半導体微細回路パターンのナノインプロセス欠陥計測に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11750099
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 高橋 哲 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30283724)
• Keywords: 半導体微細回路 / パターン欠陥 / レーザ応用計測 / 光散乱パターン / インプロセス計測 / オンアクシスフーリエ変換ホログラフィ

Research Abstract

本研究は,微細回路パターンにレーザビームを照射した際に得られる散乱光分布のオンアクシスフーリエ変換ホログラフィ像を解析することにより,光学的回折限界を超えた微小な外観不良を高速に計測する手法の確立を目的とした基礎研究である.本年度は,提案手法のインプロセス計測への適用性について,理論的・実験的に検証を行い,以下のような研究成果が得られた.
1.電磁波散乱シミュレーション解析
前年度に構築した,Maxwellの方程式に基づいた電磁波散乱シミュレータを用いて,引き続き,解析を行った.具体的には,微細回路パターン上の欠陥検出を行う上で不可欠な多層膜CMP加工面までを適用範囲とする計算機モデルの作成を行った.そして,実際のプロセスへの適用を考慮に入れ,膜厚むらを想定したスクラッチ状欠陥検出特性について,詳細な調査を行った.その結果,膜厚が0.6〜0.75μm程度の変動においては,欠陥の評価に影響を及ぼさないこと,また,欠陥の幅情報は上方に現れる散乱光強度に,深さ情報は上方および下方に現れる散乱光強度に大きく影響することが分かった.
2.微細回路パターン外観不良検出実験
本実験ではSEM観察で確認を行った欠陥を有する微細回路パターンにレーザビームを照射し,正常な微細回路パターンから検出されるオンアクシスフーリエ変換像との間にどのような差異が生じるかを実験的に検討した.具体的には,SEM観察による同定手法の確立を行うとともに,照射スポットサイズ,デフォーカス量,偏光度等の光学的パラメータとオンアクシスフーリエ変換像との関係について調査を行った.そして,実際の欠陥パターンに対する検出を試みた結果,正常微細回路パターンからのオンアクシスフーリエ変換像との差分処理を行うことで,0.25μm以下の微細回路パターン上に付着した異物の検出が可能であることを実験的に確認した.

Research Products

• [Publications] S.Takahashi,T.Miyoshi,and Y.Takaya: "Pattemed Wafer Defects Inspection by Laser Scattering lmage"Proceedings of the 16th IMEKO World Congress. Wien. 295-299 (2000)
• [Publications] S.Takahashi,T.Miyoshi,and Y.Takaya: "Automatic Defects Measurement On Silicon Wafer Surface By Laser Scattered Defect Pattern"Proceedings of the ASME Manufacturing Engineering Division. Orland. 209-214 (2000)
• [Publications] Ha Taeho,三好隆志,高谷裕浩,高橋哲: "CMP加工によるSiウエハ酸化膜欠陥の光散乱シミュレーション"2000年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. 東京. 603-603 (2000)
• [Publications] Ha Taeho,三好隆志,高谷裕浩,高橋哲,石丸伊知郎: "光散乱シミュレーションによるSiウエハ酸化膜欠陥評価法の検討"2000年度砥粒加工学会学術講演会講演論文集. 大阪. 399-400 (2000)