JP2848874B2 - コンタクトホール開口検査方法 - Google Patents
コンタクトホール開口検査方法Info
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- JP2848874B2 JP2848874B2 JP30082889A JP30082889A JP2848874B2 JP 2848874 B2 JP2848874 B2 JP 2848874B2 JP 30082889 A JP30082889 A JP 30082889A JP 30082889 A JP30082889 A JP 30082889A JP 2848874 B2 JP2848874 B2 JP 2848874B2
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- ray
- rays
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体素子のコンタクトホールが開口して
いるか否かの方法に関するものである。
いるか否かの方法に関するものである。
（従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、例えば「日経
マイクロデバイス 第46号」日経BP社発行1989.4第58〜
61頁に記載されるものがあった。
マイクロデバイス 第46号」日経BP社発行1989.4第58〜
61頁に記載されるものがあった。
以下、そのコンタクトホール開口検査方向について説
明する。
明する。
即ち、試料に電子ビームを照射して得られる二次電子
強度の高低により、パターン測長を行う電子ビーム測長
機を用いて、サブミクロンのコンタクトホールを観察
し、その画像の濃淡からコンタクトホール底部にレジス
トの残渣があるか否かを判定する。
強度の高低により、パターン測長を行う電子ビーム測長
機を用いて、サブミクロンのコンタクトホールを観察
し、その画像の濃淡からコンタクトホール底部にレジス
トの残渣があるか否かを判定する。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、以上述べたコンタクトホール開口検査
方法では、コンタクトホールの径が小さい、例えば、4M
bDRAM等に代表される高集積半導体素子に適用した場
合、コンタクトホール底部からの二次電子が十分に得ら
れないので、信号のS/N比が低下してしまい、コンタク
トホール底部の状態を必ずしも正確に把握できないとい
う問題点があった。
方法では、コンタクトホールの径が小さい、例えば、4M
bDRAM等に代表される高集積半導体素子に適用した場
合、コンタクトホール底部からの二次電子が十分に得ら
れないので、信号のS/N比が低下してしまい、コンタク
トホール底部の状態を必ずしも正確に把握できないとい
う問題点があった。
本発明は、上記問題点を除去し、コンタクトホールの
径が小さくなっても、コンタクトホール底部の状態を正
確に検査できるコンタクトホール開口検査方法を提供す
ることを目的とする。
径が小さくなっても、コンタクトホール底部の状態を正
確に検査できるコンタクトホール開口検査方法を提供す
ることを目的とする。
（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために、半導体素子の
コンタクトホール開口検査方法において、第１の波長の
Ｘ線をコンタクトホールに照射する工程と、前記コンタ
クトホールのエッチングにおける被エッチング材の質量
吸収係数が前記Ｘ線とは相違する、第２の波長のＸ線を
該コンタクトホールに照射する工程と、前記コンタクト
ホールを透過した前記各Ｘ線の強度を比較することによ
り、このコンタクトホール開口の判定を行うようにした
ものである。
コンタクトホール開口検査方法において、第１の波長の
Ｘ線をコンタクトホールに照射する工程と、前記コンタ
クトホールのエッチングにおける被エッチング材の質量
吸収係数が前記Ｘ線とは相違する、第２の波長のＸ線を
該コンタクトホールに照射する工程と、前記コンタクト
ホールを透過した前記各Ｘ線の強度を比較することによ
り、このコンタクトホール開口の判定を行うようにした
ものである。
（作用） 本発明によれば、上記したように、半導体素子のコン
タクトホール開口検査方法において、酸素（Ｏ）の質量
吸収係数が大きく異なる波長のＸ線、例えば22Åと24Å
のＸ線を、それぞれコンタクトホールに照射した時に得
られる透過Ｘ線の強度を、それぞれＸ線検出器（７）で
モニタすることにより、コンタクトホール開口の判定を
行う。
タクトホール開口検査方法において、酸素（Ｏ）の質量
吸収係数が大きく異なる波長のＸ線、例えば22Åと24Å
のＸ線を、それぞれコンタクトホールに照射した時に得
られる透過Ｘ線の強度を、それぞれＸ線検出器（７）で
モニタすることにより、コンタクトホール開口の判定を
行う。
従って、コンタクトホールの径が小さくても、コンタ
クトホール開口の判定を確実に行うことができる。
クトホール開口の判定を確実に行うことができる。
（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図は本発明の実施例を示す半導体素子のコンタク
トホール開口検査装置の全体構成図、第２図は質量吸収
係数の波長特性図、第３図は本発明のウエハの位置合わ
せに用いる光学顕微鏡の例を示す図、第４図は本発明の
サブミクロンコンタクトホールへの適用例を示す図であ
る。
トホール開口検査装置の全体構成図、第２図は質量吸収
係数の波長特性図、第３図は本発明のウエハの位置合わ
せに用いる光学顕微鏡の例を示す図、第４図は本発明の
サブミクロンコンタクトホールへの適用例を示す図であ
る。
第１図に示すように、Ｘ線管球等のＸ線発生源１から
出射したＸ線は、例えば、フタル酸水素カリウムのよう
なＸ線分光結晶２で分光される。
出射したＸ線は、例えば、フタル酸水素カリウムのよう
なＸ線分光結晶２で分光される。
Ｘ線分光結晶２は、第２図に示すように、例えば、22
Åと24Åのような酸素（Ｏ）の質量吸収係数が大きく異
なる波長のＸ線を分光できるように設定されている。第
２図において、22Åの波長のＸ線では、質量吸収係数が
104cm2/g台であるのに対して、24Åの波長のＸ線の質量
吸収係数は103cm2/g台となり、１桁も変化する。
Åと24Åのような酸素（Ｏ）の質量吸収係数が大きく異
なる波長のＸ線を分光できるように設定されている。第
２図において、22Åの波長のＸ線では、質量吸収係数が
104cm2/g台であるのに対して、24Åの波長のＸ線の質量
吸収係数は103cm2/g台となり、１桁も変化する。
分光されたＸ線は、コリメータ３により平行光線束に
され、Ｘ線透過のための中空部分を設けたステージ５に
設置されたウエハ４に入射する。ここで、Ｘ線が観察し
ようとするコンタクトホールをうまく照射できるよう
に、ステージコントローラ６と、例えば第３図に示す光
学顕微鏡システムとにより予め、ウエハ４の位置合わせ
が行われている。
され、Ｘ線透過のための中空部分を設けたステージ５に
設置されたウエハ４に入射する。ここで、Ｘ線が観察し
ようとするコンタクトホールをうまく照射できるよう
に、ステージコントローラ６と、例えば第３図に示す光
学顕微鏡システムとにより予め、ウエハ４の位置合わせ
が行われている。
次いで、光学顕微鏡システムについて第３図を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
この図において、ステージ16（第１図におけるステー
ジ５に対応）上のウエハ15（第１図におけるウエハ４に
対応）は、ステージコントローラ17（第１図におけるス
テージコントローラ６に対応）により位置合わせと、接
眼レンズ11、光源13、ミラーII19、ミラーIII20、ビー
ムスプリッタ21、ミラーIV22、対物レンズ14、ミラーI1
8（ビームスプリッタ）、画像表示部12より成る光学顕
微鏡システムによる位置合わせとを併用することによ
り、移動され、検査を実施しようとするコンタクトホー
ルが対物レンズ14の焦点に合わせられる。
ジ５に対応）上のウエハ15（第１図におけるウエハ４に
対応）は、ステージコントローラ17（第１図におけるス
テージコントローラ６に対応）により位置合わせと、接
眼レンズ11、光源13、ミラーII19、ミラーIII20、ビー
ムスプリッタ21、ミラーIV22、対物レンズ14、ミラーI1
8（ビームスプリッタ）、画像表示部12より成る光学顕
微鏡システムによる位置合わせとを併用することによ
り、移動され、検査を実施しようとするコンタクトホー
ルが対物レンズ14の焦点に合わせられる。
以下、このコンタクトホール開口検査方法について説
明する。
明する。
ここで、ウエハ４に入射したＸ線の一部は、ウエハ４
を透過して、使用する波長に最も感度の良いＸ線検出器
７（例えばCCDカメラと画像処理装置で構成されるＸ線
検出器）に到達する。本実施例において、例えば、22Å
と24Åという２種類の波長をもつＸ線を分光するには、
以下の関係式に基づいて、θの値を変化させなければな
らない。
を透過して、使用する波長に最も感度の良いＸ線検出器
７（例えばCCDカメラと画像処理装置で構成されるＸ線
検出器）に到達する。本実施例において、例えば、22Å
と24Åという２種類の波長をもつＸ線を分光するには、
以下の関係式に基づいて、θの値を変化させなければな
らない。
2d sinθ＝ｎλ d :X線分光結晶の格子定数 θ:X線のＸ線分光結晶への入射角 n :次数 λ：波長 これに応じて、コリメータ３、ウエハ４、Ｘ線検出器
７の光軸がずれないように、光学系コントローラ８とス
テージコントローラ６を連動させて調整する。
７の光軸がずれないように、光学系コントローラ８とス
テージコントローラ６を連動させて調整する。
コンタクトホール底部に酸化膜が残っている場合に
は、22Åの波長を持つＸ線と24Åの波長を持つＸ線とで
は、酸素（Ｏ）よる質量吸収係数が１桁違うので、Ｘ線
検出器７に到達するＸ線の強度が違ってくる。
は、22Åの波長を持つＸ線と24Åの波長を持つＸ線とで
は、酸素（Ｏ）よる質量吸収係数が１桁違うので、Ｘ線
検出器７に到達するＸ線の強度が違ってくる。
一方、コンタクトホール底部に酸化膜が残っていない
場合には、酸素（Ｏ）による質量吸収係数の違いが問題
にならないので、22Åの波長を持つＸ線を照射した時
と、24Åの波長を持つＸ線を照射した時とで、Ｘ線検出
器７に到達するＸ線強度に違いはない。
場合には、酸素（Ｏ）による質量吸収係数の違いが問題
にならないので、22Åの波長を持つＸ線を照射した時
と、24Åの波長を持つＸ線を照射した時とで、Ｘ線検出
器７に到達するＸ線強度に違いはない。
従って、例えば、22Åと24Åのように、２種類の異な
る波長をもつＸ線を照射した場合に、Ｘ線検出器７によ
って得られた各々の信号強度を比較することにより、コ
ンタクトホールが開口しているか否かの判定を行うこと
ができる。
る波長をもつＸ線を照射した場合に、Ｘ線検出器７によ
って得られた各々の信号強度を比較することにより、コ
ンタクトホールが開口しているか否かの判定を行うこと
ができる。
現時点において、コリメータ３により１μｍ程度の径
の平行光線束をコンタクトホールに照射することができ
るが、第４図に示すように、サブミクロンのコンタクト
ホールの開口検査を行う場合には、Ｘ線の一部がレジス
トに入射してしまう。
の平行光線束をコンタクトホールに照射することができ
るが、第４図に示すように、サブミクロンのコンタクト
ホールの開口検査を行う場合には、Ｘ線の一部がレジス
トに入射してしまう。
なお、第４図において、30はシリコン基板、31はSiO2
膜、32はレジスト膜、33はコンタクトホールである。
膜、32はレジスト膜、33はコンタクトホールである。
しかし、第２図に示すように、レジストを構成するC,
H,Nの質量吸収係数、及い酸化膜を構成するSiの質量吸
収係数が、実施例に記される22Åの波長のＸ線と24Åの
波長のＸ線とでほとんど違わないこと、また、レジスト
及びその下層酸化膜の膜厚がコンタクトホール開口検査
で問題となる酸化膜の膜厚より２桁ほど大きいことから
考えて、レジストに入射した上記異なる波長のＸ線は、
レジストとレジスト下層の酸化膜に大部分吸収される。
従って、コンタクトホール底部の情報のみを反映した正
確な検査を行うことができる。
H,Nの質量吸収係数、及い酸化膜を構成するSiの質量吸
収係数が、実施例に記される22Åの波長のＸ線と24Åの
波長のＸ線とでほとんど違わないこと、また、レジスト
及びその下層酸化膜の膜厚がコンタクトホール開口検査
で問題となる酸化膜の膜厚より２桁ほど大きいことから
考えて、レジストに入射した上記異なる波長のＸ線は、
レジストとレジスト下層の酸化膜に大部分吸収される。
従って、コンタクトホール底部の情報のみを反映した正
確な検査を行うことができる。
なお、上記実施例においては、コンタクトホールのエ
ッチングにおける被エッチング材として酸化膜を例にと
って説明したが、窒化膜の場合は、第２図に示すよう
に、波長が29Åと32Åの波長のＸ線を用いることによ
り、前記したと同様に、コンタクトホールの開口検査を
行うことができる。
ッチングにおける被エッチング材として酸化膜を例にと
って説明したが、窒化膜の場合は、第２図に示すよう
に、波長が29Åと32Åの波長のＸ線を用いることによ
り、前記したと同様に、コンタクトホールの開口検査を
行うことができる。
また、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、
これらを本発明の範囲から排除するものではない。
く、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、
これらを本発明の範囲から排除するものではない。
（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明によれば、半導
体素子のコンタクトホール開口検査方法において、第１
の波長のＸ旋をコンタクトホールに照射する工程と、前
記コンタクトホールのエッチングにおける被エッチング
材の質量吸収係数が前記Ｘ線とは相違する、第２の波長
のＸ線をこのコンタクトホールに照射する工程と、前記
コンタクトホールを透過した前記各Ｘ線の強度を比較す
ることにより、このコンタクトホール開口の判定を行う
ようにしたので、コンタクトホールの径が小さくてもコ
ンタクトホール開口の判定を確実に行うことができる。
体素子のコンタクトホール開口検査方法において、第１
の波長のＸ旋をコンタクトホールに照射する工程と、前
記コンタクトホールのエッチングにおける被エッチング
材の質量吸収係数が前記Ｘ線とは相違する、第２の波長
のＸ線をこのコンタクトホールに照射する工程と、前記
コンタクトホールを透過した前記各Ｘ線の強度を比較す
ることにより、このコンタクトホール開口の判定を行う
ようにしたので、コンタクトホールの径が小さくてもコ
ンタクトホール開口の判定を確実に行うことができる。
第１図は本発明の実施例を示す半導体素子のコンタクト
ホール開口検査装置の全体構成図、第２図は質量吸収係
数の波長特性図、第３図は本発明のウエハの位置合わせ
に用いる光学顕微鏡の例を示す図、第４図は本発明のサ
ブミクロンコンタクトへの適用例を示す図である。 １……Ｘ線発生源、２……Ｘ線分光結晶、３……コリメ
ータ、４……ウエハ、５……ステージ、６……ステージ
コントローラ、７……Ｘ線検出器、８……光学系コント
ローラ。
ホール開口検査装置の全体構成図、第２図は質量吸収係
数の波長特性図、第３図は本発明のウエハの位置合わせ
に用いる光学顕微鏡の例を示す図、第４図は本発明のサ
ブミクロンコンタクトへの適用例を示す図である。 １……Ｘ線発生源、２……Ｘ線分光結晶、３……コリメ
ータ、４……ウエハ、５……ステージ、６……ステージ
コントローラ、７……Ｘ線検出器、８……光学系コント
ローラ。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体素子のコンタクトホール開口検査方
法において、 （ａ）第１の波長のＸ線をコンタクトホールに照射する
工程と、 （ｂ）前記コンタクトホールのエッチングにおける被エ
ッチング材の質量吸収係数が前記Ｘ線とは相違する、第
２の波長のＸ線を該コンタクトホールに照射する工程
と、 （ｃ）前記コンタクトホールを透過した前記各Ｘ線の強
度を比較することにより、該コンタクトホール開口の判
定を行う工程と、 からなるコンタクトホール開口検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30082889A JP2848874B2 (ja) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | コンタクトホール開口検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30082889A JP2848874B2 (ja) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | コンタクトホール開口検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03161950A JPH03161950A (ja) | 1991-07-11 |
| JP2848874B2 true JP2848874B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=17889596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30082889A Expired - Fee Related JP2848874B2 (ja) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | コンタクトホール開口検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2848874B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100785980B1 (ko) * | 2001-10-11 | 2007-12-14 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 반도체 장치의 제조 방법 및 반도체 장치 |
-
1989
- 1989-11-21 JP JP30082889A patent/JP2848874B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100785980B1 (ko) * | 2001-10-11 | 2007-12-14 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 반도체 장치의 제조 방법 및 반도체 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03161950A (ja) | 1991-07-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |