【手続補正書】
【提出日】平成17年7月28日(2005.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】半導体製造工程管理方法、半導体製造工程管理システムおよびインライン電子線評価装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板電流信号を利用したインライン電子線評価装置から得られる重ね合わせずれ量を用いて、光信号を利用した重ね合わせ検査装置による工程管理規格範囲を管理する方法であって、
（ａ）下層パターンを形成した後にフォトレジストからなる上層パターンを転写する露光処理を実施する第一のステップと、
（ｂ）光信号を利用した重ね合わせ検査装置を用いて前記下層パターンと前記上層パターンとの第一の重ね合わせずれ量を測定する第二のステップと、
（ｃ）基板電流信号を利用したインライン電子線評価装置を用いて前記下層パターンと前記上層パターンとの第二の重ね合わせずれ量を測定する第三のステップと、
（ｄ）前記第一の重ね合わせずれ量と前記第二の重ね合わせずれ量との対応関係を特定する第四のステップと、
（ｅ）前記対応関係に基づき、前記第二の重ね合わせずれ量を基準として前記第一の重ね合わせずれ量に関する工程管理規格を決定する第五のステップと、
（ｆ）前記工程管理規格を製造工程で参照されるべきデータベースに登録する第六のステップと、
を含むことを特徴とする半導体製造工程管理方法。
【請求項２】
製造工程において、前記データベースを参照し、前記光信号を利用した重ね合わせ検査装置による測定結果が前記工程管理規格を満足するか否かを判断するステップと、
前記測定結果が前記工程管理規格を満足しない場合に前記露光処理を再処理に付すステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の半導体製造工程管理方法。
【請求項３】
基板電流信号を利用したインライン電子線評価装置から得られる重ね合わせずれ量を用いて、光信号を利用した重ね合わせ検査装置による工程管理規格範囲を管理する方法であって、
（ａ）下層パターンを形成した後にフォトレジストからなる上層パターンを転写する露光処理を実施する第一のステップと、
（ｂ）光信号を利用した重ね合わせ検査装置を用いて前記下層パターンと前記上層パターンとの第一の重ね合わせずれ量を測定する第二のステップと、
（ｃ）基板電流信号を利用したインライン電子線評価装置を用いて前記下層パターンと前記上層パターンとの第二の重ね合わせずれ量を測定する第三のステップと、
（ｄ）前記第一の重ね合わせずれ量と前記第二の重ね合わせずれ量との対応関係を特定する第四のステップと、
（ｅ）前記対応関係に基づき、前記第二の重ね合わせずれ量を基準として前記第一の重ね合わせずれ量に関する工程管理規格を決定する第五のステップと、
（ｆ）前記工程管理規格および前記対応関係を製造工程で参照されるべきデータベースに登録する第六のステップと、
を含むことを特徴とする半導体製造工程管理方法。
【請求項４】
製造工程において、前記データベースを参照し、前記光信号を利用した重ね合わせ検査装置による測定結果が前記工程管理規格を満足するか否かを判断する第七のステップと、
前記測定結果が前記工程管理規格を満足しない場合に前記製造工程における露光処理を再処理に付す第八のステップと、をさらに含み、
前記第八のステップでは、前記対応関係を参照して、前記測定結果を前記第一の重ね合わせずれ量としたときの前記第二の重ね合わせずれ量を取得し、この取得された第二の重ね合わせずれ量をゼロとするように、前記製造工程での露光条件を補正することを特徴とする請求項３記載の半導体製造工程管理方法。
【請求項５】
基板電流信号を利用したインライン電子線評価装置から得られる重ね合わせずれ量を用いて、光信号を利用した重ね合わせ検査装置による工程管理規格範囲を管理する方法であって、
（ａ）下層パターンを形成した後にフォトレジストからなる上層パターンを転写する露光処理を実施する第一のステップと、
（ｂ）基板電流信号を利用したインライン電子線評価装置を用いて前記下層パターンと前記上層パターンとの重ね合わせずれ量を測定する第二のステップと、
（ｃ）前記重ね合わせずれ量をゼロとするように、前記露光処理に関する条件を補正して製造工程での露光条件として設定する第三のステップと、
を含むことを特徴とする半導体製造工程管理方法。
【請求項６】
基板電流信号を利用したインライン電子線評価装置から得られる重ね合わせずれ量を用いて、光信号を利用した重ね合わせ検査装置による工程管理規格範囲を管理する方法であって、
（ａ）下層パターンを形成した後にフォトレジストからなる上層パターンを転写する露光処理を実施する第一のステップと、
（ｂ）前記露光処理が施されたフォトレジストをマスクとして前記下層パターンと前記上層パターンとの間に存在する中間層のエッチング処理を実施する第二のステップと、
（ｃ）基板電流信号を利用したインライン電子線評価装置を用いて前記下層パターンと前記中間層のパターンとの重ね合わせずれ量を測定する第三のステップと、
（ｄ）前記重ね合わせずれ量をゼロとするように前記露光処理に関する条件を補正し、この補正された条件を製造工程での露光条件として設定する第四のステップと、
を含むことを特徴とする半導体製造工程管理方法。
【請求項７】
基板電流信号を利用したインライン電子線評価装置から得られる重ね合わせずれ量を用いて、光信号を利用した重ね合わせ検査装置による工程管理規格範囲を管理する方法であって、
（ａ）下層パターンを形成した後にフォトレジストからなる上層パターンを転写する露光処理を実施する第一のステップと、
（ｂ）前記露光処理が施されたフォトレジストをマスクとして前記下層パターンと前記上層パターンとの間に存在する中間層のエッチング処理を実施する第二のステップと、
（ｃ）基板電流信号を利用したインライン電子線評価装置を用いて前記下層パターンと前記中間層のパターンとの重ね合わせずれ量を測定する第三のステップと、
（ｄ）前記重ね合わせずれ量をゼロとするように前記エッチング処理に関する条件を補正し、この補正された条件を製造工程でのエッチング条件として設定する第四のステップと、
を含むことを特徴とする半導体製造工程管理方法。
【請求項８】
基板電流信号を利用したインライン電子線評価装置から得られる重ね合わせずれ量を用いて、光信号を利用した重ね合わせ検査装置による工程管理規格範囲を管理する方法であって、
（ａ）下層パターンを形成した後に光信号を利用した重ね合わせ検査装置を用いて前記下層パターンの第一の重ね合わせずれ量を測定する第一のステップと、
（ｂ）基板電流信号を利用したインライン電子線評価装置を用いて前記下層パターンの第二の重ね合わせずれ量を測定する第二のステップと、
（ｃ）前記第一の重ね合わせずれ量と前記第二の重ね合わせずれ量との対応関係を特定する第三のステップと、
（ｄ）前記対応関係に基づき、前記第二の重ね合わせずれ量を基準として前記第一の重ね合わせずれ量に関する工程管理規格を決定する第四のステップと、
（ｅ）前記工程管理規格および前記対応関係を製造工程で参照されるべきデータベースに登録する第五のステップと、
を含むことを特徴とする半導体製造工程管理方法。
【請求項９】
露光工程前の製造工程において、前記データベースを参照し、前記光信号を利用した重ね合わせ検査装置による測定結果が前記工程管理規格を満足するか否かを判断する第六のステップと、
前記測定結果が前記工程管理規格を満足しない場合に前記対応関係を参照して、前記測定結果を前記第一の重ね合わせずれ量としたときの前記第二の重ね合わせずれ量を取得し、この取得された第二の重ね合わせずれ量を、上層パターン形成のための前記露光工程での露光条件として設定する第七のステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項８記載の半導体製造工程管理方法。
【請求項１０】
半導体基板上に形成される各層の重ね合わせ精度を管理するための半導体装置製造工程管理システムにおいて、
基板電流信号を利用して前記半導体基板上の所望の構造物の位置を検出するためのインライン電子線評価装置と、
前記半導体基板上にパターンを転写または描画するための露光装置と、
エッチング装置、ＣＭＰ装置、成膜装置、熱処理装置、イオン注入装置、洗浄装置のいずれかを含む半導体製造装置と、
前記インライン電子線評価装置から検出値を収集する検出値収集部と、
前記半導体製造装置から製造条件を定める装置制御因子を収集する装置制御因子データ収隼部と、
前記半導体基板に固有の識別番号を収集するウェハＩＤ収集部と、
前記露光装置および前記半導体製造装置に対して所望の装置制御因子を設定する装置制御因子設定部と、
前記インライン電子線評価装置の検出値を蓄積する検出値データベースと、
前記半導体製造装置から得られる装置制御因子を蓄積する装置制御因子データベースと、
前記半導体装置製造工程の工程管理情報を蓄積する製造工程管理データベースと、
前記検出値および装置制御因子およびウェハＩＤに関するデータのフローを制御する機能、および前記データに関して比較演算または統計処理演算を施す機能、および前記データを用いて所望の装置制御因子を算出する機能を有するデータ処理部と、
を備えたことを特徴とする半導体装置製造工程管理システム。
【請求項１１】
前記インライン電子線評価装置が、
半導体基板上のチップ領域内に存在する所望のパターンに対して収束電子線を走査し、前記半導体基板に誘起される基板電流信号を前記半導体基板裏面より電極を介して検出する装置であって、前記基板電流信号から前記パターンのエッジ部分位置情報を決定する数値演算部を備えたことを特徴とする請求項１０記載の半導体装置製造工程管理システム。
【請求項１２】
前記インライン竃子線評価装置が、
前記半導体基板に対して任意の照射エネルギで電子線を照射する機能を備えたことを特徴とする請求項１０記載の半導体装置製造工程管理システム。
【請求項１３】
光信号を利用して半導体基板上の所望のパターンの位置情報を検出するための重ね合わせずれ量評価装置をさらに備えたことを特徴とする請求項１０記載の半導体製造工程管理システム。
【請求項１４】
基板上に形成された上層パターンおよび下層パターンに電子ビームを走査して得られる基板電流信号波形により、前記上層パターンと下層パターンの重ね合わせずれ量を測定することを特徴とするインライン電子線評価装置。
【請求項１５】
基板上に形成された上層パターンおよび下層パターンに電子ビームを走査して得られる基板電流信号を微分した波形により、前記上層パターンと下層パターンの重ね合わせずれ量を測定することを特徴とするインライン電子線評価装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造工程管理方法、半導体製造工程管理システムおよびインライン電子線評価装置に関し、特に各種材料膜で形成されたパターンを積層する際の位置合わせ精度を改善するための技術に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、重ね合わせ量の測定誤差を低減し、半導体装置製造工程において各層を積層する際の位置合わせずれを有効に抑制することを可能とする半導体装置製造工程管理方法、半導体製造工程管理システムおよびインライン電子線評価装置を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の半導体装置製造工程管理システムにおいて、前記インライン電子線評価装置が、半導体基板上のチップ領域内に存在する所望のパターンに対して収束電子線を走査し、前記半導体基板に誘起される基板電流信号を前記半導体基板裏面より電極を介して検出する装置であって、前記基板電流信号から前記パターンのエッジ部分位置情報を決定する数値演算部を備えたことを特徴とする。
請求項１２記載の発明は、請求項１０に記載の半導体装置製造工程管理システムにおいて、前記インライン電子線評価装置が、前記半導体基板に対して任意の照射エネルギで電子線を照射する機能を備えたことを特徴とする。
請求項１３記載の発明は、請求項１０記載の半導体製造工程管理システムにおいて、光信号を利用して半導体基板上の所望のパターンの位置情報を検出するための重ね合わせずれ量評価装置をさらに備えたことを特徴とする。
請求項１４記載の発明は、インライン電子線評価装置であって、基板上に形成された上層パターンおよび下層パターンに電子ビームを走査して得られる基板電流信号波形により、前記上層パターンと下層パターンの重ね合わせずれ量を測定することを特徴とする。
請求項１５記載の発明は、インライン電子線評価装置であって、基板上に形成された上層パターンおよび下層パターンに電子ビームを走査して得られる基板電流信号を微分した波形により、前記上層パターンと下層パターンの重ね合わせずれ量を測定することを特徴とする。