JPH11168126A

JPH11168126A - 電子デバイスの製造方法及びその異物分析装置

Info

Publication number: JPH11168126A
Application number: JP9332665A
Authority: JP
Inventors: Hidefumi Ibe; 英史伊部; Kenji Watanabe; 健二渡辺; Akira Shimase; 朗嶋瀬; Masataka Shiba; 正孝芝; Tsutomu Sakamoto; 勉坂本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1997-12-03
Publication date: 1999-06-22
Also published as: WO1999028964A1

Abstract

(57)【要約】【課題】電子デバイスの生産ラインにおいて、デバイス
上の異物および異物周囲の断面の構造、元素の短時間分
析を可能にするようにする。【解決手段】異物の素材表面を露出させ、その露出面お
よび異物周辺の断面に含まれる元素分析、素子の配置・
成膜の厚さを分析し、デバイスの設計・製作情報と比較
することにより異物の発生装置を特定し、当該装置に対
策を施して電子デバイスを製造するようになす。異物分
析装置としては、上記異物を含む断面を露出させる装置
と、異物を含む断面において異物面内を通過する線上の
元素・化合物の分布を分析する装置の双方を電子デバイ
スの生産ラインに配置する。これにより、高集積度電子
デバイスの異物起因の不良の究めて短時間での原因工程
・プロセス・装置の特定が可能になり、生産ラインの短
期立ち上げおよび従来にない高歩留りの量産の維持が可
能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メモリ、ＡＳＩＣ
などのＬＳＩ、磁気デイスク装置、液晶などの半導体デ
バイスの歩留りの早期立ち上げのために必要な生産ライ
ンにおける半導体デバイスの製造方法およびその異物分
析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの歩留りは、立ち上げ初
期はリソグラフィー工程でのパターン相互の合わせずれ
に起因するいわゆるプロセス上の不良が多い。一方、プ
ロセス上の不良が改善された後も半導体デバイスの歩留
りは高々７０％であり、十分に高いものではなく、この
原因は半導体デバイス生産工程における異物に起因する
とされる。

【０００３】半導体デバイスの工程は、装置単位で細か
く分けると数百工程程度になり、製造中に発生する異物
６は、図２に例を示すように、通常はある工程で形成さ
れた膜８の上に付着し、直後の工程で形成される膜７が
異物６の上に形成される。さらにその後の工程で形成さ
れる膜が積み上げられるため、異物は多数の膜のどこか
に挟まった状態で存在することが多い。半導体デバイス
の不良は、通常は配線工程終了後など、一通りの機能を
有する段階で、品質検査にかけられる。メモリデバイス
では、不良ビットを検出する装置がこの目的で多く使用
される。しかしながら、このような不良ビットに対応す
る異物が上部から確認されても、異物の上には発生以後
のプロセスによる数多くの膜が形成されているため、異
物の上面からの位置の確認、外観像観察、元素分析だけ
では、異物の発生工程・装置の特定は不可能である。

【０００４】一方、個々の中間工程中でも適宜、ＳＥＭ
による外観検査、素子の測長、あるいは光学的手法によ
る外観検査、散乱光によって異物の位置、概略の大きさ
を検出する異物検査装置などで検査が行われ、検出され
た異物についての情報がデータベースに保存される。し
かしながらこうした中間工程での異物の発生を、全ての
細かい工程で確認することは所要時間を考えると不可能
に近いため、上記の検査は必要以上に全体工程の時間を
長くしない範囲で間欠的に適用される。ある範囲の工程
で異物の発生数が多かったり、致命性が高かったりした
場合、対策が検討される。本来の手順としては、考えら
れる全ての要因を抽出し、それらの要因毎に評価可能な
試験条件が選定・実施され、結果を見て最適なプロセス
条件と原因の絞り込みが実施されるべきである。

【０００５】しかしながら、実際には異物検査の合間に
は１０ステップ程度の工程すなわち装置が介在してお
り、それぞれの装置毎に多様な運転条件があることを考
えれば、全ての可能な条件について試験を実施すること
は事実上不可能である。そこで、実際には図３に示すよ
うに、技術者の経験に基づいて、例えば超音波洗浄など
の追加工程をある装置Ｃの後で加えてみて結果を見た
り、装置Ａの運転条件を変えてみたりという試験が順次
実施され、良好な結果が得られた場合当面それが適用さ
れるが、原因を明確に把握した上での対策ではないた
め、プロセス条件が多少とも変化した時に異物が大量に
発生することを予測し、事前に対応することは不可能で
ある。場合によっては、異物の分析をオフラインで実施
し、原因を突き止めた上で対策することもあるが、数多
くの異物を分析し、その結果から原因を特定することは
多くの場合極めて長期間を要する作業になる。いずれに
しても、異物が発生した工程範囲はある程度限定できる
が、迅速に装置を特定し、効果的な対策を施すことは極
めて困難である。

【０００６】以上の検査には、異物の成分分析は通常は
行わない。これは成分分析に時間がかかるためと、異物
の多くはＳｉＯ２，Ａｌ，Ｗ粒子など、プロセスで用い
る成膜材料が大部分で、単に分析するだけでは図２に示
したように発生以後の異物上の成膜成分も現われるた
め、異物の発生工程、装置、原因物質の特定が困難で、
手間を掛けて分析しても、分析によって決定的な情報が
得られる確率が低いためでもある。各成膜ステップの終
了後、常に異物検査を実施すれば発生装置は特定できる
が、スルーピットは極めて低くなる。これを改善するに
は、例えば、異物上に通常存在する発生以後の成膜を剥
がして異物の最表面を露出させる操作が必要であるが、
この操作にも時間がかかり、確実性に乏しい。こうした
操作の手間を省くために、デバイスの断面を露出させる
手段としてＦＩＢ（Focused Ion Beam 集束イオンビー
ム法）を用い、掘削面を斜めからＳＥＭ（Scanning Ele
ctronMicroscope）で観察する手段が、特開平１−１８
１５２９号公報に提案されている。

【０００７】この手法では、ＳＥＭにＥＤＸ（Energy D
ispersive X-ray analysis）が付随している場合は、断
面の元素分析も行えるが、ＥＤＸは空間分解能が悪く
（１μｍ程度）、サブミクロンデバイスで問題になる
０．１μｍ径の異物や、各プロセスで形成される１０〜
１００ｎｍ程度の厚さの膜の断面分析は、極めて困難で
ある。現状の分析機器では、空間分解能１０ｎｍ程度、
深さ情報は１０Å程度の最表面の分析を行えるＡＥＳ
（オージェ電子分光分析）が目的に合致したものと考え
られる。

【０００８】一方、上記の手法で仮に異物、及び異物の
上下の膜の元素・化合物が分析できても、異物発生装置
の特定はできない。発生装置を特定するためには、さら
に成膜プロセスとの対応をとり、異物発生の前工程がど
れかを、場合によってはその２、３工程前の膜の分析も
実施して見極める必要がある。異物発生以前の膜元素構
造が、例えばＦ−Ｇ−Ｈの順で並んでいたら、その順に
なる工程をプロセスに関するデータベースから抽出・決
定する必要がある。こうして、異物発生工程が特定でき
たら、次にウェハの履歴をたどって、該当する工程で使
用した装置（同じ工程で複数の装置を使うことが多いの
で、どの装置かを特定する必要がある。）を決定する。
以上のような解析も長時間作業になる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、製造
中の半導体デバイス上の異物の発生原因および発生装置
を１日以内に特定できる高歩留り半導体製造方法及び異
物分析装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明では、短時間で半
導体デバイス上の異物の発生原因、装置の特定を可能に
するために、以下を基本構成要素とする。（１）半導体生産ラインに初動分析装置（分析ステーシ
ョン）を設置する。（２）初動分析装置は、デバイスの異物の断面を露出さ
せる装置と、異物断面および異物に隣接する膜の構成元
素や構造を特定する装置を含む。（３）異物の断面および異物を含む上下・周辺の構造、
材料情報と設計、デバイスの製造履歴から、異物の発生
工程・装置の迅速な特定を可能にする支援ソフトウエア
とデータベースとを生産管理システムの中に含む。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明では、半導体デバイスとし
て簡単のためにウエハを想定する。ウエハ以外の磁気デ
ィスク、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）でも本発明を
同様に適用できる。

【００１２】本発明では図１に示すように、以下を骨子
とするシステム構成とする。（１）ウエハの搬送の時間を節約するためと、ウエハの
搬送中に無用に異物を付着させないために、生産ライン
に隣接した位置での初動分析ステーション１の配置。（２）初動分析装置においては、異物を含むデバイス断
面の構造、元素分布を測定できる。（３）デバイスの任意座標において成膜構造を解析また
は解析を支援するソフトウエアをシステムに含む。

【００１３】以上のシステム構成を骨子にした半導体デ
バイス生産システムにおいては、試作ラインにおいても
本システムが適用可能であり、異物起因の不良の早期撲
滅が可能である。図１の例では、デバイスの初期工程５
からスタートし、数百に及ぶ細かい工程の途中何回か
に、光学的な異物検査装置２に連動した分析ステーショ
ン１による工程を設定しており、異物検査装置２により
異物の大きさと座標、クラスター情報（異物相互の配置
の特徴）などを事前に入手した上で分析を行う。この情
報は、異物の位置出しのために必要なのは当然である
が、分析するべき異物を選定するための情報源となる。

【００１４】図１の例では先ず、ＳＥＭまたはＦＩＢに
付属するＳＩＭ（Scanning Ion Microscope）で異物を
確認し、外観像をデータベース３に格納するとともに、
評価・対策スタッフに直ちにフィードバック、原因を究
明し、発生した装置４に対策を施す。異物外観に関する
データを蓄積すれば、外観だけで異物の原因・工程・装
置が判明することも期待できる。次に異物の断面が露出
するようにＦＩＢで掘削し、断面像を取得する。同様
に、異物と周辺の膜構造だけで異物の原因・工程・装置
が判明する場合もある。外観像と異物検査装置２の情報
から、ＦＩＢで掘削する異物を選択することも可能であ
る。断面像だけで異物の発生工程、装置、原因物質が特
定できないときは、異物の元素分析あるいは隣接する膜
の元素分析あるいは双方を行い、成膜プロセスや装置情
報に関するデータベースを援用することにより、異物の
発生工程、装置、原因物質を特定する。分析を効率的に
行うため及び場合によっては分析ウエハを生産ラインに
戻すために、ウェハは分割せずに丸ごと試料ステージに
載せることが望ましい。ＤＲＡＭの場合、ウエハの大き
さは現在直径２０ｃｍ〜３０ｃｍであり、試料ステージ
は直径３０ｃｍ以上の大きさが望ましい。この大きさが
あれば、磁気デイスクは直径１０ｃｍ以下であるのでそ
のまま分析できる。液晶デイスプレイは、現在対角線の
長さが１２、１３インチであるので試料ステージは約３
０〜３５ｃｍあれば対応できる。今後予想される一層の
大型化には、それに対応してステージの大型化も必要で
ある。

【００１５】図２の半導体デバイスの断面構造図によ
り、本発明の異物の分析手順を説明する。ＳＥＭで断面
を確認しながら、ＦＩＢにより、異物断面６および周辺
の膜構造を露出させる。前述したように、空間分解能に
関する制約のため、元素分析装置としてはＡＥＳを用い
る。ＡＥＳにより異物６と上下の膜７、８を含む線９上
の元素分析を行い、異物６の構成元素、異物上下の膜
７、８の成分を測定する。このように、異物６の上下の
膜７、８の材料、厚さなどが判明するので、使用材料、
成膜厚さを記録した製品の製造工程との対応付けによ
り、異物の発生工程が分かる。ウエハの履歴の記録から
該当する工程で使用した装置が特定でき、装置の運転条
件なども分かる。ＡＥＳの線分析は時間がかかるため、
異物６と上下の膜７，８の断面内一点ずつ、３箇所の点
分析で目的を達成できる場合もある。

【００１６】以下、本発明の詳細をハードウエアの面か
ら説明する。本発明での分析装置の一実施例を図４に示
す。実施例ではＦＩＢ１０とＡＥＳ１１を別容器として
おり、ゲートバルブ１２により両者を隔離できるように
なっている。ウエハはまずロード機構１３にセットさ
れ、あらかじめ真空引きしたのち、ゲートバルブ１２を
開け、ＦＩＢ１０用の加工チャンバ２３に導入され、ス
テージ駆動機構により位置出しの後、ＳＥＭ１４または
ＦＩＢ１０に付属するＳＩＭ機能を用い、外観観察す
る。ステージ駆動機構は、本発明では特に断わらない限
り、ＸＹＺ３軸駆動を前提とする。ＦＩＢによる加工点
に電子ビームが集束するように、ＦＩＢ鏡筒１０とＳＥ
Ｍ鏡筒１４の位置関係を予め合わせてある。このため、
ＦＩＢでの断面加工中に一定の頻度でＳＥＭ観察によ
り、加工の進行をモニタして、加工の終点を精度良く定
めることができる。ロード機構１３には赤外線ヒータ１
９が設置され、必要な場合にはウエハがベーキングでき
る。その後ウェハはＡＥＳ１１との間のゲートバルブ１
２を開け、ＡＥＳ１１用の分析チャンバ２８に導入し、
位置出しの後、必要な場合にはイオンガン１７で切り出
した断面の吸着原子を除去し、ＡＥＳ１１に付属するＳ
ＥＭ機能を用いて断面観察、元素分析を行う。この場合
ＦＩＢ１０で垂直に穴を開けているため、ＡＥＳは断面
を見込むように真空容器２８に斜めに取り付ける。図の
例ではＡＥＳとして電子銃２１と検出器にＳＣＡの組み
合わせを用いる形式をとった。測定終了後、アンロード
室２０から引き出され、次工程へ移るかロットアウトす
る。図４の例の場合、分析器が別容器になっているの
で、特に高い真空度が要求されるＡＥＳについては、真
空度の保持などメンテナンス性は良いが、ステージ上の
位置合わせが２回必要になる。但し、ＦＩＢで掘削した
比較的大きな穴を分析チャンバで検出するのは容易であ
り、本質的なマイナスとはならない。

【００１７】ＦＩＢ鏡筒１０とＡＥＳ鏡筒１１とを別チ
ャンバに設置した別な実施例を、図５と図６に示す。こ
の場合、ローディングチャンバ１３から導入された分析
すべきウェハは、ゲートバルブ１２を介して加工チャン
バ２３に導入され、ＦＩＢ１０により通常複数箇所の所
定の位置に断面加工が施される。また、ＦＩＢ加工中は
イオン電荷の蓄積による加工位置の移動を避けるため、
電子シャワー２５から電子をイオンビーム照射領域を含
む領域に照射する。この時はイオンビーム照射によって
発生する２次イオンを検出して、加工対象の表面凹凸像
を得るが、ＳＥＭ鏡筒１４からの電子ビームでＳＥＭ画
像を得る場合には、２次電子を検出する必要があり、２
次粒子検出器２４は２次イオン、２次電子両者を検出で
きる、例えば、チャンネルトロンやマイクロチャンネル
プレート、あるいは、マイクロチャンネルプレートにシ
ンチレータと光電子増倍管を組み合わせた検出器の構成
をとることになる。断面加工が終了したウェハは、次に
ゲートバルブ１２を介して分析チャンバ２８に移動す
る。ＡＥＳ鏡筒１１として使用するＣＭＡタイプの検出
器内には、電子ビーム集束・走査機能が装備されてお
り、この機能と電子ビーム照射によって発生する２次電
子を２次電子検出器２７で検出することで、分析対象の
ＳＥＭ像が得られ、これを用いてステージで所定位置へ
移動した後の分析位置へのビーム位置決めを実施する。
そこで、分析チャンバ２８には希ガスイオンガン２６が
装備されており、分析対象の表面を覆った自然酸化膜な
どを除去する。次にＡＥＳ１１により分析対象に電子ビ
ームを照射して分析を行う。この操作を定められた複数
箇所について繰り返し、分析データ取得が終了する。後
はウェハをゲートバルブ１２を介して、ローディングチ
ャンバ２０に取り出す。以上が本実施の形態の装置での
加工・分析工程である。

【００１８】本実施の形態での利点の一つは、分析チャ
ンバ２８のＡＥＳ分析には超高真空が必須であるが、加
工チャンバ２３には超高真空は必要ないため、チャンバ
を分離したことで加工チャンバ２３側の真空に対する負
担を軽減したことである。これにより、加工チャンバ２
３内には駆動部を入れることへの制限が減少する。ま
た、分析チャンバ２８で分析中に、加工チャンバ２３で
加工を進めることができる。さらに、加工チャンバ２３
内で真空排気しているため、分析チャンバ２８へウェハ
を導入するまでに、加工に要する時間だけ排気されてお
り、加工終了後、即座に分析チャンバ２８にウェハを導
入可能で、通常超高真空に必要とされているサンプルか
らの脱ガスが減少するまでの予備排気時間を実質設ける
必要がない。これらにより加工・分析工程の全所要時間
を短縮できる。本実施の形態で分析チャンバ２８側にも
ローディングチャンバ２０を設けたのは、分析チャンバ
２８での分析が終了した時点で、加工チャンバ２３には
加工中あるいは加工終了した次のウェハを載置したホル
ダが入っているため、加工チャンバ２３側へウェハを取
り出すことができないためである。ただし、加工・分析
が終了したウェハをラインに戻すことを考えた場合、加
工跡を埋め戻す必要が生じることがある。この時には次
のウェハを加工チャンバ２３に入れておかず、分析チャ
ンバ２８から加工チャンバ２３に戻す必要があるが、こ
の場合については次の実施の形態で改良した装置構成を
示す。なお、本実施の形態での別の利点は加工チャンバ
２３に超高真空を必要としないため、ガス供給装置２２
からノズルを介して加工チャンバ２３へのエッチングガ
スやデポジションガスの導入が可能となることもあり、
これにより加工速度の向上と、埋め戻しの実施が実現で
きる。

【００１９】上記実施の形態では、加工跡を埋め戻すに
は加工チャンバ２３に次のウェハを導入しておくことは
できず、別チャンバにした利点が、その場合一部失われ
る問題があった。そこで、図７と図８に示す装置構成と
した。ここでは図５、６に示した実施例では分析チャン
バ２３側にローディングチャンバ１３があったが、それ
を無くし、替わりに加工チャンバ２３端に待機チャンバ
３１を設ける方式とした。この方式であれば、分析が終
了したウェハを加工チャンバ２３に戻し、加工跡の埋め
戻しを実施する際には、加工チャンバ２３内で加工の終
了したウェハを一時待機チャンバ３１に引き上げてお
き、分析チャンバ２８から分析が終了したウェハを加工
チャンバ２３へ移動させ、そのまま、ゲートバルブ１２
を介してローディングチャンバ１３へ導入しておく。次
にステージを待避チャンバ３１下に移動させ、待避して
いたウェハを降ろし、ゲートバルブ１２を介して分析チ
ャンバ２８へ導入する。その上で、ローディングチャン
バ１３から分析済みのウェハを加工チャンバ２３に戻
し、埋め戻しを実施する。その間、分析チャンバ２８内
では導入したウェハの分析が実施されていることにな
る。ここで、一度加工チャンバ２３に戻したウェハをさ
らにローディングチャンバ１３まで移動させているが、
これを避けるためには待避チャンバ３１と同様のチャン
バを分析チャンバ２８側にも設け、待避チャンバ間でウ
ェハの受け渡しを行えばよいが、分析チャンバ２８は超
高真空を必要とするチャンバであり、極力機構部を装備
させることを回避することを考え、今回は移動の手間は
かかるが超高真空の維持に優先度を与えて、本方式を採
用することをした。なお、本方式では一時的に待機に解
放されるローディングチャンバを分析チャンバ２８側に
設置せず、分析チャンバ２８は常に真空に引かれたまま
の加工チャンバ２３にしか開放されない構成としたた
め、上記実施の形態に比べ、分析チャンバ２８の超高真
空が容易である。

【００２０】尚、分析チャンバ内のＣＭＡは、試料との
距離（ワーキングデイスタンス）に関する制約が厳し
く、ｚ軸の位置合わせは通常は２次電子の収率の最も高
い位置にステージ高さを合わせる方法が取られるが、Ｚ
軸ステージに、電気容量や光の散乱方向による位置合わ
せ機構を設けることにより、Ｚ軸の位置合わせ機構を補
佐することもできる。

【００２１】図９は、ＦＩＢ１０とＡＥＳ１１をゲート
バルブのような隔離壁を持たない同一容器に納めたもの
であって、簡単のためＦＩＢ１０とＡＥＳ１１の匡体と
ウエハ４の位置関係だけを示してある。図４〜８の場合
の容器間を移動する際の時間や機構の複雑さを回避でき
る点にメリットがある。図９の例では、ＦＩＢ１０とＡ
ＥＳ１１を一定の間隔離して配置し、ＦＩＢ１０で異物
の垂直方向の断面を露出させた後、ＡＥＳ１１の測定時
には移動量を既知の間隔に設定してＡＥＳ１１の光軸上
に異物の位置を合わせ、異物断面を斜めに傾けたＡＥＳ
１１により観察、分析する。この場合位置出しのために
余分な時間がかかることになるが、ＦＩＢ１０とＡＥＳ
１１の配置に空間的な余裕があり、設計が容易になると
いう点と後述するＦＩＢ１０によってスパッタされた原
子がＡＥＳを含め、周辺を汚染しにくい点にメリットが
ある。

【００２２】図１０は別な実施例を示す図であって、同
一異物に同時に焦点を合わせるため、ＣＭＡタイプのＡ
ＥＳ１１とＦＩＢ１０の先端部が接触しないよう、ＡＥ
Ｓ１１，ＦＩＢ１０ともにウエハ４の面からは傾けてあ
る。この場合、異物に両者の焦点を精度良く合わす点に
難点があるが、図１１に示すようにＳＥＭ機能を用いる
場合も含めて、掘削面３４、異物６の断面のほぼ直上か
ら観察できる点、また異物および周辺の構造も斜めに切
削するため深さ方向に拡大されて見やすくなるメリット
がある。これはＦＩＢ１１のイオンの光軸とＡＥＳの入
射電子の光軸３３の光軸がほぼ９０°をなすように配置
することにより実現できる。実際にはＦＩＢの掘削面は
イオンの光軸よりは鈍るので、９０°より５°程度狭く
したほうが、実際の面はＡＥＳに対し正対するようにな
る。

【００２３】ＦＩＢの傾け角は、図１２に示すように、
スパッタ効率の面からは垂直上方に対し３０°以上９０
°以下で、特に６０°程度傾けることが望ましい。ま
た、６０°にすれば断面は２倍に拡大されるため膜構造
の評価の上で有利となる。この配置では、分析装置のビ
ーム軸間の移動がなく、異物への位置合わせも一回で済
む点で時間節約効果も大きいが、ＦＩＢによってスパッ
タされた原子がＡＥＳの電極や構造体表面を汚染し、特
性の変化、劣化を招く可能性がある。

【００２４】図１３は、ＦＩＢ１０、ＡＥＳ１０の傾き
をそのままにして上方から見た時にＦＩＢ１０とＡＥＳ
１１が直角を為すように配置したものである。この配置
にすると、位置合わせの容易さ、スパッタ効率の高さの
メリットの他、垂直断面３５の像が得られる点が、コン
タクトホールの断面をとってその内部の分析などをする
場合に有利になる。

【００２５】図１４は、図１０と図１３の中間の配置
で、例えばＡＥＳ１１の光軸に対し１３５°の方向から
ＦＩＢ１０の光軸を取った場合で、掘削面には正対でき
ないが、両面３４、３５を一回で分析できる点にメリッ
トがある。ＡＥＳ１１の場合、超高真空を必要とするた
め、複雑な駆動機構を真空容器内に設けることは極力避
けたいが、ステージにＺ軸周りの回転機構を設ければ、
図１３の配置でも垂直断面３５、斜め断面３４の両方を
分析することが可能である。

【００２６】ステージに回転機構を付加すれば、ＦＩＢ
とＡＥＳの光軸の水平面への写像がなす角度に関係な
く、斜め加工面、垂直加工面の双方を観察できる。ある
異物を観察しているときに改めて回転して見直す場合
は、簡単な座標変換をして分析点への異物の位置合わせ
を自動的に行う。図１５にＸＹＺステージの上に回転ス
テージが乗っている場合についてこのような異物の位置
合わせの手法をまとめた。すなわち、ＸＹステージの上
で定義された異物座標（ｘ，ｙ）に対し、回転中心の座
標が（Ｘ０，Ｙ０）にあるとする。ＦＩＢとＡＥＳの光
軸の水平面への写像がなす角をαとする。このとき回転
ステージを反時計まわりにπ／２ーα回転させれば、Ａ
ＥＳから正面の方向に掘削穴の垂直側面が観察できる。
但し、この状態では異物は、ＦＩＢ，ＡＥＳの焦点から
遠く離れた位置に移動しているので、以下の距離だけ
Ｘ、Ｙ方向にステージを移動させれば、異物は焦点に戻
ってくる。

【００２７】Ｘ方向：ｘ−Ｘ₀−ｄcos(α＋γ）Ｙ方向：ｙ−Ｙ₀−ｄsin(α＋γ）ここで、ｄ＝（（ｘ-Ｘ₀）²＋（ｙ-Ｙ₀）²）^1/2 γ＝tan^-1（（ｙ−Ｙ₀）／（ｘ−Ｘ₀））図１６は、図１０の場合の装置の全体像を概念的に示し
たもので、ウェハはウェハケース３９からウェハ導入機
構４２によりローデイングチャンバ１３、メインチャン
バ３７へと自動的に導入される。

【００２８】前述したように、ＡＥＳ１１の近傍にＦＩ
Ｂ１０を設けた場合、ＦＩＢの照射イオンまたは照射イ
オンによりスパッタされたイオンがＡＥＳの検出器部分
を汚染し、特性を変化させる懸念がある。図１７は、こ
のようなＡＥＳ１１の汚染を避けるために、ＡＥＳ１１
の先端にシャッタ４５を設けた例で、ＦＩＢで掘削中は
シャッタ４５をＡＥＳのオージェ電子取り入れ口を庇う
ように設置し、ＡＥＳ分析する場合は回転ロッド４４を
回転させてＡＥＳ分析を可能とする。

【００２９】ＦＩＢ鏡筒、ＡＥＳ鏡筒ともに重量物であ
り、通常はイオンポンプを装着しているため、両者の光
軸を合わせるためには操作性について工夫が必要であ
る。図１８は、こうような工夫の一例を示したもので。
ＦＩＢの本体は支柱４７で支え、軸位置が可変になるよ
うに中間にベローズ４８を設け、ボルト４９の位置で光
軸を調整する。この時、イオンポンプ４６の重量が負担
にならないように、イオンポンプ４６は別な支柱４７に
よって支え、ＦＩＢ本体１０との間をベローズ４９によ
って連結する。

【００３０】図１９は、ＦＩＢ１１とＡＥＳ１１が一体
容器になった場合のロード機構の変形例を示したもの
で、ロード機構を２系統設け、ウエハの出し入れは扉５
１を開けて手動で行う。ウエハチャック機構を設け自動
化することもできる。同図においては、例えば手前のロ
ードロック室にウエハを導入し、必要に応じて赤外ラン
プ等でベーキングしながら、一旦真空引きした上で測定
チャンバ３７に導入し、ＦＩＢ１０による掘削後、ＡＥ
Ｓ１１で分析する。光学顕微鏡４０は光軸はＡＥＳ１
１，ＦＩＢ１０と一致していないが、事前に異物の周辺
デバイスとの位置関係を確認するために有効である。

【００３１】図２０は、ＡＥＳの代わりにＬＩＭＳ−Ｔ
ＯＦ（レーザ誘起飛行時間型質量分析計）を用いた場合
の装置概念図を示したもので、ＦＩＢ１０で断面を掘削
した後、断面の特定の位置にＨｅ−Ｎｅレーザ光などを
用いたパイロットビームをあて、同じ位置にアブレーシ
ョン（異物を蒸発・イオン化する）用のレーザビームを
ビーム導入窓６０から入射し、対物レンズ６１によりウ
ェハ３２上の異物に集光する。異物の一部はイオン化
し、引き出し電極５２により加速され、軌道偏向電極５
４により軌道を偏向後、飛行管５８に入射、飛行時間を
測定することによりイオンの質量／電荷比（飛行時間の
２乗に比例）が分かる。ＡＥＳ１１を用いた場合に比
べ、この手法では有機物の構造や、同位体に関する情報
も得られ、情報量が多くなることが特徴である。また真
空度に関する点もＡＥＳ１１が１０−８Ｐａの真空度を
要求するのに対し、１０−４Ｐａオーダで十分であるの
で、メインテナンスが容易というメリットもある。ま
た、レーザがプローブであるため、試料の帯電がなく、
絶縁物、有機物の測定時には有利である。一方、異物に
関しては破壊検査であるため、ＥＤＸ．ＡＥＳのような
線分析や繰り返し測定には不向きである。

【００３２】以上のような装置構成により、異物の構成
元素、構造、異物近傍の成膜構造に関するデータが得ら
れる。異物発生装置を特定するための基本的な考え方
は、前述した通りであるが、データがあっても特別な工
夫をしなければ、発生装置の特定には数日単位以上の時
間がかかる。これは、特定のために以下のデータベース
が必要で、それぞれから必要な情報を抽出するために、
各々１日単位の時間がかかるためである。（ａ）異物座標およびその近傍の成膜条件（材料、厚
さ）（ｂ）ウエハの履歴（適用工程、装置（号機含む）、プ
ロセス条件）（ｃ）製品毎の工程（使用材料、膜厚）（ｄ）装置仕様・特性（構成材料、発生異物実績）データベース（ａ）については、以下のデータベースが
必要になる。（ｅ）デバイスの３次元パターン情報（成膜の大きさ、
線幅、材料、厚さなど）以下初動分析装置群による分析結果および上記のデータ
ベース群に基づく異物の発生工程・装置、原因物質の迅
速な特定法について詳細に説明する。データベース
（ｅ）は直接データベースとして保持することは困難で
あり、使い勝手も良くない。これは容量そのものが膨大
なものになるとともに、プロセスの改良に伴い、頻繁に
変化するためデータベースのメインテナンスに膨大な時
間が要求されるからである。本発明では、個別のデバイ
ス上の材料に関するデータベース（ｅ）を、座標毎では
なく素子単位に登録することによって構築する。具体的
な構築方法を、図２１のコンピュータ画面の例によって
説明する。図２１ではＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃで組ま
れたソフトウエアを想定した画面になっているが、その
他のソフトウエア開発環境でも以下の機能は同様に実現
できる。図２１の例では、デバイスの拠点Ｙ、製品、工
程ＩＤを指定した上で成膜プロセスの工程ＡＡを指定、
その上で該当する素子を形成する工程での使用材料をリ
ストＡ〜Ｆの中からＣ、Ｆのように選定し、膜厚を入
力、登録する。

【００３３】次に、異物の上下に本来存在する素子を特
定するため、図２２のような画面にデバイスパターン画
像を表示し、異物位置およびその近傍にどのような素子
が配置されているか操作者に明示する。異物座標におけ
る、異物の上下の素子を操作者がリストＡ〜Ｇの中から
Ａ，Ｂのように登録する。素子が特定できれば、素子毎
の材料、厚さはデータベース（ｅ）に登録されているの
で、異物のない場合の異物位置における材料、厚さ情報
はわかる。一方、断面ＳＥＭ像、ＡＥＳまたはＥＤＸに
より異物を含む上下の膜材料、厚さ分析結果は得られて
いるので、例えば図２３のように今得られた設計上の膜
構造、分析によって得られた断面ＳＥＭ像、元素分布情
報（図の例ではＡＥＳを用いた異物を含む線９上の線分
析結果）を同じ画面で対比できるようにすれば、異物の
発生工程を特定できる。素子毎に厳密に膜構造を再構成
しなくても、エッチバック等で実際には異物位置に無い
筈の材料や、プラズマ中に含まれるガス成分やレジスト
なども含めてプロセスで使用する材料を下から重ねた仮
想的な膜構造を図示するだけでも、異物の発生工程をあ
る程度特定はできる。プラズマプロセスでは膜はでき
ず、レジストは数μｍにも及ぶ厚い成膜プロセスである
が、製品上には原則として残らない。したがって、これ
らのプロセスには仮想的な厚み（例えば１００ｎｍ）を
与えて画面に表示することが好ましい。このような方法
では、プラズマガスとの反応生成物やレジストとの反応
生成物が生成したときに、画面上にそのプロセスが視覚
化されているため、原因プロセスの特定に有利である。
画面には厳密な層構造の評価結果とこのような仮想的な
膜構造図の両方を表示しても良い。このような異物の発
生工程を特定できれば、該当ウエハの履歴データベース
（ｂ）により発生装置を特定でき、データベース（ｄ）
により発生原因部位が特定できる。

【００３４】さらに、異物の組成、構造、発生工程、装
置が明らかになれば、図２４に示すような支援ツールに
より、異物の構成元素、構造、該当装置の使用材料、発
生異物の実績等を対比することにより、異物の原因物
質、発生原因、対策の迅速な特定が可能になる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、高集積度半導体デバイ
スの異物起因の不良を、究めて短時間で解析することが
可能になるため、生産ラインの短期立ち上げ、従来にな
い高歩留りの量産の維持が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体的な概念を示す図である。

【図２】半導体デバイスの異物を含む断面の例を示す図
である。

【図３】半導体デバイスの異物分析手順の現状の一例を
示す図である。

【図４】半導体デバイスの異物発生原因、装置の短時間
特定に必要な初動分析装置の構成の一例を示す図であ
る。

【図５】本発明に関わる初動分析装置の１実施例の上面
を示す図である。

【図６】本発明に関わる初動分析装置の１実施例の側面
を示す図である。

【図７】本発明に関わる初動分析装置の１実施例の側面
を示す図である。

【図８】本発明に関わる初動分析装置の実施例の全体外
観を示す図である。

【図９】本発明に関わるＡＥＳとＦＩＢの試料との位置
関係の一つを示す図である。

【図１０】本発明に関わるＡＥＳとＦＩＢの試料との位
置関係の一つを示す図である。

【図１１】本発明に関わるＡＥＳとＦＩＢによって掘削
された試料との位置関係の一つを示す図である。

【図１２】イオンの入射角とスパッタ効率の関係を示す
図である。

【図１３】本発明に関わるＡＥＳとＦＩＢの位置関係の
一つを示す図である。

【図１４】本発明に関わるＡＥＳとＦＩＢの位置関係の
一つを示す図である。

【図１５】ステージを回転させた場合に異物をＦＩＢと
ＡＥＳの焦点に戻す手法を説明する図である。

【図１６】ＡＥＳとＦＩＢを一体化した装置における各
部品の位置関係を上面および側面から示した図である。

【図１７】ＦＩＢによるＡＥＳの汚染を防ぐためのシャ
ッタの配置を示す図である。

【図１８】ＦＩＢとＡＥＳを単一容器で用いる場合の正
確な軸あわせを補佐する機器の支持構造を示す図であ
る。

【図１９】ＦＩＢとＡＥＳを単一容器で用いる場合のウ
エハの搬出入を簡略にするための真空容器概要を示す図
である。

【図２０】本発明に関わる初動分析装置の実施例を示す
図であって、元素・構造分析のためにＬＩＭＳ−ＴＯＦ
を用いた場合の一例を示す図である。

【図２１】異物座標での成膜構造を登録するためのコン
ピュータ画面の例を示す図である。

【図２２】異物座標での成膜構造を解析するための支援
となるコンピュータ画面の例を示す図である。

【図２３】異物座標での成膜構造を解析するための支援
となるコンピュータ画面の例を示す図である。

【図２４】異物発生工程・装置を特定の支援に用いるコ
ンピュータ画面の一例を示す図である。

【符号の説明】

１…インライン分析ステーション、２…異物検査装
置、３…異物およびデバイスプロセスに関するデータベ
ース、４…異物発生装置、５…製造プ
ロセス初期工程、６…異物、
７…異物上面の膜、８…異物下面の膜、９…異物断面と
直上、直下の膜断面を含む直線、１０…集束イオンビー
ム装置、１１…オージェ電子分光分析装置、１２
…ゲートバルブ、１３…ウエハのロード
機構、１４…走査型電子顕微鏡、１５…ステ
ージ、１７…イオン銃、１６…光学
顕微鏡、１８…真空ポンプ、１９…赤
外線ヒータ、２０…アンロード室、２１
…電子銃、２２…ガス供給装置、２３…
加工チャンバ、２４…２次粒子検出器、２
５…電子シャワー、２６…希ガスイオンガン、
２７…２次電子検出器、２８…分析チャンバ、
２９…定盤、３０…除振機構、
３１…待機チャンバ、３２…ウエハ、
３３…電子軌道、３４…ＦＩＢによる斜め掘削
面、３５…ＦＩＢによる垂直掘削面、３６…レーザ
ゲージ、３７…メインチャンバ、３８…
ステージ駆動ユニット、３９…ウエハケース、４
０…レーザ顕微鏡、４１…装置カバー、
４２…ウエハ導入機構、４３…懸垂式除振
台、４４…シャッタ回転用ロッド、４５…ＡＥＳ
汚染防止用シャッタ、４６…イオンポンプ、
４７…支柱、４８…ベローズ、
４９…ベローズ、５０…軸調整用ナット、
５１…ウエハ導入用扉、５２…引き出し電極、
５３…アインツエルレンズ、５４…偏向電極、
５５…リフレクトロン、５６…検出
器、５７…ＬＩＭＳ−ＴＯＦ全
体、５８…イオン飛行管、５９…イオン
軌道、６０…レーザー光導入窓、６１…対物
レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者芝正孝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)発明者坂本勉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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】異物の素材表面を露出させ、その露出面お
よび異物周辺の断面に含まれる元素分析、素子の配置・
成膜の厚さを分析し、デバイスの設計・製作情報と比較
することにより異物の発生装置を特定し、当該装置に対
策を施して電子デバイスを製造することを特徴とする電
子デバイスの製造方法。
【請求項２】請求項１記載の電子デバイスの製造方法に
おいて、上記分析は、上記異物を中心とした直径１オン
グストローム以上、２０μｍ以下の近傍領域の異物、成
膜の構造、材料のいずれかを分析することを特徴とする
電子デバイスの製造方法。
【請求項３】請求項１記載の電子デバイスの製造方法に
おいて、上記異物の素材表面が、異物の断面であること
を特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項４】請求項１記載の電子デバイスの製造方法に
おいて、上記分析は、上記異物の面内を通過する線上の
元素・化号物の分布を分析することを特徴とする電子デ
バイスの製造方法。
【請求項５】請求項１記載の電子デバイスの製造方法に
おいて、上記分析は、上記異物の断面、異物直上及び直
下の膜断面の３箇所を含む位置の元素・化号物の分布を
分析することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項６】異物を含む断面を露出させる装置と、異物
を含む断面において異物面内を通過する線上の元素・化
合物の分布を分析する装置の双方を生産ラインに含むこ
とを特徴とする電子デバイスの製造装置。
【請求項７】異物の素材表面を露出させ、その露出面お
よび異物周辺の断面に含まれる元素分析、素子の配置・
成膜の厚さを分析し、デバイスの設計・製作情報と比較
することにより異物の発生装置を特定し、当該装置に対
策を施して電子デバイスを製造する電子デバイスの製造
方法に使用される製造装置であって、上記異物の外観像
を取得する装置と、上記異物の断面像を取得する装置
と、異物および少なくとも異物に隣接する成膜の化学分
析をする装置の３種類の分析装置を、同一容器内に有す
る分析ステーションが配備されていることを特徴とする
電子デバイスの製造装置。
【請求項８】異物の素材表面を露出させ、その露出面お
よび異物周辺の断面に含まれる元素分析、素子の配置・
成膜の厚さを分析し、デバイスの設計・製作情報と比較
することにより異物の発生装置を特定し、当該装置に対
策を施して電子デバイスを製造する電子デバイスの製造
方法に使用される製造装置であって、上記異物を含む断
面を露出させる装置と、異物を含む断面において異物面
内を通過する線上の元素・化合物の分布を分析する装置
の双方を含み、該装置が大気雰囲気から隔離した隔壁内
で同一の真空条件下に配備されていることを特徴とする
電子デバイスの製造装置。
【請求項９】異物の素材表面を露出させ、その露出面お
よび異物周辺の断面に含まれる元素分析、素子の配置・
成膜の厚さを分析し、デバイスの設計・製作情報と比較
することにより異物の発生装置を特定し、当該装置に対
策を施して電子デバイスを製造する電子デバイスの製造
方法に使用される製造装置であって、集束イオンビーム
装置と、上記異物を含む断面において異物面内を通過す
る線上の元素・化学結合の分布を分析する装置の双方を
含み、該装置が大気雰囲気から隔離した同一の真空条件
下に配備されていることを特徴とする電子デバイスの製
造装置。
【請求項１０】異物の素材表面を露出させ、その露出面
および異物周辺の断面に含まれる元素分析、素子の配置
・成膜の厚さを分析し、デバイスの設計・製作情報と比
較することにより異物の発生装置を特定し、当該装置に
対策を施して電子デバイスを製造する電子デバイスの製
造方法に使用される製造装置であって、集束イオンビー
ム装置と、オージェ電子分光分析装置の双方を含み、該
装置が大気雰囲気から隔離した同一の真空条件下に配備
されていることを特徴とする電子デバイスの製造装置。
【請求項１１】ＦＩＢ鏡筒、ＳＥＭ鏡筒、２次粒子検出
器、電子シャワー、試料ステージ及び真空排気系を載置
または接続した加工用チャンバと、ＡＥＳ鏡筒、希ガス
イオンガン、２次電子検出器、試料ステージ及び真空排
気系を載置または接続した分析用チャンバとが、ゲート
バルブを介して接続されていることを特徴とする電子デ
バイスの異物分析装置。
【請求項１２】請求項１１記載の電子デバイスの異物分
析装置において、上記ＦＩＢのイオンの軌道軸を、分析
試料の垂直上方に対し３０°以上９０°以下傾けたこと
を特徴とする電子デバイスの異物分析装置。
【請求項１３】請求項１２記載の電子デバイスの異物分
析装置において、上記ＦＩＢのイオンの焦点距離を可変
とすることを特徴とする電子デバイスの異物分析装置。
【請求項１４】請求項１１記載の電子デバイスの異物分
析装置において、上記ＦＩＢのイオン軌道軸を試料面に
対し垂直上方とし、ＦＩＢによる掘削面を見込む方向に
ＳＥＭ電子銃および２次電子検出器、オージェ電子分光
分析器を配置したことを特徴とする電子デバイスの異物
分析装置。
【請求項１５】試料ステージにＺ軸の位置センサを設け
たことを特徴とするオージェ電子分光分析装置。
【請求項１６】請求項１１記載の電子デバイスの異物分
析装置において、上記分析チャンバに試料を導入・搬出
するためのポートに試料の加熱装置が備えられ、試料の
分析チャンバ導入前に試料面を加熱・清浄化することを
特徴とする電子デバイスの異物分析装置。
【請求項１７】請求項１１記載の電子デバイスの異物分
析装置において、上記加工用チャンバにゲートバルブを
介して接続したローディングチャンバを有することを特
徴とする電子デバイスの異物分析装置。
【請求項１８】請求項１１記載の電子デバイスの異物分
析装置において、上記加工用チャンバと分析用チャンバ
それぞれにゲートバルブを介して接続したローディング
チャンバを有することを特徴とする電子デバイスの異物
分析装置。
【請求項１９】請求項１１記載の電子デバイスの異物分
析装置において、上記加工チャンバの真空度が１Ｅ−４
Ｐａ以上、分析チャンバの真空度が１Ｅ−６Ｐａ以上で
あり、該加工用チャンバと分析用チャンバそれぞれにゲ
ートバルブを介して接続したローディングチャンバを有
することを特徴とする電子デバイスの異物分析装置。
【請求項２０】請求項１１記載の電子デバイスの異物分
析装置において、上記加工用チャンバと該分析用チャン
バそれぞれにゲートバルブを介して接続したローディン
グチャンバを有するとともに、上記加工チャンバにガス
導入機構を装備したことを特徴とする電子デバイスの異
物分析装置。
【請求項２１】請求項１１記載の電子デバイスの異物分
析装置において、上記加工用チャンバにゲートバルブを
介して接続したローディングチャンバとともに、加工・
分析対象を載置したホルダをステージから待避・復帰す
る機構を装備することを特徴とする電子デバイスの異物
分析装置。
【請求項２２】請求項１１記載の電子デバイスの異物分
析装置において、上記加工用チャンバにゲートバルブを
介して接続したローディングチャンバとともに、加工・
分析対象を載置したホルダをステージから上方に待避
し、また同位置に復帰する機構を装備することを特徴と
する電子デバイスの異物分析装置。
【請求項２３】請求項１１記載の電子デバイスの異物分
析装置において、上記加工用チャンバにゲートバルブを
介して接続したローディングチャンバと、加工・分析対
象を載置したホルダをステージから待避・復帰する機構
を装備するとともに、上記加工チャンバにガス導入機構
を装備することを特徴とする電子デバイスの異物分析装
置。
【請求項２４】請求項１１記載の電子デバイスの異物分
析装置において、上記分析チャンバに試料を導入・搬出
するためのポートに真空から大気圧に戻す場合のガス導
入配管が２本以上接続されていることを特徴とする電子
デバイスの異物分析装置。
【請求項２５】電子銃あるいはイオン源に真空ポンプが
直接接続しているビーム源について、真空ポンプをビー
ム源の鏡筒とは別個の支持構造で支え、ビーム源の鏡筒
と真空ポンプの給気口とを可塑性を有する部材で接続し
たことを特徴とする電子デバイスの異物分析装置。
【請求項２６】異物の素材表面を露出させ、その露出面
および異物周辺の断面に含まれる元素分析、素子の配置
・成膜の厚さを分析し、デバイスの設計・製作情報と比
較することにより異物の発生装置を特定し、当該装置に
対策を施して電子デバイスを製造する電子デバイスの製
造方法に使用される電子デバイスの異物分析装置であっ
て、集束イオンビーム装置とオージェ電子分光分析装置
の双方を含み、該装置が大気雰囲気から隔離した同一の
真空条件下に配備され、異物を含む断面を露出させる装
置が集束イオンビーム装置、その断面分析に用いる装置
がオージェ電子分光分析装置であり、イオンビームと電
子ビームの光軸がデバイス表面において距離１Å以上２
０μｍ以下に近接していることを特徴とする電子デバイ
スの異物分析装置。
【請求項２７】請求項２６記載の電子デバイスの異物分
析装置において、上記オージェ電子分光分析装置と集束
イオンビームとデバイスがそのまま載せられる直径６ｃ
ｍ以上の試料ステージを大気に内面が接しない共通の隔
壁を有する真空容器の中に納めたことを特徴とする電子
デバイスの異物分析装置。
【請求項２８】請求項２６記載の電子デバイスの異物分
析装置において、上記ＦＩＢのイオンの軌道軸を分析試
料の垂直上方に対し３０°以上９０°以下傾けて形成さ
れた掘削面に対する法線に対し傾きが５°以下となるよ
うにオージェ電子分光装置の電子線の軌道軸を一致させ
たことを特徴とする電子デバイスの異物分析装置。
【請求項２９】請求項２６記載の電子デバイスの異物分
析装置において、上記ＦＩＢによる試料表面の掘削中は
ＣＭＡのオージェ電子引き込み用の開口部前面に遮蔽板
を一次的に配置することを特徴とする電子デバイスの異
物分析装置。
【請求項３０】請求項２６記載の電子デバイスの異物分
析装置において、上記ＦＩＢのイオン源の光軸とＡＥＳ
の電子ビームの光軸が為す試料面への投影角度が、９０
°以上１８０°以下の範囲に有ることを特徴とする電子
デバイスの異物分析装置。
【請求項３１】請求項２７記載の電子デバイスの異物分
析装置において、上記試料ステージが法線方向の回りに
回転であることを特徴とする電子デバイスの異物分析装
置。
【請求項３２】請求項３１記載の電子デバイスの異物分
析装置において、上記試料ステージを回転後、ＸＹ軸方
向への移動量を演算して、異物が外観観察の画面内に自
動的に納まることを特徴とする電子デバイスの異物分析
装置。
【請求項３３】請求項２６記載の電子デバイスの異物分
析装置において、分析チャンバに試料を導入・搬出する
ためのポートが２基設けてあることを特徴とする電子デ
バイスの異物分析装置。
【請求項３４】請求項２６記載の電子デバイスの異物分
析装置において、分析チャンバに試料を導入・搬出する
ためのポートに試料が２枚以上装荷できることを特徴と
する電子デバイスの異物分析装置。
【請求項３５】異物の素材表面を露出させ、その露出面
および異物周辺の断面に含まれる元素分析、素子の配置
・成膜の厚さを分析し、デバイスの設計・製作情報と比
較することにより異物の発生装置を特定し、当該装置に
対策を施して電子デバイスの製造する電子デバイスの製
造方法であって、上記異物の位置情報、製品の３次元デ
バイス構造、製造プロセスで使用する材料、膜の厚さ、
個別の製品の製造履歴に関する情報を収納する記憶装置
に納められた情報が、異物の発生原因・工程・装置を解
析または解析を支援する装置から記憶媒体を仲介せずに
入手されることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項３６】異物の素材表面を露出させ、その露出面
および異物周辺の断面に含まれる元素分析、素子の配置
・成膜の厚さを分析し、デバイスの設計・製作情報と比
較することにより異物の発生装置を特定し、当該装置に
対策を施して電子デバイスの製造する電子デバイスの製
造方法であって、上記異物の近傍のデバイス構造および
材料あるいはそのいずれか一方の実測結果と製品の該当
する設計情報との差異を自動的に検出またはオペレータ
が検出することを支援するソフトウエアを含むことを特
徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項３７】異物の素材表面を露出させ、その露出面
および異物周辺の断面に含まれる元素分析、素子の配置
・成膜の厚さを分析し、デバイスの設計・製作情報と比
較することにより異物の発生装置を特定し、当該装置に
対策を施して電子デバイスの製造する電子デバイスの製
造方法であって、デバイスの任意座標における設計情報
および工程・プロセス情報あるいはそのいずれかに基づ
いて、異物位置およびその近傍における深さ方向の成膜
材料と厚さを解析あるいは解析を支援するソフトウエア
を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項３８】異物の素材表面を露出させ、その露出面
および異物周辺の断面に含まれる元素分析、素子の配置
・成膜の厚さを分析し、デバイスの設計・製作情報と比
較することにより異物の発生装置を特定し、当該装置に
対策を施して電子デバイスの製造する電子デバイスの製
造方法であって、デバイスの任意座標における素子毎の
材料、厚さに関する情報および工程・プロセス情報ある
いはそのいずれかに基づいて、異物位置およびその近傍
における深さ方向の成膜材料と厚さを解析あるいは解析
を支援するソフトウエアを含むことを特徴とする電子デ
バイスの製造方法。
【請求項３９】異物の素材表面を露出させ、その露出面
および異物周辺の断面に含まれる元素分析、素子の配置
・成膜の厚さを分析し、デバイスの設計・製作情報と比
較することにより異物の発生装置を特定し、当該装置に
対策を施して電子デバイスの製造する電子デバイスの製
造方法であって、異物座標における成膜構造を解析する
ために、異物座標位置における素子レイアウト情報に基
づき、異物位置および近傍の素子を抽出し、素子毎に与
えられた成膜材料と厚さに関する情報を総合して異物位
置における成膜の材料と厚さに関する情報を取得するこ
とを特徴とする電子デバイスの製造方法
【請求項４０】異物の素材表面を露出させ、その露出面
および異物周辺の断面に含まれる元素分析、素子の配置
・成膜の厚さを分析し、デバイスの設計・製作情報と比
較することにより異物の発生装置を特定し、当該装置に
対策を施して電子デバイスの製造する電子デバイスの製
造方法であって、製造プロセスで使用する材料の厚さの
全てについて設計値または仮想値を与え、異物発生原因
・工程・装置の特定に際し、この仮想的な膜構造を参照
することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項４１】異物の素材表面を露出させ、その露出面
および異物周辺の断面に含まれる元素分析、素子の配置
・成膜の厚さを分析し、デバイスの設計・製作情報と比
較することにより異物の発生装置を特定し、当該装置に
対策を施して電子デバイスの製造する電子デバイスの製
造方法であって、エッチングプロセス、洗浄プロセス、
レジストなど製品上に本来残らない材料も含め、製造プ
ロセスで使用する材料の厚さの全てについて設計値また
は仮想値を与え、異物発生原因・工程・装置の特定に際
し、この仮想的な膜構造を画像化して参照することを特
徴とする電子デバイスの製造方法。