(57)【要約】【課題】  半導体微細加工により半導体集積回路装置、ＭＥＭＳなどの素子を形成する際に、簡単に素子の形状の良否を判定できるようにする。【解決手段】  予め、半導体微細加工により水晶、ガラス、半導体等の基板（半導体基板２）上に形成された所定形状の素子（三次元素子２ａ）の振動の挙動を求めてこれを素子形状判定のための判定基準とし、この判定基準に前記基板と同じ半導体微細加工により他の基板上に形成された素子の振動の挙動を対比して両者が合致したときに、この素子の形状が判定基準とした素子の形状と同じであると判定する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め、半導体微細加工により水晶、ガラス、半導体等の基板上に形成された所定形状の素子の振動の挙動を求めてこれを素子形状判定のための判定基準とし、
この判定基準に前記基板と同じ半導体微細加工により他の基板上に形成された素子の振動の挙動を対比して両者が合致したときに、この素子の形状が判定基準とした素子の形状と同じであると判定する
ことを特徴とする基板の素子形状判定方法。
【請求項２】
予め、半導体微細加工により水晶、ガラス、半導体等の基板上に形成された所定形状の素子の固有振動数を求めてこれを素子形状判定のための判定基準とし、
この判定基準に前記基板と同じ半導体微細加工により他の基板上に形成された素子の固有振動数を対比して両者が合致したときに、この素子の形状が判定基準とした素子の形状と同じであると判定する
ことを特徴とする基板の素子形状判定方法。
【請求項３】
予め、半導体微細加工により水晶、ガラス、半導体等の基板上に形成された所定形状の素子の振動の減衰特性を求めてこれを素子形状判定のための判定基準とし、
この判定基準に前記基板と同じ半導体微細加工により他の基板上に形成された素子の振動の減衰特性を対比して両者が合致したときに、この素子の形状が判定基準とした素子の形状と同じであると判定する
ことを特徴とする基板の素子形状判定方法。
【請求項４】
前記振動の減衰特性が所定波形のパルス振動によって与えられる請求項３記載の基板の素子形状判定方法。
【請求項５】
半導体微細加工により水晶、ガラス、半導体等の基板上に形成された素子の形状を判定する基板の素子形状判定装置であって、
予め半導体微細加工により所定形状に形成された素子の固有振動数を判定基準としてその固有振動数相当の振動を前記基板又は前記素子に加える加振手段と、
前記基板の素子の表面に光を照射する光源と、
前記素子の表面からの反射光を受光する受光手段と、
該受光手段が受光した前記素子の表面の明暗に基づいて素子の共振を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする基板の素子形状判定装置。
【請求項６】
前記光源が、ストロボ光を照射するストロボ光照射手段で構成され、該ストロボ光照射手段が、前記素子の表面に前記固有振動数に対応する間隔でストロボ光を照射するように構成された請求項５記載の基板の素子形状判定装置。
【請求項７】
前記受光手段が面状ＣＣＤと、前記基板及び素子の表面からの反射光を前記面状ＣＣＤに集光させるためのレンズ系とを備えた請求項５又は請求項６記載の基板の素子形状判定装置。
【請求項８】
半導体微細加工により水晶、ガラス、半導体等の基板上に形成された素子の形状を判定する基板の素子形状判定装置であって、
前記基板又は前記素子に所定波形のパルス振動を加えることにより当該基板の素子に振動を発生させるパルス振動手段と、
前記基板又は前記素子に予め前記所定波形のパルス振動を与えて得られた素子の振動の減衰特性を判定基準としてこれに前記パルス振動手段の検出値を対比して両者が合致したときに当該素子の形状が基準とした素子の形状と同じであると判定する判定手段と
を備えたことを特徴とする基板の素子形状判定装置。
【請求項９】
半導体製造プロセスの前プロセスと後プロセスとの間に、請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載の基板の素子形状判定装置を配置して半導体微細加工による基板の素子の形状を判定するようにしたことを特徴とする半導体製造プロセスにおける基板の素子形状判定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板の素子形状判定方法、基板の素子形状判定装置及び半導体製造プロセスにおける基板の素子形状判定システムに関するものであり、さらに詳しくは、振動を利用して素子の形状を判定する基板の素子形状判定方法、基板の素子形状判定装置及び半導体製造プロセスにおける基板の素子形状判定システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＬＳＩ等の半導体集積回路装置、所謂、シリコンチップを生産する半導体微細加工技術は、加速度センサ、ＥＭＥＭＳなどを形成するための技術として役立っている。ここで、半導体微細加工とは、回路パターンの原図に光を当て、それをレンズで縮小して、半導体基板の上に焼付け（フォトリソグラフィー)、焼付けパターンに応じたエッチングによってトランジスタや配線を作る加工法である。
この種の半導体集積回路装置の検査装置には、例えば、複数のプローブ（触針）を、前記チップの表面に露出した外部電極に電気的に接触させることにより、回路の状態を検査する検査装置が知られている。
【特許文献１】特開平７−２３５５８８号公報等（プローブ通電による検査について）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、プローブ通電による半導体集積回路装置の検査は、素子の最終形状に近づいてからの個別検査が主流であるので、プロセス早期に発生した形状の異常もこの段階でしか判定できないという不具合がある。また、一枚の水晶、ガラス、半導体等の基板上に多数個の半導体集積回路装置が形成され相隣接する半導体集積回路装置の隙間が狭い場合には、形状の検査が難しいという問題がある。特に、厚い成膜、深いエッチングによって形成されるＭＥＭＳ（Micro Electro-Mechanical Systems）等の三次元素子においては、隠れた部分の形状の検査が困難で可動部の動作判定が難しいという実情にある。
【０００４】
例えば、図８（ａ），（ｂ）又は図９（ａ），（ｂ）に示すように、従来の加速度センサａは、細い梁ｂにストレインゲージｃと錘ｄとを設け、加速度の変化に伴う梁ｂのたわみをストレインゲージｃで検出することによって、加速度を検出するが、半導体微細加工によって形成する際は、細い梁ｂの裏側の形状や梁ｂ等の寸法を測定することは困難である。
また、ストレインゲージｃは、細い梁ｂの内部に形成されているため、直接検査することはできない。従って、プローブ通電によって加速度センサａの異常が検出された際に、その異常が、細い梁ｂの形状に起因して発生したものか、又はストレインゲージｃに起因して発生したものか、あるいは他の原因によって発生したものかどうかを迅速に判定できず、原因のフィードバックに遅れが発生するという問題がある。
【０００５】
そこで、半導体微細加工により半導体集積回路装置、ＭＥＭＳなどの素子を形成する際に、素子の形状が正しいかどうかを簡単に検出できるようにするために解決すべき課題が生じるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決することを目的としており、第１の手段は、予め、半導体微細加工により水晶、ガラス、半導体等の基板上に形成された所定形状の素子の振動の挙動を求めてこれを素子形状判定のための判定基準とし、この判定基準に前記基板と同じ半導体微細加工により他の基板上に形成された素子の振動の挙動を対比して両者が合致したときに、この素子の形状が判定基準とした素子の形状と同じであると判定するものである。ここで、半導体微細加工とは、前記したように、回路パターンの原図に光を当て、それをレンズで縮小して、水晶、ガラス、半導体等の基板の上に焼付け(フォトリソグラフィー)、焼付けパターンに応じたエッチングにより素子を形成する加工のことであり、他の基板とは、判定を受けるための被検査側の水晶、ガラス、半導体等の基板のことである。
【０００７】
第１の発明では、素子の形状を判定する場合に、他の基板の素子の振動の挙動が、判定基準とした素子の振動の挙動に対比される。振動の挙動同士が同じである場合は、これらの素子が同じ半導体微細加工によって同じ条件で形成され質量も同じなので、両者の形状は結果として同じになる。ここで振動の挙動には、振動の減衰特性、すなわち、周期、振幅、周波数によって特定される減衰特性や固有振動数が含まれる。
【０００８】
半導体製造プロセスにおいて、第１の手段により、半導体微細加工の工程で、素子の形状の判定を実施すると、素子の形状の相違が半導体微細加工に起因して発生したものとみなされ、判定の結果が早い段階でプロセスに反映されるので、半導体微細加工に起因する損害の発生を防止することが可能となる。
【０００９】
また、形状が小さく実測が困難な素子、すなわち、従来技術の欄で説明した加速度センサのように深く且つ成膜が厚い三次元素子や可動部を有する三次元素子においても、各部の寸法を実測せずに素子の形状を簡便に判定できるので、半導体製造プロセスにおける生産性の向上に寄与できる。また、ラインの内外の両方で実施できるのでライン取りに対応できる利点もある。
【００１０】
第２の手段は、予め、半導体微細加工により水晶、ガラス、半導体等の基板上に形成された所定形状の素子の固有振動数を求めてこれを素子形状判定のための判定基準とし、この判定基準に前記基板と同じ半導体微細加工により他の基板上に形成された素子の固有振動数を対比して両者が合致したときに、この素子の形状が判定基準とした素子の形状と同じであると判定するものである。
【００１１】
このようにすると、固有振動数が一致すると共振するので、振動の挙動が一致したか否かにより、素子同士の形状が同一かどうかを簡単に判定することができる。
【００１２】
第３の手段は、予め、半導体微細加工により水晶、ガラス、半導体等の基板上に形成された所定形状の素子の振動の減衰特性を求めてこれを素子形状判定のための判定基準とし、
この判定基準に前記基板と同じ半導体微細加工により他の基板上に形成された素子の振動の減衰特性を対比して両者が合致したときに、この素子の形状が判定基準とした素子の形状と同じであると判定するものである。
【００１３】
このようにすると、減衰特性が判定基準となった減衰特性と一致したときは、被判定物である基板の素子の形状が判定基準とした素子の形状と同じになり、検査の結果は良品（検査合格品）となる。判定の結果、減衰特性が判定基準となった減衰特性と異なる場合は、形状の異なる不良品として取り扱われることになる。
【００１４】
第４の手段は、第３の手段において、前記振動の減衰特性が所定波形のパルス振動によって与えられるものである。
このようにすると、外乱のない状態で振動の減衰特性同士を対比することが可能となる。
【００１５】
第５の手段は、半導体微細加工により水晶、ガラス、半導体等の基板上に形成された素子の形状を判定する基板の素子形状判定装置であって、予め半導体微細加工により所定形状に形成された素子の固有振動数を判定基準としてその固有振動数相当の振動を前記基板又は前記素子に加える加振手段と、前記基板の素子の表面に光を照射する光源と、前記素子の表面からの反射光を受光する受光手段と、該受光手段が受光した前記素子の表面の明暗に基づいて素子の共振を判定する判定手段とを備えたものである。
【００１６】
つまり、第５の手段は、半導体微細加工により水晶、ガラス、半導体等の基板上に形成される基板の素子形状判定装置であって、予め、判定基準とする素子の固有振動数相当の振動を前記基板又は前記素子に加えて振動させながら光源から基板の素子上面に光を照射した検出光を検出し、その反射光の強度から素子上面の明暗を判定し、この明暗に基づいて各素子の共振を判定する。そして、この共振した素子を、判定基準とした素子と同じ所定形状の素子であり、検査における合格品と判定し、一方、共振しない素子は、基準とした所定形状の素子と形状が相違する不良品と判定する。
従って、従来の検査と比較して精度が高く簡単且つ迅速な判定が自動的になされることなる。なお、前記判定手段は、ＣＰＵ等の比較演算手段を中心とするコンピュータによって構成される。
【００１７】
第６の手段は、第５の手段において、前記光源を、ストロボ光を照射するストロボ光照射手段で構成し、該ストロボ光照射手段を、前記素子の表面に前記固有振動数に対応する間隔でストロボ光を照射するように構成したものである。
【００１８】
このように素子の固有振動数相当の振動を前記基板に加えながら前記基板及び素子の上面に前記固有振動数に合致する間隔でストロボ光を照射すると、共振する素子の表面（光の照射面）には、光の干渉縞が形成されるので、共振の有無を明確に判定することが可能となる。
【００１９】
第７の手段は、第５の手段又は第６の手段において、前記受光手段を、面状ＣＣＤと、前記基板及び素子の表面からの反射光を前記面状ＣＣＤに集光させるためのレンズ系とを備えて構成したものである。
【００２０】
このようにすると、レンズ系が前記基板及び素子の反射光を前記面状ＣＣＤに集光させるので、面状ＣＣＤの受光面積が狭くても基板の上面及び素子の上面を撮影手段により撮影することが可能になる。
【００２１】
第８の手段は、半導体微細加工により水晶、ガラス、半導体等の基板上に形成された素子の形状を判定する基板の素子形状判定装置であって、前記基板又は前記素子に所定波形のパルス振動を加えることにより当該基板の素子に振動を発生させるパルス振動手段と、
前記基板又は前記素子に予め前記所定波形のパルス振動を与えて得られた素子の振動の減衰特性を判定基準としてこれに前記パルス振動手段の検出値を対比して両者が合致したときに当該素子の形状が基準とした素子の形状と同じであると判定する判定手段とを備えたものである。
【００２２】
このようにすると、素子の減衰特性により素子の形状が同じか又は異なっているかを自動的に判定することができる。なお、前記判定手段は、ＣＰＵ等の比較演算手段を中心とするコンピュータによって構成される。
【００２３】
第９の手段は、半導体製造プロセスの前プロセスと後プロセスとの間に、請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載の基板の素子形状判定装置を配置して半導体微細加工による基板の素子の形状を判定するようにしたものである。
このようにすると、エッチングの都度、素子の形状を判定することが可能なので、形状異常についての早期発見が可能になる。また、素子の形状の判定結果が半導体製造プロセスに遅滞なく反映され、半導体微細加工及び全体の歩留まりも改善される。
【発明の効果】
【００２４】
以上、要するに、この発明によれば、半導体微細加工のエッチング後に素子の形状が正確かどうかを簡便且つ正確に判定することができる。また、判定の結果を生産プロセスに遅滞なく反映することが可能なので半導体製造プロセスにおける不測の損害を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照して加速度センサなどの三次元素子に適用した本発明の一実施の形態を説明する。
〔実施形態１〕
以下に図１乃至図４を参照して請求項１記載の発明に係る実施の形態を説明する。
図１は半導体製造プロセスの前プロセスと後プロセスとの間に検査ステージを設置し、この検査ステージでエッチング直後の素子の形状を判定するようにした半導体製造プロセスにおける基板の素子形状判定システムのレイアウトを示す解説図である。
【００２６】
なお、図１に示すように、前記検査ステージ１は、半導体製造プロセスのライン内外のいずれか一方に設置される。また、図１には示されていないが、検査ステージ１より前段の半導体製造プロセスの前プロセスには回路パターンの原図に光を当て、それをレンズで縮小して水晶、ガラス、半導体等の基板の上に焼き付けるフォトリソグラフィー、焼付けパターンに応じてエッチングするエッチング装置、酸化、拡散のための縦型炉、ＣＶＤ装置が備えられる。また、前記検査ステージ１より後段の後プロセスには、切断のためのダイシング装置、電気配線のための配線装置、パッケージのためのパッケージ装置等が備えられる。
【００２７】
図２は前記基板の一例である基板２を保持し、エッチング後の形状を判定するための素子形状判定装置の解説図である。
図１及び図２に示すように、前記素子形状判定装置３には、半導体製造プロセスの前プロセスにおいて半導体基板２に所定振動数の振動を伝達する加振手段としての振動子３ａ（例えば、ピエゾ素子）と、半導体基板２及び三次元素子２ａの上面を撮影する面上ＣＣＤ等の撮影手段３ｂと、撮影手段（受光手段）３ｂに接続され、撮影信号に基づいて各三次元素子２ａの共振を判定する判定手段としてのコンピュータ３ｃと、検査ステージ１を照明するための光源３ｄとが備えられる。
【００２８】
また、前記素子形状判定装置３には、半導体基板２の上面及び三次元素子２ａの上面からの反射光を前記撮影手段３ｂに集光させるためのレンズ系（受光手段）３ｅが備えられる。なお、前記光源３ｄの波長には、対象物、ここでは半導体基板２の上面、三次元素子２ａの上面、隣接する三次元素子２ａ，２ａの境界線、三次元素子２ａの上面と半導体基板２の上面との間との境界線の撮影に適した波長が用いられる。
【００２９】
また、メモリ又はハードディスクなどのコンピュータ３ｃのデータベースＤＢには、半導体微細加工の各エッチングによってそれぞれ精度よく形成した三次元素子２ａの固有振動数が参照用として格納され、振動子３ａは、コンピュータ３ｃによって制御される発信機４により、周波数、周期、振幅が調節され、振動の波形が制御される。
なお、受光手段は、前記撮影手段３ｂ、レンズ系３ｅによって構成される。
【００３０】
図３はコンピュータ３ｃを機能的に示したブロック図である。
前記コンピュータ３ｃには、図示しないＩ／Ｆ（インターフェイス）を介して前記撮影手段３ｂ、表示手段３ｇ、警報手段３ｈ等の外部機器が接続されている。
コンピュータ３ｃには、コンピュータ３ｃのハードウエアを、
前記撮影手段３ｂによって撮影された映像データの明暗差から隣接する前記三次元素子２ａの境界線を判定した後、各境界線に基づいて三次元素子２ａの平面位置を特定し、これを位置情報ファイルとして前記データベースＤＢに格納する位置特定手段３ｃ1と、
前記撮影手段３ｂによって得られた振動付与後の映像データと振動付与前の映像データとを比較して前記振動子３ａの振動に共振した三次元素子２ａと共振しない三次元素子２ａとを判定する共振判定手段３ｃ2と、
共振判定手段３ｃ2から出力された判定信号に基づいてモニタ等の表示手段３ｇ及びスピーカ、チャイム等の警報手段３ｈに出力する処理手段３ｃ3
として機能させるためのプログラム（以下、検査プログラムという）がインストールされている。
【００３１】
図４は検査処理プログラムのフローチャート図である。なお、このフローは半導体製造工程における半導体微細加工のエッチングの後に都度起動されるプログラムである。以下、このプログラムの説明と併せて本実施形態に係る素子形状判定装置３の作用を説明する。
【００３２】
前記判定手段としてのコンピュータ３ｃは、最初、前記検査スイッチＳＷ１がオンされたかどうか、すなわち、前記検査ステージ１に対して半導体基板２がセットされたかどうかを判定する（ステップＳ１）。この検査スイッチＳＷ１は、検査ステージ１に設置されていて、作業員のオン／オフの切り替えにより、検査の開始と終了とを切り替えるスイッチである。
【００３３】
検査スイッチＳＷ１がオンに切り替えられると、コンピュータ３ｃは、続いて、撮影手段３ｂ、位置特定手段３ｃ1を作動し（ステップＳ２、ステップＳ３）、撮影手段３ｂが撮影した撮影データを位置特定手段３ｃ1に出力する（ステップＳ４）。
【００３４】
位置特定手段３ｃ1は、相隣接する三次元素子２ａ，２ａの境界線を撮影データの明暗に基づいて判定すると共に、境界線を基準として各三次元素子２ａの平面上の位置を特定する（ステップＳ５）。
【００３５】
そして、半導体基板２の上面における各三次元素子２ａ…の位置と、各三次元素子２ａの上面の明度、半導体基板２の上面の明度及び境界線の明度を初期情報ファイルとして前記データベースＤＢに格納する（ステップＳ６）。
【００３６】
次に、データベースＤＢから今回のエッチングに対応した三次元素子２ａの固有振動数を読み込み（ステップＳ７）、この固有振動数に対応した振動数相当の制御値を前記振動子３ａに出力する（ステップＳ８）。
【００３７】
前記振動子３ａの振動に前記三次元素子２ａが共振すると、三次元素子２ａの上面は、明部（反射強度  強）となり、他部はこれよりも明度が低い（反射強度  弱）ままとなる（図５参照）。
【００３８】
次に、前記位置特定手段３ｃ1は、データベースＤＢに格納されている初期位置情報ファイルに記録された撮影データと今回の明部の撮影データとを対比し、共振しない暗部の三次元素子２ａは形状の異なる不良品と判定した後、前記境界線に基づいてその数とそれらの三次元素子２ａの平面上の位置を特定する。続いて、共振した明部の三次元素子２ａは、形状が同じ良品（合格品）と判定した後、その数と半導体基板２上の対応位置とを特定する。そして、これらの位置、数を記録した検査ファイルを作成し、これを図２に示すデータベースＤＢに格納する（ステップＳ９）。
【００３９】
続いて、検査ファイルに記録された三次元素子２ａの検査合格数が半導体基板２の三次元素子２ａの全数と等しいか否かを判定し（ステップＳ１０）、等しい場合は、その半導体基板２を検査における合格品として次の焼付け工程への払い出しを許可する（ステップＳ１１）。前記検査ファイルに記録する三次元素子２ａの数が半導体基板２の三次元素子２ａの全数と一致しない場合、すなわち、幾つかの三次元素子２ａに共振が発生しなかった場合は、その半導体基板２については検査における不良品として、別の払い出しラインからの払い出すように指示する（ステップＳ１２）。
【００４０】
この場合、前記表示手段３ｇに、別の払い出しラインへの払い出しを表示させると共に、同じくコンピュータ３ｃに接続されている警報手段３ｈに出力信号を送信してブザーや警告光により、その旨を報知して不良となった半導体基板２の後プロセスへの払い出しを防止すると共に、前記半導体基板２の検査ファイルに、不良（形状異常）となった三次元素子２ａの数と、前記位置特定手段３ｃ１によって特定された各位置とを書き込み、これを警報信号とともに半導体製造プロセスを監視する監視側の端末（図示せず）に送信する。
これにより、前プロセスの手直し、見直しが遅滞なく開始される。
【００４１】
半導体微細加工の工程を全て完了した場合、プローブ通電による回路不良を検出する。
プローブ通電には、例えば、プローブカード（図示せず）が用いられる。
例えば、三次元素子２ａが前記加速度センサである場合は、ストレインゲージが正常に動作するかどうか、半導体集積回路装置の場合は、回路に電源及び電気信号を供給して動作するか否かを判定する。なお、前記プローブカードは、複数のプローブ（触針）を、前記チップの表面に露出した外部電極に電気的に接触させることにより、回路の状態を検査するカードのことである。この検査により半導体基板２の各三次元素子２ａの電気回路に支障がない場合は、ウエハとして後プロセスへと払いだされ、パッケージ化が進められる。
【００４２】
なお、図１及び図２において、前記光源３ｄをストロボ光照射手段に代え、ストロボ光の照射間隔を、前記振動子３ａの振動数に対応した間隔としてもよい。このようにすると振動とストロボ光の干渉により共振する三次元素子２ａの上面には光の干渉縞が形成されるので、視認性が向上し、前記した三次元素子２ａの共振及び各三次元素子２ａの平面上の位置の判定が容易なものとなる。
【００４３】
〔実施形態２〕
次に図６及び図７を参照して本発明の実施形態２を説明する。
なお、この実施形態において、実施の形態と同一乃至同様な構成については、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。本実施形態に係る素子形状判定装置（以下、素子形状判定装置という）は、実施形態１と同様に前記検査ステージ１に設置される（図１参照）。
【００４４】
図６は素子形状判定装置の解説図である。素子形状判定装置６は、検査ステージ１上をＸ−Ｙ方向に移動するスキャン装置７に周知のレーザードップラ計８を取り付け、検査ステージ１に加振手段としてのパルス振動手段９を取り付けたものである。振動の減衰特性は、レーザードップラ計８の出力と、ＣＣＤカメラ等の撮影手段３ｂに戻る光の反射波とに基づいて算出されるようになっており、データベースＤＢには、予め、複数の振動の減衰特性と、パルス振動に用いる所定パルス波形とが格納されている。
前記振動の減衰特性は、各エッチングにより精密に形成された三次元素子２ａをそれぞれパルス振動によって振動させ、振動の開始点から振動が止まるまでに得られた振動のデータである。なお、前記所定のパルス波形とは、周期、周波数、振幅が一定の波形のことである。
データベースＤＢには、半導体製造プロセスにおけるエッチングの種別に対応できるよう複数格納されている。
前記コンピュータ３ｃは、前記データベースＤＢを参照して、現在のエッチングに対応した振動の減衰と特性とパルス波形とを読み込んでパルス振動手段９を一回作動させ、半導体基板２をパルス振動させるようになっている。また、前記コンピュータ３ｃには、実施形態１と同様に、コンピュータ３ｃのハードウエアを素子形状判定装置６として作動させるためのプログラムがインストールされている。
【００４５】
以下、前記コンピュータ３ｃによる本実施形態に係る素子形状判定装置６の作用を説明する。
前記検査ステージ１の検査スイッチＳＷ１がオンに切り替えられると、コンピュータ３ｃは、減衰特性比較手段１０、レーザードップラ計８、位置特定手段３ｃ1を作動し、スキャン装置７を作動する。なお、半導体基板２における各三次元素子２ａの列方向、行方向の位置は、予め、データベースＤＢに格納されている。
【００４６】
スキャン装置７の移動により、レーザードップラ計８の位置が、先頭位置、例えば、一列目の一番地の三次元素子２ａの位置に移動されると、コンピュータ３ｃは、データベースＤＢからエッチングに対応したパルス波形（振幅、周波数）を読み込み、パルス振動手段９に所定のパルス波形に対応した制御信号を出力する。
【００４７】
パルス振動手段９は、この信号を受けて検査ステージ１を振動させる。検査ステージ１が振動すると、半導体基板２を介して伝達されたパルス振動で三次元素子２ａが振動する。レーザードップラ計８は、この三次元素子２ａの振動の減衰特性を算出し、これを振動の減衰特性比較手段１０に出力する。
【００４８】
振動の減衰特性比較手段１０は、検出した振動の減衰特性と、判定基準の振動の減衰特性を対比し、図７に示すように、両者が一致した場合は（τ＝τ０）は、半導体基板２の三次元素子２ａの形状が判定基準とした三次元素子２ａと同じであると判定し、不一致の場合（τ≠τ０）は、形状が異なっていると判定する。
【００４９】
このような工程を順次繰り返し、最終列の最終番地までスキャン装置７を移動させ、一枚の半導体素子２に対する三次元素子２ａの全数検査を実行する。
検査において、全ての三次元素子２ａが、全て判定基準の三次元素子２ａと同じ場合は、その半導体基板２は不良品がひとつもない良品となり、形状の異なる三次元素子２ａがひとつでもある場合は、その半導体基板２は、不良品となる。
良品と判定された半導体基板２は、次の焼付け工程又は後プロセスへと払い出され、不良品は別の払い出しラインから払い出される。なお、検査において、不良品となった半導体基板２を払い出す場合は、前記位置特定手段３ｃ1により半導体基板２における不良品の位置を特定し、検査ファイルに数量とともに記録して、ラインへのフィードバックデータ、すなわち、メンテナンスデータとする。もちろん、このファイルは電子ファイルであるので、実施形態１と同様にネットワークを介して半導体製造プロセスの各部に発送し、早期のメンテナンスを実行させると、半導体製造プロセス全体の損害を小さくすることが可能となる。
従って、本実施の形態にあっても、半導体基板２の不良が発生した場合は、半導体製造ラインに遅滞なく報告されることになり、不測の事態による被害が最少に留められる。
【００５０】
このように、実施形態１及び実施形態２に係る素子形状判定装置３，６は、予めデータベースＤＢに格納した参照データに基づいて半導体基板２の三次元素子２ａの形状の良否を判定するので、効率的な検査が可能となる。また、三次元素子２ａの深さや、膜厚の影響を受けずに三次元素子２ａの形状を非接触で検査できるので、形状の複雑な素子や、深さの深い素子の検査に適用することが可能である。
【００５１】
また、エッチング後、その都度、形状を検査できるので、半導体微細加工における信頼性が大幅に向上する。このため、前記加速度センサの梁や錘のように内部に可動部を形成する場合でも容易に形状判定ができる。
【００５２】
なお、実施形態１、実施形態２においては、撮影と光源３ｄによる照明の両方を可能とするための光学的手段としてハーフミラーを備える構成としてもよい。この場合、前記光源３ｄは、検査ステージ１の側方又は後方に、撮影手段３ｂは、検査ステージ１から所定距離隔てた鉛直方向の所定位置に、ハーフミラーは、これらのほぼ中間の高さに配置して光源３ｄから照射された光を、下向き４５°に偏向させて、対象物である半導体基板２の上面及び三次元素子２ａの上面を照明させるようすると、半導体基板２の表面、三次元素子２ａからの反射光の強弱が捉えやすくなり、反射率の違い、凸凹による差異を検出することができる。また、加振手段としては振動モータやスピーカを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】半導体製造プロセスの前プロセスと後プロセスとの間に設けられた検査ステージ及び素子形状判定装置を示す解説図である。
【図２】半導体基板を保持し、エッチング後の形状を判定するための素子形状判定装置の解説図である。
【図３】判定手段としてのコンピュータの機能を示すブロック図である。
【図４】検査処理プログラムのフローチャート図である。
【図５】振動を加えた際の三次元素子の明暗の状態を示す解説図である。
【図６】本発明に係る素子形状判定装置の実施形態を示す解説図である。
【図７】パルス振動を加えた際の三次元素子の減衰特性を示す図である。
【図８】加速度センサの構造を示す解説図である。
【図９】加速度センサの作動状態を示す解説図である。
【符号の説明】
【００５４】
１    検査ステージ
２    半導体基板
２ａ  三次元素子
３ａ  振動子（加振手段）
３ｂ  撮影手段（受光手段）
３ｃ  コンピュータ（判定手段）
３ｅ  レンズ系（受光手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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