JPH0687478B2 - 配線層の検査方法 - Google Patents
配線層の検査方法Info
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- JPH0687478B2 JPH0687478B2 JP26711487A JP26711487A JPH0687478B2 JP H0687478 B2 JPH0687478 B2 JP H0687478B2 JP 26711487 A JP26711487 A JP 26711487A JP 26711487 A JP26711487 A JP 26711487A JP H0687478 B2 JPH0687478 B2 JP H0687478B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体基板上に形成された配線層の被覆状態を検査する
方法に関する。
方法に関する。
迅速に，金属配線層の被覆状態の良否を判定し，不良基
板を除去するか，または再処理することを目的とし， 半導体基板上に配線層を形成後，該基板の裏面より波長
1.3〜６μｍの赤外光を含む光を照射し，該基板を透過
する光を赤外検出器で検出し，透過光により該配線層の
被覆状態を検査するように構成する。
板を除去するか，または再処理することを目的とし， 半導体基板上に配線層を形成後，該基板の裏面より波長
1.3〜６μｍの赤外光を含む光を照射し，該基板を透過
する光を赤外検出器で検出し，透過光により該配線層の
被覆状態を検査するように構成する。
本発明は半導体基板上に形成された配線層の被覆状態を
検査する方法に関する。
検査する方法に関する。
第３図はコンタクトホールの段差被覆を説明する基板断
面図である。
面図である。
図において,1はSi基板,2はフィードSiO2層,3はゲートSi
O2層,4はゲートポリSi層,5はPSG層間絶縁層,6はコンタ
クトホール,7はA1配線層である。
O2層,4はゲートポリSi層,5はPSG層間絶縁層,6はコンタ
クトホール,7はA1配線層である。
第４図は配線交差部の段差被覆を説明する基板断面図で
ある。
ある。
図において,1はSi基板,7は下層A1配線層,8はPSG層間絶
縁層,9は上層A1配線層である。
縁層,9は上層A1配線層である。
集積回路のウエハプロセスにおいて，第３図に示される
ように電極引き出し用のコンタクトホール６上（Ａ部）
や，第４図のように２本の配線7,9が絶縁層を介して交
差する部分（Ｂ部）で，配線層の被覆が薄くなり，甚だ
しい場合は断線を生ずることがある。
ように電極引き出し用のコンタクトホール６上（Ａ部）
や，第４図のように２本の配線7,9が絶縁層を介して交
差する部分（Ｂ部）で，配線層の被覆が薄くなり，甚だ
しい場合は断線を生ずることがある。
このような段差被覆を改善する方法として，層間絶縁層
に燐珪酸ガラス（PSG）を用い，これをリフローする方
法が用いられている。
に燐珪酸ガラス（PSG）を用い，これをリフローする方
法が用いられている。
この方法はPSGを基板上に堆積し，第３図の場合はコン
タクトホールの窓開けをした後,1050℃以上に加熱する
と,PSGは流動し，コンタクトホールの急峻な段差をなだ
らかにする。
タクトホールの窓開けをした後,1050℃以上に加熱する
と,PSGは流動し，コンタクトホールの急峻な段差をなだ
らかにする。
しかし，この方法ではデバイスの微細化が進んで，コン
タクトホールの直径が0.5μｍ程度になると，流動によ
り孔が塞がってしまうという問題がある。
タクトホールの直径が0.5μｍ程度になると，流動によ
り孔が塞がってしまうという問題がある。
また，微細化に伴ってプロセスの低温化が必要になり,1
050℃以上に加熱ができなくなってきている。
050℃以上に加熱ができなくなってきている。
さらに第４図の場合は下層配線がA1であるため，上層配
線の段差被覆改善のためのPSGのリフローは困難であ
る。これはA1は500℃程度でPSG,或いはSiO2と激しく反
応して，下層配線に障害を生ずるためである。
線の段差被覆改善のためのPSGのリフローは困難であ
る。これはA1は500℃程度でPSG,或いはSiO2と激しく反
応して，下層配線に障害を生ずるためである。
一方，リフロー温度を下げるため,Pbを含ませたSiO
2や，燐濃度を増やしたPSGが用いられることもあるが，
これらのものは吸湿性が増し，集積回路の特性を劣化さ
せる原因になる。
2や，燐濃度を増やしたPSGが用いられることもあるが，
これらのものは吸湿性が増し，集積回路の特性を劣化さ
せる原因になる。
また，段差被覆の改善に，エッチングにより段差に丸み
を持たせる方法がある。しかし，その制御は非常に不安
定なものである。
を持たせる方法がある。しかし，その制御は非常に不安
定なものである。
しかしながら，以上述べた種々の段差被覆改善方法は，
すべての製造ロットにわたって完全無欠にすることは極
めて困難である。
すべての製造ロットにわたって完全無欠にすることは極
めて困難である。
そこで，本発明は，金属配線層を基板上に堆積直後に，
段差被覆の不良個所を検出し，エッチングや堆積のプロ
セスを再度行って不良基板を修正するか，或いは不良基
板に対して後工程が行われる損失を避けることを目的と
する。
段差被覆の不良個所を検出し，エッチングや堆積のプロ
セスを再度行って不良基板を修正するか，或いは不良基
板に対して後工程が行われる損失を避けることを目的と
する。
上記問題点の解決は，半導体基板上に配線層を形成後，
該基板の裏面より波長1.3〜６μｍの赤外光を含む光を
照射し，該基板を透過する光を赤外検出器で検出し，透
過光により該配線層の被覆状態を検査する方法により達
成される。
該基板の裏面より波長1.3〜６μｍの赤外光を含む光を
照射し，該基板を透過する光を赤外検出器で検出し，透
過光により該配線層の被覆状態を検査する方法により達
成される。
第１図は本発明を説明する半導体基板の断面図である。
図において,1はSi基板,2はフィールドSiO2層,3はゲート
SiO2層,4はゲートポリSi層,5はPSG層間絶縁層,6はコン
タクトホール,7はA1配線層である。
SiO2層,4はゲートポリSi層,5はPSG層間絶縁層,6はコン
タクトホール,7はA1配線層である。
本発明は,A1配線層７を基板の表面側全面に堆積後，そ
の配線層のパターニング前にSi基板１の裏面より赤外光
（IR）を照射し，矢印で示される漏洩赤外光を検出して
断線の有無を判定するものである。
の配線層のパターニング前にSi基板１の裏面より赤外光
（IR）を照射し，矢印で示される漏洩赤外光を検出して
断線の有無を判定するものである。
ここで，赤外光は波長1.3〜６μｍを含むものを用いる
と,Si,SiO2,PSG等はこの波長範囲の赤外光はよく透過
し,A1はどの波長の赤外光も透過しない。
と,Si,SiO2,PSG等はこの波長範囲の赤外光はよく透過
し,A1はどの波長の赤外光も透過しない。
一般に，半導体装置は配線金属以外は単結晶および多結
晶Siと,CVD−PSGや,CVD−SiO2や，熱酸化SiO2のような
主成分がSiO2からなる膜よりなっている。
晶Siと,CVD−PSGや,CVD−SiO2や，熱酸化SiO2のような
主成分がSiO2からなる膜よりなっている。
これに対して,Siの透過率は波長が1.3μｍ付近で大きく
変化し1.3μｍ以上で増加し，一方SiO2の透過率は６μ
ｍ以上で大きく減少する。
変化し1.3μｍ以上で増加し，一方SiO2の透過率は６μ
ｍ以上で大きく減少する。
透過率を測定した一例をあげると，次のようである。
波長（μｍ） 1 1.5〜４ 10 透過率Si 0.2 99 70 （％）SiO2 90 90 3 PSG 90 90 3 A1 0.0 0.0 0.0 但し，膜厚は,Si:300,SiO2:70,PSG:300,A1:μｍであ
る。
る。
上表より,Siの厚さが300μm,SiO2の厚さが高々10μｍの
半導体装置であれば，波長1.5〜４μｍの赤外光は金属
膜がなければ90％以上が透過し,1μｍのA1膜があると透
過率は0.0％となることが分かる。
半導体装置であれば，波長1.5〜４μｍの赤外光は金属
膜がなければ90％以上が透過し,1μｍのA1膜があると透
過率は0.0％となることが分かる。
上記の測定結果は,1.5〜４μｍの波長範囲で行ったが，
上述の理由により1.3〜６μｍの波長範囲でも略同等に
近い効果がある。
上述の理由により1.3〜６μｍの波長範囲でも略同等に
近い効果がある。
第２図は本発明の一実施例を説明する装置の構成図であ
る。
る。
図において，ランプハウス11より出た赤外光はミラー12
で反射して半導体基板13の裏面に入射される。
で反射して半導体基板13の裏面に入射される。
半導体基板13を透過した光は結像レンズ14により結像面
15上に結像され，結像面15に置かれた赤外検出器16によ
り検出されアンプ17で増幅して出力される。
15上に結像され，結像面15に置かれた赤外検出器16によ
り検出されアンプ17で増幅して出力される。
また，図示していないが基板13と結像レンズ14の間にチ
ョッパをおいて，赤外検出器16の出力を交流増幅するこ
ともできる。
ョッパをおいて，赤外検出器16の出力を交流増幅するこ
ともできる。
この場合、基板表面全域を結像レンズ14で縮小して赤外
検出器16の感光板上に結像させる。
検出器16の感光板上に結像させる。
ランプハウス11より出る赤外光は1.3〜６μｍの波長範
囲内の特定の波長の単色光であってもよく，またこの範
囲内の複数の単色光であってもよい。さらに，この範囲
内の光以外の赤外，可視，紫外光が含まれていても，こ
れらの光は金属膜を透過できないので，本発明を実施す
る上で障害となることはない。
囲内の特定の波長の単色光であってもよく，またこの範
囲内の複数の単色光であってもよい。さらに，この範囲
内の光以外の赤外，可視，紫外光が含まれていても，こ
れらの光は金属膜を透過できないので，本発明を実施す
る上で障害となることはない。
ランプハウス11は，例えば沃素（Ｉ）を封入したタング
テンランプを用いる。この場合の発光スペクトルは，波
長が0.2μｍ以上になると立ち上がり１μｍ近傍でピー
クになり，波長の増加ととに漸減する連続スペクトルで
ある。
テンランプを用いる。この場合の発光スペクトルは，波
長が0.2μｍ以上になると立ち上がり１μｍ近傍でピー
クになり，波長の増加ととに漸減する連続スペクトルで
ある。
赤外検出器16は,HgCdTe系の化合物半導体を用いた光起
電力素子，またはPb薄膜をガラス基板に被着した光伝導
素子を用いる。
電力素子，またはPb薄膜をガラス基板に被着した光伝導
素子を用いる。
いま，赤外検出器16の素子を１個使用した場合は,A1膜
のカバレージの悪い場所の数，あるいは悪さの程度に応
じてアンプ17の出力電圧がアナログに変化する。
のカバレージの悪い場所の数，あるいは悪さの程度に応
じてアンプ17の出力電圧がアナログに変化する。
一方，赤外検出器16の素子を多数アレイ状に並べたもの
を用いれば，結像面15には基板13の像が得られるので，
アンプ17の出力をコンピュータ処理して基板13のどの場
所がカバレージ不良であるかをマップ化することもでき
る。
を用いれば，結像面15には基板13の像が得られるので，
アンプ17の出力をコンピュータ処理して基板13のどの場
所がカバレージ不良であるかをマップ化することもでき
る。
以上詳細に説明したように本発明によれば，迅速に，金
属配線層の被覆状態の良否を判定することができる。
属配線層の被覆状態の良否を判定することができる。
従って，不良基板を除去することにより，後工程を行う
ことによる損失を除き，または不良基板を再処理するこ
とにより良品基板に変えることができる。
ことによる損失を除き，または不良基板を再処理するこ
とにより良品基板に変えることができる。
第１図は本発明を説明する半導体基板の断面図， 第２図は本発明の一実施例を説明する装置の構成図， 第３図はコンタクトホールの段差被覆を説明する基板断
面図， 第４図は配線交差部の段差被覆を説明する基板断面図で
ある。 図において， １はSi基板， ２はフィールドSiO2層， ３はゲートSiO2層， ４はゲートポリSi層， ５はPSG層間絶縁層， ６はコンタクトホール， ７はA1配線層， 11はランプハウス， 12はミラー， 13は半導体基板， 14は結像レンズ， 15は結像面， 16は赤外検出器， 17はアンプ である。
面図， 第４図は配線交差部の段差被覆を説明する基板断面図で
ある。 図において， １はSi基板， ２はフィールドSiO2層， ３はゲートSiO2層， ４はゲートポリSi層， ５はPSG層間絶縁層， ６はコンタクトホール， ７はA1配線層， 11はランプハウス， 12はミラー， 13は半導体基板， 14は結像レンズ， 15は結像面， 16は赤外検出器， 17はアンプ である。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板上に配線層を形成後，該基板の
裏面より波長1.3〜６μｍの赤外光を含む光を照射し，
該基板を透過する光を赤外検出器で検出し，透過光によ
り該配線層の被覆状態を検査することを特徴とする配線
層の検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26711487A JPH0687478B2 (ja) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | 配線層の検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26711487A JPH0687478B2 (ja) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | 配線層の検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01109735A JPH01109735A (ja) | 1989-04-26 |
| JPH0687478B2 true JPH0687478B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=17440258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26711487A Expired - Lifetime JPH0687478B2 (ja) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | 配線層の検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0687478B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3300479B2 (ja) * | 1993-07-19 | 2002-07-08 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体デバイス検査システム |
| JP3478612B2 (ja) * | 1993-11-16 | 2003-12-15 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体デバイス検査システム |
| US6002792A (en) * | 1993-11-16 | 1999-12-14 | Hamamatsu Photonics Kk | Semiconductor device inspection system |
| JP2002083265A (ja) * | 2000-09-05 | 2002-03-22 | Nidek Co Ltd | 半導体ウエハ用文字認識装置及び文字認識用光学ユニット |
-
1987
- 1987-10-22 JP JP26711487A patent/JPH0687478B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01109735A (ja) | 1989-04-26 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
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