JP5319112B2 - 検査方法及び検査装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施例によるマイクロ蛍光X線アナライザ20の概略図である。アナライザ20の態様については、前述の米国特許第6,108,398号に詳細に記述されている。アナライザ20は、ウエハ製造プロセスにおける不良を識別するために、後述する方法を使用して半導体ウエハ22などのサンプルを検査するべく構成されている。
図3A及び図3Bは、本発明の一実施例に従ってアナライザ20のX線ビームによって照射されるウエハ22のエリアの細部を概略的に示している。図3Aは、平面図であり、図3Bは、図3AのラインIIIB−IIIBに沿って取得した断面図である。この例においては、複数のハンダバンプ50がウエハ上の基板52上に形成されている。この種のバンプは、一般に、半導体チップを(チップの製造が完了した後に)回路基板に装着する際に使用されている。一般的な製造プロセスにおいては、バンプは、直径が約150μmであり、基板52の表面上に約80〜100μmだけ突出している。チップの装着対象である回路基板との良好な接着及び電気的な接触のために、バンプ50は、通常、錫(Sn)と、数パーセントの銀(Ag)から製造されている。錫バンプ内部における銀のパーセンテージは、限度に近接した状態に維持されることが望ましい。
前述の実施例は、X線源によって形成されるスポットがウエハ上の対象のターゲット特徴部と正確にアライメントしていることを前提としていた。このようなアライメントは、例えば、米国特許第6,345,086号又は米国特許第7,023,954号に記述されているものなどの光学画像生成法を使用することにより、実現可能であり、これらの開示内容は、本引用により、本明細書に包含される。
前述の方法は、(半導体ウエハ上の特定タイプの構造内における特定元素の濃度の)特定タイプの計測に関するものであるが、本発明の原理は、サンプルの表面上におけるその他のタイプの微細な特徴部のXRF計測と、その他のタイプのX線放射計測を使用するその他のサンプル特性の判定に、一般的に適用可能である。例えば、前述の方法は、必要な変更を加えることにより、半導体の製造、並びに、地質学、フォレンジクス(forensics)、及び考古学などのその他の分析の領域におけるRu、Rh、Pd、Cd、及びInなどのその他の重い元素のマイクロ分析に適用可能である。
Claims (10)
- 第1直径及び第1入射強度を具備した中央スポットと、前記第1直径よりも大きな第2直径及び前記第1入射強度よりも小さな第2入射強度を具備した前記中央スポットを取り囲む光輪と、を有するX線ビームを使用することにより、前記中央スポットが前記サンプルの表面上の特徴部に入射し、前記特徴部が前記第2直径よりも小さな第3直径を具備している第1照射位置において、サンプルを照射する段階と、
前記第1照射位置において前記X線ビームに応答して前記サンプルから放射される蛍光X線の第1放射強度を計測する段階と、
前記中央スポットが前記特徴部から外れた状態に変位する第2照射位置において前記X線ビームが前記サンプルを照射するように、前記サンプル及び前記X線ビームの中の少なくとも1つをシフトさせる段階と、
前記第2照射位置において前記X線ビームに応答して前記サンプルから放射された前記蛍光X線の第2放射強度を計測する段階と、
前記特徴部の特性を判定するべく、前記第1及び第2放射強度を比較する段階と、
を有する検査方法。 - 前記蛍光X線を計測する段階は、前記サンプル内部の所与の元素の特性を示す選択されたX線輝線における前記蛍光X線を計測する段階を有しており、前記第1及び第2放射強度を比較する段階は、前記特徴部内部の前記所与の元素の濃度を判定する段階を有する請求項1記載の方法。
- 前記特徴部は、第1及び第2元素を有しており、前記蛍光X線を計測する段階は、前記第1及び第2元素の特性をそれぞれ示している第1及び第2X線輝線における放射強度を計測する段階を有しており、前記濃度を判定する段階は、前記特徴部内部の前記第1元素の濃度を判定するべく、前記第1及び第2X線輝線における放射強度の比率を使用する段階を有する請求項2記載の方法。
- 前記サンプルは、半導体ウエハを有しており、前記特徴部は前記半導体の表面上に形成された前記複数のバンプの中の1つのバンプを有し、前記光輪が複数のバンプの中の複数のものを同時に照射する、請求項1記載の方法。
- 前記サンプル及び前記X線ビームの中の少なくとも1つをシフトさせる段階は、前記中央スポットが前記バンプの中の2つのものの間の位置において前記半導体ウエハ上に入射するように、前記サンプル及び前記X線ビームの中の1つ又は複数のものを変位させる段階を有する請求項4記載の方法。
- 前記バンプの高さを計測する段階を有しており、前記第1及び第2放射強度を比較する段階は、前記バンプの組成を判定する際に、前記強度と共に、前記計測された高さを使用する段階を有する請求項4記載の方法。
- 前記バンプは、第1及び第2金属元素を含んでおり、前記第1及び第2放射強度を比較する段階は、前記第2金属元素に対する前記第1金属元素の相対濃度を判定する段階を有する請求項4記載の方法。
- 第1直径及び第1入射強度を具備した中央スポットと、前記第1直径よりも大きな第2直径及び前記第1入射強度よりも小さな第2入射強度を具備した前記中央スポットを取り囲む光輪と、を有するX線ビームによってサンプルを照射するべく構成されたX線源と、
前記中央スポットが前記サンプルの表面上の特徴部に入射し、前記特徴部が前記第2直径よりも小さな第3直径を具備している第1照射位置及び前記中央スポットが前記特徴部から外れた状態に変位する第2照射位置において前記X線源が前記サンプルを照射するように、前記X線源及び前記サンプルの中の1つ又は複数のものを移動させるべく結合されたモーションアセンブリと、
前記第1照射位置において前記X線ビームに応答して前記サンプルから放射される蛍光X線の第1放射強度と、前記第2照射位置において前記X線ビームに応答して前記サンプルから放射される蛍光X線の第2放射強度と、を計測するべく構成された検出器アセンブリと、
前記特徴部の特性を判定するべく、前記第1及び第2放射強度を比較するべく構成されたプロセッサと、
を有する検査装置。 - 前記サンプルは、半導体ウエハを有しており、前記特徴部は、前記半導体ウエハの表面上に形成された複数のバンプの中の1つのバンプを有しており、前記光輪が前記バンプの中の複数のものを同時に照射する請求項8記載の装置。
- 前記X線源は、X線管と、前記X線管から放射された放射線を受光及び合焦するべく構成された1つ又は複数のキャピラリーと、を有している請求項8記載の装置。
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