(57)【要約】【課題】　半導体の製造工程の途中段階で試料の断面を検査し、この試料を再び製造ラインに戻して、この試料の製造及び製造ラインに影響を与えずに製造を継続すること。【解決手段】　半導体ウエハの製造途中の任意の工程後に、半導体ウエハの断面を露出させるために局所的に加工する工程と、前記断面の検査を行う工程と、前記検査で不良と判断された場合、前記断面検査情報と、前記任意の工程までの製造来歴情報と、前記任意の工程までの異物やパターン等の検査情報と、設計情報と、に基づいて半導体ウエハの不良解析を行い、前記不良解析結果に基づいて前記任意の工程までの製造条件を修正する工程と、半導体ウエハの断面を露出させるために除去した部分を埋め込む工程と、からなり、前記任意の工程の次の工程に前記半導体ウエハを戻して製造を継続する半導体ウエハの製造方法。【選択図】　　　　図１
2004040129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　半導体デバイスの製造方法であって、
　半導体デバイスの製造工程の途中の工程までの処理を施した半導体デバイスに集束イオンビームを照射し走査して該半導体デバイスの一部を局所的に除去加工し、
　該一部を局所的に除去加工した半導体デバイスの該除去加工した箇所の断面を観察し、
　該断面を観察した前記半導体デバイスの前記局所的に除去加工した箇所を埋め込み、
　該局所的に除去加工した箇所を埋め込んだ半導体デバイスを前記半導体デバイスの製造工程に戻して前記途中の工程以降の処理を行う
ことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項２】
　前記局所的に除去加工した箇所を埋め込むことを、材料ガスを供給しながら前記局所的に除去加工した箇所に収束させたイオンビームを照射し走査して局所的に成膜することにより行うことを特徴とする請求項１記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項３】
　前記局所的に除去加工した箇所を埋め込むことを、材料ガスを供給しながら前記局所的に除去加工した箇所にレーザビームを照射し走査して前記除去加工した箇所に局所的に成膜することにより行うことを特徴とする請求項１記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項４】
　前記局所的に除去加工した箇所を埋め込むことを、前記局所的に除去加工した箇所に液体の成膜材料を供給し、該供給した液体の成膜材料にレーザビームを照射して前記除去加工した箇所に局所的に成膜することにより行うことを特徴とする請求項１記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項５】
　　半導体デバイスの製造方法であって、
　半導体デバイスの製造工程の途中の工程までの処理を施した半導体デバイスに集束イオンビームを照射し走査して該半導体デバイスの一部を局所的に除去加工し、
　該一部を局所的に除去加工した半導体デバイスの該除去加工した箇所の断面を観察し、
　該断面を観察した前記半導体デバイスの前記局所的に除去加工した箇所の近傍に局所的に材料ガスを供給しながら前記集束イオンビームを照射し走査して局所的に絶縁膜を成膜することにより前記除去加工した箇所を絶縁膜で埋め込み、
　該局所的に除去加工した箇所を絶縁膜で埋め込んだ半導体デバイスを前記半導体デバイスの製造工程に戻して前記途中の工程工の処理を行う
ことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項６】
　前記除去加工した箇所の断面の観察を、ＳＥＭを用いて行うことを特徴とする請求項１または５に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項７】
　前記除去加工した箇所の断面の観察を、前記集束イオンビームを用いて行うことを特徴とする請求項１または５に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項８】
　前記除去加工した箇所の断面を観察して検査を行い、該検査により不良が検出されたときには不良解析を行い、該不良解析の結果に基いて前記製造工程の製造条件を変更することを特徴とする請求項１または５に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項９】
　前記集束イオンビームを照射し走査して局所的に除去加工する箇所が、前記半導体デバイスに形成されたテストパターンの領域であることを特徴とする請求項１または５に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１０】
　半導体デバイスの製造方法であって、
　半導体デバイスの製造工程の途中の工程までの処理を施した半導体デバイスを集束イオンビーム加工装置の内部にセットし、
　該内部にセットした半導体デバイスに前記集束イオンビーム加工装置により集束イオンビームを照射し走査して前記半導体デバイスから発生した２次粒子を検出することにより前記半導体デバイスの表面の画像を取得し、
　該取得した画像を用いて前記半導体デバイスの加工位置を決め、
　該決めた加工位置に前記集束イオンビーム加工装置により集束イオンビームを照射し走査して前記半導体デバイスの加工位置を局所的に除去加工し、
　前記半導体デバイスの除去加工した箇所の断面を観察し、
　前記集束イオンビーム加工装置の内部に材料ガスを供給しながら前記半導体デバイスの前記局所的に除去加工した箇所に前記集束イオンビームを照射し走査して前記局所的に除去加工した箇所に成膜して該除去加工した箇所を埋め込み、
　該除去加工した箇所を埋め込んだ半導体デバイスを前記半導体デバイスの製造工程に戻して前記途中の工程以降の処理を行う
ことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項１１】
　前記除去加工した箇所の断面の観察を、ＳＥＭ観察により行うことを特徴とする請求項１０記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１２】
　前記除去加工した箇所の断面の観察を、前記集束イオンビームを用いて行うことを特徴とする請求項１０記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１３】
　前記集束イオンビーム加工装置の内部に供給する材料ガスが絶縁膜を形成するための材料ガスであって、該材料ガスを供給しながら前記集束イオンビームを照射し走査して前記前記局所的に除去加工した箇所に絶縁膜を形成することにより該除去加工した箇所を絶縁膜で埋めることを特徴とする請求項１０記載の半導体デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、ＬＳＩ、ＤＲＡＭ等の半導体デバイスの製造方法に関する。また、本発明は半導体のインラインでの断面検査及び配線修正に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　近年、半導体は微細化、多層化が進み、その製造は非常に困難なものとなっている。ＬＳＩを例にとると、多数の工程からなる製造において、この製造工程の途中段階でデバイスの断面を検査して製造プロセスを監視することにより情報を早期に取得することが重要である。しかし、ウエハは大口径化しウエハ一枚あたりの価格が高くなってきているため、断面検査を行ったウエハを廃棄してしまうと損失が大きい。そこで、断面検査を行ったウエハを再び製造ラインに戻して、断面検査を行ったチップ以外のチップを良品として取得する、インライン断面検査技術が必要となってきている。
【０００３】
　特開平７−３２０６７０号公報では、半導体の電気的特性に影響を及ぼさないイオンを照射して、インライン断面検査、デバイス修正等を行う方法及び装置が開示されている。
【０００４】
　また、特開平６−２６０１２９号公報では、イオン源としてＧａを用いた集束イオンビームを照射した試料を再び製造ラインに戻すために、試料の特性に顕著な影響を及ぼさない気体元素のイオンビームを用いて、Ｇａの打ち込まれた部分を除去するか、前記気体イオンビーム、もしくはエネルギービームを用いてＧａの打ち込まれた部分を被覆するように有機金属膜を析出する方法が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　インライン断面検査後、この半導体を次の工程の処理装置に戻して製造プロセスを継続するためには、従来例としてあげた方式では、下記に示すような課題が残されている。例えば、断面検査以降の工程としてエッチング処理を行う場合、下記のような問題が生じる。
（１）エッチング中にスパッタされた粒子や発光種をモニタして終点検出を行うエッチング装置では、集束イオンビーム加工穴部の露出した材質もしくは照射した部分を被覆した有機金属膜の材質と、その周囲の表面の材質とが異なる場合、集束イオンビーム処理部から放出する粒子や発光種が終点判定のノイズとなり、正確な終点判定ができない場合がある。
（２）集束イオンビーム処理部を有機金属膜で保護するような場合で、かつこの有機金属膜のエッチング生成物が通常のエッチングで発生する材質ではない場合、エッチングチャンバ内部に反応生成物が堆積し、異物発生の原因となる。
【０００６】
　また、集束イオンビーム処理後の工程が材料塗布工程であるような場合、下記のような問題が生じる。
（３）周囲の表面の高さと集束イオンビーム処理部の高さとに極端な差があるような場合には、その凹凸部が塗布材料の流れの障害となり周囲に材料が塗布されず、パターン欠陥となる。
（４）集束イオンビーム照射領域もしくは照射した部分を被覆した有機金属膜の表面とそのほかの表面とが、塗布材料の塗れ性に差があると塗布むらが発生し、周囲のチップにも波及する。
【０００７】
　また、集束イオンビーム処理後の工程がＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ＆Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を用いた平坦化工程であるような場合、下記のような問題が生じる。
（５）周囲の表面よりも高く有機金属膜を析出させた場合、凸部に応力集中が発生し、有機金属膜がこぼれ落ち、このこぼれ落ちた材料がＣＭＰ砥粒の異物となり、ウエハ表面を傷つけてしまう。
（６）集束イオンビーム照射部がその周囲と比べて著しく凹んでいるような場合、ＣＭＰ砥粒が断面加工穴に入り込み洗浄を行っても取りきれず、ＣＭＰ以降の工程の製造装置に搬送した際にこのＣＭＰ砥粒が凹部から飛び出して異物となったり、しきい値電圧等の素子特性を変動させる不純物汚染となったりする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
　本発明は、半導体ウエハの製造工程の途中で、この半導体ウエハを断面検査した後に、断面加工穴を埋め込んで、再びラインに戻して製造を続行するもの(インライン断面検査)である。
【０００９】
　また、本発明は、平坦化のための材料塗布工程の前に、試料のインライン断面検査を行い、この平坦化材料塗布工程に戻して、このウエハの断面を平坦化材料で埋め込むものである。
【発明の効果】
【００１０】
　試料のインライン断面検査後に、断面加工した穴を埋め込むことにより、断面検査後のエッチング工程での終点判定の安定化が実現でき（断面加工穴を埋め込まないで例えばＡｌまたはＷ配線を剥き出しにしておくと、断面加工されていない他の部分の配線を覆うＳｉＯ2に対するエッチングにおいて、前記他の部分の配線が露出することによる終点判定以前に断面加工された配線から終点判定の信号が検出されるという不都合が生じる）、また、エッチングチャンバ内部の異物の増加を防ぐことができる（断面加工穴を埋め込まないで例えばＡｌまたはＷ配線を剥き出しにしておくと、プラズマによりＡｌまたはＷが飛散してチャンバ内にクリーニング処理で除去できない異物として残存する）。
【００１１】
　また、試料のインライン断面検査後に、断面加工した穴を埋め込むことにより、断面検査後の材料塗布工程で、材料の流れを阻害せずに塗布することができる。
【００１２】
　さらに、試料のインライン断面検査後に、断面加工した穴を埋め込むことにより、断面検査後のＣＭＰ平坦化工程で、断面加工部が凸状になることによる応力集中や、凹状になることによるＣＭＰ砥粒のもぐりこみを防ぐことができる。
【００１３】
　以上のように、断面検査による不良解析をインラインで行うことで、情報を早期に取得して製造条件の最適化を行うことができ、ラインの早期安定化が図れる。特にデバイスの寸法が小さくなり、多層積層化がすすみ、少量多品種生産を行う現在及び将来の半導体製造に極めて有効である。
【００１４】
　また、従来のような断面観察によるウエハの廃棄といった損失をなくすことができ、高効率、高歩留まり生産が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
　以下、図面を用いて本発明の第１の実施形態を示す。図１は、本発明の半導体製造方法のフローチャートである。製造工程の途中の任意の工程（第ｎ工程）の後で、任意の頻度でウエハ２を抜き取り、このウエハの一部分を断面検査する(例えば、電子あるいはイオンのスキャンによる照射で発生した２次粒子を検出して画像取り込みを行い検査する)。この断面検査からは、エッチング残り等によるコンタクトホールやスルーホールでの接触不良、ホトマスクパターンの不良や異物付着による配線形成不良、ゲート酸化膜形成不良、アロイスパイクやマイグレーション、異物等の局所的な部分の元素同定などの不良情報を得ることができる。
【００１６】
　この断面検査にて不良と判断された場合には、この断面検査情報と、第１工程から第ｎ工程までの製造プロセスモニタから得られる製造来歴情報、任意の工程後のウエハ内の異物の大きさや異物数を異物検査装置により検査した異物検査(例えばゴミ付着)結果、任意の工程後のウエハ上に形成したパターンの検査(例えば配線の欠け、ズレ等)結果、配線パターンや膜厚等の設計データベースから得られるＣＡＤ情報の中から、必要な情報を適宜取り出して、それらを統合的に解析し、どの工程で何が原因で発生した不良であるかを解析する。
【００１７】
　この不良解析結果から、第１工程から第ｎ工程までの製造について、製造プロセスレシピ（製造プロセスの条件、処方箋等）の修正、製造プロセス装置のクリーニング、ホトマスクパターンの改良や異物管理の改善などの対策（フィードバック）を講じる。これは、人手により行う以外に、最適な製造条件を自動的に抽出し、製造プロセスレシピの修正を行うこともできる。
【００１８】
　最適製造条件の自動抽出の具体的な方法の一例として、製造プロセスレシピとこのレシピによる処理結果との関係について、実験的に行い、またはシミュレーションを行って、この関係を予めデータベース化しておくことで、このデータベースに基づいてＣＰＵが最適な条件を自動的に選定算出する方法があげられる。このデータベースは、上記の断面検査情報、製造来歴情報、異物検査情報、パターン検査情報等の最新情報を逐次記録することで、最適製造条件の自動抽出の精度を上げることができる。
【００１９】
　断面検査を行った結果、良品と判断された場合については、断面検査を行ったウエハの断面穴部分を穴埋め処理した後で、半導体プロセスラインに再びこのウエハを戻し、引き続く処理を行う。この際、ウエハ内の断面検査を行ったチップは、後述するように、断面の加工態様の違いによってその後使用できるものと使用できないものとに分かれる。ここで、断面検査の結果が不良であった場合にも、穴埋めした後、このウエハの製造を継続することで、第ｎ＋１工程以降の製造プロセスのデバッグを早期に行うことが可能である。この穴埋めを行うことで、ウエハの製造及び断面検査以降に処理を行う製造プロセス装置に何ら影響を与えない。
【００２０】
　ウエハ内のどのチップを断面検査するかついては、種々の態様がある。ウエハ内の面内分布の均一性を調べるために、ウエハ内の複数の適当な位置のチップについて検査するか、もしくは検査対象チップをランダムに選択して断面検査を行う。ウエハ内の面内分布が均一ならば、ウエハ１枚につき１チップでもよい。
【００２１】
　チップ内の断面加工の位置は、次ぎのような３つの部分が考えられる。即ち、回路を形成する部分（例えば図７の（ａ）の加工された断面構造を参照。穴埋め処理した後にはこのチップは使用できない）、断面検査対象のチップを良品として取得すべく断面加工を行ってもデバイスの機能上問題のない部分（例えば、配線の一部を切除加工して検査するが、配線の導通には支障がないような加工断面。穴埋め後このチップは使用可）、例えばチップの周囲のスクライブレーンに形成した実際の配線を模擬したテストパターン部分（スクライブ・レーンのようにチップの外部に限らず、チップの断面検査と同一の検査結果を期待できるダミー配線部分であれば例えチップ内でもよい。穴埋め後チップは当然に使用可）、のいずれかの部分を選択する。
【００２２】
　次に、本発明の半導体製造システムの概略について述べる。図２は、本発明の半導体製造システムを表す図である。各種の製造装置１ないし４は、イオン注入装置、熱処理装置、酸化装置、エッチング装置、露光・現像装置、レジスト材料塗布装置、洗浄装置、ＣＭＰ装置等で構成する。これらの製造プロセス装置は、プロセスレシピデータベース５からのプロセスレシピに基づいて製造を行う。
【００２３】
　また、製造装置１ないし４には、プロセスモニタを内蔵しており、プロセス異常等の製造来歴情報を取得することができる。製造プロセスの任意の工程で、異物検査装置６によるウエハ上の異物の検査工程や、パターン検査装置７によるウエハ上の外観を検査工程を適宜設ける。第ｎ工程後にインライン断面検査を行うために、ウエハを断面加工装置８に搬送し、断面加工を行う。
【００２４】
　次に断面検査装置９により断面検査を行う。この断面検査情報から、プロセスの良否を判定し、不良であった場合には、この断面検査情報と、異物検査装置６やパターン検査装置７からの検査情報、第１工程から第ｎ工程までの製造来歴情報、ＣＡＤデータベース（図示せず）からの設計情報に基づいて、不良解析を行い、プロセスレシピデータベース５において、これ以降に製造するウエハの第１工程から第ｎ工程までの製造条件（例えば、プラズマ電力、ウエハ温度、プラズマ圧力、エッチング時間、成膜時間等）を人手により更新することで、対策を行う。
【００２５】
　前記人手による微調整、更新の外に、前述したようにＣＰＵによって、不良解析結果から最適な製造条件を自動的に抽出することもできる（予め実験により、またはシミュレーションにより種々の製造条件とその結果の関係をデータベース化して、ＣＰＵが最適の製造条件を抽出するもの）。断面検査の結果、良品と判断された場合は、断面穴埋め装置１０を用いてこのウエハの断面穴の埋め込みを行った後、このウエハを再び第（ｎ＋１）工程に戻し、製造プロセスを継続する
。また、前述したように不良と判断された場合でも、製造プロセスのデバッグを早期に行うために、再びラインに戻してもよい。
【００２６】
　次に、インライン断面検査及び断面穴埋めを行う装置について説明する。断面加工装置８の一例として、図３に本発明の断面加工装置である集束イオンビーム（Ｆｏｃｕｓｅｄ　Ｉｏｎ　Ｂｅａｍ＝ＦＩＢ）加工装置を表す図である。このＦＩＢ加工装置は、１０~6ないし１０~7Ｔｏｒｒに真空排気したイオンビームカラム２０内で、イオン源２１からイオンビーム２２を引き出し、イオンビーム２２を加速するための加速電極、イオンビーム２２を集束するための静電レンズ、イオンビーム２２の非点補正を行うスティグマ電極、イオンビーム２２を走査するためのデフレクタ電極とで構成するイオン光学系２３を介して、ウエハ２４上に照射して、スパッタリングにより所望の領域の除去加工を行う。１０~6ないし１０~7Ｔｏｒｒ程度に真空排気した試料室２５内では、ウエハ２４上の所望の領域にイオンビーム２２を照射できるように、試料を搭載するステージ２６を設ける。
【００２７】
　また、イオンビーム２２の照射により発生した２次粒子を、検出器２７により検出してウエハ２４の表面の画像を取り込み、加工の位置決めを行う。予め照射時間と加工深さとの関係を調べておき、この関係から、適正な照射時間を算出し、この時間に基づいて照射することで、所望の深さまで加工を行うことができる。イオンビームの照射イオン源２１としては、液体金属であるＧａを用いたり、製造プロセス装置の汚染やウエハ２４に照射したＧａ拡散によるウエハ汚染の制限が厳しい場合は、不活性ガスや、Ｎ2、Ｏ2、Ｉ2、等のプロセス非汚染型のイオン源を用いたりする。
【００２８】
　断面加工には、これ以外にも、ウエハ２４の近傍に配置したノズル（図示せず）から反応性ガスを供給して加工を増速させるＦＩＢアシストエッチング（ＦＩＢＡＥ）を用いることもできる。また、イオンビーム２２の代わりに、走査型電子ビームを用い、反応性ガスにより加工を行う電子ビームアシストエッチングも適用可能である。
【００２９】
　次に断面検査装置９によりウエハ２４の断面を観察し、製造プロセスにおいて発生したエッチング不良や、配線形成不良等の検査を行う。断面検査については、比較的分解能の高い画像を得ることができる電子ビームによるＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）観察を行うか、前述した断面加工装置８のＦＩＢにより観察を行う。また、ＡＥＳ（オージェ電子分光）やＩＭＡ（イオンマイクロアナリシス）等を用いて、断面の局所的な元素分析を行うこともできる。
【００３０】
　次に、このインライン断面検査を行ったウエハ２４を断面穴埋め装置１０に搬送して、断面穴を埋める。図４は、本発明の断面穴埋め装置であるレーザＣＶＤ装置を表す図である。この装置は、化合物材料ガスを供給しながらレーザを照射して熱分解や光分解により成膜するレーザＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を利用するものである。レーザ光源３０により発生させたレーザ３１を光学系３２により集光し、レーザ導入窓３３を介して、１０~5ないし１０~7Ｔｏｒｒに真空排気された真空チャンバ３４内に導入する。真空チャンバ３４内では、所望の位置にレーザが照射できるようウエハ２４を搭載したステージ３５を駆動させる。
【００３１】
　試料室全体にガスを導入する方式、もしくは試料近傍のガス圧力を高めるようにガスノズルにより供給する方式のいずれかを用いたガス供給系３６でＣＶＤガス３９を導入する。ガス導入中あるいは導入後に、ウエハ２４にレーザ３１を照射させて表面の熱反応もしくは光反応によるガス分子の分解により成膜を行う。断面加工穴３７に、レーザ３１あるいはステージ３５を走査し、適当な走査速度あるいは適当な走査回数でレーザ３１を照射して堆積膜３８を形成する。予め照射時間と堆積膜厚との関係を調べておき、この関係から、適正な照射時間を算出し、この時間に基づいて照射することで、所望の膜厚で成膜することができる。ここで、レーザ光源としては、Ａｒレーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ等を用いる。
【００３２】
　断面穴埋め装置１０は、レーザＣＶＤの他に荷電ビームによるＣＶＤも可能である。この一例として、ＦＩＢを用いたＦＩＢＣＶＤについて説明する。図５は、本発明の断面穴埋め装置であるＦＩＢＣＶＤ装置を表す図である。基本的な構成は、図３の断面加工装置８と同じであるため、説明は一部省略する。断面加工装置８と異なる部分は、試料室２５内にガス供給系を配した点である。断面加工穴にガス供給系３６を介してＣＶＤガス３９を供給し、イオンビーム２２をこの断面加工穴の領域にあわせて照射を行い、イオンビーム２２のエネルギによりこのＣＶＤガス３９を分解させて、堆積膜３８を形成する。
【００３３】
　予め照射時間と堆積膜厚との関係を調べておき、この関係から、適正な照射時間を算出し、この時間に基づいてイオンビーム２２を繰り返し走査して、照射することで、所望の膜厚で成膜することができる。イオン源にはＧａや、製造プロセス装置の汚染やウエハ２４に照射したＧａ拡散によるウエハ汚染の制限が厳しい場合は、不活性ガスや、Ｎ2、Ｏ2、Ｉ2、等のプロセス非汚染型を用いる。また、ＦＩＢの代わりに走査型電子ビームを用いた電子ビームＣＶＤ（ＥＢＣＶＤ）も可能である。
【００３４】
　また、断面穴埋め装置１０として、液体の成膜材料を微量塗布し、レーザ等による加熱、熱分解、光分解のいずれかの作用により成膜を行う液体塗布成膜装置について述べる。図６は本発明の断面穴埋め装置である液体塗布成膜装置を表す図である。大気中でウエハ２４を搭載するためのステージ４０を設置し、ピペット上下機構４１を有するガラスピペット４２の先端がウエハ２４の上方にくるようにする。予めガラスピペット４２の先端に液体材料４４を充填しておく。
【００３５】
　ガラスピペット４２の後端にはＮ2導入口４３を設け、ステージ４０及びピペ
ット上下機構４１を駆動してウエハ２４の所望の位置にガラスピペット４２の先端を接触させた後、Ｎ2圧力を印加して液体材料４４を吐出させ、表面張力を利用した適量の液溜まりを形成する。
【００３６】
　その後、レーザ等の光源４５を用いて、材料を固化させる。光源からの光を集光させるために、必要に応じて光学系４６を設けてもよい。Ｎ2の吐出圧力と液体材料の吐出量との関係、及び液体材料と析出膜厚との関係を予め調べておくことで所望の膜厚を得ることができる。また、本実施形態では、液体材料の吐出にＮ2を用いているが、液体材料を変質させないガスであれば代用可能である。
【００３７】
　次に断面の穴埋め方法と、堆積膜の材質によって決まるＣＶＤガス及び液体材料の選定について説明する。図７は、本発明の断面穴埋め方法と堆積膜材質の選定方法とを説明するための半導体の断面図である。断面検査は垂直断面部の配線状況を観察し易くするためにウエハのステージを傾斜させてその状態で観察を行うため、通常、図７の（ａ）に示すように、検査される垂直断面部に対向する断面部に階段状の穴を形成する。穴埋めを行うために、まず、断面加工時の荷電ビームの走査領域、ドーズ量、ビーム滞在時間、ドットピッチ、アシストガスの圧力及び流量等の加工条件と予め求めておいたスパッタ率とから加工穴寸法を求める。
【００３８】
　また、成膜条件と堆積膜厚の関係も予め求めておき、この関係と加工穴寸法に基づいて、周囲の高さと同程度になるように成膜条件を決定し、穴埋めを行う。このとき、穴埋めの高さの許容精度は、配線膜厚や層間膜厚程度が適当であり、およそ±２マイクロメータの範囲であれば問題ないが、製造プロセスによって許容範囲が異なるため、この限りではない。穴埋めの材質については、断面加工部の周囲の表面膜の材質がＳｉＯ2ならば、ＣＶＤガスとして、ＴＥＯＳ（テトラオルソエチルシリケート）もしくはＴＥＭＯＳ（テトラメチルオルソシリケート）、液体材料としては、ケイ素化合物及び添加剤を有機溶剤に溶解した液体、例えばＳＯＧ（Ｓｐｉｎ　ｏｎ　Ｇｒａｓｓ）等を用いて、ＳｉＯ2で成膜する。
【００３９】
　図７（ｂ）に示すように、断面加工部の周囲の表面膜の材質がＡｌならば、ＣＶＤガスとして、ＴＩＢＡ（トリイソブチルアルミ）、ＴＭＡ（トリメチルアルミ）などを用いて、Ａｌを析出させる。このほか、断面加工部の周囲の表面膜の材質がＷならば、材料ガスとしてＷのハロゲン化合物やＷ（ＣＯ）6（タングステンヘキサカルボニル）などが挙げられる。
【００４０】
　また、断面加工を行ったチップの電気的特性を損なわないように、配線露出による短絡を防ぐためのＳｉＯ2等の絶縁膜で穴埋めを行ったり、配線の電気抵抗を回復するためにＡｌ、Ｗ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｃｕ等の導体膜で埋め込んだりすることも効果的である。ここでは、加工穴の周囲の表面の材質と同じ材質による成膜について述べたが、構成元素の同じ材質で成膜することも有効である。また、構成元素の主成分が同じ材質で成膜することも有効である。
【００４１】
　次に、本発明の第２の実施形態について述べる。多層積層の半導体の製造において、層間絶縁膜により平坦化を行うことがある。このような平坦化膜を積層する直前に断面観察を行い、平坦化膜により断面加工穴を埋め込む方式について説明する。図８は、本発明の第２の実施形態の半導体製造方法のフローチャートである。図８では、平坦化の工程が、ＳｉＯ2析出用の材料であるＳＯＧ（Ｓｐｉｎ　ｏｎ　Ｇｒａｓｓ）塗布工程の場合について記載してある。第ｎ＋１工程がＳＯＧ塗布工程であるとすると、第ｎ工程の終了後に、断面検査を行い、前述したとおり不良解析を行い、必要に応じて第１工程から第ｎ工程までについて対策を講じる。良品であった場合、第ｎ＋１工程に戻すと、第ｎ＋１工程でＳＯＧ塗布により断面加工穴が埋め込まれるため、前記加工穴を埋め込む工程を特段設けるが必要ないといったメリットがある。
【００４２】
　図９は、ＳＯＧ塗布による断面穴埋め処理前後の半導体ウエハの断面図である。図に示すようにＳＯＧが断面穴に入り込み結果的に穴埋めを行うことになる。
【００４３】
　以上、第１及び第２の実施形態において、インライン断面検査について述べたが、これ以外にもインラインで配線修正する技術にも応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態の半導体製造方法のフローチャートである。
【図２】本発明の第１の実施形態実施の形態１の半導体製造システムを表す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態実施の形態１の断面加工装置である集束イオンビーム加工装置を表す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の断面穴埋め装置であるレーザＣＶＤ装置を表す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の断面穴埋め装置であるＦＩＢＣＶＤ装置を表す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の断面穴埋め装置である液体塗布成膜装置を表す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の断面穴埋め方法と堆積膜材質の選定方法とを説明する図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の半導体製造方法のフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態のＳＯＧ塗布による断面穴埋め処理前後の半導体ウエハの断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
　５…プロセスレシピデータベース　　６…異物検査装置　　７…パターン検査装置
　８…断面加工装置　　　９…断面検査公知　　１０…断面穴埋め装置　
　２０…イオンビームカラム　　　２１…イオン源　　　２２…イオンビーム
　２４…ウエハ　　　２６…ステージ　　　２７…検出器　　　３０…レーザ光源
　３６…ガス供給系　　　３７…断面加工穴　　　３８…堆積膜　　　３９…ＣＶＤガス
　４２…ガラスピペット　　４３…Ｎ2導入口　　　４４…液体材　　　４５…光源
　４６・・・光学系
【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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【手続補正書】
【提出日】平成15年10月10日(2003.10.10)
【手続補正１】
【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】
　本発明は、ＬＳＩ，ＤＲＡＭ等の半導体デバイスの製造方法に係り、特に、半導体デバイスの製造工程の途中において、この半導体デバイスを断面検査した後に、この観察した断面加工穴を埋め込んで、再びラインに戻して製造を続行するのに適した半導体デバイスの製造方法に関する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
　また、特開平６−２６０１２９号公報では、イオン源としてＧａを用いた集束イオンビームを照射した試料を再び製造ラインに戻すために、試料の特性に顕著な影響を及ぼさない気体元素のイオンビームを用いて、Ｇａの打ち込まれた部分を除去するか、前記気体イオンビーム、もしくはエネルギービームを用いてＧａの打ち込まれた部分を被覆するように有機金属膜を析出する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平７−３２０６７０号公報
【特許文献２】特開平６−２６０１２９号公報
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
　上記課題を解決するために、本発明では、半導体デバイスの製造方法において、　半導体デバイスの製造工程の途中の工程までの処理を施した半導体デバイスに集束イオンビームを照射し走査してこの半導体デバイスの一部を局所的に除去加工し、この一部を局所的に除去加工した半導体デバイスの除去加工した箇所の断面を観察し、この断面を観察した半導体デバイスの局所的に除去加工した箇所を埋め込み、この局所的に除去加工した箇所を埋め込んだ半導体デバイスを半導体デバイスの製造工程に戻して途中の工程以降の処理を行うようにした。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
　また、本発明では、半導体デバイスの製造方法において、半導体デバイスの製造工程の途中の工程までの処理を施した半導体デバイスに集束イオンビームを照射し走査してこの半導体デバイスの一部を局所的に除去加工し、この一部を局所的に除去加工した半導体デバイスの除去加工した箇所の断面を観察し、この断面を観察した半導体デバイスの局所的に除去加工した箇所の近傍に局所的に材料ガスを供給しながら集束イオンビームを照射し走査して局所的に絶縁膜を成膜することにより除去加工した箇所を絶縁膜で埋め込み、この局所的に除去加工した箇所を絶縁膜で埋め込んだ半導体デバイスを半導体デバイスの製造工程に戻して前記途中の工程工の処理を行うようにした。更に、本発明では、半導体デバイスの製造方法において、半導体デバイスの製造工程の途中の工程までの処理を施した半導体デバイスを集束イオンビーム加工装置の内部にセットし、この内部にセットした半導体デバイスに集束イオンビーム加工装置により集束イオンビームを照射し走査して半導体デバイスから発生した２次粒子を検出することにより半導体デバイスの表面の画像を取得し、この取得した画像を用いて半導体デバイスの加工位置を決め、この決めた加工位置に集束イオンビーム加工装置により集束イオンビームを照射し走査して半導体デバイスの加工位置を局所的に除去加工し、半導体デバイスの除去加工した箇所の断面を観察し、集束イオンビーム加工装置の内部に材料ガスを供給しながら半導体デバイスの局所的に除去加工した箇所に集束イオンビームを照射し走査して局所的に除去加工した箇所に成膜してこの除去加工した箇所を埋め込み、この除去加工した箇所を埋め込んだ半導体デバイスを半導体デバイスの製造工程に戻して途中の工程以降の処理を行うようにした。