JPH10116872A - 半導体の製造方法及び検査方法並びにそのための装置 - Google Patents
半導体の製造方法及び検査方法並びにそのための装置Info
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- JPH10116872A JPH10116872A JP26727396A JP26727396A JPH10116872A JP H10116872 A JPH10116872 A JP H10116872A JP 26727396 A JP26727396 A JP 26727396A JP 26727396 A JP26727396 A JP 26727396A JP H10116872 A JPH10116872 A JP H10116872A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体の製造工程の途中段階で試料の断面を
検査し、この試料を再び製造ラインに戻して、この試料
の製造及び製造ラインに影響を与えずに製造を継続する
こと。 【解決手段】 半導体ウエハの製造途中の任意の工程後
に、半導体ウエハの断面を露出させるために局所的に加
工する工程と、前記断面の検査を行う工程と、前記検査
で不良と判断された場合、前記断面検査情報と、前記任
意の工程までの製造来歴情報と、前記任意の工程までの
異物やパターン等の検査情報と、設計情報と、に基づい
て半導体ウエハの不良解析を行い、前記不良解析結果に
基づいて前記任意の工程までの製造条件を修正する工程
と、半導体ウエハの断面を露出させるために除去した部
分を埋め込む工程と、からなり、前記任意の工程の次の
工程に前記半導体ウエハを戻して製造を継続する半導体
ウエハの製造方法。
検査し、この試料を再び製造ラインに戻して、この試料
の製造及び製造ラインに影響を与えずに製造を継続する
こと。 【解決手段】 半導体ウエハの製造途中の任意の工程後
に、半導体ウエハの断面を露出させるために局所的に加
工する工程と、前記断面の検査を行う工程と、前記検査
で不良と判断された場合、前記断面検査情報と、前記任
意の工程までの製造来歴情報と、前記任意の工程までの
異物やパターン等の検査情報と、設計情報と、に基づい
て半導体ウエハの不良解析を行い、前記不良解析結果に
基づいて前記任意の工程までの製造条件を修正する工程
と、半導体ウエハの断面を露出させるために除去した部
分を埋め込む工程と、からなり、前記任意の工程の次の
工程に前記半導体ウエハを戻して製造を継続する半導体
ウエハの製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩ、ＤＲＡＭ
等の半導体の製造及び検査に関する。また、本発明は半
導体のインラインでの断面検査及び配線修正に関するも
のである。
等の半導体の製造及び検査に関する。また、本発明は半
導体のインラインでの断面検査及び配線修正に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体は微細化、多層化が進み、
その製造は非常に困難なものとなっている。ＬＳＩを例
にとると、多数の工程からなる製造において、この製造
工程の途中段階でデバイスの断面を検査して製造プロセ
スを監視することにより情報を早期に取得することが重
要である。しかし、ウエハは大口径化しウエハ一枚あた
りの価格が高くなってきているため、断面検査を行った
ウエハを廃棄してしまうと損失が大きい。そこで、断面
検査を行ったウエハを再び製造ラインに戻して、断面検
査を行ったチップ以外のチップを良品として取得する、
インライン断面検査技術が必要となってきている。
その製造は非常に困難なものとなっている。ＬＳＩを例
にとると、多数の工程からなる製造において、この製造
工程の途中段階でデバイスの断面を検査して製造プロセ
スを監視することにより情報を早期に取得することが重
要である。しかし、ウエハは大口径化しウエハ一枚あた
りの価格が高くなってきているため、断面検査を行った
ウエハを廃棄してしまうと損失が大きい。そこで、断面
検査を行ったウエハを再び製造ラインに戻して、断面検
査を行ったチップ以外のチップを良品として取得する、
インライン断面検査技術が必要となってきている。
【０００３】特開平７−３２０６７０号公報では、半導
体の電気的特性に影響を及ぼさないイオンを照射して、
インライン断面検査、デバイス修正等を行う方法及び装
置が開示されている。
体の電気的特性に影響を及ぼさないイオンを照射して、
インライン断面検査、デバイス修正等を行う方法及び装
置が開示されている。
【０００４】また、特開平６−２６０１２９号公報で
は、イオン源としてＧａを用いた集束イオンビームを照
射した試料を再び製造ラインに戻すために、試料の特性
に顕著な影響を及ぼさない気体元素のイオンビームを用
いて、Ｇａの打ち込まれた部分を除去するか、前記気体
イオンビーム、もしくはエネルギービームを用いてＧａ
の打ち込まれた部分を被覆するように有機金属膜を析出
する方法が開示されている。
は、イオン源としてＧａを用いた集束イオンビームを照
射した試料を再び製造ラインに戻すために、試料の特性
に顕著な影響を及ぼさない気体元素のイオンビームを用
いて、Ｇａの打ち込まれた部分を除去するか、前記気体
イオンビーム、もしくはエネルギービームを用いてＧａ
の打ち込まれた部分を被覆するように有機金属膜を析出
する方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】インライン断面検査
後、この半導体を次の工程の処理装置に戻して製造プロ
セスを継続するためには、従来例としてあげた方式で
は、下記に示すような課題が残されている。例えば、断
面検査以降の工程としてエッチング処理を行う場合、下
記のような問題が生じる。
後、この半導体を次の工程の処理装置に戻して製造プロ
セスを継続するためには、従来例としてあげた方式で
は、下記に示すような課題が残されている。例えば、断
面検査以降の工程としてエッチング処理を行う場合、下
記のような問題が生じる。
【０００６】（１）エッチング中にスパッタされた粒子
や発光種をモニタして終点検出を行うエッチング装置で
は、集束イオンビーム加工穴部の露出した材質もしくは
照射した部分を被覆した有機金属膜の材質と、その周囲
の表面の材質とが異なる場合、集束イオンビーム処理部
から放出する粒子や発光種が終点判定のノイズとなり、
正確な終点判定ができない場合がある。
や発光種をモニタして終点検出を行うエッチング装置で
は、集束イオンビーム加工穴部の露出した材質もしくは
照射した部分を被覆した有機金属膜の材質と、その周囲
の表面の材質とが異なる場合、集束イオンビーム処理部
から放出する粒子や発光種が終点判定のノイズとなり、
正確な終点判定ができない場合がある。
【０００７】（２）集束イオンビーム処理部を有機金属
膜で保護するような場合で、かつこの有機金属膜のエッ
チング生成物が通常のエッチングで発生する材質ではな
い場合、エッチングチャンバ内部に反応生成物が堆積
し、異物発生の原因となる。
膜で保護するような場合で、かつこの有機金属膜のエッ
チング生成物が通常のエッチングで発生する材質ではな
い場合、エッチングチャンバ内部に反応生成物が堆積
し、異物発生の原因となる。
【０００８】また、集束イオンビーム処理後の工程が材
料塗布工程であるような場合、下記のような問題が生じ
る。
料塗布工程であるような場合、下記のような問題が生じ
る。
【０００９】（３）周囲の表面の高さと集束イオンビー
ム処理部の高さとに極端な差があるような場合には、そ
の凹凸部が塗布材料の流れの障害となり周囲に材料が塗
布されず、パターン欠陥となる。
ム処理部の高さとに極端な差があるような場合には、そ
の凹凸部が塗布材料の流れの障害となり周囲に材料が塗
布されず、パターン欠陥となる。
【００１０】（４）集束イオンビーム照射領域もしくは
照射した部分を被覆した有機金属膜の表面とそのほかの
表面とが、塗布材料の塗れ性に差があると塗布むらが発
生し、周囲のチップにも波及する。
照射した部分を被覆した有機金属膜の表面とそのほかの
表面とが、塗布材料の塗れ性に差があると塗布むらが発
生し、周囲のチップにも波及する。
【００１１】また、集束イオンビーム処理後の工程がＣ
ＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ＆Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏ
ｌｉｓｈｉｎｇ）を用いた平坦化工程であるような場
合、下記のような問題が生じる。
ＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ＆Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏ
ｌｉｓｈｉｎｇ）を用いた平坦化工程であるような場
合、下記のような問題が生じる。
【００１２】（５）周囲の表面よりも高く有機金属膜を
析出させた場合、凸部に応力集中が発生し、有機金属膜
がこぼれ落ち、このこぼれ落ちた材料がＣＭＰ砥粒の異
物となり、ウエハ表面を傷つけてしまう。
析出させた場合、凸部に応力集中が発生し、有機金属膜
がこぼれ落ち、このこぼれ落ちた材料がＣＭＰ砥粒の異
物となり、ウエハ表面を傷つけてしまう。
【００１３】（６）集束イオンビーム照射部がその周囲
と比べて著しく凹んでいるような場合、ＣＭＰ砥粒が断
面加工穴に入り込み洗浄を行っても取りきれず、ＣＭＰ
以降の工程の製造装置に搬送した際にこのＣＭＰ砥粒が
凹部から飛び出して異物となったり、しきい値電圧等の
素子特性を変動させる不純物汚染となったりする。
と比べて著しく凹んでいるような場合、ＣＭＰ砥粒が断
面加工穴に入り込み洗浄を行っても取りきれず、ＣＭＰ
以降の工程の製造装置に搬送した際にこのＣＭＰ砥粒が
凹部から飛び出して異物となったり、しきい値電圧等の
素子特性を変動させる不純物汚染となったりする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体ウエハ
の製造工程の途中で、この半導体ウエハを断面検査した
後に、断面加工穴を埋め込んで、再びラインに戻して製
造を続行するもの(インライン断面検査)である。
の製造工程の途中で、この半導体ウエハを断面検査した
後に、断面加工穴を埋め込んで、再びラインに戻して製
造を続行するもの(インライン断面検査)である。
【００１５】また、本発明は、平坦化のための材料塗布
工程の前に、試料のインライン断面検査を行い、この平
坦化材料塗布工程に戻して、このウエハの断面を平坦化
材料で埋め込むものである。
工程の前に、試料のインライン断面検査を行い、この平
坦化材料塗布工程に戻して、このウエハの断面を平坦化
材料で埋め込むものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の第１
の実施形態を示す。図１は、本発明の半導体製造方法の
フローチャートである。製造工程の途中の任意の工程
（第ｎ工程）の後で、任意の頻度でウエハ２を抜き取
り、このウエハの一部分を断面検査する(例えば、電子
あるいはイオンのスキャンによる照射で発生した２次粒
子を検出して画像取り込みを行い検査する)。この断面
検査からは、エッチング残り等によるコンタクトホール
やスルーホールでの接触不良、ホトマスクパターンの不
良や異物付着による配線形成不良、ゲート酸化膜形成不
良、アロイスパイクやマイグレーション、異物等の局所
的な部分の元素同定などの不良情報を得ることができ
る。
の実施形態を示す。図１は、本発明の半導体製造方法の
フローチャートである。製造工程の途中の任意の工程
（第ｎ工程）の後で、任意の頻度でウエハ２を抜き取
り、このウエハの一部分を断面検査する(例えば、電子
あるいはイオンのスキャンによる照射で発生した２次粒
子を検出して画像取り込みを行い検査する)。この断面
検査からは、エッチング残り等によるコンタクトホール
やスルーホールでの接触不良、ホトマスクパターンの不
良や異物付着による配線形成不良、ゲート酸化膜形成不
良、アロイスパイクやマイグレーション、異物等の局所
的な部分の元素同定などの不良情報を得ることができ
る。
【００１７】この断面検査にて不良と判断された場合に
は、この断面検査情報と、第１工程から第ｎ工程までの
製造プロセスモニタから得られる製造来歴情報、任意の
工程後のウエハ内の異物の大きさや異物数を異物検査装
置により検査した異物検査(例えばゴミ付着)結果、任意
の工程後のウエハ上に形成したパターンの検査(例えば
配線の欠け、ズレ等)結果、配線パターンや膜厚等の設
計データベースから得られるＣＡＤ情報の中から、必要
な情報を適宜取り出して、それらを統合的に解析し、ど
の工程で何が原因で発生した不良であるかを解析する。
は、この断面検査情報と、第１工程から第ｎ工程までの
製造プロセスモニタから得られる製造来歴情報、任意の
工程後のウエハ内の異物の大きさや異物数を異物検査装
置により検査した異物検査(例えばゴミ付着)結果、任意
の工程後のウエハ上に形成したパターンの検査(例えば
配線の欠け、ズレ等)結果、配線パターンや膜厚等の設
計データベースから得られるＣＡＤ情報の中から、必要
な情報を適宜取り出して、それらを統合的に解析し、ど
の工程で何が原因で発生した不良であるかを解析する。
【００１８】この不良解析結果から、第１工程から第ｎ
工程までの製造について、製造プロセスレシピ（製造プ
ロセスの条件、処方箋等）の修正、製造プロセス装置の
クリーニング、ホトマスクパターンの改良や異物管理の
改善などの対策（フィードバック）を講じる。これは、
人手により行う以外に、最適な製造条件を自動的に抽出
し、製造プロセスレシピの修正を行うこともできる。
工程までの製造について、製造プロセスレシピ（製造プ
ロセスの条件、処方箋等）の修正、製造プロセス装置の
クリーニング、ホトマスクパターンの改良や異物管理の
改善などの対策（フィードバック）を講じる。これは、
人手により行う以外に、最適な製造条件を自動的に抽出
し、製造プロセスレシピの修正を行うこともできる。
【００１９】最適製造条件の自動抽出の具体的な方法の
一例として、製造プロセスレシピとこのレシピによる処
理結果との関係について、実験的に行い、またはシミュ
レーションを行って、この関係を予めデータベース化し
ておくことで、このデータベースに基づいてＣＰＵが最
適な条件を自動的に選定算出する方法があげられる。こ
のデータベースは、上記の断面検査情報、製造来歴情
報、異物検査情報、パターン検査情報等の最新情報を逐
次記録することで、最適製造条件の自動抽出の精度を上
げることができる。
一例として、製造プロセスレシピとこのレシピによる処
理結果との関係について、実験的に行い、またはシミュ
レーションを行って、この関係を予めデータベース化し
ておくことで、このデータベースに基づいてＣＰＵが最
適な条件を自動的に選定算出する方法があげられる。こ
のデータベースは、上記の断面検査情報、製造来歴情
報、異物検査情報、パターン検査情報等の最新情報を逐
次記録することで、最適製造条件の自動抽出の精度を上
げることができる。
【００２０】断面検査を行った結果、良品と判断された
場合については、断面検査を行ったウエハの断面穴部分
を穴埋め処理した後で、半導体プロセスラインに再びこ
のウエハを戻し、引き続く処理を行う。この際、ウエハ
内の断面検査を行ったチップは、後述するように、断面
の加工態様の違いによってその後使用できるものと使用
できないものとに分かれる。ここで、断面検査の結果が
不良であった場合にも、穴埋めした後、このウエハの製
造を継続することで、第ｎ＋１工程以降の製造プロセス
のデバッグを早期に行うことが可能である。この穴埋め
を行うことで、ウエハの製造及び断面検査以降に処理を
行う製造プロセス装置に何ら影響を与えない。
場合については、断面検査を行ったウエハの断面穴部分
を穴埋め処理した後で、半導体プロセスラインに再びこ
のウエハを戻し、引き続く処理を行う。この際、ウエハ
内の断面検査を行ったチップは、後述するように、断面
の加工態様の違いによってその後使用できるものと使用
できないものとに分かれる。ここで、断面検査の結果が
不良であった場合にも、穴埋めした後、このウエハの製
造を継続することで、第ｎ＋１工程以降の製造プロセス
のデバッグを早期に行うことが可能である。この穴埋め
を行うことで、ウエハの製造及び断面検査以降に処理を
行う製造プロセス装置に何ら影響を与えない。
【００２１】ウエハ内のどのチップを断面検査するかつ
いては、種々の態様がある。ウエハ内の面内分布の均一
性を調べるために、ウエハ内の複数の適当な位置のチッ
プについて検査するか、もしくは検査対象チップをラン
ダムに選択して断面検査を行う。ウエハ内の面内分布が
均一ならば、ウエハ１枚につき１チップでもよい。
いては、種々の態様がある。ウエハ内の面内分布の均一
性を調べるために、ウエハ内の複数の適当な位置のチッ
プについて検査するか、もしくは検査対象チップをラン
ダムに選択して断面検査を行う。ウエハ内の面内分布が
均一ならば、ウエハ１枚につき１チップでもよい。
【００２２】チップ内の断面加工の位置は、次ぎのよう
な３つの部分が考えられる。即ち、回路を形成する部分
（例えば図７の（ａ）の加工された断面構造を参照。穴
埋め処理した後にはこのチップは使用できない）、断面
検査対象のチップを良品として取得すべく断面加工を行
ってもデバイスの機能上問題のない部分（例えば、配線
の一部を切除加工して検査するが、配線の導通には支障
がないような加工断面。穴埋め後このチップは使用
可）、例えばチップの周囲のスクライブレーンに形成し
た実際の配線を模擬したテストパターン部分（スクライ
ブ・レーンのようにチップの外部に限らず、チップの断
面検査と同一の検査結果を期待できるダミー配線部分で
あれば例えチップ内でもよい。穴埋め後チップは当然に
使用可）、のいずれかの部分を選択する。
な３つの部分が考えられる。即ち、回路を形成する部分
（例えば図７の（ａ）の加工された断面構造を参照。穴
埋め処理した後にはこのチップは使用できない）、断面
検査対象のチップを良品として取得すべく断面加工を行
ってもデバイスの機能上問題のない部分（例えば、配線
の一部を切除加工して検査するが、配線の導通には支障
がないような加工断面。穴埋め後このチップは使用
可）、例えばチップの周囲のスクライブレーンに形成し
た実際の配線を模擬したテストパターン部分（スクライ
ブ・レーンのようにチップの外部に限らず、チップの断
面検査と同一の検査結果を期待できるダミー配線部分で
あれば例えチップ内でもよい。穴埋め後チップは当然に
使用可）、のいずれかの部分を選択する。
【００２３】次に、本発明の半導体製造システムの概略
について述べる。図２は、本発明の半導体製造システム
を表す図である。各種の製造装置１ないし４は、イオン
注入装置、熱処理装置、酸化装置、エッチング装置、露
光・現像装置、レジスト材料塗布装置、洗浄装置、ＣＭ
Ｐ装置等で構成する。これらの製造プロセス装置は、プ
ロセスレシピデータベース５からのプロセスレシピに基
づいて製造を行う。
について述べる。図２は、本発明の半導体製造システム
を表す図である。各種の製造装置１ないし４は、イオン
注入装置、熱処理装置、酸化装置、エッチング装置、露
光・現像装置、レジスト材料塗布装置、洗浄装置、ＣＭ
Ｐ装置等で構成する。これらの製造プロセス装置は、プ
ロセスレシピデータベース５からのプロセスレシピに基
づいて製造を行う。
【００２４】また、製造装置１ないし４には、プロセス
モニタを内蔵しており、プロセス異常等の製造来歴情報
を取得することができる。製造プロセスの任意の工程
で、異物検査装置６によるウエハ上の異物の検査工程
や、パターン検査装置７によるウエハ上の外観を検査工
程を適宜設ける。第ｎ工程後にインライン断面検査を行
うために、ウエハを断面加工装置８に搬送し、断面加工
を行う。
モニタを内蔵しており、プロセス異常等の製造来歴情報
を取得することができる。製造プロセスの任意の工程
で、異物検査装置６によるウエハ上の異物の検査工程
や、パターン検査装置７によるウエハ上の外観を検査工
程を適宜設ける。第ｎ工程後にインライン断面検査を行
うために、ウエハを断面加工装置８に搬送し、断面加工
を行う。
【００２５】次に断面検査装置９により断面検査を行
う。この断面検査情報から、プロセスの良否を判定し、
不良であった場合には、この断面検査情報と、異物検査
装置６やパターン検査装置７からの検査情報、第１工程
から第ｎ工程までの製造来歴情報、ＣＡＤデータベース
（図示せず）からの設計情報に基づいて、不良解析を行
い、プロセスレシピデータベース５において、これ以降
に製造するウエハの第１工程から第ｎ工程までの製造条
件（例えば、プラズマ電力、ウエハ温度、プラズマ圧
力、エッチング時間、成膜時間等）を人手により更新す
ることで、対策を行う。
う。この断面検査情報から、プロセスの良否を判定し、
不良であった場合には、この断面検査情報と、異物検査
装置６やパターン検査装置７からの検査情報、第１工程
から第ｎ工程までの製造来歴情報、ＣＡＤデータベース
（図示せず）からの設計情報に基づいて、不良解析を行
い、プロセスレシピデータベース５において、これ以降
に製造するウエハの第１工程から第ｎ工程までの製造条
件（例えば、プラズマ電力、ウエハ温度、プラズマ圧
力、エッチング時間、成膜時間等）を人手により更新す
ることで、対策を行う。
【００２６】前記人手による微調整、更新の外に、前述
したようにＣＰＵによって、不良解析結果から最適な製
造条件を自動的に抽出することもできる（予め実験によ
り、またはシミュレーションにより種々の製造条件とそ
の結果の関係をデータベース化して、ＣＰＵが最適の製
造条件を抽出するもの）。断面検査の結果、良品と判断
された場合は、断面穴埋め装置１０を用いてこのウエハ
の断面穴の埋め込みを行った後、このウエハを再び第
（ｎ＋１）工程に戻し、製造プロセスを継続する。ま
た、前述したように不良と判断された場合でも、製造プ
ロセスのデバッグを早期に行うために、再びラインに戻
してもよい。
したようにＣＰＵによって、不良解析結果から最適な製
造条件を自動的に抽出することもできる（予め実験によ
り、またはシミュレーションにより種々の製造条件とそ
の結果の関係をデータベース化して、ＣＰＵが最適の製
造条件を抽出するもの）。断面検査の結果、良品と判断
された場合は、断面穴埋め装置１０を用いてこのウエハ
の断面穴の埋め込みを行った後、このウエハを再び第
（ｎ＋１）工程に戻し、製造プロセスを継続する。ま
た、前述したように不良と判断された場合でも、製造プ
ロセスのデバッグを早期に行うために、再びラインに戻
してもよい。
【００２７】次に、インライン断面検査及び断面穴埋め
を行う装置について説明する。断面加工装置８の一例と
して、図３に本発明の断面加工装置である集束イオンビ
ーム（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ＝ＦＩＢ）加
工装置を表す図である。このＦＩＢ加工装置は、１０~6
ないし１０~7Ｔｏｒｒに真空排気したイオンビームカラ
ム２０内で、イオン源２１からイオンビーム２２を引き
出し、イオンビーム２２を加速するための加速電極、イ
オンビーム２２を集束するための静電レンズ、イオンビ
ーム２２の非点補正を行うスティグマ電極、イオンビー
ム２２を走査するためのデフレクタ電極とで構成するイ
オン光学系２３を介して、ウエハ２４上に照射して、ス
パッタリングにより所望の領域の除去加工を行う。１０
~6ないし１０~7Ｔｏｒｒ程度に真空排気した試料室２５
内では、ウエハ２４上の所望の領域にイオンビーム２２
を照射できるように、試料を搭載するステージ２６を設
ける。
を行う装置について説明する。断面加工装置８の一例と
して、図３に本発明の断面加工装置である集束イオンビ
ーム（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ＝ＦＩＢ）加
工装置を表す図である。このＦＩＢ加工装置は、１０~6
ないし１０~7Ｔｏｒｒに真空排気したイオンビームカラ
ム２０内で、イオン源２１からイオンビーム２２を引き
出し、イオンビーム２２を加速するための加速電極、イ
オンビーム２２を集束するための静電レンズ、イオンビ
ーム２２の非点補正を行うスティグマ電極、イオンビー
ム２２を走査するためのデフレクタ電極とで構成するイ
オン光学系２３を介して、ウエハ２４上に照射して、ス
パッタリングにより所望の領域の除去加工を行う。１０
~6ないし１０~7Ｔｏｒｒ程度に真空排気した試料室２５
内では、ウエハ２４上の所望の領域にイオンビーム２２
を照射できるように、試料を搭載するステージ２６を設
ける。
【００２８】また、イオンビーム２２の照射により発生
した２次粒子を、検出器２７により検出してウエハ２４
の表面の画像を取り込み、加工の位置決めを行う。予め
照射時間と加工深さとの関係を調べておき、この関係か
ら、適正な照射時間を算出し、この時間に基づいて照射
することで、所望の深さまで加工を行うことができる。
イオンビームの照射イオン源２１としては、液体金属で
あるＧａを用いたり、製造プロセス装置の汚染やウエハ
２４に照射したＧａ拡散によるウエハ汚染の制限が厳し
い場合は、不活性ガスや、Ｎ2、Ｏ2、Ｉ2、等のプロセ
ス非汚染型のイオン源を用いたりする。
した２次粒子を、検出器２７により検出してウエハ２４
の表面の画像を取り込み、加工の位置決めを行う。予め
照射時間と加工深さとの関係を調べておき、この関係か
ら、適正な照射時間を算出し、この時間に基づいて照射
することで、所望の深さまで加工を行うことができる。
イオンビームの照射イオン源２１としては、液体金属で
あるＧａを用いたり、製造プロセス装置の汚染やウエハ
２４に照射したＧａ拡散によるウエハ汚染の制限が厳し
い場合は、不活性ガスや、Ｎ2、Ｏ2、Ｉ2、等のプロセ
ス非汚染型のイオン源を用いたりする。
【００２９】断面加工には、これ以外にも、ウエハ２４
の近傍に配置したノズル（図示せず）から反応性ガスを
供給して加工を増速させるＦＩＢアシストエッチング
（ＦＩＢＡＥ）を用いることもできる。また、イオンビ
ーム２２の代わりに、走査型電子ビームを用い、反応性
ガスにより加工を行う電子ビームアシストエッチングも
適用可能である。
の近傍に配置したノズル（図示せず）から反応性ガスを
供給して加工を増速させるＦＩＢアシストエッチング
（ＦＩＢＡＥ）を用いることもできる。また、イオンビ
ーム２２の代わりに、走査型電子ビームを用い、反応性
ガスにより加工を行う電子ビームアシストエッチングも
適用可能である。
【００３０】次に断面検査装置９によりウエハ２４の断
面を観察し、製造プロセスにおいて発生したエッチング
不良や、配線形成不良等の検査を行う。断面検査につい
ては、比較的分解能の高い画像を得ることができる電子
ビームによるＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｇ Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）観察を行うか、前述した断
面加工装置８のＦＩＢにより観察を行う。また、ＡＥＳ
（オージェ電子分光）やＩＭＡ（イオンマイクロアナリ
シス）等を用いて、断面の局所的な元素分析を行うこと
もできる。
面を観察し、製造プロセスにおいて発生したエッチング
不良や、配線形成不良等の検査を行う。断面検査につい
ては、比較的分解能の高い画像を得ることができる電子
ビームによるＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｇ Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）観察を行うか、前述した断
面加工装置８のＦＩＢにより観察を行う。また、ＡＥＳ
（オージェ電子分光）やＩＭＡ（イオンマイクロアナリ
シス）等を用いて、断面の局所的な元素分析を行うこと
もできる。
【００３１】次に、このインライン断面検査を行ったウ
エハ２４を断面穴埋め装置１０に搬送して、断面穴を埋
める。図４は、本発明の断面穴埋め装置であるレーザＣ
ＶＤ装置を表す図である。この装置は、化合物材料ガス
を供給しながらレーザを照射して熱分解や光分解により
成膜するレーザＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｅｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を利用するものである。レー
ザ光源３０により発生させたレーザ３１を光学系３２に
より集光し、レーザ導入窓３３を介して、１０~5ないし
１０~7Ｔｏｒｒに真空排気された真空チャンバ３４内に
導入する。真空チャンバ３４内では、所望の位置にレー
ザが照射できるようウエハ２４を搭載したステージ３５
を駆動させる。
エハ２４を断面穴埋め装置１０に搬送して、断面穴を埋
める。図４は、本発明の断面穴埋め装置であるレーザＣ
ＶＤ装置を表す図である。この装置は、化合物材料ガス
を供給しながらレーザを照射して熱分解や光分解により
成膜するレーザＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｅｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を利用するものである。レー
ザ光源３０により発生させたレーザ３１を光学系３２に
より集光し、レーザ導入窓３３を介して、１０~5ないし
１０~7Ｔｏｒｒに真空排気された真空チャンバ３４内に
導入する。真空チャンバ３４内では、所望の位置にレー
ザが照射できるようウエハ２４を搭載したステージ３５
を駆動させる。
【００３２】試料室全体にガスを導入する方式、もしく
は試料近傍のガス圧力を高めるようにガスノズルにより
供給する方式のいずれかを用いたガス供給系３６でＣＶ
Ｄガス３９を導入する。ガス導入中あるいは導入後に、
ウエハ２４にレーザ３１を照射させて表面の熱反応もし
くは光反応によるガス分子の分解により成膜を行う。断
面加工穴３７に、レーザ３１あるいはステージ３５を走
査し、適当な走査速度あるいは適当な走査回数でレーザ
３１を照射して堆積膜３８を形成する。予め照射時間と
堆積膜厚との関係を調べておき、この関係から、適正な
照射時間を算出し、この時間に基づいて照射すること
で、所望の膜厚で成膜することができる。ここで、レー
ザ光源としては、Ａｒレーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、ＹＡ
Ｇレーザ、エキシマレーザ等を用いる。
は試料近傍のガス圧力を高めるようにガスノズルにより
供給する方式のいずれかを用いたガス供給系３６でＣＶ
Ｄガス３９を導入する。ガス導入中あるいは導入後に、
ウエハ２４にレーザ３１を照射させて表面の熱反応もし
くは光反応によるガス分子の分解により成膜を行う。断
面加工穴３７に、レーザ３１あるいはステージ３５を走
査し、適当な走査速度あるいは適当な走査回数でレーザ
３１を照射して堆積膜３８を形成する。予め照射時間と
堆積膜厚との関係を調べておき、この関係から、適正な
照射時間を算出し、この時間に基づいて照射すること
で、所望の膜厚で成膜することができる。ここで、レー
ザ光源としては、Ａｒレーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、ＹＡ
Ｇレーザ、エキシマレーザ等を用いる。
【００３３】断面穴埋め装置１０は、レーザＣＶＤの他
に荷電ビームによるＣＶＤも可能である。この一例とし
て、ＦＩＢを用いたＦＩＢＣＶＤについて説明する。図
５は、本発明の断面穴埋め装置であるＦＩＢＣＶＤ装置
を表す図である。基本的な構成は、図３の断面加工装置
８と同じであるため、説明は一部省略する。断面加工装
置８と異なる部分は、試料室２５内にガス供給系を配し
た点である。断面加工穴にガス供給系３６を介してＣＶ
Ｄガス３９を供給し、イオンビーム２２をこの断面加工
穴の領域にあわせて照射を行い、イオンビーム２２のエ
ネルギによりこのＣＶＤガス３９を分解させて、堆積膜
３８を形成する。
に荷電ビームによるＣＶＤも可能である。この一例とし
て、ＦＩＢを用いたＦＩＢＣＶＤについて説明する。図
５は、本発明の断面穴埋め装置であるＦＩＢＣＶＤ装置
を表す図である。基本的な構成は、図３の断面加工装置
８と同じであるため、説明は一部省略する。断面加工装
置８と異なる部分は、試料室２５内にガス供給系を配し
た点である。断面加工穴にガス供給系３６を介してＣＶ
Ｄガス３９を供給し、イオンビーム２２をこの断面加工
穴の領域にあわせて照射を行い、イオンビーム２２のエ
ネルギによりこのＣＶＤガス３９を分解させて、堆積膜
３８を形成する。
【００３４】予め照射時間と堆積膜厚との関係を調べて
おき、この関係から、適正な照射時間を算出し、この時
間に基づいてイオンビーム２２を繰り返し走査して、照
射することで、所望の膜厚で成膜することができる。イ
オン源にはＧａや、製造プロセス装置の汚染やウエハ２
４に照射したＧａ拡散によるウエハ汚染の制限が厳しい
場合は、不活性ガスや、Ｎ2、Ｏ2、Ｉ2、等のプロセス
非汚染型を用いる。また、ＦＩＢの代わりに走査型電子
ビームを用いた電子ビームＣＶＤ（ＥＢＣＶＤ）も可能
である。
おき、この関係から、適正な照射時間を算出し、この時
間に基づいてイオンビーム２２を繰り返し走査して、照
射することで、所望の膜厚で成膜することができる。イ
オン源にはＧａや、製造プロセス装置の汚染やウエハ２
４に照射したＧａ拡散によるウエハ汚染の制限が厳しい
場合は、不活性ガスや、Ｎ2、Ｏ2、Ｉ2、等のプロセス
非汚染型を用いる。また、ＦＩＢの代わりに走査型電子
ビームを用いた電子ビームＣＶＤ（ＥＢＣＶＤ）も可能
である。
【００３５】また、断面穴埋め装置１０として、液体の
成膜材料を微量塗布し、レーザ等による加熱、熱分解、
光分解のいずれかの作用により成膜を行う液体塗布成膜
装置について述べる。図６は本発明の断面穴埋め装置で
ある液体塗布成膜装置を表す図である。大気中でウエハ
２４を搭載するためのステージ４０を設置し、ピペット
上下機構４１を有するガラスピペット４２の先端がウエ
ハ２４の上方にくるようにする。予めガラスピペット４
２の先端に液体材料４４を充填しておく。
成膜材料を微量塗布し、レーザ等による加熱、熱分解、
光分解のいずれかの作用により成膜を行う液体塗布成膜
装置について述べる。図６は本発明の断面穴埋め装置で
ある液体塗布成膜装置を表す図である。大気中でウエハ
２４を搭載するためのステージ４０を設置し、ピペット
上下機構４１を有するガラスピペット４２の先端がウエ
ハ２４の上方にくるようにする。予めガラスピペット４
２の先端に液体材料４４を充填しておく。
【００３６】ガラスピペット４２の後端にはＮ2導入口
４３を設け、ステージ４０及びピペット上下機構４１を
駆動してウエハ２４の所望の位置にガラスピペット４２
の先端を接触させた後、Ｎ2圧力を印加して液体材料４
４を吐出させ、表面張力を利用した適量の液溜まりを形
成する。
４３を設け、ステージ４０及びピペット上下機構４１を
駆動してウエハ２４の所望の位置にガラスピペット４２
の先端を接触させた後、Ｎ2圧力を印加して液体材料４
４を吐出させ、表面張力を利用した適量の液溜まりを形
成する。
【００３７】その後、レーザ等の光源４５を用いて、材
料を固化させる。光源からの光を集光させるために、必
要に応じて光学系４６を設けてもよい。Ｎ2の吐出圧力
と液体材料の吐出量との関係、及び液体材料と析出膜厚
との関係を予め調べておくことで所望の膜厚を得ること
ができる。また、本実施形態では、液体材料の吐出にＮ
2を用いているが、液体材料を変質させないガスであれ
ば代用可能である。
料を固化させる。光源からの光を集光させるために、必
要に応じて光学系４６を設けてもよい。Ｎ2の吐出圧力
と液体材料の吐出量との関係、及び液体材料と析出膜厚
との関係を予め調べておくことで所望の膜厚を得ること
ができる。また、本実施形態では、液体材料の吐出にＮ
2を用いているが、液体材料を変質させないガスであれ
ば代用可能である。
【００３８】次に断面の穴埋め方法と、堆積膜の材質に
よって決まるＣＶＤガス及び液体材料の選定について説
明する。図７は、本発明の断面穴埋め方法と堆積膜材質
の選定方法とを説明するための半導体の断面図である。
断面検査は垂直断面部の配線状況を観察し易くするため
にウエハのステージを傾斜させてその状態で観察を行う
ため、通常、図７の（ａ）に示すように、検査される垂
直断面部に対向する断面部に階段状の穴を形成する。穴
埋めを行うために、まず、断面加工時の荷電ビームの走
査領域、ドーズ量、ビーム滞在時間、ドットピッチ、ア
シストガスの圧力及び流量等の加工条件と予め求めてお
いたスパッタ率とから加工穴寸法を求める。
よって決まるＣＶＤガス及び液体材料の選定について説
明する。図７は、本発明の断面穴埋め方法と堆積膜材質
の選定方法とを説明するための半導体の断面図である。
断面検査は垂直断面部の配線状況を観察し易くするため
にウエハのステージを傾斜させてその状態で観察を行う
ため、通常、図７の（ａ）に示すように、検査される垂
直断面部に対向する断面部に階段状の穴を形成する。穴
埋めを行うために、まず、断面加工時の荷電ビームの走
査領域、ドーズ量、ビーム滞在時間、ドットピッチ、ア
シストガスの圧力及び流量等の加工条件と予め求めてお
いたスパッタ率とから加工穴寸法を求める。
【００３９】また、成膜条件と堆積膜厚の関係も予め求
めておき、この関係と加工穴寸法に基づいて、周囲の高
さと同程度になるように成膜条件を決定し、穴埋めを行
う。このとき、穴埋めの高さの許容精度は、配線膜厚や
層間膜厚程度が適当であり、およそ±２マイクロメータ
の範囲であれば問題ないが、製造プロセスによって許容
範囲が異なるため、この限りではない。穴埋めの材質に
ついては、断面加工部の周囲の表面膜の材質がＳｉＯ2
ならば、ＣＶＤガスとして、ＴＥＯＳ（テトラオルソエ
チルシリケート）もしくはＴＥＭＯＳ（テトラメチルオ
ルソシリケート）、液体材料としては、ケイ素化合物及
び添加剤を有機溶剤に溶解した液体、例えばＳＯＧ（Ｓ
ｐｉｎ ｏｎ Ｇｒａｓｓ）等を用いて、ＳｉＯ2で成
膜する。
めておき、この関係と加工穴寸法に基づいて、周囲の高
さと同程度になるように成膜条件を決定し、穴埋めを行
う。このとき、穴埋めの高さの許容精度は、配線膜厚や
層間膜厚程度が適当であり、およそ±２マイクロメータ
の範囲であれば問題ないが、製造プロセスによって許容
範囲が異なるため、この限りではない。穴埋めの材質に
ついては、断面加工部の周囲の表面膜の材質がＳｉＯ2
ならば、ＣＶＤガスとして、ＴＥＯＳ（テトラオルソエ
チルシリケート）もしくはＴＥＭＯＳ（テトラメチルオ
ルソシリケート）、液体材料としては、ケイ素化合物及
び添加剤を有機溶剤に溶解した液体、例えばＳＯＧ（Ｓ
ｐｉｎ ｏｎ Ｇｒａｓｓ）等を用いて、ＳｉＯ2で成
膜する。
【００４０】図７（ｂ）に示すように、断面加工部の周
囲の表面膜の材質がＡｌならば、ＣＶＤガスとして、Ｔ
ＩＢＡ（トリイソブチルアルミ）、ＴＭＡ（トリメチル
アルミ）などを用いて、Ａｌを析出させる。このほか、
断面加工部の周囲の表面膜の材質がＷならば、材料ガス
としてＷのハロゲン化合物やＷ（ＣＯ）6（タングステ
ンヘキサカルボニル）などが挙げられる。
囲の表面膜の材質がＡｌならば、ＣＶＤガスとして、Ｔ
ＩＢＡ（トリイソブチルアルミ）、ＴＭＡ（トリメチル
アルミ）などを用いて、Ａｌを析出させる。このほか、
断面加工部の周囲の表面膜の材質がＷならば、材料ガス
としてＷのハロゲン化合物やＷ（ＣＯ）6（タングステ
ンヘキサカルボニル）などが挙げられる。
【００４１】また、断面加工を行ったチップの電気的特
性を損なわないように、配線露出による短絡を防ぐため
のＳｉＯ2等の絶縁膜で穴埋めを行ったり、配線の電気
抵抗を回復するためにＡｌ、Ｗ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｃｕ等
の導体膜で埋め込んだりすることも効果的である。ここ
では、加工穴の周囲の表面の材質と同じ材質による成膜
について述べたが、構成元素の同じ材質で成膜すること
も有効である。また、構成元素の主成分が同じ材質で成
膜することも有効である。
性を損なわないように、配線露出による短絡を防ぐため
のＳｉＯ2等の絶縁膜で穴埋めを行ったり、配線の電気
抵抗を回復するためにＡｌ、Ｗ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｃｕ等
の導体膜で埋め込んだりすることも効果的である。ここ
では、加工穴の周囲の表面の材質と同じ材質による成膜
について述べたが、構成元素の同じ材質で成膜すること
も有効である。また、構成元素の主成分が同じ材質で成
膜することも有効である。
【００４２】次に、本発明の第２の実施形態について述
べる。多層積層の半導体の製造において、層間絶縁膜に
より平坦化を行うことがある。このような平坦化膜を積
層する直前に断面観察を行い、平坦化膜により断面加工
穴を埋め込む方式について説明する。図８は、本発明の
第２の実施形態の半導体製造方法のフローチャートであ
る。図８では、平坦化の工程が、ＳｉＯ2析出用の材料
であるＳＯＧ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｇｒａｓｓ）塗布工程
の場合について記載してある。第ｎ＋１工程がＳＯＧ塗
布工程であるとすると、第ｎ工程の終了後に、断面検査
を行い、前述したとおり不良解析を行い、必要に応じて
第１工程から第ｎ工程までについて対策を講じる。良品
であった場合、第ｎ＋１工程に戻すと、第ｎ＋１工程で
ＳＯＧ塗布により断面加工穴が埋め込まれるため、前記
加工穴を埋め込む工程を特段設けるが必要ないといった
メリットがある。
べる。多層積層の半導体の製造において、層間絶縁膜に
より平坦化を行うことがある。このような平坦化膜を積
層する直前に断面観察を行い、平坦化膜により断面加工
穴を埋め込む方式について説明する。図８は、本発明の
第２の実施形態の半導体製造方法のフローチャートであ
る。図８では、平坦化の工程が、ＳｉＯ2析出用の材料
であるＳＯＧ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｇｒａｓｓ）塗布工程
の場合について記載してある。第ｎ＋１工程がＳＯＧ塗
布工程であるとすると、第ｎ工程の終了後に、断面検査
を行い、前述したとおり不良解析を行い、必要に応じて
第１工程から第ｎ工程までについて対策を講じる。良品
であった場合、第ｎ＋１工程に戻すと、第ｎ＋１工程で
ＳＯＧ塗布により断面加工穴が埋め込まれるため、前記
加工穴を埋め込む工程を特段設けるが必要ないといった
メリットがある。
【００４３】図９は、ＳＯＧ塗布による断面穴埋め処理
前後の半導体ウエハの断面図である。図に示すようにＳ
ＯＧが断面穴に入り込み結果的に穴埋めを行うことにな
る。
前後の半導体ウエハの断面図である。図に示すようにＳ
ＯＧが断面穴に入り込み結果的に穴埋めを行うことにな
る。
【００４４】以上、第１及び第２の実施形態において、
インライン断面検査について述べたが、これ以外にもイ
ンラインで配線修正する技術にも応用可能である。
インライン断面検査について述べたが、これ以外にもイ
ンラインで配線修正する技術にも応用可能である。
【００４５】
【発明の効果】試料のインライン断面検査後に、断面加
工した穴を埋め込むことにより、断面検査後のエッチン
グ工程での終点判定の安定化が実現でき（断面加工穴を
埋め込まないで例えばＡｌまたはＷ配線を剥き出しにし
ておくと、断面加工されていない他の部分の配線を覆う
ＳｉＯ2に対するエッチングにおいて、前記他の部分の
配線が露出することによる終点判定以前に断面加工され
た配線から終点判定の信号が検出されるという不都合が
生じる）、また、エッチングチャンバ内部の異物の増加
を防ぐことができる（断面加工穴を埋め込まないで例え
ばＡｌまたはＷ配線を剥き出しにしておくと、プラズマ
によりＡｌまたはＷが飛散してチャンバ内にクリーニン
グ処理で除去できない異物として残存する）。
工した穴を埋め込むことにより、断面検査後のエッチン
グ工程での終点判定の安定化が実現でき（断面加工穴を
埋め込まないで例えばＡｌまたはＷ配線を剥き出しにし
ておくと、断面加工されていない他の部分の配線を覆う
ＳｉＯ2に対するエッチングにおいて、前記他の部分の
配線が露出することによる終点判定以前に断面加工され
た配線から終点判定の信号が検出されるという不都合が
生じる）、また、エッチングチャンバ内部の異物の増加
を防ぐことができる（断面加工穴を埋め込まないで例え
ばＡｌまたはＷ配線を剥き出しにしておくと、プラズマ
によりＡｌまたはＷが飛散してチャンバ内にクリーニン
グ処理で除去できない異物として残存する）。
【００４６】また、試料のインライン断面検査後に、断
面加工した穴を埋め込むことにより、断面検査後の材料
塗布工程で、材料の流れを阻害せずに塗布することがで
きる。
面加工した穴を埋め込むことにより、断面検査後の材料
塗布工程で、材料の流れを阻害せずに塗布することがで
きる。
【００４７】さらに、試料のインライン断面検査後に、
断面加工した穴を埋め込むことにより、断面検査後のＣ
ＭＰ平坦化工程で、断面加工部が凸状になることによる
応力集中や、凹状になることによるＣＭＰ砥粒のもぐり
こみを防ぐことができる。
断面加工した穴を埋め込むことにより、断面検査後のＣ
ＭＰ平坦化工程で、断面加工部が凸状になることによる
応力集中や、凹状になることによるＣＭＰ砥粒のもぐり
こみを防ぐことができる。
【００４８】以上のように、断面検査による不良解析を
インラインで行うことで、情報を早期に取得して製造条
件の最適化を行うことができ、ラインの早期安定化が図
れる。特にデバイスの寸法が小さくなり、多層積層化が
すすみ、少量多品種生産を行う現在及び将来の半導体製
造に極めて有効である。
インラインで行うことで、情報を早期に取得して製造条
件の最適化を行うことができ、ラインの早期安定化が図
れる。特にデバイスの寸法が小さくなり、多層積層化が
すすみ、少量多品種生産を行う現在及び将来の半導体製
造に極めて有効である。
【００４９】また、従来のような断面観察によるウエハ
の廃棄といった損失をなくすことができ、高効率、高歩
留まり生産が実現できる。
の廃棄といった損失をなくすことができ、高効率、高歩
留まり生産が実現できる。
【図１】本発明の第１の実施形態の半導体製造方法のフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図２】本発明の第１の実施形態実施の形態１の半導体
製造システムを表す図である。
製造システムを表す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態実施の形態１の断面加
工装置である集束イオンビーム加工装置を表す図であ
る。
工装置である集束イオンビーム加工装置を表す図であ
る。
【図４】本発明の第１の実施形態の断面穴埋め装置であ
るレーザＣＶＤ装置を表す図である。
るレーザＣＶＤ装置を表す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の断面穴埋め装置であ
るＦＩＢＣＶＤ装置を表す図である。
るＦＩＢＣＶＤ装置を表す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の断面穴埋め装置であ
る液体塗布成膜装置を表す図である。
る液体塗布成膜装置を表す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の断面穴埋め方法と堆
積膜材質の選定方法とを説明する図である。
積膜材質の選定方法とを説明する図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の半導体製造方法のフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態のＳＯＧ塗布による断
面穴埋め処理前後の半導体ウエハの断面図である。
面穴埋め処理前後の半導体ウエハの断面図である。
５ プロセスレシピデータベース ６ 異物検査装置 ７ パターン検査装置 ８ 断面加工装置 ９ 断面検査公知 １０ 断面穴埋め装置 ２０ イオンビームカラム ２１ イオン源 ２２ イオンビーム ２４ ウエハ ２６ ステージ ２７ 検出器 ３０ レーザ光源 ３６ ガス供給系 ３７ 断面加工穴 ３８ 堆積膜 ３９ ＣＶＤガス ４２ ガラスピペット ４３ Ｎ2導入口 ４４ 液体材料 ４５ 光源 ４６ 光学系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本郷 幹雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 東 淳三 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 水村 通伸 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 横山 夏樹 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 石谷 亨 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内
Claims (28)
- 【請求項１】 半導体ウエハの製造途中の任意の工程後
に、 前記半導体ウエハを局所的に加工し、 前記半導体ウエハの加工面を検査し、 前記半導体ウエハの加工した部分を埋め込み、 前記任意の工程の次の工程に前記半導体ウエハを戻して
製造を継続することを特徴とする半導体ウエハの製造方
法。 - 【請求項２】 半導体ウエハの製造途中の任意の工程後
に、 前記半導体ウエハの断面を露出させるために局所的に加
工し、 前記断面の検査を行い、 前記検査で不良と判断された場合、前記断面検査情報を
もとに前記半導体ウエハの不良解析を行い、 前記不良解析結果に基づいて前記任意の工程までの製造
条件を修正し、 前記半導体ウエハの断面を露出させるために除去した部
分を埋め込み、 前記任意の工程の次の工程に前記半導体ウエハを戻して
製造を継続することを特徴とする半導体ウエハの製造方
法。 - 【請求項３】 半導体ウエハの製造途中の任意の工程後
に、 前記半導体ウエハの断面を露出させるために局所的に加
工し、 前記断面の検査を行い、 前記検査で不良と判断された場合、前記断面検査情報
と、前記任意の工程までの製造来歴情報と、前記任意の
工程までの異物やパターン等の検査情報と、設計情報
と、に基づいて前記半導体ウエハの不良解析を行い、 前記不良解析結果に基づいて前記任意の工程までの製造
条件を修正し、 前記半導体ウエハの断面を露出させるために除去した部
分を埋め込み、 前記任意の工程の次の工程に前記半導体ウエハを戻して
製造を継続することを特徴とする半導体ウエハの製造方
法。 - 【請求項４】 半導体ウエハの製造途中の任意の工程後
に、 前記半導体ウエハの断面を露出させるために局所的に加
工し、 前記断面の検査を行い、 前記検査で不良と判断された場合、前記断面検査情報を
もとに前記半導体ウエハの不良解析を行い、 前記不良解析結果に基づいて前記任意の工程までの最適
製造条件を、種々の製造条件をデータベース化したコン
ピュータにより抽出して、前記任意の工程までの製造条
件の修正を行い、 前記半導体ウエハの断面を露出させるために除去した部
分を埋め込み、 前記任意の工程の次の工程に前記半導体ウエハを戻して
製造を継続することを特徴とする半導体ウエハの製造方
法。 - 【請求項５】 半導体ウエハの製造途中の任意の工程後
に、 前記半導体ウエハの断面を露出させるために局所的に加
工し、 前記断面の検査を行い、 前記検査で不良と判断された場合、前記断面検査情報
と、前記任意の工程までの製造来歴情報と、前記任意の
工程までの異物やパターン等の検査情報と、設計情報
と、に基づいて前記半導体ウエハの不良解析を行い、 前記不良解析結果に基づいて前記任意の工程までの最適
製造条件を、種々の製造条件をデータベース化したコン
ピュータにより抽出して、前記任意の工程までの製造条
件の修正を行い、 前記半導体ウエハの断面を露出させるために除去した部
分を埋め込み、 前記任意の工程の次の工程に前記半導体ウエハを戻して
製造を継続することを特徴とする半導体ウエハの製造方
法。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか１つの請求
項に記載された半導体ウエハの製造方法において、 前記半導体ウエハの加工位置が、前記半導体ウエハ内の
デバイスの電気的特性に影響を与えないような場所であ
ることを特徴とする半導体ウエハの製造方法。 - 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれか１つの請求
項に記載された半導体ウエハの製造方法において、 前記半導体ウエハの加工した部分を周囲の加工していな
い部分の表面と同程度の高さまで埋め込むことを特徴と
する半導体ウエハの製造方法。 - 【請求項８】 請求項１ないし６のいずれか１つの請求
項に記載された半導体ウエハの製造方法において、 前記半導体ウエハの加工した部分を周囲の加工していな
い部分の表面との高さの差が±２マイクロメータ以内と
なるように埋め込むことを特徴とする半導体ウエハの製
造方法。 - 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれか１つの請求
項に記載された半導体ウエハの製造方法において、 前記半導体ウエハの加工した部分を、加工していない部
分の表面の材質と同じ構成元素の材質または同じ構成元
素を含む材質で埋め込むことを特徴とする半導体ウエハ
の製造方法。 - 【請求項１０】 請求項１ないし８のいずれか１つの請
求項に記載された半導体ウエハの製造方法において、 前記半導体ウエハの加工した部分を絶縁膜で埋め込むこ
とを特徴とする半導体ウエハの製造方法。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載された半導体ウエハ
の製造方法において、 前記絶縁膜がＳｉＯ2であることを特徴とする半導体ウ
エハの製造方法。 - 【請求項１２】 請求項１ないし８のいずれか１つの請
求項に記載された半導体ウエハの製造方法において、 前記半導体ウエハの加工した部分を導体膜で埋め込むこ
とを特徴とする半導体ウエハの製造方法。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載された半導体ウエハ
の製造方法において、前記導体膜がＡｌ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔ
ｉＮ、Ｃｕのいずれかであることを特徴とする半導体ウ
エハの製造方法。 - 【請求項１４】 請求項１ないし１３のいずれか１つの
請求項に記載された半導体ウエハの製造方法において、 前記埋め込む工程が、エネルギービーム誘起ＣＶＤによ
る工程であることを特徴とする半導体ウエハの製造方
法。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載された半導体ウエハ
の製造方法において、 前記エネルギービームが、レーザ、イオンビーム、電子
ビームのいずれかであることを特徴とする半導体ウエハ
の製造方法。 - 【請求項１６】 請求項１ないし１３のいずれか１つの
請求項に記載された半導体ウエハの製造方法において、 前記埋め込む工程が、液体材料を塗布し、前記液体材料
にエネルギービームを照射することによって所望の膜質
で穴埋めを行う工程であることを特徴とする半導体ウエ
ハの製造方法。 - 【請求項１７】 半導体ウエハの製造における平坦化膜
塗布工程の前に、 前記半導体ウエハを局所的に加工し、 前記半導体ウエハの加工面を検査し、 前記検査した半導体ウエハを前記平坦化膜塗布工程に戻
して、前記半導体ウエハの加工した部分を埋め込んで平
坦化し、 前記平坦化工程の次以降の製造を継続することを特徴と
する半導体ウエハの製造方法。 - 【請求項１８】 半導体ウエハの製造における平坦化膜
塗布工程の前に、 前記半導体ウエハの断面を露出させるために局所的に加
工し、 前記断面の検査を行い、 前記検査で不良と判断された場合、前記断面検査情報を
もとに前記半導体ウエハの不良解析を行い、 前記不良解析結果に基づいて前記平坦化膜塗布工程の前
の工程までの製造条件を修正し、 前記検査した半導体ウエハを前記平坦化膜塗布工程に戻
して、前記半導体ウエハの断面を露出させるために除去
した部分を埋め込んで平坦化し、 前記平坦化工程の次以降の製造を継続することを特徴と
する半導体ウエハの製造方法。 - 【請求項１９】 半導体ウエハの製造における平坦化膜
塗布工程の前に、 前記半導体ウエハの断面を露出させるために局所的に加
工し、 前記断面の検査を行い、 前記検査で不良と判断された場合、前記断面検査情報
と、前記平坦化膜塗布工程の前の工程までの製造来歴情
報と、前記平坦化膜塗布工程の前の工程までの異物やパ
ターン等の検査情報と、設計情報と、に基づいて前記半
導体ウエハの不良解析を行い、 前記不良解析結果に基づいて前記平坦化膜塗布工程の前
の工程までの製造条件を修正し、 前記検査した半導体ウエハを前記平坦化膜塗布工程に戻
して、前記半導体ウエハの断面を露出させるために除去
した部分を埋め込んで平坦化し、 前記平坦化工程の次以降の製造を継続することを特徴と
する半導体ウエハの製造方法。 - 【請求項２０】 半導体ウエハの製造における平坦化膜
塗布工程の前に、 前記半導体ウエハの断面を露出させるために局所的に加
工し、 前記断面の検査を行い、 前記検査で不良と判断された場合、前記断面検査情報を
もとに前記半導体ウエハの不良解析を行い、 前記不良解析結果に基づいて前記平坦化膜塗布工程の前
の工程までの最適製造条件を、種々の製造条件をデータ
ベース化したコンピュータにより抽出して、前記平坦化
膜塗布工程の前の工程までの製造条件の修正を行い、 前記検査した半導体ウエハを前記平坦化膜塗布工程に戻
して、前記半導体ウエハの断面を露出させるために除去
した部分を埋め込んで平坦化し、 前記平坦化工程の次以降の製造を継続することを特徴と
する半導体ウエハの製造方法。 - 【請求項２１】 半導体ウエハの製造における平坦化膜
塗布工程の前に、 前記半導体ウエハの断面を露出させるために局所的に加
工し、 前記断面の検査を行い、 前記検査で不良と判断された場合、前記断面検査情報
と、前記平坦化膜塗布工程の前の工程までの製造来歴情
報と、前記平坦化膜塗布工程の前の工程までの異物やパ
ターン等の検査情報と、設計情報と、に基づいて前記半
導体ウエハの不良解析を行い、 前記不良解析結果に基づいて前記平坦化膜塗布工程の前
の工程までの最適製造条件を、種々の製造条件をデータ
ベース化したコンピュータにより抽出して、前記平坦化
膜塗布工程の前の工程までの製造条件の修正を行い、 前記検査した半導体ウエハを前記平坦化膜塗布工程に戻
して、前記半導体ウエハの断面を露出させるために除去
した部分を埋め込んで平坦化し、 前記平坦化工程の次以降の製造を継続することを特徴と
する半導体ウエハの製造方法。 - 【請求項２２】 半導体ウエハの製造を行う複数の製造
工程装置と、 前記半導体ウエハの製造途中の任意の工程で断面検査を
行うための断面を露出させる断面加工装置と、 前記露出した断面を検査する断面検査装置と、 前記露出した断面を埋め込むための断面穴埋め装置と、 から構成されることを特徴とする半導体ウエハの製造装
置。 - 【請求項２３】 半導体ウエハの製造を行う複数の製造
工程装置と、 前記半導体ウエハに付着した異物を検査する異物検査装
置と、 前記半導体ウエハのパターンを検査するパターン検査装
置と、 前記半導体ウエハの設計情報を記録した設計データベー
スと、 前記半導体ウエハの製造途中の任意の工程で断面検査を
行うための断面を露出させる断面加工装置と、 前記露出した断面を検査する断面検査装置と、 前記露出した断面を埋め込むための断面穴埋め装置と、 から構成されることを特徴とする半導体ウエハの製造装
置。 - 【請求項２４】 半導体ウエハの製造を行う複数の製造
工程装置と、 製造レシピデータベースと、 前記半導体ウエハに付着した異物を検査する異物検査装
置と、 前記半導体ウエハのパターンを検査するパターン検査装
置と、 前記半導体ウエハの設計情報を記録した設計データベー
スと、 前記半導体ウエハの製造途中の任意の工程で断面検査を
行うための断面を露出させる断面加工装置と、 前記露出した断面を検査する断面検査装置と、 前記断面検査情報、異物検査情報、パターン検査情報、
設計情報、製造工程装置のモニタから得られる製造来歴
情報に基づいて前記半導体ウエハの不良解析を行うとと
もに、前記不良解析結果に基づいて前記任意の工程まで
の最適製造条件を自動的に抽出して製造条件の修正を行
う手段と、 前記露出した断面を埋め込むための断面穴埋め装置と、 から構成されることを特徴とする半導体ウエハの製造装
置。 - 【請求項２５】 請求項２２、２３または２４に記載の
半導体ウエハの製造装置において、 前記断面穴埋め装置は、前記半導体ウエハを搭載するス
テージと、前記半導体ウエハの雰囲気を真空に保持する
真空チャンバと、穴埋め材料を析出させるためのＣＶＤ
ガス供給系と、前記ＣＶＤガスを分解させるためのエネ
ルギービーム源と、前記エネルギービームを集束させる
光学系と、前記半導体ウエハを観察するための検出系
と、から構成されることを特徴とする半導体ウエハの製
造装置。 - 【請求項２６】 請求項２５に記載の半導体ウエハの製
造装置において、 前記エネルギービームが、レーザ、イオンビーム、電子
ビームのいずれかであることを特徴とする半導体ウエハ
の製造装置。 - 【請求項２７】 請求項２２、２３または２４に記載の
半導体ウエハの製造装置において、 前記断面穴埋め装置は、前記半導体ウエハを搭載するス
テージと、液体材料を供給するための塗布手段と、塗布
材料から所望の膜質を析出させるためのエネルギービー
ム源と、前記エネルギービームを集束させる光学系と、
前記半導体ウエハを観察するための検出系と、から構成
されることを特徴とする半導体ウエハの製造装置。 - 【請求項２８】 請求項２７に記載の半導体ウエハの製
造装置において、 前記エネルギービームが、レーザであることを特徴とす
る半導体ウエハの製造装置。
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|---|---|---|---|
| JP26727396A JP3942213B2 (ja) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | 半導体の製造方法及び検査方法並びにそのための装置 |
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| JP26727396A JP3942213B2 (ja) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | 半導体の製造方法及び検査方法並びにそのための装置 |
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|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN109148316A (zh) * | 2018-09-07 | 2019-01-04 | 北京智芯微电子科技有限公司 | 用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法 |
-
1996
- 1996-10-08 JP JP26727396A patent/JP3942213B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US7709062B2 (en) | 2002-04-22 | 2010-05-04 | Hitachi High-Technologies Corporation | Refilling method by ion beam, instrument for fabrication and observation by ion beam, and manufacturing method of electronic device |
| US7725278B2 (en) | 2002-06-25 | 2010-05-25 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method for failure analysis and system for failure analysis |
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| CN109148316A (zh) * | 2018-09-07 | 2019-01-04 | 北京智芯微电子科技有限公司 | 用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法 |
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