JPH11340291A - 半導体デバイス検査分析方法及びそのシステム並びに半導体デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】異物分析のための異物断面加工では従来FIB加
工が用いられてきたが、人手による作業であるため、１
異物当たりの断面加工に１時間程度掛かかる。また、FI
B加工のビームはガリウムイオンであり、加工後ガリウ
ムが異物分析対象でない正常なチップを汚染するため、
元素分析に使用したウエーハは分析後捨てるしかなかっ
た。 【解決手段】半導体デバイス製造システムを、半導体ウ
エーハの異物検査を行う検査手段と分析対象異物を選択
する分析異物選択手段と分析対象異物の座標データとサ
イズから異物断面加工用の露光装置の描画データを生
成、追加する描画データ作成手段と該描画データに基づ
いて露光する露光手段と露光パターンをマスクとしてエ
ッチングを行うエッチング手段と露出した異物断面の元
素分析を行う分析手段とを備えて構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異物分析を含めた
半導体デバイス検査分析方法及びそのシステム並びに半
導体デバイスの製造方法に関し、特に半導体デバイスの
製造プロセスにおいて、異物検査装置で検出した異物の
分析を効率的に行うための有効な技術に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程では不良原因
を早期に発見し、プロセスおよび製造装置にフィードバ
ックしていくことが歩留まりの維持・向上に必須であ
る。これには検査装置による不良発見とその検査データ
の分析が重要である。

【０００３】半導体デバイスの製造は概ね基板に膜付け
を行う成膜工程、回路パターンの焼き付けを行うホト工
程、膜を彫り込むエッチ工程よりなり、これらの工程を
繰り返すことにより半導体デバイスが製造される。特に
ホト工程では近年、0.2μm以下の微細加工と深い焦点深
度を得るため、光によるパターン露光に代わり電子ビー
ムによる露光が徐々に使用されつつある。また、検査工
程として、上記成膜工程終了後異物検査が行われる。こ
の異物検査はレーザ光による暗視野照明を用いた検査装
置により自動的に検査される。

【０００４】そして、検査装置は、異物の半導体ウエー
ハ内の座標データを検査DB（データベース）へ出力す
る。次に、検査したウエーハを金属顕微鏡または走査電
子顕微鏡のステージに移し替え、検出異物の座標データ
の位置にステージを移動させ、異物の拡大像により異物
の分類を行う。この分類作業をレビュー工程と呼ぶ。こ
の時多数の異物が膜の下に存在し、異物の発生起因が判
断できない場合、これらの異物のうち数点を選択し異物
の元素分析を行う。

【０００５】膜下の異物の元素分析は下記のように行わ
れる。

【０００６】まず、異物を露出させるため異物の上の膜
の除去および異物の断面加工を行う。これには、FIB（F
ocused Ion Beam)加工装置を用いる。ウエーハをFIB加
工装置のステージに移し替え、異物の座標位置にステー
ジを移動させる。次に異物が露出するようにFIBにより
異物に向かって掘り進む。この時異物が露出したかどう
かをFIBでの検出像で確認しながらマニュアルでFIB照射
量、照射位置を調整しながら加工を行う。

【０００７】次に、ウエーハを元素分析装置に移し替
え、元素分析を行う。元素分析装置には例えば、電子ビ
ームを照射し、異物から発生するＸ線を検出し、そのエ
ネルギースペクトルから元素を同定する、エネルギー分
散形Ｘ線分光(EDX；Energy Dispersive X ray)装置、あ
るいはX線の代わりにオージェ電子を検出し、同様にエ
ネルギースペクトルから元素を分析するオージェ電子分
光(AES；Auger ElectronSpectroscopy）装置がある。

【０００８】これらの元素分析装置により異物の元素を
同定し、そこから異物の発生原因を類推し半導体製造プ
ロセスおよび装置の対策に結びつけている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の膜下
異物の元素分析に関し、次のような問題点があることが
本発明者により見いだされた。

【００１０】すなわち、前述のFIB加工作業は人手によ
る作業であるため、１異物当たりの断面加工に１時間程
度かかる。また、FIB加工のビームはガリウムイオンで
あり、加工後ガリウムが異物分析対象でない正常なチッ
プを汚染するため、元素分析に使用したウエーハは次の
工程に持ち込めない、すなわちウエーハは分析後捨てる
しかなかった。

【００１１】本発明の目的は、膜下異物の断面加工を半
導体デバイス製造工程のスループットを損なうことな
く、しかも他の正常チップを汚染することなく行う方法
を提供することである。

【００１２】本発明の新規な特徴は、本明細書の記述お
よび添付図面から明らかになるであろう。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、半導体デバイス検査分析システムを、
半導体デバイス製造ラインで所定の処理を施した半導体
ウエーハの異物を検出する異物検出手段と、この異物検
出手段で検出した異物を画面上に表示しこの表示した異
物の位置と大きさとを測定する機能を有するレビュー手
段と、このレビュー手段で測定した異物の位置と大きさ
とに基づいて表面に感光性材料を塗布した半導体ウェー
ハに端辺が異物の上部にかかるような所望のパターンを
露光する露光手段と、この露光手段により露光された半
導体ウェーハをエッチングして異物の断面を露出させる
エッチング手段と、このエッチング手段により断面が露
出した異物の元素分析を行う分析手段と、異物検出手段
とレビュー手段と露光手段と分析手段との間でデータを
授受してこの授受したデータを加工するデータ加工手段
とを備えて構成した。

【００１４】そして、レビュー手段は、検出手段で検出
してデータ加工手段に受け渡された検出データを受け
て、検出手段で検出した異物を画面上に表示するように
した。

【００１５】また、露光手段は、レビュー手段で測定し
てデータ加工手段に受け渡された異物の位置と大きさと
のデータに基づいて、端辺が異物の上部にかかるような
所望のパターン描画データを作成し、この描画データに
基づくパターンを半導体デバイス上に露光するするよう
にした。

【００１６】さらに、露光手段には、電子ビーム露光装
置を用いた。

【００１７】また、データ加工手段は、さらに電気テス
タとの間でデータの授受を行うようにした。

【００１８】また、上記目的を達成するために、本発明
では、半導体デバイス検査分析方法を、半導体デバイス
製造ラインで所定の工程を経た半導体ウエーハの異物を
検出し、この検出した異物の中から選択した異物を画面
上に表示し、この表示した異物の位置と大きさとを測定
し、この測定した異物の位置と大きさとに基づいて表面
に感光性材料を塗布した半導体ウェーハに端辺が異物の
上部にかかるような所望のパターンを露光し、この露光
された半導体ウェーハをエッチングして異物の断面を露
出させ、この断面が露出した異物の元素分析を行うよう
にした。

【００１９】そして、画面上に表示する検出した異物の
中から選択した異物が、検出した半導体ウエーハの異物
の中から所定の工程を経る前にすでに半導体ウエーハに
付着していた異物を除いたものであって、所定の工程を
経たことにより半導体ウェーハ上に付着した異物である
ことを特徴とする。

【００２０】また、所望のパターンの露光を、測定した
異物の位置と大きさとに基づいて、端辺が異物の上部に
かかるような所望のパターン描画データを作成し、この
描画データに基づくパターンを半導体デバイス上に露光
するすることを特徴とする。

【００２１】また、露光を、電子ビームを用いて行うこ
とを特徴とする。

【００２２】さらに、本発明は、半導体デバイス製造ラ
インで所定の工程を経た半導体ウエーハの異物を検出
し、この検出した異物の中から選択した異物の断面を露
出させ、この断面を露出させた異物の元素分析を行い、
この異物の元素分析を行った半導体ウェーハを半導体デ
バイス製造ラインに戻して所定の工程以降の工程を行う
ことを特徴とする半導体デバイスの製造方法である。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明による半導体デバイス検査
分析システムは、半導体ウェーハの異物検査を行う検査
手段と分析対象異物を選択する分析異物選択手段と分析
対象異物の座標データとサイズとから異物断面か効用の
露光装置の描画データを生成、追加する描画データ作成
手段とこの描画データに基づいて露光する露光手段と、
露光パターンをマスクとしてエッチングを行うエッチン
グ手段と、エッチングにより露出した異物の断面の元素
分析を行う分析手段とを備えたものである。

【００２４】それにより、半導体デバイスの製造工程に
おいて、異物断面加工のための特殊な加工を追加する必
要なく、通常の回路パターン製造と同時に異物の断面加
工が終了する。また、通常の半導体デバイスの製造工程
による処理と同じ処理を行うため、正常なチップを汚染
する心配がないので元素分析後のウエーハは、半導体デ
バイス製造ラインに戻して、次の製造工程に送ることが
でき、分析対象以外のチップに関しては完成良品を取得
することが可能になる。

【００２５】また、分析異物選択手段は異物検査データ
を格納する第１の格納手段と異物検査装置が検出した前
の半導体デバイスの製造工程、すなわち前の成膜工程後
の異物座標と現在の成膜工程後の異物座標を比較し、一
致した前の工程の異物を現在の工程の異物座標から削除
する演算を行う第１の演算手段と削除後の異物座標デー
タから異物の拡大像を表示し、分析要否を判定し、かつ
拡大像により異物の座標データおよびサイズを高精度に
計測し直すレビュー装置と分析要否データを格納する第
２の格納手段を有するものである。

【００２６】それにより、レビューによる分析異物対象
選択時に前の半導体デバイスの製造工程で発生した異物
を除外することができ、分析対象異物選択の効率が向上
する。また、高精度な異物データを取得することによ
り、描画作成手段が高精度な異物断面加工用描画データ
を作成することができる。

【００２７】また、露光装置の描画データ作成手段は、
第２の格納手段中の分析対象異物データを格納する第３
の格納手段とこの第３の格納手段中の異物の座標と異物
のサイズから分析用チップの描画データを計算する第２
の演算手段と分析用チップ描画データを格納する第４の
格納手段を有するものである。

【００２８】それにより、分析異物の座標とサイズのデ
ータから自動的に分析用チップの描画データを作成する
ことが可能になる。

【００２９】さらに、描画データ作成手段は、第３の格
納手段中の分析異物データを分析手段に送信する第１の
通信制御部と分析手段の分析結果を格納する第５の格納
手段と分析結果を表示する表示部を有するものである。

【００３０】それにより、分析手段における異物の位置
出しと分析結果の確認が効率的に行うことができる。

【００３１】また、描画データ作成手段は、第３の格納
手段に格納された分析異物データより、分析チップの位
置情報を半導体の良否のテスティングを行う電気テスタ
に送信する第２の通信制御部を有するものである。

【００３２】それにより、電気テスタがテスティング対
象から分析チップを省くことが可能になり、また、テス
ト結果のマップ出力に分析チップ位置を表示し、良不良
判定の対象外であることが表示可能になる。

【００３３】以下に、図１を用いて、本発明による半導
体デバイス検査分析方法とそのシステムの構成及び作用
を説明する。

【００３４】まず、成膜装置１がウエーハ基板１００に
ゲート、配線、絶縁層等の膜１０１を成膜する。この時
ウエーハ基板１００上、膜１０１の下に異物１０２が発
生する。

【００３５】次に、成膜後のウエーハＷ１を検査装置２
１で検査し、検出異物１０２の座標およびサイズを検査
DB２０に送る。レビュー装置２２は、検査DB２０より検
出異物１０２の座標データを受け取り、検出異物の位置
に成膜後ウエーハＷ１を移動する。ここで、光、電子ビ
ームで検出異物の拡大画像を観察する等して検出異物１
０２を分析するか否かを判断する。また、レビュー装置
は例えば、拡大画像を画像処理することにより検出異物
１０２の座標およびサイズを高精度に計測し直す。分析
対象とする場合は検出異物１０２のデータに分析要のフ
ラグを入力し検査DB２０に送る。検査DB２０とレビュー
装置２２よりなる分析異物選択手段に関しては、図２を
用いて後述する。

【００３６】検出異物１０２が分析対象として選択され
た場合、異物１０２の高精度の座標、サイズのデータは
描画データ作成手段である分析異物サーバ７に送られ
る。分析異物サーバ７は異物１０２の高精度座標、およ
び高精度サイズのデータから露光装置３での異物分析加
工用描画データを作成し、描画DB３０に送る。異物分析
加工用描画データの作成方法は、図３を用いて後述す
る。

【００３７】露光装置３は描画DB３０より描画データを
受け取り、成膜後ウエーハＷ１上にフォトレジスト１０
３が塗布されたフォトレジスト付きウエーハＷ２を露光
する。この時フォトレジスト１０３は異物１０２上で境
界をもつよう露光される。この後、現像装置（図示せ
ず）により、露光されたフォトレジスト１０３Ｂは除去
される。これはポジ型フォトレジストを用いた場合であ
るが、ネガ型フォトレジストの場合は露光されなかった
部分１０３Ａが除去される。

【００３８】次にエッチング装置４によりフォトレジス
トで被われていない部分（フォトレジスト１０３Ｂの部
分）がエッチングされ、エッチ完ウエーハＷ３が完成す
る。エッチング後はアッシャー装置（図示せず）によ
り、エッチング時に存在したフォトレジストも除去され
る。

【００３９】次に分析装置５は分析異物サーバ７より分
析対象異物１０２の座標データを受け取り、エッチ完ウ
エーハＷ３を異物１０２の位置に移動する。分析装置５
はウエーハＷ３をチルティングし、電子ビーム等の分析
ビームを異物１０２の断面に照射し、発生するオージェ
電子およびＸ線等をAES、EDX等で分析処理する。異物１
０２の元素分析結果は分析異物サーバ７に送られる。分
析結果表示装置７１はAES、EDX等の元素分析結果である
スペクトル図および異物座標、サイズ等の情報を分析異
物サーバ７よりデータを受け取り表示する。

【００４０】以上、成膜装置１、検査装置２１、レビュ
ー装置２２、露光装置３、エッチング装置４、分析装置
５によるウエーハ処理は次の工程の半導体プロセスでも
繰り返される。

【００４１】最後に、すべての半導体プロセスが終了し
た後、電気テスタ６が完成ウエーハＷ４のチップ毎の良
品・不良品の電気テストを行う。この時電気テスタ６が
分析異物サーバ７から電気テスタDB６０を介して分析チ
ップ位置情報を取得し、分析対象異物１０２のあるチッ
プをテスト対象から除外し、分析チップに対しテスト除
外を表す例えば「Ｘ」の記号を電気テスタDB６に書き込
む。それにより、電気テスタがテスティング対象から分
析チップを省くことが可能になり、また、テスト結果の
マップ出力に分析チップ位置を表示し、良不良判定の対
象外であることが表示可能になる。

【００４２】また、電気テスタDB６０を介して分析異物
サーバ７が電気テスタ６からの情報を受けることによ
り、異物のデータと電気テストの情報とを用いて検査分
析データを加工することもできる。

【００４３】以上が本発明の半導体デバイス製造システ
ムの構成と作用である。

【００４４】次に、図２、図３を用いレビュー装置２２
および検査DB２０での分析対象異物選択方法を詳述す
る。

【００４５】今、膜１０１成膜完の工程で検出された異
物を現工程異物と呼ぶことにする。検査装置２１は検査
後、現工程異物座標を検査DB２０に送る。

【００４６】現工程異物座標は検査DB２０の通信制御部
２０１、データ入出力部２０２、入出力インタフェース
２０３を介して、異物データ格納手段２１０に格納され
る。

【００４７】検査装置２１では膜１０１の成膜工程より
前の工程で発生した異物も検出する。このため、現工程
異物には前の工程の異物も含まれている。本発明では、
通常の半導体デバイスの製造プロセスを使って分析用異
物上の膜１０１のエッチングを行うので、膜１０１より
下の膜中あるいは膜下の異物に関しては、膜を除去する
ことができない。そこで、下記に述べる方法で膜１０１
の成膜工程で発生した異物を抽出する。

【００４８】異物データ格納手段２１０には同様には前
の工程の検出異物座標も登録されている。主制御部２０
４は、異物データ格納手段２１０に格納されている現工
程異物座標と前工程座標を入出力インタフェース２０３
およびデータ入出力部２０２を介し、メモリ２０５に読
み込む。次に主制御部２０４は、演算部２０６を起動し
下記の演算を行う。この演算方法を図３を用いて説明す
る。

【００４９】演算部２０６は現工程異物座標Ｚ１と前工
程異物座標Ｚ２を比較し、近い距離にある異物を一致異
物とみなし、現工程異物座標Ｚ１から一致する前工程異
物座標Ｚ２を差し引いた異物座標を現工程正味異物座標
Ｚ３として出力する。この現工程正味異物座標Ｚ３は基
本的に現工程で新規に発生した異物のみの座標を示す。
従って、現工程での膜１０１より下の層の異物座標デー
タは削除されているため、現工程正味異物は現工程での
エッチングで断面加工可能な異物の候補を示す。主制御
部２０４は現工程正味異物座標Ｚ３をデータ入出力部２
０２、入出力インタフェース２０３を介し、現工程正味
異物格納手段２２０に書き込む。この現工程正味異物の
中から分析対象を選択することにより、分析対象絞り込
みの効率は現工程異物全てを対象にする場合に比べて向
上する。

【００５０】レビュー装置２２は現工程正味異物格納手
段２２０に格納されている現工程正味異物座標を入出力
インタフェース２０３、データ入出力部２０２、通信制
御部２０１を介して受け取り、現工程正味異物の位置に
成膜後ウエーハＷ１を移動させる。レビュー工程のオペ
レータは光または電子ビームでの拡大画像を観察する等
して現工程膜１０１下の異物から分析対象を選択する。
この時、オペレータは選択された異物の座標データに分
析要を示す分析フラグを例えば１としレビュー装置２２
に入力する。尚、分析フラグは一般的にレビュー作業で
使われている分類番号で代用しても良い。

【００５１】また、レビュー装置２２は、異物１０２の
拡大画像から高精度な異物座標および異物サイズを測定
する。

【００５２】ここで、図４、図５によりレビュー装置２
２で異物座標および異物サイズを高精度に測定する方法
を説明する。図４は、レビュー装置２２の構成を示す。
成膜後のウエーハＷ１はＺステージ２２３１に搭載され
ており、レビュー装置制御系２２４が検査DB２０から取
得した異物座標データに従い、Ｘステージ駆動器２２３
４、Ｙステージ駆動器２２３５を駆動し、異物１０２の
位置にＸステージ２２３３、Ｙステージ２２３５を移動
する。次に、顕微鏡部２２１により撮像部２２２に撮像
された異物１０２の拡大像がピントを結ぶようＺステー
ジ駆動部２２３２を駆動し、Ｚステージ２２３１を上下
させる。

【００５３】次に表示部２２５に表示された異物１０２
の拡大画像により、レビュー作業者は例えば下記の方法
により異物の座標および異物サイズを高精度に測定し直
す。この方法を図５により説明する。表示部２２５に十
字カーソルＣ１が表示され、キーボード２２６、または
マウスを操作し、十字カーソルＣ１の交差部を異物１０
２で断面加工を行いたい箇所に合わせる。この時レビュ
ー装置制御系は画面中心に対する交差部の位置（Xi, Y
i）とＸステージ２２３３とＹステージ２２３５の座標
（Xw, Yw）から次式（数１）により異物１０２のＸステ
ージ２２３３とＹステージ２２３５の原点に対する座標
（Xs, Ys）が求まる。

【００５４】 Xs= Xi + Xs Ys= Yi + Ys ……（数１） 次にキーボード２２６の操作によりサイズ測定カーソル
Ｃ２、Ｃ３を表示させ、キーボード２２６を操作し、サ
イズ測定カーソルＣ２、Ｃ３を異物１０２の端に合わせ
る。この時、レビュー装置制御系２２４はサイズ測定カ
ーソルＣ２、Ｃ３の距離から異物１０２のサイズを測定
する。

【００５５】最後にキーボード２２６を操作し、異物１
０２の存在するチップの原点位置が、表示部２２５の中
心に表示された中心カーソルＣ４と一致するようにＸス
テージ２２３３とＹステージ２２３５を移動させる。こ
れは例えば原点チップマーク１０２０の中心を中心カー
ソルＣ４の交差部と一致させるようキーボード２２６を
操作することによって実現できる。この時、レビュー装
置制御系２２４はＸステージ２２３３とＹステージ２２
３５の座標（X0, Y0）を読み込む。

【００５６】レビュー装置制御系２２４は原点チップマ
ーク１０２０に対する異物１０２の高精度座標（Xc,Y
c）は次式（数２）によって求める。

【００５７】 Xc= Xs−X0 Yc= Ys + Y0 ……（数２） 以上の操作によって高精度な異物座標、サイズが得られ
るが、この作業が画像処理等によって自動化できること
は公知な技術より明らかである。

【００５８】全ての現工程正味異物に対する処理が終了
すると、分析フラグおよび高精度異物座標と高精度サイ
ズデータを検査DB２０に送り、これらのデータを通信制
御部２０１、データ入出力部２０２、入出力インタフェ
ース２０３を介して現工程正味異物格納手段２２０に上
書きする。このデータの例を図６に示す。異物No毎にチ
ップ位置、チップ内座標、異物サイズ、分析フラグが書
き込まれている。

【００５９】以上の作用により分析異物選択は効率的に
行うことができ、また異物断面加工用の描画データを高
精度に作成するための高精度異物座標が取得できる。

【００６０】また、主制御部２０４はレビュー装置２２
が新たに現工程正味異物格納手段２２０に書き込んだデ
ータのうち、異物分析フラグが１である異物のチップ位
置、チップ内座標、サイズ、分析フラグのデータを分析
異物サーバ７に送り、通信制御部７０１、データ入出力
部７０２、入出力インタフェース７０３を介して、分析
異物データ格納手段７１０に書き込む。

【００６１】次に分析異物の断面加工用描画データ作成
方法について説明する。分析異物サーバ７の主制御部７
０４は分析異物データ格納手段７１０に格納されている
分析異物データを入出力インタフェース７０３およびデ
ータ入出力部７０２を介し、メモリ７０５に読み込む。
次に主制御部７０４は、演算部７０６を起動し下記の演
算を行う。この演算方法を図７を用いて説明する。

【００６２】今、分析対象異物１０２のサイズがｄ、描
画マスク３００をＹ方向の辺の長さがＷ、Ｘ方向の辺の
長さがＷ／２の長方形で形成するとき、Ｗを次式（数
３）により決定する。

【００６３】 Ｗ＝αｄ ……（数３） ここに、αは係数であり、例えばα＝４とした時、異物
のサイズd=２μｍに対し、Ｗ＝８μｍとなる。尚、描画
マスク３００の位置は、チップ原点３０１からの異物１
０２の座標（Xc、Yc）をＹ方向の１辺が通るように設定
する。但し、Ｘ方向の辺で異物１０２の中心を横断して
も、また、Ｘ方向に長い長方形を描画マスク３００にし
ても何ら支障はない。

【００６４】上記の方法により演算部７０５が描画マス
ク３００のデータを演算する。

【００６５】主制御部７０４は描画マスク３００のデー
タを分析チップ位置データとともにデータ入出力部７０
２、入出力インタフェース７０３を介して分析描画デー
タ格納手段７２０に格納し、さらに通信制御部７０１を
介して描画DB３０に送り、露光装置の分析チップに対応
する描画データを描画マスク３００のデータに修正す
る。

【００６６】尚、図２において、分析装置５は分析異物
サーバ中、通信制御部７０１、データ入出力部７０２、
入出力インタフェース７０３を介し分析異物データ格納
手段７１０の座標等の分析異物データを取得し、同様の
方法で分析結果を分析結果データ格納手段７３０にオー
ジェ電子エネルギースペクトル図等の分析結果データを
格納する。分析異物データ格納手段７１０と分析結果デ
ータ格納手段７３０は同一の格納手段で兼ねても何ら構
わない。

【００６７】また、主制御部７０４は分析異物データ格
納手段７１０に格納されている分析チップ位置データを
入出力インタフェース７０３、データ入出力部７０２、
通信制御部７０１を介して電気テスタDB６０に送る。

【００６８】次に、図８により異物断面加工のための露
光装置３の作用について説明する。

【００６９】図８は、部分一括描画方式の電子ビーム露
光装置の斜視図である。電子銃３１０から射出した電子
ビーム３１１は、第１マスク３２０により適当な大きさ
および形状に成形され、その後選択偏光器３３０により
第２マスク３４０上に照射される。分析異物断面加工用
の上記描画マスク３００の露光時は開口３４１と電子ビ
ーム３１２の重なり部分の組み合わせとして成形され
る。一方、分析対象以外のチップに対し通常の回路パタ
ーンを露光する時は、例えば、回路パターン３４２、３
４２、３４４を選択偏光器３３０が選択し、電子ビーム
３１２をこれらの上に照射する。開口３４１で成形され
た電子ビーム３１３は縮小レンズ３５０により縮小さ
れ、位置決め偏向器３６０によりフォトレジスト付きウ
エーハＷ２の所定の位置に照射される。

【００７０】尚、フォトレジスト付きウエーハＷ２はＹ
ステージ３８０上のＸステージ３７０に搭載されてお
り、Ｘ方向駆動機３７１、Ｙ方向駆動機３７２により、
それぞれＸ、Ｙ方向に移動される。

【００７１】制御系３１は描画DB３０の描画データを受
けてとり、選択偏向器３３０、位置決め偏向器３６０、
Ｘ方向駆動機３７１、Ｙ方向駆動機３７２を制御するこ
とにより、描画データに基づくフォトレジスト付きウエ
ーハＷ２上の位置の所定の領域に電子ビーム３１３を照
射する。

【００７２】以上は電子ビームを露光源とする装置を例
示したが、レーザやイオンビームを露光源とした装置に
関しても同様な制御方法で分析異物断面加工用描画と通
常の回路パターン描画を切り替えることができる。ま
た、第１マスク３２０、第２マスク３４０を用いない、
いわゆるスポット走査式の露光装置に置いても、描画DB
３０の描画データにより、制御系３１が分析異物断面加
工用描画と通常の回路パターン描画を切り替えることに
より同様な描画が可能である。

【００７３】さらに、１枚のマスク上の回路パターンを
光やＸ線を用いて転写する露光装置においても、分析対
象チップに対してマスクあるいはステージの移動、およ
びマスクの一部を遮蔽するマスキングブレードの開閉に
よるマスク上露光パターン選択機能により、上記と同様
な分析異物断面加工用描画と通常の回路パターン描画を
切り替えが可能である。この場合は、マスク上の適当な
回路パターンを分析断面加工用パターンとして選択し、
マスキングブレードで不要なパターンを遮蔽することに
より実現できる。

【００７４】さらに、光学式の露光装置にマスクとして
液晶パターン表示装置を用い、描画ＤＢ３０の描画デー
タに基づく描画パターンを液晶パターン表示装置に表示
して、この液晶パターン表示装置に露光光を照射してパ
ターンをレジストが塗布されたウェーハ表面に露光する
ことによっても、上記と同様に描画することができる。
この場合、液晶パターン表示装置を用いることにより、
描画ＤＢ３０の任意の描画データに対応するマスクパタ
ーンを、容易に形成することができる。以上に説明した
ような、検査装置２１、レビュー装置２２、電子ビーム
露光装置３、分析異物サーバ７等を図１に示したような
半導体デバイス製造システムに適用することにより、膜
下異物の断面加工を半導体製造工程のスループットを損
なうことなく、しかも、他の正常チップを汚染すること
なく行うことができるので、異物検査装置で検出した異
物の分析を、効率的に行え、かつ、分析後のウェーハ、
を、次の製造工程に流すことができる。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したような構成とすることによ
り、本発明によれば、以下のような効果が得られる。

【００７６】（１）半導体デバイス製造工程において、
異物断面加工のための余計な加工を追加する必要なく、
通常の回路パターン製造と同時に異物の断面加工が終了
する。また、通常の半導体デバイス製造工程による加工
のため、正常なチップを汚染する心配がないので元素分
析後のウエーハは次の製造工程に送ることができ、分析
対象以外のチップに関しては完成良品を取得することが
可能になる。

【００７７】（２）レビューによる分析異物対象選択時
に前の半導体デバイス製造工程で発生した異物を除外す
ることができ、分析対象異物選択の効率が向上する。ま
た、高精度な異物データを取得することにより、上記描
画作成手段が高精度な異物断面加工用描画データを作成
することができる。

【００７８】（３）分析異物の座標とサイズのデータか
ら自動的に分析用チップの描画データを作成することが
可能になる。

【００７９】（４）分析手段における異物の位置出しと
分析結果の確認が効率的に行うことができる。

【００８０】（５）電気テスタがテスティング対象から
分析チップを省くことが可能になり、また、テスト結果
のマップ出力に分析チップ位置を表示し、良不良判定の
対象外であることが表示可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である半導体デバイス製造シス
テムの構成を示すシステム図である。

【図２】本発明の実施例である検査DBおよび分析異物サ
ーバの構成を説明するシステム図である。

【図３】本発明の実施例である現工程正味異物算出方法
を示すウェーハ、の平面図である。

【図４】本発明の実施例であるレビュー装置２２の概略
構成を示す正面図である。

【図５】本発明の実施例であるレビュー装置２２の表示
画面の正面図。

【図６】本発明の実施例である現工程正味異物データの
１例を示す図である。

【図７】本発明の実施例である異物断面加工用描画マス
クデータを示すチップ上に投影したチップの平面図であ
る。

【図８】本発明の一実施例である部分一括描画方式の電
子ビーム露光装置の概略構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…成膜装置 ２１…検査装置 ２２…レビュ
ー装置 ３…露光装置 ４…エッチング装置
５…分析装置 ６…電気テスタ ７…分析
異物サーバ ２０…検査DB ３０…描画DB
６０…電気テスタＤＢ ７１…表示部 １０
０…ウエーハ基板 １０１…膜 １０２…分析異物 ２０１…検査DB通信制御部
２０２…検査DBデータ入出力部 ２０３…検査DB
入出力インタフェース ２０４…検査DB主制御部
２０５…検査DBメモリ ２０６…検査DB演算部
２１０…異物データ格納部 ２２０…現工程
正味異物格納部 ２２１…レビュー装置顕微鏡部
２２２…レビュー装置撮像部 ２２４…レビュ
ー装置制御系 ２２５…レビュー装置表示部
３００…描画マスク ３０１…チップ原点 ３
１…電子ビーム露光装置制御系 ７０１…分析異物
サーバ通信制御部 ７０２…分析異物サーバデータ
入出力部 ７０３…分析異物サーバ入出力インタフ
ェース ７０４…分析異物サーバ主制御部 ７
０５…分析異物サーバメモリ ７０６…分析異物
サーバ演算部 ７１０…分析異物データ格納手段
７２０…分析描画データ格納手段 ７３０…分析結果データ格納手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野口 稔 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 (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体デバイス製造ラインで所定の処理を
   施した半導体ウエーハの異物を検出する異物検出手段
   と、該異物検出手段で検出した異物を画面上に表示し該
   表示した異物の位置と大きさとを測定する機能を有する
   レビュー手段と、該レビュー手段で測定した前記異物の
   位置と大きさとに基づいて表面に感光性材料を塗布した
   前記半導体ウェーハに端辺が前記異物の上部にかかるよ
   うな所望のパターンを露光する露光手段と、該露光手段
   により露光された前記半導体ウェーハをエッチングして
   前記異物の断面を露出させるエッチング手段と、該エッ
   チング手段により断面が露出した前記異物の元素分析を
   行う分析手段と、前記異物検出手段と前記レビュー手段
   と前記露光手段と前記分析手段との間でデータを授受し
   て該授受したデータを加工するデータ加工手段とを備え
   たことを特徴とする半導体デバイス検査分析システム。
2. 【請求項２】前記レビュー手段は、前記検出手段で検出
   して前記データ加工手段に受け渡された検出データを受
   けて、前記検出手段で検出した異物を前記画面上に表示
   することを特徴とする請求項１記載の半導体デバイス検
   査分析システム。
3. 【請求項３】前記露光手段は、前記レビュー手段で測定
   して前記データ加工手段に受け渡された前記異物の位置
   と大きさとのデータに基づいて、端辺が前記異物の上部
   にかかるような所望のパターン描画データを作成し、該
   描画データに基づくパターンを前記半導体デバイス上に
   露光するすることを特徴とする請求項１記載の半導体デ
   バイス検査分析システム。
4. 【請求項４】前記露光手段は、電子ビーム露光装置であ
   ることを特徴とする請求項１記載の半導体デバイス検査
   分析システム。
5. 【請求項５】前記データ加工手段は、さらに電気テスタ
   との間でデータの授受を行うことを特徴とする請求項１
   記載の半導体デバイス検査分析システム。
6. 【請求項６】半導体デバイス製造ラインで所定の処理を
   施した半導体ウエーハの異物を検出し、該検出した異物
   の中から選択した異物を画面上に表示し、該表示した異
   物の位置と大きさとを測定し、該測定した前記異物の位
   置と大きさとに基づいて表面に感光性材料を塗布した前
   記半導体ウェーハに端辺が前記異物の上部にかかるよう
   な所望のパターンを露光し、該露光された前記半導体ウ
   ェーハをエッチングして前記異物の断面を露出させ、該
   断面が露出した前記異物の元素分析を行うことを特徴と
   する半導体デバイス検査分析方法。
7. 【請求項７】前記画面上に表示する前記検出した異物の
   中から選択した異物が、前記検出した前記半導体ウエー
   ハの異物の中から前記所定の工程を経る前にすでに前記
   半導体ウエーハに付着していた異物を除いた異物前記所
   定の工程を経たことにより前記半導体ウェーハ上に付着
   した異物であることを特徴とする請求項６記載の半導体
   デバイス検査分析方法。
8. 【請求項８】前記所望のパターンの露光を、前記測定し
   た前記異物の位置と大きさとに基づいて、端辺が前記異
   物の上部にかかるような所望のパターン描画データを作
   成し、該描画データに基づくパターンを前記半導体デバ
   イス上に露光するすることを特徴とする請求項６記載の
   半導体デバイス検査分析方法。
9. 【請求項９】前記露光を、電子ビームを用いて行うこと
   を特徴とする請求項６記載の半導体デバイス検査分析方
   法。
10. 【請求項１０】半導体デバイス製造ラインで所定の工程
    を経た半導体ウエーハの異物を検出し、該検出した異物
    の中から選択した異物の断面を露出させ、該断面を露出
    させた前記異物の元素分析を行い、該異物の元素分析を
    行った前記半導体ウェーハを前記半導体デバイス製造ラ
    インに戻して、前記所定の工程以降の工程を行うことを
    特徴とする半導体デバイスの製造方法。