next film thickness measurement point position θ k + 1, and the processing from S7 onward, that is, the FT-IR measurement and the storage of the obtained film thickness data are performed. repeat. However, if θ k has already reached the final measurement position θ N in S10, the next circular path CL
In order to move to the above measurement, the R-direction position is moved from the current position R k to the next measurement position (R coordinate of the film thickness measurement point) R k + 1 , the process returns to S6, and the θ-direction position is set to the initial position θ1.
The following processing is repeated. Then, theta k measurements and end it if it reaches the final measurement point position R N in S12, the process proceeds to S14, the film thickness measurement point coordinates stored in the RAM106 (R, θ) and the film thickness data Of the film thickness distribution data 106c is stored in the HDD 107 as a film thickness distribution data file 107c shown in FIG. 8 in association with the wafer identification data.
【0048】ウェーハ主表面の領域によって、膜厚分布
や異常発生頻度の傾向に差異を生じにくい場合は、ウェ
ーハの全面に膜厚測定点を一様な密度で設定することが
望ましい。具体的には、上記のようなR−θ走査により
測定を行なう場合は、θ方向の膜厚測定点の間隔(=R
Δθ(角度単位:ラジアン))は、例えば全ての円状経
路CLについて同じに設定することができる。また、円
状経路CLのR方向の配列間隔も、ほぼ均等に設定する
ことができる。さらに、R−θ走査に代え、等間隔のx
−y走査方式を用いてもよい。When it is difficult to make a difference in the film thickness distribution or the tendency of occurrence of abnormalities depending on the area of the main surface of the wafer, it is desirable to set film thickness measuring points at a uniform density on the entire surface of the wafer. Specifically, when the measurement is performed by the R-θ scan as described above, the distance between the film thickness measurement points in the θ direction (= R
Δθ (angle unit: radian) can be set to be the same for all circular paths CL, for example. Further, the arrangement intervals of the circular paths CL in the R direction can be set substantially evenly. Furthermore, instead of R-θ scanning, x at equal intervals is used.
The -y scanning method may be used.
【0049】しかし、エピタキシャルウェーハの製造に
使用する気相成長装置の方式によっては、ウェーハ主表
面の領域によって、膜厚分布幅や異常発生頻度に顕著な
差が生ずることもある。この場合は、領域に応じて膜厚
測定点の設定密度を変えることが可能である。具体的に
は、膜厚分布幅が大きいか、あるいは膜厚異常の発生頻
度が比較的高いと予想される領域について、膜厚測定点
の設定密度を高くすることが、的確な評価を行なう上で
有効である。例えば枚葉式気相成長炉など、ウェーハ主
表面の外周領域において、膜厚分布幅が大きくなった
り、膜厚異常や欠陥等の発生頻度が高くなりやすい設備
を採用する場合は、図4(b)に示すように、膜厚測定
点211を、薄膜主表面の内部よりも周辺部の方が、間
隔が密となるように設定するが望ましい。特に、R−θ
走査方式を採用すると、周辺部の膜厚測定点211の間
隔は、θ方向の間隔を密に設定する形で簡単に対応でき
る利点がある。なお、図4(b)において、周辺部の膜
厚測定点211の間隔は、R方向においても周辺部にお
いて密となるように設定されている。このような間隔の
設定であるが、例えば図7に示すような間隔設定データ
201を参照して容易に決定することができる。該デー
タ201は、円状経路CLをR方向位置R1,R2,
‥,Rfで特定し、各々対応するθ方向の間隔を、θ駆
動モータ17の回転角度に換算した値Δθ1,Δθ2,
‥,θfで与えるようにしている。However, depending on the method of the vapor phase growth apparatus used for manufacturing the epitaxial wafer, there may be a significant difference in the film thickness distribution width and the frequency of occurrence of abnormalities depending on the region of the wafer main surface. In this case, the set density of the film thickness measurement points can be changed according to the region. Specifically, for areas where the film thickness distribution width is large or where the frequency of occurrence of film thickness abnormalities is expected to be relatively high, it is necessary to increase the set density of film thickness measurement points for accurate evaluation. Is effective in. For example, when using equipment such as a single-wafer type vapor phase growth furnace in which the width of the film thickness distribution becomes large in the outer peripheral area of the main surface of the wafer and the frequency of occurrence of film thickness abnormalities and defects is likely to increase, FIG. As shown in b), it is desirable to set the film thickness measurement points 211 so that the intervals are closer in the peripheral portion than in the inside of the main surface of the thin film. In particular, R-θ
If the scanning method is adopted, there is an advantage that the distance between the film thickness measurement points 211 in the peripheral portion can be easily dealt with by closely setting the distance in the θ direction. In FIG. 4B, the distances between the film thickness measurement points 211 in the peripheral portion are set to be dense in the peripheral portion also in the R direction. Such an interval setting can be easily determined by referring to the interval setting data 201 shown in FIG. 7, for example. The data 201 indicates that the circular path CL is located in the R-direction positions R1, R2,
.., Rf and the corresponding θ-direction intervals are converted into the rotation angles of the θ drive motor 17, Δθ1, Δθ2.
.., θf.
【0050】上記の膜厚分布データファイル107c
は、通信インタフェース209,112を介して通信線
220により、データ処理用コンピュータ200に送信
され、HDD204に一端格納される。そして、必要に
応じて随時読み出されて平坦度等が解析され、結果がサ
イトマップ形式でモニタ205に表示される。また、該
結果はプリンタ210から出力することもできる。図6
は、その処理の流れの一例を示すものである。この処理
は、評価装置200のCPU201が、RAM203の
ワークエリア203aを用いて、データ処理/表示プロ
グラム204aを実行することにより行われるものであ
る。The above film thickness distribution data file 107c
Is transmitted to the data processing computer 200 by the communication line 220 via the communication interfaces 209 and 112, and is temporarily stored in the HDD 204. Then, it is read out as needed to analyze the flatness and the like, and the result is displayed on the monitor 205 in a site map format. The result can also be output from the printer 210. Figure 6
Shows an example of the flow of the processing. This processing is performed by the CPU 201 of the evaluation device 200 using the work area 203a of the RAM 203 to execute the data processing / display program 204a.
【0051】S101において、キーボード207ある
いはマウス206によりウェーハ特定データを入力す
る。S102において、この入力されたウェーハ特定デ
ータに対応する膜厚分布データを、HDD204内にて
検索することにより読み出す。読み出した膜厚分布デー
タは、図8に示すように、膜厚測定値t1’,t2’,
‥,tn’が、R−θ座標系にて表示された測定点座標
と対応付けた形で記憶されている。該測定点座標は、S
103において、図4(a)に示すように、R−θ座標
系から、サイトマップ表示に好都合なx−y直角座標系
に変換され、さらにx−y二次元配列に膜厚測定値をソ
ートする(ソート後の膜厚測定値をt1,t2,‥,t
nで表す)。In S101, the wafer specific data is input by the keyboard 207 or the mouse 206. In S102, the film thickness distribution data corresponding to the input wafer specific data is retrieved by searching the HDD 204. The read film thickness distribution data is, as shown in FIG. 8, film thickness measurement values t1 ′, t2 ′,
, Tn 'are stored in a form associated with the measurement point coordinates displayed in the R-θ coordinate system. The measurement point coordinates are S
At 103, as shown in FIG. 4A, the R-θ coordinate system is converted into an xy rectangular coordinate system convenient for site map display, and the film thickness measurement values are further sorted into an xy two-dimensional array. (The measured film thickness after sorting is t1, t2, ..., t
n).
【0052】次に、図6においてS104に進み、x−
y座標上にサイトを設定する。ウェーハの中心を原点と
して、複数の正方形状のサイトSFを、平坦度適用領域
FQA内に碁盤目状に配置設定する。各サイトは、正方
形の4つの頂点の座標(xa,ya)、(xb,y
a)、(xa,yb)、(xb,yb)(ただし、a<
b)にて規定することができる。そして、S104にお
いて、x−y二次元配列に変換された膜厚分布データの
各測定点座標(x,y)が、設定された各サイトのいず
れに属するかを判定し、図9に示すように、測定点座標
(xi,yi)、膜厚測定値ti(i=1,2,‥,
n)、及びサイト番号Sj(i=1,2,‥,m)を相
互に対応付けた膜厚分布データファイル204bを作成
する。測定点座標(xi,yi)があるサイトに属して
いるか否かは、そのサイトの4つの頂点を(xa,y
a)、(xb,ya)、(xa,yb)、(xb,y
b)としたとき、xa<xi<xb及びya<yi<y
bを満たしているかどうかにより、簡単に判別すること
ができる。なお、隣接する2つのサイトの境界は、それ
らサイトのいずれか一方に属するものと定めておき、測
定点座標(xi,yi)が境界上に位置している場合
は、該境界の帰属するサイト内に位置するものとして取
り扱う。Next, in FIG. 6, the routine proceeds to S104, where x-
Set the site on the y coordinate. With the center of the wafer as the origin, a plurality of square sites SF are arranged and set in a grid pattern in the flatness application region FQA. Each site has coordinates (xa, ya) and (xb, y) of four vertices of a square.
a), (xa, yb), (xb, yb) (where a <
It can be specified in b). Then, in S104, it is determined to which of the set sites the respective measurement point coordinates (x, y) of the film thickness distribution data converted into the xy two-dimensional array belong, and as shown in FIG. , Measurement point coordinates (xi, yi), film thickness measurement value ti (i = 1, 2, ...,
n) and the site number Sj (i = 1, 2, ..., M) are associated with each other to create a film thickness distribution data file 204b. Whether or not the measurement point coordinates (xi, yi) belong to a site is determined by determining the four vertices of the site as (xa, yi).
a), (xb, ya), (xa, yb), (xb, y
b), xa <xi <xb and ya <yi <y
It can be easily determined by whether or not b is satisfied. It is to be noted that the boundary between two adjacent sites is defined as belonging to one of those sites, and when the measurement point coordinates (xi, yi) are located on the boundary, the site to which the boundary belongs Treated as being located inside.
【0053】以下、S105からS125までが、サイ
ト別薄膜評価情報の作成処理、具体的にはサイト毎の平
坦度解析処理となる。本実施形態では、サイト別薄膜評
価情報の作成処理として、既に説明したSFQRとSF
QDの2つの平坦度パラメータを算出し、さらに、サイ
ト内における薄膜主表面の凹凸形状に関する情報を作成
するとともに、その結果に応じてサイト別の判定を行な
う。S105ではサイトの番号Sjを最初の値S1とす
る。これは、解析の対象となるサイトを選択・指定する
ステップであり、S106〜S123までが選択したサ
イトの解析を行なうループである。S125でSjを次
の番号に設定し、S106に返ることで、サイトの平坦
度解析が番号順に進んでいき、S124で最後のサイト
(番号Sm)の処理が終了していることを確認してルー
プを脱出するようになっている。The process from S105 to S125 is the site-specific thin film evaluation information creation process, specifically, the flatness analysis process for each site. In the present embodiment, as the process of creating the thin film evaluation information for each site, the SFQR and SF described above are
Two flatness parameters of the QD are calculated, information on the uneven shape of the main surface of the thin film in the site is created, and the site-specific judgment is performed according to the result. In S105, the site number Sj is set to the initial value S1. This is a step of selecting / designating a site to be analyzed, and S106 to S123 are a loop for analyzing the selected site. By setting Sj to the next number in S125 and returning to S106, the flatness analysis of the sites proceeds in numerical order, and it is confirmed in S124 that the process of the last site (number Sm) has been completed. It is designed to escape the loop.
【0054】ループ内の処理は以下の通りである。S1
06で、図9の膜厚分布データから、選択されたサイト
内の膜厚データを読み出す。S107では、周知の最大
最小判定アルゴリズムにより、最大膜厚値tmaxと最小
膜厚値tminを求める。S108では、各膜厚データ
を、膜厚測定点の(x,y)座標に、膜厚測定値tをz
座標値として結合した(x,y,t)3次元データ点
(以下、薄膜主表面のプロファイル点あるいは単にプロ
ファイル点ともいう:位置ベクトルをπとする)として
取り扱い、各膜厚データ点に周知の3次元最小二乗回帰
を行って、図9に示すサイト基準面SPを決定する(単
位法線ベクトルνを算出しておく)。そして、S109
では、そのサイト基準面SPの法線方向における主表面
高さの最大高さと最小高さとの差を、SFQRとして算
出する。最大高さと最小高さを与える主表面上の真の位
置は別に存在するが、本実施形態では、既に求めた最大
膜厚値tmaxと最小膜厚値tminとの測定点位置をこれに
代用し、それらtmaxとtminの前記法線方向への座標正
射影値の差として算出する。この場合、tmaxとtminを
与えるプロファイル点の位置ベクトルをそれぞれπmax
及びπminとすれば、SFQRは、前記した法線ベクト
ルνとのスカラー積(記号「・」で表す)を用いて、
SFQR=ν・πmax−ν・πmin ‥‥‥
により計算することができる。The processing in the loop is as follows. S1
At 06, the film thickness data in the selected site is read from the film thickness distribution data of FIG. In S107, the maximum film thickness value tmax and the minimum film thickness value tmin are obtained by a known maximum / minimum determination algorithm. In S108, each film thickness data is set to the (x, y) coordinate of the film thickness measurement point, and the film thickness measurement value t is set to z.
Treated as (x, y, t) three-dimensional data points (hereinafter also referred to as profile points on the main surface of the thin film or simply profile points: position vector is π) combined as coordinate values, and known to each film thickness data point. A three-dimensional least squares regression is performed to determine the site reference plane SP shown in FIG. 9 (unit normal vector ν is calculated). Then, S109
Then, the difference between the maximum height and the minimum height of the main surface height in the normal direction of the site reference plane SP is calculated as SFQR. Although there are separate true positions on the main surface that give the maximum height and the minimum height, in the present embodiment, the measurement point positions of the maximum film thickness value tmax and the minimum film thickness value tmin that have already been obtained are used instead. , Tmax and tmin are calculated as the difference between the coordinate orthogonal projection values in the normal direction. In this case, the position vectors of the profile points that give tmax and tmin are respectively πmax
And πmin, the SFQR can be calculated by using the scalar product (represented by the symbol “·”) with the normal vector ν described above, SFQR = ν · πmax−ν · πmin.
【0055】他方、S110では、サイト内の各プロフ
ァイル点(x,y,t)とサイト基準面SPとの距離を
求め、その距離の最大値をSFQDとして決定する。算
出のアルゴリズムとしては、以下のものを使用できる。
SPの方程式を、
lx+my+nz+q=0 ‥‥‥
にて表したとき、これをz方向に−q/n平行移動さ
せ、座標原点を通る平面SP’(lx+my+nz=
0)を考える。すると、各プロファイル点πを−q/n
だけz方向に平行移動させた点π’:(x,y,t−q
/n)とSP’との距離は、求めるべき移動前の平面S
Pと膜厚データ点πとの距離に等しい。平行移動なので
SPとSP’の法線ベクトルはνのままであるから、該
距離dは、
d=|π’・ν| ‥‥‥
により算出される。このdの最大値dmaxがSFQDで
ある。On the other hand, in S110, the distance between each profile point (x, y, t) in the site and the site reference plane SP is obtained, and the maximum value of the distance is determined as SFQD. The following can be used as the calculation algorithm.
When the equation of SP is expressed by lx + my + nz + q = 0 ..., This is translated by −q / n in the z direction, and a plane SP ′ (lx + my + nz = passes the coordinate origin.
Consider 0). Then, each profile point π is set to -q / n
Point π ': (x, y, tq
/ N) and the distance between SP 'and the plane S before movement to be obtained
Equal to the distance between P and the film thickness data point π. Since it is a parallel movement, the normal vector of SP and SP ′ remains ν, and therefore the distance d is calculated by d = | π ′ · ν |. The maximum value dmax of this d is SFQD.
【0056】次に、S111〜S113は、薄膜主表面
の凹凸形状に関する情報を作成する処理である。本実施
形態では、凹凸判別を簡便に行なうアルゴリズムとし
て、以下の処理を採用する。まず、図15(a)に示す
ように、膜厚測定値に基づく薄膜主表面のプロファイル
点を各サイト毎にそれぞれ4点以上(同一直線上にない
ものとする)求め、それらプロファイル点に基づいて各
サイトの基準面SPを設定する(ここまでの処理で既に
決定済みである)。次に、各サイト内に予め定められた
凹凸判定位置kにおいて、膜厚測定値により直接決定さ
れたプロファイル点又は他のプロファイル点からの補間
推定により求めた推定プロファイル点k’のいずれかを
凹凸判定点として用いる。そして、図15(b)に示す
ように、該凹凸判定点が基準面よりも一定距離γ以上突
出している場合に、当該サイトの薄膜主表面の形状が凸
(「∩」と表示する)であると判定する。また、図15
(c)に示すように、一定距離α以上引っ込んでいる場
合に当該サイトの薄膜主表面の形状が凹(「∪」と表示
する)であると判定する。Next, S111 to S113 are processes for creating information on the uneven shape of the main surface of the thin film. In the present embodiment, the following processing is adopted as an algorithm for easily determining the unevenness. First, as shown in FIG. 15A, four or more profile points of the main surface of the thin film based on the measured film thickness are obtained for each site (assuming that they are not on the same straight line), and based on these profile points. Then, the reference plane SP of each site is set (already determined by the processing up to this point). Next, at a predetermined unevenness determination position k in each site, either the profile point directly determined by the film thickness measurement value or the estimated profile point k ′ obtained by interpolation estimation from another profile point is unevenly formed. Used as a judgment point. Then, as shown in FIG. 15B, when the unevenness determination point is projected from the reference surface by a certain distance γ or more, the shape of the thin film main surface of the site is convex (indicated by “∩”). Judge that there is. In addition, FIG.
As shown in (c), it is determined that the shape of the main surface of the thin film at the site is concave (indicated by “∪”) when the site is retracted by a certain distance α or more.
【0057】本実施形態においては、S111におい
て、図15(a)に示すように、サイトの中心J((x
a+xb)/2,(ya+yb)/s,0)に対応する
基準面SP上の点、つまりJのSPに対するz方向射影
点を凹凸判定基準点kとして求める。次に、S112に
おいて、kに最も近い3つのプロファイル点A,B,C
を決定し、その3点が決定する平面への凹凸判定基準点
kのz方向射影点を凹凸判定点k’とする。もし、A,
B,Cのどれかが凹凸判定点k’と一致していれば、そ
の一致点すなわち膜厚測定により求められたプロファイ
ル点自体が凹凸判定点である。他方、一致していなけれ
ば、凹凸判定点k’はA,B,Cから求められる推定プ
ロファイル点である。In this embodiment, in S111, as shown in FIG. 15A, the center J ((x
The point on the reference plane SP corresponding to a + xb) / 2, (ya + yb) / s, 0), that is, the z-direction projection point of J to SP is obtained as the unevenness determination reference point k. Next, in S112, the three profile points A, B, C closest to k are
And the z-direction projection point of the unevenness determination reference point k on the plane determined by the three points is defined as the unevenness determination point k ′. If A,
If any of B and C matches the unevenness determination point k ′, the matching point, that is, the profile point itself obtained by film thickness measurement is the unevenness determination point. On the other hand, if they do not match, the unevenness determination point k ′ is an estimated profile point obtained from A, B, and C.
【0058】次に、S113では、凹凸判定点k’と凹
凸判定基準点kとのz座標値の差
Δz≡zk’−zk ‥‥
を算出する。S114以下は判定処理であり、S114
にてΔzが+γ以上であれば、S115において凹凸表
示種別の値Ci(図10参照)を2(凸)に設定する。
また、S116においてΔzが−α以下であればS11
7において凹凸判定フラグCiを1(凹)に設定する。
また、−α<Δz<+γであればS118においてCi
を0(平坦)に設定する。Next, in S113, the difference Δz≡zk′−zk ... between the z-coordinate values of the unevenness determination point k ′ and the unevenness determination reference point k is calculated. The determination process is performed from S114 onward.
If Δz is equal to or larger than + γ, the unevenness display type value Ci (see FIG. 10) is set to 2 (convex) in S115.
Further, if Δz is −α or less in S116, S11
In step 7, the unevenness determination flag Ci is set to 1 (concave).
If −α <Δz <+ γ, Ci in S118
Is set to 0 (flat).
【0059】また、S119以下は平坦度の判定であ
る。S119では、SFQR(あるいはSFQD)の算
出値を、予め記憶されている基準値と比較し、その基準
値以上であれば不良判定となる。この場合はS122に
おいて平坦度判定フラグFiを0(良)とし、また、後
述のサイト表示のため、そのサイトの表示色SCiを0
(標準色)に設定する。他方、基準値未満であれば不良
判定となる。この場合はS122において平坦度判定フ
ラグFiを1(不良)とし、そのサイトの表示色SCi
を0(警報色)に設定する。Further, S119 and the subsequent steps are flatness judgments. In S119, the calculated value of SFQR (or SFQD) is compared with a reference value stored in advance, and if it is equal to or more than the reference value, it is determined as a defect. In this case, the flatness determination flag Fi is set to 0 (good) in S122, and the display color SCi of the site is set to 0 for the site display described later.
Set to (standard color). On the other hand, if it is less than the reference value, it is determined as defective. In this case, the flatness determination flag Fi is set to 1 (defective) in S122, and the display color SCi of the site is set.
Is set to 0 (warning color).
【0060】以上の処理にて得られた結果は、、評価結
果データファイル204cにおいて、図10に示すよう
に、サイト別薄膜評価情報としてサイト番号と対応付け
た形でまとめられ、記憶される。なお、サイト別薄膜評
価情報の内容はこれに限定されるものではない。例え
ば、SFQRとSFQDのいずれかのみを算出するよう
にしてもよいし、他の平坦度パラメータを用いてもよ
い。また、凹凸判定は、特に行なわない処理としてもよ
い。The results obtained by the above processing are collected and stored in the evaluation result data file 204c as site-specific thin film evaluation information in a form associated with the site number, as shown in FIG. The content of the site-specific thin film evaluation information is not limited to this. For example, only one of SFQR and SFQD may be calculated, or another flatness parameter may be used. The unevenness determination may be a process not particularly performed.
【0061】図6に戻り、S126以下は出力処理とな
る。図16に示すように、モニタ205の画面上に表示
ウィンドウDWを開き、該表示ウィンドウDW内に膜厚
分布表示領域を確保して、各測定点位置の膜厚マップ2
10を表示する。具体的には、膜厚分布表示領域内に表
示座標系を設定し、その表示座標系において測定点位置
を表す位置に、膜厚の大小が把握可能な形で膜厚表示図
形を表示させる。本実施形態では、円状の膜厚表示図形
を用い、膜厚表示図形の半径の値で膜厚の大小を表すよ
うにしている。具体的には、図6のS126に示すよう
に、測定点位置に膜厚表示図形の中心を定め、膜厚値t
に比例した半径r0を定めて円を描画し、内部を塗りつ
ぶす。このようにすると、図16に示すように、ウェー
ハの主表面上にて膜厚の大きい領域と、小さい領域と
を、膜厚表示図形の大小により一目で把握でき、膜厚分
布把握を直感的に行なうことができる。Returning to FIG. 6, the output process is performed from S126. As shown in FIG. 16, a display window DW is opened on the screen of the monitor 205, a film thickness distribution display area is secured in the display window DW, and a film thickness map 2 at each measurement point position is obtained.
Display 10 Specifically, a display coordinate system is set in the film thickness distribution display area, and a film thickness display figure is displayed at a position representing a measurement point position in the display coordinate system in a manner that the size of the film thickness can be grasped. In the present embodiment, a circular film thickness display graphic is used, and the size of the film thickness is represented by the radius value of the film thickness display graphic. Specifically, as shown in S126 of FIG. 6, the center of the film thickness display figure is set at the measurement point position, and the film thickness value t
Draw a circle with a radius r0 proportional to and draw the inside. By doing so, as shown in FIG. 16, a region where the film thickness is large and a region where the film thickness is small on the main surface of the wafer can be recognized at a glance by the size of the film thickness display figure, and the film thickness distribution can be intuitively grasped. Can be done
【0062】なお、図17、図18及び図21に示すよ
うに、膜厚マップ210は、膜厚の大小を色や濃淡の相
違にて表すこともできる。図21においては、膜厚マッ
プ210’において、補間推定した等膜厚線GLを表示
し、等膜厚線間の領域を色や濃淡により塗り分けして、
膜厚分布をさらに把握しやすくしている。また、表示ウ
ィンドウDW内には、ウェーハ主表面上に定められたプ
ロファイル設定ラインに沿う膜厚分布プロファイル21
3,214も合わせて表示している。本実施形態では、
プロファイル設定ラインを、ウェーハ中心を通るライン
A−Aと、ウェーハ主表面の外周縁に沿うラインとに定
め、いずれもライン上の(あるいはラインに最も近接し
た)膜厚測定データを用いてプロファイル曲線を生成・
表示している。また、図17、図18においては、膜厚
マップ210を3次元立体表示としている。As shown in FIGS. 17, 18 and 21, the film thickness map 210 can also represent the size of the film thickness by the difference in color and shade. In FIG. 21, in the film thickness map 210 ′, the interpolated and estimated film thickness lines GL are displayed, and regions between the film thickness lines are colored and shaded,
This makes it easier to understand the film thickness distribution. Further, in the display window DW, the film thickness distribution profile 21 along the profile setting line defined on the main surface of the wafer is shown.
3, 214 is also displayed. In this embodiment,
The profile setting line is defined as a line AA passing through the center of the wafer and a line along the outer peripheral edge of the wafer main surface, and both are profile curves using the film thickness measurement data on the line (or closest to the line). Generate a·
it's shown. Further, in FIGS. 17 and 18, the film thickness map 210 is displayed as a three-dimensional stereoscopic display.
【0063】また、図16に示すように、膜厚値を数字
により表示してもよい。本実施形態では、ウェーハ主表
面の要所位置、すなわち中心、半径方向中間及び外周の
それぞれにおいて、対応する位置の膜厚値を数字により
表示している。この方法によると、膜厚の絶対値を正確
に把握することができ、図16のように、膜厚表示図形
による表示と併用すれば、膜厚の相対的な分布状況だけ
でなく、絶対値レベルも視野に入れたより正確な把握が
可能となる。Further, as shown in FIG. 16, the film thickness value may be displayed by numbers. In this embodiment, the film thickness values at the corresponding positions on the main surface of the wafer, that is, at the center, the middle in the radial direction, and the outer circumference, are indicated by numbers. According to this method, the absolute value of the film thickness can be accurately grasped, and if it is used together with the display by the film thickness display figure as shown in FIG. 16, not only the relative distribution state of the film thickness but also the absolute value It is possible to get a more accurate grasp of the level.
【0064】図6に戻り、S127においてはサイトマ
ップ表示処理が行われる。すなわち、作成されたサイト
別薄膜評価情報を、サイト配列に対応させた形で二次元
的に出力する。具体的には、表示ウィンドウDW内に設
定されたサイトマップ表示領域内に、各番号に対応する
サイト図形221を碁盤目状に配列したサイトマップ2
20を表示する。図10に示すように、サイト別に平坦
度判定結果(フラグFi)、凹凸判定結果(フラグC
i)など、そのサイトに関する種々の測定結果や判定結
果などが、サイト別薄膜評価情報として記憶されている
から、このサイト別薄膜評価情報の中から、予め定めら
れたものを宜選択して、各サイト図形221内に表示す
る。本実施形態では、平坦度の算出結果(SFQRある
いはSFQD)222と、サイト内のデータ点数223
を表示しているが、これに限られるものではなく、例え
ば、図19に示すように、サイト内の膜厚の最大・最小
値(tmax及びtmin)、範囲ΔtR(≡tmax−tmin)
を表示してもよいし、図20に示すように、サイト内の
膜厚の平均値tAVE及び標準偏差σtを算出・表示するよ
うにしてもよい。Returning to FIG. 6, the site map display processing is performed in S127. That is, the created site-specific thin film evaluation information is two-dimensionally output in a form corresponding to the site arrangement. Specifically, in the site map display area set in the display window DW, the site map 2 in which the site figures 221 corresponding to the respective numbers are arranged in a grid pattern.
Display 20. As shown in FIG. 10, flatness determination results (flag Fi) and unevenness determination results (flag C) for each site.
Since various measurement results and judgment results regarding the site such as i) are stored as thin film evaluation information for each site, a predetermined one is appropriately selected from the thin film evaluation information for each site, It is displayed in each site graphic 221. In this embodiment, the flatness calculation result (SFQR or SFQD) 222 and the number of data points 223 in the site are set.
However, the present invention is not limited to this, and for example, as shown in FIG. 19, the maximum and minimum values (tmax and tmin) of the film thickness in the site and the range ΔtR (≡tmax-tmin).
20 may be displayed, or as shown in FIG. 20, the average value tAVE and the standard deviation σt of the film thickness in the site may be calculated and displayed.
【0065】また、本実施形態においては、サイト別薄
膜評価情報を基準情報と比較して、半導体単結晶薄膜の
サイト別の良否判定を行い、サイト別薄膜評価情報(具
体的には平坦度や凹凸である)をその判定結果を含むの
として出力するようにしている。平坦度や凹凸の良否の
判定結果を出力すれば、どのサイトに異常等が生じてい
るかが一目で把握でき、異常発生の原因等も特定しやす
くなる。この出力の形式としては、半導体単結晶薄膜の
サイト別の良否判定結果において、良好と判定されたサ
イトと不良と判定されたサイトとを互いに識別可能に出
力する方法が、異常サイトの位置、数及び分布の把握を
行なう上で最も合理的である。以下、具体例を説明す
る。Further, in this embodiment, the thin film evaluation information for each site is compared with the reference information to judge the quality of each semiconductor single crystal thin film for each site, and the thin film evaluation information for each site (specifically, the flatness and The unevenness) is output as including the determination result. By outputting the determination result of whether the flatness or the unevenness is good or bad, it is possible to grasp at a glance which site has an abnormality or the like, and it is easy to identify the cause of the abnormality or the like. As the format of this output, in the pass / fail judgment result for each site of the semiconductor single crystal thin film, the method of distinguishably outputting the site determined to be good and the site determined to be defective is the position and number of abnormal sites. And the most rational for grasping the distribution. Hereinafter, a specific example will be described.
【0066】すなわち、本実施形態では、図10の平坦
度判定フラグFi及び凹凸判定フラグCiの内容を参照
すれば、平坦度に異常があったかどうか、あるいは凹凸
状態がどうなっているかが直ちに識別できる。また、平
坦度判定結果については、サイト表示色SCiを既に決
定してある。そこで、SCiを参照して、図16に示す
ように、平坦度が異常だったサイト225は警報色設定
とし、正常だったサイトと色あるいは濃淡(あるいは塗
りつぶしパターン)を異ならせた表示とする。また、
「凹」あるいは「凸」と判定されたサイトには、「∪」
あるいは「∩」の表示を行なう(図6:S127参
照)。つまり、異常の種別に応じて個別に設定された表
示状態を組み合わせて出力することにより、どのような
異常が生じているかを一目で把握できるようにしてい
る。なお、「表示状態の相違」は、視覚的に識別できる
ものであれば、上記態様に限定されるものではなく、例
えば「平坦度異常」等の異常内容を示す文字情報や、
「×」等の異常を意味する記号、さらには異常のあった
サイト領域を太さや色の異なる枠線の強調表示するな
ど、種々可能である。That is, in this embodiment, by referring to the contents of the flatness determination flag Fi and the unevenness determination flag Ci in FIG. 10, it is possible to immediately identify whether there is an abnormality in the flatness or what the unevenness state is. . As for the flatness determination result, the site display color SCi has already been determined. Therefore, referring to SCi, as shown in FIG. 16, the site 225 having an abnormal flatness is set as an alarm color, and the site or the normal site is displayed in a different color or shade (or fill pattern). Also,
"∪" appears for sites that are judged to be "concave" or "convex"
Alternatively, “∩” is displayed (see FIG. 6: S127). That is, by combining and outputting the display states individually set according to the type of abnormality, it is possible to grasp at a glance what kind of abnormality has occurred. The "difference in display state" is not limited to the above-described aspect as long as it can be visually identified, and for example, character information indicating abnormality content such as "flatness abnormality",
It is possible to use various symbols, such as a symbol such as "x", which indicates an abnormality, and further, highlighting the abnormal site area with a frame line having a different thickness or color.
【0067】また、図6のS128及びS129に示す
ように、サイトのより詳しい情報を知りたい場合は、そ
のサイトを選択する入力を行なうことにより、図10に
示す詳細なサイト別薄膜評価情報を一覧表示させること
も可能である。本実施形態においては、図16に示すよ
うに、画面上のポインタPをマウス206(図1)によ
り選択してクリックすることにより、詳細情報の表示を
行なうようにしている。Further, as shown in S128 and S129 of FIG. 6, when it is desired to know more detailed information of a site, by inputting to select the site, the detailed thin film evaluation information for each site shown in FIG. 10 is obtained. It is also possible to display a list. In the present embodiment, as shown in FIG. 16, detailed information is displayed by selecting the pointer P on the screen with the mouse 206 (FIG. 1) and clicking it.
【0068】図17及び図18は、三次元膜厚分布マッ
プ210とサイトマップ220とをあわせて表示した例
を示している。例えば膜厚分布を示すマップ210は、
ウェーハ主表面内の膜厚分布を確かに的確に把握するこ
とができる。しかし、ウェーハからICやLSI等のデ
バイスを製造する際には、サイト別の情報がより重要で
あり、上記のようなマップ210を見ただけでは、どの
サイトに異常が生じているかは全く把握することができ
ない。しかし、本発明のようにサイトマップ220を表
示すると、異常サイト等の把握を極めて直感的かつ正確
に把握することができる。17 and 18 show examples in which the three-dimensional film thickness distribution map 210 and the site map 220 are displayed together. For example, the map 210 showing the film thickness distribution is
The film thickness distribution on the main surface of the wafer can be accurately grasped. However, when manufacturing a device such as an IC or an LSI from a wafer, information for each site is more important, and just looking at the map 210 as described above makes it possible to completely understand which site has an abnormality. Can not do it. However, when the site map 220 is displayed as in the present invention, it is possible to extremely intuitively and accurately grasp the abnormal site or the like.
【0069】このようにして得られた評価結果は、以下
のようにしてシリコンエピタキシャルウェーハの製造に
反映させることができる。まず、評価結果に基づいて半
導体エピタキシャルウェーハを選別する選別工程を実施
できる。例えば不良サイトの個数や形成位置が、予め定
められた許容条件を満たしていない場合(例えば不良サ
イト個数が規定数を超えた場合)は、そのエピタキシャ
ルウェーハを不良ウェーハとして除外する。なお、こう
した検査を抜き取りで行なう場合は、不良判定となった
ウェーハロットの全体を除外することもできる。また、
不良サイト個数が許容数内に収まっているものについて
も、デバイス製造者に製品ウェーハを引き渡す際に、図
16に示すような評価結果を印刷出力して添付するよう
にすると、そのウェーハをデバイス製造に供する際に非
常に有効である。The evaluation results thus obtained can be reflected in the production of silicon epitaxial wafers as follows. First, a screening step of screening a semiconductor epitaxial wafer based on the evaluation result can be performed. For example, when the number of defective sites or the formation position does not satisfy a predetermined allowable condition (for example, when the number of defective sites exceeds the specified number), the epitaxial wafer is excluded as a defective wafer. When such an inspection is performed by sampling, it is possible to exclude the entire wafer lot that has been determined to be defective. Also,
Even if the number of defective sites is within the allowable number, when the product wafer is handed over to the device manufacturer, the evaluation result as shown in FIG. It is very effective when used for
【0070】他方、評価結果に基づいて、次に半導体エ
ピタキシャルウェーハを製造するための、薄膜成長工程
の実施条件の調整を行なうことも可能である。例えば、
ウェーハの特定のサイトに繰り返し平坦度や凹凸の異
常、あるいは膜厚の異常が表れる場合、気相成長装置内
での原料ガスの流量分布や、温度分布に以上があるケー
スも多い。そこで、該特定位置サイトの異常が解消され
るように、原料ガスの流量や装置内での分布を調整する
ことができる。例えば、ウェーハ主表面の外周部での膜
厚が過剰になる場合、ガスの整流板や仕切り板により、
ウェーハ中央部にむかうガス流量を多くし、ウェーハ外
周部と中央部との膜厚の差を縮小することができる。On the other hand, based on the evaluation result, it is also possible to adjust the operating conditions of the thin film growth step for manufacturing the semiconductor epitaxial wafer next. For example,
When a specific site on the wafer repeatedly shows abnormalities in flatness and unevenness, or abnormalities in film thickness, there are many cases in which the flow rate distribution of the source gas and the temperature distribution in the vapor phase growth apparatus have more than one. Therefore, the flow rate of the source gas and the distribution in the apparatus can be adjusted so that the abnormality at the specific position site is eliminated. For example, when the film thickness at the outer peripheral portion of the main surface of the wafer becomes excessive, a gas straightening plate or partition plate
The gas flow rate toward the central part of the wafer can be increased to reduce the difference in film thickness between the outer peripheral part and the central part of the wafer.
【図1】本発明の半導体エピタキシャルウェーハの測定
装置の電気的構成の一例を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing an example of an electrical configuration of a semiconductor epitaxial wafer measuring apparatus of the present invention.
【図2】波形測定部とその駆動系の構成例を示す側面模
式図。FIG. 2 is a schematic side view showing a configuration example of a waveform measuring unit and its drive system.
【図3】図2の平面模式図。FIG. 3 is a schematic plan view of FIG.
【図4】波形測定部のR−θ走査の概念と、膜厚測定点
の設定例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a concept of R-θ scanning of a waveform measurement unit and an example of setting film thickness measurement points.
【図5】測定装置における処理の流れの一例を示すフロ
ーチャート。FIG. 5 is a flowchart showing an example of the flow of processing in the measuring apparatus.
【図6】評価装置における処理の流れの一例を示すフロ
ーチャート。FIG. 6 is a flowchart showing an example of the flow of processing in the evaluation device.
【図7】R−θ走査における膜厚測定点の設定間隔を与
えるデータ構造の例を示す概念図。FIG. 7 is a conceptual diagram showing an example of a data structure that gives a setting interval of film thickness measurement points in R-θ scanning.
【図8】R−θ走査により得られる膜厚分布データ構造
の例を示す概念図。FIG. 8 is a conceptual diagram showing an example of a film thickness distribution data structure obtained by R-θ scanning.
【図9】図8のる膜厚分布データをx−y座標変換後、
サイト別の配分を行った膜厚分布データ構造の例を示す
概念図。9 is a graph showing the film thickness distribution data shown in FIG.
The conceptual diagram which shows the example of the film thickness distribution data structure which performed distribution according to site.
【図10】あるサイトの、サイト別薄膜評価情報のデー
タ構造例を示す概念図。FIG. 10 is a conceptual diagram showing a data structure example of site-specific thin film evaluation information of a site.
【図11】シリコンエピタキシャルウェーハの断面構造
を示す模式図。FIG. 11 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a silicon epitaxial wafer.
【図12】サイトの設定例を示す模式図。FIG. 12 is a schematic diagram showing a setting example of a site.
【図13】シリコン単結晶薄膜の膜厚分布と平坦度との
関係を模式的に説明する断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view schematically illustrating the relationship between the film thickness distribution and flatness of a silicon single crystal thin film.
【図14】種々の平坦度の定義を説明する断面図。FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating various definitions of flatness.
【図15】サイト内の凹凸判定の処理を説明する図。FIG. 15 is a diagram illustrating a process of determining unevenness in a site.
【図16】評価装置におけるサイトマップの第一の表示
例を示す面図。FIG. 16 is a plan view showing a first display example of a site map on the evaluation device.
【図17】サイトマップの第二の表示例を示す面図。FIG. 17 is a surface view showing a second display example of a site map.
【図18】サイトマップの第三の表示例を示す面図。FIG. 18 is a plan view showing a third display example of a site map.
【図19】サイト図形内の情報表示の変形例を示す図。FIG. 19 is a diagram showing a modified example of information display in a site graphic.
【図20】サイト図形内の情報表示の別の変形例を示す
図。FIG. 20 is a diagram showing another modification of information display in a site graphic.
【図21】評価装置におけるサイトマップの第四の表示
例を示す面図。FIG. 21 is a plan view showing a fourth display example of a site map on the evaluation device.
100 半導体エピタキシャルウェーハの測定装置 WB 半導体単結晶基板 EP 半導体単結晶薄膜 SF サイト 211 膜厚測定点 150 膜厚測定装置 200 評価装置 209 通信インターフェース(膜厚測定値取得手段) 220 通信線(膜厚測定値取得手段) 201 CPU(サイト別薄膜評価情報作成手段) 205 モニタ(サイト別薄膜評価情報出力手段) 210 プリンタ(サイト別薄膜評価情報出力手段) 100 Semiconductor epitaxial wafer measuring device WB semiconductor single crystal substrate EP semiconductor single crystal thin film SF site 211 Film thickness measurement point 150 film thickness measuring device 200 Evaluation device 209 Communication interface (means for obtaining film thickness measurement values) 220 communication line (means for obtaining film thickness measurement value) 201 CPU (site-specific thin film evaluation information creation means) 205 monitor (site thin film evaluation information output means) 210 printer (site-specific thin film evaluation information output means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F069 AA47 AA54 BB15 DD15 DD25 GG04 GG07 HH30 JJ19 NN07 NN09 4M106 AA01 BA08 CA48 CA70 DH03 DH13 DJ17 DJ18 DJ20 DJ21 DJ23 DJ32 5F045 AB02 AF03 BB02 GB13 GB16 GB17 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 2F069 AA47 AA54 BB15 DD15 DD25 GG04 GG07 HH30 JJ19 NN07 NN09 4M106 AA01 BA08 CA48 CA70 DH03 DH13 DJ17 DJ18 DJ20 DJ21 DJ23 DJ32 5F045 AB02 AF03 BB02 GB13 GB16 GB17
Claims (20)
して、該ベース面上に半導体単結晶薄膜をエピタキシャ
ル成長させた半導体エピタキシャルウェーハの測定方法
であって、 前記半導体単結晶薄膜の薄膜主表面の全面に渡って複数
の膜厚測定点を定め、個々の膜厚測定点において前記半
導体単結晶薄膜の膜厚を測定する膜厚測定工程と、 前記薄膜主表面を、各々複数の膜厚測定点を包含する複
数のサイトに区画し、それらサイト毎に、当該サイトに
含まれる膜厚測定点の膜厚測定値に基づき、個々のサイ
トに固有の半導体単結晶薄膜の評価情報であるサイト別
薄膜評価情報を作成するサイト別薄膜評価情報作成工程
と、 作成された前記サイト別薄膜評価情報を出力するサイト
別薄膜評価情報出力工程と、 を含むことを特徴とする半導体エピタキシャルウェーハ
の測定方法。1. A method for measuring a semiconductor epitaxial wafer in which a semiconductor single crystal thin film is epitaxially grown on a main surface of a semiconductor single crystal substrate as a base surface, the method comprising: A plurality of film thickness measuring points are defined by defining a plurality of film thickness measuring points over the entire surface and measuring the film thickness of the semiconductor single crystal thin film at each film thickness measuring point, and the thin film main surface. It is divided into a plurality of sites including, and based on the film thickness measurement value of the film thickness measurement point included in the site for each site, the thin film for each site that is the evaluation information of the semiconductor single crystal thin film unique to each site A semiconductor comprising: a site-based thin film evaluation information creation process for creating evaluation information; and a site-based thin film evaluation information output process for outputting the created site-based thin film evaluation information. Pita key Shall wafer method of measurement.
作成された前記サイト別薄膜評価情報を、サイト配列に
対応させた形で二次元的に出力することを特徴とする請
求項1記載の半導体エピタキシャルウェーハの測定方
法。2. The step of outputting thin film evaluation information for each site comprises:
The method for measuring a semiconductor epitaxial wafer according to claim 1, wherein the created site-specific thin film evaluation information is two-dimensionally output in a form corresponding to the site arrangement.
赤外線ビームを二次元的に走査しつつ入射して、前記膜
厚測定点毎に赤外線吸収スペクトル法による膜厚測定を
行なうものであることを特徴とする請求項1又は2に記
載の半導体エピタキシャルウェーハの測定方法。3. In the film thickness measuring step, an infrared beam is incident on the main surface of the thin film while being two-dimensionally scanned, and the film thickness is measured by an infrared absorption spectrum method at each of the film thickness measuring points. The method for measuring a semiconductor epitaxial wafer according to claim 1 or 2, wherein:
測定値を用いて算出されたサイト平坦度情報であること
を特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の
半導体エピタキシャルウェーハの測定方法。4. The semiconductor epitaxial according to claim 1, wherein the site-specific thin film evaluation information is site flatness information calculated using the film thickness measurement value. Wafer measurement method.
ベース面からの法線方向距離であるとみなして、前記各
膜厚測定点の座標と対応する膜厚測定値とに基づいて前
記薄膜主表面のプロファイル点を求め、それらプロファ
イル点を用いて前記サイト平坦度を算出するための基準
面を定めることを特徴とする請求項4記載の半導体エピ
タキシャルウェーハの測定方法。5. The film thickness measurement value is regarded as a distance in the normal direction of the main surface of the thin film from the base surface, and based on the coordinates of each film thickness measurement point and the corresponding film thickness measurement value. The method for measuring a semiconductor epitaxial wafer according to claim 4, wherein profile points on the main surface of the thin film are obtained, and a reference plane for calculating the site flatness is determined using the profile points.
点を4点以上定め、前記基準面をそれらプロファイル点
の最小二乗回帰平面として決定し、前記サイト平坦度を
SFQR又はSFQDとして算出することを特徴とする
請求項5記載の半導体エピタキシャルウェーハの測定方
法。6. The profile point is defined as four or more points for each site, the reference plane is determined as a least squares regression plane of the profile points, and the site flatness is calculated as SFQR or SFQD. The method for measuring a semiconductor epitaxial wafer according to claim 5.
ト内の膜厚分布情報であることを特徴とする請求項1な
いし6のいずれか1項に記載の半導体エピタキシャルウ
ェーハの測定方法。7. The method for measuring a semiconductor epitaxial wafer according to claim 1, wherein the site-specific thin film evaluation information is film thickness distribution information within the site.
ト内における前記薄膜主表面の凹凸形状に関する情報で
あることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項
に記載の半導体エピタキシャルウェーハの測定方法。8. The semiconductor epitaxial wafer according to claim 1, wherein the site-specific thin film evaluation information is information on an uneven shape of the main surface of the thin film in the site. Measuring method.
のプロファイル点を各サイト毎にそれぞれ4点以上求
め、それらプロファイル点に基づいて各サイトの基準面
を設定する一方、各サイト内に予め定められた凹凸判定
位置において前記膜厚測定値により直接決定されたプロ
ファイル点又は他のプロファイル点からの補間推定によ
り求めた推定プロファイル点のいずれかを凹凸判定点と
して用い、該凹凸判定点が前記基準面よりも一定距離以
上突出している場合に、当該サイトの薄膜主表面の形状
が凸であると判定し、逆に一定距離以上引っ込んでいる
場合に当該サイトの薄膜主表面の形状が凹であると判定
することを特徴とする請求項8記載の半導体エピタキシ
ャルウェーハの測定方法。9. Based on the measured film thickness, four or more profile points on the main surface of the thin film are obtained for each site, and a reference plane for each site is set based on these profile points, while at the same time within each site. Using either the profile point directly determined by the film thickness measurement value at a predetermined unevenness determination position or an estimated profile point obtained by interpolation estimation from another profile point as the unevenness determination point, the unevenness determination point is The shape of the main surface of the thin film of the site is determined to be convex when the projection is a certain distance or more from the reference surface, and the shape of the main surface of the thin film of the site is concave when the projection is a certain distance or more. 9. The method for measuring a semiconductor epitaxial wafer according to claim 8, characterized in that
内部よりも周辺部の方が、間隔が密となるように設定す
ることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に
記載の半導体エピタキシャルウェーハの測定方法。10. The film thickness measuring point is set so that the peripheral portion is closer to the inner portion than the inner portion of the thin film main surface. The method for measuring a semiconductor epitaxial wafer according to.
方法により行なうとともに、前記赤外線ビームの二次元
的な走査を、前記薄膜主表面の中心を原点とした面内半
径方向Rと面内周方向θとの2方向によるR−θ走査に
より行なうことを特徴とする請求項1ないし10のいず
れか1項に記載の半導体エピタキシャルウェーハの測定
方法。11. The film thickness measuring step is performed by the method according to claim 2, and the two-dimensional scanning of the infrared beam is performed in an in-plane radial direction R with an origin at the center of the main surface of the thin film. 11. The method for measuring a semiconductor epitaxial wafer according to claim 1, wherein the measurement is performed by R-θ scanning in two directions including an inner circumferential direction θ.
と比較して、前記半導体単結晶薄膜のサイト別の良否判
定を行い、前記サイト別薄膜評価情報をその判定結果を
含むのとして出力することを特徴とする請求項1ないし
11のいずれか1項に記載の半導体エピタキシャルウェ
ーハの測定方法。12. The site-specific thin film evaluation information is compared with reference information to determine a site-specific quality of the semiconductor single crystal thin film, and the site-specific thin film evaluation information is output as including the determination result. The method for measuring a semiconductor epitaxial wafer according to any one of claims 1 to 11, further comprising:
否判定結果において、良好と判定されたサイトと不良と
判定されたサイトとを互いに識別可能に出力することを
特徴とする請求項12記載の半導体エピタキシャルウェ
ーハの測定方法。13. The site determined to be good and the site determined to be defective in the pass / fail judgment result for each site of the semiconductor single crystal thin film are output so as to be distinguishable from each other. Measuring method of semiconductor epitaxial wafer.
結晶薄膜をエピタキシャル成長させた半導体エピタキシ
ャルウェーハの、前記半導体単結晶薄膜の膜厚を、薄膜
主表面の全面に渡って定められた複数の膜厚測定点にお
いてFT−IR法により測定する膜厚測定工程と、 前記薄膜主表面を、各々複数の膜厚測定点を包含する複
数のサイトに区画し、それらサイト毎に、前記膜厚の測
定値を用いてサイト平坦度を算出するサイト平坦度算出
工程と、 算出された前記サイト平坦度を、サイト配列に対応させ
た形で出力装置に二次元的に出力するサイト平坦度出力
工程と、 を含むことを特徴とする半導体エピタキシャルウェーハ
の測定方法。14. A semiconductor epitaxial wafer in which a semiconductor single crystal thin film is epitaxially grown on a main surface of a semiconductor single crystal substrate, and the film thickness of the semiconductor single crystal thin film is determined as a plurality of films over the entire main surface of the thin film. A film thickness measuring step of measuring by a FT-IR method at a thickness measuring point, and dividing the main surface of the thin film into a plurality of sites each including a plurality of film thickness measuring points, and measuring the film thickness at each of the sites. A site flatness calculating step of calculating the site flatness using the value, the calculated site flatness, a site flatness output step of two-dimensionally outputting to the output device in a form corresponding to the site array, A method for measuring a semiconductor epitaxial wafer, which comprises:
記載の半導体エピタキシャルウェーハの測定方法によ
り、評価対象となる半導体エピタキシャルウェーハに対
し前記サイト別薄膜評価情報を作成し、その情報に基づ
いて各半導体エピタキシャルウェーハの評価を行なう評
価工程と、 その評価結果に基づいて前記半導体エピタキシャルウェ
ーハを選別する選別工程と、 を有することを特徴とする半導体エピタキシャルウェー
ハの製造方法。15. The site-specific thin film evaluation information is created for the semiconductor epitaxial wafer to be evaluated by the method for measuring a semiconductor epitaxial wafer according to claim 1, and based on the information. A method of manufacturing a semiconductor epitaxial wafer, comprising: an evaluation step of evaluating each semiconductor epitaxial wafer; and a selection step of selecting the semiconductor epitaxial wafer based on the evaluation result.
として、該ベース面上に半導体単結晶薄膜をエピタキシ
ャル成長させる薄膜成長工程と、請求項1ないし14の
いずれか1項に記載の半導体エピタキシャルウェーハの
測定方法により、得られた半導体エピタキシャルウェー
ハに対し前記サイト別薄膜評価情報を作成し、その情報
に基づいて各半導体エピタキシャルウェーハの評価を行
なう評価工程と、 その評価結果に基づいて、次に半導体エピタキシャルウ
ェーハを製造するための、前記薄膜成長工程の実施条件
の調整を行なうことを特徴とする半導体エピタキシャル
ウェーハの製造方法。16. A thin film growth step of epitaxially growing a semiconductor single crystal thin film on the main surface of a semiconductor single crystal substrate as a base surface, and the semiconductor epitaxial wafer according to claim 1. By the measurement method of, the thin film evaluation information for each site is created for the obtained semiconductor epitaxial wafer, and an evaluation step of evaluating each semiconductor epitaxial wafer based on the information, and based on the evaluation result, A method for producing a semiconductor epitaxial wafer, comprising: adjusting an implementation condition of the thin film growth step for producing an epitaxial wafer.
として、該ベース面上に半導体単結晶薄膜をエピタキシ
ャル成長させた半導体エピタキシャルウェーハの測定装
置であって、 前記半導体単結晶薄膜の薄膜主表面の全面に渡って複数
の膜厚測定点を定め、個々の膜厚測定点において前記半
導体単結晶薄膜の膜厚を測定する膜厚測定装置と、 前記半導体単結晶薄膜の、薄膜主表面全面に渡る複数の
膜厚測定点にて前記膜厚測定装置により測定された膜厚
測定値を取得する膜厚測定値取得手段;前記薄膜主表面
を、各々複数の膜厚測定点を包含する複数のサイトに区
画し、それらサイト毎に、当該サイトに含まれる膜厚測
定点の膜厚測定値に基づき、個々のサイトに固有の半導
体単結晶薄膜の評価情報であるサイト別薄膜評価情報を
作成するサイト別薄膜評価情報作成手段;及び、作成さ
れた前記サイト別薄膜評価情報を出力するサイト別薄膜
評価情報出力手段、を有する半導体エピタキシャルウェ
ーハの評価装置と、 を含むことを特徴とする半導体エピタキシャルウェーハ
の測定装置。17. A semiconductor epitaxial wafer measuring device in which a semiconductor single crystal thin film is epitaxially grown on the main surface of a semiconductor single crystal substrate as a base surface, the thin film main surface of the semiconductor single crystal thin film A film thickness measuring device that determines a plurality of film thickness measuring points over the entire surface and measures the film thickness of the semiconductor single crystal thin film at each film thickness measuring point, and across the entire thin film main surface of the semiconductor single crystal thin film Film thickness measurement value acquisition means for acquiring the film thickness measurement values measured by the film thickness measurement device at a plurality of film thickness measurement points; the thin film main surface having a plurality of sites each including a plurality of film thickness measurement points. The site-specific thin film evaluation information, which is the evaluation information of the semiconductor single crystal thin film unique to each site, is created based on the film thickness measurement value of the film thickness measurement point included in the site. And a site-based thin film evaluation information output unit configured to output the created site-based thin film evaluation information, and a semiconductor epitaxial wafer evaluation apparatus. Measuring device.
力手段は、作成された前記サイト別薄膜評価情報を、サ
イト配列に対応させた形で二次元的に出力することを特
徴とする請求項17記載の半導体エピタキシャルウェー
ハの測定装置。18. The site-specific thin film evaluation information output means for outputting outputs the created site-specific thin film evaluation information two-dimensionally in a form corresponding to a site arrangement. A measuring device for a semiconductor epitaxial wafer according to claim 1.
として、該ベース面上に半導体単結晶薄膜をエピタキシ
ャル成長させた半導体エピタキシャルウェーハの評価用
コンピュータプログラムであって、コンピュータにイン
ストールすることにより該コンピュータを、 前記半導体単結晶薄膜の、薄膜主表面全面に渡る複数の
膜厚測定点にて測定された膜厚測定値を取得する膜厚測
定値取得手段と、 前記薄膜主表面を、各々複数の膜厚測定点を包含する複
数のサイトに区画し、それらサイト毎に、当該サイトに
含まれる膜厚測定点の膜厚測定値に基づき、個々のサイ
トに固有の半導体単結晶薄膜の評価情報であるサイト別
薄膜評価情報を作成するサイト別薄膜評価情報作成手段
と、 作成された前記サイト別薄膜評価情報を出力するサイト
別薄膜評価情報出力手段と、 を備えた半導体エピタキシャルウェーハの評価装置とし
て機能させることを特徴とするコンピュータプログラ
ム。19. A computer program for evaluating a semiconductor epitaxial wafer in which a semiconductor single crystal substrate is epitaxially grown on the main surface of a semiconductor single crystal substrate as a base surface, the computer program being installed in the computer. The semiconductor single crystal thin film, a film thickness measurement value acquisition means for acquiring film thickness measurement values measured at a plurality of film thickness measurement points over the entire thin film main surface, and the thin film main surface, each of a plurality of It is divided into multiple sites including the film thickness measurement points, and for each of these sites, the evaluation information of the semiconductor single crystal thin film unique to each site is based on the film thickness measurement value of the film thickness measurement points included in the site. Site-specific thin film evaluation information creating means for creating a site-specific thin film evaluation information, and site-specific thin film for outputting the created site-specific thin film evaluation information A computer program characterized by causing it to function as a semiconductor epitaxial wafer evaluation device comprising: evaluation information output means.
は、作成された前記サイト別薄膜評価情報を、サイト配
列に対応させた形で二次元的に出力することを特徴とす
る請求項19記載のコンピュータプログラム。20. The site-based thin film evaluation information output means two-dimensionally outputs the created site-based thin film evaluation information in a form corresponding to a site arrangement. Computer program.
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