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JP6288515B2 - Evaluation method and measurement method - Google Patents
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Description

本発明は、ウェーハの表面に形成された膜の厚さ等の特性を測定する測定器の測定位置ズレを評価する方法、及びその測定器を用いた膜特性の測定方法に関する。   The present invention relates to a method for evaluating a measurement position deviation of a measuring instrument that measures characteristics such as a thickness of a film formed on the surface of a wafer, and a method for measuring film characteristics using the measuring instrument.

シリコン半導体デバイスの高集積化は、著しく進んでおり、デバイスを形成する基板のシリコンウェーハ自体の高品質化が一層厳しく要求されている。すなわち、高集積化とともに回路パターンがますます微細化されるため、ウェーハ上のデバイスが形成されるデバイス活性領域では、リーク電流の増大やキャリアのライフタイムの低下原因となる転位等の結晶欠陥および金属系不純物の低減、除去が従来に増して厳しく求められている。かかる要請から結晶欠陥を含まないエピタキシャル層をウェーハ上に成長させたエピタキシャルウェーハが開発され、高集積化デバイスの製造に多く使用されている。   High integration of silicon semiconductor devices is progressing remarkably, and higher quality of the silicon wafer itself of the substrate on which the devices are formed is demanded more severely. In other words, as the circuit pattern becomes finer with higher integration, in the device active region where the device on the wafer is formed, crystal defects such as dislocations that cause an increase in leakage current and a decrease in carrier lifetime and Reduction and removal of metal impurities is more strictly required than ever before. In response to such a demand, an epitaxial wafer in which an epitaxial layer free from crystal defects is grown on the wafer has been developed and is often used in the manufacture of highly integrated devices.

シリコンウェーハのエピタキシャル層の膜厚は、一般的に、FTIR(Fourier Transform Infrared、フーリエ変換赤外分光)法によって測定される(例えば特許文献1参照)。これは、ウェーハ表面に照射した赤外光によって、ウェーハとエピタキシャル層との不純物濃度の差からエピタキシャル層の膜厚を測定するものである。   The thickness of the epitaxial layer of a silicon wafer is generally measured by FTIR (Fourier Transform Infrared) (for example, see Patent Document 1). In this method, the film thickness of the epitaxial layer is measured from the difference in impurity concentration between the wafer and the epitaxial layer using infrared light irradiated on the wafer surface.

特開2009−302133号公報JP 2009-302133 A

従来、エピタキシャルウェーハの品質規格により、エピタキシャルウェーハの外周縁から5mm以内の領域は、外周除外領域として半導体デバイスの製造には用いられなかったが、最近では、品質規格が定める平坦度は厳しくなり、外周部まで平坦で凹凸のないエピタキシャルウェーハが要求される。   Conventionally, according to the quality standard of the epitaxial wafer, the area within 5 mm from the outer peripheral edge of the epitaxial wafer was not used for manufacturing the semiconductor device as the outer peripheral exclusion area, but recently, the flatness defined by the quality standard has become stricter, There is a demand for an epitaxial wafer that is flat to the outer periphery and has no irregularities.

さらに、品質規格において外周除外領域への要求が厳しくなり、外周除外領域も徐々に縮小されている。その結果、外周除外領域を外周縁から2mm以内の領域とするのが主流となり、その外周除外領域以外の外周部についても要求される平坦度を満たす必要が生じている。それに伴い、測定器もよりタイトな測定位置精度が要求される。   Furthermore, the requirement for the outer periphery exclusion area in quality standards has become stricter, and the outer periphery exclusion area has been gradually reduced. As a result, it is the mainstream to make the outer periphery excluded area within 2 mm from the outer peripheral edge, and it is necessary to satisfy the required flatness for the outer peripheral portion other than the outer periphery excluded area. As a result, the measuring instrument is also required to have tighter measurement position accuracy.

FTIR測定器の測定管理法としてウェーハの面内数点の反射されたレーザー強度値により校正を行っている。これは測定器とウェーハの傾き有無の評価・校正する場合には適しているが、測定器の微小な測定位置ズレを評価、校正するには不十分であった。   As a measurement management method of the FTIR measuring instrument, calibration is performed using reflected laser intensity values at several points in the surface of the wafer. This is suitable for evaluating and calibrating the inclination of the measuring instrument and the wafer, but is insufficient for evaluating and calibrating a minute measurement position shift of the measuring instrument.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、膜厚等の膜特性を測定する測定器の微小な測定位置ズレを評価できる方法、及び膜特性の測定位置の精度を向上できる膜特性の測定方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, a method capable of evaluating a minute measurement position deviation of a measuring instrument that measures film characteristics such as film thickness, and a film capable of improving the accuracy of the measurement position of film characteristics. It is an object to provide a method for measuring characteristics.

本発明者は、上記課題を解決するため、種々の試験を行い、鋭意検討を重ねた結果、ウェーハを通常仕込み、180°反転仕込みのそれぞれで所定の角度方向の膜厚測定を行い、同一測定点の膜厚の差分をとることで測定器の測定位置ズレを簡便に検出できることを見出した。さらに、ウェーハ外周部における膜厚分布と、測定器の測定位置ズレの検出感度とに一定の相関があることを見出した。   In order to solve the above problems, the present inventor conducted various tests, and as a result of intensive studies, the wafer was normally charged, the film thickness was measured in a predetermined angular direction with each of 180 ° reversal charging, and the same measurement was performed. It has been found that the measurement position deviation of the measuring instrument can be easily detected by taking the difference in film thickness at the points. Furthermore, it has been found that there is a certain correlation between the film thickness distribution at the outer periphery of the wafer and the detection sensitivity of the measurement position deviation of the measuring instrument.

本発明は、上記の知見に基づいて完成したものである。すなわち、本発明の評価方法は、表面に膜が形成されたウェーハの面内の点から測定点を選択して、その測定点における前記膜の特性を測定器で測定する第1の測定工程と、
前記ウェーハを、前記ウェーハの表面に垂直な回転軸線周りに、前記第1の測定工程の時とは異なる角度に回転させた後、前記測定器で、前記測定器に設定される座標系において前記第1の測定工程と同一の測定点における前記特性を測定する第2の測定工程と、
前記第1の測定工程で得られた測定値と前記第2の測定工程で得られた測定値との比較に基づき、前記測定器の測定位置ズレを評価する評価工程と、
を含むことを特徴とする。
The present invention has been completed based on the above findings. That is, the evaluation method of the present invention includes a first measurement step in which a measurement point is selected from points within a surface of a wafer having a film formed on the surface, and the characteristics of the film at the measurement point are measured with a measuring instrument. ,
After rotating the wafer around a rotation axis perpendicular to the surface of the wafer at an angle different from that in the first measurement step, the measurement instrument is configured to perform the measurement in the coordinate system set for the measurement instrument. A second measurement step for measuring the characteristic at the same measurement point as the first measurement step;
An evaluation step for evaluating a measurement position shift of the measuring device based on a comparison between the measurement value obtained in the first measurement step and the measurement value obtained in the second measurement step;
It is characterized by including.

本発明によれば、第1の測定工程と第2の測定工程との2つの測定工程を実施し、それら2つの測定工程では、互いに同一の測定点を測定しつつ、ウェーハの円周方向の角度(ウェーハ表面に垂直な回転軸線周りの角度)を異ならせる。このとき、測定器の測定位置ズレが無ければ2つの測定工程で得られた測定値は同じとなる。一方、測定器の測定位置ズレが有る場合には、測定器としては同一測定点を測定しているつもりが、実際は、第2の測定工程では、第1の測定工程の測定点からずれた測定点を測定することになる。つまり、測定器の測定位置ズレが有る場合には、第1の測定工程で得られた測定値と、第2の測定工程で得られた測定値とにズレが発生する。よって、評価工程では、それら2つの測定値を比較することで、測定器の微小な測定位置ズレを評価できる。   According to the present invention, two measurement steps, a first measurement step and a second measurement step, are performed, and in these two measurement steps, the same measurement point is measured while the circumferential direction of the wafer is measured. The angle (angle around the rotation axis perpendicular to the wafer surface) is varied. At this time, if there is no measurement position deviation of the measuring instrument, the measurement values obtained in the two measurement steps are the same. On the other hand, when there is a measurement position shift of the measuring instrument, the measuring instrument intends to measure the same measuring point, but in fact, in the second measuring step, the measurement is shifted from the measuring point of the first measuring step. A point will be measured. That is, when there is a measurement position deviation of the measuring device, a deviation occurs between the measurement value obtained in the first measurement process and the measurement value obtained in the second measurement process. Therefore, in the evaluation process, a minute measurement position shift of the measuring device can be evaluated by comparing the two measured values.

また、本発明において、前記第2の測定工程では、前記ウェーハを、前記回転軸線周りに前記第1の測定工程の時から180°回転させた状態に仕込むとするのが好ましい。このように、第2の測定工程では、第1の測定工程の時からウェーハを反転仕込みすることで、測定器の測定位置ズレを、第2の測定工程の測定値に反映しやすくできる。よって、測定器の測定位置ズレを高感度に評価できる。   In the present invention, it is preferable that in the second measuring step, the wafer is charged in a state rotated by 180 ° around the rotation axis from the time of the first measuring step. In this way, in the second measurement process, the measurement position shift of the measuring instrument can be easily reflected in the measurement value of the second measurement process by reversing the wafer from the time of the first measurement process. Therefore, the measurement position shift of the measuring instrument can be evaluated with high sensitivity.

また、本発明において、前記特性は膜厚であり、
前記第1の測定工程及び前記第2の測定工程では、前記ウェーハの外周部における膜厚を少なくとも測定し、
前記評価工程では、前記第1の測定工程で得られた前記外周部における測定値と、前記第2の測定工程で得られた前記外周部における測定値との比較に基づき、前記測定器の測定位置ズレを評価するのが好ましい。このとき、前記膜の外周縁から3mm〜5mmの範囲における平均膜厚をd、その範囲における膜厚の変化量をΔdとしたとき、Δd/dが0.1%以上であるとするのが好ましい。
In the present invention, the characteristic is a film thickness,
In the first measurement step and the second measurement step, at least the film thickness at the outer peripheral portion of the wafer is measured,
In the evaluation step, the measurement of the measuring instrument is performed based on a comparison between the measurement value in the outer peripheral portion obtained in the first measurement step and the measurement value in the outer peripheral portion obtained in the second measurement step. It is preferable to evaluate the positional deviation. At this time, when the average film thickness in the range of 3 mm to 5 mm from the outer peripheral edge of the film is d and the amount of change in the film thickness in the range is Δd, Δd / d is 0.1% or more. preferable.

これによれば、通常、ウェーハ外周部では、ウェーハ内側部に比べて膜厚変化が大きくなっているので、外周部の膜厚を少なくとも測定することで、測定器の測定位置ズレを、第1、第2の測定工程の測定値に反映しやすくできる。よって、測定器の測定位置ズレを高感度に検出できる。特に、外周部における膜厚分布Δd/dが0.1%以上のウェーハを用いることで、微小な測定位置ズレであっても高感度に検出できる。   According to this, since the change in film thickness is usually larger at the outer peripheral part of the wafer than at the inner part of the wafer, the measurement position deviation of the measuring instrument can be reduced by measuring at least the film thickness of the outer peripheral part. It can be easily reflected in the measurement value of the second measurement step. Therefore, the measurement position shift of the measuring instrument can be detected with high sensitivity. In particular, by using a wafer having a film thickness distribution Δd / d in the outer peripheral portion of 0.1% or more, even a minute measurement position deviation can be detected with high sensitivity.

また、本発明において、前記第1の測定工程及び前記第2の測定工程では、それぞれ、前記ウェーハの面内を通る直線のうち直交する2つの直線の一方に沿った第1方向及び他方に沿った第2方向の少なくとも2方向における前記特性の面内分布を測定し、
前記評価工程では、
前記第1の測定工程で得られた前記第1方向における測定値と前記第2の測定工程で得られた前記第1方向における測定値との比較に基づき、前記測定器の前記第1方向における測定位置ズレを評価し、かつ、
前記第1の測定工程で得られた前記第2方向における測定値と前記第2の測定工程で得られた前記第2方向における測定値との比較に基づき、前記測定器の前記第2方向における測定位置ズレを評価するのが好ましい。このとき、前記第1方向と前記第2方向の一方は前記ウェーハのノッチを通る直線に沿った方向とすることができる。
In the present invention, in the first measurement step and the second measurement step, respectively, along the first direction and the other along one of two orthogonal straight lines among straight lines passing through the in-plane of the wafer. Measuring the in-plane distribution of the characteristic in at least two directions of the second direction,
In the evaluation step,
Based on the comparison between the measured value in the first direction obtained in the first measuring step and the measured value in the first direction obtained in the second measuring step, the measuring device in the first direction Evaluate measurement position deviation, and
Based on the comparison between the measured value in the second direction obtained in the first measuring step and the measured value in the second direction obtained in the second measuring step, the measuring device in the second direction It is preferable to evaluate the measurement position deviation. At this time, one of the first direction and the second direction can be a direction along a straight line passing through the notch of the wafer.

これによれば、直交する2方向のそれぞれの測定位置ズレを評価するので、2次元平面のどの方向に測定位置ズレが生じたとしても、その測定位置ズレを評価できる。   According to this, since the measurement position deviations in the two orthogonal directions are evaluated, the measurement position deviation can be evaluated in any direction on the two-dimensional plane.

また、本発明において、前記特性は膜厚であり、前記評価工程では、前記第1の測定工程で得られた前記ウェーハの外周部における測定値と前記第2の測定工程で得られた前記外周部における測定値の差分を求め、その差分に基づいて前記測定器の測定位置ズレの方向及び量を評価することができる。これによれば、測定位置ズレの方向及び量を得ているので、測定器の測定位置を簡便に補正することができる。   Further, in the present invention, the characteristic is a film thickness, and in the evaluation step, a measured value in the outer peripheral portion of the wafer obtained in the first measurement step and the outer circumference obtained in the second measurement step. It is possible to obtain a difference between measured values in the unit and evaluate the direction and amount of measurement position deviation of the measuring device based on the difference. According to this, since the direction and amount of the measurement position deviation are obtained, the measurement position of the measuring instrument can be easily corrected.

また、本発明において、前記特性は膜厚であり、前記測定器はFTIR法に基づく膜厚測定器である。これによって、膜厚測定器の測定位置ズレを評価できる。   In the present invention, the characteristic is a film thickness, and the measuring device is a film thickness measuring device based on the FTIR method. Thereby, the measurement position shift of the film thickness measuring device can be evaluated.

このとき、前記膜の膜厚は0.3μm以上、かつ100μm以下とするのが好ましく、より好ましくは1μm以上、かつ100μm以下とするのが好ましい。これはFTIR法では0.3μmの深さまで、最外表面からの反射によって、内部での測定結果が影響を受ける。結果的に、不純物濃度差の存在する界面位置を正確に検出することができない。したがって、FTIR法による膜厚の検出限界は0.3μm程度となる。さらに、不純物濃度の界面位置を正確に検出するにはウェーハの膜厚は1μm以上が好ましい。また、エピタキシャルウェーハの膜厚を100μm以上作製しようとすると、サセプタとウェーハの間に副生成物が堆積し、サセプタ上にウェーハが貼り付いて、ウェーハが取り出せなくなる現象が頻発する。そのため、ウェーハの膜厚は100μm以下が好ましい。   At this time, the thickness of the film is preferably 0.3 μm or more and 100 μm or less, more preferably 1 μm or more and 100 μm or less. In the FTIR method, the internal measurement results are affected by reflection from the outermost surface up to a depth of 0.3 μm. As a result, the interface position where the impurity concentration difference cannot be detected accurately. Therefore, the detection limit of the film thickness by the FTIR method is about 0.3 μm. Further, the film thickness of the wafer is preferably 1 μm or more in order to accurately detect the interface position of the impurity concentration. Further, when an epitaxial wafer having a film thickness of 100 μm or more is produced, a by-product is deposited between the susceptor and the wafer sticks on the susceptor, and the wafer cannot be taken out frequently. Therefore, the film thickness of the wafer is preferably 100 μm or less.

本発明の測定方法は、本発明の評価方法と、前記評価工程の評価結果に基づき前記測定器の測定位置を補正する補正工程と、その補正工程で測定位置が補正された前記測定器を用いてウェーハの特性を測定する補正後測定工程と、を含むことを特徴とする。これによれば、測定位置の精度を向上した膜特性測定が可能となる。   The measurement method of the present invention uses the evaluation method of the present invention, a correction step of correcting the measurement position of the measurement device based on the evaluation result of the evaluation step, and the measurement device whose measurement position is corrected in the correction step. And a post-correction measuring step for measuring the characteristics of the wafer. According to this, it is possible to perform film characteristic measurement with improved measurement position accuracy.

膜厚測定器の概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the film thickness measuring device. 本発明の測定器の測定位置ズレの評価及び膜厚測定の方法の手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the procedure of the method of evaluation of the measurement position shift of the measuring device of this invention, and a film thickness measurement. 通常仕込みにおけるX方向の膜厚測定の様子を示した図である。It is the figure which showed the mode of the film thickness measurement of the X direction in normal preparation. 通常仕込みにおけるY方向の膜厚測定の様子を示した図である。It is the figure which showed the mode of the film thickness measurement of the Y direction in normal preparation. 反転仕込みにおけるX方向の膜厚測定の様子を示した図である。It is the figure which showed the mode of the film thickness measurement of the X direction in reverse preparation. 反転仕込みにおけるY方向の膜厚測定の様子を示した図である。It is the figure which showed the mode of the film thickness measurement of the Y direction in reverse preparation. ノッチを下にしてX方向の1)通常仕込みの膜厚、2)反転仕込みの膜厚、3)それら膜厚の差分を示した図である。It is the figure which showed the difference of 1) the film thickness of a normal preparation, 2) the film thickness of reverse preparation, and 3) those film thicknesses of a X direction with a notch down. ノッチを下にしてY方向の1)通常仕込みの膜厚、2)反転仕込みの膜厚、3)それら膜厚の差分を示した図である。It is the figure which showed the difference of 1) the film thickness of normal preparation, 2) film thickness of reversal preparation, 3) those film thicknesses with a notch down. 測定器位置調整後におけるノッチを下にしてX方向の1)通常仕込みの膜厚、2)反転仕込みの膜厚、3)それら膜厚の差分を示した図である。It is the figure which showed the difference of 1) the film thickness of a normal preparation, 2) the film thickness of reversal preparation, and 3) the film thickness of a reverse preparation in the X direction with the notch after a measuring device position adjustment down. 測定器位置調整後におけるノッチを下にしてY方向の1)通常仕込みの膜厚、2)反転仕込みの膜厚、3)それら膜厚の差分を示した図である。It is the figure which showed the difference of 1) the film thickness of a normal preparation, 2) the film thickness of reversal preparation, 3) with the notch after a measuring device position adjustment downward. 各膜厚分布ごとに、測定器の位置ズレ量に対する外周部における膜厚差分の変化量を示した図である。It is the figure which showed the variation | change_quantity of the film thickness difference in an outer peripheral part with respect to the positional offset amount of a measuring device for every film thickness distribution.

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。本実施形態では、シリコン基板の表面に、シリコン単結晶薄膜(エピタキシャル層)が気相成長により形成されたシリコンエピタキシャルウェーハ(以下、単にウェーハということもある)の膜厚測定に本発明を適用した例を説明する。図1は、本発明で用いられる膜厚測定器1(以下、単に測定器という)の概略構成を示している。測定器1は、ロードポート2とロボットハンド3とアライナー4と測定部5とを備えている。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, the present invention is applied to the film thickness measurement of a silicon epitaxial wafer (hereinafter sometimes simply referred to as a wafer) in which a silicon single crystal thin film (epitaxial layer) is formed on the surface of a silicon substrate by vapor phase growth. An example will be described. FIG. 1 shows a schematic configuration of a film thickness measuring instrument 1 (hereinafter simply referred to as a measuring instrument) used in the present invention. The measuring instrument 1 includes a load port 2, a robot hand 3, an aligner 4, and a measuring unit 5.

ロードポート2は、膜厚の測定対象となるウェーハが収容された容器が取り付けられて、その容器からウェーハを測定器1内に取り込むための装置である。ロボットハンド3は、ウェーハを吸着により把持するハンド部31及びそのハンド部31を先端に接続して測定器1内の各部に移動可能なアーム部32を備える。また、ロボットハンド3(ハンド部31)は測定部5での膜厚測定の際にウェーハが載置される測定ステージも兼ねている。   The load port 2 is an apparatus for attaching a container in which a wafer whose thickness is to be measured is accommodated and taking the wafer into the measuring instrument 1 from the container. The robot hand 3 includes a hand unit 31 that grips a wafer by suction and an arm unit 32 that can be moved to each unit in the measuring instrument 1 by connecting the hand unit 31 to the tip. The robot hand 3 (hand unit 31) also serves as a measurement stage on which a wafer is placed when the film thickness is measured by the measurement unit 5.

アライナー4は、ウェーハを測定部5に搬送する前にウェーハの位置決めを行うものである。詳しくは、アライナー4は、例えばウェーハに赤外レーザーを当てながらウェーハを回転させ、ノッチ位置を基準にしてウェーハが何度ずれているか、X、Y方向にどれくらいずれているかを測定し、補正することができる。なお、ウェーハにオリエンテーションフラット(オリフラ)が形成されている場合には、オリフラを基準にして位置決めを行うことができる。ウェーハを搬送する際、このようなアライナー4を介することで、ウェーハをロボットハンド3上の同じ位置かつ同じ向きに載せて搬送することができる。   The aligner 4 positions the wafer before the wafer is transferred to the measuring unit 5. Specifically, the aligner 4 rotates the wafer while applying an infrared laser to the wafer, for example, and measures and corrects how many times the wafer is displaced with respect to the notch position and how much in the X and Y directions. be able to. If an orientation flat (orientation flat) is formed on the wafer, positioning can be performed with reference to the orientation flat. When the wafer is transferred, the wafer can be transferred in the same position and in the same direction on the robot hand 3 through such an aligner 4.

測定部5は、FTIR法によりウェーハの表面に形成されたエピタキシャル層の膜厚を測定する部分である。ここで、FTIR法とは、ウェーハの主表面に赤外光を照射し、エピタキシャル層の表面で反射される反射光と、エピタキシャル層と基板との界面で反射される反射光とを検出し、それら反射光の光路差を測定してエピタキシャル層の膜厚を算出する方法である。そのため、測定部5は、ウェーハが配置される空間部、赤外光をウェーハに照射する照射部、各反射光を検出する検出器、反射光の光路差を測定して膜厚を算出する算出部などから構成されている。   The measurement unit 5 is a part that measures the film thickness of the epitaxial layer formed on the surface of the wafer by the FTIR method. Here, the FTIR method irradiates the main surface of the wafer with infrared light, detects reflected light reflected on the surface of the epitaxial layer and reflected light reflected on the interface between the epitaxial layer and the substrate, This is a method of calculating the film thickness of the epitaxial layer by measuring the optical path difference of the reflected light. Therefore, the measurement unit 5 calculates the film thickness by measuring the space portion in which the wafer is arranged, the irradiation unit that irradiates the wafer with infrared light, the detector that detects each reflected light, and the optical path difference of the reflected light. It consists of parts.

測定器1による膜厚測定の従来の手順を説明すると、先ず、ロボットハンド3により、ロードポート2からウェーハが水平に把持されて、そのウェーハがアライナー4まで搬送される。次に、アライナー4により、ウェーハの位置決めが行われる。このとき、例えばウェーハの中心から見てノッチが12時の方向に位置するように、ウェーハの位置が補正される。   The conventional procedure of film thickness measurement by the measuring instrument 1 will be described. First, the wafer is horizontally held from the load port 2 by the robot hand 3, and the wafer is conveyed to the aligner 4. Next, the aligner 4 positions the wafer. At this time, the position of the wafer is corrected so that, for example, the notch is positioned in the 12 o'clock direction when viewed from the center of the wafer.

次に、ロボットハンド3により、位置決めされたウェーハが把持されて、位置決めされた状態を保持しながら測定部5まで搬送される。このとき、アライナー4でノッチの位置が12時方向に補正された場合には、その12時方向にノッチの位置が保持されるように、ウェーハが搬送される。以下では、ノッチが12時方向に位置した状態で測定部5に搬送する(仕込む)ことを、通常仕込みという。また、例えばウェーハの中心が測定部5に予め設定された原点に位置するように、測定部5におけるウェーハの初期搬送位置が定められる。このため、ロボットハンド3は、数値制御により、その初期搬送位置にウェーハを搬送する。   Next, the positioned wafer is gripped by the robot hand 3 and conveyed to the measuring unit 5 while maintaining the positioned state. At this time, when the position of the notch is corrected by the aligner 4 in the 12 o'clock direction, the wafer is transferred so that the position of the notch is held in the 12 o'clock direction. Hereinafter, the conveyance (preparation) to the measurement unit 5 with the notch positioned in the 12 o'clock direction is referred to as normal preparation. Further, for example, the initial transfer position of the wafer in the measurement unit 5 is determined so that the center of the wafer is located at the origin set in advance in the measurement unit 5. For this reason, the robot hand 3 transports the wafer to the initial transport position by numerical control.

次に、ウェーハの面内の点から膜厚測定を行う測定点を選択して、その測定点における膜厚が測定部5により測定される。例えば、外周除外領域(例えばウェーハの外周縁から2mm以内の領域)を除く、ウェーハの直径方向に沿った複数の測定点を選択する。例えば、ウェーハの直径が200mm、ウェーハ中心の座標をゼロとすると、外周除外領域を除く−98mmから+98mmの座標範囲に亘って、膜厚測定が行われる。また、上述したようにロボットハンド3は、測定部5においてウェーハが載置される測定ステージも兼ねているので、膜厚測定の際にはウェーハはロボットハンド3に載せられたまま、ロボットハンド3がX方向、Y方向に移動することで、任意の測定点における膜厚測定が可能となっている。   Next, a measurement point for measuring the film thickness is selected from a point in the plane of the wafer, and the film thickness at the measurement point is measured by the measurement unit 5. For example, a plurality of measurement points along the diameter direction of the wafer are selected excluding the outer periphery exclusion region (for example, a region within 2 mm from the outer periphery of the wafer). For example, when the diameter of the wafer is 200 mm and the coordinates of the wafer center are zero, the film thickness is measured over a coordinate range of −98 mm to +98 mm excluding the outer peripheral exclusion region. Further, as described above, the robot hand 3 also serves as a measurement stage on which the wafer is placed in the measurement unit 5. Therefore, the robot hand 3 remains on the robot hand 3 when measuring the film thickness. Moves in the X direction and the Y direction, so that the film thickness can be measured at an arbitrary measurement point.

ところで、ロボットハンド3による測定部5へのウェーハ搬送位置がずれることがある。例えば測定部5におけるウェーハの初期搬送位置がずれると、図3に示すように、測定部5に設定される座標系における原点Oと、ウェーハWの中心O’とにズレが生じる。このズレにより、膜厚の測定位置にもズレが生じる。すなわち、図3に示すように、実際の膜厚測定範囲102(例えば、測定部5の座標系における−98mmから+98mmの座標範囲)と、所望する膜厚測定範囲101(例えば、ウェーハ面内の−98mmから+98mmの範囲)とにズレ(図3の場合はX方向のズレΔx)が生じる。   By the way, the wafer conveyance position to the measurement part 5 by the robot hand 3 may shift | deviate. For example, when the initial transfer position of the wafer in the measurement unit 5 is shifted, a deviation occurs between the origin O in the coordinate system set in the measurement unit 5 and the center O ′ of the wafer W as shown in FIG. 3. Due to this shift, a shift occurs in the measurement position of the film thickness. That is, as shown in FIG. 3, an actual film thickness measurement range 102 (for example, a coordinate range of −98 mm to +98 mm in the coordinate system of the measurement unit 5) and a desired film thickness measurement range 101 (for example, in the wafer plane). A deviation (in the case of FIG. 3, a deviation Δx in the X direction) occurs in the range of −98 mm to +98 mm.

そこで、本発明では、測定器1の測定位置ズレの有無、ズレ量、ズレ方向を評価するとともに、その評価結果に基づいて測定器1の測定位置を補正し、補正後の測定器1を用いて膜厚測定を行う。以下、測定器1の測定位置ズレの評価及び膜厚測定の方法の詳細を説明する。図2は、その方法の手順を示したフローチャートである。   Therefore, in the present invention, the presence / absence, deviation amount, and deviation direction of the measurement position of the measuring instrument 1 are evaluated, the measurement position of the measuring instrument 1 is corrected based on the evaluation result, and the corrected measuring instrument 1 is used. To measure the film thickness. Hereinafter, details of the measurement position deviation evaluation and film thickness measurement method of the measuring instrument 1 will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of the method.

先ず、測定位置ズレの評価用のエピタキシャルウェーハを準備する(S1)。この際、FTIR法では基板とエピタキシャル層との界面で光線を反射させる必要があるため、基板とエピタキシャル層との間にはFTIR法によって検出可能な不純物の濃度差を有することが必要である。具体的には、基板はp++タイプ又はp+タイプ、エピタキシャル層はp−タイプとするのが好ましい。ここで、p++タイプとは不純物濃度が1019atoms/cm程度で、抵抗値が10(mΩ・cm)以下の低抵抗のものをいう。また、p+タイプとは不純物濃度が1018atoms/cm程度で、抵抗値が10〜100(mΩ・cm)程度のものをいう。また、p−タイプとは不純物濃度が1015atoms/cm程度で、抵抗値が0.1(Ω・cm)以上のものをいう。なお、基板、エピタキシャル層にドーピングする不純物はホウ素(B)等である。また、ウェーハの直径は特に限定されないが、ここでは直径が200mmのウェーハを準備するものとする。 First, an epitaxial wafer for evaluation of measurement position deviation is prepared (S1). At this time, in the FTIR method, it is necessary to reflect light at the interface between the substrate and the epitaxial layer. Therefore, it is necessary that the substrate and the epitaxial layer have a difference in impurity concentration detectable by the FTIR method. Specifically, the substrate is preferably p ++ type or p + type, and the epitaxial layer is preferably p− type. Here, the p ++ type means a low resistance having an impurity concentration of about 10 19 atoms / cm 3 and a resistance value of 10 (mΩ · cm) or less. The p + type means an impurity concentration of about 10 18 atoms / cm 3 and a resistance value of about 10 to 100 (mΩ · cm). The p-type means an impurity concentration of about 10 15 atoms / cm 3 and a resistance value of 0.1 (Ω · cm) or more. The impurity doped in the substrate and the epitaxial layer is boron (B) or the like. The diameter of the wafer is not particularly limited, but here, a wafer having a diameter of 200 mm is prepared.

また、ウェーハの外周部における膜厚変化が大きいほど測定器1の測定位置ズレの検出に有効である。具体的には、ウェーハの外周部(外周縁から3mm〜5mmの範囲)における平均膜厚をd、その範囲における膜厚変化量をΔdとしたとき、外周部の膜厚分布Δd/dが0.1%以上のエピタキシャル層が形成されたウェーハを準備するのが好ましい。膜厚分布が0.1%以上の場合には、後述する通常仕込み、反転仕込みで得られた膜厚の測定値を、同一測定点で差分をとったときに、測定位置のズレ量に対するその差分の変化量が大きくなり、結果、微小な測定位置ズレも感度良く検出できる。反対に、膜厚分布が0.1%未満の場合には、同一測定点での膜厚差分の変化量が小さくなり、微小な測定位置ズレが検出しにくくなる。   Further, the larger the film thickness change at the outer peripheral portion of the wafer, the more effective the detection of the measurement position deviation of the measuring instrument 1. Specifically, when the average film thickness at the outer peripheral part (range from 3 mm to 5 mm from the outer peripheral edge) of the wafer is d and the film thickness change amount within that range is Δd, the film thickness distribution Δd / d of the outer peripheral part is 0. It is preferable to prepare a wafer on which an epitaxial layer of 1% or more is formed. When the film thickness distribution is 0.1% or more, when the difference between the measured values of the film thickness obtained by normal preparation and reverse preparation described later is taken at the same measurement point, The amount of change in the difference increases, and as a result, a minute measurement position shift can be detected with high sensitivity. On the other hand, when the film thickness distribution is less than 0.1%, the change amount of the film thickness difference at the same measurement point is small, and it is difficult to detect a minute measurement position shift.

さらに、エピタキシャル層の膜厚は0.3μm以上、できれば1μm以上、かつ100μm以下とするのが好ましい。これは、上述したように、FTIR法による膜厚の検出限界は0.3μm程度であること、及び、100μm以上の膜厚ではサセプタとウェーハの間に堆積する副生成物によりサセプタ上にウェーハが貼り付いてしまうことを考慮したものである。   Furthermore, the thickness of the epitaxial layer is preferably 0.3 μm or more, preferably 1 μm or more and 100 μm or less. As described above, the detection limit of the film thickness by the FTIR method is about 0.3 μm, and in the case of a film thickness of 100 μm or more, the by-product deposited between the susceptor and the wafer causes the wafer on the susceptor. This is in consideration of sticking.

次に、S1で準備したウェーハをアライナー4にて通常仕込み(ノッチを12時の方向)にセットし、ロボットハンド3により、そのウェーハを測定部5における予め定められた初期搬送位置にセットする(S2)。そして、ウェーハを上側から見た紙面において、ノッチを下にして見たときに左側から右側にいくほど座標値が大きくなる、原点を通る左右に伸びた座標軸であるX軸と、下側から上側にいくほど座標値が大きくなる、原点を通る上下に伸びた座標軸であるY軸とで定まる座標系を設定する。そして、その座標系におけるX軸に沿った方向(X方向)及びY軸に沿った方向(Y方向)の膜厚測定を測定部5により行う(S2)。なお、ノッチの位置を0°としたとき、Y方向は0°方向、X方向は90°方向となる。   Next, the wafer prepared in S <b> 1 is normally charged with the aligner 4 (the notch is set at 12 o'clock), and the robot hand 3 sets the wafer at a predetermined initial transfer position in the measurement unit 5 ( S2). When the wafer is viewed from the upper side, the coordinate value increases from the left side to the right side when the notch is viewed downward. The X axis, which is a coordinate axis extending left and right through the origin, and the upper side from the lower side A coordinate system that is determined by the Y axis, which is a coordinate axis extending vertically through the origin, is set such that the coordinate value increases as the distance increases. Then, the film thickness measurement in the direction along the X axis (X direction) and the direction along the Y axis (Y direction) in the coordinate system is performed by the measurement unit 5 (S2). When the position of the notch is 0 °, the Y direction is the 0 ° direction and the X direction is the 90 ° direction.

ここで、図3は、通常仕込みにおけるX方向の膜厚測定の様子(測定範囲など)を示している。図3では、ノッチ10が12時方向にセットされたウェーハWと、図3の左側にいくほど座標値が大きくなるX軸(図3の左方向に向いた座標軸)とを示している。S2では、X方向の膜厚測定として、X軸に沿って例えば−98mm≦X座標≦+98mmの座標範囲に亘って所定間隔おきに膜厚測定を行う。図7には、通常仕込みにおけるX方向の膜厚測定の結果(X座標に対する膜厚変化)を菱形のプロット線で例示している。   Here, FIG. 3 shows a state (measurement range, etc.) of film thickness measurement in the X direction in normal preparation. 3 shows a wafer W in which the notch 10 is set in the 12 o'clock direction, and an X axis (coordinate axis facing the left direction in FIG. 3) whose coordinate value increases toward the left side in FIG. In S2, as the film thickness measurement in the X direction, the film thickness is measured at predetermined intervals along the X axis, for example, over a coordinate range of −98 mm ≦ X coordinate ≦ + 98 mm. In FIG. 7, the results of film thickness measurement in the X direction in normal charging (film thickness change with respect to the X coordinate) are illustrated by rhombus plot lines.

上述したように、ウェーハの初期搬送位置のズレにより測定部5の原点OとウェーハWの中心O’との間でX方向にズレが生じると、実際の膜厚測定範囲102は、想定している膜厚測定範囲101からΔxだけずれてしまう。図3では、X方向のプラス側にズレΔxが生じている例を示している。   As described above, when the deviation in the X direction occurs between the origin O of the measurement unit 5 and the center O ′ of the wafer W due to the deviation of the initial transfer position of the wafer, the actual film thickness measurement range 102 is assumed. It deviates from the existing film thickness measurement range 101 by Δx. FIG. 3 shows an example in which a deviation Δx occurs on the plus side in the X direction.

また、図4は、通常仕込みにおけるY方向の膜厚測定の様子(測定範囲など)を示している。図4では、ノッチ10が12時方向にセットされたウェーハWと、図4の下側にいくほど座標値が大きくなるY軸(図4の下方向に向いた座標軸)とを示している。S2では、Y方向の膜厚測定として、Y軸に沿って例えば−98mm≦Y座標≦+98mmの座標範囲に亘って所定間隔おきに膜厚測定を行う。図8には、通常仕込みにおけるY方向の膜厚測定の結果(Y座標に対する膜厚変化)を菱形のプロット線で例示している。   FIG. 4 shows the state of film thickness measurement (measurement range, etc.) in the Y direction during normal preparation. 4 shows the wafer W in which the notch 10 is set in the 12 o'clock direction and the Y axis (the coordinate axis facing downward in FIG. 4) whose coordinate value increases toward the lower side of FIG. In S2, as the film thickness measurement in the Y direction, the film thickness is measured at predetermined intervals along the Y axis, for example, over a coordinate range of −98 mm ≦ Y coordinate ≦ + 98 mm. In FIG. 8, the results of film thickness measurement in the Y direction in normal charging (film thickness change with respect to the Y coordinate) are illustrated by rhombus plot lines.

図4においても、測定部5の原点OとウェーハWの中心O’との間でY方向にズレが生じることで、実際の膜厚測定範囲104が、想定している膜厚測定範囲103からΔyだけずれていることを示している。図4では、Y方向のマイナス側にズレΔyが生じている例を示している。なお、S2の工程が本発明の第1の測定工程に相当する。   Also in FIG. 4, the actual film thickness measurement range 104 is assumed to be different from the assumed film thickness measurement range 103 due to a deviation in the Y direction between the origin O of the measurement unit 5 and the center O ′ of the wafer W. It shows that it is shifted by Δy. FIG. 4 shows an example in which a deviation Δy is generated on the negative side in the Y direction. The step S2 corresponds to the first measurement step of the present invention.

次に、ロボットハンド3により、S2で膜厚測定したウェーハを測定部5からアライナー4に搬送する(S3)。そして、アライナー4においてウェーハの向きを反転させる。すなわち、ウェーハを、ウェーハの表面に垂直な回転軸線周りに180°回転させることで、ノッチが6時方向の位置するようにウェーハの位置決め(ノッチのアライメント)を行う。その後、ロボットハンド3により、ウェーハをアライナー4から測定部5の初期搬送位置(S2の初期搬送位置と同じ位置)にセット(反転仕込み)する。そして、S2と同様の座標系、つまりノッチを下にして見たときに右側にいくほど座標値が大きくなる左右に伸びたX軸と上側にいくほど座標値が大きくなる上下に伸びたY軸とで定まる座標系を設定する。この座標系は、S2の座標系を原点回りに180°回転させた座標系であり、言い換えると、S2の座標系の各座標値のプラスマイナスを逆にした座標系である。その座標系において、S2と同一の座標点(測定点)における膜厚測定を行う(S3)。つまり、ノッチを0°として、90°方向(X方向)、0°方向(Y方向)の膜厚測定を行う。   Next, the wafer whose film thickness has been measured in S2 is transferred from the measuring unit 5 to the aligner 4 by the robot hand 3 (S3). Then, the orientation of the wafer is reversed in the aligner 4. That is, the wafer is positioned (notch alignment) so that the notch is positioned in the 6 o'clock direction by rotating the wafer by 180 ° around a rotation axis perpendicular to the surface of the wafer. After that, the robot hand 3 sets (inverts) the wafer from the aligner 4 to the initial transfer position of the measuring unit 5 (the same position as the initial transfer position of S2). And the coordinate system similar to S2, that is, when viewed from the notch down, the coordinate value increases to the right as it goes to the right and the X axis extends to the left and the coordinate from which the coordinate value increases as it goes upward. Set the coordinate system determined by. This coordinate system is a coordinate system obtained by rotating the coordinate system of S2 by 180 ° around the origin, in other words, a coordinate system in which the plus and minus of each coordinate value of the coordinate system of S2 is reversed. In the coordinate system, the film thickness is measured at the same coordinate point (measurement point) as S2 (S3). That is, the film thickness is measured in the 90 ° direction (X direction) and 0 ° direction (Y direction) with the notch being 0 °.

ここで、図5、図6は、反転仕込みにおける膜厚測定の様子(測定範囲など)を示しており、図5はX方向の膜厚測定を、図6はY方向の膜厚測定を示している。図5、図6では、ウェーハWが反転仕込みされているので、ノッチ10は通常仕込みから反転した位置(6時方向の位置)にセットされている。そのノッチ10の位置を基準にX方向、Y方向が設定されるので、図5のX方向は図3のX方向と反対方向となっており、図6のY方向は図4のY方向と反対方向となっている。   Here, FIGS. 5 and 6 show the state of film thickness measurement (measurement range, etc.) in the reverse preparation, FIG. 5 shows the film thickness measurement in the X direction, and FIG. 6 shows the film thickness measurement in the Y direction. ing. 5 and 6, since the wafer W is reversely charged, the notch 10 is set at a position reversed from the normal charge (position in the 6 o'clock direction). Since the X direction and the Y direction are set based on the position of the notch 10, the X direction in FIG. 5 is opposite to the X direction in FIG. 3, and the Y direction in FIG. 6 is the Y direction in FIG. The opposite direction.

通常仕込みと反転仕込みとで、ウェーハの搬送位置が同じ方向、同じ量だけズレがあるとすると、反転仕込みでの膜厚測定では、通常仕込みにおける測定位置のズレ方向と反対方向に測定位置ズレが発生する。つまり、図5のX方向の膜厚測定では、実際の膜厚測定範囲105が、想定している膜厚測定範囲101からΔxだけずれていることを示しているが、図3ではズレΔxがX方向のプラス側に発生しているのに対し、図5ではズレΔxがX方向のマイナス側に発生している。同様に、図6のY方向の膜厚測定では、実際の膜厚測定範囲106が、想定している膜厚測定範囲103からΔyだけずれていることを示しているが、図4ではズレΔyはY方向のマイナス側に発生しているのに対し、図6ではズレΔyはY方向のプラス側に発生している。   If the wafer transfer position is shifted in the same direction and by the same amount between the normal preparation and the reverse preparation, the measurement position deviation is opposite to the deviation direction of the measurement position in the normal preparation when measuring the film thickness in the reverse preparation. Occur. That is, the film thickness measurement in the X direction in FIG. 5 indicates that the actual film thickness measurement range 105 is deviated by Δx from the assumed film thickness measurement range 101, but in FIG. In contrast to the occurrence on the plus side in the X direction, in FIG. 5, the deviation Δx occurs on the minus side in the X direction. Similarly, the film thickness measurement in the Y direction in FIG. 6 shows that the actual film thickness measurement range 106 deviates from the assumed film thickness measurement range 103 by Δy, but FIG. 4 shows a deviation Δy. Is generated on the negative side in the Y direction, whereas in FIG. 6, the deviation Δy is generated on the positive side in the Y direction.

このように、測定位置ズレがあると、通常仕込みの膜厚測定と反転仕込みの膜厚測定とで、測定器1の座標としては同一であるにもかかわらず、実際は、ウェーハ上の異なる測定点の膜厚を測定してしまう。図7、図8には、反転仕込みにおけるX方向、Y方向の膜厚測定の結果を△のプロット線で例示している。図7、図8に示すように、測定位置ズレがあると、通常仕込みにおける膜厚の測定値THKと、反転仕込みにおける膜厚の測定値THKとで差異が生じ、特に、位置変化に対する膜厚変化が大きいウェーハ外周部でその差異が大きくなっている。なお、S3の工程が本発明の第2の測定工程に相当する。   As described above, when there is a measurement position deviation, the film thickness measurement in the normal charge and the film thickness measurement in the reverse charge are actually the same as the coordinates of the measuring instrument 1, but in reality, different measurement points on the wafer. Measuring the film thickness. In FIGS. 7 and 8, the results of film thickness measurement in the X direction and the Y direction in the reverse charging are illustrated by Δ plot lines. As shown in FIG. 7 and FIG. 8, if there is a measurement position shift, a difference occurs between the measured value THK of the film thickness in the normal preparation and the measured value THK of the film thickness in the reverse preparation. The difference is large at the outer periphery of the wafer where the change is large. The step S3 corresponds to the second measurement step of the present invention.

次に、S2で得られた測定値THK1と、S3で得られた測定値THK2の同一測定点(同一座標)での差分ΔTHKを求める(S4)。このとき、S2の測定値THK1からS3の測定値THK2を引くことで差分ΔTHKを求めても良いし、S3の測定値THK2からS2の測定値THK1を引くことで差分ΔTHKを求めても良い。図7、図8では、菱形のプロット線と△のプロット線との膜厚差分ΔTHKを求める。図7、図8には、その膜厚差分ΔTHK(S2の測定値THK1からS3の測定値THK2を引いた値)を○のプロット線で示している。このプロット線で示されるように、測定位置ズレがあると、ウェーハ外周部(X座標、Y座標が±95mm〜98mm程度の範囲)で膜厚差分ΔTHKが大きくなる。また、ウェーハの内側部では、位置変化に対する膜厚変化が小さいので、測定位置ズレがあったとしても膜厚差分ΔTHKは小さい。   Next, a difference ΔTHK between the measurement value THK1 obtained in S2 and the measurement value THK2 obtained in S3 at the same measurement point (same coordinate) is obtained (S4). At this time, the difference ΔTHK may be obtained by subtracting the measured value THK2 of S3 from the measured value THK1 of S2, or the difference ΔTHK may be obtained by subtracting the measured value THK1 of S2 from the measured value THK2 of S3. 7 and 8, the film thickness difference ΔTHK between the rhombus plot line and the Δ plot line is obtained. In FIGS. 7 and 8, the film thickness difference ΔTHK (the value obtained by subtracting the measured value THK2 of S3 from the measured value THK1 of S2) is indicated by a plot line of ◯. As indicated by the plot lines, if there is a measurement position shift, the film thickness difference ΔTHK increases at the wafer outer periphery (X and Y coordinates are in the range of about ± 95 mm to 98 mm). Further, since the film thickness change with respect to the position change is small in the inner part of the wafer, the film thickness difference ΔTHK is small even if there is a measurement position shift.

次に、S4で求めた膜厚差分ΔTHKに基づいて測定位置ズレを評価する(S5)。具体的には、図7の膜厚差分THKに基づいてX方向の測定位置ズレを評価し、図8の膜厚差分THKに基づいてY方向の測定位置ズレを評価する。より具体的には、例えば、全ての測定点で膜厚差分ΔTHKの絶対値が所定の閾値より小さければ測定位置ズレは無いと評価し、一つでも閾値より大きい測定点があれば測定位置ズレが有ると評価する。図7、図8の場合では、どちらも外周部における膜厚差分ΔTHKが大きくなっているので、X方向、Y方向それぞれに測定位置ズレが有ると評価する。   Next, the measurement position deviation is evaluated based on the film thickness difference ΔTHK obtained in S4 (S5). Specifically, the measurement position deviation in the X direction is evaluated based on the film thickness difference THK in FIG. 7, and the measurement position deviation in the Y direction is evaluated based on the film thickness difference THK in FIG. More specifically, for example, if the absolute value of the film thickness difference ΔTHK is smaller than a predetermined threshold value at all measurement points, it is evaluated that there is no measurement position deviation. If even one measurement point is larger than the threshold value, the measurement position deviation is detected. Evaluate that there is. In both cases of FIGS. 7 and 8, since the film thickness difference ΔTHK in the outer peripheral portion is large, it is evaluated that there is a measurement position shift in each of the X direction and the Y direction.

また、図7では、X座標がプラス側の外周部(X=+100mm付近)における膜厚差分ΔTHKはマイナス側に大きい値となっているのに対し、X座標がマイナス側の外周部(X=−100mm付近)における膜厚差分ΔTHKはプラス側に大きい値となっている。図8では、Y座標がプラス側の外周部(Y=+100mm付近)における膜厚差分ΔTHKはプラス側に大きい値となっているのに対し、Y座標がマイナス側の外周部(Y=−100mm付近)における膜厚差分ΔTHKはマイナス側に大きい値となっている。S5では、外周部における膜厚差分ΔTHKのプラス、マイナスの傾向に基づいて、測定位置ズレの方向を評価する。   In FIG. 7, the film thickness difference ΔTHK in the outer peripheral portion where the X coordinate is plus side (X = + 100 mm) is a large value on the negative side, whereas the outer peripheral portion where the X coordinate is minus side (X = The film thickness difference ΔTHK in the vicinity of −100 mm is a large value on the plus side. In FIG. 8, the film thickness difference ΔTHK in the outer peripheral portion where the Y coordinate is positive (around Y = + 100 mm) is a large value on the positive side, whereas the outer peripheral portion where the Y coordinate is negative (Y = −100 mm). The film thickness difference ΔTHK in the vicinity) is a large value on the negative side. In S5, the direction of the measurement position deviation is evaluated based on the positive or negative tendency of the film thickness difference ΔTHK in the outer peripheral portion.

具体的には、図7の場合では、X座標がプラス側の外周部における膜厚差分ΔTHKがマイナスの値となっているので、通常仕込みの時のほうが反転仕込みの時よりも、X方向のプラス側に寄って膜厚測定をしていることになる(図3、図5参照)。これを、図3の通常仕込み時における想定している膜厚測定範囲101に対する実際の膜厚測定範囲102のズレ方向で考えると、そのズレ方向はX軸のプラス側の方向であると評価することができる。つまり、ロボットハンド3によって、ウェーハは、通常仕込み時におけるX方向のプラス側に寄った位置に初期搬送されていると評価できる。   Specifically, in the case of FIG. 7, since the film thickness difference ΔTHK in the outer peripheral portion on the plus side of the X coordinate is a negative value, the normal charge is more in the X direction than the reverse charge. The film thickness is measured near the plus side (see FIGS. 3 and 5). When this is considered in the direction of deviation of the actual film thickness measurement range 102 with respect to the assumed film thickness measurement range 101 at the time of normal preparation in FIG. 3, it is evaluated that the deviation direction is the positive direction of the X axis. be able to. That is, it can be evaluated by the robot hand 3 that the wafer is initially transferred to a position close to the plus side in the X direction during normal preparation.

また、図8の場合では、Y座標がプラス側の外周部における膜厚差分ΔTHKがプラスの値となっているので、通常仕込みの時のほうが反転仕込みの時よりもY方向のマイナス側に寄って膜厚測定をしていることになる(図4、図6参照)。これを、図4の通常仕込み時における想定している膜厚測定範囲103に対する実際の膜厚測定範囲104のズレ方向で考えると、そのズレ方向はY軸のマイナス側の方向であると評価することができる。つまり、ロボットハンド3によって、ウェーハは、通常仕込み時におけるY方向のマイナス側に寄った位置に初期搬送されていると評価できる。   In the case of FIG. 8, since the film thickness difference ΔTHK at the outer peripheral portion where the Y coordinate is positive is a positive value, the normal charging is closer to the negative side in the Y direction than the reverse charging. Thus, the film thickness is measured (see FIGS. 4 and 6). If this is considered in the direction of deviation of the actual film thickness measurement range 104 with respect to the assumed film thickness measurement range 103 at the time of normal preparation in FIG. 4, the deviation direction is evaluated to be the negative direction of the Y axis. be able to. That is, it can be evaluated by the robot hand 3 that the wafer is initially transferred to a position closer to the minus side in the Y direction during normal preparation.

以上のズレ方向評価をまとめると、例えば膜厚差分ΔTHKがマイナスの値になる外周部がX座標、Y座標のプラス側の場合(図7の場合)には、想定している初期搬送位置に対してX方向又はY方向のプラス側に寄った位置にウェーハが初期搬送されていると評価する。反対に、膜厚差分ΔTHKがマイナスの値になる外周部がX座標、Y座標のマイナス側の場合(図8の場合)には、想定している初期搬送位置に対してX方向又はY方向のマイナス側に寄った位置にウェーハが初期搬送されていると評価する。これは、X座標又はY座標がプラス側の外周部(X、Y=+100mm付近)における膜厚差分ΔTHKがマイナスの値の場合には、X方向又はY方向のプラス側に寄った位置にウェーハが初期搬送されており、その膜厚差分ΔTHKがプラスの値の場合には、X方向又はY方向のマイナス側に寄った位置にウェーハが初期搬送されていると評価することと同義である。   To summarize the above deviation direction evaluation, for example, when the outer peripheral portion where the film thickness difference ΔTHK is a negative value is the positive side of the X coordinate and the Y coordinate (in the case of FIG. 7), On the other hand, it is evaluated that the wafer is initially transferred to a position close to the plus side in the X direction or the Y direction. On the contrary, when the outer peripheral portion where the film thickness difference ΔTHK is a negative value is the negative side of the X coordinate and the Y coordinate (in the case of FIG. 8), the X direction or the Y direction with respect to the assumed initial transport position. It is evaluated that the wafer is initially transferred to a position closer to the minus side of the wafer. This is because when the film thickness difference ΔTHK in the outer peripheral portion (X, Y = + 100 mm vicinity) where the X coordinate or Y coordinate is positive is a negative value, the wafer is positioned closer to the positive side in the X direction or Y direction. When the film thickness difference ΔTHK is a positive value, it is synonymous with evaluating that the wafer is initially transported to a position closer to the minus side in the X direction or the Y direction.

さらに、測定位置のズレ量が大きいほど膜厚差分ΔTHKが大きくなるので、S5では、膜厚差分ΔTHKの大きさに基づいて測定位置のズレ量を評価する。具体的には、図7に示すX方向の膜厚差分ΔTHKに基づいてX方向の測定位置のズレ量を評価する。より具体的には、例えば、図7の膜厚差分ΔTHKの外周部における変化量を求める。この変化量は、測定点の中で端に位置する点201、202での膜厚差分の値に相当する。この場合、変化量は約0.06μmとなる。そして、得られた変化量に基づいてX方向のズレ量を評価する。例えば、その膜厚差分の変化量(約0.06μm)を0にするためには、通常仕込みにおける外周部の測定点(図7の菱形の点)と、反転仕込みにおける外周部の測定点(図7の△の点)とをX方向に何点ずらせばよいかを評価する。そして、得られた測定点のズレ数と、外周部における測定点のピッチ(間隔)とを乗算することで、X方向の測定位置のズレ量が得られる。例えば、測定点のズレ数が約2.5、外周部における測定点のピッチが1mmとすると、ズレ量は約2.5mmとなる。   Furthermore, since the film thickness difference ΔTHK increases as the measurement position shift amount increases, in S5, the measurement position shift amount is evaluated based on the film thickness difference ΔTHK. Specifically, the deviation amount of the measurement position in the X direction is evaluated based on the film thickness difference ΔTHK in the X direction shown in FIG. More specifically, for example, the amount of change in the outer peripheral portion of the film thickness difference ΔTHK in FIG. 7 is obtained. This amount of change corresponds to the value of the difference in film thickness at points 201 and 202 located at the ends of the measurement points. In this case, the amount of change is about 0.06 μm. Then, the amount of deviation in the X direction is evaluated based on the obtained amount of change. For example, in order to set the change amount of the film thickness difference (about 0.06 μm) to 0, the measurement points on the outer periphery in normal charging (diamond points in FIG. 7) and the measurement points on the outer periphery in reverse charging ( It is evaluated how many points in FIG. Then, the amount of deviation of the measurement position in the X direction can be obtained by multiplying the number of deviations of the obtained measurement points by the pitch (interval) of the measurement points on the outer periphery. For example, assuming that the number of deviations of the measurement points is about 2.5 and the pitch of the measurement points on the outer periphery is 1 mm, the deviation amount is about 2.5 mm.

Y方向の測定位置のズレ量についても、X方向のズレ量の評価と同様に評価する。すなわち、図8の膜厚差分ΔTHKの外周部における変化量(端の測定点203、204での膜厚差分の値に相当)に基づいて、Y方向のズレ量を評価する。具体的には、通常仕込みにおける外周部の測定点と、反転仕込みにおける外周部の測定点とをY方向に何点ずらせば膜厚差分が0になるかを評価し、そのズレ数と、外周部における測定点のピッチとを乗算することで、Y方向のズレ量が得られる。例えば、測定点のズレ数が約1、外周部における測定点のピッチが1mmとすると、ズレ量は約1mmとなる。結局、図2、図3に基づいて測定位置ズレを評価すると、X方向に約+2.5mm、Y方向に約−1mmの測定位置ズレが有ると評価できる。   The amount of deviation of the measurement position in the Y direction is also evaluated in the same manner as the amount of deviation in the X direction. That is, the amount of deviation in the Y direction is evaluated based on the amount of change in the outer peripheral portion of the film thickness difference ΔTHK in FIG. 8 (corresponding to the value of the film thickness difference at the end measurement points 203 and 204). Specifically, by evaluating how many points in the Y direction the measurement points on the outer peripheral part in the normal preparation and the measurement points on the outer peripheral part in the reverse preparation are shifted in the Y direction, the difference in film thickness is evaluated. By multiplying by the pitch of the measurement points in the section, the amount of deviation in the Y direction can be obtained. For example, when the number of deviations of the measurement points is about 1 and the pitch of the measurement points on the outer periphery is 1 mm, the amount of deviation is about 1 mm. After all, when the measurement position deviation is evaluated based on FIGS. 2 and 3, it can be evaluated that there is a measurement position deviation of about +2.5 mm in the X direction and about −1 mm in the Y direction.

なお、膜厚差分ΔTHKの外周部における変化量と、測定位置のズレ量との関係を予め調べておき、その関係に基づいて、ズレ量を評価しても良い。S4及びS5の工程が本発明の評価工程に相当する。   Note that the relationship between the amount of change in the outer peripheral portion of the film thickness difference ΔTHK and the amount of deviation of the measurement position may be examined in advance, and the amount of deviation may be evaluated based on the relationship. Steps S4 and S5 correspond to the evaluation step of the present invention.

このように、S1〜S5の工程を実施することで、測定器1の測定位置のズレ量及びズレ方向が簡便に評価できる。   As described above, by performing the steps S1 to S5, the shift amount and the shift direction of the measurement position of the measuring instrument 1 can be easily evaluated.

次に、S5で得られた測定位置ズレの評価結果(測定位置のズレ量及びズレ方向)に基づいて、測定器1の測定位置を補正する(S6)。具体的には、例えばロボットハンド3によるウェーハの初期搬送位置を、得られた測定位置のズレ方向と逆方向に、得られた測定位置のズレ量の分だけ補正する。これによって、測定部5の原点とウェーハの中心とが一致した位置にウェーハを搬送できる。なお、S6の工程が本発明の補正工程に相当する。   Next, the measurement position of the measuring instrument 1 is corrected based on the measurement position shift evaluation result (the shift amount and shift direction of the measurement position) obtained in S5 (S6). Specifically, for example, the initial transfer position of the wafer by the robot hand 3 is corrected in the direction opposite to the deviation direction of the obtained measurement position by the amount of deviation of the obtained measurement position. As a result, the wafer can be transported to a position where the origin of the measuring unit 5 and the center of the wafer coincide. Note that step S6 corresponds to the correction step of the present invention.

以降、補正後の測定器1を用いて、ウェーハの膜厚測定を行う(S7)。この膜厚測定は、S2の通常仕込みの膜厚測定と同様である。これによって、測定位置の精度が良好な膜厚の測定値を得ることができ、エピタキシャルウェーハの外周部の形状をより正確に評価できる。なお、S7の工程が本発明の補正後測定工程に相当する。   Thereafter, the thickness of the wafer is measured using the corrected measuring instrument 1 (S7). This film thickness measurement is the same as the film thickness measurement in the normal preparation of S2. As a result, it is possible to obtain a measured value of the film thickness with good measurement position accuracy, and more accurately evaluate the shape of the outer peripheral portion of the epitaxial wafer. Note that step S7 corresponds to the post-correction measurement step of the present invention.

以下、本発明の実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples of the present invention, but the present invention is not limited thereto.

(実施例1)
直径200mmのエピタキシャルウェーハを用いて、図2のS1〜S4の工程を実施、つまり1)通常仕込み、2)180°反転仕込みでX方向、Y方向の膜厚を測定し、同一測定点の差分を求めた。測定の際、外周95mmから98mmまでは1mmピッチで測定を行った。その結果を図7及び図8に示す。図7、図8の結果に基づいて、図2のS5の工程を実施して測定位置ズレを評価したところ、ノッチを下にして、X方向では約2.5mm、Y方向では約−1mm程度の測定位置ズレがあった。
Example 1
The steps S1 to S4 in FIG. 2 are performed using an epitaxial wafer having a diameter of 200 mm, that is, 1) normal preparation, and 2) film thickness in the X direction and Y direction are measured by 180 ° inversion preparation, and the difference between the same measurement points. Asked. At the time of measurement, measurement was performed at a 1 mm pitch from the outer periphery 95 mm to 98 mm. The results are shown in FIGS. Based on the results of FIG. 7 and FIG. 8, the step S5 of FIG. 2 was carried out to evaluate the measurement position deviation. The notch is down and about 2.5 mm in the X direction and about −1 mm in the Y direction. There was a measurement position shift.

次に、得られた測定器の位置ズレ量及び位置ズレ方向を元にそれぞれの測定位置を調整した後に再度上記と同じ条件で測定器の位置ズレ量及びズレ方向を求めた。図9は、X方向における通常仕込みの膜厚、反転仕込みの膜厚、及び、それら膜厚の差分ΔTHKを示している。図10は、Y方向における通常仕込みの膜厚、反転仕込みの膜厚、及び、それら膜厚の差分ΔTHKを示している。図9、図10に示すように、ノッチを下にしてX、Y方向それぞれほぼ位置ズレ無し(膜厚差分ΔTHKがほぼゼロ)に改善された。   Next, after adjusting each measurement position based on the positional deviation amount and the positional deviation direction of the obtained measuring instrument, the positional deviation amount and the deviation direction of the measuring instrument were obtained again under the same conditions as described above. FIG. 9 shows the film thickness of the normal charge, the film thickness of the reverse charge, and the difference ΔTHK between the film thicknesses in the X direction. FIG. 10 shows the film thickness of the normal charge, the film thickness of the reverse charge, and the difference ΔTHK between the film thicknesses in the Y direction. As shown in FIG. 9 and FIG. 10, the position is improved with no notch downward and almost no displacement in the X and Y directions (the film thickness difference ΔTHK is almost zero).

(実施例2)
ウェーハの外周部における膜厚分布が、測定位置ズレの検出にどのように影響するかを調べるため、以下の実験を行った。
(Example 2)
In order to investigate how the film thickness distribution on the outer periphery of the wafer affects the detection of the measurement position deviation, the following experiment was conducted.

P++基板上に膜厚4μmでその外周縁から5mm〜3mmの膜厚分布が0.40%、0.18%、0.10%、0.03%となるよう調整したエピタキシャルウェーハを準備した。測定器の位置を0.3mm、0.5mm、1.0mm、2.0mmずらし、各々のエピタキシャルウェーハを図2の手順で測定器の位置ズレ評価を行い、位置ズレ検出有無を評価した。表1及び図11はその評価結果を示している。詳しくは、表1は、各位置ズレ量、各膜厚分布ごとに、位置ズレ検出の有無を○、×で示している。図11は、各膜厚分布ごとに、測定器の位置ズレ量に対する外周部における膜厚差分の変化量を示している。   An epitaxial wafer was prepared on a P ++ substrate having a thickness of 4 μm and a thickness distribution of 5 mm to 3 mm from the outer periphery thereof adjusted to 0.40%, 0.18%, 0.10%, 0.03%. The position of the measuring device was shifted by 0.3 mm, 0.5 mm, 1.0 mm, and 2.0 mm, and the positional deviation of the measuring device was evaluated for each epitaxial wafer by the procedure shown in FIG. Table 1 and FIG. 11 show the evaluation results. Specifically, Table 1 indicates whether or not a position shift is detected for each position shift amount and each film thickness distribution by using ◯ and X. FIG. 11 shows the change amount of the film thickness difference in the outer peripheral portion with respect to the positional deviation amount of the measuring device for each film thickness distribution.

Figure 0006288515
Figure 0006288515

表1に示すように、外周部の膜厚分布が0.1%以上のエピタキシャルウェーハでは、0.3mm〜2mmの位置ズレ量の範囲内でいずれも位置ズレ量を検出できた。これは、外周部膜厚分布が0.1%以上(実施例2−1、2−2、2−3)では、図11に示すように、外周部の膜厚差分の変化量が、いずれの位置ズレ量であっても、ある程度大きい値となるためである。これに対し、外周部の膜厚分布が0.03%のエピタキシャルウェーハ(実施例2−4)では、外周部の膜厚変化が小さいため、0.5mm以下の位置ズレをうまく検出できなかった。   As shown in Table 1, in the epitaxial wafer having the outer peripheral film thickness distribution of 0.1% or more, the positional deviation amount could be detected in the range of the positional deviation amount of 0.3 mm to 2 mm. This is because when the outer peripheral film thickness distribution is 0.1% or more (Examples 2-1, 2-2, 2-3), as shown in FIG. This is because even a positional deviation amount of 2 is a somewhat large value. On the other hand, in the epitaxial wafer (Example 2-4) in which the film thickness distribution of the outer peripheral part is 0.03%, since the change in the film thickness of the outer peripheral part is small, a positional deviation of 0.5 mm or less cannot be detected well. .

実施例1(図7〜図10)の結果から、本発明は測定器の位置ズレの評価に有効であることが確認された。また、実施例2(表1及び図11)の結果から、本発明の測定器の位置ズレ評価には、外周部の膜厚分布が0.1%以上のエピタキシャルウェーハが有効であることが分かった。   From the results of Example 1 (FIGS. 7 to 10), it was confirmed that the present invention is effective in evaluating the positional deviation of the measuring device. Further, from the results of Example 2 (Table 1 and FIG. 11), it is found that an epitaxial wafer having a film thickness distribution of 0.1% or more at the outer peripheral portion is effective for evaluating the positional deviation of the measuring instrument of the present invention. It was.

以上説明したように、本実施形態によれば、通常仕込みと反転仕込みの膜厚を比較することで測定位置ズレを評価するので、微小な測定位置ズレも正確に検出できる。また、反転仕込みの膜厚測定では、ウェーハを通常仕込みから180°反転させるので、通常仕込みにおける位置ズレ方向と反対方向の位置ズレを反映させた膜厚を得ることができる。これにより、通常仕込みと反転仕込みの膜厚差分を大きくすることができ、測定方向(X方向又はY方向)の測定位置ズレを簡便に検出できる。   As described above, according to the present embodiment, since the measurement position deviation is evaluated by comparing the film thicknesses of the normal preparation and the reverse preparation, a minute measurement position deviation can be accurately detected. In the film thickness measurement by reversal charging, the wafer is reversed by 180 ° from the normal charging, so that a film thickness reflecting a positional shift in the direction opposite to the positional shift direction in the normal charging can be obtained. Thereby, the film thickness difference between the normal preparation and the reverse preparation can be increased, and the measurement position deviation in the measurement direction (X direction or Y direction) can be easily detected.

また、本実施形態では、直交する2方向(X方向、Y方向)の測定位置ズレを評価するので、2次元平面のどの方向に測定位置ズレが生じたとしても、その測定位置ズレを検出できる。また、本実施形態では、ノッチを基準として、X方向、Y方向を定めているので、通常仕込み、反転仕込みで同一の測定点を簡便に測定することができる。   Further, in this embodiment, measurement position deviations in two orthogonal directions (X direction and Y direction) are evaluated, so that any measurement position deviation in the two-dimensional plane can be detected. . Moreover, in this embodiment, since the X direction and the Y direction are determined based on the notch, the same measurement point can be easily measured by the normal preparation and the reverse preparation.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。例えば、上記実施形態では、シリコンエピタキシャルウェーハを用いて測定器の測定位置ズレを評価していたが、シリコン以外のエピタキシャルウェーハを用いてその評価を行っても良い。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention. For example, in the above embodiment, the measurement position deviation of the measuring device is evaluated using a silicon epitaxial wafer, but the evaluation may be performed using an epitaxial wafer other than silicon.

また、上記実施形態では、X方向、Y方向の2方向の膜厚差分を測定することで2方向の測定位置ズレを評価した例を説明したが、X方向、Y方向に加えて又は代えて他の方向(例えば、ノッチを0°として45°の方向や135°の方向など)の膜厚差分を測定しても良い。X方向、Y方向に加えて他の方向の膜厚差分も測定することで、測定位置ズレの検出精度を向上できる。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the example which evaluated the measurement position shift | offset | difference of 2 directions by measuring the film thickness difference of 2 directions of a X direction and a Y direction, in addition to or instead of a X direction and a Y direction, it replaced. The film thickness difference in other directions (for example, a 45 ° direction or a 135 ° direction with the notch being 0 °) may be measured. By measuring the film thickness difference in other directions in addition to the X direction and the Y direction, the detection accuracy of the measurement position deviation can be improved.

また、上記実施形態では、通常仕込みの膜厚測定に続いて実施される第2の測定工程では、ウェーハを通常仕込みから180°回転させた反転仕込みで膜厚測定を実施したが、180°以外の角度(例えば90°)にウェーハを回転させた状態で通常仕込みと同一測定点の膜厚測定を実施しても良い。これによっても、測定位置ズレが有る場合には、第2の測定工程で得られる膜厚と、通常仕込みの膜厚とに差異が生じるので、その差異に基づき測定位置ズレを検出できる。   In the above-described embodiment, in the second measurement step performed following the normal charge film thickness measurement, the film thickness measurement was performed by reversing the wafer rotated 180 ° from the normal charge. Alternatively, the film thickness may be measured at the same measurement point as in the normal preparation while the wafer is rotated at an angle of 90 degrees (for example, 90 °). Also in this case, if there is a measurement position deviation, a difference occurs between the film thickness obtained in the second measurement step and the film thickness of the normal preparation, so that the measurement position deviation can be detected based on the difference.

また、上記実施形態では、通常仕込み、反転仕込みの膜厚測定では、ウェーハの外周部に加えてウェーハ内側部の膜厚も測定していたが、ウェーハ内側部では測定位置ズレが有ったとしても通常仕込みと反転仕込みとの間で膜厚差分が出にくいので、外周部のみ膜厚測定をして外周部のみの膜厚差分を得るようにしても良い。これによって、より簡便に測定位置ズレを評価できる。また、外周部のうちの一点(例えば、X=98mmの点、Y=98mmの点)のみ、膜厚測定をしても良い。これによって、より簡便に測定位置ズレを評価できる。   Further, in the above embodiment, the film thickness measurement of the normal preparation and the reverse preparation has also measured the film thickness of the wafer inner part in addition to the outer peripheral part of the wafer, but there is a measurement position deviation in the wafer inner part. However, since it is difficult for the film thickness difference to be generated between the normal preparation and the reverse preparation, the film thickness difference only at the outer peripheral portion may be obtained by measuring the film thickness only at the outer peripheral portion. As a result, the measurement position deviation can be more easily evaluated. Further, the film thickness may be measured only at one point in the outer peripheral portion (for example, a point of X = 98 mm, a point of Y = 98 mm). As a result, the measurement position deviation can be more easily evaluated.

また、上記実施形態では、測定部におけるウェーハの載置部である測定ステージをロボットハンドが兼ねた例を説明したが、ロボットハンドとは別に測定ステージを備えた測定器の測定位置ズレ評価に本発明を適用しても良い。   In the above-described embodiment, an example in which the robot hand also serves as a measurement stage, which is a wafer placement unit in the measurement unit, has been described. However, the present embodiment is used for evaluation of measurement position deviation of a measuring instrument provided with a measurement stage separately from the robot hand. The invention may be applied.

また、上記実施形態では、FTIR法に基づく膜厚測定器の位置ズレ評価に本発明を適用した例を説明したが、FTIR法以外の方式に基づく膜厚測定器に本発明を適用しても良い。また、膜厚以外のエピタキシャル層の特性(例えばエピタキシャル層の表面凹凸に相関する指標(例えばFront−ZDD)など)を測定する測定器の測定位置ズレ評価に本発明を適用しても良い。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the example which applied this invention to the position shift evaluation of the film thickness measuring device based on FTIR method, even if it applies this invention to the film thickness measuring device based on systems other than FTIR method good. Further, the present invention may be applied to measurement position deviation evaluation of a measuring instrument that measures the characteristics of the epitaxial layer other than the film thickness (for example, an index (for example, Front-ZDD) that correlates with the surface roughness of the epitaxial layer).

1 膜厚測定器
2 ロードポート
3 ロボットハンド
4 アライナー
5 測定部
10 ノッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Film thickness measuring instrument 2 Load port 3 Robot hand 4 Aligner 5 Measuring part 10 Notch

Claims (11)

表面に膜が形成されたウェーハの面内の点から測定点を選択して、その測定点における前記膜の特性を測定器で測定する第1の測定工程と、
前記ウェーハを、前記ウェーハの表面に垂直な回転軸線周りに、前記第1の測定工程の時とは異なる角度に回転させた後、前記測定器で、前記測定器に設定される座標系において前記第1の測定工程と同一の測定点における前記特性を測定する第2の測定工程と、
前記第1の測定工程で得られた測定値と前記第2の測定工程で得られた測定値との比較に基づき、前記測定器の測定位置ズレを評価する評価工程と、
を含むことを特徴とする評価方法。
A first measurement step of selecting a measurement point from points within the surface of the wafer having a film formed on the surface, and measuring the characteristics of the film at the measurement point with a measuring instrument;
After rotating the wafer around a rotation axis perpendicular to the surface of the wafer at an angle different from that in the first measurement step, the measurement instrument is configured to perform the measurement in the coordinate system set for the measurement instrument. A second measurement step for measuring the characteristic at the same measurement point as the first measurement step;
An evaluation step for evaluating a measurement position shift of the measuring device based on a comparison between the measurement value obtained in the first measurement step and the measurement value obtained in the second measurement step;
The evaluation method characterized by including.
前記第2の測定工程では、前記ウェーハを、前記回転軸線周りに前記第1の測定工程の時から180°回転させた状態に仕込むことを特徴とする請求項1に記載の評価方法。   2. The evaluation method according to claim 1, wherein in the second measurement step, the wafer is charged in a state of being rotated by 180 ° around the rotation axis from the time of the first measurement step. 前記特性は膜厚であり、
前記第1の測定工程及び前記第2の測定工程では、前記ウェーハの外周部における膜厚を少なくとも測定し、
前記評価工程では、前記第1の測定工程で得られた前記外周部における測定値と、前記第2の測定工程で得られた前記外周部における測定値との比較に基づき、前記測定器の測定位置ズレを評価することを特徴とする請求項1又は2に記載の評価方法。
The characteristic is film thickness,
In the first measurement step and the second measurement step, at least the film thickness at the outer peripheral portion of the wafer is measured,
In the evaluation step, the measurement of the measuring instrument is performed based on a comparison between the measurement value in the outer peripheral portion obtained in the first measurement step and the measurement value in the outer peripheral portion obtained in the second measurement step. The evaluation method according to claim 1, wherein the positional deviation is evaluated.
前記膜の外周縁から3mm〜5mmの範囲における平均膜厚をd、その範囲における膜厚の変化量をΔdとしたとき、Δd/dが0.1%以上であることを特徴とする請求項3に記載の評価方法。   The average film thickness in a range of 3 mm to 5 mm from the outer peripheral edge of the film is d, and Δd / d is 0.1% or more, where Δd is the amount of change in film thickness in the range. 3. The evaluation method according to 3. 前記第1の測定工程及び前記第2の測定工程では、それぞれ、前記ウェーハの面内を通る直線のうち直交する2つの直線の一方に沿った第1方向及び他方に沿った第2方向の少なくとも2方向における前記特性の面内分布を測定し、
前記評価工程では、
前記第1の測定工程で得られた前記第1方向における測定値と前記第2の測定工程で得られた前記第1方向における測定値との比較に基づき、前記測定器の前記第1方向における測定位置ズレを評価し、かつ、
前記第1の測定工程で得られた前記第2方向における測定値と前記第2の測定工程で得られた前記第2方向における測定値との比較に基づき、前記測定器の前記第2方向における測定位置ズレを評価することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の評価方法。
In the first measurement step and the second measurement step, at least in a first direction along one of two orthogonal lines out of straight lines passing through the plane of the wafer and in a second direction along the other, respectively. Measure the in-plane distribution of the characteristics in two directions,
In the evaluation step,
Based on the comparison between the measured value in the first direction obtained in the first measuring step and the measured value in the first direction obtained in the second measuring step, the measuring device in the first direction Evaluate measurement position deviation, and
Based on the comparison between the measured value in the second direction obtained in the first measuring step and the measured value in the second direction obtained in the second measuring step, the measuring device in the second direction The evaluation method according to claim 1, wherein the measurement position deviation is evaluated.
前記第1方向と前記第2方向の一方は前記ウェーハのノッチを通る直線に沿った方向であることを特徴とする請求項5に記載の評価方法。   6. The evaluation method according to claim 5, wherein one of the first direction and the second direction is a direction along a straight line passing through the notch of the wafer. 前記特性は膜厚であり、
前記評価工程では、前記第1の測定工程で得られた前記ウェーハの外周部における測定値と前記第2の測定工程で得られた前記外周部における測定値の差分を求め、その差分に基づいて前記測定器の測定位置ズレの方向及び量を評価することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の評価方法。
The characteristic is film thickness,
In the evaluation step, a difference between a measurement value at the outer peripheral portion of the wafer obtained in the first measurement step and a measurement value at the outer peripheral portion obtained in the second measurement step is obtained, and based on the difference The evaluation method according to claim 1, wherein the direction and amount of measurement position deviation of the measuring device are evaluated.
前記特性は膜厚であり、
前記測定器はFTIR法に基づく膜厚測定器であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の評価方法。
The characteristic is film thickness,
The evaluation method according to claim 1, wherein the measuring instrument is a film thickness measuring instrument based on the FTIR method.
前記膜の膜厚は0.3μm以上、かつ100μm以下であることを特徴とする請求項8に記載の評価方法。   The evaluation method according to claim 8, wherein the film has a thickness of 0.3 μm or more and 100 μm or less. 前記膜の膜厚は1μm以上、かつ100μm以下であることを特徴とする請求項8に記載の評価方法。   The evaluation method according to claim 8, wherein the thickness of the film is 1 μm or more and 100 μm or less. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の評価方法と、
前記評価工程の評価結果に基づき前記測定器の測定位置を補正する補正工程と、
その補正工程で測定位置が補正された前記測定器を用いてウェーハの特性を測定する補正後測定工程と、
を含むことを特徴とする測定方法。
The evaluation method according to any one of claims 1 to 10,
A correction step of correcting the measurement position of the measuring device based on the evaluation result of the evaluation step;
A post-correction measurement process that measures the characteristics of the wafer using the measuring instrument whose measurement position has been corrected in the correction process;
A measurement method comprising:
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