JP5490721B2 - 半導体デバイス製造を制御する方法 - Google Patents
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Description
この発明は、半導体ウエハメトロロジーに関する。
マイクロ電子デバイスは、たとえば、堆積技術(CVD、PECVD、PVDなど)および除去技術(化学エッチング、CMPなど)を含む、様々な技術を用いて半導体ウエハ上に製造される。半導体、たとえばシリコンウエハは、たとえばクリーニング、イオンインプランテーション、リソグラフィなどによって質量が変化する方法でさらに処理される。
本発明は、WO02/03449に記載されたアイデアを進歩させたものである。
後に続いて測定された質量の変化と現在の測定された質量変化分布とを比較するステップは、後に続いて測定された質量の変化と現在の測定された質量変化分布の平均との差を判定するステップを含み得る。これにより、現在の分布の異常値が検出可能になり得る。
発明の例は、添付の図面を参照して以下に詳細に説明される。
図1は、半導体製造プロセスにおける全ての工程が質量の変化を伴なうという考えを概略的に示す。さらに、各プロセスは、それ自身の分布を有数する特有の質量変化を有するであろう。図1におけるチャートは、半導体ウエハの(y軸上の、ノンスケールの)質量が、施される製造プロセスの種類に応じてどのように変化し得るかを示す。したがって、プラズマ化学気相成長法(PECVD)は質量を増加させ、化学機械研磨(CMP)およびエッチ処理は質量を減少させ、物理気相成長法(PVD)および原子層堆積(ALD)は質量を増加させる。各々の質量変化は異なる強度を有する。正確な質量計測により、これらの変化から、処理された複数の半導体ウエハに対して測定された質量変化分布を生成することが可能になり得る。個々の質量変化測定値または測定された質量変化分布を、所与のプロセス工程に対する特有の質量変化分布と比較することにより、プロセスを監視することができる。
図15(a)は、FEoL処理の生産物である半導体構造100を示す。ドレインおよびソース電極に接続された金属(たとえばアルミニウム)線102と、ゲート電極に接続された金属(たとえばアルミニウム)線104とが、第1金属層として生成される。質量測定値M0は、たとえば、上述した大気浮力補償技術を用いて、または別の周知の方法によって、この中間構造に対して取得される。
Claims (14)
- 半導体ウエハ製造プロセスに対する特有の質量変化分布を取得するステップと、
前記プロセスが施される複数の半導体ウエハの質量の変化を測定するステップと、
前記プロセスを監視するために、前記複数の半導体ウエハの前記測定された質量変化から構成される測定された質量変化分布の形状と、前記特有の質量変化分布の形状とを比較するステップとを含む、統計的プロセス制御(SPC)の方法。 - 前記測定された質量変化分布の形状と前記特有の質量変化分布の形状とを比較するステップは、前記測定された質量変化分布と前記特有の質量変化分布との間の相対的なブロードニング、相対的なナローイングまたはスキューのうちのいずれか1つ以上を検出するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 制御変数と前記プロセスの前記特有の質量変化との間の実験に基づく関係を判定するステップと、
前記実験に基づく関係、および、前記測定された質量変化分布の形状と前記特有の質量変化分布の形状との比較に基づいて、前記制御変数の挙動の指標を取得するステップとを含む、請求項1または2に記載の方法。 - 前記測定された質量変化分布に対する平均を取得するステップと、前記取得された平均と前記特有の分布の平均とを比較するステップとを含む、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- ある時点での測定された質量変化分布は、その時点の直前の期間に測定された複数の質量変化から構成される、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 前記測定された質量変化分布を定期的に更新するステップを含む、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- 半導体ウエハ製造プロセスが施される複数の半導体ウエハの各々について質量の変化を測定するステップと、
ある時点において、その時点の直前の期間において測定された複数の前記測定された質量変化から構成される現在の測定された質量変化分布を取得するステップと、
その時点の後で前記プロセスが施される1つ以上の半導体ウエハの質量の変化を後に続いて測定するステップと、
前記プロセスを監視するために、前記後に続いて測定された質量の変化を、前記現在の測定された質量変化分布と比較するステップとを含む、統計的プロセス制御(SPC)の方法。 - 前記現在の測定された質量変化分布は、予め定められた数の質量変化から構成される、請求項7に記載の方法。
- 前記現在の測定された質量変化分布は、その時点の直前の予め定められた期間において測定された全ての質量変化から構成される、請求項7に記載の方法。
- 前記測定された質量変化分布を定期的に更新するステップを含む、請求項7〜9のいずれかに記載の方法。
- 前記後に続いて測定された質量の変化と前記現在の測定された質量変化分布とを比較するステップは、前記後に続いて測定された質量の変化と前記現在の測定された質量変化分布の平均との差を判定するステップを含む、請求項7〜10のいずれかに記載の方法。
- 前記後に続いて測定された質量の変化と前記現在の測定された質量変化分布との比較に基づいて、後に続くウエハに対して前記プロセスを調整するステップを含む、請求項7〜11のいずれかに記載の方法。
- 前記後に続いて測定された質量の変化と前記現在の測定された質量変化分布との比較に基づいて、前記ウエハに対して将来のプロセス工程を調整するステップを含む、請求項7〜12のいずれかに記載の方法。
- 半導体ウエハ製造プロセスに対する特有の質量変化分布を取得するステップと、
前記半導体ウエハ製造プロセスが施される複数の半導体ウエハの各々について質量の変化を測定するステップと、
ある時点において、その時点の直前の期間において測定された複数の前記測定された質量変化から構成される現在の測定された質量変化分布を取得するステップと、
その時点の後で前記プロセスが施される1つ以上の半導体ウエハの質量の変化を後に続いて測定するステップと、
前記後に続いて測定された質量の変化を、前記現在の測定された質量変化分布と比較し、
前記現在の測定された質量変化分布と、前記特有の質量変化分布と比較することによって、
前記プロセスを監視するステップとを含む、統計的プロセス制御(SPC)の方法。
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