JP5318784B2 - エッジビード除去プロセスを含む、ウェハ製造モニタリング・システム及び方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2007年2月23日付け出願の米国仮出願第60/891289号に関連しており、同仮出願の優先権を主張するものである。同仮出願の内容は参照によって本明細書に組み込まれる。
本開示は、一般的には、例えば、ウェハのエッジ除外区域の検査によって半導体ウェハ製造をモニタするための、最適製造プロセス・ステップを含む、システム及び方法に関する。
上述のように、画像圧縮(204)は、本開示の方法の迅速な動作を容易にする機能がある。画像圧縮は、多様な技法を用いて実施することができ、許容できる例は、2006年9月22日付け出願、発明の名称「ウェハエッジ検査及び計測」の米国特許第7197178号及び米国特許出願第11/525530号に記載され、両者の教示は参照により本願明細書に援用する。一般的には、画像圧縮の一つの形式は、ウェハ50の複数の隣接画像を参照する。図7Aは、いくつかの実施形態に従った、画像データ獲得中(例えば、202における画像取り込み)の、第一のフレーム獲得場所Fにおいて取得される、複数の画像の第一の画像の、一般化した概略表現である。さらなる参照とし、図7Bは、本発明の関連実施形態に従って獲得される、上方エッジ領域100の画像の一例であり、図7Bにはノッチ106も示す。図7Aに戻り、複数の画像のそれぞれは画素配列を含み、第一の画像は第一の画素配列272を含む。画素配列272は、複数の画像に伴う複数の画素配列のそれぞれに対して適用可能な原理を説明するため、より詳細に記載される。一般的には、画素配列272は、配列内に配置される複数の画素を含み、画素配列272は、第一の次元X及び第二の次元Yを有する。画素配列272のそれぞれの画素は、第一のレジストエッジ114a等のウェハ形状と共に、輝度値等の関連する画素特徴値を有し、露出したエッジ領域130、第一のレジストエッジ114a、上方斜面130、底部エッジ領域134、及び垂直ウェハエッジ138は、画素特徴値において変化を生じる。
本開示のシステム及び方法が、半導体製造プロセス、特に特定のEBRプロセスにおいて、迅速なモニタリング及び関連する微調整を提供できることを検証するために、試験を実施した。具体的には、いくつもの検査段階において、従来法を用いて、並びに上述のような底部及びエッジ検査を取り入れている自動化検査システムを用いて、プロセス中の半導体ウェハを検査した。エッジ検査システムは、ウェハエッジをスキャンし、画像セットを取り込み、プロセスに関連した又は機械的に誘発したエッジ欠陥を広範囲に検出する。
Claims (19)
- 半導体製造プロセスをモニタするための方法であって、
前記製造プロセスによって用意される半導体ウェハのエッジに関する少なくとも一つの画像を取り込むことと、
前記ウェハのエッジ区域の複合表現(composite representation)を生成するために前記少なくとも一つの画像を圧縮することと、
前記表現においてエッジビード(edge bead)除去領域を識別することと、
識別された前記エッジビード除去領域から少なくとも一つの形状属性を抽出することと、
抽出された前記形状属性を自動的に評価することと、
前記評価に基づいて前記製造プロセスの状況に関する情報を生成することとを含み、
前記少なくとも一つの形状属性を抽出することは、
識別された前記エッジビード除去領域に表示されるエッジビード除去線を識別することと、
前記エッジビード除去線に沿った複数の点において形状特徴の値を決定することとを含み、
前記抽出された前記形状属性を自動的に評価することは、前記複数の点のそれぞれにおける形状特徴の値に基づいて行われる、
半導体製造プロセス・モニタ方法。 - 前記少なくとも一つの画像を取り込むことは、複数の画像を取り込むことを含み、
前記複数の画像は、前記ウェハの外側円形周辺の全体を表示するよう結合し、
さらに、前記少なくとも一つの取り込まれた画像を圧縮することは、前記ウェハの前記エッジの単一の表現を生成するために前記複数の取り込まれた画像を圧縮することを含む
請求項1に記載の半導体製造プロセス・モニタ方法。 - 前記少なくとも一つの画像を圧縮することは、
可能なエッジビード除去線を示す前記少なくとも一つの画像において情報を識別することと、
識別された前記情報を直線にフィッティングすることとを含む
請求項1に記載の半導体製造プロセス・モニタ方法。 - 前記少なくとも一つの画像を圧縮することは、
可能なエッジビード除去線を示す前記少なくとも一つの画像において情報を識別することと、
識別された前記情報を曲線にフィッティングすることとを含む
請求項1に記載の半導体製造プロセス・モニタ方法。 - さらに、前記圧縮するステップに先立ち、前記少なくとも一つの取り込まれた画像を傾き補正することを含む
請求項1に記載の半導体製造プロセス・モニタ方法。 - 前記少なくとも一つの形状属性を抽出することは、
識別された前記エッジビード除去領域に表示される複数のエッジビード除去線を識別することと、
識別された前記エッジビード除去線のそれぞれに共通の特徴の標準偏差を決定することとを含む
請求項1に記載の半導体製造プロセス・モニタ方法。 - 前記少なくとも一つの形状属性を抽出することは、
識別された前記エッジビード除去領域に表示されるエッジビード除去線を識別することと、
識別された前記エッジビード除去線の完全さの程度を決定することとを含む
請求項1に記載の半導体製造プロセス・モニタ方法。 - 前記少なくとも一つの形状属性を抽出することは、
前記ウェハの外側周辺に関して、予想されるエッジビード除去線の場所を示す情報を検査することと、
エッジビード除去線の表現が、予想される前記場所において識別された前記エッジビード除去領域に存在するかどうかを決定することとを含む
請求項1に記載の半導体製造プロセス・モニタ方法。 - 前記少なくとも一つの形状属性を抽出することは、
識別された前記エッジビード除去領域に表示されるエッジビード除去線を識別することと、
識別された前記エッジビード除去線の周波数を決定することとを含む
請求項1に記載の半導体製造プロセス・モニタ方法。 - 抽出された前記形状属性を自動的に評価することは、
第一の識別されたエッジビード除去線の抽出された前記形状属性を、第二の識別されたエッジビード除去線の対応する抽出された形状属性と比較することを含む
請求項1に記載の半導体製造プロセス・モニタ方法。 - 前記第一及び第二の識別されたエッジビード除去線の抽出された前記形状属性は、線幅の標準偏差であり、
さらに、前記自動的に評価するステップは、前記比較に基づいて前記第一及び第二のエッジビード除去線の間の重複の尤度を評価することを含む
請求項10に記載の半導体製造プロセス・モニタ方法。 - 抽出された前記形状属性は、前記ウェハ上のエッジビード除去線形状のエッチング形状属性に関連し、
さらに、抽出された前記形状属性を自動的に評価することは、前記エッチング形状属性を所定の許容できるエッチング形状特徴と比較することを含む
請求項1に記載の半導体製造プロセス・モニタ方法。 - 抽出された前記形状属性を自動的に評価することは、許容できる形状属性の定量に関するユーザが入力した情報を検査することを含む
請求項1に記載の半導体製造プロセス・モニタ方法。 - 抽出された前記形状属性を自動的に評価することは、前記製造プロセスによって以前に発生した他のウェハから抽出された前記形状属性に関する履歴データを検査することを含む
請求項1に記載の半導体製造プロセス・モニタ方法。 - 前記製造プロセスの状況に関する情報を生成することは、
前記ウェハが許容できるかどうかを決定することと、
後続する救済プロセスが前記ウェハを許容できる状態にするかどうかを決定することと、
前記製造プロセスに伴う他のプロセスに加えて、必要に応じて、前記ウェハに対する前記後続する救済プロセスを指定することとを含む
請求項1に記載の半導体製造プロセス・モニタ方法。 - 前記製造プロセスの状況に関する情報を生成することは、
前記評価が、少なくとも一つの画像を取り込む前記ステップに先立って行われる少なくとも一つの製造プロセスにおいて、許容できない変動を示すことを決定することと、
前記少なくとも一つの製造プロセス・ステップに対する調節を指定することとを含む
請求項1に記載の半導体製造プロセス・モニタ方法。 - 前記製造プロセスの状況に関する情報を生成することは、
前記評価が、少なくとも一つの画像を取り込む前記ステップの後に行われる少なくとも一つの製造プロセスを変更する必要を示すことを決定することと、
前記少なくとも一つのプロセス・ステップに対する変更を指定することと、
前記変更を実装することと、
変更された前記プロセス・ステップを含む前記製造プロセスを通じて複数の半導体ウェハを製造することとを含む
請求項1に記載の半導体製造プロセス・モニタ方法。 - 半導体製造プロセスをモニタするためのシステムであって、
前記製造プロセスによって用意される半導体ウェハのエッジに関する少なくとも一つの画像を取り込むよう取り付けられる画像デバイスと、
前記画像デバイスに電気的に接続され、
前記ウェハのエッジ帯の表現を生成するために前記少なくとも一つの画像を圧縮し、
前記表現においてエッジビード(edge bead)除去領域を識別し、
識別された前記エッジビード除去領域から少なくとも一つの形状属性を抽出し、
抽出された前記形状属性を自動的に評価し、
前記評価に基づいて前記製造プロセスに関する情報を生成するようにプログラムされるプロセッサとを含み、
前記少なくとも一つの形状属性を抽出することは、
識別された前記エッジビード除去領域に表示されるエッジビード除去線を識別することと、
前記エッジビード除去線に沿った複数の点において形状特徴の値を決定することとを含み、
前記抽出された前記形状属性を自動的に評価することは、前記複数の点のそれぞれにおける形状特徴の値に基づいて行われる、
半導体製造プロセス・モニタ・システム。 - さらに、前記製造プロセス・ステップの少なくとも一つに伴うウェハ製造の動作を制御する制御部を含み、
前記プロセッサは、前記制御部に電気的に接続され、
前記プロセッサは、さらに、前記ウェハ製造ツールの動作における変更を決定し、決定された前記変更を実装することを前記コントローラに自動的に促すようにプログラムされる
請求項18に記載の半導体製造プロセス・モニタ・システム。
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