JP2000156393A - 基板抽出方法及びそれを用いた電子部品製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 材料を評価のために無駄に消費しない新たな
電子部品製造方法を提供すること。 【解決手段】 試料に複数の加工プロセスを施して電子
部品を形成する電子部品製造方法において、加工プロセ
スの終了時に上記試料の一部表面を摘出し、上記一部表
面に対して上記加工プロセスでの加工の進捗をモニタま
たは検査または解析のうちの少なくともいずれかを行な
う工程を含む方法とする。 【効果】 ウェーハなど試料無駄に割断することなく評
価でき電子部品の製造歩留りが向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願は、半導体装置などの電
子部品製造方法、この電子部品製造方法を実現するため
の試料作製装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】メモリやマイクロコンピュータなど半導
体装置、ハードディスクの磁気ヘッドなど電子部品の製
造においては、良品を淀みなく生産し続けることが求め
られる。生産個数が大量であるため、ある工程での不良
発生が製品歩留りの低下や生産ラインの停止に直接つな
がり、採算に大きく影響する。しかし、全く不良品が発
生せずに生産できることは稀で、ある程度の不良品は必
ず発生するため、欠陥や異物、加工不良を如何に早期に
発見し、その対策を如何に早くするかが大きな課題とな
る。このため例えば、半導体装置の製造現場では、特定
のプロセス後やデバイス完成後には入念な検査が行なわ
れ不良品の撲滅と不良箇所の原因追及に注力している。
実際の製造工程では、ウェーハの場合、完成後のウェー
ハの広範囲を隈無く検査して、回路パターンの欠陥や異
物など異常箇所があればそのデバイスを廃棄したり、異
常原因を追及して対策する方法が行なわれる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のような電子部品
の製造に関して不良品を出さないように効率よく管理す
るには、以下のような解決すべき課題が残されていた。

【０００４】（１）TEM観察のルーチン化（TEM試料作製
の問題点） 通常、試料の外観観察には高分解能の走査型電子顕微鏡
（以下、SEMと略記）が用いるが、半導体の高集積化に
伴い、対象物がSEMの分解能では観察できないほど極微
細なものなっている。SEMに代って観察分解能が高い透
過型電子顕微鏡（以下、TEMと略記）に頼らざるを得な
くなっている。電子部品製造に当たって、良品を生産し
続けるためにはTEMを如何に簡単にルーチン作業として
使えるかが要点となるが、TEMをルーチン的に使用する
ためには解決すべき大きな問題を抱えている。それは試
料作製法である。

【０００５】従来のTEM試料作製には劈開、切断、機械
研削など試料を小片にする作業が伴い、試料がウェーハ
の場合は必ず割断せざるを得ない。しかも、研磨、イオ
ンシングなど熟練と時間を要する作業が続く。たとえ、
試料形状ができ上がっても、注目するピンポイント部分
を的確に捉えて、所望の観察が出来る確率は非常に小さ
かった。

【０００６】最近では集束イオンビーム（以下、FIBと
略す）加工を利用する例がある。これは、ダイシング装
置を用いてウェーハ等の試料から観察すべき領域を含む
おおよそ3×0.1×0.5mm（0.5mmはウェーハの厚み）短冊
状ペレットを切り出す。この短冊状ペレットの一部を薄
壁状にFIB加工してTEM試料とする。FIB加工されたTEM観
察用の試料の断面形状は逆Ｔ字形状であったり、L字形
状の場合もあり種々変形もあるが、基本とするところは
短冊状の試験片の一部がTEM観察用に薄いウォール状に
加工してあることにある。この方法によって、所望の観
察部をμｍレベルで位置出しすることが可能になった
が、やはりウェーハを割断しなければならない。

【０００７】このように、TEMを製造途中のある工程で
の仕上がりを監視するための手段として用いるのは観察
分解の面で利点は大きいが、TEM試料作製の関係でたっ
た数箇所の検査のために割断し、ウェーハの破片は次の
プロセスでは使えず廃棄処分とならざるを得ない。この
ように高価な大口径ウェーハで、しかもそれまでに施し
たプロセスを無駄にしなければならず非常に不経済であ
った。例えば、図２は従来のプロセスにおける投入され
るウェーハと、各工程での検査に際してウェーハが減少
していく様子を示している。プロセスs1からプロセスs1
1に至る間に例えばプロセスs3、s6、s8、s11の後４回の
検査を行なったとすると、検査の度にウェーハ１枚を消
費するため、検査用ウェーハ１６A、１６B、１６C、１
６Dとしてロットから抜き取るため、初期ロット１５が
例えば１０枚とすると最終的なロット１５’Dの枚数は
６枚になってしまう。つまり、検査回数が多いと、最終
的な取得ウェーハは減少してしまい良品部品の取得の歩
留の低下を招いていた。

【０００８】これに対して、ウェーハを分断することな
く試料作製できる方法がある。この方法は、特開平０５
−５２７２１号公報に『試料の分離方法及びこの分離方
法で得た分離試料の分析方法』が開示されている。この
方法は図２に示すように、まず、試料２０の表面に対し
FIB２９が直角に照射するように試料２０の姿勢を保
ち、試料上でFIB２９を矩形に走査させ、試料表面に所
要の深さの角穴２１を形成する（図３(a)）。次に、試
料表面に対するFIBの軸が約７０°傾斜するように試料
を傾斜させ、底穴２２を形成する。試料の傾斜角の変更
は、試料ステージ（図示せず）によって行われる（図３
(b)）。試料の姿勢を変更し、試料の表面がFIBに対して
再び垂直になるように試料を設置し、切り欠き溝２３を
形成する（図２(c)）。マニピュレータ（図示せず）を
駆動し、マニピュレータ先端のプローブ５４の先端を、
試料２０を分離する部分に接触させる（図３(d)）。ガ
スノズル２５から堆積性ガス２６を供給し、 FIBをプロ
ーブの先端部を含む領域に局所的に照射し、イオンビー
ムアシストデポジション膜（以下、デポ膜２７と略す）
を形成する。接触状態にある試料の分離部分とプローブ
２４の先端はデポ膜２６で接続される（図３(e)）。 FI
B２９で残りの部分を切り欠き加工し（図３(f)）、試料
２０から分離試料２８を切り出す。切り出された分離試
料２８は、接続されたプローブ２４で支持された状態に
なる（図３(g)）。この分離試料２８を、上記第２の従
来手法と同様にFIBで加工し、観察しようとする領域を
ウォール加工するとTEM試料（図示せず）となる。ウェ
ーハなど試料から所望の解析領域を含む微小試料片を、
FIB加工と微小試料の搬送手段を駆使して分離する方法
である。この方法で分離した微小試料を各種解析装置に
導入することで解析することができる。しかし本方法
は、微小試料を分離するために試料を約７０°も大きく
傾斜させてFIBを斜め照射している。FIBの集束性から要
求される対物レンズと試料との間隔を考慮すると、この
ような大傾斜はFIB性能を悪化させてしまい、満足な加
工が出来ないと予想される。通常用いられているFIB装
置性能を維持するには６０°程度が限度である。また、
直径300mmなど大口径ウェーハ用試料ステージを７０°
も大きく傾斜させることは、機械的に非常に困難であ
る。たとえ７０°の大傾斜が可能としても摘出試料の底
面は７０°の傾斜を持ち、水平面の試料ホルダに設置す
ると、本来の試料表面は試料ホルダ面に対して２０°も
傾斜しており、表面に対してほぼ垂直な断面やウォ−ル
を形成することが困難となる。試料基板の表面に対しほ
ぼ垂直な断面やウォールを形成するためには、底面の傾
斜を小さくして底面を表面に平行に近くすることが必須
で、そのためには試料傾斜をさらに大きくしなければな
らず、これは上述の装置上の制約からさらに困難になる
という問題点を有している。

【０００９】このようなことから、良品部品の取得の歩
留向上のために、ウェーハを切断することなく、しかも
試料作製装置として実現性のある装置構成で、解析領域
を摘出できてTEMを始め各種解析向きの試料に加工でき
る作製方法が確立されることが望まれていた。

【００１０】（２）モジュールプロセスと逐一検査 電子部品の製造において、最終段階で良不良の判定をし
ていると、不良発生時に発生原因を追及することが困難
で、たとえ原因が明らかになっても途中のプロセス条件
を見直した対策品を作り終えるまでに多大の時間と手間
を要する。反対に、早期良品の製品化を実現するために
は逐一モニタ、検査することが好ましいが、各プロセス
毎、全プロセスに渡って逐一検査していると検査時間に
膨大な時間を要するとともに、検査装置が膨大な数とな
り、安価で早期良品製品化の目的には反する。

【００１１】そこで、全プロセスを数個（２個以上１０
個以内程度）のグループ（モジュール）に分割し、その
モジュールのプロセスが完了したウェーハロットの中の
１枚を検査する。しかし、従来のように、各検査ごとに
ウェーハを割段して検査していると、最終工程で得られ
るウェーハはわずかになってしまう。例えば、１ロット
１０枚として全工程中にモニタ箇所が５回あれば、最終
工程に残るウェーハ枚数は多くとも５枚である。この５
枚のウェーハの中から良品のチップを選別するため、初
期の１０枚のウェーハに対して最終的に得られる良品チ
ップの割合（歩留）は非常に低苦なってしまう。しか
し、本願によるデバイス製造方法によると、上記（１）
の新規な方式を採用するため、１ロット１０枚のウェー
ハは最終工程まで残り、途中の検査によって完全に使え
ないチップはわずか数チップで済む。検査するウェーハ
はロット内で特定しておき、検査するチップの特定して
おくと検査によって破損するチップは最低限の数個で済
む。この数個の具体的数値は、製造現場によって異な
り、例えばウェーハ内の任意の一箇所でよいと判断すれ
ば一箇所手済むし、ウェーハ面内分布の影響を常にチェ
ックしなければならないと判断するならウェーハ中心部
と周辺部９０°ピッチで４箇所の５箇所となる。このよ
うに、検査に必要な箇所、個数、およびそれらの検査に
要する時間などを考慮したライン管理者の判断に依存す
る。

【００１２】なお、ウェーハから検査すべきデバイスを
抜き取って検査モニターを行なう方法として、特開平４
-１１１３３８号公報『デバイス打ち抜き検査モニター
法を用いたデバイス製造方法』がある。本特開平４-１
１１３３８号公報は検査モニター用基板から部分的に単
位デバイスを打抜き、この打抜いたデバイスを用いてプ
ロセスの検査モニターを行なう方法である。この方法の
特徴は、検査すべきデバイス部分を基板を貫通するよう
に打抜くことにある。従って、打抜かれた基板には貫通
孔が残る。しかし、このような貫通孔を有したままのウ
ェーハに対して、半導体プロセスを施せないのは勿論の
こと、例え、この公知例内に記載されているような打抜
き場所にダミーの単位デバイスを戻したとしても、サブ
ミクロンの加工を行なう半導体製造に耐えうるように空
隙なく打抜き場所を平滑に戻すことは不可能であること
は、半導体製造に関わる当業者なら容易に判断できる。

【００１３】上述の問題点に鑑み、本願の第１の目的
は、材料を評価のために無駄に消費しない新たな電子部
品製造方法を提供することにあり、また、第２の目的は
上記第１の目的を達成するための電子部品製造システム
を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このように、プロセスの
進捗度を監視するにあたり、ウェーハに大きな凹凸を発
生すること無く、素子が存在するウェーハ表面からわず
か数μmから１０μm程度の部分を摘出して、これを各種
解析手段に適合する形状に加工することが好ましいが、
特開平０５−５２７２１号公報ような試料作製装置が法
外な負担を持たせることは、装置コストの上昇と装置性
能の低下とを招いてしまう。そこで、ウェーハを割断す
ることなく、表面からわずか数μmから数十μm程度の部
分を、試料作製装置の構造に大きな負荷を与えること無
く摘出できる本願の一部である新規な微小試料（マイク
ロサンプル）の作製技術を適用し、また、製造プロセス
を見直して一連のプロセスに対して逐次、ウェーハを割
断することなく評価する技術を採用することが上記課題
を解決する道である。つまり、本願による電子部品製造
方法のポイントは、（イ）ウェーハから数十μm程度の
マイクロサンプルを摘出して、これをTEMを始め各種の
解析手段に最適な試料に加工するマイクロサンプリング
法を用いる点、また、（ロ）電子部品を製造する全プロ
セスを数個のグループに分け、従来の連続したプロセス
を複数個一括して評価する新たな評価方法を用いる点に
ある。つまり、モジュールプロセスという概念を取り入
れる。即ち、モジュールプロセスとは、製造しようとす
る電子部品のうちある部分が形としてまとまる一連の複
数のプロセスを指す。類似する電子部品を製造する際、
全プロセスが全て同じことはないが、頻繁に繰り返され
たり、部分的に共通なプロセスが連続する場合がある。
その一連のプロセスをモジュール化しておくと、モジュ
ールとして汎用性があり、他の部品の製造にも適用でき
る。図４において、電子部品の製造プロセスがプロセス
s1からプロセスs11まで連続しているとする。実際には
もっと多くのプロセスを通過するが、ここでは省略して
いる。図４は、プロセスs1からプロセスs4までのグルー
プをモジュールプロセスm1とし、以下、プロセスs4から
プロセスs5までをモジュールプロセスm2、プロセスs6か
らプロセスs8までをモジュールプロセスm3、プロセスs9
からプロセスs11までをモジュールプロセスm4とした例
である。なお、上記（イ）については、下記実施の形態
例３において詳述する。

【００１５】つまり、上記第１の目的を実現するために
は、具体的には、（１）試料に複数の加工プロセスを施
して電子部品を形成する電子部品製造方法であって、加
工プロセスの終了時に上記試料の一部表面を摘出し、上
記一部表面に対して上記加工プロセスでの加工の進捗を
モニタまたは検査または解析のうちの少なくともいずれ
かを行なう工程を含む電子部品製造方法、または、
（２）試料に複数の加工プロセスを施して電子部品を形
成する電子部品製造方法であって、予め定めた連続した
複数の加工プロセスの終了時に上記試料の一部表面を摘
出し、上記一部表面に対して上記連続した加工プロセス
での加工の進捗をモニタまたは検査または解析のうちの
少なくともいずれかを行なう工程を含む電子部品製造方
法、または、（３）試料に複数の加工プロセスを施して
電子部品を形成する電子部品製造方法であって、予め定
めた特定の加工プロセスの終了時に上記試料の一部表面
を摘出し、上記一部表面に対して上記特定の加工プロセ
スまでの加工の進捗をモニタまたは検査または解析のう
ちの少なくともいずれかを行なう工程を含む電子部品製
造方法、または、（４）試料に複数の加工プロセスを施
して電子部品を形成する電子部品製造方法であって、上
記電子部品の完成までの全加工プロセスを連続した複数
の上記加工プロセスからなる複数のモジュールプロセス
に分割し、上記モジュールプロセスの終了時に上記試料
の一部表面を摘出し、上記一部表面に対して上記モジュ
ールプロセスでの加工の進捗をモニタまたは検査または
解析のうちの少なくともいずれかを行なう工程を含む電
子部品製造方法、または、（５）複数個の試料をロット
として上記各試料に複数の加工プロセスを施して電子部
品を形成する電子部品製造方法であって、上記電子部品
の完成までの全加工プロセスを、連続した複数の上記加
工プロセスからなる複数のモジュールプロセスに分割
し、上記各モジュールプロセスの終了のたびに上記ロッ
ト内の特定試料の一部表面を摘出し、上記一部表面に対
して上記モジュールプロセスでの加工の進捗をモニタま
たは検査または解析のうちの少なくともいずれかを行な
う工程を含む電子部品製造方法を用いればよい。

【００１６】また、上記（１）から（５）のいずれかに
おいて、（６）上記試料はシリコン半導体ウェーハ、エ
ピタキシャル成長シリコンウェーハ、基板に形成された
シリン薄膜を有するウェーハ、化合物半導体ウェーハ、
磁気ヘッド集積ウェーハのうちのいずれかであるか、ま
たは、（７）上記電子部品は、シリコン半導体装置、化
合物半導体装置、磁気記録再生用ヘッド、光磁気記録再
生用ヘッドのうちのいずれかであるか、または、（８）
上記試料の一部表面を摘出する工程が、エネルギビーム
の照射による上記試料の除去と、摘出する試料の搬送部
への付着とを少なくとも含む工程であるか、または、
（９）上記検査は予め定めた箇所について形状、寸法、
元素分布、元素濃度、不純物分布、不純物濃度のうち少
なくともいずれかの実測と、予め定めた基準とを比較し
て上記モジュールプロセスの良不良を判断する方法か、
または、（１０）上記検査は透過型電子顕微鏡、走査型
透過電子顕微鏡、走査型電子顕微鏡もしくは走査型プロ
ーブ顕微鏡のうちの少なくともいずれかを用いるか、ま
たは、（１１）上記モニタは予め定めた箇所について、
電子ビーム、イオンビーム、Ｘ線、レーザ光のうちの少
なくともいずれかを照射して得られる物理数と、予め定
めた基準と逐一比較して上記モジュールプロセスの達成
度を把握するか、または、（１２）上記解析は、電子ビ
ーム、イオンビーム、Ｘ線の少なくともいずれかを用い
て元素分析し、予め定めた基準の元素分布または元素濃
度、不純物分布、不純物濃度のうち少なくともいずれと
比較して良不良を判断するか、または、（１３）上記解
析は、予め定めた箇所について予め定めた基準の形状、
寸法、元素分布、元素濃度、不純物分布、不純物濃度の
うち少なくともいずれかを外れた原因を解明するか、ま
たは、（１４）上記モニタまたは検査または解析のうち
の少なくともいずれかを行なう工程において得たデータ
は、少なくとも計算処理機に保存するか、または、（１
５）上記一部表面を摘出した領域を上記計算処理機に記
憶し、上記全加工プロセス終了後に、上記一部表面を摘
出した領域を含む電子部品を除外する方法か、または、
（１６）上記一部表面を摘出際に、イオン源による汚染
を防止するためにイオン源として希ガス特にArガスが用
いられる。このガスはガリューム(Ga)とは異なり金属と
もならないため汚染源になりずらい。このイオン源を用
い摘出したもとの基板を対象のモジュールプロセスに投
入する方法であってもよい。

【００１７】また、上記（３）における上記特定のプロ
セスは、特に、（１７）上記試料に開孔を設けるエッチ
ング工程であるか、（１８）上記試料の少なくとも一部
に膜を設けるか、開孔部を埋める成膜工程であってもよ
い。

【００１８】さらに、上記（４）または（５）における
上記モジュールプロセスの一つは、（１９）シリコン半
導体メモリプロセスにおけるゲート電極作製完了までの
一連のプロセスであるか、または、（２０）シリコン半
導体メモリプロセスにおけるゲート電極作製完了以降、
シリコン基板と接続するプラグ電極作製完了までの一連
のプロセスであるか、または、（２１）シリコン半導体
メモリプロセスにおける金属配線形成の一連のプロセス
であってもよい。

【００１９】また、上記（１）から（５）のいずれかに
おける上記モニタまたは検査または解析のうちの少なく
ともいずれかを行なう工程は、（２２）半導体デバイス
におけるコンタクトホールの断面形状の評価を行なう工
程であるか、または、（２３）半導体デバイスにおける
ゲート酸化膜の評価を行なう工程であるか、または、
（２４）半導体デバイスにおける単一トランジスタの動
作特性の評価を行なう工程であってもよい。

【００２０】さらに、特に、（２５）上記（８）におい
て、上記エネルギビームが、集束イオンビーム、投射イ
オンビーム、電子ビーム、レーザービームの少なくとも
いずれかであればよく、（２６）上記（１５）におい
て、上記計算処理機に保存した上記データと、あらかじ
め定めた基準とを比較して上記基準を満足しない場合、
上記計算処理機は対象とする上記モジュールプロセスの
加工条件を修正するように命令を下す工程を伴ってもよ
い。

【００２１】また、上記第２の目的を達成するために
は、（２７）集束イオンビームの照射光学系と、上記集
束イオンビームの照射によってウェーハから発生する二
次粒子を検出する二次粒子検出器と、上記ウェーハを載
置する試料ステ−ジと、上記ウェーハの一部表面を分離
した摘出試料を別の部材に移し変える移送部とを少なく
とも有する構成であればよい。特に、（２８）上記（２
７）における、上記搬送部は、XYZ軸方向に移動可能な
機構と、摘出する試料に接触する針状部材とから構成さ
れることでよい。

【００２２】

【発明の実施の形態】本願による電子部品製造方法の実
施の形態例は、試料に複数の加工プロセスを施して電子
部品を形成する電子部品製造方法において、加工プロセ
スにおいて上記試料の基板表面を含む一部を摘出し、上
記基板表面を含む一部に対して上記加工プロセスでの加
工の進捗をモニタまたは検査または解析のうちの少なく
ともいずれかを行なう工程と、基板表面を含む一部除去
した後、基板を更に加工プロセスへ戻し回路パターンを
製造する方法にある。

【００２３】＜実施形態例１＞本実施例は、本願による
電子部品製造方法の基本的な流れをウェーハの流れと共
にを図１を用いて説明する。

【００２４】モジュールプロセスm1に投入されたロット
1は、モジュールプロセスm1の完了後、ロット１のうち
所定の枚数を検査用試料２として選別し、残された試料
３は待機する。選別した検査用試料２から検査すべき箇
所４をマイクロサンプル５として摘出する。微小試料５
を摘出された検査用試料２は再び上記残された試料３に
組み込まれ、ロット1Aとして次のモジュールプロセスm2
に投入する。ここで、マイクロサンプル５は各種解析装
置６に対応できるように加工を施し、経路ｆを通って解
析装置６に送り、マイクロサンプル５の注目する部分を
解析する。解析結果は計算処理機７に送りデータベース
として保存する。蓄えられたデータベースは必要に応じ
て通信経路ｈを通ってモジュールプロセスm1もしくはモ
ジュールプロセスm2に伝達し、プロセス条件の変更など
の指令を行なう。このように、モジュールプロセスm1か
らモジュールプロセスm2に至る間に、ウェーハは経路
a、b、c、dを経て、その間、解析すべき微小試料が摘出
されることが大きな特徴である。また、検査によって試
料が減少することはなく、モジュールプロセスm1に投入
するロット1とモジュールプロセスm2に投入するロット
１の試料数は同じである。なお、マイクロサンプル５の
摘出方法（経路ｅ）については、下記実施例２で詳述す
る。図中、符号ma、mbはモジュールプロセス間の経路を
示している。

【００２５】以上は、基本的なフローを説明したが、こ
こでは全モジュールプロセスフローについて図５を用い
て説明する。

【００２６】図５において、符号s21、s22、s23、s24は
各モジュールプロセスである。まず最初、モジュールプ
ロセスs21に投入される１ロット４０のウェーハ枚数を
ここでは例えば１０枚とする。ステップs21を完了した
ロットは１枚を検査用ウェーハ４１Aと残りのウェーハ
群４２Aに分けて（経路a）、検査用ウェーハ４１Aを試
料作製装置（図示せず）に送り（経路b）、その検査用
ウェーハ４１Aからμmレベルのマイクロサンプル４３A
を摘出する。摘出されたウェーハ４１Aはもとのウェー
ハ群４２Aと併せるか、他のウェーハ群と併せてロット
４０Aとして（経路c）次のモジュールプロセスm22に送
る。この時のロット４０Aは、ウェーハ４１Aを割断せず
に試料作製したため、もとのロット４０と枚数は同じで
ある。つまり、モジュールプロセスを完了してそのうち
の１枚を検査用に割り当てても、ロットの枚数を減少さ
せることなく、次のモジュールプロセスm22に送ること
ができる。一方、摘出したマイクロサンプル４３Aは試
料作製装置において各種解析装置、例えばTEMに適合す
る解析試料４４Aに加工し（経路d）、各種解析、例えば
TEM観察する。このときの観察形状など解析データは共
通の計算処理機（図示せず）に送り保存すると共に、プ
ロセスm21でのプロセス条件の最適化や変動の修正のた
めに用いる。

【００２７】以下、モジュールプロセスm22完了後のウ
ェーハの流れは、上記モジュールプロセスm21完了後の
ウェーハの流れと同じで、上記ウェーハ４１Aの変わり
に４１B、４１C、４１D、ウェーハ群４２Aの変わりに４
２B、４２C、４２D、マイクロサンプル４３Aの代りに４
３B、４３C、４３D、解析試料４４Aの代りに４４B、４
４C、４４Dと読み代えることで全工程が理解できる。こ
のようなプロセスによって電子部品の全製造プロセスが
完了する。

【００２８】この全プロセスにおいて、各モジュールプ
ロセスの完成度を検査する工程があり、あるモジュール
プロセスにおいて不良部が発見されると、その情報は即
時、このプロセスを管理する計算処理機（図１の符号
７）に送信され、該当モジュールプロセスの該当プロセ
スの条件を修正するように命令が送信され、プロセス条
件の修正によって不良部発生の改善が図られる。また、
検査箇所はウェーハを割断することなく得られ、摘出さ
れたウェーハは次のプロセスに導入されるため、全モジ
ュールプロセスが完了した後も、ウェーハのロット４０
Dの枚数は最初のロット４０と変りはなく、ウェーハを
無駄に廃棄することは無くなり、経済的効果は大きい。

【００２９】なお、ウェーハ４１からマイクロサンプル
４３を摘出して各種解析装置に適合するサンプルに加工
する試料作製方法については実施例２で、また、試料作
製装置については実施例３で説明する。

【００３０】＜実施形態例２＞本実施例では、ウェーハ
の所定の場所からマイクロサンプルを摘出して各種分析
装置に適合する試料に加工する方法について説明する。

【００３１】試料基板から微小試料を摘出するために
は、微小試料を基板から分離することが必須で、摘出試
料の底面となる面と基板との分離工程が伴う。特開平０
５−５２７２１号公報に示されたFIBによる分離法で
は、基板表面に対し斜方向からFIBを入射させて加工す
るため、摘出した試料片の底面には、分離時のイオンビ
ーム入射角と加工アスペクト比からなる傾斜が付く。公
知例では、分離する（底穴を形成する）ために試料を約
７０°も大きく傾斜させている。

【００３２】FIBの集束性から要求される対物レンズと
試料との間隔を考慮すると、このような大傾斜はFIB性
能を悪化させてしまい、満足な加工が出来ないと予想さ
れる。通常用いられているFIB装置性能を維持するには
６０°程度が限度である。また、直径300mmなど大口径
ウェーハ用試料ステージを７０°も大きく傾斜させるこ
とは、機械的に非常に困難である。たとえ７０°の大傾
斜が可能としても摘出試料の底面は７０°の傾斜を持
ち、水平面の試料ホルダに設置すると、本来の試料表面
は試料ホルダ面に対して２０°も傾斜しており、表面に
対してほぼ垂直な断面やウォ−ルを形成することが困難
となる。試料基板の表面に対しほぼ垂直な断面やウォー
ルを形成するためには、底面の傾斜を小さくして底面を
表面に平行に近くすることが必須で、そのためには試料
傾斜をさらに大きくしなければならず、これは上述の装
置上の制約からさらに困難になる。従って、本願が目指
すような摘出した試料を別の部材（試料ホルダ）に設置
して、他の観察装置や分析装置に導入するためには、垂
直断面が形成できる別の分離方法を検討しなければなら
ない。（但し、特開平０５−５２７２１号公報では分離
した試料は試料ホルダの類に設置することなく、搬送手
段のプロ−ブに付けたまま観察する方法であるため、底
面の形状は影響しない。）このような状況から、本願に
よる試料作製方法では試料ステージを極端に大きく傾斜
することなく、微小試料を摘出することが実現できる。
さらに、摘出試料の厚み（ウォ−ルの厚み方向と同じ）
を薄く加工することができるため、ウォ−ル加工時間が
大幅に削減できる方法である。

【００３３】以下に、本願による試料作製方法の具体的
手順を説明する。ここでは、試料の例としてTEM観察す
べき試料の作製方法を取り上げ、TEM試料作製すべき箇
所のマーキングから最終的なウォール加工まで、すべて
FIB装置内で行なう方法を説明する。また、手順を明確
にするために以下にいくつかの工程に分割して、図６を
用いて説明する。

【００３４】図６(ａ)：本試料作製方法では、TEM観察
領域を含む摘出試料をまず作製するため、試料基板から
の摘出後にTEM観察部であるウォールの形成位置が特定
できなくなる危険性がある。このため、観察位置を特定
するマーキングが必要となる。試料がまだウェーハやチ
ップの状態では、CADデータ等から位置割り出しや光学
顕微鏡像、FIBのSIM像からのによる位置確認が可能であ
るため、最初にウォール形成位置にマーキングする。マ
ーキングは、例えば観察断面を形成する両端にマーク13
0をFIB加工やレーザ加工等で施す。

【００３５】本例では、観察領域を挟んで１０μm間隔
で+（プラス）マーク130を２個施した。上記２個のマー
ク130を結ぶ直線は試料ステージの傾斜軸と平行になる
ように事前に、試料ステージを回転調整しておく。上記
２個のマーク130を結ぶ直線上で、２個のマーク130の両
側にFIB131によって２個の矩形穴132を設けた。開口寸
法は例えば１０×７μm、深さ１５μm程度で、両矩形穴
の間隔を30μmとした。いずれも、短時間に完了させる
ために直径０.１５μm程度で電流約10nAの大電流FIBで
加工した。加工時間はおよそ７分であった。

【００３６】図６(ｂ）：次に、上記マーク130を結ぶ直
線より約２μm 隔てて、かつ、一方の矩形穴と交わるよ
うに、他方の矩形穴には交わらないように幅約２μm 、
長さ約３０μm、深さ約１０μmの細長垂直溝133を形成
する。ビーム131の走査方向は、FIBが試料を照射した時
に発生するスパッタ粒子が形成した垂直溝や大矩形穴を
埋めることがないようにする。一方の矩形穴132と交わ
らない小さな領域は、後に摘出すべき試料を支える支持
部134になる。

【００３７】図６(ｃ）：図6（ａ）（ｂ）工程の後、試
料面を小さく傾斜（本実施例では１５°）させる。ここ
で、上記２個のマーク130を結ぶ直線は試料ステージの
傾斜軸に平行に設定しているため、垂直溝133が上にあ
がるような方向に傾斜させる。そこで、上記マーク130
を結ぶ直線より約2μm 隔てて、かつ、上記細長い溝と
は反対側に、上記両矩形穴132を結ぶように、幅約２μm
、長さ約３２μm 、深さ約１５μmの細長い溝135を形
成する。FIB照射によるスパッタ粒子が形成した矩形穴
や溝を埋めることがないようにする。試料基板面に対し
て斜めから入射したFIBによって斜溝135が形成され、先
に形成した垂直溝133と交わる。図６（ａ）から（ｃ）
の工程によって支持部134を残して、マーク130を含み、
頂角が１５°の直角三角形断面のクサビ型摘出試料が片
持ち梁の状態で保持されている状態になる。なお、ここ
では、試料ステージの傾斜角が１５°について説明した
が、１５°に限定されることはない。但し、(1)試料ス
テージの傾斜の際の機械的構造および強度、(2)斜溝形
成の際の周辺加工量の削減、それに伴う加工時間の短
縮、(3)試料摘出後の基板（ウェーハ）に残された穴の
縮小化、(4)形成された穴による基板の機械的強度低下
の防止、(5)斜溝形成の際の溝底付近でのスパッタ粒子
による深穴形成の困難さを考慮すると、試料ステージは
なるべく低傾斜にして、斜溝の深さを浅くして、加工時
間の短縮と、摘出する試料と形成される穴の微細化を満
足する傾斜角がよく、具体的には傾斜角４５°以下が望
ましく、さらには５°以上３０°以下が最も好ましい。
従って、方法では特開平０５−５２７２１号公報のよう
にステージを７０°もの大傾斜にする必要もないし、特
開平４-１１１３３８号公報のように基板に貫通孔をさ
せることも無く、必要な部分を短時間で基板に影響する
ことなく摘出することができる。

【００３８】図６(ｄ）：次に、試料ステージを水平に
戻し、摘出すべき試料136の支持部134とは反対の端部に
移送手段先端のプローブ137を接触させる。接触は試料
とプローブ137との導通や両者間の容量変化によって感
知することができる。また、不注意なプローブ137の押
し付けによって、摘出すべき試料136やプローブ137の破
損を避けるために、プローブ137が試料に接触した時点
で＋Z方向駆動を停止させる機能を有している。次に、
摘出すべき試料136にプローブ137を固定するために、プ
ローブ137先端を含む約２μm平方の領域に、デポジショ
ン用ガスを流出させつつFIB131を走査させる。このよう
にしてFIB照射領域にデポ膜138が形成され、プローブ13
7と摘出すべき試料136とは接続される。

【００３９】図６(ｅ)(ｆ）：摘出試料を試料基板から
摘出するために、支持部134にFIB照射してスパッタ加工
することで、支持状態から開放される。支持部134は試
料面上から見て２μm平方、深さ約１０μmであるため２
〜３分のFIB131走査で除去できる。

【００４０】プローブ137の先端に接続されて摘出した
摘出試料139は試料ホルダに移動させるが、実際には、
試料ステージを移動させ、FIB走査領域内に試料ホルダ
を移動させる。このとき、不意の事故を避けるために、
プローブ137を＋Z方向に退避させておくとよい。ここ
で、試料ホルダの設置状態は後述するように種々の形態
があるが、本例では、サイドエントリ型のTEMステージ
上に設置していることを想定している。

【００４１】図６(g)(ｈ）： FIB走査領域内に試料ホル
ダが入ってくると試料ステージ移動を停止し、プローブ
137をーZ方向(試料台方向)に移動させ、試料ホルダ140
に接近させる。摘出試料139が試料ホルダ140に接触した
時、デポガスを導入しつつ摘出試料139と試料ホルダ140
と接触部にFIB131を照射する。この操作によって摘出試
料は試料ホルダ140に接続できる。本実施例では摘出試
料139の長手方向の端面にデポ膜142を形成した。FIB照
射領域は３μm平方程度で、デポ膜142の一部は試料ホル
ダ140に、一部は摘出試料側面に付着し、両者が接続さ
れる。摘出試料139を確実にTEM試料に固定するために
は、試料ホルダ140の摘出試料固定面に２x２５μm、深
さ３μm程度の細長溝141をFIB131によって事前に形成し
ておき、この細長溝に摘出試料139を移送手段によって
挿入した後、摘出試料139の端面にデポ膜142を形成する
と摘出試料139は確実に固定できる。

【００４２】また、試料の観察領域がサイドエントリ試
料ステージの回転中心軸上に配置されることが望まれる
が、固定する試料が数μmから20μm程度の小ささである
ため、実質的には、試料ホルダの固定面がサイドエント
リ試料ステージの軸上に来るように配置しておく。この
ような構成によって、試料を容易に観察視野内に設置す
ることができる。

【００４３】また、この時、サイドエントリー型試料ス
テージ軸は汎用ステージの傾斜軸に平行にしておく。こ
の構成によって摘出した試料の方向を回転させる必要が
なくなるので、移送手段に複雑な機構を設ける必要はな
い。さらに、サイドエントリー型試料ステージを設置す
ることによって、加工後、直ちにTEMに導入でき、追加
工が必要な場合、直ちにFIB装置内で加工ができるとい
う効果がある。

【００４４】図６(ｉ）：次に、デポ用のガスを導入を
停止した後、プローブ137と摘出試料139を接続している
デポ膜138にFIBを照射してスパッタ除去することで、プ
ローブ137を摘出試料139から分離でき、摘出試料139は
試料ホルダ140に自立する。

【００４５】図６(ｊ）：最後に、FIB照射して、最終的
に観察領域を厚さが100nm以下程度のウォール143になる
ように薄く仕上げ加工を施してTEM試料とする。このと
き、摘出試料の長手方向の側面の一方が垂直面であるた
め、ウォール加工のためにFIB照射領域を決定する際、
この垂直面を基準にすることで、試料基板表面にほぼ垂
直なウォール143を形成することができる。また、FIB照
射に先立ち、ウォール面をより平面的に加工するため
に、ウォール143形成領域を含む上面にFIBデポ膜を形成
しておくとよい。この方法は既によく知られている。上
述の加工の結果、横幅約１５μm、深さ約１０μmのウォ
ールが形成でき、TEM観察領域ができあがる。以上、マ
ーキングからウォール加工完成まで、約１時間３０分で
従来のTEM試料作製方法に比べて数分の１に時間短縮で
きた。また、摘出した試料の大きさは、幅２から４μ
m、長さ１５〜３０μm、高さ１５〜２０μm程度の小さ
さで、特開平４-１１１３３８号公報での基板を打抜い
て形成した検査デバイスの大きさ比べて圧倒的に小さい
ことがわかる。

【００４６】このようにしてウォール加工後、サイドエ
ントリ型TEMステージを引き抜き、TEMの試料室に導入す
る。このとき、電子線経路と、ウォール面が垂直に交わ
るようにTEMステージを回転させて挿入する。その後のT
EM観察技術についてはよく知られているので、ここでは
省略する上記の試料作製手順は、TEM試料に限らず、他
の分析や観察手法に用いることも可能である。

【００４７】なお、本願による試料作製方法と特開平０
５−５２７２１号公報による試料の分離方法と大きく異
なる点は、(１)試料の摘出（分離）に際してのビーム照
射方法が全く異なり、摘出試料をなるべく薄くするため
と、底面の分離を簡便にするために長手方向（TEM観察
面に平行方向）の側面を傾斜加工すること、(２)摘出し
た試料は移送手段とは別の部材である試料ホルダに固定
すること、（３）試料台を大きく傾斜させることなく、
４５°以下の低傾斜で目的とする部分を摘出できること
である。

【００４８】また、特開平４-１１１３３８号公報によ
る検査モニター法と異なる点は、基板（ウェーハ）を打
抜いて貫通孔を形成することなく、ウェーハ表面の１０
μm程度を摘出するため、ウェーハに対するダメージを
最低限であり、摘出する試料がミクロンレベルであるた
め、加工時間が非常に短いという相違点を有する。

【００４９】このように、本試料作製方法を用いること
で、所望の箇所をマークしたその場で、デバイスチップ
や半導体ウェーハから、人の手作業を介することなく、
試料基板を装置から出すことなくTEM観察用や他の分析
／計測／観察のための試料を作製することできる。

【００５０】＜実施形態例３＞図７は、本願による電子
部品製造方法における試料からマイクロサンプルを摘出
し、各種解析装置に適する試験片に加工するときに用い
る試料作製装置の一実施例の概略構成図である。

【００５１】試料作製装置７１は、試料基板や摘出試料
の加工や観察をするFIB照射光学系７２、このFIB照射に
よって試料から放出する二次電子や二次イオンを検出す
る二次粒子検出器７３、FIB照射領域にデポジション膜
を形成するための元材料ガスを供給するデポガス源７
４、半導体ウェーハや半導体チップなどの試料基板７２
を載置する試料ステージ７５、試料基板の一部を摘出し
た微小な摘出試料を固定する試料ホルダ７６、試料ホル
ダを保持するホルダカセット７７、摘出試料を試料ホル
ダに移し変える移送手段７８などを少なくとも有した構
成であり、さらに、試料ステージ７５の位置を制御する
ためのステージ制御装置８０、移送手段７８を駆動する
ための移送手段制御装置８１、試料ホルダ７６や試料基
板８２や移送手段７８などを映像化する画像表示手段８
３、FIB照射光学系２のFIB制御装置８４なども構成さ
れ、この他、デポガス源制御装置８５、ステ−ジ制御装
置８６、画像表示手段８３、移送手段制御装置８１など
は計算処理装置８７により制御される。

【００５２】FIB照射光学系７２は、液体金属イオン源
から放出したイオンをビーム制限アパチャ、集束レン
ズ、対物レンズを通すことで直径１０数nmから１μm程
度のFIB９４を形成する。FIB９４を偏向器を用いて試料
基板８２上を走査することで、走査形状に試料基板８２
にμmからサブμmレベルの加工ができる。ここでの加工
とは、スパッタリングによる凹部や、FIBアシストデポ
ジションによる凸部、もしくは、これらを組み合わせて
試料基板の形状を換える操作を指す。FIB照射によって
形成するデポジション膜は、移送手段７８の先端にある
接触部と試料基板８２を接続したり、摘出試料を試料ホ
ルダに固定するために使用する。また、FIB照射時に発
生する二次電子や二次イオンを二次粒子検出器７３で検
出して画像化することで加工領域などを観察することが
できる。

【００５３】試料ステージ７５は試料室８８に設置さ
れ、FIB照射光学系7３等も真空容器内に配置されてい
る。試料ステージ７５は、試料ホルダ７６を搭載したホ
ルダカセット７７が着脱でき、ステ−ジ制御装置８０に
よって、３次元（X,Y,Z）方向の移動及び傾斜、回転が
制御される。

【００５４】以下、本願による試料作製装置７１の各部
（移送手段７８およびその設置場所、試料ホルダ７６の
設置箇所と試料ホルダ６そのものの形態、摘出試料の試
料ホルダ7６への設置方法、および手段、試料ステー
ジ）について詳細について説明する。摘出試料の移送手
段の概略構成について説明する。移送手段７８は図７に
おいてモータやギヤ、圧電素子などで構成して、１μm
程度のストロークで、数μmの移動分解能を有してい
る。

【００５５】公知の技術（特開平４-１１１３３８号公
報）によれば、分離試料を搬送する搬送手段はバイモル
フ圧電素子３個をXYZ軸に対応して構成しているが、そ
の搬送手段の設置位置は不明で、唯一上記公報の図３か
らステージ上に設置されていると読み取れる。このよう
に、搬送手段が試料ステージに設置されていると、対象
試料が例えば直径300mmのウェーハの中心部にある場合
では、搬送手段先端の移動ストロークが、搬送手段位置
から試料の所望箇所までの距離に比べて遥かに小さいた
め、試料ステージに設置された搬送手段では届かないと
いう致命的問題点を有することになる。さらに、上記の
３軸がバイモルフ圧電素子の構成では、バイモルフ圧電
素子は一端を支点にして他端がたわむ動きをするため、
他端は印加電圧に従って円弧を描く。つまり、XY平面内
の移動では、１個のバイモルフ圧電素子の動作では搬送
手段先端のプローブが１軸方向に直線的に動作しない。
従って、３個のバイモルフ圧電素子で微動部を構成して
プローブ先端を所望の位置に移動させるためには３個の
バイモルフ圧電素子を複雑に制御しなければならない。
これに対して、正確に直線駆動が可能な３軸の駆動手段
を用いればよいが、１００μmから数mmの長いストロー
クとμmオーダの分解能を兼ね備えた機構で移動手段を
構成しようとすると、機構が複雑になってしまい、試料
周辺の２次粒子検出器やデポガス源など他の構造物と干
渉してしまい、更に別の問題を産み出してしまう。

【００５６】以上のことから本願では、移送手段７８
は、試料基板が大口径のウェーハであっても、その任意
の箇所から素早くサンプリングすることを実現するため
に、移動速度が早くストロークが大きい粗動部と、粗動
部の移動分解能と同等のストロークを有して高い移動分
解能の微動部とで構成し、移送手段全体を試料ステージ
と独立して設置して、サンプリング位置の大きな移動は
試料ステージ７５の移動に分担させた。

【００５７】移送手段７８の先端は直径５０μm程度の
細いタングステン線で形成されたプローブ６８を連結し
た。バイモルフ圧電素子６７に電圧を与えることで、プ
ローブ６８先端は微動する。

【００５８】移動手段７８は試料室の空間を利用して試
料室８８の天井面に設置している。装置構成が異なって
も対応できるという本構成特有の利点がある。

【００５９】そして、図７は、FIB照射光学系７２の対
物レンズの最終レンズ電極面に設置した例である。 試
料室８８の空間を利用していて、装置外部に余分な機器
を突出させることなく、装置外部が複雑な他機種にも適
用でき、装置外観を簡素にまとまるという利点がある。

【００６０】その他、種々配置例は考えられるが、本構
成の基本適的思想は、移送手段が試料ステージと独立し
て、試料の移動によって試料が移送手段に接触しない位
置に配置されているため、摘出すべき摘出試料が大口径
ウェーハの中央部、周辺部に関係なく、容易にアクセス
が可能なことにある。

【００６１】試料ホルダ６は試料基板８２からの摘出試
料７０を移送して直接固定する部材であり、この試料ホ
ルダ７６はこれを支えるホルダカセット７などを介して
試料ステージ７５に搭載するか、もしくは、試料ステー
ジ５とは独立したサイドエントリ型ステージに搭載す
る。試料ステージは、ウェーハも載置できる汎用の大型
ステージや、デバイスチップが搭載できる程度の小型ス
テージを指す。

【００６２】試料ホルダ７６は試料ステージ７５に脱着
しやすいホルダカセット７７に搭載し、さらに、試料ス
テージ７５に搭載するか、ウェーハを特製容器に入れて
装置に出し入れするウェーハカセットに搭載する。１個
のホルダカセット７に搭載する試料ホルダ６の数は１個
でも複数個でも良い。また、試料ステージ５に設置でき
るホルダカセット７の数は１個でも複数個でも良い。図
７ではカセットホルダ７が１個、試料ホルダ６が５個の
場合を示していて、１個の試料ホルダに３個の摘出試料
を固定すると、１個のホルダカセットに１５個のTEM試
料を作製できる。

【００６３】このホルダカセット７７はスライド式に試
料ステージ７５に着脱でき、操作棒（図示せず）などを
用いて試料室８８の真空を破ることなく、試料ステージ
５と独立して真空容器外に取り出すこともできる。ま
た、この方式では、１個の試料基板５から多数のTEM試
料を連続して作製することができ、真空容器外に取り出
す時は、一度に多数個入手できる。しかも、試料ホルダ
に固定したTEM試料はホルダカセットごと保管庫に保持
することがで、小さなTEM試料の取扱いに神経を消耗す
る必要がない。さらに、摘出してウォール加工が未完成
な試料が多数個固定されたカセットホルダを、別のFIB
装置に搬入してウォール加工の仕上げを専念して行う方
法も可能である。

【００６４】ウェーハカセットは、１枚のウェーハを入
れる専用トレイで、ウェーハに直接、装置部品や人手に
触れることがない。また、各種プロセス装置にそのまま
出し入れでき、装置間の移動にも用いる。図１０に示し
たように、ホルダカセット７をウェーハカセット９５に
着脱可能にしておくことによって、ウェーハ交換時に加
工済みのTEM試料を搭載した複数の試料ホルダ６を入手
するとができる。また、ウェーハカセット９５とホルダ
カセット７の対応、ホルダカセット７とそこに搭載され
ている試料ホルダ６との対応、さらに、試料ホルダ６と
そこに固定されている摘出試料７０との対応を常に管理
しておくことで、TEM観察など、観察、計測、分析など
を施した際に得られる情報と、ウェーハ１２の摘出位置
との関係を容易に関係づけることができる。

【００６５】＜実施形態例４＞本実施例では、モジュー
ルプロセスの一例として、プラグ形成のモジュールにつ
いてそのプロセス手順について説明し、所定の場所から
マイクロサンプルを摘出して解析すべき注目点について
説明する。図８(a)はゲート作製以降プラグ形成完了ま
での欠くプロセスを示している。符号s101からs112は、
SiN膜デポジション、層間絶縁膜塗布、層間絶縁膜表面
研磨、ホトレジスト塗布、露光、現像、層間絶縁膜エッ
チング、SiN膜エッチング、イオン注入、アッシング、
多結晶Si埋め込み、層間絶縁膜表面研磨などのシリアル
に行なう各プロセスに対応する。ただし、この一連の工
程のプロセス数はこの数に限定されることはない。この
ような一連のプロセスを経て、プラグが完成する。図８
(b)から(g)は図(a)の一連のプロセスのうち、代表的な
工程での半導体装置の断面図である。図(b)から（ｇ）
に共通してＳｉ基板１００には部分的に酸化膜領域１０
１を有して、ゲーと１０２は既に前のプロセスで形成さ
れている。図(b)は絶縁層SiN膜が形成された状態であ
る。次に、図(c)のように層間絶縁膜１０４を全面に塗
布する。塗布した層間絶縁膜１０４に加熱等の後処理を
行なった後、図(d)のように層間絶縁膜１０４を部分的
にドライエッチングして開口１０５を設ける。続いて、
開口１０５の底面のSiN膜をドライエッチングしてコン
タクトホール１０６が出来る（図(e)）。次に、多結晶S
i１０７をコンタクトホール１０６に埋め込む（図
(f)）。最後に表面に露出している層間絶縁膜１０４、
多結晶Si１０７を化学的機械研磨などの手法で平坦化し
て平坦面１０８を形成して所望の多結晶Siプラグ１０９
が完成する。

【００６６】このようなプロセスを経てプラグは完成す
るが、完成したプラグの評価は、プラグ１０９とSi基板
との接触、プラグ形状、プラグ寸法、プラグのSi基板上
での相対位置、SiN膜厚さ等々多くの項目について評価
しなければならないが、従来の方法（図(a)）で 例え
ばプロセスs3、6、9、12等の終了後に上記の評価を行な
っていると評価回数が多いほど全評価時間がかかること
と、その都度、ウェーハを割断しなければならずロット
のウェーハ残りが減少する問題を抱えることになる。そ
こで、本実施例では、プロセスs1からs12までの工程つ
まりプラグモジュールプロセスが完了した図(g)の状態
で、上記評価項目をまとめて行なう。評価にはマイクロ
サンプリング法を用いてウェーハの一部を摘出して、図
(g)のような形状がTEMで観察できるように試料作製し
て、TEM観察することにより、一回の観察でプラグ１０
９とSi基板との接触、プラグ形状、プラグ寸法、プラグ
のSi基板上での相対位置、SiN膜厚さ等々多くの項目が
一度に評価できる。しかも、マイクロサンプリングを施
して残ったウェーハは次のモジュールプロセスに投入で
きるため、ウェーハの減少はないという利点を有する。

【００６７】本実施例ではプラグモジュールプロセスに
ついて説明したが、他のモジュールプロセス、例えば、
最初のSi基板に対する表面酸化からゲート作製の完了ま
でのゲートモジュールプロセス、配線形成、配線とSi基
板の結線、配線間の結線などを行なうメタルモジュール
プロセス、キャパシタを形成するキャパシタモジュール
プロセスなどについても同じ手法で解析すればよい。

【００６８】

【発明の効果】本願による電子部品製造方法を用いるこ
とで、ウェーハを割断することなく評価でき、高価なウ
ェーハを無駄にすることはない。ひいては、電子部品の
製造歩留りが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願による電子部品製造方法にかかわるモジュ
ールプロセスにおけるウェーハの流れを説明するための
図。

【図２】従来の試料から微小試料を分離するフローを説
明するための図。

【図３】従来の電子部品製造方法にかかわるフロー例を
説明するための図。

【図４】本願による電子部品製造方法にかかわるフロー
で特にモジュールプロセスを説明するための図。

【図５】本願による電子部品製造方法にかかわるモジュ
ールプロセスにおけるウェーハの流れを説明するための
図。

【図６】本願による電子部品製造方法にかかわる試料作
製方法について説明するための図。

【図７】本願による電子部品製造方法にかかわる試料作
製装置の一実施形態を示す概略構成図。

【図８】本願による電子部品製造方法にかかわるモジュ
ールプロセスの具体例を説明するための図。

【符号の説明】

１…ロット、２…検査用試料、３…試料、４…、５…マ
イクロサンプル、７…計算処理機、２０…試料、２１…
角穴、２２…底穴、２３…切り欠き溝、２４…プロー
ブ、２６…、２７…デポ膜、２９…FIB４０…ロット、
４１…ウェーハ、４２…ウェーハ群、４３…マイクロサ
ンプル、４４…解析試料、７１…試料作製装置、７２…
FIB照射光学系、７３…二次粒子検出器、７４…デポガ
ス源、７５…試料ステージ、７６…試料ホルダ、７７…
ホルダカセット、７８…移送手段、８０…ステージ制御
装置、８１…移送手段制御装置、８２…試料基板、８３
…画像表示手段、８４…FIB制御装置、８５…デポガス
源制御装置、８６…ステ−ジ制御装置、８７…計算処理
装置、８８…試料室、１００…Si基板、１０１…酸化
膜、１０２…ゲート、１０３…SiN膜、１０４…層間絶
縁膜、１０５…開口、１０６…コンタクトホール、１０
７…多結晶Si、１０８…平坦加工面、１０９…多結晶Si
プラグ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柿林 博司 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 富松 聡 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 4E066 AA01 BA13 CA15 4M106 AA01 AA07 AB20 BA02 BA03 CA38 CA70 CB01 CB02 DG28 DH01 DH11 DH24 DH60 DJ01 DJ03 DJ05 DJ23 DJ38

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板に回路パターンを製造するプロセスの
   第１の加工工程と、前記加工工程の後前記加工工程で製
   造されたパターンの一部をイオンビームを用い所定の部
   分にイオンビームを照射し基板の一部を分離する工程
   と、回路パターンを製造する前記プロセスに前記一部分
   離された前記基板を戻して第２の加工をする工程とを有
   することを特徴する電子部品製造方法。
2. 【請求項２】前記分離する工程として、前記イオンビー
   ムと前記試料台とを相対的に回転させる工程を含むこと
   を特徴とする請求項１記載の電子部品製造方法。
3. 【請求項３】前記基板を分離する工程として、前記試料
   の厚みの半分以上残すように加工することを特徴する請
   求項１記載の電子部品製造方法。
4. 【請求項４】前記イオンビームとしてアルゴンビームを
   用いたことを特徴とする請求項１記載の電子部品製造方
   法。
5. 【請求項５】試料を試料室に搬入し試料台に位置決めす
   る工程と、前記試料の一部を加工する位置を特定する工
   程と、前記特定された試料の一部をイオンビームで照射
   し試料から一部の基板を分離する工程と、前記分離され
   た基板を前記試料の外部へ取り出す工程とを含む基板抽
   出方法。
6. 【請求項６】前記取り出す工程として、前記分離された
   基板を探針に固定する工程と、前記探針を移動させ前記
   基板を試料ホルダに付け替える工程を含むことを特徴す
   る請求項５記載の基板抽出方法。
7. 【請求項７】前記イオンビームとしてアルゴンビームを
   用いたことを特徴とする請求項５記載の基板抽出方法。
8. 【請求項８】複数の基板を用い複数の半導体プロセスを
   経由して素子を製造する電子部品製造方法であって、前
   記複数の基板中にプロセスの状態を監視する監視基板を
   含み、前記第１の製造プロセスの終了時に前記監視基板
   の一部を摘出する工程と、前記摘出された監視基板を第
   ２の製造プロセスに着手する工程と、前記摘出された基
   板を検査する工程とを含む電子部品製造方法。
9. 【請求項９】前記摘出する工程として、前記基板の深さ
   方向に幅が狭くなっているくさび型として摘出すること
   を特徴とする請求項８記載の電子部品製造方法。
10. 【請求項１０】前記摘出する工程として前記摘出された
    基板を探針に固定する工程と、前記探針を移動させ前記
    基板を試料ホルダに付け替える工程を含むことを特徴す
    る請求項８記載の電子部品製造方法。
11. 【請求項１１】前記摘出する工程にイオンビームを用い
    ることを特徴とする請求項８記載の電子部品製造方法。