(57)【要約】【課題】  半導体製造ラインから外れたオフライン検査となり、情報の伝達や合理的な取り扱い手段が問題となっているＳＥＭ，ＴＥＭ装置を含む分析装置において、確実な情報伝達，容易な取り扱いを実現することを目的とする。【解決手段】  上記課題を解決するために本発明では、試料片の取り扱いを試料片ホルダ単位とし、試料片をとりつけるメッシュを複数取り付け可能とし、ＳＥＭとＴＥＭの共用化を図り、該試料片ホルダに記憶媒体を備え、ウェーハのプロセス，ＩＤ，座標等の試料片特定の情報や付随する情報を記憶，紐付けるようにした。これにより、オンライン検査からオフライン検査への確実な情報伝達，取り扱いを容易にする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも荷電粒子線加工装置，透過型荷電粒子線観察装置を含む複数の分析装置と共用可能な試料ホルダであって、
該試料ホルダに保持された試料に関する、少なくとも試料が採取された座標の情報を含む試料情報を記憶する記憶媒体を備えたことを特徴とする試料ホルダ。
【請求項２】
請求項１に記載の試料ホルダにおいて、
前記試料情報は更に、試料のプロセス，ウェーハの識別情報，チップの識別情報のいずれかを含むことを特徴とする試料ホルダ。
【請求項３】
請求項１記載の試料ホルダにおいて、
前記記憶媒体が半導体記憶媒体であることを特徴とする試料ホルダ。
【請求項４】
請求項１記載の試料ホルダにおいて、
前記記憶媒体が磁気記憶媒体であることを特徴とする試料片ホルダ。
【請求項５】
請求項１記載の試料ホルダにおいて、
前記記憶媒体が光学式読み取り装置で印刷パターンを読み込む記録媒体であることを特徴とする試料ホルダ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の試料ホルダの記憶媒体に記録された情報を読み込む記憶媒体読み取り手段を、試料ホルダトレイに備えたことを特徴とする分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一の試料ホルダ（試料台）を複数の分析装置で使用できる試料ホルダ及び、それを使用する分析装置に係り、特にライン検査を含む半導体製造プロセスにおける半導体製造装置及び検査，加工装置に用いられる試料ホルダ、及び分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの高集積化に伴い、電子素子の分析や観察，評価の手段として、観察分解能が高い透過型電子顕微鏡（以下ＴＥＭと呼ぶ）や高分解能走査型電子顕微鏡（以下
ＳＥＭと呼ぶ）が用いられている。ＴＥＭおよびＳＥＭ用の試料作製方法として、例えば特許文献１記載の集束イオンビーム（以下ＦＩＢと呼ぶ）加工を利用する手段が考案されている。この手段は、試料片を貼り付けたサイドエントリ型試料ステージを試料ステージ微動手段に装填，真空容器内へ導入する。なお、サイドエントリ型試料ステージは、真空容器内を大気に曝すことなく、真空容器外からの出し入れが可能である。この後、試料片の所望の観察部位を含む領域を、数μｍから十数μｍの所望の大きさにＦＩＢ加工した後、探針移動機構を駆動し、探針を該当する試料片に接触させて摘出し、一旦保持後、サイドエントリ型試料ステージを導入する。サイドエントリ型試料ステージの交換後、探針移動機構の探針に保持されている試料片をＴＥＭ用試料片ホルダにデポジション膜を形成することで固着する。固着後、真空容器から引き抜き、ＴＥＭ装置へ装填することでＴＥＭ観察を行う手段である。この手段においては、ダイシング装置等を用いてウェーハを割断して高分解能ＳＥＭやＴＥＭ等の観察試料を作成していた。しかし、近年、チップ当たりのコスト低減の観点から、ウェーハの大口径化が進んでおり、ウェーハ単価が高額となりウェーハ割断による破棄は非常に不経済となる。また、ウェーハ割断により検査対象以外のチップも不良となり歩留まりも悪くなる。そのため、ウェーハを割らずに欠陥箇所のみ観察，分析し、ウェーハを生産工程に戻すインラインサンプリング技術の実現が求められていた。これを実現する手段として、例えば特許文献２記載の微小試料加工観察装置が考案されている。この装置は、欠陥検査装置より得た欠陥座標へ移動し、電子ビーム光学系で所定の欠陥の観察を行う。そして、集束イオンビーム光学系を用いて、所望の観察部位を含む領域を、数μｍから十数μｍの所望の大きさに加工し、探針移動機構を駆動し、探針を該当する試料片に接触させて摘出し、一旦保持する。その後、サイドエントリ型試料ステージと脱着可能なカートリッジを、試料ステージを移動させることによりビーム直下に移動させる。そして、移動機構の探針に保持されている試料片をカートリッジに取り付けられてあるメッシュにデポジション膜を形成することで固着する。固着後、カートリッジ移載手段により、カートリッジステーションへ移動され、ＴＥＭ装置へ装填することでＴＥＭ観察を行う手段である。この手段によりウェーハを割断することなくＴＥＭ試料の作成が行える。しかし、この手段においてもＴＥＭ観察を製造ラインに組み込んでの計測は困難であり、ラインから外れたオフライン検査となるため、試料のプロセス，固有情報(以下ＩＤと呼ぶ)，座標等、試料片の特定の情報や付随する情報の管理が難しい。ＴＥＭ試料の合理的な取り扱い手段として従来、ＴＥＭ試料の関連情報をコード化して試料に書き込む機能を備えた集束イオンビーム装置が特許文献３に記載されている。この手法は試料を特定する情報および試料に付随する情報を入力すると、その情報をコード化したマークに変換し、そのマークをＴＥＭ試料表面に加工する手法である。
【０００３】
【特許文献１】特許第２７７４８８４号公報
【特許文献２】特開２００２−３６５１８２号公報
【特許文献３】特開２００４−１６４９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体製造ラインの歩留まりを向上するためには、短ターンアラウンドタイム検査・解析技術が非常に重要となる。しかし、近年半導体素子の微細化に伴い高分解能ＳＥＭや
ＴＥＭによる高分解能観察が求められており、半導体製造プロセス途中にあるウェーハをプロセスから抜き取り、そこから所望の微小領域をＴＥＭ観察用の試料として切り出し薄肉化して観察している。そのため、ＴＥＭ観察を製造ラインに組み込んでの計測は困難であり、ラインから外れたオフライン検査となる。そのためウェーハのプロセス，ＩＤ，座標等の試料片の特定の情報や付随する情報の管理が難しい。また、ＴＥＭ試料は、試料サイズが小さく、その取り扱いは非常に困難である。そのため、ＴＥＭ試料のオンライン検査からオフライン検査への情報の伝達，合理的な取り扱い手段の開発が求められている。
【０００５】
本発明の目的は、複数の分析装置で使用できる共通の試料ホルダを使用しても、ウェーハのプロセス，ＩＤ，座標等の試料片の特定の情報や付随する情報を複数の分析装置にまたがって管理できる試料ホルダ及びそれを用いた分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の構成は以下の通りである。
【０００７】
少なくとも荷電粒子線加工装置，透過型荷電粒子線観察装置を含む複数の分析装置と共用可能な試料ホルダであって、該試料ホルダに保持された試料に関する、少なくとも試料が採取された座標の情報を含む試料情報を記憶する記憶媒体を備えた試料ホルダ。
【０００８】
特にＳＥＭ，ＴＥＭ等の高倍率で試料を観察可能な分析装置に対し本発明は好適である。
【０００９】
それら分析装置において共用（共有）可能な記憶媒体付き試料（片）ホルダは、ウェーハのプロセス，ＩＤ，座標等の試料片を特定する情報や試料片に付随する情報，解析結果，取得画像等を、試料ホルダに備えてある記憶媒体に直接記憶させることができる。記憶媒体の識別ＩＤと、該記憶媒体に記憶された情報を紐付けて、上位コンピュータにおいて記憶することによってオフライン検査での情報管理を容易にすることができる。また、
ＴＥＭの試料片は直径約３mm程度のメッシュに取り付けられたものであり、微小で取り扱いが非常に難しいが、長さ約５cm程度の試料片ホルダ単位で管理するため、試料片の取り扱いを容易にすることができる。本発明のＳＥＭおよびＴＥＭと共有可能な記憶媒体付き試料片ホルダを使用することにより、ＳＥＭおよびＴＥＭの試料片の取り扱いを容易にし、今までオフライン検査であったＳＥＭやＴＥＭによる解析もオンライン検査のごとく情報を整理することができる。これにより、半導体製造ラインの歩留まりを向上するための短ターンアラウンドタイム検査・解析に大きく貢献する。また、試料片ホルダに複数のメッシュを貼り付けることによってＳＥＭおよびＴＥＭと共有の試料片ホルダとすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の試料片ホルダは、ＳＥＭとＴＥＭに共有可能でかつオフライン検査での情報管理が容易になるため、半導体製造ラインの歩留まりを向上するための短ターンアラウンドタイム検査・解析に大きく貢献する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、同一の試料ホルダ（試料台）を複数の分析装置で使用できる試料ホルダ及び、それを使用する分析装置に適用可能である。以下の実施例では半導体試料を分析するためのＴＥＭ，ＳＥＭ装置を例にして説明したが、他の分析装置、例えば、質量分析装置，オージェ電子分光装置等でも、分析する試料を共通の試料ホルダに載置して分析する分析装置であれば適用できる。試料ホルダを共用する分析装置はそれぞれ、上位コンピュータと電気的に接続され、それぞれの情報（試料ホルダに設けられた記憶媒体から読み取った情報を含む）を共有管理することが望ましい。
【実施例１】
【００１２】
図１は本発明の実施形態を示す試料作成装置の上面図である。本実施例の試料作成装置は試料室１，試料交換室２，試料片ホルダ移動室３，大気試料搬送室４がある。試料室内部は真空状態に保持されており、ウェーハ５を積載し、駆動する試料ステージ６が収納されてある。試料室上部にはウェーハから試料片を取り出し、試料片ホルダへの移動を行う探針移動機構７，デポジション膜形成用デポガス源８からなる試料片分離手段、主にウェーハから試料片を切り出す集束イオンビームをウェーハに照射するイオンビーム源，イオンビーム照射系からなるイオンビーム光学系９，イオンビームの照射によって発生する二次粒子を検出する二次粒子検出器１０，ウェーハ表面を観察する電子ビームを照射する電子源，電子ビーム照射系からなる電子ビーム光学系１１，電子ビーム照射により発生する二次粒子を検出する二次粒子検出器１０がある。試料室側面には気密遮蔽可能なゲートバルブ１２を介して試料ステージにウェーハを移動するウェーハ移動機構を収納する試料交換室２が隣接する。本実施例では半導体ウェーハは試料ホルダ１３に保持された状態で試料ステージに試料ホルダ１３毎移動される。カセット１４から試料交換室２へのウェーハの移動は大気試料搬送装置１５を用いて行われる。試料交換室２には気密遮蔽可能な小型ゲートバルブ１６を介して隣接して試料片ホルダ移動室３が設置してある。試料片ホルダ移動室には複数の試料片ホルダ１７を収納する試料片ホルダトレイ１８，試料片ホルダ
１７を把持し、試料片ホルダトレイ１８と試料ホルダ１３間を移動し、試料片ホルダ１７を試料ホルダ１３へ搭載する試料片ホルダ搬送機構１９を収納している。この試料片ホルダ１７に記憶媒体を取り付けてあり、また、試料片ホルダトレイ１８に試料片ホルダ１７に取り付けてある記憶媒体を認識できる手段が取り付けられていることに本発明の特徴がある。以上の構成を取ることにより、ウェーハのプロセス，ＩＤ，座標等の試料片を特定する情報や試料片に付随する情報，解析結果，取得画像を、試料片ホルダに備えてある記憶媒体に直接記憶させる。もしくは、記憶媒体とそれらの情報を紐付けて、上位コンピュータにおいて記憶することによって、オフライン検査での試料片の取り扱いや情報管理を容易にする。これにより、今までオフライン検査であったＳＥＭやＴＥＭによる解析もオンライン検査のごとく情報を整理することができ、半導体製造ラインの歩留まりを向上するための短ターンアラウンドタイム検査・解析に大きく貢献する。
【実施例２】
【００１３】
図２は本発明のＳＥＭとＴＥＭに共有可能で関連情報記憶媒体を有する試料片ホルダ
１７の実施形態の一例を示す図である。試料片を取り付けるメッシュ２０は、メッシュオサエ２１と試料片ホルダ１７で挟み込むことによって保持してある。メッシュオサエ２１は勾配面を持ち、その面を弾性支持されたメッシュオサエ２１と同じ勾配面を持ったスライダ２２によってメッシュオサエ２１は押し付けられ、メッシュ２０を保持している。試料片ホルダ１７には、記憶媒体としてＩＣチップ２３を備え付けることによって、例えば、ウェーハのプロセス，ＩＤ，座標等の試料片を特定する情報や試料片に付随する情報，解析結果，取得画像を記憶させる。もしくは、記憶媒体とそれらの情報を紐付けて、上位コンピュータにおいて記憶することによって、オフライン検査での試料片の取り扱いや情報管理を容易にする。また、本発明は真空中で使用するため、各部材は放出ガス量が少ない部材を用いる。さらに、各部材が帯電及び磁化してしまうと、装置の仕様に悪影響を及ぼすので帯電及び磁化しにくい材料を用いるか、帯電処理，脱磁処理等を行うことが望ましい。
【実施例３】
【００１４】
図３は本発明の実施形態を示す図である。尚、図２の実施形態と異なるのは記憶媒体のみであり、他の点については図２の実施形態と同様であるため説明は省略する。図３の実施形態の試料片ホルダには、記憶媒体の例としてＩＣタグ２４を備え付けることによって本発明を実施した例である。
【実施例４】
【００１５】
図４は本発明の実施形態を示す図である。尚、図２の実施形態と異なるのは記憶媒体のみであり、他の点については図２の実施形態と同様であるため説明は省略する。図４の実施形態の試料片ホルダには、記憶媒体の例として磁気記憶装置２５を備え付けることによって本発明を実施した例である。
【実施例５】
【００１６】
図５は本発明の実施形態を示す図である。尚、図２の実施形態と異なるのは記憶媒体のみであり、他の点については図２の実施形態と同様であるため説明は省略する。図５の実施形態の試料片ホルダには、記憶媒体の例としてバーコード２６を備え付けることによって本発明を実施した例である。この場合バーコード２６に記憶することはできないので、半導体製造工場の上位コンピュータにおいてこのバーコード２６とウェーハのプロセス，ＩＤ，座標等の試料片を特定する情報や試料片に付随する情報，解析結果，取得画像を紐付けて記憶させることにより課題を解決することができる。
【実施例６】
【００１７】
図６は図１で示した本発明の実施形態の中で使用される試料片ホルダトレイ１８を示したものである。試料片ホルダトレイ１８には複数の試料片ホルダ１７が収納可能で、試料片ホルダ１７に備え付けてある記憶媒体認識手段２７を備え付けてある。この構成をとることにより、試料片ホルダを装置から排出したときに、試料片に必要な情報を紐付けることができる。同様に、試料片ホルダトレイ１８に備え付けてある記憶媒体認識手段２７をＴＥＭやＳＥＭに備え付けることにより、装置に試料片を入れることなく、試料片の情報を取得でき、後戻り作業なく確実に試料片の検査が行える。また、試料片の関連する情報を参照しながらの検査が可能になり、検査，解析の効率も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明が実施される半導体検査解析装置の例の上面図。
【図２】本発明の試料片ホルダの構成図。
【図３】同じく他の実施例となる試料片ホルダの構成図。
【図４】同じく他の実施例となる試料片ホルダの構成図。
【図５】同じく他の実施例となる試料片ホルダの構成図。
【図６】図１の半導体検査解析装置の試料片ホルダトレイの構成図。
【符号の説明】
【００１９】
１…試料室、２…試料交換室、３…試料片ホルダ移動室、４…大気試料搬送室、５…試料、６…試料ステージ、７…探針移動機構、８…デポジション膜形成用デポガス源、９…イオンビーム光学系、１０…二次粒子検出器、１１…電子ビーム光学系、１２…ゲートバルブ、１３…試料ホルダ、１４…カセット、１５…大気試料搬送装置、１６…小型ゲートバルブ、１７…試料片ホルダ、１８…試料片ホルダトレイ、１９…試料片ホルダ搬送機構、２０…メッシュ、２１…メッシュオサエ、２２…スライダ、２３…ＩＣチップ、２４…ＩＣタグ、２５…磁気記憶装置、２６…バーコード、２７…記憶媒体認識手段。
【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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