JP2004132951A - 層の完全性に関するウェハの水準を検出する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の被覆層における欠陥を検出するための方法および装置を提供する。
【解決手段】本発明は材料系の完全性を検知するための光学的方法を実施する方法に関する。本方法は、溶剤吸収ステップの前後に光学的検査を備えている。溶剤が吸収されたか否かを基にして、半導体基板上に堆積された下層を覆い、下層を保護する層に欠陥が存在するか、または、存在しないことを判断可能である。本方法は、処理レベルにおいて使用してもよく、例えば、電子装置の製造において半導体基板上に形成された被覆層が欠陥を有するか否かを判断することができ、従って、その装置をさらに処理可能であるのか、処理から除外しなければならないのかを決定することができる。
【選択図】図１

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は材料系の完全性を検出するための方法および装置に関する。材料系は、例えば半導体処理または半導体装置のパッケージングにおいて、下層の上端部に用いられる被覆層であってよい。
【背景技術】
【０００２】
半導体処理においては、半導体基板上に幾つかの層を堆積させて例えば電子デバイスを形成する。一部の例では、下層とも称されるこれらの層は、例えば湿気のような、あらゆる種類の環境の影響から保護されなければならない。よって、被覆層とも称される保護層が、下層を保護するように下層の上端部に堆積される。
【０００３】
チップの速度は、金属線および周囲の絶縁体の、抵抗および誘電率により制限されることから、半導体産業における、低い誘電率（ｋ値とも称される）の絶縁材に対する必要性が高まっている。チップ速度がさらに高速になることで、新しい種類の材料が必要となる。そのような材料の誘電率は２．０以下であることが望まれる。低いｋ値の誘電体を求めるのは、例えば超大規模集積回路における、配線間キャパシタンスのような、キャパシタンス低減への要求に起因している。キャパシタンスの低減は、ますます深刻な問題となっている隣接金属線間のクロストークも最小にする。低いｋ値の誘電体は、かつては微細な幾何形状、クロストーク、および、高周波数に対して神経質になっていた広い範囲の利用用途に対して利用可能である。
【０００４】
低い比誘電率を有する（有機または無機）材料は、構造性多孔質（ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅ　ｐｏｒｏｓｉｔｙ）および／または除去性多孔質（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ　ｐｏｒｏｓｉｔｙ）を示し得る。構造性多孔質は、およそ２．７程度のｋ値を有する材料に特有である。除去性多孔質は２．７よりも小さいｋ値を有する材料を用いた場合に現われる。低い比誘電率を有する材料は、意図的に、または、意図的にではなくおかれた、空気環境、処理環境、または、あらゆる、材料のおかれた環境にあっても、曝される環境に対して非常に敏感になることがある。これらの露出により、望まざる処理相互作用、分子吸収、処理工程における汚染、可動イオンのドリフト拡散といった問題を引き起こす。これらは全て、多孔性材料層の電気的、物理的、化学的、および／または、機械的特性の劣化といった問題を生じさせる。
【０００５】
前記材料層は必ずしも多孔質である必要はない。そのような場合においては、溶剤は材料の空孔に浸透しないが、例えば材料が膨張し、それにより、破壊、または、特性の悪化を招く。
【０００６】
処理ステップの間、または、別々の処理ステップの間における、湿気、気体、液体、または、別種の物質の吸収または吸着による、ｋ値の変化を防ぐため、多孔質層を別の層で、つまりいわゆる被覆層で封入（シール）することができる。被覆層は、あらゆる低いｋ値を有する材料層の、露出面に与えなければならない。この被覆層は低いｋ値を有する層の露出面上に薄膜を堆積させること、または、多孔質材料の空孔シーリングをする処理で得られる。換言すればそれらは例えば、プラズマ処理、化学的処理、自己集合式単層（ｓｅｌｆ　ａｓｓｅｍｂｌｅｄ　ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）、エッチングである。ビアおよびトレンチのエッチングの結果、空孔のシーリングが可能である。これは、プラズマ処理、および、プラズマの化学的性質による。そのような訳で、本発明の文脈において用いられるエッチングには、プラズマ処理、および、化学的処理におけるものが含まれる。被覆層は、全体的な誘電率を可能な限り低く保つように、可能な限り薄くしなければならない。被覆層が厚すぎるならば、誘電率が上昇するという結果をもたらす。多孔質材料は、その低い誘電率を理由に使用されている。被覆層を可能な限り薄くしているため、被覆層が不連続となっている可能性があり、よって、下層が部分的に、被覆層によって完全に覆われていないことになる。被覆層の不連続、または、そのような層に欠陥が存在することにより、下層、たとえば、低ｋ誘電体層が環境に露出することになり、そのような下層の電気的、物理的、化学的、および／または、機械的特性が劣化する。厚い層は、欠陥率が低いが性能が低く、また、薄い被覆層は性能面に優れるが欠陥率が高い。
【０００７】
上記を鑑みれば、被覆層には欠陥が無いことが重要である。処理中の被覆層の欠陥を監視することができる技術が求められている。これら技術は非破壊的であることが望ましく、そのような場合、例えば既に存在している欠陥のあるシール層の上端にさらなるシール層を備えることが可能で、その後、修理調整された装置の欠陥を再度監視でき、許されるのであれば、さらにそれらを処理することができる。あるいはその代案としては、これら技術は破壊的である。この場合、被覆層に欠陥のない装置はさらに処理を続行可能であるのに対し、被覆層に欠陥の見られる装置は処理ラインから取り除くことに、本監視方法を使用することができる。
【考案の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、装置の被覆層における欠陥を検出するための方法および装置を提供することである。
【０００９】
本発明は、被覆層における欠陥をローカライズし、かつ、随意的に定量化し、処理を容認する水準、例えば、ウェハの容認度（ｗａｆｅｒ　ａｃｃｅｐｔａｎｃｅ）、の品質管理を実施する、非破壊的または破壊的な方法を提供する。本発明はまた、所定の誘電体層上に用いることができるバリアの最小シール厚（ｍｉｎｉｍａｌ　ｓｅａｌｉｎｇ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）を決定するための方法および装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は半導体基板上の被覆層の完全性を判断するための方法を提供する。前期方法は、
少なくとも部分的に露出している被覆層を有する半導体基板を用意するステップと、
前記被覆層の少なくとも部分を第１物質にさらすステップと、
前記被覆層の少なくとも部分を光線にさらすステップと、
前記被覆層の光学的特性を検出するステップと、
前記第１物質の前記被覆層への浸透のレベルを示唆している前記光学的特性が第１閾値と異なるかどうかを判断することにより、前記被覆層の完全性について指摘するステップを有する。
【００１１】
光学的特性を検出するステップは、散乱光の量を検出するステップおよび前記被覆層により直接的に反射された光を拒絶するステップを有してもよく、前記被覆層の完全性を指摘するステップは、第１物質の被覆層への浸透のレベルを示す散乱光量が、第１閾値とは異なるかを判断するステップを有してもよい。あるいはその代わりに、光学的特性を検出するステップが、被覆層の発する、または、吸収する光の量を検出するステップを有してもよく、また、前記被覆層の完全性を指摘するステップが、第１物質の被覆層への浸透のレベルを示唆する、発光もしくは吸光の量が第１閾値とは異なるかどうかを判断するステップを有してもよい。
【００１２】
前記被覆層が穴（ｈｏｌｅｓ）を有してもよく、また、前記第１物質が前記半導体基板または前記半導体基板と前記被覆層との間にある下層と相互作用可能でもよい。
【００１３】
前記第１物質は、液体、蒸気、または、気体であってよい。前記第１物質は有機溶剤であってよい。
【００１４】
前記光線は、光線束（ｂｕｎｄｌｅｄ）または集束光線であってよい。前記光線はサンプル点毎に移動される。認められる欠陥の大きさは、用いられる光線の大きさに依存する。小さな光線を用いれば、より小さな欠陥を検出することができる。
【００１５】
前記光線は、可視光線、ＵＶ光、ＩＲ放射、または、Ｘ線を伝播する光線であってよい。
【００１６】
本発明による方法においては、前記第１閾値は以下のステップを有する方法により決定される。前記方法は、
少なくとも部分的に露出している被覆層を有する半導体基板を用意するステップ、
原則として前記被覆層を前記第１物質に曝さずに、前記被覆層の少なくとも部分に第２物質をさらすステップ、
前記被覆層の少なくとも部分に光線をさらすステップ、
散乱光を検出し、かつ前記被覆層によって直接的に反射された光を拒絶するステップ、および、
検出された散乱光より、第１閾値を得るステップを有する。
【００１７】
前記第２物質は空気または多の環境物質であってよい。
【００１８】
前記下層は低誘電率を有する物質で構成されてよい。
【００１９】
前記被覆層は、実質的には前記被覆層を覆っていてもよい。前記被覆層は、ハードマスク層またはバリア層であってよい。
【００２０】
ある実施形態においては、被覆層は下層上に堆積されてもよい。あるいはその代わりに、被覆層が、下層の少なくとも部分が被覆層であるような下層の変形物であってもよい。
【００２１】
本発明のさらに別の実施形態によれば、本発明による方法は被覆層の品質試験に用いてもよい。
【００２２】
本発明の方法は、さらに前記層を合格または不合格にするステップを備え、従って、検査中のサンプルを合格にするかまたは不合格にするステップを有する。
【００２３】
本発明の方法は、さらに被覆層を製造するための、製造処理のパラメータを変更するステップを有する。
【００２４】
本発明はさらに、本発明の方法の、被覆層の製造処理を制御するための処理制御ユニットにおける使用を開示する。
【００２５】
本発明は、半導体基板上の、少なくとも部分的に露出している被覆層の完全性を判断するための装置を提供する。前記装置は、
前記被覆層の少なくとも部分を第１物質にさらすための手段と、
前記被覆層の少なくとも部分を光線にさらすための照明手段と、
散乱光の量を検出するための検出手段および被覆層によって直接的に反射した光を拒絶するための拒絶手段と、
被覆層への第１物質の浸透のレベルを示唆する散乱光量が、第１閾値と異なるかどうかを判断することにより、前記被覆層の完全性を指摘するための指摘手段とを有する。
【００２６】
前記第１物質は、液体、蒸気、または、気体であってよい。前記第１物質は有機溶剤であってもよい。
【００２７】
前記光線は光線束または集束された光線であってよい。前記光線は、可視光、ＵＶ光、ＩＲ放射、または、Ｘ線を伝播する光線であってよい。
【００２８】
本発明のこれら、および、その他の、特性、特徴、および有利性は、例示的に本発明の原理を説明している添付の図面と合わせて、以下の詳細な説明により明らかとなるであろう。本記述は例示目的にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。以下で引用される参照図とは、添付の図面を指す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明は特定の実施形態について説明され、また、特定の図面を参照しているが、本発明がそれらに限定されることはなく、請求項のみによって限定される。図面は概略的に描かれており、非制限的である。図面においては、例示を目的として、要素の幾つかのサイズは誇張され、スケール通りに描かれていなくともよい。語「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が本明細書および請求項において使用されているが、これは他の要素またはステップを排除するものではない。
【００３０】
さらには、本明細書および請求項における、用語第１、第２、第３、等は、類似の要素どうしを区別するために用いられており、必ずしも順序通りまたは経時的順番で記されてはいない。当然のことながら、そのように用いられている用語は、適当な状況下では交換可能であり、本明細書において説明されている本発明の実施形態は、ここで説明または例示されている順序とは違う順序で運用可能である。
【００３１】
本発明は、半導体基板のような基板の上の被覆層の完全性またはシーリングの効率を判断するための方法および装置に関する。本発明の実施形態においては、用語「基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」は下層材もしくは使用可能なあらゆる材料、または、その上に形成されてよい回路もしくはエピタキシャル層を含んでもよい。他の代替的実施形態においては、この「基板」には、例えばドープされたシリコン、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、ガリウムヒ素リン（ＧａＡｓＰ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、または、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）基板のような、半導体基板を含んでよい。「基板」は例えば、半導体基板部とは別に、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）または窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）のような絶縁層を含んでよい。従い、用語、基板には、ガラス上シリコン、サファイア上シリコン基板も含んでいる。従い、一般的に用語「基板」は、特に、例えば、低ｋ材料層のような所定の層または部分の下に横たわる層の要素を定義する。また、「基板」は、その上に層が形成されている、例えばガラスまたは金属層のような、他のベースであってもよい。半導体基板は例えばＩＣ処理に用いられる半導体基板でよいが、これに限定されるものではない。
【００３２】
以下、処理を主に、シリコン処理に関連して説明する。なぜならば、現在、シリコンは常套的半導体材料だからである。しかし、当業者であれば当然、本発明を、別の半導体材料系に基づいて実施してもよいことを解し、また、以下に記載した誘電体および導体の同等物として適当な材料を選択することができる。
【００３３】
被覆層は、例えばシーリングといった、下層の被覆のために使用される。下層は基板または基板上に堆積されているものである。本発明において記載されている方法により、材料系の表面における被覆の欠陥を、光学的な非破壊的方法を用いて決定可能である。本方法は装置の処理の間に適用されてよく、また、構造性および／または除去性の孔および／もしくは間隙（ｖｏｉｄｓ）、または、材料における意図的もしくは意図的ではない（キラーボイド（ｋｉｌｌｅｒ　ｖｏｉｄｓ）のような）、予想される平均孔サイズよりも大きな孔と関連性を有する孔（ｐｏｒｅ）の見られる誘電体フィルムの完全性またはシーリングの効率の定量化に限定されるものではない。本発明が開示しているように、本方法は、スタックされたウェハの完全性をテストするために用いることも可能である。スタックされたウェハとは、例えばＳＯＩウェハ、Ｓｉ／ＳｉＯ_２／Ｓｉのような積層を有する。このように、例えばＳｉ層のＨＦ洗浄のための、または、上層を堆積することによる、上方Ｓｉ層における欠陥を検出可能である。Ｓｉ層はシール層とは考えられていない。なぜなら、下層は多孔性でもなければ、溶剤と接触することで膨張性を有するものでもないからである。さらには、本発明の開示する方法は、エアギャップのシールの効率の試験に用いることが可能である。エアギャップは、空気１００％を有する誘電体である。本発明の方法は、例えば、ＭＥＭＳまたはパッケージングのシーリング特性の試験に用いることも可能である。
【００３４】
例えば、半導体基板は、先ず、何らかの従来的手法により半導体基板上に多孔質層が堆積され、次に被覆層により多孔質層を覆うことで、下層、および、被覆層に覆われている。これはサンプルと呼ばれる。多孔質層、つまり、下層は例えば、それに限定されないが、誘電特性を有する層（低ｋ有機（例えばポリマー）または無機材料、エアギャップ）であってよい。被覆層は、無機層、有機層（例えばポリマー）、金属層、または、下層を表面処理することで得られる表層であってよい。被覆層がバリアまたはハードマスクとして使用されるならば、この層は効率的に下層を保護しなければならない。よって、欠陥を避けなければならない。被覆層の品質、または、シーリング効率は、層内における、被覆欠陥と呼ばれる欠陥の存在、または、非存在により判断可能である。
【００３５】
処理の最適化を目的とし、異なる種類の被覆欠陥間の区別をすることができる。
【００３６】
第１種の被覆欠陥は粒子により生じる欠陥である。この粒子は多孔質層に取り囲まれている（ｅｎｃｌｏｓｅｄ）かまたは埋まって（ｅｍｂｅｄｄｅｄ）いる。この粒子は環境、それ以前の処理ステップ、または、基板の処理に由来している。これら粒子は、例えば直径１００ｎｍを有することがあり、その一方で、下層は非常に薄く、例えば５０ｎｍの厚さを有する。
【００３７】
第２種の欠陥は、多孔質層の多孔性構造における外れ値（ｏｕｔｌｉｅｒ）に由来しており、それらは例えば不均一な孔の堆積分布、不均一な孔の大きさの分布、低ｋ材料の堆積における不均一、または、多孔質層におけるキラーボイドである。そのような大きな間隙が、被覆層による不正確または不完全な被覆を生じさせ得る。
【００３８】
別種の欠陥は、不適切もしくは不十分な処理、または、被覆層膜厚の不十分さにより生じる。堆積された被覆層が十分な膜厚を有していない場合、不連続な被覆層、または、被覆層における不連続性が形成される可能性がある。このことが、欠陥を有する層のもととなる。なぜなら、下層は完全に被覆層に覆われておらず、それ故、様々な外界の影響にさらされる。
【００３９】
第４種の欠陥は、シール層における不均質性に関連する。それらは例えば、段階的被覆（ｓｔｅｐ　ｃｏｖｅｒａｇｅ）における欠陥、シール層の非対称的堆積、不均一なシール層堆積またはシール処理である。
【００４０】
図１において、被覆層における欠陥の検出のための本発明に則った処理シークエンス１０が示されている。本発明によれば、サンプルが溶剤吸収の前後に検査され、光吸収、光の散乱、および／または、光の反射の差異が調べられる。
【００４１】
第１計測ステップ１１において、溶剤吸収の前に、サンプルが完全にスキャンされる。つまり、ウェハ全体に渡り、様々なあらゆる種類の欠陥に対してスキャンが実行される。このステップは垂直光線、または、斜めに入射する光線により実行されてよく、それにより、サンプルの表面に存在する粒子数が決定される。特定のサンプルに対する、この計測ステップ１１の結果を図２に示す。このようにして、サンプル表面のマップが描かれ、ローカライゼーションがなされる。
【００４２】
次のステップにおいて、サンプルがスキャンされ、溶剤処理の前のサンプルのヘイズ信号（ｈａｚｅ　ｓｉｇｎａｌ）を得る。原理的には、このヘイズ信号の決定は一度だけ行われるべきである。この信号はさらにリファレンスとして用いられる。
【００４３】
ヘイズ信号は全散乱信号に内在する低周波信号を表している。つまり、連続的背景散乱である。溶剤処理の前のヘイズマップの例を図３Ａに示す。
【００４４】
その後、サンプルは、ステップ１２において被覆層の側から溶剤吸収を受ける。よって、サンプル上端の被覆層が好ましくは液体、蒸気、または、気体に、例えば溶剤に曝される。溶剤は適切に選択される必要がある。溶剤は被覆層として用いられる材料と適合しなければならず、つまり、溶剤は基板に対して不活性であり、被覆層に対しては良好な湿潤性を発揮しなければならない。溶剤は、高い揮発性を有する液体であることが好ましい。液体または蒸気または気体の蒸気圧は、高真空を必要としない程度に、十分に高くあるべきである。一般に、例えばトルエン、ヘキサン、ヘプタンのような無極性溶剤が好ましいが、例えば、イソプロピルアルコール、エタノール、水、または、一旦多孔質膜に吸収されるとその材料の光学的特性を変化させることができるその他のあらゆる溶剤を使用してもよい。作業する上で危険性がなく、サンプルを損傷しないアルコールのような有機溶剤は、簡単にかつ安価で入手でき、また、許容範囲内の蒸気圧を有するので、高真空を必要としない。例えばトルエンの室温での蒸気圧は４５ｍｍＨｇである。溶剤の分子の大きさは重要なパラメータとなりうる。溶剤における分子の分子径（ｋｉｎｅｔｉｃ　ｄｉａｍｅｔｅｒ）は検出可能な最小の被覆の欠陥に影響する。例えば、トルエンの場合、分子径は０．６ｎｍである。
【００４５】
溶剤を吸収させるステップは、例えばサンプルを溶剤溶液に浸して、または、サンプルを溶剤蒸気に触れさせることで、実施してよい。後者は、例えばサンプルを真空チャンバに入れて実施してよい。例えば、チャンバは１０^−２ないし１０^−３Ｔｏｒｒにまで内部を汲み出すことができる。そして、チャンバを溶剤蒸気で素早く満たしてよい。それから、覆われた、または、処理されたフィルム面を、表面にある欠陥を通して多孔質膜に溶剤が浸透するのに十分な時間、室温における飽和圧力で蒸気にさらす。一般に、その時間は数分から１時間でよいが、好ましくは１ないし１５分である。チャンバ内に残る溶剤蒸気を汲み出した後、ウェハは直ちに、次のステップにおいて欠陥を光学的にローカライズさせ定量化させる、光学的検査ツールへ移される。
【００４６】
被覆層が完全でなければ、溶剤の吸収または吸着が起こる。このことは、溶剤吸収の後の光学的検査ステップ１３では顕著になる。被覆層において欠陥の生じている場所、および、それ故に溶剤が被覆層内へ拡散している場所は、光学的特性において変化を示す。溶剤吸収ステップ１２の前の検査（ステップ１１）および後の検査（ステップ１３）では、色あいの違いを、一般に０ないし１５分である、長い吸収時間の場合、肉眼で観察できる。小さな欠陥、例えば１００ｎｍないし１ｍｍの大きさ、好ましくはおよそ１０ミクロンの大きさの欠陥に対しては、ＫＬＡ　Ｔｅｎｃｏｒ，Ｏｎｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｒｉｖｅ，　Ｍｉｌｐｉｔａｓ，　Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，　ＵＳより入手可能なＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ　ＳＰ１^ＤＬＳを用いることで、散乱光の違いを見ることが可能である。このような違いが起こり得、散乱光は溶剤吸収ステップの前に観測可能な散乱光量に対応している閾値よりも、散乱光が上回っているか、または、下回っている。前記の装置において、サンプルは４８８ｎｍのレーザースポットでスキャンされるが、原理上はあらゆる波長を使用可能である。一般に、可視光が用いられるが、本発明はそれに限定されない。用いられる波長は検査される材料に、つまり被覆層の構成および厚さにより制限される。用いられる光線は、集束光または光線束であり、これを局所的に照射し、また、サンプルに対して位置を変える。見える欠陥の大きさは使用する光線の大きさに依存している。散乱光は検出器により捕捉され、光電子増倍器に運ばれるが、直接反射光は退けられる。下層内に溶剤が存在する場合、光散乱における違いを観測してもよい。上記方法により、サンプル表面全体に渡ってスキャンされる。このようにして、異なる散乱強度を有する場所が関連付けられたマップを作成可能である。検出された被覆の欠陥は、チップ／ウェハ上のパターン、チップ／ウェハ上の粒子、または、同一のウェハで行われた他の計測と相関づけることが可能である。
【００４７】
集められた散乱光から、欠陥を識別、ローカライズ、および、定量化するために、ある種の信号処理が必要であってもよい。この種の信号処理は、当業者の理解する範囲である。溶剤処理の後のヘイズマップを図３Ｂに示す。上記の技術を用いることで、漏れの生じている欠陥、つまり、被覆の欠陥を他の欠陥と区別し、ローカライズし、定量化することが可能である。ヘイズマップは、信号全体から低周波信号をふるい落とすことで得てもよい。全散乱光には、ヘイズ信号に由来する部分および欠陥に由来する部分が含まれている。一般に、低帯域フィルタを用いてヘイズ信号をふるい落とす。ヘイズ計測は、上述のＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ　ＳＰ１ＤＬＳ装置で利用できる標準的な試験である。
【００４８】
図４において、溶剤処理後の同一のウェハの被覆欠陥（図４Ａ）および通常の欠陥（図４Ｂ）が示されている。この写真は光学的顕微鏡を用いて作成されている。被覆欠陥は溶剤吸収により生じた光輪（ｈａｌｏ）に周囲を囲まれている。
【００４９】
本発明の第１実施形態に記載の方法により、欠陥を有する装置を製造レベルにて処理ラインから除去することが可能となっている。溶剤の吸収が生じれば、装置に不良被覆層が存在しており、それ以上の処理をするべきでなく、よって処理の流れから除去される。他方、溶剤吸収が生じなければ、その装置はさらに処理可能である。なぜならば、その被覆層は正しく形成されており、よって下層を完全に保護しているからである。
【００５０】
本発明の方法を利用する例を以下に記す。本例においては、ｐ型シリコンウェハを基板として用いている。例えば２００ｎｍの厚さを有するシリコンウェハ上に、低ｋ材料（ＬＫＤ）を堆積させ、例えばＳｉＣの、例えば５０ｎｍハードマスクで覆う。ハードマスクを形成するために、当業者の知る様々な種類の材料を使用してよい。ハードマスクは２００ｎｍより薄い膜厚を有してもよい。ハードマスクの膜厚は、２００ｎｍまたはそれ以下のように、できる限り薄いことが好ましく、望ましくは１００ｎｍ以下である。ハードマスク作成の究極のゴールは、単分子層（ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）で形成可能なほどに薄くすることである。
【００５１】
本発明の処理シークエンスにより、図１に示すように、ウェハは第１に、図２に示す欠陥マップを得る目的で、溶剤吸収の前に、例えば斜めに入射する光線を用いてあらゆる種類の欠陥を、完全に検査する。別のステップにおいて、第１のステップと同時であってもよいが、溶剤吸収の前に、ウェハのヘイズ信号を得ることを目的としたウェハのスキャンを行う。続いて、サンプルを溶剤環境へ入れる。例えば、トルエンの蒸気圧（４５ｍｍＨｇ）の下、５分間、トルエン環境に入れる。その後、ウェハ全体に渡って、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ　ＳＰ１^ＤＬＳを用いて光学的計測を実施して、溶剤吸収後のヘイズマップを得る。
【００５２】
別の実施形態においては、別の被覆層／下層の組み合わせを、上記方法で調査している。例えば、無機層（例えばＬＫＤ）／ポリマー層（例えばＦＦ０２）、ポリマー層（例えばシルク（ｓｉｌｋ））／無機層（例えばＳｉＣ）、および、無機層（例えばジルコン）／金属層（例えばタンタル）である。これらの全てに対し、被覆層における欠陥の存在を判断することが可能である。
【００５３】
当然のことだが、本発明による装置に関して、材料と同様、好適な実施の形態、特定の構造、および配置について、議論してきたが、形態および細部における様々な変更または修正を、本発明の範囲および思想から逸脱することなく実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態による、被覆層における欠陥を検出するための処理の順序である。
【図２】溶剤の吸収の前におけるウェハの欠陥を示している、斜めに入射する光を用いたウェハのスキャンの後での欠陥マップである。
【図３】ウェハにトルエン処理を施す前（Ａ）および施した後（Ｂ）のヘイズマップ（Ｈａｚｅ　ｍａｐ）である。
【図４】本発明のいるトルエン処理の後の、同一のウェハ上の被覆の欠陥（Ａ）および通常の欠陥（Ｂ）の顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００５５】
１０　・・・本発明による方法の処理シークエンス
１１　・・・溶剤吸収前検査ステップ
１２　・・・溶剤吸収ステップ
１３　・・・溶剤吸収後検査ステップ

Claims (21)

1. 半導体基板上の被覆層の完全性を判断するための方法であって、
   少なくとも部分的に露出している被覆層を有する半導体基板を用意するステップ、
   少なくとも前記被覆層の部分を第１物質にさらすステップ、
   少なくとも前記被覆層の部分を光線にさらすステップ、
   前記被覆層の光学的特性を検出するステップ、
   前記第１物質の前記被覆層への浸透レベルを示唆する、前記光学的特性が第１閾値と異なるかどうかを判断することにより、前記被覆層の完全性を指摘するステップを有する方法。
2. 光学的特性を検出するステップが、
   散乱光量を検出し、かつ、被覆層で直接的に反射した光を拒絶するステップを備え、
   かつ、前記被覆層の完全性を指摘するステップが、
   第１物質の被覆層への浸透レベルを示唆する、前記散乱光量が第１閾値と異なるかを判断するステップを有する請求項１に記載の方法。
3. 前記被覆層が穴を有し、かつ、前記第１物質は前記半導体基板、もしくは、前記半導体基板と前記被覆層の間の下層と相互作用することができる請求項１または２に記載の方法。
4. 前記第１物質が液体、蒸気、または、気体である、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記第１物質が有機溶剤である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記光線が、光線束である、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記光線が、可視光、ＵＶ光、ＩＲ放射、または、Ｘ−線を伝播する光線である、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記第１閾値を決定するための方法が、
   少なくとも部分的に露出している被覆層を有する半導体基板を用意するステップ、
   原則として前記被覆層を第１物質に触れさせずに、少なくとも前記被覆層の部分を第２物質にさらすステップ、
   少なくとも前記被覆層の部分を光線にさらすステップ、
   散乱光を検出し、かつ、被覆層で直接的に反射した光を拒絶するステップ、および、
   検出された散乱光から第１閾値を得るステップを有する、
   請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記第２物質が空気または他の環境物質である、請求項８に記載の方法。
10. 前記下層が誘電率の低い物質で作られている、請求項３ないし９のいずれか１項に記載の方法。
11. 被覆層が実質的に前記下層を覆っている、請求項３ないし１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記被覆層が下層上に堆積されている、請求項１１に記載の方法。
13. 前記方法であって、前記被覆層の品質試験に用いられる、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の方法。
14. さらに、層を合格または不合格にするステップを有する、請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の方法。
15. さらに、被覆層を製造するための製造処理のパラメータを変更するステップを有する、請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 被覆層の製造処理を制御する目的を有する処理制御ユニットにおいて使用される、請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 半導体基板上の、少なくとも部分的に露出している被覆層の完全性を判断するための装置であって、
    前記被覆層の少なくとも部分を第１物質にさらすための手段、
    前記被覆層の少なくとも部分を光線にさらすための照明手段、
    散乱光の量を検出するための検出手段および被覆層によって直接的に反射した光を拒絶するための拒絶手段、ならびに、
    被覆層への第１物質の浸透のレベルを示唆する散乱光量が、第１閾値と異なるかどうかを判断することにより、前記被覆層の完全性を指摘するための指摘手段を有する装置。
18. 前記第１物質が、液体、蒸気、または、気体である、請求項１７に記載の装置。
19. 前記第１物質が、有機溶剤である、請求項１７または１８に記載の装置。
20. 前記光線が、光線束である、請求項１７ないし１９のいずれか１項に記載の装置。
21. 前記光線が、可視光、ＵＶ光、ＩＲ放射、または、Ｘ−線を伝播する光線である、請求項１７ないし２０のいずれか１項に記載の装置。

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