JP4677217B2 - サンプル検査方法、サンプル検査装置、マイクロエレクトロニックデバイス製造用クラスタツール、マイクロエレクトロニックデバイス製造用装置 - Google Patents
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Description
1つの範囲内の光子エネルギーを有するエックス線光子を含む、エックス線の多色性ビームでサンプルを照射すること、
入射するエックス線光子のそれぞれの光子エネルギーを表わす出力信号を生成する1以上のセンサを用いて、複数の散乱角でサンプルから散乱されたエックス線を受光すること、
光子エネルギーに基づいて出力信号を分析して、上記の範囲内で選択された光子エネルギーでサンプルの散乱プロフィールを決定すること
からなるサンプル検査方法が提供される。
典型的には、前記のサンプルの照射は、エックス線ビームをコリメートすることを含む。
それぞれ異なる第1および第2の光子エネルギーを有する少なくとも第1エックス線および第2エックス線を含むエックス線の多色性ビームでサンプルを照射すること、
複数の散乱角で、サンプルから散乱された第1および第2のエックス線を検出すること、および
検出されたエックス線を分析して、第1および第2の光子エネルギーでのサンプルの散乱プロフィールを決定すること
を含むサンプル検査方法も提供される。
サンプル検査方法。
それぞれ異なる第1および第2の光子エネルギーを有する少なくとも第1エックス線および第2エックス線を含む、エックス線の多色性ビームでサンプルの表面領域を照射する放射源、
複数の散乱角でサンプルから散乱された、上記の第1および第2のエックス線を受光し、受光した放射に応答する信号を生成する検知素子のアレイ、および、
上記の検知素子からの信号を処理して、上記の第1および第2の光子エネルギーでサンプルの散乱プロフィールを決定する信号プロセッサ
からなるサンプル検査装置が提供される。
1つの範囲内の光子エネルギーを有するエックス線光子を含む、エックス線の多色性ビームでサンプルの表面領域を照射する放射源、
複数の散乱角でサンプルから散乱されたエックス線を受光し、入射したエックス線光子のそれぞれの光子エネルギーを表す出力信号を生成する検知素子のアレイ、および、
上記の出力信号を処理して、上記の範囲内の選択された光子エネルギーでサンプルの散乱プロフィールを決定する信号プロセッサ
からなるサンプル検査装置が提供される。
薄膜層を、半導体ウエハ表面に堆積させるよう適合した堆積ステーション、および、検査ステーションからなるマイクロエレクトロニックデバイス製造用クラスタツールが提供される。
この検査ステーションは
それぞれ異なる第1および第2の光子エネルギーを有する少なくとも第1エックス線および第2エックス線を含むエックス線の多色性ビームでウエハの表面領域を照射する放射源、
複数の散乱角で上記の半導体ウエハから散乱された第1および第2のエックス線を受光し、受光した放射に応答して信号を生成する検知素子のアレイ、および
上記の堆積ステーションにより堆積された薄膜層の品質を評価するために、検知素子からの信号を処理して、第1および第2の光子エネルギーでウエハの散乱プロフィールを決定する信号プロセッサ、からなる。
薄膜層を、半導体ウエハ表面に堆積させるよう適合した堆積ステーション、および
検査ステーションを含む、マイクロエレクトロニックデバイス製造用クラスタツールが提供される。
この検査ステーションは、
1つの範囲内の光子エネルギーを有するエックス線光子を含むエックス線の多色性ビームで、半導体ウエハの表面領域を照射する放射源、
複数の散乱角で半導体ウエハから散乱されたエックス線を受光し、そこに入射したエックス線光子のそれぞれの光子エネルギーを表す出力信号を生成する検知素子のアレイ、および、
上記の堆積ステーションにより堆積された薄膜層の品質を評価するために、上記の範囲内の選択された光子エネルギーでウエハの散乱プロフィールを決定するよう、出力信号を処理するために結合された信号プロセッサからなる。
半導体ウエハを受け取る製造チャンバ、
上記のチャンバ内の半導体ウエハの表面に薄膜層を堆積させる堆積装置、
それぞれ異なる第1および第2の光子エネルギーを有する少なくとも第1エックス線および第2エックス線を含むエックス線の多色性ビームでウエハの表面領域を照射する放射源、
複数の散乱角で半導体ウエハから散乱された第1および第2のエックス線を受光し、受光した放射に応答して信号を生成する検知素子のアレイ、および、
上記の堆積装置により堆積された薄膜層の品質を評価するために、検知素子からの信号を処理して、第1および第2の光子エネルギーで半導体ウエハの散乱プロフィールを決定する、信号プロセッサ、
からなる、マイクロエレクトロニックデバイス製造用装置が提供される。
半導体ウエハを受け取る製造チャンバ、
上記のチャンバ内の半導体ウエハの表面に薄膜層を堆積させる堆積装置、
1つの範囲内の光子エネルギーを有するエックス線光子を含むエックス線の多色性ビームで、ウエハの表面領域を照射する放射源、
複数の散乱角でウエハから散乱されたエックス線を受光し、そこに入射したエックス線光子のそれぞれの光子エネルギーを表す出力信号を生成する検知素子のアレイ、および、
上記の堆積装置により堆積された薄膜層の品質を評価するために、上記の出力信号を処理して、上記の範囲内の選択された光子エネルギーでウエハの散乱プロフィールを決定する信号プロセッサ
からなるマイクロエレクトロニックデバイス製造用装置が提供される。
Claims (46)
- 1つの範囲内の光子エネルギーを有するエックス線光子を含む、エックス線の多色性ビームでサンプルを照射し、
入射するエックス線光子のそれぞれの光子エネルギーを表わす出力信号を生成する1以上のセンサを用いて、複数の散乱角でサンプルから散乱されたエックス線を受光し、
光子エネルギーに基づいて出力信号を分析して、上記の光子エネルギーの範囲内で、選択された光子エネルギーでサンプル表面の平面における方位角の関数としてサンプルの散乱プロフィールを決定する、
サンプル検査方法。 - 上記のサンプルの照射は上記のエックス線ビームをコリメートすることを含む、請求項1によるサンプル検査方法。
- 上記の出力信号の分析は、上記の範囲内の選択された第1および第2の光子エネルギーで、上記の散乱プロフィールを決定することを含む、請求項1によるサンプル検査方法。
- 上記のサンプルの照射は、陽極材料からなる陽極を有するエックス線管を用いて上記の多色性のビームを生成することを含み、上記の第1の光子エネルギーが上記の陽極材料の第1の原子輝線に対応し、上記の第2の光子エネルギーが上記の陽極材料の第2の原子輝線に対応している、請求項3によるサンプル検査方法。
- 上記の陽極材料は、第1の原子輝線を生成する第1の元素と、第2の原子輝線を生成する第2の元素を含んでいる、請求項4によるサンプル検査方法。
- 上記のエックス線の受光は、それぞれ上記の複数の散乱角のうちの1つで散乱されたエックス線を受光するように配置された複数の検知素子のアレイを用いて、散乱されたエックス線を受光することを含む、請求項1によるサンプル検査方法。
- 上記の出力信号の分析は、選択された光子エネルギーで、検知素子上へ入射するエックス線光子をカウントすることを含む、請求項6によるサンプル検査方法。
- 上記のエックス線光子のカウントは、上記の複数の検知素子に共通する読出し回路を用いて、検知素子の上に入射する散乱されたエックス線により各検知素子上に生成される電荷を読出すこと含む、請求項7によるサンプル検査方法。
- 上記のエックス線光子のカウントは、検知素子の上に入射する散乱されたエックス線により各検知素子により生成されるパルスを処理することを含む、請求項7によるサンプル検査方法。
- さらに、上記の検知素子のアレイを用いて、複数の仰角にわたりサンプルから反射されるエックス線を受光し、
上記の選択された光子エネルギーでのサンプルの反射測定プロフィールを決定するように、光子エネルギーに基づいて出力信号を解析する、請求項6によるサンプル検査方法。 - 上記の出力信号の分析は、サンプル基板上にある多孔性表面層による散乱プロフィールを決定すること、および、この散乱プロフィールに基づいて、多孔性表面層内に位置する孔の1つ以上の特性を推定することを含む、請求項1によるサンプル検査方法。
- 上記のサンプルが半導体ウエハからなり、上記の出力信号の分析は、ウエハ上の薄膜層による散乱プロフィールを決定することを含む、請求項1によるサンプル検査方法。
- 第1の光子エネルギーを有する第1エックス線および第1の光子エネルギーと異なる第2の光子エネルギーを有する第2エックス線を少なくとも含むエックス線の多色性ビームでサンプルを照射し、
複数の散乱角で、サンプルから散乱された第1および第2のエックス線を検出し、
検出されたエックス線を分析して、第1および第2の光子エネルギーでサンプル表面の平面における方位角の関数としてサンプルの散乱プロフィールを決定する、
サンプル検査方法。 - 上記のサンプルの照射は、エックス線ビームをコリメートすることを含む、請求項13によるサンプル検査方法。
- 上記のサンプルの照射は、陽極材料からなる陽極を有する備えたエックス線管を用いてビームを生成することを含み、上記の第1の光子エネルギーが上記の陽極材料の第1の原子輝線に対応し、上記の第2の光子エネルギーが上記の陽極材料の第2の原子輝線に対応している、請求項13によるサンプル検査方法。
- 上記の陽極材料は、第1の原子輝線を生成する第1の元素と、第2の原子輝線を生成する第2の元素を含む、請求項15によるサンプル検査方法。
- 上記の第1および第2のエックス線の検出は、それぞれ複数の散乱角のうちの1つで散乱されたエックス線を受光するよう構成された複数の検知素子のアレイを用いて、散乱されたエックス線を受光することを含む、請求項13によるサンプル検査方法。
- 上記の散乱されたエックス線の受光は、上記のエックス線のうちの1つが入射する各検知素子で、上記のエックス線のうちの1つの光子エネルギーを表す電荷信号を生成することを含み、さらに、上記の検出されたエックス線の分析は、電荷信号の振幅に対応する入射エックス線の光子エネルギーを決定することを含む、請求項17によるサンプル検査方法。
- 上記の検出されたエックス線の分析は、検知素子上に、第1および第2の光子エネルギーの各々で入射するエックス線光子をカウントして、各光子エネルギーでの散乱プロフィールを決定することを含む、請求項18によるサンプル検査方法。
- 上記の検出されたエックス線の分析は、サンプル基板上にある多孔性表面層による散乱プロフィールを決定すること、および、この散乱プロフィールに基づいて、多孔性表面層内に位置する孔の1つ以上の特性を推定することを含む、請求項13によるサンプル検査方法。
- 上記の1つ以上の特性の推定は、第1エネルギーおよび第2エネルギーの双方での散乱プロフィールにフィットするように上記の1つ以上の特性を決定することを含む、請求項20によるサンプル検査方法。
- 上記のサンプルが半導体ウエハからなり、さらに、上記の検出されたエックス線の分析は、ウエハ上の薄膜層による散乱プロフィールを決定することを含む、請求項13によるサンプル検査方法。
- 第1の光子エネルギーを有する第1のエックス線および第1の光子エネルギーと異なる第2の光子エネルギーを有する第2のエックス線を少なくとも含む、エックス線の多色性ビームでサンプルの表面領域を照射する放射源、
複数の散乱角でサンプルから散乱された上記の第1および第2のエックス線を受光して、受光したエックス線を、サンプル表面に平行なアレイ軸に沿って分解し、上記の受光した放射に対応する信号を生成するように配列される複数の検知素子のアレイ、および、
上記の検知素子からの信号を処理して、上記の第1および第2の光子エネルギーでサンプル表面の1つの平面における方位角の関数としてサンプルの散乱プロフィールを決定する信号プロセッサ
からなる、サンプル検査装置。 - 上記の放射源は、エックス線ビームをコリメートするコリメータを含む、請求項23によるサンプル検査装置。
- 上記の放射源は、陽極材料を含む陽極を有するエックス線管を含み、上記の第1の光子エネルギーが上記の陽極材料の第1の原子輝線に対応し、上記の第2の光子エネルギーが上記の陽極材料の第2の原子輝線に対応している、請求項23によるサンプル検査装置。
- 上記の陽極材料は、第1の原子輝線を生成する第1の元素と、第2の原子輝線を生成する第2の元素を含んでいる、請求項25によるサンプル検査装置。
- 上記の検知素子の各々は、上記の複数のエックス線のうちの1つがそれに入射した場合に、そのエックス線のうちの1つの光子エネルギーを表す荷電信号を生成し、さらに、上記の信号プロセッサが、荷電信号の振幅に対応する上記の入射エックス線の光子エネルギーを決定する、請求項23によるサンプル検査装置。
- 上記の信号プロセッサは、検知素子上に第1および第2の光子エネルギーの各々で入射するエックス線光子をカウントして、各光子エネルギーでの散乱プロフィールを決定する、請求項27によるサンプル検査装置。
- 上記の信号プロセッサは、サンプル基板上にある多孔性表面層による散乱プロフィールを決定し、さらに、散乱プロフィールに基づいて、多孔性表面層内に位置する孔の1つ以上の特性を推定する、請求項28によるサンプル検査装置。
- 上記の信号プロセッサは、第1エネルギーおよび第2エネルギーの双方での散乱プロフィールにフィットするように1つ以上の特性を推定する、請求項29によるサンプル検査装置。
- 上記のサンプルは、半導体ウエハからなり、上記の信号プロセッサは、ウエハ上の薄膜層に起因する散乱プロフィールを決定する、請求項23によるサンプル検査装置。
- 1つの範囲内の光子エネルギーを有するエックス線光子を含む、エックス線の多色性ビームでサンプルの表面領域を照射する放射源、
複数の散乱角でサンプルから散乱された上記のエックス線を受光し、受光したエックス線を、サンプル表面に平行なアレイ軸に沿って分解するように配列され、入射したエックス線光子のそれぞれの光子エネルギーを表す出力信号を生成する複数の検知素子のアレイ、および、
上記の出力信号を処理して、上記の光子エネルギーの範囲内の選択された光子エネルギーでサンプル表面の平面における方位角の関数としてサンプルの散乱プロフィールを決定する信号プロセッサ
からなる、サンプル検査装置。 - 上記の放射源は、エックス線ビームをコリメートするコリメータを含む、請求項32によるサンプル検査装置。
- 上記の信号プロセッサは、上記の範囲内の選択された第1および第2の光子エネルギーでサンプルの散乱プロフィールを決定する、請求項32によるサンプル検査装置。
- 上記の放射源は、陽極材料を含む陽極を有するエックス線管を含み、上記の第1の光子エネルギーが上記の陽極材料の第1の原子輝線に対応し、上記の第2の光子エネルギーが上記の陽極材料の第2の原子輝線に対応している、請求項34によるサンプル検査装置。
- 上記の陽極材料は、第1の原子輝線を生成する第1の元素と、第2の原子輝線を生成する第2の元素を含んでいる、請求項35によるサンプル検査装置。
- 上記の信号プロセッサは、上記の検知素子上に、選択された光子エネルギーで入射するエックス線光子をカウントする、請求項32によるサンプル検査装置。
- 上記の検知素子のアレイが、複数の検知素子に共通する読出し回路を含んでおり、上記の読出し回路は、入射する散乱されたエックス線に起因して、各検知素子において生成される電荷を読出し、さらに、上記の信号プロセッサが、上記の読出し回路により読み取られる電荷を処理して、選択された光子エネルギーでエックス線光子をカウントする、請求項37によるサンプル検査装置。
- 上記の検知素子は、入射する散乱されたエックス線に対応してパルスを生成し、上記の信号プロセッサは、上記のパルスを処理して、選択された光子エネルギーでエックス線光子をカウントする、請求項37によるサンプル検査装置。
- 上記の検知素子のアレイは、受光したエックス線を、サンプルの表面に平行なアレイ軸に沿って分解するように整列されており、さらに、上記の信号プロセッサが、上記の出力信号に対応して、上記の表面の平面内の方位角の関数として、散乱プロフィールを決定する、請求項32によるサンプル検査装置。
- 上記の信号プロセッサは、サンプル基板上にある多孔性表面層による散乱プロフィールを決定し、さらに、この散乱プロフィールに基づいて、多孔性表面層内に位置する孔の1つ以上の特性を推定する、請求項40によるサンプル検査装置。
- 上記のサンプルは半導体ウエハを含み、さらに、上記の信号プロセッサは、上記のウエハ上の薄膜層による散乱プロフィールを決定する、請求項32によるサンプル検査方法。
- 薄膜層を、半導体ウエハ表面に堆積させるよう適合した堆積ステーション、および、検査ステーションからなり、
上記の検査ステーションは、
第1の光子エネルギーを有する第1エックス線および第1の光子エネルギーと異なる第2の光子エネルギーを有する第2エックス線を少なくとも含むエックス線の多色性ビームでウエハの表面領域を照射する放射源、
複数の散乱角で上記の半導体ウエハから散乱された第1および第2のエックス線を受光し、受光した上記の放射に対応して信号を生成する複数の検知素子のアレイ、および
上記の堆積ステーションにより堆積された薄膜層の品質を評価するために、検知素子からの信号を処理して、第1および第2の光子エネルギーでサンプル表面の平面における方位角の関数としてウエハの散乱プロフィールを決定する信号プロセッサ、
からなるマイクロエレクトロニックデバイス製造用クラスタツール。 - 薄膜層を、半導体ウエハ表面に堆積させるよう適合した堆積ステーション、および、検査ステーションからなり、
上記の検査ステーションは、
1つの範囲内の光子エネルギーを有するエックス線光子を含むエックス線の多色性ビームで、半導体ウエハの表面領域を照射する放射源、
複数の散乱角で半導体ウエハから散乱されたエックス線を受光し、受光したエックス線光子のそれぞれの光子エネルギーを表す出力信号を生成する複数の検知素子のアレイ、および、
上記の堆積ステーションにより堆積された薄膜層の品質を評価するために、上記の光子エネルギーの範囲内の選択された光子エネルギーでサンプル表面の平面における方位角の関数としてウエハの散乱プロフィールを決定するよう、出力信号を処理するために結合された信号プロセッサ
からなるマイクロエレクトロニックデバイス製造用クラスタツール。 - 半導体ウエハを受け取る製造チャンバ、
上記のチャンバ内の半導体ウエハの表面に薄膜層を堆積させる堆積装置、
第1の光子エネルギーを有する第1のエックス線および第1の光子エネルギーと異なる第2の光子エネルギーを有する第2のエックス線を少なくとも含むエックス線の多色性ビームでウエハの表面領域を照射する放射源、
複数の散乱角で半導体ウエハから散乱された第1および第2のエックス線を受光し、受光した上記の放射に対応する信号を生成する複数の検知素子のアレイ、および
上記の堆積装置により堆積された薄膜層の品質を評価するために、検知素子からの信号を処理して、第1および第2の光子エネルギーでサンプル表面の平面における方位角の関数として半導体ウエハの散乱プロフィールを決定する、信号プロセッサ、
からなる、マイクロエレクトロニックデバイス製造用装置。 - 半導体ウエハを受け取る製造チャンバ、
上記のチャンバ内の半導体ウエハの表面に薄膜層を堆積させる堆積装置、
1つの範囲内の光子エネルギーを有するエックス線光子を含むエックス線の多色性ビームで、ウエハの表面領域を照射する放射源、
複数の散乱角でウエハから散乱されたエックス線を受光し、入射した上記のエックス線光子のそれぞれの光子エネルギーを表す出力信号を生成する複数の検知素子のアレイ、および、
上記の堆積装置により堆積された薄膜層の品質を評価するために、上記の出力信号を処理して、上記の光子エネルギーの範囲内の選択された光子エネルギーでサンプル表面の平面における方位角の関数としてウエハの散乱プロフィールを決定する信号プロセッサ
からなるマイクロエレクトロニックデバイス製造用装置。
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