JPH07111340B2 - パターンシフト測定方法 - Google Patents
パターンシフト測定方法Info
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- JPH07111340B2 JPH07111340B2 JP2296977A JP29697790A JPH07111340B2 JP H07111340 B2 JPH07111340 B2 JP H07111340B2 JP 2296977 A JP2296977 A JP 2296977A JP 29697790 A JP29697790 A JP 29697790A JP H07111340 B2 JPH07111340 B2 JP H07111340B2
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- Japan
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- pattern
- line width
- shift amount
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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- G—PHYSICS
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30108—Industrial image inspection
- G06T2207/30148—Semiconductor; IC; Wafer
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- Theoretical Computer Science (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、埋込拡散パターン上に気相エピタキシャル成
長した後にパターンの位置移動量を求めるパターンシフ
ト測定方法に関し、さらに詳細には半導体ウェーハを破
壊することなくかつ短時間でパターンの位置移動量を推
定することができるパターンシフト測定方法に関する。
長した後にパターンの位置移動量を求めるパターンシフ
ト測定方法に関し、さらに詳細には半導体ウェーハを破
壊することなくかつ短時間でパターンの位置移動量を推
定することができるパターンシフト測定方法に関する。
バイポーラICを製造する際に、埋込拡散により段差パタ
ーンが形成された半導体ウェーハ上に気相エピタキシャ
ル成長を行うと発生し、段差パターンの位置が埋込拡散
パターンとエピタキシャル成長後の表面とで移動するパ
ターンシフトと呼ばれる現象を制御することは非常に重
要である。そのため、気相エピタキシャル成長の成長条
件(反応温度、反応速度等)を一定にしてパターンシフ
ト量をいつも一定範囲内に制御しているが、成長条件の
管理にも限度があり、パターンシフト量を頻度高くチェ
ックする必要があった。
ーンが形成された半導体ウェーハ上に気相エピタキシャ
ル成長を行うと発生し、段差パターンの位置が埋込拡散
パターンとエピタキシャル成長後の表面とで移動するパ
ターンシフトと呼ばれる現象を制御することは非常に重
要である。そのため、気相エピタキシャル成長の成長条
件(反応温度、反応速度等)を一定にしてパターンシフ
ト量をいつも一定範囲内に制御しているが、成長条件の
管理にも限度があり、パターンシフト量を頻度高くチェ
ックする必要があった。
従来のパターンシフト測定方法としては、次の〜の
手順で行う方法(アングルラップステイン法)が知られ
ている。
手順で行う方法(アングルラップステイン法)が知られ
ている。
ダイシングソーを用いて、図4に示すようなオリエン
テーションフラットOFに垂直な段差パターン2a〜2g又は
オリエンテーションフラットOFに平行な段差パターン3a
〜3gをもったチップを切り出す。ここでオリエンテーシ
ョンフラットOFとは、結晶方位を規定するために半導体
ウェーハに設けられた目印である。
テーションフラットOFに垂直な段差パターン2a〜2g又は
オリエンテーションフラットOFに平行な段差パターン3a
〜3gをもったチップを切り出す。ここでオリエンテーシ
ョンフラットOFとは、結晶方位を規定するために半導体
ウェーハに設けられた目印である。
オリエンテーションフラットOFに垂直な段差パターン
2a〜2g又はオリエンテーションフラットOFに平行な段差
パターン3a〜3gの任意の面をアングルポリッシュする
〔θ=11゜32′(×5)〕。
2a〜2g又はオリエンテーションフラットOFに平行な段差
パターン3a〜3gの任意の面をアングルポリッシュする
〔θ=11゜32′(×5)〕。
ポリッシュ面をエッチングする(Sirtl、2〜3
秒)。
秒)。
段差パターン2a〜2g又は3a〜3gの移動量を微分干渉顕
微鏡写真(×150)を用いて測定する。パターンシフト
率は次の式により求められる。
微鏡写真(×150)を用いて測定する。パターンシフト
率は次の式により求められる。
パターンシフト率 =段差パターンの移動量(μm)/エピ膜厚(μm) しかしながら、上記した従来のパターンシフト測定方法
では、測定時間が2時間近く必要である上破壊検査なの
で、頻度高く行うことは困難でありコスト的にも問題が
あった。
では、測定時間が2時間近く必要である上破壊検査なの
で、頻度高く行うことは困難でありコスト的にも問題が
あった。
このような従来技術の問題点を解決するために、非破壊
検査によるパターンシフト測定方法も提案されている
(特開昭64−31413号公報、特開昭64−31414号公報等)
が、さらに簡便な測定方法が待望されていた。
検査によるパターンシフト測定方法も提案されている
(特開昭64−31413号公報、特開昭64−31414号公報等)
が、さらに簡便な測定方法が待望されていた。
〔発明が解決しようとする課題〕 本発明は、上記した従来技術に鑑みて発明されたもの
で、非破壊検査でかつ短時間でパターンシフト量を推定
することができ、従って頻度高く実施することができ、
正確なパターンシフト量を常時把握することを可能とし
た方法を提供することを目的とする。
で、非破壊検査でかつ短時間でパターンシフト量を推定
することができ、従って頻度高く実施することができ、
正確なパターンシフト量を常時把握することを可能とし
た方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は、結晶方位を規定す
る目印を有する半導体ウェーハに形成された埋込拡散パ
ターン上に気相エピタキシャル成長を行った後にパター
ンシフト量を求めるパターンシフト測定方法において、
前記目印によって規定される結晶方位に垂直な直線パタ
ーンの線幅WV及び/又は前記結晶方位に平行な直線パタ
ーンの線幅WHを計測することによってパターンシフト量
を推定するようにしたものである。
る目印を有する半導体ウェーハに形成された埋込拡散パ
ターン上に気相エピタキシャル成長を行った後にパター
ンシフト量を求めるパターンシフト測定方法において、
前記目印によって規定される結晶方位に垂直な直線パタ
ーンの線幅WV及び/又は前記結晶方位に平行な直線パタ
ーンの線幅WHを計測することによってパターンシフト量
を推定するようにしたものである。
また、気相エピタキシャル成長後における前記線幅WVと
パターンシフト量との相関関係を事前に求めておき、前
記線幅WVを計測することによってパターンシフト量を推
定することができる。
パターンシフト量との相関関係を事前に求めておき、前
記線幅WVを計測することによってパターンシフト量を推
定することができる。
また、気相エピタキシャル成長後における前記線幅WHと
パターンシフト量との相関関係を事前に求めておき、前
記線幅WHを計測することによってパターンシフト量を推
定することができる。
パターンシフト量との相関関係を事前に求めておき、前
記線幅WHを計測することによってパターンシフト量を推
定することができる。
さらに、気相エピタキシャル成長後における前記線幅
WV,WHの比とパターンシフト量との相関関係を事前に求
めておき、前記線幅WV,WHを計測することによって該線
幅WV,WHの比からパターンシフト量を推定することがで
きる。
WV,WHの比とパターンシフト量との相関関係を事前に求
めておき、前記線幅WV,WHを計測することによって該線
幅WV,WHの比からパターンシフト量を推定することがで
きる。
前記結晶方位を規定する目印は、例えばオリエンテーシ
ョンフラットである。また、気相エピタキシャル成長後
に線幅を測定する手段は、例えば光学顕微鏡である。
ョンフラットである。また、気相エピタキシャル成長後
に線幅を測定する手段は、例えば光学顕微鏡である。
本発明は、第4図及び第5図に示すようなオリエンテー
ションフラットOFに垂直な埋込拡散の段差パターン2a〜
2gの線幅WV及びオリエンテーションフラットOFに平行な
段差パターン3a〜3gの線幅WHとパターンシフト量との間
に、気相エピタキシャル成長後において、第1図、第2
図及び第3図に示す正の相関又は負の相関関係が成立す
ることを利用して成されたものである。
ションフラットOFに垂直な埋込拡散の段差パターン2a〜
2gの線幅WV及びオリエンテーションフラットOFに平行な
段差パターン3a〜3gの線幅WHとパターンシフト量との間
に、気相エピタキシャル成長後において、第1図、第2
図及び第3図に示す正の相関又は負の相関関係が成立す
ることを利用して成されたものである。
すなわち、まず、ある気相エピタキシャル成長の条件に
おける前記線幅WV及び/又はWHとパターンシフト量との
相関関係を第1図、第2図及び第3図に示すように事前
に求めておく。
おける前記線幅WV及び/又はWHとパターンシフト量との
相関関係を第1図、第2図及び第3図に示すように事前
に求めておく。
次に、前記条件と同一の条件で気相エピタキシャル成長
を行った後に、例えば光学顕微鏡を用いて、パターンシ
フト量を求めたい埋込拡散パターンの線幅WV及び/又は
WHを測定する。
を行った後に、例えば光学顕微鏡を用いて、パターンシ
フト量を求めたい埋込拡散パターンの線幅WV及び/又は
WHを測定する。
すると、例えば第1図を用いると、気相エピタキシャル
成長後におけるオリエンテーションフラットOFに垂直な
直線パターンの線幅WVとオリエンテーションフラットOF
に平行な直線パターンの線幅WHとの比WV/WH、即ち互い
に垂直な直線パターンの線幅の比からパターンシフトの
量を推定することができる。
成長後におけるオリエンテーションフラットOFに垂直な
直線パターンの線幅WVとオリエンテーションフラットOF
に平行な直線パターンの線幅WHとの比WV/WH、即ち互い
に垂直な直線パターンの線幅の比からパターンシフトの
量を推定することができる。
また第2図又は第3図を用いると、気相エピタキシャル
成長後におけるオリエンテーションフラットOFに垂直な
直線パターンの線幅WVのみを測定すること、又はオリエ
ンテーションフラットOFに平行な直線パターンの線幅WH
のみを測定することによってもパターンシフトの量を推
定することができる。
成長後におけるオリエンテーションフラットOFに垂直な
直線パターンの線幅WVのみを測定すること、又はオリエ
ンテーションフラットOFに平行な直線パターンの線幅WH
のみを測定することによってもパターンシフトの量を推
定することができる。
本発明方法は、非破壊法で、測定時間も約5分程度であ
り、頻度高く実施が可能である。これにより、コストア
ップなしに全ての半導体ウェーハについて、品質保証が
可能となる。
り、頻度高く実施が可能である。これにより、コストア
ップなしに全ての半導体ウェーハについて、品質保証が
可能となる。
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
使用した半導体ウェーハ: CZP型 <111>オフアングル3゜30′in<112> 100φ、10〜20Ω−cm、<110>方向の結晶方位を規定す
るOF、 埋込拡散Sb、15Ω/□、xj8mm 埋込拡散層の幅60μm エピタキシャル成長 10μm、1Ω−cm 使用した反応炉: シリンダー型炉及び縦型炉 反応温度: 1150℃、1100℃、1050℃ 反応速度: 0.30、0.60μm/min 反応圧力: 760Torr 測定 ノマルスキー型微分顕微鏡(倍率、×200)を用いて、O
F(オリエンテーションフラット)<110>に垂直なパタ
ーンの線幅(WV)及びOF(オリエンテーションフラッ
ト)に平行なパターンの線幅(WH)を測定して、その値
を第1表に示すとともに、その比(WV/WH)を算出して
第1表に示した。
るOF、 埋込拡散Sb、15Ω/□、xj8mm 埋込拡散層の幅60μm エピタキシャル成長 10μm、1Ω−cm 使用した反応炉: シリンダー型炉及び縦型炉 反応温度: 1150℃、1100℃、1050℃ 反応速度: 0.30、0.60μm/min 反応圧力: 760Torr 測定 ノマルスキー型微分顕微鏡(倍率、×200)を用いて、O
F(オリエンテーションフラット)<110>に垂直なパタ
ーンの線幅(WV)及びOF(オリエンテーションフラッ
ト)に平行なパターンの線幅(WH)を測定して、その値
を第1表に示すとともに、その比(WV/WH)を算出して
第1表に示した。
WV/WH=OF<110>に垂直の線幅(WV)/OF<110>に平行
の線幅(WH) さらに、従来法(アングルラップステイン法)によって
算出したパターンシフト比の数値と本発明によるWV/
WH、WV及びWHの数値との相関をグラフにして第1図〜第
3図に示した。
の線幅(WH) さらに、従来法(アングルラップステイン法)によって
算出したパターンシフト比の数値と本発明によるWV/
WH、WV及びWHの数値との相関をグラフにして第1図〜第
3図に示した。
その結果、WV/WH、WV及びWHの何れの数値も従来法のパ
ターンシフト比と相関関係(WV/WH及びWVとは負の相
関、WVとは正の相関)を有しており、WV/WH、WV又はWH
を計測することによってパターンシフトを測定すること
ができることが確認された。
ターンシフト比と相関関係(WV/WH及びWVとは負の相
関、WVとは正の相関)を有しており、WV/WH、WV又はWH
を計測することによってパターンシフトを測定すること
ができることが確認された。
すなわち、気相エピタキシャル成長後における前記線幅
WV及び/又はWHとパターンシフト量との相関関係を事前
に求めておくことにより、計測したWV/WH,WV又はWHの値
と第1図〜第3図の相関関係とから、パターンシフト量
を推定することができるのである。
WV及び/又はWHとパターンシフト量との相関関係を事前
に求めておくことにより、計測したWV/WH,WV又はWHの値
と第1図〜第3図の相関関係とから、パターンシフト量
を推定することができるのである。
本発明の上記実施例では、Sbの埋込拡散の場合について
のみ説明したが、拡散不純物としては、B,P,Asの何れの
場合にも本発明のパターンシフト測定法は適用可能であ
る。
のみ説明したが、拡散不純物としては、B,P,Asの何れの
場合にも本発明のパターンシフト測定法は適用可能であ
る。
以上のべたごとく、本発明によれば、非破壊検査でかつ
短時間でパターンシフトの測定を行うことができ、従っ
て頻度高く実施することができ、正確なパターンシフト
を常時把握することによって成長条件の管理を正確に行
うことが可能となるという大きな効果が達成される。
短時間でパターンシフトの測定を行うことができ、従っ
て頻度高く実施することができ、正確なパターンシフト
を常時把握することによって成長条件の管理を正確に行
うことが可能となるという大きな効果が達成される。
第1図は本発明によるWV/WHの値と従来法のパターンシ
フト比との相関を示す図面、第2図は本発明によるWVの
値と従来法のパターンシフト比との相関を示す図面、第
3図は本発明によるWHの値と従来法のパターンシフト比
との相関を示す図面、第4図は埋込拡散により段差パタ
ーンが形成された半導体ウェーハを示す説明図面及び第
5図はWVとWHの位置関係を示す図面である。
フト比との相関を示す図面、第2図は本発明によるWVの
値と従来法のパターンシフト比との相関を示す図面、第
3図は本発明によるWHの値と従来法のパターンシフト比
との相関を示す図面、第4図は埋込拡散により段差パタ
ーンが形成された半導体ウェーハを示す説明図面及び第
5図はWVとWHの位置関係を示す図面である。
Claims (6)
- 【請求項1】結晶方位を規定する目印を有する半導体ウ
ェーハに形成された埋込拡散パターン上に気相エピタキ
シャル成長を行った後にパターンシフト量を求めるパタ
ーンシフト測定方法において、前記目印によって規定さ
れる結晶方位に垂直な直線パターンの線幅WV及び/又は
前記結晶方位に平行な直線パターンの線幅WHを計測する
ことによってパターンシフト量を推定することを特徴と
するパターンシフト測定方法。 - 【請求項2】気相エピタキシャル成長後における前記線
幅WVとパターンシフト量との相関関係を事前に求めてお
き、前記線幅WVを計測することによってパターンシフト
量を推定することを特徴とする請求項(1)に記載のパ
ターンシフト測定方法。 - 【請求項3】気相エピタキシャル成長後における前記線
幅WHとパターンシフト量との相関関係を事前に求めてお
き、前記線幅WHを計測することによってパターンシフト
量を推定することを特徴とする請求項(1)に記載のパ
ターンシフト測定方法。 - 【請求項4】気相エピタキシャル成長後における前記線
幅WV,WHの比とパターンシフト量との相関関係を事前に
求めておき、前記線幅WV,WHを計測することによって該
線幅WV,WHの比からパターンシフト量を推定することを
特徴とする請求項(1)記載のパターンシフト測定方
法。 - 【請求項5】前記結晶方位を規定する目印がオリエンテ
ーションフラットであることを特徴とする請求項(1)
(2)(3)又は(4)に記載のパターンシフト測定方
法。 - 【請求項6】気相エピタキシャル成長後に線幅を測定す
る手段が、光学顕微鏡であることを特徴とする請求項
(1)(2)(3)又は(4)に記載のパターンシフト
測定方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2296977A JPH07111340B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | パターンシフト測定方法 |
DE69115446T DE69115446T2 (de) | 1990-10-31 | 1991-09-23 | Musterverschiebungsmessmethode |
EP91116143A EP0484665B1 (en) | 1990-10-31 | 1991-09-23 | Pattern shift measuring method |
US07/763,723 US5241361A (en) | 1990-10-31 | 1991-09-23 | Pattern shift measuring method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2296977A JPH07111340B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | パターンシフト測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04168312A JPH04168312A (ja) | 1992-06-16 |
JPH07111340B2 true JPH07111340B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=17840655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2296977A Expired - Lifetime JPH07111340B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | パターンシフト測定方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5241361A (ja) |
EP (1) | EP0484665B1 (ja) |
JP (1) | JPH07111340B2 (ja) |
DE (1) | DE69115446T2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7112953B2 (en) * | 2004-08-18 | 2006-09-26 | Texas Instruments Incorporated | Method for detecting epitaxial (EPI) induced buried layer shifts in semiconductor devices |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4385837A (en) * | 1978-05-22 | 1983-05-31 | Irvine Optical Corporation | Apparatus and system for linewidth measurements |
US4260259A (en) * | 1978-12-29 | 1981-04-07 | International Business Machines Corporation | Metal etch rate analyzer |
JPS5696203A (en) * | 1979-12-27 | 1981-08-04 | Fujitsu Ltd | Detection device for optical position |
US4362389A (en) * | 1980-02-19 | 1982-12-07 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for projection type mask alignment |
JPS6052021A (ja) * | 1983-08-31 | 1985-03-23 | Canon Inc | 位置検出方法 |
JPS61217704A (ja) * | 1985-03-22 | 1986-09-27 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 線幅測定装置 |
US4906097A (en) * | 1987-11-13 | 1990-03-06 | Lasersense, Inc. | Imaging and inspection apparatus and method |
US4953982A (en) * | 1988-07-20 | 1990-09-04 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for endpoint detection in a semiconductor wafer etching system |
-
1990
- 1990-10-31 JP JP2296977A patent/JPH07111340B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-09-23 DE DE69115446T patent/DE69115446T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-09-23 US US07/763,723 patent/US5241361A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-09-23 EP EP91116143A patent/EP0484665B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04168312A (ja) | 1992-06-16 |
EP0484665A3 (en) | 1993-07-07 |
US5241361A (en) | 1993-08-31 |
DE69115446D1 (de) | 1996-01-25 |
DE69115446T2 (de) | 1996-05-02 |
EP0484665B1 (en) | 1995-12-13 |
EP0484665A2 (en) | 1992-05-13 |
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