專利名稱：晶片平坦度評價方法、實行該評價方法的裝置及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶片平坦度評價方法、實行該評價方法的晶片平坦度評價裝置、使用該評價方法的晶片制造方法、使用該評價方法的晶片品質(zhì)保證方法、使用該評價方法的半導(dǎo)體器件的制造方法、及使用由該評價方法評價的晶片的半導(dǎo)體器件的制造方法。
背景技術(shù)：
由于半導(dǎo)體器件圖形尺寸的微細(xì)化，光刻時的聚焦深度越來越接近極限。
在100nm的等級時，需要極力抑制引起CD(復(fù)制到抗蝕劑上的圖形尺寸)變動的聚焦偏差，重新對聚焦變動的主要原因逐一進行評價尤為重要。聚焦變動的主要原因中晶片平坦度的影響顯著，因此需要平坦度更高的晶片。
以往以硅等為代表的晶片的制造中，將單晶錠切割成薄圓片后對該薄圓片依次進行倒角、研磨、腐蝕等各工序，接著至少對晶片的一個主面(單面或雙面)進行鏡面化研磨后制作出鏡面晶片(也稱作PW)。用曝光裝置等對該鏡面晶片進行曝光處理等后制成元件，從而制作成器件。
用于器件制作的晶片不限于鏡面晶片，也可以使用在鏡面晶片上增加了附加價值的晶片(將這些各種形態(tài)的晶片統(tǒng)稱為晶片)，例如，在鏡面晶片上形成外延層的外延晶片、進行熱處理的退火晶片、以及用將兩片鏡面晶片隔著氧化膜沾在一起等方法制成的SOI晶片等。
制造這些晶片時，根據(jù)器件工序中設(shè)定的平坦度等規(guī)格來設(shè)定各加工工序(加工工序條件)，使晶片品質(zhì)符合該規(guī)格。
以往，晶片平坦度的定義廣泛使用如圖32所示的與晶片厚度分布相關(guān)的晶片平坦度，即依據(jù)假定將晶片完全固定(CHUCK)在理想平面上時所獲得的厚度分布來求出的SFQR(段(site)平坦度的質(zhì)量要求＝整個晶片相對于焦點平面的拓?fù)浞植?。在圖32中，標(biāo)號3201為獨立(FREESTANDING)狀態(tài)下的段(site)的剖面形狀，標(biāo)號3202為將上述段3201完全固定在理想平面上時的剖面形狀。
可是，光刻時所需的平坦度從聚焦預(yù)算(FOCUS BUDGET)的角度來說，如圖畫33C和34C所示，與實際曝光時一樣，是將晶片固定在晶片架上時掃描器等曝光裝置感知的平坦度(在本說明書中稱之為“SFQRSR”)。
圖33A～圖33C為示出了位于晶片中心附近的段(在本說明書中稱之為“全段(full site)”)的剖面形狀的剖面圖。
圖33A示出了獨立狀態(tài)下的全段的剖面形狀，圖33B示出了上述全段完全固定在理想平面上時的剖面形狀及其平坦度SFQR，圖33C示出了上述全段固定在針固定型晶片架上時的剖面形狀及掃描器感知的平坦度SFQRSR。
據(jù)文獻1披露，使用針固定型晶片架時，全段的平坦度SFQR與掃描器感知的平坦度SFQRSR的結(jié)果大致相同。
圖34A～圖34C為示出了位于晶片邊緣周邊附近的段(在本說明書中稱之為“局部段(partial site)”)的剖面形狀的剖面圖。
圖34A示出了獨立狀態(tài)下的局部段的剖面形狀，圖34B示出了上述局部段完全固定在理想平面上時的剖面形狀及其平坦度SFQR，圖34C示出了上述局部段固定在針固定型晶片架上時的剖面形狀及掃描器感知的平坦度SFQRSR。
比較圖34B與圖34C可知，晶片邊緣形狀、晶片架底座的形狀、以及固定部分的結(jié)構(gòu)之間的相互作用會給局部段的平坦度帶來很大的影響。因此，掃描器感知的平坦度SFQRSR與求出晶片邊緣形狀后完全固定在理想平面上時的平坦度SFQR的結(jié)果大不一樣。例如，據(jù)文獻2披露，晶片架底座最外圍的保持槽位于晶片的哪個部位也能決定局部段的平坦度是否不同于上述平坦度SFQR。
另外，文獻3披露了固定后的晶片的平坦度、邊緣下降(edge roll-off)、以及距晶片中心的距離與CMP時的研磨壓力的關(guān)系等。
文獻1T.Fujisawa et al，“Analysis of wafer Flatness for CD Controlin Photolithography”，Proc.SPIE 4691，pp.802-809，2002文獻2N.Poduje“Edge Effect on Flatness for 130nm Technologyand beyond”，Proc.SEMI Japan Silicon wafer workshop，pp.101-106，2001文獻3Tetsuo Fukuda，“JEITA Flatness Study IV and The Impactof Edge roll-off on CMP”，[ONLINE]2002.04.17，＜Advanced WaferGeometry Task Force 2002 SEMICON/Europe(Munich)，[2002年9月3日檢索]、互聯(lián)網(wǎng)<the web site“semi.org/web/japan/wstandards.nsf/ad8d609e1779140a882567fa0057749a/64550bacea37331549256885001a4b5e/$FILE/020417％20JEITA％20FItns％20IV.ppt”>
如上所述，購買晶片時提示的以往的平坦度沒有考慮曝光時使用的晶片架的平坦度以及晶片與晶片架的相互作用。因此，特別是局部段的平坦度有時會與掃描器即曝光裝置感知的平坦度不同。因此，用以往的評價標(biāo)準(zhǔn)例如用SFQR評價標(biāo)準(zhǔn)評價為平坦度高的晶片，實際固定在曝光裝置的晶片架上時也不能發(fā)揮預(yù)期的性能，聚焦變動量超過預(yù)算，很難將CD變動充分地抑制在允許范圍之內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供能夠在更加接近曝光裝置感知的平坦度的狀態(tài)下評價晶片面內(nèi)平坦度的晶片平坦度評價方法、實行該評價方法的晶片平坦度評價裝置、使用該評價方法的晶片制造方法、使用該評價方法的晶片品質(zhì)保證方法、使用該評價方法的半導(dǎo)體器件的制造方法、及使用由該評價方法評價的晶片的半導(dǎo)體器件的制造方法。
涉及本發(fā)明第一方式的晶片平坦度評價方法是測量晶片的表面形狀及其背面形狀，將上述晶片表面劃分成段，根據(jù)評價的段的位置選擇平坦度的計算方法，從而獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度。
涉及本發(fā)明第二方式的晶片平坦度評價裝置具有測量部，測量晶片的表面形狀及其背面形狀；獲得部，將上述晶片表面劃分成段，根據(jù)評價的段的位置選擇平坦度的計算方法，從而獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度。
涉及本發(fā)明第三方式的晶片制造方法具有依據(jù)設(shè)定的加工工序條件從晶錠中獲得晶片的工序；測量上述獲得的晶片的表面形狀及其背面形狀的工序；將上述晶片表面劃分成段，根據(jù)評價的段的位置選擇平坦度的計算方法，從而獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度的工序；判斷獲得的上述晶片面內(nèi)的平坦度是否滿足來自預(yù)算的要求的工序；當(dāng)上述晶片面內(nèi)的平坦度滿足來自預(yù)算的要求時固定上述設(shè)定的加工工序條件的工序；以及，當(dāng)上述晶片面內(nèi)的平坦度不滿足來自預(yù)算(バジエツト)的要求時改變上述設(shè)定的加工工序條件的工序。
涉及本發(fā)明第四方式的晶片品質(zhì)保證方法是測量晶片的表面形狀及其背面形狀，將上述晶片表面劃分成段后根據(jù)評價的段的位置選擇平坦度的計算方法從以下兩種計算方法的某一種中選擇第一計算方法，利用上述晶片表面形狀的測量值及其背面形狀的測量值，依據(jù)假定將上述晶片完全固定在理想平面上時獲得的厚度分布求出平坦度；第二計算方法，依據(jù)將上述晶片安裝在晶片架上時獲得的晶片表面形狀分布求出平坦度；利用多個機種的各個晶片架來獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度，按照上述晶片架的每一個機種來保證上述晶片面內(nèi)的平坦度。
涉及本發(fā)明第五方式的半導(dǎo)體器件的制造方法具有在半導(dǎo)體器件的加工工序之后以及刻蝕工序之前抽取加工中的晶片的工序；測量上述抽取的晶片的表面形狀及其背面形狀的工序；將上述晶片表面劃分成段，根據(jù)評價的段的位置選擇平坦度的計算方法，從而獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度的工序；判斷獲得的上述晶片面內(nèi)的平坦度是否維持滿足來自預(yù)算的要求的值或是否維持沒有問題的值的工序；當(dāng)維持上述值時固定上述加工工序的加工工序條件及上述刻蝕工序的加工工序條件的工序；當(dāng)不維持上述值時改變上述加工工序及上述刻蝕工序的至少一個加工工序條件的工序。
涉及本發(fā)明第六方式的半導(dǎo)體器件的制造方法具有測量晶片表面形狀及其背面形狀的工序；將上述晶片表面劃分成段，根據(jù)評價的段的位置選擇平坦度的計算方法，從而獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度的工序；依據(jù)上述獲得的平坦度來判斷上述晶片是否合格的工序；依據(jù)上述判斷，利用合格的晶片來制造半導(dǎo)體器件的工序。


圖1A、圖1B、圖1C、及圖1D分別為晶片的平面圖；圖2為參考例的晶片平坦度評價方法的流程圖；圖3為本發(fā)明實施方式1的晶片平坦度評價方法的流程圖；圖4A、圖4B、及圖4C為其它分類例的晶片平面圖；圖5為本發(fā)明實施方式2的晶片平坦度評價方法的流程圖；圖6為模型化的晶片邊緣部分的表面形狀圖；圖7A、圖7B為模型化的背面形狀和晶片架的剖面圖；圖8為晶片背面形狀與彎曲量的關(guān)系圖；圖9A、圖9B、圖9C、圖9D、及圖9E為分別為圖8所示L2a～L2e的狀態(tài)圖；圖10為利用本發(fā)明實施方式2的晶片平坦度評價方法的晶片篩選方法流程圖；圖11A為晶片架的平面圖；圖11B為沿圖11A的線11B-11B的剖面圖；圖12為特殊部位的固定后平坦度惡化量與背面平坦度的關(guān)系圖；圖13A為晶片局部平坦度的測量結(jié)果(固定背面、測量表面)圖；圖13B為晶片局部平坦度的測量結(jié)果(固定表面、測量背面)圖；
圖14A為詳細(xì)調(diào)查晶片局部平坦度的結(jié)果(固定背面、測量表面)圖；圖14B為詳細(xì)調(diào)查晶片局部平坦度的結(jié)果(固定表面、測量背面)圖；圖15A為獨立的晶片形狀圖；圖15B為將晶片背面固定在針固定器上時的狀態(tài)圖；圖15C為翻轉(zhuǎn)晶片后固定表面時的狀態(tài)圖；圖16A、圖16B、及圖16C分別為晶片背面與針對應(yīng)部位的平坦度分布、晶片變形模擬結(jié)果及針上的應(yīng)力分布；圖17A、圖17B、及圖17C分別為晶片背面與針對應(yīng)部位的平坦度分布、晶片變形模擬結(jié)果及針上的應(yīng)力分布；圖18為晶片背面平坦度與接觸率的關(guān)系圖；圖19為晶片背面平坦度與表面平坦度的關(guān)系圖；圖20為基于晶片厚度的平坦度與表面平坦度的關(guān)系圖；圖21為本發(fā)明實施方式4的晶片平坦度評價方法的例1圖；圖22為本發(fā)明實施方式4的晶片平坦度評價方法的例2圖；圖23為本發(fā)明實施方式4的晶片平坦度評價方法的例3圖；圖24為本發(fā)明實施方式5的晶片平坦度評價方法的例1圖；圖25為本發(fā)明實施方式5的晶片平坦度評價方法的例2圖；圖26為本發(fā)明實施方式6的晶片制造方法例1的流程圖；圖27為本發(fā)明實施方式6的晶片制造方法例1的工序例圖；圖28為本發(fā)明實施方式6的晶片制造方法例2的流程圖；圖29A為退火晶片的剖面圖；圖29B為外延晶片的剖面圖；圖29C為SOI晶片的剖面圖；圖30為利用本發(fā)明實施方式7的晶片品質(zhì)保證方法獲得的品質(zhì)保證單的例圖；圖31為本發(fā)明實施方式8的半導(dǎo)體器件制造方法的流程圖；圖32為表示獨立狀態(tài)的段的剖面形狀及完全固定在理想平面上的剖面形狀的剖面圖；
圖33A、圖33B、圖33C為表示全段的剖面形狀的剖面圖；圖34A、圖34B、圖34C為表示局部段的剖面形狀的剖面圖；具體實施方式
下面參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。在此說明中，所有附圖的共同部分賦予相同的標(biāo)號。
實施方式1在說明實施方式1之前，先參照圖1A～圖1D、圖2來說明一下用于本實施方式的具有代表性的詞匯的定義及參考例。
圖1A～圖1D分別為晶片的平面圖。
我們希望集成電路形成在晶片100的整個表面上?？蓪嶋H上有效的集成電路不是形成在晶片100的整個表面上，如圖1A所示，將距晶片100邊緣幾mm左右的寬度設(shè)定為邊緣除外區(qū)(edge exclusion)。邊緣除外區(qū)的內(nèi)側(cè)為有效曝光區(qū)，有效的集成電路例如形成在有效曝光區(qū)內(nèi)。設(shè)定在晶片100邊緣附近的平坦度評價的最外周線例如設(shè)定在邊緣除外區(qū)與有效曝光區(qū)的界線101上。
圖1B示出了在晶片100的表面上劃分的段。圖1B示出了共計56個段。例如，晶片100的平坦度可以按每個段來求出。在段中，如圖1C所示，位于晶片100的中心附近，例如沒有在界線101上、沒有欠缺的段，稱之為全段(full site)。如圖1D所示，位于晶片100的邊緣周邊附近，例如在界線101上、有欠缺的段，稱之為局部段(partial site)。另外，也可以按照一個曝光區(qū)(拍攝區(qū))的大小在晶片100的表面上劃分段。
圖2為參考例的晶片平坦度評價方法的流程圖。
首先，如圖2所示，分別對獨立狀態(tài)的晶片形狀的晶片表面及其背面進行實際測量(工序201)。
其次，計算出實際測量的晶片完全固定在理想平面上時的表面形狀(工序202)。
其次，對重新決定的段尺寸進行理想的均衡(levelling)處理，求出作為均衡余差的最大值-最小值的SFQR(工序203)。此時計算SFQR時，對于局部段來說，除了邊緣除外區(qū)外側(cè)的數(shù)據(jù)被消除之外，與沒有欠缺的全段進行同樣的處理。
如上所述，在參考例中，對給局部段的平坦度帶來重大影響的晶片邊緣的形狀、晶片架的底座形狀及固定部分結(jié)構(gòu)的相互作用沒做任何考慮。
由此，本發(fā)明者們想到了，為了使晶片平坦度的評價適用于光刻，需要考慮了將晶片固定在與使用的曝光裝置種類相同或規(guī)格相同的晶片架上時的表面形狀的評價基準(zhǔn)。下面詳細(xì)說明本發(fā)明實施方式1的評價順序。
圖3為本發(fā)明實施方式1的晶片平坦度評價方法的流程圖。
如圖3所示，實施方式1與參考例的區(qū)別在于工序301。在工序301中，根據(jù)評價的段的位置來選擇計算晶片面內(nèi)平坦度的計算方法。評價的段位置的分類例為，將評價段劃分為局部段和全段。
對于分類為局部段的段，加入有關(guān)晶片邊緣部分的背面形狀、晶片架底座形狀的信息、以及有關(guān)固定部分結(jié)構(gòu)的信息后，計算固定后的晶片邊緣部的表面形狀(工序302)。
其次，利用計算出的晶片邊緣部的表面形狀求出掃描器等曝光裝置感知的平坦度SFQRSR(工序303)。此時，若晶片架的種類不只是一種，而是具有多種時，按每個晶片架來計算SFQRSR，從計算出的各SFQRSR中例如將最差的值作為平坦度SFQRSR即可。或者，也可以按每個晶片架逐一給出平坦度SFQRSR。
另外，當(dāng)然也可以不計算，而是通過將晶片實際固定在實際使用的晶片架或同一機種的晶片架上進行實際測量后獲得的晶片表面形狀來求出平坦度SFQRSR。
對于分類為全段的段，選擇晶片完全固定在理想平面上時的表面形狀計算(工的確序304)。
其次，對重新決定的段尺寸進行理想的均衡處理，求出作為均衡余差的最大值-最小值的SFQR(工序305)。
其次，判斷由上述兩個晶片平坦度評價結(jié)果獲得的全段的SFQR及局部段的SFQRSR雙方是否滿足有關(guān)光刻時的聚焦變動的預(yù)算要求(工序306)。
滿足(OK)時，將該晶片出廠或利用該晶片制造半導(dǎo)體器件。
不滿足(NG)時，廢棄該晶片或進行返工。
按照上述實施方式1，對于局部段，可以考慮晶片的邊緣形狀與曝光時使用的晶片架的相互作用。因此，可以解決只用SFQR的評價標(biāo)準(zhǔn)在固定在實際使用的曝光裝置的晶片架上時不能發(fā)揮預(yù)期性能的問題。
另外，可以減少聚焦變動量超出預(yù)算的情況，將CD變動充分地抑制在允許范圍之內(nèi)。因此，可以減少局部段的聚焦錯誤，從而提高半導(dǎo)體器件的成品率。
在上述實施方式1中，評價的段位置的分類例為，將評價段劃分為局部段與全段。但是分類例不限于此。
例如，如圖4A所示，可以求出評價段407(407a、407b)距晶片中心408的距離D1(D1a、D1b)或評價段407距界線101的距離D2(D2a、D2b)，按照此距離來進行分類。
按照這種分類例，例如即使是如圖4B中407c那樣的全段，也可以進行與上述局部段同樣的平坦度評價。下面說明一下這種分類的一個優(yōu)點。
例如，使用有的種類的晶片架時，如圖4C所示，隨著評價段距晶片中心408的距離的增大，即隨著評價段距晶片邊緣距離的減小，固定狀態(tài)的評價段會探出晶片架409。標(biāo)號410示出了成為探出狀態(tài)的部分。若成為探出狀態(tài)的固定，平坦度就會偏離完全固定在理想平面上時的狀態(tài)。因此，即使是全段，其平坦度SFQR也會偏離固定后曝光裝置感知的平坦度SFQRSR。此時，即使是全段，晶片背面及表面形狀、也應(yīng)使用取入晶片架底座形狀后從固定后的表面形狀求出的平坦度SFQRSR來進行評價。
例如，為了進行這種評價，計算出評價段距晶片中心408的距離或評價段距界線101的距離后按此距離進行分類的方法很有效。
實施方式2在實施方式1中，對于圖3所示的工序302、303、及306，采用了根據(jù)測量的晶片形狀與晶片架的結(jié)構(gòu)分別計算每一個段的平坦度SFQRSR后判斷平坦度的方法。
而在實施方式2中，考慮了制造工序中最終獲得的晶片形狀，例如晶片面內(nèi)獨立的邊緣形狀在動徑方向(沿晶片圓周的方向)上比較一致的事實。因此，在計算獨立狀態(tài)的晶片形狀(背面、表面)的同時，求出滿足固定后所需平坦度SFQRSR要求規(guī)格條件的判斷基準(zhǔn)。利用這些來評價固定后晶片的平坦度SFQRSR。
圖5為本發(fā)明實施方式2的晶片平坦度評價方法的流程圖。
如圖5所示，將在光刻中最終最為重要的晶片邊緣部分固定時的表面形狀模型化(工序501)。圖6示出了模型化形狀的一例。
其次，對于模型化的形狀，計算參數(shù)Z1、Z2、X1、X2變動時局部段的平坦度SFQR(工序502)。
其次，根據(jù)預(yù)算的要求(工序503)求出固定后晶片邊緣形狀的允許值(工序504)。在此，作為一個具體例，設(shè)來自預(yù)算的要求為平坦度SFQRSR＝0.1μm。由計算結(jié)果可知，圖6所示的參數(shù)Z1、Z2、X1、X2的允許范圍若滿足條件(1)0≤Z1≤0.12μm(2)0≤Z2≤0.12μm(3)X1≥30mm(4)X2≤2mm就能夠滿足來自預(yù)算的要求。
另外，對獨立狀態(tài)的邊緣部分的背面形狀進行模型化(工序505)。
其次，通過模擬，求出將上述背面形狀的晶片固定在使用的晶片架A上時給固定后表面形狀帶來的影響(工序506)。制作獨立狀態(tài)的背面形狀模型時可參考晶片制造工序和晶片邊緣形狀的測量數(shù)據(jù)等。
圖7A、圖7B示出了用于進行圖5所示工序505及506的處理的模型化的背面形狀與晶片架的剖面。
因為從晶片的制造工序及表面形狀數(shù)據(jù)中預(yù)先知道了晶片背面為錐形，所以假定背面形狀的模型為錐形。
圖8示出了使用某個晶片架時背面的錐形形狀給固定后表面形狀帶來影響的計算結(jié)果(曲線圖)。
圖8所示的曲線圖示出了錐度的起始位置與能夠固定在晶片架上的晶片最外周部分的彎曲量(錐度量)的關(guān)系。也就是說，錐度量若在此曲線圖所示的彎曲量以下，晶片就會被完全固定，錐度量若在此曲線圖所示的彎曲量以上，就不會被完全固定，成為懸浮狀態(tài)。圖9A～圖9E示出了圖8所示的L2a～L2e的各個狀態(tài)。
通過上述順序、通過比較從工序504及工序506中得到的結(jié)果(工序507)，可以明確滿足平坦度SFQRSR允許規(guī)格所需的獨立形狀與固定后晶片邊緣形狀的關(guān)系(工序508)。
依據(jù)圖8及圖9所示，可以假定以下兩種固定后的晶片狀態(tài)。
第一種情況第一種情況是晶片背面被晶片架完全固定的情況。在第一種情況時，可以假定晶片背面完全固定在理想平面上來求出固定后的晶片表面形狀。從如此獲得的晶片表面形狀的數(shù)據(jù)中求出圖6所示的參數(shù)Z1、Z2、X1、X2。判斷求出的參數(shù)Z1、Z2、X1、X2是否滿足上述(1)～(4)的條件。
第二種情況第一種情況是晶片背面被晶片架完全固定的情況。在第二種情況中，固定后的晶片表面形狀由于固定而稍有歪斜。但是，固定后的晶片表面形狀主要還是由獨立狀態(tài)的晶片表面形狀來支配。求固定后的晶片表面形狀時可以假定晶片在獨立狀態(tài)。從如此獲得的晶片表面形狀的數(shù)據(jù)中求出圖6所示的參數(shù)Z1、Z2、X1、X2。判斷求出的參數(shù)Z1、Z2、X1、X2是否滿足上述(1)～(4)的條件。獨立狀態(tài)的晶片表面形狀的支配程度，可以從圖8及圖9所示晶片邊緣的錐度量與固定后彎曲量的關(guān)系來考慮。
另外，在一張晶片中既有第一種情況又有第二種情況時，可以將第一種情況和第二種情況的兩種方法用于一張晶片。
另外，有時，晶片背面是否完全被晶片架固定、及獨立狀態(tài)的晶片表面形狀的支配程度，分別會隨晶片架的機種而變化。因此，在圖5所示的工序506中，最好是按每個晶片架的機種進行模擬。在本例中，例如對兩個機種，即晶片架A、B分別進行模擬。
這樣，通過按照晶片邊緣部的局部段的背面形狀來使用上述基準(zhǔn)，可以進行滿足來自預(yù)算的要求的平坦度評價。
利用上述方法可以明確滿足平坦度SFQRSR的允許規(guī)格所需的獨立的形狀與固定后的晶片邊緣形狀的關(guān)系。
其次，圖10示出了使用實施方式2的平坦度評價方法的適合用于光刻的根據(jù)晶片平坦度來進行的晶片篩選方法。
在圖10所示的篩選方法例中，求出滿足由圖5所示的順序得到的平坦度SFQRSR的允許規(guī)格所需的獨立形狀與固定后的晶片邊緣形狀的關(guān)系(工序1001)。另外，測量獨立狀態(tài)的晶片邊緣形狀(工序1002)。測量裝置為光學(xué)式或接觸式高度差計、靜電電容測量型測量器等，沒有特別的限制，只要能用必要的分辨率測量晶片形狀就可以。
其次，在工序1003中評價滿足邊緣除外區(qū)與允許規(guī)格的段數(shù)，判斷晶片的局部段滿足預(yù)算要求的程度。其次，篩選評價后的晶片的使用可能性和各邊緣除外區(qū)的每個值的性能(工序1004)，進行出廠或返工。
這種實施方式2也能獲得與實施方式1相同的效果。
另外，在實施方式2中，測量獨立狀態(tài)的晶片形狀(背面、表面)，求出判定滿足固定后所需平坦度SFQRSR所需規(guī)格的條件的基準(zhǔn)。從這些來評價固定后的晶片表面平坦度SFQRSR。因此，例如，不用逐一求出每個局部段的平坦度SFQRSR，與實施方式1相比，可以縮短評價時間。
實施方式3在上述實施方式1及實施方式2中，根據(jù)評價段的位置來選擇晶片平坦度評價方法。在本實施方式3中，不是根據(jù)段的位置，而是對因晶片架設(shè)計的制約而引起的特殊部位的平坦度惡化進行正確的評價。
圖11A為晶片架的平面圖、圖11B為沿圖11A中11B-11B線的剖面圖。
如圖11A、圖11B所示，晶片架的中央部分有三根晶片搬運/交換用搬運針(lift pin)孔1101，此搬運針孔1101的部分不能固定。此搬運針孔1101不同于其周圍的針固定部分1102，成為因晶片架設(shè)計的制約而引起的特殊部位。位于特殊部位、例如搬運針孔1101上的段，不能進行均一的固定。
調(diào)查了位于搬運針孔1101上的段的固定后給晶片平坦度帶來的影響。圖12示出了位于搬運針孔1101上的段的固定后平坦度的惡化量與背面平坦度的關(guān)系。
在圖12所示的關(guān)系中，因搬運針孔1101而引起的平坦度惡化在圖中的f1以上，即背面平坦度在f2以上惡化的段，其平坦度的惡化成為問題。因此，需要對其進行正確的評價，此時使用的平坦度評價不能只考慮晶片形狀，還要考慮晶片架的構(gòu)造，除此之外，可以使用只用晶片形狀數(shù)據(jù)的假定完全固定的平坦度評價方法。
本實施方式3也能獲得與實施方式1相同的效果。
另外，在本實施方式3中，例如不只是對局部段，對位于晶片架的特殊部位的段，例如對位于搬運針孔上的段，也能用更加接近曝光裝置感知的平坦度的狀態(tài)來評價其平坦度。因此，與實施方式1相比，能夠在更加接近曝光裝置感知的平坦度的狀態(tài)來評價平坦度。
實施方式4在實施方式1至實施方式3中，用晶片與晶片架的位置關(guān)系示出了能夠很好地反映出固定狀態(tài)的晶片平坦度的晶片平坦度評價方法。
而在本實施方式中，不是根據(jù)晶片與晶片架的位置關(guān)系，而是著眼于晶片背面形狀的狀態(tài)來選擇評價方法，從而正確地求出所需的固定狀態(tài)的晶片平坦度。下面進行詳細(xì)說明。
圖13A示出了固定晶片背面后測出的晶片表面的局部平坦度(SFQR)的結(jié)果。同樣，圖13B示出了固定晶片表面后測出的同一晶片的背面的局部平坦度(local flatness)的結(jié)果。兩者的局部平坦度的值幾乎都分布在50nm以下，分布情況也非常相似。圖14示出了對這種情況做了更加細(xì)致的調(diào)查結(jié)果，圖14A為固定背面測量表面的結(jié)果，圖14B為固定表面測量背面的結(jié)果。這些都是在晶片中央、平坦度良好的64mm×64mm的區(qū)域。為了便于觀察，在圖14B中翻轉(zhuǎn)了X坐標(biāo)。如圖14A、圖14B所示，兩者非常一致，若是這種程度的平坦度、既64mm見方內(nèi)100nmp-p左右的平坦度，則不管是固定背面還是固定表面，晶片厚度的分布都會直接傳播到表面上。在此提及的p-p表示峰至峰，與前述的“SFQR”(圖32)意思一樣。在此實驗中，雖然在圖14A、14B中翻轉(zhuǎn)了X坐標(biāo)，但晶片架的影響并不明顯，幾乎只測量了晶片的平坦度。
圖15A示出了晶片的獨立狀態(tài)的樣子，通常，晶片背面的平坦度過比表面差。這種情況在單面拋光晶片(Single Polished Wafer)中尤為顯著。如圖15B所示，若將這種晶片的背面固定在針固定器上，則晶片的剛性與大氣壓平衡時晶片的變形會結(jié)束，不會完全摹仿針固定器的針的頂尖高度。而晶片表面的平坦度非常高，只呈現(xiàn)長波長的彎度和晶片厚度的不均，因此若固定表面，則如圖15C所示，其表面完全摹仿針固定器。在這種情況下測量晶片表面的平坦度，就會等效于測量晶片的厚度分布。
這種平坦度的傳播依賴于晶片的背面及表面的凹凸振幅和波長。晶片表面?zhèn)瘸霈F(xiàn)的凹凸以長波長的彎度和厚度不均觀察到波長短的侵蝕孔之類的凹凸。因為在晶片表面觀測的凹凸的波長長，所以不管是固定晶片的背面還是表面，通過針固定器(pin chuck)的真空固定，都會完全傳播到?jīng)]進行固定的那一面。而對于晶片背面的短波長的凹凸來說，其傳播方式隨凹凸的振幅與波長、針固定器(PIN CHUNK)的針間距、環(huán)形晶片架的環(huán)形狀等而變。因此若要掌握背面的平坦度在晶片表面上如何傳播，就需要實際固定在晶片架上或進行模擬。
圖14B是固定晶片表面時測量背面的結(jié)果，因此幾乎等于測量晶片的厚度分布。固定背面厚度分布如圖14B的晶片時晶片表面能否重現(xiàn)圖14A的形狀，對此，用FEM(有限要素法)進行模擬的結(jié)果如圖16、圖17。
將圖14B的實際測量值的一部分切出8mm×25mm(此時為33.3nmp-p)后放在1mm間距的針上，以此來作為晶片背面平坦度分布的結(jié)果如圖16A所示。求出此晶片被大氣壓變形時的晶片表面形狀(圖16B此時，29nmp-p傳播到表面)。同樣，計算針上的應(yīng)力分布，用白點示出與晶片接觸的針(圖16C)。
利用同樣的方法，只是以圖16A的平坦度的振幅的4倍的值來作為晶片背面平坦度分布的結(jié)果如圖17A所示。8×25mm的平坦度為133.2nmp-p，以此作為晶片背面的平坦度來設(shè)在針固定器的1mm間距的針上，求出此時被大氣壓變形時的晶片表面形狀(圖17B此時，109.8nmp-p傳播到表面)。同樣，計算針上的應(yīng)力分布，用白點示出與晶片接觸的針(圖17C)。
圖18示出了利用本方法計算出的晶片平坦度的針接觸率。若8×25mm2內(nèi)的局部平坦度為30nmp-p左右，則會印證圖14A及圖14B的實驗結(jié)果，幾乎100％傳播，但接觸率隨著平坦度的惡化而惡化。
圖19示出了利用背面與表面的平坦度nmp-p的值來估算背面平坦度向表面的傳播率。
固定晶片背面來估算晶片背面的平坦度傳播到晶片表面的程度時，晶片的背面與表面都有長波長的凹凸，可以認(rèn)為這些會100％地呈現(xiàn)在表面上。而短波長的凹凸則不會100％地傳播到表面，其傳播率會有問題?？墒?，幸好只是晶片背面有短波長的凹凸，因此可以將晶片獨立時晶片厚度分布的測量結(jié)果看成是固定晶片表面后測量晶片背面時的背面平坦度分布(圖13B)。也就是說，可以將圖19的橫軸的背面平坦度看成是圖20所示的基于晶片厚度的平坦度。這樣一來，可以將橫軸作為通常的晶片厚度測量器的結(jié)果，在實際固定在晶片架上時，可以用其來預(yù)測晶片表面平坦度的測量結(jié)果。
這樣一來，用戶可以有選擇地使用本來必須的反映固定狀態(tài)的晶片平坦度結(jié)果的評價方法。
圖21為本發(fā)明實施方式4的流程圖。晶片厚度可使用獨立時的厚度數(shù)據(jù)。利用晶片背面基準(zhǔn)(假定由于真空固定使晶片背面完全變平)，從這個厚度不均的數(shù)據(jù)(thickness irregularity data)中求出局部平坦度。此結(jié)果若超過基準(zhǔn)值，例如參考圖18時晶片背面平坦度若超過30nm左右，則對于賦予該平坦度的局部區(qū)域，利用前述的FEM法來進行晶片固定模擬，計算因固定而變形后的晶片表面形狀，根據(jù)晶片表面形狀計算局部平坦度，輸出最終結(jié)果。是否超過基準(zhǔn)值的確認(rèn)，可以按每個局部區(qū)域來進行，不用對所有局部區(qū)域都進行FEM模擬。基準(zhǔn)值可以事先按每個晶片品種進行實際測量，或通過模擬來決定。
另外，也可以用固定在實際使用的晶片架上時的表面平坦度觀察來取代圖21所示的晶片固定模擬部分。具體是利用圖22所示的流程。晶片厚度可以使用獨立的厚度數(shù)據(jù)。利用晶片背面基準(zhǔn)(假定由于真空固定使晶片背面完全變平)，從這個厚度不均的數(shù)據(jù)中求出局部平坦度。此結(jié)果若超過基準(zhǔn)值，例如參考圖18時晶片背面平坦度若超過30nm左右，則將該晶片固定在晶片架上后測量晶片表面的平坦度。從該平坦度計算局部平坦度，輸出最終結(jié)果。使用短時間內(nèi)可以測量整個面的斐索干涉計(fizeauinterferometer)方式的平坦度測量裝置時，只要有一處超過基準(zhǔn)值，就將晶片固定后重新測量晶片的整個面?；鶞?zhǔn)值可以事先按每個晶片品種進行實際測量，或通過模擬來決定。
另外，也可以利用圖23所示的流程來求出固定狀態(tài)的晶片表面平坦度。在圖23中，晶片厚度使用獨立的厚度數(shù)據(jù)。利用背面基準(zhǔn)從該厚度不均的數(shù)據(jù)中求出局部平坦度。決定由該結(jié)果與事先求出的如圖20所示的由平坦度傳達曲線所決定的傳遞系數(shù)，將背面基準(zhǔn)的局部平坦度值乘以傳遞系數(shù)后進行最終輸出即可。
在本方法中，分別按照晶片品種、與使用晶片架的組合來實際測量平坦度傳達曲線，根據(jù)模擬來求，這有利于獲得高精度的平坦度評價。
實施方式5作為實施方式5，說明利用本發(fā)明晶片平坦度評價方法來評價平坦度的晶片平坦度評價裝置。
圖24為實施方式5的晶片平坦度評價裝置的例1的框圖。
評價裝置例1的結(jié)構(gòu)如圖24所示，評價晶片的獨立狀態(tài)的表面形狀用表面形狀測量器2401來測量，背面形狀用背面形狀測量器2402來測量。作為測量器2401、2402的例子可以舉出光學(xué)式或靜電電容式等，但不限于這些。由測量器2401、2402獲得的形狀數(shù)據(jù)被送往晶片數(shù)據(jù)存儲部2403存儲。存儲數(shù)據(jù)不一定是一張量的，有時是多張的。
另一方面，有關(guān)晶片架底座形狀的信息、及有關(guān)固定部分結(jié)構(gòu)的信息事先存儲在存儲部2404中。此數(shù)據(jù)也不一定是一種晶片架數(shù)據(jù)，有時是多種。
存儲在晶片數(shù)據(jù)存儲部2403中的數(shù)據(jù)根據(jù)需要會傳送到平坦度計算部2405，分成每個段的數(shù)據(jù)。分成每個段的數(shù)據(jù)根據(jù)評價的各個段的位置，按照以下某個基準(zhǔn)進行分類。
(1)根據(jù)評價的各段是局部段還是全段來進行分類(參照實施方式1) 。
(2)求出評價的各段距晶片中心的距離D1、或評價的段距界線101的距離D2，根據(jù)該距離分類為靠近晶片邊緣部的段和遠(yuǎn)離晶片邊緣部的段(參照實施方式1、圖4A、圖4B)。
(3)根據(jù)評價的各段是否有非固定的部分來進行分類(實施方式3)。
從晶片架數(shù)據(jù)存儲部2404向平坦度計算部2405傳送有關(guān)晶片架底座形狀的信息及有關(guān)固定部分結(jié)構(gòu)的信息，該傳送與晶片數(shù)據(jù)存儲部2403的數(shù)據(jù)傳送并行或串行地進行。
平坦度計算部2405針對(1)、(2)、(3)的各個分類，分別進行如(1′)、(2′)、(3′)的平坦度計算。
(1′)對于分類為局部段的段，考慮有關(guān)晶片架底座形狀的信息、及有關(guān)固定部分結(jié)構(gòu)的信息后計算固定在晶片架上時的晶片邊緣部的表面形狀。其次按每個段來求出曝光裝置、例如掃描器感知的平坦度SFQRSR。而對于分類為全段的段，則計算晶片完全固定在理想平面上時的表面形狀。
(2′)對于分類為靠近晶片邊緣部的段，考慮有關(guān)晶片架底座形狀的信息、及有關(guān)固定部分結(jié)構(gòu)的信息后計算固定在晶片架上時的晶片邊緣部的表面形狀。其次按每個段來求出曝光裝置、例如掃描器感知的平坦度SFQRSR。而對于分類為遠(yuǎn)離晶片邊緣部的段，則計算晶片完全固定在理想平面上時的表面形狀。
(3′)對于分類為有非固定部分的段，考慮有關(guān)晶片架底座形狀的信息、及有關(guān)固定部分結(jié)構(gòu)的信息后計算固定在晶片架上時的晶片邊緣部的表面形狀。其次按每個段來求出曝光裝置、例如掃描器感知的平坦度SFQRSR。而對于分類為沒有非固定部分的段，則計算晶片完全固定在理想平面上時的表面形狀。
此時，若晶片架的種類不只是一種而是有多種，則按每個晶片架來計算SFQRSR，在求出的各SFQRSR中例如以最差的值來作為平坦度SFQRSR或按每個晶片架來逐一求出平坦度SFQRSR。將這些數(shù)據(jù)傳送給合格與否判定部2406。
合格與否判定部2406對各段進行理想的均衡處理，計算出作為均衡余差的最大值-最小值的SFQR，輸出這些值是否滿足光刻時有關(guān)聚焦變動的預(yù)算要求的結(jié)果。另外，進行實施方式4的平坦度評價方法時，平坦度計算部2405進行圖21～圖23所示的工序2103～2107、2201、2202、及2301。
利用這種評價裝置的例1，能夠根據(jù)實施方式1、實施方式3、實施方式4的平坦度評價方法來進行平坦度評價。
圖25示出了實施方式5的平坦度評價裝置的例2的框圖。
評價裝置的例2的結(jié)構(gòu)如圖25所示，評價的晶片的獨立狀態(tài)的邊緣部表面形狀用邊緣部表面形狀測量器2501來測量，邊緣部背面形狀用邊緣部背面形狀測量器2502來測量。作為測量器2501、2502的例子可以舉出光學(xué)式或接觸式臺階差計、靜電電容測量方式的臺階差計等，但不限于這些，只要能用必要的分辨率測量邊緣形狀即可。邊緣部形狀數(shù)據(jù)被送往晶片數(shù)據(jù)存儲部2503存儲。存儲數(shù)據(jù)不一定是一張量的，有時是多張的。
另一方面，與例1一樣，有關(guān)晶片架底座形狀的信息、及有關(guān)固定部分結(jié)構(gòu)的信息事先存儲在晶片架存儲部2504中。此數(shù)據(jù)也和例1一樣，不一定是一種晶片架數(shù)據(jù)，有時是多種。
存儲在晶片架數(shù)據(jù)存儲部2504中的信息及存儲在晶片數(shù)據(jù)存儲部2503中的數(shù)據(jù)會根據(jù)需要而傳送到平坦度計算部2505。
平坦度計算部2505會預(yù)測評價的晶片固定在晶片架上時邊緣部的表面形狀，求出參數(shù)Z1、Z2、X1、X2(參照實施方式2、圖6)。
其次，將平坦度計算部2505求出的參數(shù)Z1、Z2、X1、X2傳送到合格與否判定部2506。合格與否判定部2506評價滿足允許規(guī)格的段數(shù)，判斷晶片的局部段滿足預(yù)算要求的程度后輸出其結(jié)果。
此時，若晶片架的種類不是一種而是有多種時，按每個晶片架來判斷晶片的局部段滿足預(yù)算要求的程度。
用這種評價裝置的例2，可以根據(jù)實施方式2的平坦度評價方法來進行平坦度評價。
另外，例1與例2一樣，只要圖24或圖25所示的用U1包圍的部分或用U2包圍的部分在實際測量晶片表面形狀和背面形狀的潔凈室中即可，其它部分可以在別處。例如，用U1包圍的部分或用U2包圍的部分在晶片制造公司，其它部分在買方，來判斷被評價晶片的合格與否也可以。
實施方式6作為實施方式6，說明利用本發(fā)明晶片平坦度評價方法的晶片制造方法。
圖26為實施方式6的晶片制造方法的例1的流程圖。
如圖26所示，本晶片的制造方法根據(jù)設(shè)定的加工條件及設(shè)定的工序條件來制造晶片，例如，按照實施方式1來獲得制造的晶片面內(nèi)的平坦度。然后，當(dāng)晶片面內(nèi)的平坦度滿足來自預(yù)算的要求時固定上述設(shè)定的加工工序條件，當(dāng)晶片面內(nèi)的平坦度不滿足來自預(yù)算的要求時改變上述設(shè)定的加工工序條件。
這樣，通過將由上述實施方式1獲得的平坦度評價結(jié)果反饋到晶片制造工序中，可以使晶片的加工工序條件達到最佳狀態(tài)。這樣一來，例如可以高效率地制造平坦度滿足來自預(yù)算的要求的晶片。
圖27示出了這種晶片制造方法的一具體例。
如圖27所示，用公知的方法制造半導(dǎo)體單晶、例如硅單晶錠(工序2751)。
其次，從晶錠中切割出晶塊(工序2752)。
其次，對切割出的晶塊的外周進行車削及/或磨削后將晶塊的直徑加工成例如8英寸、12英寸等規(guī)定的晶片直徑(工序2753)。
其次，對車削及/或磨削后的晶塊進行切割后獲得粗晶片(工序2754)。
其次，對粗晶片的邊緣進行倒角(beveling)，將粗晶片的邊緣加工成規(guī)定的形狀，例如加工成錐形形狀(工序2755)。
其次，對倒角后的粗晶片的表面及/或背面進行研磨及/或磨削及/或腐蝕，將粗晶片的厚度加工成規(guī)定的晶片厚度(工序2756)。
其次，對進行完工序2756處理的粗晶片的表面及/或背面進行拋光，獲得精加工晶片(工序2757)。
在此之后，按照上述實施方式1的平坦度評價方法來獲得精加工晶片面內(nèi)的平坦度。當(dāng)精加工晶片面內(nèi)的平坦度不滿足來自預(yù)算的要求時，至少改變上述工序2751至工序2757中的某一個加工工序條件。
這種晶片制造方法例如可以像圖28那樣使用實施方式2，當(dāng)然也可以使用實施方式3和4。也就是說，至少使用有關(guān)實施方式2～4的某一個平坦度評價方法來獲得平坦度評價信息，并將獲得的評價信息反饋到晶片制造的各加工工序中，就可以獲得與上述晶片制造方法相同的優(yōu)點。
雖然上述晶片制造方法是制造單面/雙面鏡面晶片的一例，但是利用上述晶片制造方法制造的晶片不限于單面/雙面鏡面晶片。作為制造的晶片的例子，例如，可以是對鏡面晶片2901進行了熱處理的退火晶片(圖29A)、在鏡面晶片2901上形成外延層2903的外延晶片(圖29B)、在支持基板例如鏡面晶片2901上依次形成絕緣層2904、SOI層2905的SOI晶片(圖29C)等。退火晶片有很多種，例如有圖29A所示的用熱處理形成DZ(denuded zone)層2902的晶片、或用熱處理擴散雜質(zhì)的擴散晶片等。SOI晶片也有很多種，例如有將兩張晶片粘在一起的粘接SOI晶片等。
當(dāng)然，對于除此之外的晶片，也可以使用本發(fā)明的晶片平坦度評價方法，并且可以利用該評價方法來制造。
實施方式7
作為實施方式7，說明利用本發(fā)明晶片平坦度評價方法的晶片品質(zhì)保證方法。
顯示晶片品質(zhì)的品質(zhì)保證單通常只顯示例如關(guān)于平坦度的保證SFQR值。
而若按照上述實施方式的晶片平坦度評價方法，則對于晶片段中例如探出底座的段及位于晶片底座特殊部位的段，在裝在晶片架上的狀態(tài)或在假定裝在晶片架上的狀態(tài)下評價平坦度。晶片從底座探出的量取絕于晶片底座的直徑。晶片底座的直徑隨晶片架的機種而異。晶片底座的特殊部位也隨晶片架的機種而異。也就是說，對上述段來說，曝光裝置感知的真正的平坦度隨晶片架的機種而異。若按照每個晶片架的機種進行晶片的平坦度的評價就能夠進行精度更高的平坦度評價。
圖30示出了利用本發(fā)明實施方式7的晶片品質(zhì)保證方法獲得的品質(zhì)保證單的一例。
如圖30所示，本品質(zhì)保證單將邊緣除外區(qū)域設(shè)為3mm、2mm、及1mm時的固定后的保證SFQR值(AAA，ZZZ等)按照每個晶片架的機種(晶片架A、晶片架B、...晶片架Y、晶片架Z)分別示出。晶片購買者可以從本品質(zhì)保證單中找出使用晶片架的機種，將寫在該機種欄中的保證SFQR值看成是購買的晶片的平坦度。
這樣，按照每個晶片架的機種來保證晶片的品質(zhì)例如晶片面內(nèi)的平坦度，可以在更加接近曝光裝置感知的真正的平坦度的狀態(tài)下來保證晶片面內(nèi)的平坦度。按照每個晶片架的機種來保證平坦度的晶片的購買者在制造微細(xì)的半導(dǎo)體集成電路裝置例如100nm等級的半導(dǎo)體集成電路裝置時可以提高成品率。
實施方式8在上述實施方式1～4中說明的晶片平坦度評價方法同樣適用于半導(dǎo)體器件的制造方法。
圖31為實施方式8的半導(dǎo)體器件制造方法流程圖。
如圖31所示，例如，在刻蝕工序3000之前，有氧化工序3006、CVD工序3007、電極形成工序(例如濺射工序)3008、離子注入工序3009等加工工序，制造半導(dǎo)體器件時，重復(fù)加工工序3006～3009的某一個工序與刻蝕工序3000。刻蝕工序3000先從抗蝕劑處理(例如，抗蝕劑涂敷與抗蝕劑烘干)工序3001開始，對準(zhǔn)掩膜后進行曝光工序3002。其次，在顯影工序3003中對曝光后的抗蝕劑進行顯影，然后在刻蝕工序3004中以顯影后獲得的抗蝕劑圖形作為掩膜來刻蝕襯底(但在下一個工序例如為離子注入工序3009時可以省略)。最后，在抗蝕劑剝離工序3005中剝離抗蝕劑，從而結(jié)束刻蝕工序3000。
如上述實施方式中所述，在接近曝光裝置感知的真正的平坦度的狀態(tài)下來評價晶片平坦度的這一事實有利于提高半導(dǎo)體器件的成品率。按照相同的觀點，對于加工中的襯底的平坦度，也是在接近曝光裝置感知的真正的平坦度的狀態(tài)下來評價時有利于提高半導(dǎo)體器件的成品率。
因此，像本例這樣，將加工工序3006～3009之后、且在刻蝕工序3000之前的加工中的晶片抽取，對抽取的晶片例如實施晶片邊緣形狀檢查3010。在形狀檢查3010中檢查晶片邊緣的形狀，例如，參照圖5進行實施方式2中說明的平坦度評價。通過該評價可以獲知加工中的晶片平坦度、例如加工的襯底的平坦度是否維持滿足預(yù)算要求的值、或雖然超過了預(yù)算要求但是否維持實際制造中沒有問題的值。當(dāng)加工的襯底的平坦度維持滿足的值或維持實際制造中沒有問題的值時，固定加工工序3006～3009的加工工序條件、及刻蝕工序3001～3005的加工工序條件。相反，當(dāng)沒有維持滿足的值或沒有維持實際制造中沒有問題的值時，至少改變加工工序3006～3009、及刻蝕工序3001～3005的某一個加工工序條件，使加工工序條件保持最佳狀態(tài)，維持滿足的值或維持實際制造中沒有問題的值。
在本例中，將實施方式2的平坦度評價方法用于半導(dǎo)體器件的制造上，但也可以將實施方式1、實施方式3及實施方式4的平坦度評價方法用于半導(dǎo)體器件的制造上。
這樣，將上述實施方式1～實施方式4中說明的晶片平坦度評價方法用于半導(dǎo)體器件的制造方法，可以進一步提高半導(dǎo)體器件的成品率。
以上用實施方式1～實施方式8進行了說明，但本發(fā)明不限于這些實施方式所限定的范圍，在不脫離發(fā)明的主要思想的范圍內(nèi)，本發(fā)明的實施可以有種種變形。
另外，上述實施方式可以各自單獨地實施，當(dāng)然也可以適當(dāng)組合后實施。上述實施方式只是用于說明的例子，只要具有實質(zhì)上與本發(fā)明技術(shù)方案范圍所記載的技術(shù)思想相同的結(jié)構(gòu)、具有相同效果，則不論是什么都屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。
另外，上述各實施方式中包含了各種階段的發(fā)明，通過適當(dāng)?shù)亟M合各實施方式所揭示的多個構(gòu)成部分，可以提取各種階段的發(fā)明。
如上所述，按照上述實施方式，可以提供能夠在更加接近曝光裝置感知的平坦度的狀態(tài)下評價晶片面內(nèi)平坦度的晶片平坦度評價方法、實行該評價方法的晶片平坦度評價裝置、使用該評價方法的晶片制造方法、使用該評價方法的晶片品質(zhì)保證方法、使用該評價方法的半導(dǎo)體器件的制造方法、及使用由該評價方法評價的晶片的半導(dǎo)體器件的制造方法。
權(quán)利要求
1.一種晶片平坦度評價方法，其特征在于測量晶片的表面形狀及其背面形狀，將上述晶片的表面劃分為段，根據(jù)評價的段的位置來選擇平坦度的計算方法，從而獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片平坦度評價方法，其特征在于根據(jù)上述評價的段是局部段還是全段來選擇上述平坦度的計算方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片平坦度評價方法，其特征在于計算上述評價的段距上述晶片中心的距離或上述評價的段距設(shè)定在上述晶片邊緣附近的評價平坦度的最外周線的距離，根據(jù)計算的距離來選擇上述平坦度的計算方法。
4.一種晶片平坦度評價方法，其特征在于測量晶片的表面形狀及其背面形狀，將上述晶片的表面劃分為段，根據(jù)評價的段的上述晶片背面的形狀來選擇平坦度的計算方法，從而獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度。
5.一種晶片平坦度評價方法，其特征在于測量晶片的表面形狀及其背面形狀，將上述晶片的表面劃分為段，根據(jù)評價的段下面的晶片架底座形狀來選擇平坦度的計算方法，從而獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的晶片平坦度評價方法，其特征在于利用上述晶片表面形狀的測量值及其背面形狀的測量值，將以下計算方法中的某一項選擇為上述平坦度的計算方法計算方法1，根據(jù)假定上述晶片完全固定在理想平面上時獲得的厚度分布來計算平坦度；以及計算方法2，根據(jù)將上述晶片裝在晶片架上時獲得的晶片的表面形狀分布來計算平坦度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶片平坦度評價方法，其特征在于將上述晶片裝在晶片架上時獲得的晶片表面形狀分布，是通過將上述晶片實際裝在晶片架上，在實際裝在晶片架上的狀態(tài)進行測量而獲得的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶片平坦度評價方法，其特征在于將上述晶片裝在晶片架上時獲得的晶片表面形狀分布，是假定將上述晶片裝在晶片架上，通過利用了上述晶片架的固定特性的固定模擬來獲得的。
9.一種晶片平坦度評價方法，其特征在于測量獨立狀態(tài)下的晶片的厚度偏差，根據(jù)上述測量結(jié)果，在將晶片背面矯正成平面的前提下求晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度，求與上述晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度大小相對應(yīng)的平坦度傳遞系數(shù)，利用上述平坦度傳遞系數(shù)的值與上述晶片背面基準(zhǔn)的局部平坦度來計算晶片架固定時的晶片表面的局部平坦度。
10.一種晶片平坦度評價方法，其特征在于測量獨立狀態(tài)下的晶片的厚度偏差，根據(jù)上述測量結(jié)果，在將晶片背面矯正成平面的前提下求晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度，當(dāng)上述晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度大小沒有超過規(guī)定的值時將上述晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度作為最終結(jié)果，當(dāng)上述晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度大小超過規(guī)定的值時實行將晶片固定在晶片架上的模擬，根據(jù)上述實行的結(jié)果來計算固定在晶片架上時的晶片表面的局部平坦度。
11.一種晶片平坦度評價方法，其特征在于測量獨立狀態(tài)下的晶片的厚度偏差，根據(jù)上述測量結(jié)果，在將晶片背面矯正成平面的前提下求晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度，當(dāng)上述晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度大小沒有超過規(guī)定的值時將上述晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度作為最終結(jié)果，當(dāng)上述晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度大小超過規(guī)定的值時將晶片固定在晶片架上，根據(jù)上述固定狀態(tài)的晶片表面形狀來計算局部平坦度。
12.一種晶片平坦度評價裝置，其特征在于具有測量部，測量晶片的表面形狀及其背面形狀；獲得部，將上述晶片的表面劃分為段，根據(jù)評價的段的位置來選擇平坦度的計算方法，從而獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度。
13.一種晶片平坦度評價裝置，其特征在于具有測量部，測量晶片的表面形狀及其背面形狀；獲得部，將上述晶片的表面劃分為段，根據(jù)評價的段的上述晶片背面的形狀來選擇平坦度的計算方法，從而獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度。
14.一種晶片平坦度評價裝置，其特征在于具有測量部，測量晶片的表面形狀及其背面形狀；獲得部，將上述晶片的表面劃分為段，根據(jù)評價的段下面的晶片架底座形狀來選擇平坦度的計算方法，從而獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度。
15.一種晶片平坦度評價裝置，其特征在于具有測量部，測量獨立狀態(tài)下的晶片的厚度偏差；局部平坦度獲得部，根據(jù)上述測量結(jié)果，在將晶片背面矯正成平面的前提下獲得晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度；平坦度傳遞系數(shù)獲得部，獲得與上述晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度大小相對應(yīng)的平坦度傳遞系數(shù)；計算部，利用上述平坦度傳遞系數(shù)的值與上述晶片背面基準(zhǔn)的局部平坦度來計算晶片架固定時的晶片表面的局部平坦度。
16.一種晶片平坦度評價裝置，其特征在于具有測量部，測量獨立狀態(tài)下的晶片的厚度偏差；局部平坦度獲得部，根據(jù)上述測量結(jié)果，在將晶片背面矯正成平面的前提下獲得晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度；實行部，當(dāng)上述晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度大小沒有超過規(guī)定的值時將上述晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度作為最終結(jié)果，當(dāng)上述晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度大小超過規(guī)定的值時實行將晶片固定在晶片架上的模擬；計算部，根據(jù)上述實行的結(jié)果來計算固定在晶片架上時的晶片表面的局部平坦度。
17.一種晶片平坦度評價裝置，其特征在于具有測量部，測量獨立狀態(tài)下的晶片的厚度偏差；局部平坦度獲得部，根據(jù)上述測量結(jié)果，在將晶片背面矯正成平面的前提下獲得晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度；固定部，當(dāng)上述晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度大小沒有超過規(guī)定的值時將上述晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度作為最終結(jié)果，當(dāng)上述晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度大小超過規(guī)定的值時將晶片固定在晶片架上；計算部，根據(jù)上述固定狀態(tài)的晶片表面形狀來計算局部平坦度。
18.一種晶片的制造方法，其特征在于具有根據(jù)設(shè)定的加工工序條件，從晶錠中獲得晶片的工序；測量上述獲得的晶片的表面形狀及其背面形狀的工序；將上述晶片的表面劃分為段，根據(jù)評價的段的位置來選擇平坦度的計算方法，從而獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度的工序；判斷獲得的上述晶片面內(nèi)的平坦度是否滿足來自預(yù)算的要求的工序；當(dāng)上述晶片面內(nèi)的平坦度滿足來自預(yù)算的要求時固定上述設(shè)定的加工工序條件的工序；當(dāng)上述晶片面內(nèi)的平坦度不滿足來自預(yù)算的要求時改變上述設(shè)定的加工工序條件的工序。
19.一種晶片的制造方法，其特征在于具有根據(jù)設(shè)定的加工工序條件，從晶錠中獲得晶片的工序；測量上述獲得的晶片的表面形狀及其背面形狀的工序；將上述晶片的表面劃分為段，根據(jù)評價的段的上述晶片背面的形狀來選擇平坦度的計算方法，從而獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度的工序；判斷獲得的上述晶片面內(nèi)的平坦度是否滿足來自預(yù)算的要求的工序；當(dāng)上述晶片面內(nèi)的平坦度滿足來自預(yù)算的要求時固定上述設(shè)定的加工工序條件的工序；當(dāng)上述晶片面內(nèi)的平坦度不滿足來自預(yù)算的要求時改變上述設(shè)定的加工工序條件的工序。
20.一種晶片的制造方法，其特征在于具有根據(jù)設(shè)定的加工工序條件，從晶錠中獲得晶片的工序；測量上述獲得的晶片的表面形狀及其背面形狀的工序；將上述晶片的表面劃分為段，根據(jù)評價的上述段下面的晶片架底座形狀來選擇平坦度的計算方法，從而獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度的工序；判斷獲得的上述晶片面內(nèi)的平坦度是否滿足來自預(yù)算的要求的工序；當(dāng)上述晶片面內(nèi)的平坦度滿足來自預(yù)算的要求時固定上述設(shè)定的加工工序條件的工序；當(dāng)上述晶片面內(nèi)的平坦度不滿足來自預(yù)算的要求時改變上述設(shè)定的加工工序條件的工序。
21.根據(jù)權(quán)利要求18至20的任意一項所述的晶片制造方法，其特征在于上述晶片是鏡面晶片、外延晶片、退火晶片及SOI晶片中的某一種。
22.一種晶片品質(zhì)保證方法，其特征在于測量晶片的表面形狀及其背面形狀，將上述晶片的表面劃分為段，將以下的方法中的某一種選擇為根據(jù)評價的段的位置的平坦度的計算方法計算方法1，利用上述晶片表面形狀的測量值及其背面形狀的測量值，根據(jù)假定上述晶片完全固定在理想平面上時獲得的厚度分布來計算平坦度；以及，計算方法2，根據(jù)將上述晶片裝在晶片架上時獲得的晶片表面形狀分布來計算平坦度，用多個機種的各個晶片架來獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度，按照上述晶片架的每個機種來保證上述晶片面內(nèi)的平坦度。
23.一種晶片品質(zhì)保證方法，其特征在于測量晶片的表面形狀及其背面形狀，將上述晶片的表面劃分為段，將以下的方法中的某一種選擇為根據(jù)評價的段的上述晶片背面的形狀的平坦度的計算方法計算方法1，利用上述晶片表面形狀的測量值及其背面形狀的測量值，根據(jù)假定上述晶片完全固定在理想平面上時獲得的厚度分布來計算平坦度；以及計算方法2，根據(jù)將上述晶片裝在晶片架上時獲得的晶片表面形狀分布來計算平坦度，利用多個機種的各個晶片架來獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度，按照上述晶片架的每個機種來保證上述晶片面內(nèi)的平坦度。
24.一種晶片品質(zhì)保證方法，其特征在于測量晶片的表面形狀及其背面形狀，將上述晶片的表面劃分為段，將以下的方法中的某一種選擇為根據(jù)評價的段下面的晶片架底座形狀的計算平坦度的方法計算方法1，利用上述晶片表面形狀的測量值及其背面形狀的測量值，根據(jù)假定上述晶片完全固定在理想平面上時獲得的厚度分布來計算平坦度；以及計算方法2，根據(jù)將上述晶片裝在晶片架上時獲得的晶片表面形狀分布來計算平坦度，利用多個機種的各個晶片架來獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度，按照上述晶片架的每個機種來保證上述晶片面內(nèi)的平坦度。
25.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于具有在半導(dǎo)體器件的加工工序之后且在刻蝕工序之前抽取加工中的晶片的工序；測量上述抽取的晶片的上述晶片表面形狀及其背面形狀的工序；將上述晶片的表面劃分為段，根據(jù)評價的段的位置來選擇平坦度的計算方法，從而獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度的工序；判斷獲得的上述晶片面內(nèi)的平坦度是否維持滿足來自預(yù)算的要求的值或是否維持沒有問題的值的工序；當(dāng)維持上述值時，固定上述加工工序的加工工序條件及上述刻蝕工序的加工工序條件的工序；當(dāng)沒有維持上述值時，改變上述加工工序及上述刻蝕工序的至少某一個加工工序條件。
26.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于具有在半導(dǎo)體器件的加工工序之后且在刻蝕工序之前抽取加工中的晶片的工序；測量上述抽取的晶片的上述晶片表面形狀及其背面形狀的工序；將上述晶片的表面劃分為段，根據(jù)評價的段的上述晶片背面形狀來選擇平坦度的計算方法，從而獲得上述晶片面內(nèi)平坦度的工序；判斷獲得的上述晶片面內(nèi)的平坦度是否維持滿足來自預(yù)算的要求的值或是否維持沒有問題的值的工序；當(dāng)維持上述值時，固定上述加工工序的加工工序條件及上述刻蝕工序的加工工序條件的工序；當(dāng)沒有維持上述值時，改變上述加工工序及上述刻蝕工序的至少某一個加工工序條件。
27.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于具有在半導(dǎo)體器件的加工工序之后且在刻蝕工序之前抽取加工中的晶片的工序；測量上述抽取的晶片的上述晶片表面形狀及其背面形狀的工序；將上述晶片的表面劃分為段，根據(jù)評價的段下面的晶片架底座形狀來選擇平坦度的計算方法，從而獲得上述晶片面內(nèi)平坦度的工序；判斷獲得的上述晶片面內(nèi)的平坦度是否維持滿足來自預(yù)算的要求的值或是否維持沒有問題的值的工序；當(dāng)維持上述值時，固定上述加工工序的加工工序條件及上述刻蝕工序的加工工序條件的工序；當(dāng)沒有維持上述值時，改變上述加工工序及上述刻蝕工序的至少某一個加工工序條件。
28.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于具有測量晶片的表面形狀及其背面形狀的工序；將上述晶片的表面劃分為段，根據(jù)評價的段的位置來選擇平坦度的計算方法，從而獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度的工序；根據(jù)上述獲得的平坦度來判斷上述晶片是否合格的工序；根據(jù)上述判斷，利用合格的晶片來制造半導(dǎo)體器件的工序。
29.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于具有測量晶片的表面形狀及其背面形狀的工序；將上述晶片的表面劃分為段，根據(jù)評價的段的上述晶片背面的形狀來選擇平坦度的計算方法，從而獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度的工序；根據(jù)上述獲得的平坦度來判斷上述晶片是否合格的工序；根據(jù)上述判斷，利用合格的晶片來制造半導(dǎo)體器件的工序。
30.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于具有測量晶片的表面形狀及其背面形狀的工序；將上述晶片的表面劃分為段，根據(jù)評價的段下面的晶片架底座形狀來選擇平坦度的計算方法，從而獲得上述晶片面內(nèi)的平坦度的工序；根據(jù)上述獲得的平坦度來判斷上述晶片是否合格的工序；根據(jù)上述判斷，利用合格的晶片來制造半導(dǎo)體器件的工序。
31.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于具有測量獨立狀態(tài)下的晶片的厚度偏差的工序；根據(jù)上述測量結(jié)果，在將晶片背面矯正成平面的前提下求晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度的工序；求與上述晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度大小相對應(yīng)的平坦度傳遞系數(shù)的工序；利用上述平坦度傳遞系數(shù)的值與上述晶片背面基準(zhǔn)的局部平坦度來計算晶片架固定時的晶片表面的局部平坦度的工序；根據(jù)上述計算來判斷上述晶片是否合格的工序；根據(jù)上述判斷，利用合格的晶片來制造半導(dǎo)體器件的工序。
32.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于具有測量獨立狀態(tài)下的晶片的厚度偏差的工序；根據(jù)上述測量結(jié)果，在將晶片背面矯正成平面的前提下求晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度的工序；當(dāng)上述晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度大小沒有超過規(guī)定的值時將上述晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度作為最終結(jié)果，當(dāng)上述晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度大小超過規(guī)定的值時實行將晶片固定在晶片架上的模擬的工序；根據(jù)上述實行的結(jié)果來計算固定在晶片架上時的晶片表面的局部平坦度的工序；根據(jù)上述計算來判斷上述晶片是否合格的工序；根據(jù)上述判斷，利用合格的晶片來制造半導(dǎo)體器件的工序。
33.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于具有測量獨立狀態(tài)下的晶片的厚度偏差的工序；根據(jù)上述測量結(jié)果，在將晶片背面矯正成平面的前提下求晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度的工序；當(dāng)上述晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度大小沒有超過規(guī)定的值時將上述晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度作為最終結(jié)果，當(dāng)上述晶片背面基準(zhǔn)局部平坦度大小超過規(guī)定的值時將晶片固定在晶片架上的工序；根據(jù)上述固定狀態(tài)的晶片表面形狀來計算局部平坦度的工序；根據(jù)上述計算來判斷上述晶片是否合格的工序；根據(jù)上述判斷，利用合格的晶片來制造半導(dǎo)體器件的工序。
全文摘要
揭示了晶片平坦度評價方法。在該晶片平坦度評價方法中，測量晶片的表面形狀及其背面形狀。將測量的晶片表面劃分為段。然后，根據(jù)評價的段的位置來選擇平坦度的計算方法，從而獲得晶片面內(nèi)的平坦度。
文檔編號H01L21/461GK1510732SQ20031012391
公開日2004年7月7日 申請日期2003年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者藤澤忠仁, 井上壯一, 小林誠, 市川雅志, 萩原恒幸, 児玉賢一, 一, 幸, 志 申請人:株式會社東芝, 信越半導(dǎo)體株式會社, 株式會社尼康