JP4440647B2 - 欠陥を修復する方法およびシステム - Google Patents

Description

本発明は、閉ループ欠陥修復とその後に続くウエファの欠陥を低減させるためのシステムと方法に関する。特定の実施態様が、試験片上の欠陥の検出、試験片上で検出された欠陥の修復、その後に続く試験片上の欠陥の低減のためのシステムと方法に関係する。

ロジックやメモリ・デバイス等の半導体デバイスの製造は、通常、半導体デバイスのさまざまな形状と多数の層を形成するために、多くの半導体製造プロセスを使用して半導体ウエファ等の試験片を加工することを含んでいる。たとえばリソグラフィは、典型的には、半導体ウエファ上に設けられたレジストにパターンを転写することを含む半導体製造プロセスである。別の例の半導体製造プロセスとしては、限定の意図ではないが、化学機械研磨、エッチング、堆積、イオン・インプランテーションを挙げることができる。複数の半導体デバイスを半導体ウエファ上の割り付けの中に製造し、その後、個別の半導体デバイスに分割している。

各半導体製造プロセスの間に、微粒子汚染やパターン欠陥といった欠陥が半導体デバイスにもたらされることがある。この種の欠陥は、試験片表面上にランダムに見つかることもあれば、試験片上に形成された各デバイス内に反復して見つかることもある。たとえば、ランダム欠陥は、製造環境内における微粒子汚染の予期しない増加や、半導体デバイスの製造に使用されることのある化学プロセスにおける汚染の予期しない増加等の事象によって引き起こされることがある。欠陥は、個別のプロセス・マージナリティや複数プロセスの相互作用に起因して時間を経て系統的な態様で形成されることもある。個別のプロセス・マージナリティによって、あるいは複数のプロセス（処理）の間の相互作用によって引き起こされる欠陥は、膜の厚さの変動、あるいは吸収線量の変動に起因する横方向寸法の変動といった欠陥をもたらすことがある。一方、この種の欠陥は、試験片上に形成される半導体デバイスに、２つの導電性構造の間における橋絡等の欠陥をもたらすことがあり、したがってこれらの構造の間に短絡が形成されることがある。全体の試験片上に形成された各半導体デバイス内に繰り返される欠陥は、たとえば、レティクルまたはマスク上に見つかる汚染または欠陥によって系統的に引き起こされることがある。レティクル上の汚染または欠陥は、リソグラフィ・プロセスの間にデバイスのパターンとともにレジストに転写されることがある。

米国特許第４，２４７，２０３号 米国特許第４，３４７，００１号 米国特許第４，３７８，１５９号 米国特許第４，４４８，５３２号 米国特許第４，５３２，６５０号 米国特許第４，５５５，７９８号 米国特許第４，５５６，３１７号 米国特許第４，５７９，４５５号 米国特許第４，６０１，５７６号 米国特許第４，６１８，９３８号 米国特許第４，６３３，５０４号 米国特許第４，６４１，９６７号 米国特許第４，６４４，１７２号 米国特許第４，７６６，３２４号 米国特許第４，８０５，１２３号 米国特許第４，８１８，１１０号 米国特許第４，８４５，５５８号 米国特許第４，８７７，３２６号 米国特許第４，８９８，４７１号 米国特許第４，９２６，４８９号 米国特許第５，０７６，６９２号 米国特許第５，１８９，４８１号 米国特許第５，２６４，９１２号 米国特許第５，３５５，２１２号 米国特許第５，５３７，６６９号 米国特許第５，５６３，７０２号 米国特許第５，５６５，９７９号 米国特許第５，５７２，５９８号 米国特許第５，６０４，５８５号 米国特許第５，７３７，０７２号 米国特許第５，７９８，８２９号 米国特許第５，６３３，７４７号 米国特許第５，８２２，０５５号 米国特許第５，８２５，４８２号 米国特許第５，８６４，３９４号 米国特許第５，８８３，７１０号 米国特許第５，９１７，５８８号 米国特許第６，０２０，２１４号 米国特許第６，０５２，４７８号 米国特許第６，０６４，５１７号 米国特許第６，０７８，３８６号 米国特許第６，０８１，３２５号 米国特許第６，１７５，６４５号 米国特許第６，１７８，２５７号 米国特許第６，１２２，０４６号 米国特許第６，２１５，５５１号 ＰＣＴ出願第ＷＯ ９９／３８００２号 ＰＣＴ出願第ＷＯ ００／６８６７３号 ＰＣＴ出願第ＷＯ ００／７０３３２号 ＰＣＴ出願第ＷＯ ０１／０３１４５号 ＰＣＴ出願第ＷＯ ０１／１３０９８号 ヨーロッパ特許出願第ＥＰ ０ ９９３ ０１９ Ａ２号 ヨーロッパ特許出願第ＥＰ １ ０６１ ３５８ Ａ２号 ヨーロッパ特許出願第ＥＰ １ ０６１ ５７１ Ａ２号 ヨーロッパ特許出願第ＥＰ １ ０６９ ６０９ Ａ２号 ヨーロッパ特許出願第ＥＰ １ ０８１ ４８９ Ａ２号 ヨーロッパ特許出願第ＥＰ １ ０８１ ７４２ Ａ２号 ヨーロッパ特許出願第ＥＰ １ ０９３ ０１７ Ａ２号 米国特許第５，０２３，４２４号 米国特許第４，９２８，０１０号 米国特許第５，２４１，１７６号 米国特許第５，５０２，３０６号 米国特許第５，５７８，８２１号 米国特許第５，６６５，９６８号 米国特許第５，７１７，２０４号 米国特許第５，８６９，８３３号 米国特許第５，８７２，３５８号 米国特許第５，９７３，３２３号 ＰＣＴ出願第ＷＯ ０１／８０３０４ Ａ２号 ＰＣＴ出願第ＷＯ ００／３６５２５号 ＰＣＴ出願第９９／６５０５６号 米国特許第６，０２０，９５７号 米国特許第６，２０１，９９９号 米国特許第６，２２４，６３８号 ＰＣＴ出願第ＷＯ ９８／５７３５８ 米国特許第６，２０１，９９８号 Ｇｅｎｕｔ（ジェナット）ほか「Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｒｅｍｏｖａｌ ｏｆ Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ ａｎｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｆｒｏｍ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗａｆｅｒ（半導体ウエファからのフォトレジストと粒子の化学補助レーザ除去）」Ｆｉｎｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ（微粒子学会）第２８回年次会議、１９９８年４月１〜３日

最新の半導体デバイスの寸法は縮小の一途をたどっており、半導体デバイス内の欠陥の存在は、半導体デバイスの成功的な製造または歩留まりを制限する。たとえば、リソグラフィの間にレジスト・パターン内に再生されるレティクルの欠陥は、その後に続く処理で形成される半導体デバイス内に開放回路または短絡回路を生じさせる。半導体デバイスの製造が多くの複雑なプロセス・ステップを含むので、欠陥によって引き起こされたエラーが時間を経て全製造プロセスまたはオペレーションに伝播されると、総合的な歩留まりに及ぶ欠陥の有害な影響が指数関数的に増加する。

本発明の一実施態様は、試験片上の欠陥の修復とその後に続くプロセスにおける欠陥の発生の低減に関する。この方法は、欠陥の検出、欠陥が修復可能か否かの決定、欠陥の修復、欠陥が上流または下流のプロセスを伴う系統的な修復可能な問題に起因するものか否かの決定、さらに１ないしは複数のプロセス・ツールに出力を提供して行うその後に続く試験片上における欠陥の発生の低減を含む。試験片は、ウエファまたはレティクルを含む。この方法は、試験片の加工を含み、それには、限定する意図はないが、試験片上における材料の層の形成、試験片上におけるレジストのパターン形成、試験片のエッチング、試験片の研磨、導電性または誘電性薄膜の形成、および／または試験片のクリーニングを含めることができる。この方法はまた、試験片上に存在する欠陥の検出を含むことができる。さらにこの方法は、試験片上の１ないしは複数の欠陥の修復を含むことができる。この方法は閉ループ欠陥修復を含むことができる。たとえばこの方法は、欠陥の検出に使用される測定デバイスからの出力を、１ないしは複数の欠陥を修復するために使用される修復ツールに送ることを含む。この出力は試験片上に存在する欠陥に応じたものである。この方法はまた、出力を処理し、試験片を加工するために使用されるプロセス・ツールに結合された機器のパラメータを決定することを含む。したがって、この方法は、１ないしは複数の試験片の加工や１ないし複数のプロセス・ツールに対する出力の提供を含む。

試験片上に存在する欠陥の検出は、試験片または試験片の集まりの上の欠陥の特性すなわち特色の決定を含む。たとえばこの方法は、欠陥が修復可能か否かの決定を含む。またこの方法は、その特性に応答して欠陥の修復に使用されるプロセス・ツールおよび／または修復ツールに結合された機器のパラメータの変更を含む。このようにこの方法は、たとえば修復可能と決定された欠陥の修復を含む。それに加えて、試験片上に存在する欠陥の検出は、試験片上における欠陥の位置の決定を含む。この種の方法は、個別の欠陥が修復できるように、欠陥の位置に応答して行う修復のために使用される修復ツールに結合された機器のパラメータの変更を含む。この方法はまた、欠陥の位置に応答して１ないしは複数のプロセス・ツールに結合された機器のパラメータを変更し、試験片の再加工、試験片のリワーク、追加の試験片上における欠陥の発生の低減を含む。試験片上に存在する欠陥の検出は、試験片、複数の試験片、その欠陥の特性、個別の欠陥の特性、および／または複数の試験片の集まりのイメージの形成を含む。この方法はまた、これらのイメージとプロセス・ツール、プロセス・ツールのパラメータまたは特性、および／または測定ツールの特性またはパラメータの間における関係の形成を含むであろう。

試験片上の１ないしは複数の欠陥の修復は、試験片上に存在する欠陥の検出に続いて、あるいはその間に行うことができる。試験片上の１ないしは複数の欠陥の修復は、限定の意図ではないが、化学補助レーザ除去、レーザ誘導衝撃波除去、粒子ビーム補助修復を用いて行う１ないしは複数の欠陥の除去を含む。それに加えてこの方法には、限定する意図はないが、エッチング時間、エッチング・ガスのフロー・レート、エッチング・ガスの圧力、研磨時間などのプロセスのツール修正の決定を含む。

一実施態様においては、本方法は、修復に続いて試験片上に残存している欠陥を検出するための試験片の検査を含む。たとえば、試験片上に存在する欠陥の検出は、試験片上に存在する欠陥の位置の決定を含む。欠陥の位置の決定は、たとえば、欠陥のタイプやその欠陥が修復可能であるか否かの決定に加えて行うことができる。このようにしてこの方法は、修復に続いてその欠陥の位置の検査を含む。それに代えて、１ないしは複数の欠陥の修復の間に試験片の検査を行うこともできる。試験片の検査は、試験片、複数の試験片、その欠陥の特性、個別の欠陥の特性、および／または複数の試験片の集まりのイメージの形成を含む。この方法はまた、これらのイメージとプロセス・ツール、プロセス・ツールのパラメータまたは特性、および／または測定ツールの特性またはパラメータの間における関係の形成を含む。

一実施態様においては、本方法は、検査に応答して修復のために使用される修復ツールに結合された機器のパラメータを変更することを含む。さらにこの方法は、試験片上に残存している欠陥に応答して加工のために使用されるプロセス・チャンバに結合された機器のパラメータを変更することを含む。

一実施態様においては、本方法は、検出のために使用される測定デバイスを用いた、加工の間における試験片または試験片の集まりの特性の決定を含む。さらなる実施態様においては、本方法は、試験片上に検出された欠陥に応答して加工のために使用されるプロセス・チャンバに結合された機器のパラメータを変更することを含む。

さらに別の実施態様は、試験片上の欠陥を修復し、追加の試験片上における欠陥の発生を低減するための追加の方法に関係する。この方法は、試験片上に存在する欠陥の検出、試験片上に存在する１ないしは複数の欠陥の修復、その修復に続いて試験片上に残存する欠陥を検出するための試験片の検査を含む。この方法は、ここに述べているような任意の追加のステップを含む。

さらなる実施態様は、試験片上の欠陥を検出し、かつその後の試験片上における欠陥の発生を低減するように構成されたシステムに関係する。このシステムは、試験片を加工するように構成されたプロセス・チャンバを含む。プロセス・チャンバには、限定する意図ではないが、堆積チャンバ、めっきチャンバ、熱成長チャンバ、リソグラフィ・チャンバ、エッチング・チャンバ、研磨チャンバ、クリーニング・チャンバを含めることができる。このシステムは、プロセス・チャンバによる加工に続いて試験片上に存在する欠陥を検出するように構成された測定デバイスを含む。それに加えてこのシステムは、試験片で検出された欠陥の１ないしは複数を修復するように構成された修復ツールをも含む。このシステムを、クラスタ・ツールとして配列することができる。それに代えて、このシステムは、ネットワークによって結合される複数のスタンド・アロン・デバイスを含むこともできる。

このシステムは、さらに測定デバイスと修復ツールとに結合されたプロセッサを含む。このプロセッサは測定デバイスからの出力を受け取るように構成されている。その出力は試験片上で検出された欠陥を表している。このプロセッサはまた、この出力に応答して修復ツールに結合された機器のパラメータを変更するように構成されている。たとえば、検出された欠陥が修復可能か否かを出力から決定するべくプロセッサを構成されている。それに加えてこのプロセッサは、１ないしは複数の欠陥が修復可能と決定された欠陥を含むように、修復ツールに結合された機器のパラメータを変更するように構成されている。さらにこのプロセッサは、この出力から試験片で検出された欠陥の位置を決定し、検出された欠陥の位置に応答して修復ツールに結合された機器のパラメータを変更するように構成されている。このようにして修復ツールは、試験片上に存在する個別の欠陥を修復するように構成されている。さらに上記の出力から、検出された欠陥の特性を決定するべくプロセッサを構成することもできる。この種のプロセッサは、検出された欠陥の特性に応答してプロセス・ツールに結合された機器のパラメータを変更するように構成されている。このようにこのシステムは、欠陥を修復し、追加の試験片上における欠陥の発生を抑えるように構成されている。

測定デバイスは、試験片、複数の試験片、その欠陥の特性、個別の欠陥の特性、および／または複数の試験片の集まりのイメージを形成するように構成されている。システムのプロセッサは、これらのイメージとプロセス・ツール、プロセス・ツールのパラメータまたは特性、および／または測定ツールの特性またはパラメータの間における関係を決定するように構成されている。測定デバイスは、プロセスの間に追加の出力を生成するように構成されている。プロセッサは、この追加の出力から、プロセスを特徴づける特色を獲得するように構成されている。それに加えてプロセッサは、特色に応答してプロセス・チャンバに結合された機器のパラメータを変更するように構成されている。また測定デバイスは、試験片を検査し、修復に続いて試験片上に残存している欠陥を検出するように構成されている。

修復ツールは、測定デバイスによる欠陥の検出の間に試験片で検出された１ないしは複数の欠陥を修復するように構成されている。修復ツールは、限定する意図ではないが、化学補助レーザ除去ツール、レーザ誘導衝撃波除去ツール、粒子ビームを用いた修復ツール、あるいはそのほかの、この分野において周知の適切な修復ツールを含む。また修復ツールを、測定デバイスの一部として構成することもできる。たとえば、測定デバイスや修復ツールは、共通の電源、共通のステージ、共通のハンドラ、および／または共通のプロセッサを共有する。

一実施態様においてはこのシステムが、修復に続いて試験片上に残存している欠陥を検出するために試験片を検査するように構成された検査ツールを含む。この検査ツールは、プロセッサに結合することができる。検査ツールは、試験片で検出された欠陥の位置に応じて、プロセッサからの出力を受け取るように構成されている。この検査ツールは、修復に続いて試験片上のその位置を検査し、修復に続いて試験片上に残存している欠陥を検出するように構成されている。また検査ツールは、試験片、複数の試験片、その欠陥の特性、個別の欠陥の特性、および／または複数の試験片の集まりのイメージを形成するように構成されている。システムのプロセッサは、これらのイメージとプロセス・ツール、プロセス・ツールのパラメータまたは特性、および／または測定ツールの特性またはパラメータの間における関係を決定するように構成されている。

一実施態様においては、プロセッサが検査ツールからの追加の出力を受け取ることができるように、プロセッサを検査ツールに結合することができる。この追加の出力は、修復に続いて試験片上に残存している欠陥に応じたものである。またプロセッサは、この追加の出力に応答して修復ツールに結合された機器のパラメータを変更するように構成されている。

さらなる実施態様においては、プロセッサをプロセス・チャンバに結合させることができる。このプロセッサは、前述の出力に応答してプロセス・チャンバに結合された機器のパラメータを変更するように構成されている。またプロセッサを、プロセス・チャンバと検査ツールに結合することもできる。このプロセッサは、修復に続いて試験片上に残存している欠陥に応答してプロセス・チャンバに結合された機器のパラメータを変更するように構成されている。

さらに別の実施態様は、試験片上の欠陥を修復し、追加の試験片上における欠陥の発生を低減するように構成された追加のシステムに関係する。このシステムは、試験片上に存在する欠陥を検出するように構成された測定デバイスを含む。またこのシステムは、試験片で検出された欠陥の１ないしは複数を修復するように構成された修復ツールを含む。さらにこのシステムは、修復に続いて試験片上に残存している欠陥を検出するように構成された検査ツールを含む。それに加えて、このシステムは、測定デバイスと修復ツールに結合されたプロセッサを含む。このプロセッサは、測定デバイスから出力を受け取るように構成されている。この出力は試験片で検出された欠陥に応じたものである。またプロセッサは、この出力に応答して修復ツールに結合された機器のパラメータを変更するように構成されている。このシステムは、さらに、明細書で述べているように構成されている。

本発明のこのほかの利点については、以下の好ましい実施態様の詳細な説明の恩典を受ける当業者にとって、添付図面を参照することによって明らかなものとなろう。

本発明は、各種の修正および代替形式を許容するが、例を与える形で特定の実施形態を図面に示し、ここに詳細に説明することができる。図面は、縮尺に忠実ではない。しかしながらここで理解される必要があるが、図面およびそれに対する詳細な説明に、開示されている特定の形式に本発明を限定する意図はなく、むしろその逆に、付随する特許請求の範囲にあるとおりの本発明の精神と範囲に含まれるすべての修正、等価物、および変形が保護されることが意図されている。

以下の説明は、概して試験片上の欠陥を修復するためのシステムと方法に関する。ここで用いる場合、用語『欠陥』は、試験片上または試験片内に形成された、当該試験片上に形成されるデバイスまたは原因が直っていない場合の試験片上に形成される追加のデバイスのパフォーマンスまたは機能に悪影響を与えることのある異常（すなわち、速度等の特性を低下させるか、あるいはデバイス障害を生じさせ、それがデバイスを非作動にすることもあれば、しないこともある）を言う。欠陥は、個別のプロセス・マージナリティによって生じることがある。また欠陥は、プロセス統合マージナリティまたは複数のプロセスの間における相互作用によって生じることがある。たとえば欠陥は、試験片上の汚染、試験片上の異常構造、または試験片へのダメージとなることがある。汚染には、限定する意図ではないが、プロセス・ステップの後に試験片上に残っている粒子、ファイバ、または残渣材料を含めることができる。また汚染には、レジスト、誘電性材料、および／または導電性材料等の有機または無機材料が含まれる。試験片上の異常には、限定する意図ではないが、欠損構造、橋絡構造、構造内に形成されたボイド、予め決定された値の範囲より大きいかあるいは小さい横方向寸法を有する構造、および／または予め決定された値の範囲より大きいかあるいは小さい粗さ、段、丸み、および／または側壁の角度を含めることができる。試験片へのダメージには、たとえば、表面のスクラッチ、粗さ、試験片の破損、または試験片上に形成される構造の破損を含めることができる。ここで用いている『構造』は、概して、試験片上に形成されたパターン化されていない材料の層、試験片上に形成されたパターン化された形状、またはそれらの任意の組み合わせを言う。

欠陥は、試験片上の任意の場所に存在し得る。それに加えて、それぞれの欠陥が試験片上に存在し得る数も任意である。さらに、任意数のそれぞれの欠陥は、試験片のフロントサイドおよび／またはバックサイド表面等の試験片の任意の表面上に存在し得る。また欠陥は、本質的に顕微鏡的（すなわち、人間の目に見えない）または本質的に肉眼的（すなわち、人間の目に見える）なものである。

ここで用いている『欠陥の修復』は、概して試験片の加工として定義され、それには、試験片上の材料の変更（すなわち、試験片からの材料の除去および／または試験片への材料の追加）、試験片からの汚染の除去、試験片の異常構造の変更、および／または試験片へのダメージの少なくとも部分的な修正を含めることができる。

ここで用いている『試験片』はウエファまたはレティクルを含むとして定義される。試験片の集まりには、限定する意図ではないが、ロットまたはバッチの２ないしはそれを超える数の試験片を含めることができる。用語『ウエファ』は、半導体または非半導体材料から形成される基板を言う。その種の半導体または非半導体材料には、限定する意図ではないが、単結晶シリコン、ガリウムヒ素、リン化インジウムが含まれる。この種の物質は、半導体製造ファシリティ内において一般的に見られるか、かつ／または加工が行われている。

ウエファは、バージン・ウエファつまりファースト‐パス・リソグラフィ・プロセス前のウエファといった基板だけを含む。それに代えてウエファは、半導体基板上に形成することのできる１ないしは複数の層を含む。たとえば、その種の層は、限定する意図ではないが、レジスト、誘電性材料、導電性材料を含む。レジストは、光学リソグラフィ・テクニック、ｅ‐ビーム・リソグラフィ・テクニック、またはＸ線リソグラフィ・テクニックによってパターン形成されるレジストを含む。誘電体材料の例としては、限定する意図はないが、二酸化けい素、窒化けい素、シリコンオキシナイトライド、窒化チタンを挙げることができる。誘電性材料の追加の例には、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ｉｎｃ．，（アプライド・マテリアルズ・インク）から市販されているＢｌａｃｋ Ｄｉａｍｏｎｄ^TM（ブラック・ダイアモンド）、カリフォルニア州サンノゼのＮｏｖｅｌｌｕｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｉｎｃ．，（ノーベラス・システムズ・インク）から市販されているＣＯＲＡＬ^TM（コーラル）等の『低ｋ』誘電性材料、『ゼロ・ゲル』等の『超低ｋ』誘電性材料、および五酸化タンタル等の『高ｋ』誘電性材料がある。これらに加えて、導電性材料の例として、限定する意図ではないが、アルミニウム、ポリシリコン、銅が挙げられる。

ウエファ上に形成される１ないしは複数の層は、パターン形成されることもあればされないこともある。たとえばウエファは、反復可能なパターン形状を有する複数のダイを含んでいてもよい。その種の材料の層の形成と加工は、最終的には完成半導体デバイスとなる。したがってウエファは、完成半導体デバイスのすべての層が形成されているわけではない基板、または完成半導体デバイスのすべての層が形成されている基板を含む。

『レティクル』または『マスク』は、実質的に不透明な領域が形成され、パターンを構成している実質的に透明な基板として定義される。この基板は、たとえば、石英等のガラス材料を含む。レティクルは、リソグラフィ・プロセスの露光ステップの間に、レティクル上のパターンがレジストに転写されるように、レジストに覆われたウエファの上に配置される。たとえば、レティクルの実質的に不透明な領域は、レジストのその下にある領域をエネルギ・ソースに曝すのから保護する。

ここで図面を参照するが、図１は、試験片上の欠陥を修復するように構成されたシステムの実施形態の側面図を示している。図２は、そのシステムの断面図である。したがって、図１と２の両方に示されているエレメントは、同一の参照番号を用いて示されている。このシステムは、ロード・チャンバ１０を含む。ロード・チャンバ１０は、多数のカセット１２を支持するように構成されている。カセットは、プロセス・チャンバによって加工される多数の試験片を保持するように構成されている。たとえばカセットを前開き一体型ポッド（『ＦＯＵＰ』）またはこの分野で周知のそのほかの任意のカセットとすることができる。それに加えて、ロード・チャンバが別のシステムから自動的にカセットを受け取ることができるように、ロード・チャンバ１０を標準機械式インターフェース（『ＳＭＩＦ』）テクニックに従って構成させることができる。

またこのシステムは、少なくとも１つのロボット試験片ハンドラ１４を備える。ロボット・ウエファ・ハンドラ１４は、カセット１２からプロセス・チャンバ１６へ試験片を移動させるように構成されている。たとえば、ロボット・ウエファ・ハンドラは、カセット１２の前を方向１８に沿って横方向に移動するように構成されている。またロボット・ウエファ・ハンドラは、カセットから試験片を取り出し、その試験片をロード・チャンバ１０の外へ移動するように構成されている。たとえばロボット・ウエファ・ハンドラは、図２に仮想線で示されているように、横方向２０に移動し、ロード・チャンバ１０からプロセス・チャンバ１６へ移動するように構成されている。またロボット・ウエファ・ハンドラは、図１および２に仮想線で示されているように、垂直方向２２にも移動するように構成されている。このようにしてロボット・ウエファ・ハンドラは、システム内を横方向および／または垂直方向にプロセス・チャンバまで試験片を移動させるように構成されている。それに加えて、ロボット・ウエファ・ハンドラ１４は、第１のプロセス・チャンバから第２のプロセス・チャンバへ試験片を移動させることができるように構成されている。たとえばロボット・ウエファ・ハンドラは、システムの第１のサイドに配置されている第１のプロセス・チャンバからシステムの第２のサイドに配置されている第２のプロセス・チャンバから試験片を移動させることができるように、回転するべく構成されている。これらの第１のサイドと第２のサイドは、リソグラフィ・ツールの実質的に対向するサイドに配置することができる。このようにロボット・ウエファ・ハンドラは、試験片に対して加工を行うことができるように、一連のプロセス・チャンバを通ってその試験片をシーケンシャルに移動させることができる。類似の方法に従ってロボット・ウエファ・ハンドラは、プロセス・チャンバから測定デバイスへ、測定デバイスから修復ツールへ、測定デバイスからプロセス・チャンバへ、修復ツールから検査ツールへ、かつ／または検査ツールからプロセス・チャンバへ試験片を移動させることができる。

さらにこのシステムは、試験片を加工するように構成されたプロセス・チャンバ１６を備えている。たとえばプロセス・チャンバ１６は、堆積チャンバ、めっきチャンバ、熱成長チャンバ、リソグラフィ・チャンバ、エッチング・チャンバ、研磨チャンバ、またはクリーニング・チャンバとすることができる。堆積チャンバの例としては、化学蒸着チャンバ、物理蒸着チャンバ、原子層堆積チャンバ、またはこの分野において周知のこのほかの任意の堆積チャンバが挙げられる。その種の堆積チャンバは市販されており、たとえばカリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ｉｎｃ．，（アプライド・マテリアルズ・インク）から入手できる。めっきチャンバは、ウエファ等の試験片の上に金属の層を形成するように構成されている。熱成長チャンバは、Ｏ₂またはＨ₂Ｏ等の酸化雰囲気中において、約７００℃より高温に試験片を加熱することによって、試験片上に層状二酸化ケイ素を成長させるように構成されている。この種のめっきチャンバと熱成長チャンバはこの分野において周知であり、また市販もされている。リソグラフィ・チャンバは、たとえば、レジスト塗布チャンバ、塗布後焼き付けチャンバ、露光チャンバ、露光後焼き付けチャンバ、または現像チャンバを含む。その種のチャンバは、たとえば東京都港区の東京エレクトロン株式会社から市販されている。研磨チャンバは、たとえば化学機械研磨（『ＣＭＰ』）ツールである。エッチング・チャンバは、プラズマ・エッチング・チャンバ、リアクティブ・イオン・エッチング（『ＲＩＥ』）チャンバ、あるいはこのほかのこの分野において周知のエッチング・チャンバである。この種の研磨チャンバとエッチング・チャンバは、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ｉｎｃ．，（アプライド・マテリアルズ・インク）から市販されている。クリーニング・チャンバの例としては、湿式クリーニング・チャンバまたは乾式クリーニング・チャンバを挙げることができる。この種のチャンバは、カリフォルニア州サンノゼのＮｏｖｅｌｌｕｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｉｎｃ．，（ノーベラス・システムズ・インク）（Ｇａｓｏｎｉｃｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（ガソニクス・インターナショナル・コーポレーション）およびミネソタ州チャスカのＦＳＩ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．，（ＦＳＩインターナショナル・インク）から市販されている。しかしながらプロセス・チャンバ１６は、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ｉｎｃ．，（アプライド・マテリアルズ・インク）から市販されているエピタキシャル堆積チャンバ等の、この分野に周知の、このほかの任意のプロセス・チャンバを含む。

さらにまた、このシステムは、複数のプロセス・チャンバ１６を備えてもよい。たとえば、プロセス・チャンバは、図１および２に示されているように、横方向と垂直方向に、互いに近接して配列させることができる。これらのプロセス・チャンバのそれぞれは、類似の構成としてもよく、あるいは異なる構成としてもよい。たとえば、複数のプロセス・チャンバのそれぞれは、試験片上に、たとえば堆積によって材料の層を形成するように構成されている。それに代えて、プロセス・チャンバのそれぞれは、リソグラフィ・プロセスのような、異なるプロセスのステップを実行するように構成されている。このようにして、これら複数のプロセス・チャンバは、組み合わせてレジストのパターン形成を行うように構成させてもよい。

一実施形態においては、システムは測定デバイス２４を備える。測定デバイス２４は、プロセス・チャンバ１６による加工に続いて試験片上に存在する欠陥の検出を行うように構成されている。たとえば測定デバイス２４は、試験片上の欠陥を光学的に、あるいは電子ビームまたはイオン・ビーム等の荷電粒子ビームを用いて検出するように構成されている。また測定デバイスを、１ないしは複数の光学的方法および／または１ないしは複数の荷電粒子ビームを使用して試験片上の欠陥を検出することのできるハイブリッド測定デバイスとしてもよい。それに加えて試験片の照明された部分のイメージを形成するべく、この測定デバイスを構成してもよい。さらに測定システムを、試験片、複数の試験片、その欠陥の特性、個別の欠陥の特性、および／または複数の試験片の集まりのイメージを形成するように構成してもよい。システムのプロセッサは、これらのイメージとプロセス・ツール、プロセス・ツールのパラメータおよび／または特性、および／または測定ツールの特性および／またはパラメータの間の関係を決定するように構成されている。

またこの測定デバイスは、試験片上に存在する欠陥を検出するように構成された、この分野において周知の任意のデバイスを含む。たとえば、試験片上に形成された構造の限界寸法を測定するように、測定デバイスを構成してもよい。その種のデバイスには、限定の意図ではないが、走査型電子顕微鏡またはスキャタロメータを含めることができる。それに加えて測定デバイスは、試験片のオーバーレイ寸法を決定するように構成する。このように測定デバイスは、たとえばリンニク(Linnik)顕微鏡またはスキャタロメータを含む。この測定デバイスは、試験片上に形成された膜の厚さを決定するように構成されたものでもよい。その種の測定デバイスの例としては、限定の意図ではないが、楕円偏光測定器および反射率計を挙げることができる。この種の測定デバイスは、限定する意図ではないが、カリフォルニア州サンノゼのＫＬＡ‐Ｔｅｎｃｏｒ（ＫＬＡ‐テンコー）、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（アプライド・マテリアルズ）、イリノイ州シャウムバーグのＨｉｔａｃｈｉ Ａｍｅｒｉｃａ， Ｌｔｄ．，（ヒタチ・アメリカ・リミテッド）、ミシガン州ブルームフィールドヒルのＴＳＫ Ａｍｅｒｉｃａ， Ｉｎｃ．，（ＴＳＫアメリカ・インク）を含む各社から市販されている。

上記に加えて、このシステムは１ないしは複数の測定デバイスを備えることができる。その１ないしは複数の測定デバイスは、異なる構成または類似の構成とすることができる。このようにして、システムを多くの試験片の欠陥を並列に検出するように構成させることができる。それに代えて、１つの試験片上の異なるタイプの欠陥を連続的に検出するよにシステムを構成してもよい。１ないしは複数の測定デバイスを含むシステムの例が、Ｌｅｖｙ（レビィ）ほかによる『Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ａ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ， ａ ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ ｄｅｆｅｃｔｓ ａｎｄ ａ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ａ ｓｐｅｃｉｍｅｎ（試験片の限界寸法、欠陥の存在、および薄膜特性を決定するための方法およびシステム）』と題された米国特許出願第０９／９５７，４６８号に例示されており、当該出願については、これに完全に示されているものとして参照により援用されている。

このほかにも、Ｌｅｖｙ（レビィ）ほかの特許文献１、Ｌｅｖｙ（レビィ）ほかの特許文献２、Ｇａｌｂｒａｉｔｈ（ガルブレイス）の特許文献３、Ｊｏｓｅｐｈ（ジョセフ）ほかの特許文献４、Ｗｉｈｌ（ウイル）ほかの特許文献５、Ｂｒｏａｄｂｅｎｔ， Ｊｒ．（ブロードベント・ジュニア）ほかの特許文献６、Ｓａｎｄｌａｎｄ（サンドランド）ほかの特許文献７、Ｌｅｖｙ（レビィ）ほかの特許文献８、Ｇａｌｂｒａｉｔｈ（ガルブレイス）の特許文献９、Ｓａｎｄｌａｎｄ（サンドランド）ほかの特許文献１０、Ｗｉｈｌ（ウイル）の特許文献１１、Ｐｅｃｅｎ（ピーセン）の特許文献１２、Ｓａｎｄｌａｎｄ（サンドランド）ほかの特許文献１３、Ｓａａｄａｔ（サアダット）ほかの特許文献１４、Ｓｐｅｃｈｔ（スペシュト）ほかの特許文献１５、Ｄａｖｉｄｓｏｎ（デイビッドソン）の特許文献１６、Ｔｓａｉ（ツァイ）ほかの特許文献１７、Ｃｈａｄｗｉｃｋ（チャドウィック）ほかの特許文献１８、Ｖａｕｇｈｔ（ボウト）ほかの特許文献１９、Ｄａｎｉｅｌｓｏｎ（ダニエルソン）ほかの特許文献２０、Ｎｅｕｋｅｒｍａｎｓ（ニューカーマンス）ほかの特許文献２１、Ｊａｎｎ（ジャン）ほかの特許文献２２、Ｖａｕｇｈｔ（ボウト）ほかの特許文献２３、Ｗｅｌｌｓ（ウェルス）ほかの特許文献２４、Ｅｖａｎｓ（エバンス）ほかの特許文献２５、Ｅｍｅｒｙ（エメリー）ほかの特許文献２６、Ｇｒｏｓｓ（グロス）の特許文献２７、Ｗｉｈｌ（ウイル）ほかの特許文献２８、Ｊｏｈｎｓｏｎ（ジョンソン）ほかの特許文献２９、Ｅｍｅｒｙ（エメリー）ほかの特許文献３０、Ｖａｅｚ‐Ｉｒａｖａｎｉ（バエズ‐イラバニ）の特許文献３１、Ｎｉｋｏｏｎａｈａｄ（ニコーナハド）の特許文献３２、Ｔｓａｉ（ツァイ）ほかの特許文献３３、Ｎｉｋｏｏｎａｈａｄ（ニコーナハド）ほかの特許文献３４、Ｊｏｒｄａｎ， ＩＩＩ（ジョーダンＩＩＩ世）ほかの特許文献３５、Ｎｉｋｏｏｎａｈａｄ（ニコーナハド）ほかの特許文献３６、Ａｄｄｉｅｇｏ（アッディエゴ）の特許文献３７、Ｒｏｓｅｎｇａｕｓ（ローゼンガウス）ほかの特許文献３８、Ｗｉｈｌ（ウイル）ほかの特許文献３９、Ｃｈｕａｎｇ（チュアン）ほかの特許文献４０、Ｔｓａｉ（ツァイ）ほかの特許文献４１、Ｌｅｓｌｉｅ（レスリー）ほかの特許文献４２、Ｅｌｙａｓａｆ（エリヤサフ）ほかの特許文献４３、Ａｌｕｍｏｔ（アルモット）ほかの特許文献４４、Ａｌｍｏｇｙ（アルモジー）の特許文献４５、およびＮｉｋｏｏｎａｈａｄ（ニコーナハド）ほかの特許文献４６に、試験片表面上における欠陥の存在を決定するための方法と測定デバイスの例が示されており、これらすべての特許は、これに完全に示されているものとして参照により援用されている。これとは別に、欠陥検査方法および測定デバイスの例が、Ｅｌｙａｓａｆ（エリヤサフ）ほかの特許文献４７、Ｒｅｉｎｈｒｏｎ（ラインフロン）ほかの特許文献４８、Ｌｅｈａｎ（レハン）の特許文献４９、Ｆｅｕｅｒｂａｕｍ（フェウエルバウム）ほかの特許文献５０、およびＡｌｍｏｇｙ（アルモジー）ほかの特許文献５１に示されており、これらは、これに完全に示されているものとして参照により援用されている。さらに、欠陥検査方法および測定デバイスの例が、Ｄｏｔａｎ（ドータン）の特許文献５２、Ｄｏｔａｎ（ドータン）の特許文献５３、Ｂｅｎ‐Ｐｏｒａｔｈ（ベン‐ポーラト）の特許文献５４、Ｈａｒｖｅｙ（ハーベイ）ほかの特許文献５５、Ｋａｒｐｏｌ（カルポル）ほかの特許文献５６、Ｐｅａｒｌ（パール）ほかの特許文献５７、およびＫｅｎａｎ（ケナン）ほかの特許文献５８に示されており、これらは、これに完全に示されているものとして参照により援用されている。したがって、これに記述されている実施形態は、参照によりこれに援用されているすべての特許に示されている任意のシステムと方法の特徴を組み込む。

また、このシステムは修復ツール２６を備える。修復ツール２６は、試験片で検出された１ないしは複数の個別の欠陥を修復するように構成されている。この修復ツールは、測定デバイスによる検出に続いて、あるいは測定デバイスによる検出の間に試験片上の１ないしは複数の欠陥を修復するように構成されている。たとえば、ここに述べられているように、プロセス・チャンバに対する測定デバイスの結合に類似の態様で測定デバイスを修復ツールへ結合することができる。修復ツールは、測定デバイスの一部として構成してもよい。たとえば、測定デバイスと修復ツールは、共通の電源、共通のステージ、共通のハンドラ、および／または共通のプロセッサを持つことができる。このようにすれば、共通ステージ上に試験片が配置されている間、測定デバイスと修復ツールの両方が測定と修復のために試験片へアクセスすることができる。結合された測定デバイスと修復ツールは、測定と修復のための１ないしは複数のサブシステムを含む。たとえば結合されたツールは、測定用の光学サブシステムや修復用のｅ‐ビーム・サブシステム、測定用の光学サブシステムや修復用のイオン・ビーム・サブシステム、測定と修復用の１ないしは複数のｅ‐ビーム・サブシステム、およびそのほかの、この分野において周知の測定サブシステムと修復サブシステムの任意の組み合わせを含む。この方法においては、システムが結合されて、各種サブシステムの間のオペレーションを切り替え、測定と修復を実施することができる。それに加えて、結合されたツールは、１ないしは複数の測定サブシステムおよび１ないしは複数の修復サブシステムを含む。さらに、これら各種のサブシステムは、実質的に同時に動作するように構成されている。このようにして、欠陥の検出と検出された欠陥の修復を実質的に同時に行うことができる。

修復ツールは、化学補助レーザ除去ツール、レーザ誘導衝撃波除去ツール、あるいは粒子ビームを用いた修復ツールとすることができる。化学補助レーザ除去ツールの一例は、１９９８年４月１〜３日に開催されたＦｉｎｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ（微粒子学会）の第２８回年次会議において紹介されたイスラエルのＯｒａｍｉｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｌｔｄ．，（オラミール・セミコンダクタ・エクイップメント・リミテッド）のＧｅｎｕｔ（ジェナット）ほかによる非特許文献１に示されており、当該文献についてはこれに完全に示されているものとして参照により援用されている。この種のツールは、酸素と窒素の化学的性質を基礎として、レーザ誘導燃焼と酸化プロセスのために使用される混合気体が剥離プロセス・チャンバ内に吹き込まれるように構成されている。反復レートを変えることができ、ピーク強度を変えることができる２４８ｎｍのエキシマ・レーザ・パルスが、特別に設計された光学系を使用してサンプル上に入射される。このレーザ・ビームがウエファ全体にわたってスキャンされる。剥離プロセスの間に、フォトレジストと、無機物を含むすべての埋め込まれた夾雑物が除去される。たとえば、この除去ツールは、試験片から粒子を除去することができる。粒子は、試験片のフロントサイドおよび／またはバックサイドの表面にある。反応生成物は、連続的にプロセス・チャンバからポンプ・アウトされる。

レーザ誘導衝撃波除去ツールは、集束レーザ・ビームまたはそのほかの手段を使用し、粒子直近の表面の上方のポイントにおいて衝撃波を生成することによって表面から粒子が除去されるように構成されている。各衝撃波は、衝撃波の発生ポイントの近傍における表面上のあらゆる粒子を分離し、除去するに充分なピーク圧力勾配を有する。この種の除去ツールの一例がＶａｕｇｈｔ（ボウト）の特許文献５９に示されており、当該特許についてはこれに完全に示されているものとして参照により援用されている。

粒子ビームを用いた修復ツールは、試験片上の物質を変えるように構成されており、それには試験片から材料を除去すること、あるいは試験片上に材料を配置することが含まれる。たとえば修復ツールは、パッシベーションを通して穿孔したり、金属ラインを切断したりするように構成されている。それに加えて修復ツールは、導電性材料や誘電性材料を堆積するようにも構成されている。粒子ビームを用いた修復ツールは、集束イオン・ビーム（『ＦＩＢ』）テクニックを実行するように構成されている。このテクニックにおいては、ガリウム・イオンのビームが集束させられ、サンプルの表面にわたってスキャンされる。イオン・ビームとサンプルの相互作用が表面からの原子の放出（スパッタリング）、および２次電子とイオンの生成を招く。有機金属ガスを分解するように構成された動作条件下の有機金属ガスの存在下においては堆積も可能になり、有機金属ガスが表面に吸収され、材料の層を形成する。この種の粒子ビームを用いた修復ツールは、たとえば、マサチューセッツ州ピーボディのＭｉｃｒｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（ミクロン・コーポレーション）から入手することができる。

さらなる実施形態においては、このシステムは、図１および２に示されているように、検査ツール２８を備えることができる。検査ツール２８は、修復に続いて試験片上に残存している欠陥を検出するように構成されている。また検査ツールは、試験片のイメージを形成するように構成されている。それに加えてこの検査ツールを、試験片、複数の試験片、その欠陥の特性、個別の欠陥の特性、および／または複数の試験片の集まりのイメージを形成するように構成することができる。システムのプロセッサは、これらのイメージとプロセス・ツール、プロセス・ツールのパラメータまたは特性、および／または測定ツールの特性またはパラメータの間の関係を決定するように構成されている。この検査ツールは、たとえば走査型電子顕微鏡（『ＳＥＭ』）を含む。走査型電子顕微鏡は、概して、試験片にわたって電子ビームをスキャンし、試験片によって反射、散乱、および／または透過された電子を検出することによって試験片のイメージを生成することを含む。イメージは、電圧コントラスト・イメージとなり、試験片の欠陥の検出または検査（すなわち、レビュー）に使用することができる。走査型電子顕微鏡システムの例は、Ｓａｉｔｏ（サイトウ）ほかの特許文献６０、Ｙｏｎｅｚａｗａ（ヨネザワ）の特許文献６１、Ｍｅｉｓｂｕｒｇｅｒ（マイスブルガー）ほかの特許文献６２、Ｍｅｉｓｂｕｒｇｅｒ（マイスブルガー）ほかの特許文献６３、Ｍｅｉｓｂｕｒｇｅｒ（マイスブルガー）ほかの特許文献６４、Ｍｅｉｓｂｕｒｇｅｒ（マイスブルガー）ほかの特許文献６５、Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ（リチャードソン）ほかの特許文献６６、Ｔｏｄｏｋｏｒａ（トドコラ）ほかの特許文献６７、およびＡｄｌｅｒ（アドラー）ほかの特許文献６８に示されており、これらの文献については、これに完全に示されているものとして参照により援用されている。適切な走査型電子顕微鏡は、カリフォルニア州サンノゼのＫＬＡ‐Ｔｅｎｃｏｒ（ＫＬＡ‐テンコー）から入手することができる。この検査システムは、欠陥が電気的欠陥であるか否か（すなわち、試験片上に形成されたデバイスのパフォーマンスに有害な影響を与えるおそれのある欠陥）、したがって修復する必要があるか否かを決定するように構成されている。電圧コントラスト・イメージを使用して半導体ダイのテスト構造上の電気的欠陥を検出するための方法の一例が、Ｓａｔｙａ（サチャ）ほかの特許文献６９に示されており、この文献については、これに完全に示されているものとして参照により援用されている。

またこのシステムは、上記の検査ツールとして構成することのできる欠陥レビュー・デバイスを備える。たとえば欠陥レビュー・デバイスは、試験片上に残存している欠陥を検出し、光学的に、あるいは電子ビームまたはイオン・ビーム等の荷電粒子ビームを用いて修復するように構成されている。欠陥レビュー・デバイスは、１ないしは複数の光学的方法および／または１ないしは複数の荷電粒子ビームを使用して試験片上の欠陥を検出するハイブリッド欠陥レビュー・デバイスでよい。しかしながら欠陥レビュー・デバイスは、検査ツール２４より高い分解能を有するように構成されている。より高い分解能における欠陥の検出は試験片上の位置の検査に要する時間の増加を招くので、欠陥レビュー・デバイスは、検査ツールより少ない数の試験片上の位置を検査するように構成されている。たとえば検査ツールは、実質的に試験片全体の欠陥を検出するように構成されている。市販されている欠陥レビュー・ツールの例としては、ＫＬＡ‐Ｔｅｎｃｏｒ（ＫＬＡ‐テンコー）から市販されているｅｖ３００およびＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ｉｎｃ．，（アプライド・マテリアルズ・インク）から市販されているＳＥＭＶＩＳＩＯＮ（ＳＥＭビジョン）といったｅ‐ビーム・ツール、およびＫＬＡ‐Ｔｅｎｃｏｒ（ＫＬＡ‐テンコー）から市販されているＣＲＳ、およびＣａｒｌ Ｚｅｉｓｓ， Ｉｎｃ．（カール・ツァイス・インク）から市販されている、レティクルを検査するように構成されたＡＩＭＳレビュー・ステーションといった光学ツールが挙げられる。

これに述べているいずれかの実施形態に従って構成することのできるプロセッサは、測定デバイスによって検出された欠陥の位置に応じた、測定デバイスからの出力を受け取るように構成されている。このプロセッサは、欠陥レビュー・デバイスが検出された欠陥の位置に応じてプロセッサからの出力を受け取ることができるように、欠陥レビュー・デバイスへ結合される。このように欠陥レビュー・デバイスは、修復に続いて試験片上に検出された欠陥の位置を検査し、試験片上に残存している欠陥を検出するように構成されている。したがって欠陥レビュー・デバイスは、検査ツールより少ない位置を検査するように構成されている。このように欠陥レビュー・デバイスは、スループットを下げることなく、より高い分解能を有することができる。さらに一実施形態においてはシステムが欠陥レビュー・デバイスを備えずに、検査ツールを、前述のように構成されることに加えて、修復に続いて試験片上に残存している欠陥を検出するように構成させてもよい。たとえば検査ツールを可変分解能を有するように構成する。

検査ツールまたは欠陥レビュー・デバイスを、前述した測定デバイスとプロセス・チャンバの結合に類似の方法で測定デバイスおよび／または修復ツールと結合させることができる。また検査ツールまたは欠陥レビュー・デバイスは、測定デバイスおよび／または修復ツールの一部として構成することもできる。たとえば、検査ツールまたは欠陥レビュー・デバイス、および測定デバイスおよび／または修復ツールは、共通の電源、共通のステージ、共通のハンドラ、および／または共通のプロセッサを持つことができる。したがって、検査ツール、欠陥レビュー・デバイス、さらに測定デバイスおよび／または修復ツールは、いずれも、共通ステージ上に試験片が配置されている間、検査、測定、および／または修復のために試験片へアクセスすることができる。

一実施形態においては、図１および２に示されているように、システムがプロセッサ３０を備えている。プロセッサ３０は、図３の概略ブロック図に示されているように、測定デバイス２４と修復ツール２６とに結合されている。このプロセッサは、測定デバイスからの出力を受け取るように構成されている。この出力は、測定デバイスによって検出された試験片上の欠陥に応じたものである。プロセッサは、さらに、この出力に応答して修復ツールに結合されている機器のパラメータを変更するように構成されている。たとえばプロセッサ３０は、測定デバイスの出力から、検出された欠陥が修復可能か否かを決定するように構成されている。それに加えて、プロセッサは、修復可能と決定された欠陥だけを修復ツールが修復するように、修復ツールに結合されている機器のパラメータを変更するように構成されている。

またこのプロセッサは、試験片上の欠陥の数、試験片上の欠陥のタイプ、あるいはそのほかの、試験片上の欠陥の特徴に基づいて、その試験片にリワークが必要であるか否かを決定するようにも構成されている。それに代えてオペレータが試験片の再加工の要否を決定できるように、その種の情報をプロセッサからオペレータ、プロセス・エンジニアへ提供するようにしてもよい。リワーク・プロセスの例としては、ウエファ上の欠陥の数に起因するリソグラフィ・ステップに続く試験片からのレジストの剥離と、当該試験片に対するリソグラフィ・ステップの反復が挙げられる。いくつかのプロセスでは、試験片のリワークが可能でないことがある。さらにプロセッサは、試験片上の欠陥の数、タイプ、あるいはそのほかの特徴に基づいて、修復ではなく、さらに加工を行うべきであるか否かを決定するようにも構成されている。たとえば、試験片のクリーニングにプロセス・ツールを使用することができる。測定デバイスを使用して、クリーニングに続いて試験片上の欠陥を検出することができる。欠陥の数が予め決定済みの数を超える場合には、個別の欠陥の修復に代えて試験片の再クリーニングを行うこともできる。測定デバイスを使用し、再クリーニングに続いて試験片上の欠陥を再検出することができる。

上記に加えてプロセッサを、検出された欠陥が試験片のクリティカルな部分内にあるか、非クリティカルな部分内にあるかを決定するように構成させることもある。たとえばプロセッサは、レティクル・データベース、フロアプラン、またはネットリストといったデータベースからプロセッサへ提供される情報を使用して、欠陥が試験片のクリティカルな部分であるか、非クリティカルな部分内にあるかを決定するように構成されている。このようにプロセッサは、いずれの欠陥を修復すべきかを決定するように構成されている。たとえばプロセッサは、試験片のクリティカルな部分内の欠陥だけが修復されるべきとする決定を行うことができる。このようにプロセッサは、試験片の非クリティカルな部分内の欠陥ではなく、クリティカルな部分内の欠陥が修復されるように、修復ツールに結合された機器のパラメータを変更することができる。欠陥が試験片のクリティカルな部分内にあるか否かを決定する方法の例は、２００２年５月２日に出願された米国特許出願第１０／１３９，１０９号『Ｃａｐｔｕｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ Ｉｎｔｅｎｔ ｉｎ Ｒｅｔｉｃｌｅ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ（レティクル検査における設計者意図の捕捉）』およびＧｌａｓｓｅｒ（グラッサー）ほかの特許文献７０に示されており、これらは、完全にここに示されているものとして参照によりこれに援用されている。

プロセッサは、測定デバイスの出力から試験片上の検出された欠陥の位置および／または特性を決定するように構成されている。さらにプロセッサは、検出された欠陥の位置および／または特性に応じて修復ツールに結合された機器のパラメータを変更するように構成されている。たとえばこのプロセッサは、基本的に測定デバイスの座標を修復ツールの座標へ変更することができる。それとは別に、測定デバイスと修復ツールが共通ステージを有する場合には、測定デバイスと修復ツールの座標が、実質的に同一になり、それにより一方のツールの座標から他方への変換をなくすことができる。それに加えてこのプロセッサは、サイズとタイプといった欠陥の特性に関係する測定デバイスからの情報を修復ツールへ提供することができる。類似の態様に従って、プロセッサは、測定デバイスの座標を検査ツールの座標へ変換することができる。その場合にプロセッサは、検査ツールが修復された欠陥だけの検査を行うように、検査ツールに結合されたパラメータを変更することになる。それに加えて、測定デバイスと検査ツールが共通ステージを有する。このように測定デバイスの座標と検査ツールの座標を実質的に同じにする。

プロセッサは、さらに、検出された欠陥に応じて、出力を生成するように構成されている。この出力は、ビジュアル信号、可聴信号、測定デバイスから生成された情報の集まり、たとえば、限定する意図ではないが、欠陥の位置、欠陥の特性、および欠陥が修復可能か否かを含めることができる。それに加えてこの出力は、試験片、試験片上の欠陥、プロセス・ツール、測定ツール、修復ツールに関する情報をオペレータまたはプロセス・エンジニアへ提供することのできる任意の出力を含む。

したがってプロセッサは、フィードフォワード制御テクニックを使用して修復ツールを制御するように構成されている。この場合においては、閉ループ欠陥除去および／または修復を行うようにシステムを構成させる。この種の閉ループ欠陥除去および／または修復は、歩留まり管理プロセスの効率と完全性を改善することができる。たとえば、欠陥はランダムに（すなわち非線形に）試験片上に形成される；したがって、欠陥形成の原因の識別と制御は、極めて予測しがたいものとなる。そのため、従来的な制御方法では、試験片上の欠陥の形成を充分に減少させることができない。したがって、試験片上に欠陥が形成されたときにそれらを除去し、あるいは修復するように、従来の歩留まり管理プロセスとともに、あるいはそれに代えて使用することのできる、ここに述べているような方法は、試験片上の欠陥を減らすという点で実質的に従来の歩留まり管理プロセスより効率的である。それに加えてこのシステムは、試験片上の欠陥が存在すると決定された位置においてのみ修復を行うように構成されている。それとは対照的に、従来の試験片のクリーニングは、試験片上にある欠陥を考慮することなく、特定の欠陥の矯正を伴わずに、全体の試験片に対して行われていた。

プロセッサ３０は、フィードバック制御テクニックおよび／または現場制御テクニックを使用して修復ツールを制御するようにも構成されている。たとえば、図３に示されているようにプロセッサ３０を検査ツール２８へ結合することができる。プロセッサは、修復ツールを使用する修復に続いて試験片上に残存している欠陥に応じた、検査ツールからの出力を受け取るように構成されている。それに加えて、プロセッサは、検査ツールからの出力に応答して修復ツールに結合された機器のパラメータを変更するように構成されている。たとえば、検査の後に続く試験片の追加の修復の間に、修復ツールを制御するようにプロセッサを構成する。したがって、修復の後に残存しているある特定の欠陥を追加の修復ステップの間に除去することができる。また、このプロセッサは、フィードバック制御テクニック、フィードフォワード制御テクニック、および／または現場制御テクニックを使用して測定デバイスを制御するように構成されている。

また、プロセッサ３０は、図３に示されているようにプロセス・チャンバ１６へ結合されている。プロセッサは、プロセス・チャンバのパラメータを変更するように構成されている。たとえば、修復に続いて試験片上に残存している欠陥を示す、検査ツールからの出力に応答してプロセス・チャンバに結合された機器のパラメータを変更するように構成されている。その場合にこのプロセッサは、プロセス・チャンバ内におけるプロセスの間に試験片上に形成される修復不能な欠陥がより少なくなるようにフィードバック制御テクニックを使用してプロセス・チャンバを制御することができる。それに加えてプロセッサは、検査された試験片の、その先の加工のために、フィードフォワード制御テクニックを使用してプロセス・チャンバを制御することができる。たとえば、エッチング不足のビアをＳＥＭ等の検査ツール内に生成される電圧コントラスト・イメージから検出し、プロセッサが、続く試験片のエッチング時間を増加するように、および／または同じ試験片をさらにエッチングするための条件を設定してエッチング不足のビアをさらに穿孔するようにプロセス・チャンバを制御することができる。たとえばプロセッサを、欠陥が電気的欠陥であるか否か、かつ／またはデバイスのパフォーマンスに有害な影響を与えるおそれのある欠陥であり、したがって修復する必要があるか否かを決定するように構成させる。プロセッサは、電圧コントラスト・イメージを使用して、試験片上に検出された欠陥が電気的欠陥であるか否か、かつ／またはその試験片上に形成されたデバイスのパフォーマンスに有害な影響を与えるおそれのある欠陥（すなわち、短絡または開放等の電気的な障害を引き起こし、試験片上に形成されたデバイスの速度を低下させ、デバイスを非作動にする欠陥）であるか否かを決定することができる。テスト構造上の電気的欠陥を検出するための方法の一例が、Ｓａｔｙａ（サチャ）ほかの特許文献６９に示されており、この文献については、これに完全に示されているものとして参照により援用されている。

類似の態様で、測定デバイスからの出力に応答してプロセス・チャンバに結合された機器のパラメータを変更するようにプロセッサが構成されている。したがって、プロセッサは、フィードバック制御テクニックまたはフィードフォワード制御テクニックを使用して、プロセス・チャンバ内におけるプロセスの間に試験片上に形成されることのある合計の欠陥（たとえば、修復可能および／または修復不能）がより少なくなるようにプロセス・チャンバを制御することができる。測定デバイスによって欠陥が検出された試験片のその後の加工のために、プロセス・チャンバは、フィードフォワード制御テクニックを使用して、これに述べているような修復ツールと同様に機能することができる。

したがって、ここに述べた閉ループ欠陥修復に加えて、閉ループ欠陥低減を実行するようにシステムが構成されている。この種の閉ループ欠陥低減は、歩留まり管理プロセスの効率と完全性を改善することができる。それに加えて、この種の閉ループ欠陥低減は、半導体製造プロセスの歩留まりを改善することができる。たとえば、前述したように、欠陥はランダムに（すなわち非線形に）試験片上に形成される。したがって、欠陥形成の原因の識別と制御は、極めて予測しがたいものとなる。たとえば、従来の進んだプロセス制御方法は、系統的に（つまり、線形に）試験片上に形成された欠陥を低減させるように設計されているので、試験片上の欠陥の形成を充分に低減させることができない。この意味において、従来の歩留まり管理プロセスとともに、あるいはそれに代えて、閉ループ欠陥低減に使用することのできる、ここに述べている方法は、従来の歩留まり管理プロセスのみに比べて、実質的により多くの欠陥を低減させることができる。

プロセッサは、フィードバックまたはフィードフォワード・アルゴリズムを使用してプロセス・ツールに結合されている機器のパラメータを変更することができる。フィードバックまたはフィードフォワード・アルゴリズムは、限定する意図ではないが、試験片の処理を行った特定のプロセス・ツール、試験片の処理に使用されたプロセス・パラメータ、プロセス・ツールの履歴および／または試験片上に行ったプロセス・ステップ、およびプロセス・ツールのメンテナンス履歴に関する変数を含むアルゴリズムを含む。このアルゴリズムは、ＫＬＡ‐Ｔｅｎｃｏｒ（ＫＬＡ‐テンコー）から入手可能なＣａｔａｌｙｓｔ（カタリスト）等の市販ソフトウエアに含まれることのある最新のプロセス制御アルゴリズムとともに実行することができる。上記の変数に関するデータは、ファブ全体のプロセス・ツールから収集される情報を含み、ファブ・データベース内に整理し、ストアすることができる。

図３に示されているように、システムは、システムの１ないしは複数のエレメント、すなわちプロセス・チャンバ、測定デバイス、修復ツール、検査ツールに結合される単一のプロセッサを備えている。図４は、複数のプロセッサを含むシステムの別の実施形態の概略ブロック図である。このシステムは、システムの１ないしは複数のエレメントに結合されるローカル・プロセッサを含む。たとえば、このシステムは、測定デバイス２４に結合されたプロセッサ３２、修復ツール２６に結合されたプロセッサ３４、検査ツール２８に結合されたプロセッサ３６を含む。１ないしは複数のローカル・プロセッサはリモート・プロセッサに結合される。たとえば、図４に示されているようにローカル・プロセッサ３２、３４、３６がリモート・プロセッサ３８に結合されている。このようにしてリモート・プロセッサ３８を、測定デバイス２４、修復ツール２６、検査ツール２８へ間接的に結合することもできる。リモート・プロセッサ３８は、このシステムの１ないしは複数のエレメントと直接結合される。たとえば、図４に仮想線で示されているように、リモート・プロセッサ３８をプロセス・チャンバ１６へ直接結合させることができる。しかしながら、たとえば各プロセッサのパフォーマンス・ケイパビリティ、それぞれのプロセッサによって実行されることになるオペレーション、各オペレーションの許容可能な実行時間に依存させてシステム内に含まれているプロセッサまたは複数のプロセッサに関する適切な構成を変化させることができる。

さらなる実施形態においては、プロセス・チャンバ内における試験片の処理の間に試験片上の欠陥を検出するように測定デバイスを構成させている。たとえば測定デバイスを、図５と６に示されているようにプロセス・チャンバへ結合させることができる。図５に示されているように、ステージ４０をプロセス・チャンバ４２内に配置することができる。このプロセス・チャンバは、たとえばここで述べているような堆積プロセス・チャンバ、熱成長プロセス・チャンバ、リソグラフィ・プロセス・チャンバ、あるいはエッチング・プロセス・チャンバを含む。ステージ４０は、たとえばプロセス・チャンバ内における試験片の処理の間に試験片４４を支持するように構成されている。プロセス・チャンバ４２の外にあって、しかもプロセス・チャンバ内に配置されるステージ４０へ結合できるように、測定デバイス４６をプロセス・チャンバ４２へ結合することもできる。たとえば、プロセス・チャンバ４２は、プロセス・チャンバの１ないしは複数の壁に配置された実質的に透明な材料の比較的小さい１ないしは複数の部位４８を備えることができる。部位４８は、プロセス・チャンバの外側の測定デバイスのエネルギ・ソースから、プロセス・チャンバ内の試験片の表面へ、エネルギのビームを伝播させるように構成させることができる。また部位４８は、試験片の表面から返されるエネルギのビームを、プロセス・チャンバ４２の外側の測定デバイス４６のコレクタまたは検出器へ伝播させるように構成させることもできる。

この実質的に透明な材料は、エネルギ・ソースからのエネルギのビームと返されるエネルギのビームが、向けられたエネルギ・ビームや戻されるエネルギ・ビームの特性に望ましくない変更をもたらすことなくプロセス・チャンバの部位４８を通ることのできるような光学的特性または材料特性を有することができる。たとえば、エネルギ・ビームの特性の望ましくない変更として、限定する意図ではないが、エネルギ・ビームの偏波または波長の変更、エネルギ・ビームの色収差の増加が挙げられる。それに加えて、部位４８は、ここに完全に示されているものとして参照により援用するＧｒｉｍｂｅｒｇｅｎ（グリンベルゲン）ほかの特許文献７１に記述されているように、試験片の処理の間に使用した化学物質からの処理の残渣の堆積が低減されるように構成されている。プロセス・ツールに結合される測定デバイスの例は、Ｒｏｓｅｎｇａｕｓ（ローゼンガウス）ほかの特許文献７２およびＬｅｖｙ（レビィ）ほかの米国特許出願第０９／９５６，８４９号『Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ａ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ａ ｓｐｅｃｉｍｅｎ ｐｒｉｏｒ ｔｏ， ｄｕｒｉｎｇ， ｏｒ ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ ｔｏ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ（リソグラフィの前、間、または後における試験片の特性を決定するための方法およびシステム）』に例示されており、これらの文献については、ここに完全に示されているものとして参照により援用する。

しかしながらプロセス・チャンバに測定デバイスを結合させるための適切なシステムと方法は、たとえば、プロセス・チャンバの構成および／または測定デバイスの構成によって変えることができる。たとえば、図６に示されているように、プロセス・チャンバ５２の壁の比較的小さい部位５０の配置と寸法を、プロセス・チャンバに応じて変化させることができる。図６は、化学的機械的研磨ツールの部分を例示しており、それの比較的小さい部位５０は、研磨パッド５４と研磨プラテン５６の内に配置されている。この比較的小さい部位５０は前述のように構成されている。研磨プラテン５６は、研磨パッド５４を支持するように構成されている。ディスペンス・アーム５８は、研磨ヘッド６０が試験片６２を研磨パッド５４に対して保持している間に、研磨パッド５４上に研磨液を供給するように構成されている。研磨ヘッド６０は、多数のスプリング６４またはそのほかの適切な機械的デバイスを含むが、それらは、試験片６２の背面に調整できる圧力を加えるように構成されている。研磨ヘッド６０は、研磨ヘッドの中心軸の周りで回転するように構成されている。それに加えて、研磨ヘッド６０は、研磨プラテンに関して線形にも移動するように構成されている。このように部位５０は、研磨の間に測定デバイス６６が試験片上の欠陥またはそのほかの試験片の特性を検出できるように、研磨の間にエネルギのビームを試験片へ、試験片から伝達するように構成されている。

上記に加えて、プロセス・チャンバ内の化学的状態や環境的状態に測定デバイスを曝すのを低減し、さらには実質的に排除するべく、比較的小さい部位の配置と寸法を変更することができる。さらに、測定デバイスがプロセス・チャンバによって実行されるプロセス・ステップのオペレーション、パフォーマンス、または制御を変更しないように、測定デバイスをプロセス・チャンバの外へ結合させることができる。

図５および６に示されているように、測定デバイスは、プロセス・チャンバ内の試験片の加工の間に出力を生成するように構成されている。測定デバイスの出力は、試験片上に存在する欠陥またはそのほかの、試験片上に形成される層の厚さといった試験片の特性に対応するものである。測定デバイスは、処理の間に連続的に、あるいは様々な時間間隔で出力を生成するように構成されている。このようにプロセッサは、測定デバイスから出力を受け取り、出力からプロセスの特性を決定する特色を獲得するように構成されている。さらにまた、この特色に応答してプロセス・チャンバに結合された機器のパラメータを変更するようにも、プロセッサは構成されている。たとえばプロセッサは、特色の特異点からプロセスのエンドポイントを決定することができる。したがって、エンドポイントの決定時に、プロセッサは、プロセス・チャンバを制御してプロセスを縮小し、最終的に終了させることができる。それに加えて、プロセッサはこの特色をプロセス・チャンバの現場制御のために使用することができる。

さらなる実施形態においては、システムを通って試験片が移動するとき、試験片の欠陥またはそのほかの特性を検出するように測定デバイスを構成させている。たとえば図７は、プロセス・チャンバ７２に結合された測定デバイス７０の実施形態を例示している。このプロセス・チャンバは、チャンバ開口７４を含み、ロボット・ウエファ・ハンドラ（図示せず）によってプロセス・チャンバ内のステージ７８上に試験片７６が配置されるように構成されている。図７に示されているように、測定デバイス７０をチャンバ開口７４に近接して配置させるようにして、測定デバイス７０をプロセス・チャンバ７２に外部結合させることができる。図７においては、チャンバ開口７４の上方に測定デバイス７０が配置される形で示されているが、測定デバイス７０をチャンバ開口７４の下側に配置することもできる。このように測定デバイス７０は、試験片がロボット・ウエファ・ハンドラによってチャンバ開口７４を介してプロセス・チャンバ内へ、またはそこから移動させられるとき、試験片のおもて面または背面上の試験片の欠陥またはそのほかの特性を検出するように構成されている。この測定デバイスは、図５〜７に示されているように、修復ツールへ結合する。

図８は、ロボット・ウエファ・ハンドラ８２に結合された測定デバイス８０の実施形態を例示している。たとえば、サポート・バー８４により測定デバイス８０をロボット・ウエファ・ハンドラへ結合させることができる。サポート・バー８４は、測定デバイス８０の位置をハンドラ８２の上方に維持するように構成されている。さらに、サポート・バー８４は、測定デバイスによる測定時に、ロボット・ウエファ・ハンドラの移動によって生じた振動を吸収することにより、その種の振動の効果を縮小するように構成されている。図８においては、ロボット・ウエファ・ハンドラ８２の上方に配置される測定デバイス８０が示されているが、ロボット・ウエファ・ハンドラ８２の下側に測定デバイス８０を配置することもできる。このように測定デバイスは、試験片がシステム内を移動する間に、試験片８６のおもて面または裏面の欠陥を検出するように、あるいは試験片のそのほかの特性を決定するように構成されている。ロボット・ウエファ・ハンドラは、これに示されている実施形態のいずれかに従って構成されている。したがって、たとえばロード・チャンバからプロセス・チャンバへ、プロセス・チャンバから修復ツールへ、さらには修復ツールから検査ツールまたはロード・チャンバへ、測定デバイス８０はシステム内でロボット・ウエファ・ハンドラとともに移動するように構成されている。図５〜８に示されているように、検査ツールは、プロセス・チャンバ、修復ツールまたはロボット・ウエファ・ハンドラへを結合されている。たとえば、ＳＥＭ検査ツールを共通バキューム内のＦＩＢ修復ツールへ結合させることができる。

プロセッサ、ローカル・プロセッサ、リモート・プロセッサは、ここで述べているように、ソフトウエアを実行し、上記の実施形態に従って動作するように構成されたコンピュータ・システムとすることができる。コンピュータ・システムは、システムを制御し、検出したエネルギを処理するためのコンピュータ・プログラムをストアすることのできるメモリ・メディアを備えている。この『メモリ・メディア』という用語はインストレーション・メディア、たとえばＣＤ‐ＲＯＭまたはフロッピー（登録商標）ディスク等、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＥＤＯ ＲＡＭ、Ｒａｍｂｕｓ（ラムバス）ＲＡＭ等のコンピュータ・システム・メモリ、あるいはたとえばハードドライブとする磁気メディアまたは光ストレージ等の不揮発性メモリを含む。同様に、そのほかのタイプのメモリ、あるいはそれらの組み合わせをメモリ・メディアに含めることもできる。それに加えて、メモリ・メディアは、プログラムが実行される第１のコンピュータ内に配置してもよく、あるいはネットワークを介して第１のコンピュータと接続される別の第２のコンピュータ内に配置してもよい。後者の場合には、第２のコンピュータは第１のコンピュータへ実行のためにプログラム命令を提供する。またコンピュータ・システムは、多様な形を取ることができ、それにはパーソナル・コンピュータ・システム、メインフレーム・コンピュータ・システム、ワークステーション、ネットワーク・アプライアンス、インターネット・アプライアンス、パーソナル・ディジタル・アシスタント（『ＰＤＡ』）、テレビジョン・システム、あるいはそのほかのデバイスが含まれる。概して言えば、用語『コンピュータ・システム』は、メモリ・メディアからの命令を実行するプロセッサを有する任意のデバイスを包含するとして広く定義される。

メモリ・メディアは、試験片の少なくとも２つの特性を決定するシステムの動作のためのソフトウエア・プログラムをストアするように構成されている。ソフトウエア・プログラムを様々な方法で実現させることができ、それには特にプロシージャ‐ベース・テクニック、コンポーネント‐ベース・テクニックおよび／またはオブジェクト指向テクニックが含まれる。たとえば、ソフトウエア・プログラムは、ＡｃｔｉｖｅＸ制御、Ｃ＋＋オブジェクト、Ｊａｖａ（登録商標）Ｂｅａｎｓ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｃｌａｓｓ（『ＭＦＣ』）あるいはそのほかのテクノロジまたは技法を希望に応じて使用して具体化することができる。メモリ・メディアからのコードとデータを実行するホストＣＰＵ等のＣＰＵは、前述の方法に従ったソフトウエア・プログラムを作成し、実行するための手段を含む。

各種の実施形態は、さらに、これまでの説明に従って実現される命令および／またはデータを搬送メディアによって受け取り、ストアすることを含む。適切な搬送メディアとしては、磁気または光メディア等のメモリ・メディアまたはストレージ・メディア、たとえばディスクまたはＣＤ‐ＲＯＭをはじめ、ネットワークおよび／またはワイヤレス通信リンク等の通信メディアを介して運ばれる電気的、電磁気的、またはディジタル信号が挙げられる。

一実施形態においてはシステムをクラスタ・ツールとして配列することができる。たとえば、図１、２に示されているように、ロード・チャンバ１０、プロセス・チャンバ１６または複数のプロセス・チャンバ、測定デバイス２４、修復ツール２６、検査ツール２８をユニット８８内に配列させることができる。ユニット８８内の環境状態は、当該ユニットを囲む空間の環境状態から実質的に独立して制御することができる。たとえば、ユニット内の環境は、周囲空気を化学的に濾過することによって、あるいは充分に純粋な気体の供給によって制御することができる。このようにして、限定する意図ではないがアンモニアとアミン群含有化合物、水、二酸化炭素、酸素を含む化学種を低減させるように、ユニット内の環境を制御することができる。それに加えて、ユニット内の環境状態を、システムに結合され、ここに述べている実施形態のいずれかに従って構成することができるプロセッサによって制御することができる。たとえばユニット８８内の、相対湿度、微粒子数、温度等の環境状態をプロセッサによって制御することができる。この種のユニットは、広く『ミニ環境』と呼ばれる。またユニットは、前述したような共通ハンドラと前述したようなシステムの各エレメントのための共通電源を備える。

図９は、クラスタ・ツールとして構成させられた、試験片上の欠陥を修復するように構成されたシステムの実施形態の平面図である。図１０は、このシステムの断面図を示している。したがって、図９と１０の両方に示されているエレメントは、同一の参照番号を用いて示されている。図９に示されているように、このシステムは、前述のように構成することのできるロード・チャンバ９０を備えている。たとえばロード・チャンバ９０は、カセット９２および／または多数のカセットを支持するように構成されている。またこのシステムはウエファ移送チャンバ９４を備えている。ウエファ移送チャンバ９４は、ウエファ移送アーム９６を備えている。ウエファ移送アーム９６は、横方向や垂直方向に移動してカセット９２から試験片を取り出し、メイン・チャンバ９８内へ試験片を移動させるように構成されている。またメイン・チャンバ９８は、ロボット・ウエファ・ハンドラ１００を備えている。ロボット・ウエファ・ハンドラ１００は、ウエファ移送アーム９６から試験片を受け取り、その試験片を図９内に仮想線で示されているようにシステム内の他のチャンバ、デバイス、またはツール内のステージ１０１上に配置するように構成されている。ウエファ移送アーム９６とロボット・ウエファ・ハンドラ１００は、さらに、これに述べているように構成されている。たとえば、ロボット・ウエファ・ハンドラ１００は、図１０に仮想線で示されているように、垂直方向に移動するように構成されている。

このシステムはプロセス・チャンバ１０２、測定デバイス１０４、修復ツール１０６および／または検査ツール１０８を備える。これらはここで述べているように構成されている。図９に示されているように、プロセス・チャンバ１０２、測定デバイス１０４、修復ツール１０６および／または検査ツール１０８を、横方向に互いに近接して配置することができる。それに加えて、システムの１ないしは複数のエレメントを、別のエレメントに近接させて垂直に配置することもできる。たとえば、図１０に示されているように、測定デバイス１１０を、垂直方向にプロセス・チャンバ１０２に近接させて配置することができる。このように測定デバイス１１０を、プロセス・チャンバ１０２内で行われるプロセスの間、あるいはそれに続いて試験片上に存在する欠陥を検出するように構成させている。それに加えて検査ツール１１２を、垂直方向に修復ツール１０６に近接させて配置することができる。このように検査ツール１１２を、修復ツール１０６内で行われる試験片の修復の間、あるいはそれに続いて試験片を検査するように構成されている。さらにこのシステムは、複数のプロセス・チャンバ、複数の測定デバイス、複数の修復ツールおよび／または複数の検査ツールを備えることができる。プロセス・チャンバ、測定デバイス、修復ツールおよび／または検査ツールの適切な配置は、たとえばシステム内に含まれるチャンバ、デバイス、ツールによって実行されるオペレーションの数、システムに利用可能なフット・プリントによって変えることができる。

クラスタ・ツール内において、冷却しない限り試験片を処理できない場合に、試験片を冷却するように構成されたプロセス・チャンバ内で検査および／または修復が行われようにすることができる。クラスタ・ツールとともにスケジューリング・アルゴリズムを使用し、プロセス、欠陥の検出、修復に必要な時間を短縮することができる。別の実施形態においては、Ｊｅｖｔｉｃ（ジェブティック）の特許文献７３、Ｊｅｖｔｉｃ（ジェブティック）の特許文献７４、Ｊｅｖｔｉｃ（ジェブティック）の特許文献７５に例示されているように、ここで述べているプロセッサのそれぞれを、マルチチャンバ・クラスタ・ツール内における処理、検査、修復に関するスケジュールが自動的に生成されるように構成することができ、これらの特許文献については、完全にここに示されているものとして参照により援用される。

プロセッサは、クラスタ・ツールのプロセス・チャンバ、測定チャンバおよび／または修復ツールに対して、優先度の値を割り当てるように構成されている。プロセッサは、割り当てられた優先度に従って試験片がチャンバからチャンバへ移動されるようにクラスタ・ツールのウエファ移送アームおよび／またはロボット・ウエファ・ハンドラを制御するように構成されている。またプロセッサを、優先的な移動が行われる前に利用可能となる時間量を決定するように構成する。実行されることになる優先的な移動の前の決定済みの時間量が充分であれば、プロセッサは、待機している間に、ウエファ移送アームおよび／またはロボット・ウエファ・ハンドラを制御して非優先的な移動を行わせることができる。たとえば、試験片に対して実行するプロセス・ステップの前の決定済みの時間量が充分であれば、ウエファ移送アームおよび／またはロボット・ウエファ・ハンドラが試験片を測定チャンバへ移動させることができる。このように、ここに述べているシステムは、プロセス・ステップの間を試験片が待機している間に、試験片の検査および／または修復を行うように構成されている。またプロセッサは、たとえばプロセス・チャンバおよび／または測定チャンバの可用性に応じて割り当て済み優先度を動的に変更することができる。さらにまたプロセッサは、たとえば、ウエファ・ハンドラが特定のシーケンスに従ってウエファを移動させるために必要な時間に基づいてプロセス・チャンバおよび／または測定チャンバに対して優先度を割り当てることができる。

ここで述べているようなシステムは、複数の冷却プロセス・チャンバまたはマルチ‐スロット冷却プロセス・チャンバを備えることができる。この種の複数の、またはマルチ‐スロット冷却プロセス・チャンバによって、ほかのウエファに対して別のチャンバ内のプロセス・ステップが行われている間に、複数のウエファを冷却することが可能になる。それに加えて、これに述べているようなプロセッサのそれぞれは、処理段階に応じてプロセス・シーケンス内の各ウエファに対して優先レベルを割り当てるように構成でき、完全にこれに示されているものとして参照により援用するＬｉｎ（リン）ほかの特許文献７６に示されているように、この優先レベルを使用してチャンバ間のウエファの移動の順序を決めることができる。このように、これに述べているシステムは、ウエファ加工ファシリティ内における異なるプロセス・チャンバ間をウエファが移動する効率を向上させることができる。

またこのシステムは、ここに述べているように、プロセス・チャンバ、測定デバイス、修復ツールおよび／または検査ツールと直接、あるいは間接的に結合されるプロセッサ１１４を備えることができる。それに加えてプロセッサ１１４は、これに述べているように構成されている。さらにこのシステムは、ここに述べている実施形態のいずれかに従って構成されている。

代替実施形態においては、試験片上の欠陥を修復するように構成されたシステムが、複数のスタンド・アロン・システムを備えている。たとえばそのシステムは、スタンド・アロン・プロセス・ツール、または複数のスタンド・アロン・プロセス・ツールとして配列される１ないしは複数のプロセス・チャンバを備えることができる。１ないしは複数のプロセス・チャンバを、スタンド・アロン・クリーニング・チャンバへ結合されるスタンド・アロン・クラスタ・ツールとして配列する。その種の実施形態においては、スタンド・アロン・クラスタ・ツールを、共通ハンドラによってクリーニング・チャンバへ結合することができる。ハンドラは前述したように構成されている。一実施形態においては、単一の試験片を、つまり一度に１つの試験片を加工するようにクリーニング・チャンバを構成させている。さあに、このシステムは、それぞれがスタンド・アロン・デバイスとして配列されるか、あるいは１つのスタンド・アロン測定デバイスに結合することのできる１ないしは複数の測定デバイスを含む。このシステムは、スタンド・アロン修復ツールまたは複数のスタンド・アロン修復ツールに配列される１ないしは複数の修復ツールを備えることができる。またこのシステムは、スタンド・アロン検査ツールまたは複数のスタンド・アロン検査ツールとして配列することのできる１ないしは複数の検査ツールを備えることができる。これらのスタンド・アロン・ツールは、互いに物理的に分離（つまり非集積化）されてもよいが、共通データ構造（カリフォルニア州サンノゼのＫＬＡ‐Ｔｅｎｃｏｒから市販されているＫＬＡＲＦＦ等）を使用し、または解釈して、欠陥の位置およびタイプといった欠陥情報を１ないしは複数の測定デバイスまたは検査ツールから、１ないしは複数の修復ツールまたは１ないしは複数のプロセス・ツールへ伝達することができる。一部の実施形態においては、スタンド・アロン・ツールが物理的に分離されているが、共通ハンドラによって結合されている。

図１１は、試験片上の欠陥を修復し、その後の試験片上の欠陥の発生を抑えるための方法の実施形態を例示している。この方法は、ステップ１１６に示されているように、試験片の処理を含む。この試験片の処理には、限定する意図はないが、試験片上における材料の層の形成、試験片上におけるレジストのパターン形成、試験片のエッチング、試験片の研磨、試験片上における導電性または誘電性の層の堆積、試験片のクリーニングを含めることができる。この方法はまた、ステップ１１８に示されているように、試験片上に存在する欠陥の検出を含む。欠陥の検出は、ここに述べているようにして行うことができる。さらにこの方法は、ステップ１２０に示されているように、その欠陥が修復可能か否かの決定を含む。試験片上の欠陥の検出には、試験片上の欠陥の特性の決定を含める。それに加えて、試験片上の欠陥の検出に、試験片上の欠陥の位置の決定を含めることができる。さらにまた欠陥の検出は、試験片、複数の試験片、その欠陥の特性、個別の欠陥の特性および／または複数の試験片の集まりのイメージの形成を含む。この方法はまた、これらのイメージとプロセス・ツール、プロセス・ツールのパラメータまたは特性および／または測定ツールの特性またはパラメータの間における関係の形成を含む。

この方法は、さらにステップ１２２に示されているように、試験片上の１ないしは複数の欠陥の修復を含む。１ないしは複数の欠陥には、修復可能と決定された欠陥が含まれているであろう。またこの方法は、欠陥の特性および／または位置に応答して行う、修復のために使用される修復ツールに結合された機器のパラメータの変更を含む。このようにこの方法は、フィードフォワード制御テクニックを使用する修復ツールの制御を含む。たとえばこの方法は、欠陥の検出のために使用された測定デバイスからの出力を、１ないしは複数の欠陥の修復のために使用される修復ツールへ送ることを含む。この出力は、試験片上に存在する欠陥に応じたものである。この方法はまた、出力を処理して修復ツールに結合された機器のパラメータを決定することを含む。それに加えてこの方法は、概略で機器のパラメータが１ないしは複数の欠陥の修復に先行して、またはその間に決定されたパラメータとなるように機器のパラメータを変更することを含む。このようにこの方法は、閉ループ修復および／または除去を含む。修復ツールは、ここに述べているように構成されている。１ないしは複数の欠陥の修復は、試験片上の欠陥の検出の間に行うことができる。１ないしは複数の欠陥の修復は、化学補助レーザ除去、レーザ誘導衝撃波除去および／または粒子ビーム補助修復を用いて行う１ないしは複数の欠陥の除去を含む。

一実施形態においては、ステップ１２４に示されているように、本方法は、修復後に試験片上に残存している欠陥を検出するための試験片の検査を含む。試験片の検査は、これに述べているように行うことができる。試験片の検査は、試験片の修復に続いて、あるいは試験片の修復の間に行うことができる。試験片の検査は、測定デバイスが欠陥の存在を決定した位置に対応する試験片上の位置の検査を含む。たとえばこの方法は、フィードフォワード制御テクニック、試験片上の欠陥を検出するために使用された測定デバイスからの出力を使用する検査ツールの制御を含む。また試験片の検査は、試験片、複数の試験片、その欠陥の特性、個別の欠陥の特性および／または複数の試験片の集まりのイメージの形成を含む。この方法はまた、これらのイメージとプロセス・ツール、プロセス・ツールのパラメータまたは特性および／または測定ツールの特性またはパラメータの間における関係の形成を含む。

さらにこの方法は、試験片の検査に応答して行う、修復のために使用された修復ツールに結合されている機器のパラメータの変更を含む。たとえばこの方法は、試験片の検査に応答して行う、フィードバック制御テクニック、フィードフォワード制御テクニックおよび／または現場制御テクニックを使用する修復ツールの制御を含む。修復ツールは、これに述べているように構成されている。

この方法はさらに、試験片上の検出済みの欠陥に応答した、プロセスのために使用されたプロセス・チャンバに結合されている機器のパラメータの変更を含む。たとえばこの方法は、試験片における欠陥の検出に応答して行う、フィードバック制御テクニック、フィードフォワード制御テクニックおよび／または現場制御テクニックを使用するプロセス・チャンバの制御を含む。このように、この方法を閉ループ欠陥低減のために使用することができる。この種の閉ループ欠陥低減は、前述したように試験片上にランダムに形成される欠陥の低減に使用することができる。プロセス・チャンバは、ここに述べているように構成されている。

ステップ１２６に示されているように、この方法は、ステップ１１６において使用されるプロセスに伴う問題の有無の決定を含む。たとえばこの方法は、測定デバイスおよび／または検査デバイスからのデータを処理し、試験片上に形成されている欠陥が、個別のプロセス・マージナリティに起因している否か、あるいは複数のプロセスの相互作用によるか否かという決定を含む。一実施形態においては、個別のプロセス・マージナリティによって欠陥が生じることがあり、また修復が行われている試験片に先行するかそれに続いて加工が行われる別の試験片上にも欠陥が検出される場合には、複数のプロセスの相互作用によって欠陥が生じることがある。それに代えてこの方法は、欠陥に関する特性、位置、数、タイプおよび／またはそのほかのデータを比較して行う、それらの特性、位置、数、タイプおよび／またはそのほかのデータが予め決定済みの範囲の外になるか否かという決定を含む。

ステップ１２６において、プロセスに伴う問題があると決定された場合に、この方法は、ステップ１３０に示されているように、試験片を加工するように構成されたプロセス・ツールのパラメータの変更を含む。ステップ１２６において、プロセスに伴う問題があると決定されなかった場合に、この方法は、ステップ１２８に示されているように、現在のパラメータを用いてプロセス・ツール内の追加の試験片の加工を継続することを含む。またこの方法は、ここに述べられている任意の追加のステップを含む。

この方法は、修復後の試験片上に残存している欠陥に応答して試験片の加工のためにプロセス・チャンバに結合された機器のパラメータを変更することを含む。たとえばこの方法は、試験片の検査に応答して行う、フィードバック制御テクニックまたはフィードフォワード制御テクニックを使用したプロセス・チャンバの制御を含む。プロセス・チャンバは、ここに述べているように構成されている。またこの方法は、測定デバイスを用いた、試験片の処理の間における試験片の特性の決定を含む。この測定デバイスは、ここに述べているように構成されている。

図１２は、試験片上の欠陥を修復するための方法の代替実施形態を示している。この方法は、ステップ１３２に示されているように、試験片上に存在する欠陥の検出を含む。またこの方法は、ステップ１３４に示されているように、試験片上に存在する１ないしは複数の欠陥の修復を含む。それに加えてこの方法は、ステップ１３６に示されているように、修復後に続いて試験片上に残存している欠陥を検出するための試験片の検査を含む。さらにこの方法は、これに述べている任意のステップを含む。

当業者であれば、この説明を考慮して本発明の各種側面をさらに修正すること、代替実施形態が明らかになることがある。たとえば、試験片上の欠陥を修復し、かつ追加の試験片上の欠陥の発生を抑えるように構成することのできるシステムが提供される。したがってこの説明は、例示のみと解釈されるべきであり、かつ本発明を実施する一般的な方法を当業者に教示することを目的としていると解釈されるべきである。またここで理解される必要があるが、ここに示し説明した本発明の形式は、現在のところ好ましい実施形態であると解釈されるべきである。ここに示し説明したエレメントおよび材料が代用されること、部品およびプロセスが逆転されること、本発明の特定の特徴が独立に使用されることがあり得ることは、本発明のこの説明の恩典を有した後の当業者にとってはすべて明らかであろう。付随する特許請求の範囲に記述されている本発明の精神と範囲から逸脱することなしにこれに述べているエレメントを変更することができる。

試験片上の欠陥を修復するように構成されたシステムの実施形態を示した概略の側面図である。 試験片上の欠陥を修復するように構成されたシステムの実施形態を示した概略の断面図である。 試験片上の欠陥を修復するように構成されたシステムの各種実施形態を示した概略のブロック図である。 試験片上の欠陥を修復するように構成されたシステムの各種実施形態を示した概略のブロック図である。 プロセス・チャンバに結合される測定デバイスの各種実施形態を示した概略の断面図である。 プロセス・チャンバに結合される測定デバイスの各種実施形態を示した概略の断面図である。 プロセス・チャンバに結合される測定デバイスの各種実施形態を示した概略の断面図である。 ロボット・ウエファ・ハンドラに結合される測定デバイスの実施形態を示した概略の側面図である。 試験片上の欠陥を修復するように構成されたシステムの実施形態を示した概略の平面図である。 試験片上の欠陥を修復するように構成されたシステムの実施形態を示した概略の断面図である。 試験片上の欠陥を修復するための方法の各種実施形態を示したフローチャートである。 試験片上の欠陥を修復するための方法の各種実施形態を示したフローチャートである。

Claims (20)

1. 試験片上の欠陥を修復する方法であって：
   前記試験片の処理をすること；
   前記試験片上に存在する欠陥の検出をすること；
   前記欠陥が修復可能か否かを決定すること；
   前記試験片上の前記欠陥にして、修復可能と決定された１ないしは複数の欠陥の修復をすること、
   前記修復の後で、当該試験片の検査で当該試験片の上に残存している残存欠陥の検出を行う、当該試験片の検査をすること；
   前記残存欠陥に応答して、前記処理に使用されるプロセス・チャンバに結合された機器のパラメータの変更を行うこと
   を含む、欠陥を修復する方法。
2. 前記欠陥の検出には、前記試験片上の前記欠陥の特性を決定することが含まれており、前記方法が、前記修復に使用される修復ツールに結合された機器のパラメータを前記特性に応答して変更することを含む請求項１に記載の方法。
3. 前記欠陥の検出には、前記試験片上の前記欠陥の位置を決定することが含まれており、前記方法が、さらに、前記修復に使用される修復ツールに結合された機器のパラメータを前記欠陥の位置に応答して変更することを含む請求項１に記載の方法。
4. さらに、前記欠陥の検出に使用された測定デバイスからの出力を前記修復に使用される修復ツールへ送ることを含み、前記出力は、前記試験片上に存在する前記欠陥に応じたものであり、さらに前記出力を処理して前記修復に使用される前記修復ツールに結合された機器のパラメータを決定することを含む請求項１に記載の方法。
5. 前記欠陥の検出には、前記試験片のイメージの形成が含まれる請求項１に記載の方法。
6. 前記修復は、前記欠陥の検出の間に行われる請求項１に記載の方法。
7. 前記修復は、前記１ないしは複数の欠陥を化学補助レーザ除去を用いて除去することを含む請求項１に記載の方法。
8. 前記修復は、前記１ないしは複数の欠陥をレーザ誘導衝撃波除去を用いて除去することを含む請求項１に記載の方法。
9. 前記修復は、粒子ビーム補助修復を含む請求項１に記載の方法。
10. さらに、前記欠陥の検出に使用された測定デバイスを用いて前記処理の間に前記試験片の特性を決定することを含む請求項１に記載の方法。
11. 前記処理は、前記試験片上における材料の層の形成、前記試験片上におけるレジストのパターン形成、前記試験片のエッチング、前記試験片の研磨、前記試験片のクリーニングからなるグループから選択される、請求項１に記載の方法。
12. 試験片上の欠陥を修復するように構成されたシステムであって：
    前記試験片の処理をするように構成されたプロセス・チャンバ；
    前記プロセス・チャンバによる処理の後で前記試験片上に存在する欠陥を検出するように構成された測定デバイス；
    前記試験片で検出された前記欠陥の１ないしは複数に対して修復をするように構成された修復ツール；
    前記修復の後で前期試験片上に残存する欠陥を検出すように構成された検査ツール；
    前記プロセス・チャンバ，前記測定デバイス，前記修復ツールおよび前記検査ツールに結合されたプロセッサであって、前記試験片で検出された前記欠陥に応答する、前記測定デバイスからの出力を受けて、当該欠陥が修復可能か否かを決定するよう構成され、且つ、前記修復の後に前記試験片上に残存している残存欠陥に応答する、前記検査ツールからの出力を受けて、前記処理に使用されるプロセス・チャンバに結合された機器のパラメータを変更するように構成されているプロセッサ
    を備えて成るシステム。
13. 前記プロセッサは、前記検出された欠陥の特性を前記測定デバイスの出力から決定するように構成されており、かつ前記検出された欠陥の前記特性に応答して前記修復ツールに結合された前記機器の前記パラメータを変更するように構成されている請求項１２に記載のシステム。
14. 前記プロセッサは、前記検出された試験片上の欠陥の位置を前記測定デバイスの出力から決定するように構成されており、かつ前記検出された欠陥の前記位置に応答して前記修復ツールに結合された前記機器の前記パラメータを変更するように構成されている請求項１２に記載のシステム。
15. 前記プロセッサは、前記１ないしは複数の欠陥に、修復可能と決定される欠陥が含まれるように前記修復ツールに結合された機器のパラメータを変更するように構成されている請求項１２、１３又は１４に記載のシステム。
16. 前記測定デバイスは、前記試験片のイメージを形成するように構成されている請求項１２、１３又は１４に記載のシステム。
17. 前記修復ツールは、前記測定デバイスによる前記欠陥の検出の間に前記試験片で検出された１ないしは複数の欠陥を修復するように構成されている請求項１２、１３又は１４に記載のシステム。
18. 前記修復ツールが化学補助レーザ除去ツールを備える請求項１２、１３又は１４に記載のシステム。
19. 前記修復ツールがレーザ誘導衝撃波除去ツールを備える請求項１２、１３又は１４に記載のシステム。
20. 前記修復ツールが粒子ビームを用いた修復ツールを備える請求項１２、１３又は１４に記載のシステム。

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