JP2002118158A - Method and apparatus for inspecting circuit pattern - Google Patents

Method and apparatus for inspecting circuit pattern

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JP2002118158A
JP2002118158A JP2001210150A JP2001210150A JP2002118158A JP 2002118158 A JP2002118158 A JP 2002118158A JP 2001210150 A JP2001210150 A JP 2001210150A JP 2001210150 A JP2001210150 A JP 2001210150A JP 2002118158 A JP2002118158 A JP 2002118158A
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Takashi Hiroi
高志 広井
Kazushi Yoshimura
和士 吉村
Aritoshi Sugimoto
有俊 杉本
Haruo Yoda
晴夫 依田
Katsuhiro Kuroda
勝廣 黒田
Yasutsugu Usami
康継 宇佐見
Maki Tanaka
麻紀 田中
Yutaka Kaneko
金子  豊
Hiroshi Toyama
遠山  博
Tadao Ino
忠雄 伊野
Yusuke Yajima
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Masaaki Ando
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable high-speed, stable, and accurate inspection of circuit pattern having insulating materials in a method for inspection by detecting a defect, contamination, residue, or the like appearing on the circuit pattern of a semiconductor-device wafer, by radiating an electron beam onto the wafer and comparing the secondary electron image with a reference image. SOLUTION: A high-current electron beam 19 is radiated only at one time or several times of short time duration onto the wafer 9 to be inspected to form an electron beam image before the electric potentials of the circuit pattern materials change. Besides, in addition to the first electron beam for forming the image for the inspection, a second charged-particle beam 104 is radiated beforehand onto the wafer 9 to be inspected to conduct the inspection after the condition of the electric potentials of the circuit pattern materials are stabilized. The secondary-electron detection signal is digitized and transferred to efficiently obtain a high-quality electron-beam image with a high S/N ratio.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置や液晶等
微細な回路パターンを有する基板製造方法及び装置に係
わり、特に半導体装置やフォトマスクのパターン検査技
術に係わり、半導体装置製造過程途中のウエハ上のパタ
ーン検査技術、電子線を使用して比較検査する技術に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a substrate having a fine circuit pattern such as a semiconductor device or a liquid crystal, and more particularly to a technique for inspecting a pattern of a semiconductor device or a photomask. The present invention relates to a pattern inspection technology and a comparative inspection technology using an electron beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体ウエハの検査を一例として説明す
る。
2. Description of the Related Art An inspection of a semiconductor wafer will be described as an example.

【0003】半導体装置は、半導体ウエハ上にホトマス
クに形成されたパターンをリソグラフィー処理およびエ
ッチング処理により転写する工程を繰り返すことにより
製造される。半導体装置の製造過程において、リソグラ
フィー処理やエッチング処理その他の良否、異物発生等
は、半導体装置の歩留まりに大きく影響を及ぼすため、
異常や不良発生を早期にあるいは事前に検知するために
製造過程の半導体ウエハ上のパターンを検査する方法は
従来から実施されている。
A semiconductor device is manufactured by repeating a process of transferring a pattern formed on a semiconductor wafer on a photomask by a lithography process and an etching process. In the manufacturing process of the semiconductor device, the quality of the lithography process and the etching process and the like, the generation of foreign matter, etc., greatly affect the yield of the semiconductor device,
2. Description of the Related Art A method of inspecting a pattern on a semiconductor wafer in a manufacturing process in order to detect abnormality or defect occurrence early or in advance has been conventionally implemented.

【0004】半導体ウエハ上のパターンに存在する欠陥
を検査する方法としては、半導体ウエハに白色光を照射
し、光学画像を用いて複数のLSIの同種の回路パター
ンを比較する欠陥検査装置が実用化されており、検査方
式の概要は「月間セミコンダクタワールド」1995年8月
号pp96-99に述べられている。また、光学画像を用いた
検査方法では、特開平3-167456号公報に記載されている
ように、基板上の光学照明された領域を時間遅延積分セ
ンサで結像し、その画像と予め入力されている設計特性
を比較することにより欠陥を検出する方式や、特公平6-
58220号公報に記載されているように、画像取得時の画
像劣化をモニタしそれを画像検出時に補正することによ
り安定した光学画像での比較検査を行う方法が開示され
ている。このような光学式の検査方式で製造過程におけ
る半導体ウエハを検査した場合、光が透過してしまうシ
リコン酸化膜や感光性フォトレジスト材料を表面に有す
るパターンの残渣や欠陥は検出できなかった。また、光
学系の分解能以下となるエッチング残りや微小導通穴の
非開口不良は検出できなかった。さらに、配線パターン
の段差底部に発生した欠陥は検出できなかった。
As a method of inspecting a defect present in a pattern on a semiconductor wafer, a defect inspection apparatus that irradiates a semiconductor wafer with white light and compares the same circuit patterns of a plurality of LSIs using an optical image has been put into practical use. The outline of the inspection method is described in "Monthly Semiconductor World", August 1995, pp96-99. In the inspection method using an optical image, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-167456, an optically illuminated region on a substrate is imaged by a time delay integration sensor, and the image is input in advance. A method of detecting defects by comparing design characteristics
As described in Japanese Patent No. 58220, there is disclosed a method of performing a comparative inspection with a stable optical image by monitoring image deterioration at the time of image acquisition and correcting it at the time of image detection. When a semiconductor wafer in a manufacturing process is inspected by such an optical inspection method, no residue or defect of a pattern having a surface of a silicon oxide film or a photosensitive photoresist material through which light is transmitted cannot be detected. In addition, it was not possible to detect an unetched residue or a non-opening defect in a minute conduction hole, which was lower than the resolution of the optical system. Furthermore, a defect generated at the bottom of the step of the wiring pattern could not be detected.

【0005】上記のように、回路パターンの微細化や回
路パターン形状の複雑化、材料の多様化に伴い、光学画
像による欠陥検出が困難になってきたため、光学画像よ
りも分解能の高い電子線画像を用いて回路パターンを比
較検査する方法が提案されてきている。電子線画像によ
り回路パターンを比較検査する場合に、実用的な検査時
間を得るためには走査電子顕微鏡(Scanning Electron
Microscopy、以下SEMと略す)による観察と比べて非常
に高速に画像を取得する必要がある。そして、高速で取
得した画像の分解能と画像のSN比を確保する必要があ
る。
[0005] As described above, with the miniaturization of circuit patterns, the complexity of circuit pattern shapes, and the diversification of materials, it has become difficult to detect defects by optical images, and thus electron beam images having higher resolution than optical images. There has been proposed a method of comparing and inspecting a circuit pattern by using the method. In order to obtain a practical inspection time when comparing and inspecting a circuit pattern using an electron beam image, a scanning electron microscope (Scanning Electron) is required.
It is necessary to acquire an image at a very high speed as compared with observation by Microscopy (hereinafter abbreviated as SEM). Then, it is necessary to ensure the resolution of the image acquired at high speed and the SN ratio of the image.

【0006】電子線を用いたパターンの比較検査装置と
して、J. Vac. Sci. Tech. B, Vol. 9, No.6, pp. 3005
- 3009(1991)、J. Vac. Sci. Tech. B, Vol. 10, N
o.6, pp. 2804 - 2808(1992)、および特開平5-258703
号公報とUSP5,502,306に、通常のSEMの100倍以上(10nA
以上)の電子線電流をもった電子線を導電性基板(X線
マスク等)に照射し、発生する二次電子・反射電子・透
過電子のいずれかを検出し、その信号から形成された画
像を比較検査することにより欠陥を自動検出する方法が
開示されている。
As an apparatus for comparing and inspecting patterns using an electron beam, J. Vac. Sci. Tech. B, Vol. 9, No. 6, pp. 3005
-3009 (1991), J. Vac. Sci. Tech. B, Vol. 10, N
o.6, pp. 2804-2808 (1992), and JP-A-5-258703
And USP 5,502,306, it is more than 100 times (10nA
An electron beam having the above electron beam current is irradiated onto a conductive substrate (such as an X-ray mask), and any of secondary electrons, reflected electrons, or transmitted electrons generated is detected, and an image formed from the signal is detected. There is disclosed a method of automatically detecting a defect by comparing and inspecting the defects.

【0007】また、絶縁物を有する回路基板を電子線で
検査あるいは観察する方法としては、特開昭59-155941
号公報および「電子、イオンビームハンドブック」(日
刊工業新聞社)pp622-623に、帯電の影響を少なくする
ために2keV以下の低加速電子線照射により安定な画像を
取得する方法開示されている。さらに、特開平2-15546
号公報には半導体基板の裏からイオンを照射する方法、
特開平6-338280号公報には光を半導体基板の表面に照射
することにより、絶縁物への帯電を打ち消す方法が開示
されている。
A method for inspecting or observing a circuit board having an insulator with an electron beam is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-155941.
Japanese Patent Application Publication and "Electron, Ion Beam Handbook" (Nikkan Kogyo Shimbun), pp. 622-623, discloses a method of acquiring a stable image by irradiating a low-acceleration electron beam of 2 keV or less to reduce the influence of charging. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2-15546
Japanese Patent Laid-Open Publication No. H10-181605 discloses a method of irradiating ions from the back of a semiconductor substrate,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-338280 discloses a method of irradiating light to the surface of a semiconductor substrate to cancel the charge on the insulator.

【0008】また、大電流でなおかつ低加速の電子線で
は、空間電荷効果により高分解能な画像を得ることが困
難となるが、これを解決する方法として、特開平5-2587
03号公報に、試料直前で高加速電子線を減速し、試料上
で実質的に低加速電子線として照射する方法が開示され
ている。
In the case of an electron beam having a large current and a low acceleration, it is difficult to obtain a high-resolution image due to the space charge effect.
No. 03 discloses a method of decelerating a high acceleration electron beam immediately before a sample and irradiating the sample with a substantially low acceleration electron beam.

【0009】高速に電子線画像を取得する方法として
は、試料台を連続的に移動しながら試料台上の半導体ウ
エハに電子線を連続照射し取得する方法が特開昭59-160
948号および特開平5-258703号公報に開示されている。
また、従来のSEMで用いられてきた二次電子の検出装置
として、シンチレータ(Al蒸着された蛍光体)とライト
ガイドと光電子増倍管による構成が用いられているが、
このタイプの検出装置は、蛍光体による発光を検出する
ため、周波数応答性が悪く、高速に電子線画像形成する
には不適切である。この問題を解決するために、高周波
の二次電子信号を検出する検出装置として、半導体検出
器を用いた検出手段が特開平5-258703号公報に開示され
ている。
As a method of acquiring an electron beam image at high speed, a method of continuously irradiating a semiconductor wafer on a sample stage with an electron beam while continuously moving the sample stage to acquire the image is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-160.
No. 948 and JP-A-5-258703.
In addition, as a secondary electron detection device used in the conventional SEM, a configuration using a scintillator (a phosphor on which Al is deposited), a light guide, and a photomultiplier tube is used.
This type of detection device has poor frequency response and is unsuitable for high-speed electron beam image formation because it detects light emitted by a phosphor. To solve this problem, Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-258703 discloses a detecting device using a semiconductor detector as a detecting device for detecting a high-frequency secondary electron signal.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとしている課題】上記従来技術の光
学式検査方式を用いて、微細構造の半導体装置の製造過
程における回路パターンを検査した場合、光学的に透過
材質でかつ検査に用いる光学波長と屈折率に依存した光
学距離が十分小さいシリコン酸化膜や、感光性レジスト
材料等の残渣は検出できず、又、線状で短辺の幅が光学
系の分解能以下となるエッチング残りや、微小導通孔の
非開口不良の検出が困難であった。
When a circuit pattern is inspected in the process of manufacturing a semiconductor device having a fine structure by using the above-described optical inspection method of the prior art, an optical wavelength which is an optically transparent material and is used for the inspection. Residues such as silicon oxide films and photosensitive resist materials whose optical distance depends on the refractive index are sufficiently small cannot be detected. It was difficult to detect non-opening defects of holes.

【0011】一方、SEMを利用した観察および検査にお
いては、以下に述べる二つの問題点がある。一つは従来
のSEMによる電子線画像の形成方法では極めて長い時間
を要するため、半導体ウエハ全面にわたって回路パター
ンを検査すると極めて膨大な時間を要する。従って、半
導体装置の製造工程等において実用的なスループットを
得るために非常に高速に電子線画像を取得する必要があ
った。また、高速に取得した電子線画像のSN比を確保
し、且つ所定の精度を維持する必要があった。
On the other hand, observation and inspection using an SEM have the following two problems. One is that the conventional method of forming an electron beam image by SEM requires an extremely long time, and therefore, it takes an enormous amount of time to inspect a circuit pattern over the entire surface of a semiconductor wafer. Therefore, it has been necessary to acquire an electron beam image at a very high speed in order to obtain a practical throughput in a semiconductor device manufacturing process or the like. Further, it is necessary to secure the SN ratio of the electron beam image acquired at high speed and to maintain a predetermined accuracy.

【0012】もう一つの問題点は、検査対象である回路
パターンを構成する材料が感光レジストやシリコン酸化
膜等の絶縁性を有する材料によって形成された場合、お
よび絶縁性を有する材料と導電性を有する材料が混在し
て形成された場合には、電子線による検査で安定した輝
度の画像を得ることと、所定の検査精度を得ることが困
難であった。これは、物質に電子線を照射するとその部
分から二次電子が発生するが、照射した電流値と二次電
子電流値は等しくないため、検査対象が絶縁物の場合は
帯電する。帯電が発生するとその部分からの二次電子発
生効率や発生した後の二次電子の軌道が影響を受け、画
像の明暗が変化してしまうと同時に、画像が実際の回路
パターンの形状を反映せず歪んでしまう。この帯電状態
は、電子線の照射条件に敏感であり、電子線の照射速度
や照射範囲を変えると同一の箇所の同一の回路パターン
でもまったく異なるコントラストを持った画像となって
しまう。
Another problem is that the material constituting the circuit pattern to be inspected is formed of an insulating material such as a photosensitive resist or a silicon oxide film. In the case where these materials are mixedly formed, it is difficult to obtain an image with stable luminance in an inspection using an electron beam and to obtain a predetermined inspection accuracy. This is because when a material is irradiated with an electron beam, secondary electrons are generated from that part, but since the irradiated current value is not equal to the secondary electron current value, the material is charged when the inspection target is an insulator. When charging occurs, the efficiency of secondary electron generation from that part and the trajectory of secondary electrons after generation are affected, changing the brightness of the image and simultaneously reflecting the shape of the actual circuit pattern in the image. It is distorted. This charged state is sensitive to the irradiation condition of the electron beam, and if the irradiation speed or the irradiation range of the electron beam is changed, an image having a completely different contrast will be obtained even with the same circuit pattern at the same place.

【0013】上記従来技術に記載したように、光学式検
査方式では検出できない欠陥を検出するために、特開昭
59-160948号および特開平5-258703号公報に電子線を導
電性基板に照射し電子線画像を取得して比較検査する方
法として、細く絞った電子線を高速に試料基板に照射し
て検査する方法が開示されている。しかし、本従来技術
では、絶縁物等の材料に対して検査条件を調整する方法
は記載されていない。また、別の従来技術である特開昭
59-155941号公報には、絶縁物を有する基板を観察する
ために、試料基板に照射する一次電子線を減速して照射
エネルギーを低加速、例えば2keV以下する方法が記載さ
れている。しかし、この従来技術は、ある局所領域につ
いて連続的に電子線を照射し、該局所領域の帯電が安定
してから画像を取得するという方法であり、電子線画像
取得に長時間を要するため高速に広い領域を検査するに
は適さない。また、局所領域内の帯電は安定しても、比
較すべき別の領域を同様な帯電の状態に制御するのは困
難であり、例えば半導体ウエハ等の広い領域を検査する
ことは困難であった。
As described in the above prior art, in order to detect a defect that cannot be detected by the optical inspection method, Japanese Patent Application Laid-Open
59-160948 and JP-A-5-258703 discloses a method for irradiating a conductive substrate with an electron beam to acquire an electron beam image and performing comparative inspection. A method for doing so is disclosed. However, this prior art does not describe a method for adjusting inspection conditions for a material such as an insulator. Also, another prior art, Japanese Unexamined Patent Publication No.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-155941 discloses a method for observing a substrate having an insulator, in which a primary electron beam applied to a sample substrate is decelerated to lower the irradiation energy to a low acceleration, for example, 2 keV or less. However, this conventional technique is a method of continuously irradiating an electron beam in a certain local area and obtaining an image after the local area is stabilized in charge. Not suitable for testing large areas. Further, even if the charge in the local area is stable, it is difficult to control another area to be compared to a similar charge state, and it is difficult to inspect a wide area such as a semiconductor wafer. .

【0014】従来のSEMのように電子線電流の少ない細
く絞った電子線を試料にゆっくり照射し、信号検出も長
時間かけて行う場合、比較検査に必要なSN比を得るため
に、単位画素あたりの検出時間に検出された信号を積分
して該単位画素の画像信号とする。既に述べたように、
帯電は照射時間によって経時的に状態が変わるため、積
分している間の画像信号が変化し、安定したコントラス
トを得ることが困難である。本発明者らは、このような
絶縁材料を有する回路基板を検査する方法として、安定
したコントラストを得るために、二次電子信号の検出時
間を十分短くし、上記積分等の処理によるコントラスト
変動をなくすとともに、帯電による経時変化の影響を抑
制することが効果があることを見出した。また、本発明
者らは従来技術のSEMにように5nm〜10nmと細く絞った電
子線で取得する形状の輪郭情報による電子線画像より
も、50nm〜10nm程度の太い電子線を高速に試料に照射し
瞬時に画像を取得することにより、試料の材料の二次電
子発生効率によって生ずるコントラストの電子線画像の
方が適していることを見出した。このように、従来技術
と比べて太い電子線を高速に走査し、瞬時に材料によっ
て生じる明暗コントラストの電子線画像を取得し、且つ
本電子線画像が画像の比較検査に十分対応できるSN比た
分解能を確保することが本発明の課題である。
When a sample is slowly irradiated with a narrow and narrow electron beam having a small electron beam current as in a conventional SEM, and signal detection is also performed over a long period of time, a unit pixel is required to obtain an S / N ratio required for comparative inspection. The signal detected during the detection time per is integrated to obtain an image signal of the unit pixel. As already mentioned,
Since the state of charging changes with time according to the irradiation time, the image signal changes during integration, and it is difficult to obtain a stable contrast. As a method for inspecting a circuit board having such an insulating material, the present inventors have set the detection time of the secondary electron signal to be sufficiently short to obtain a stable contrast, and to reduce the contrast fluctuation due to the integration and other processes. It has been found that it is effective to suppress the influence of the change with time due to charging as well as to eliminate it. In addition, the present inventors have found that a thick electron beam of about 50 nm to 10 nm can be used as a sample at a higher speed than an electron beam image based on contour information of a shape obtained with an electron beam narrowed down to 5 nm to 10 nm as in a conventional SEM. By irradiating and acquiring an image instantly, it was found that an electron beam image having a contrast generated by the secondary electron generation efficiency of the sample material was more suitable. Thus, compared with the prior art, a thicker electron beam is scanned at a higher speed, an electron beam image of light-dark contrast generated by the material is obtained instantaneously, and the S / N ratio of the present electron beam image is sufficient for the comparative inspection of the image. It is an object of the present invention to ensure the resolution.

【0015】このように、高速に電子線を照射し、高速
に信号を検出し、且つ電子線画像のSN比や分解能を確保
するためには、上記従来技術に記載したように、通常の
SEMよりも電子線電流の大きい電子ビームを被検査基板
に照射する必要がある。上記従来技術に記載したよう
に、大電流でなおかつ低加速の電子線では、空間電荷効
果により高分解能な画像を得ることが困難となるが、こ
れを解決する方法として試料直前で高加速電子線を減速
し、試料上で実質的に低加速電子線として照射する方法
がある。この一次電子線の減速を実施するためには、試
料基板あるいは試料台等に減速のための負の電圧を印加
する必要がある。負の電圧によって減速された一次電子
線が試料基板に照射されると、基板表面から数十mV程度
のエネルギーをもった二次電子が発生する。この二次電
子に、減速のための負の電圧によって生じた電界が作用
し、二次電子は数kVのエネルギーに加速されるため、高
速の二次電子を検出器へ集めるのが困難となる。検出器
に二次電子を集めるための方法として、一次電子線に対
しては電界と磁界による偏向量が打ち消しあい、二次電
子に対しては両者の重ね合せで電子を偏向させる偏向器
(以下ExB偏向器と略す)を用いる方法が従来技術で提
案されている。しかし、検出器が一次電子線軌道からず
れた場所に存在する場合には、検出器に二次電子を集め
るためには上記ExB偏向器で二次電子を大きく偏向する
必要があり、偏向量を大きくしすぎるとExB偏向器の偏
向板自体に二次電子が衝突してしまい検出器に導けない
という問題があった。また、ExB偏向器による偏向を強
力にすると、一次電子線に収差が生じ、対物レンズ等で
試料基板表面上において電子線を細く絞ることが困難と
なるという問題点があった。
As described above, in order to irradiate an electron beam at a high speed, detect a signal at a high speed, and secure an S / N ratio and a resolution of an electron beam image, as described in the above-mentioned prior art, a conventional method is used.
It is necessary to irradiate the substrate to be inspected with an electron beam having an electron beam current larger than that of the SEM. As described in the above-mentioned prior art, it is difficult to obtain a high-resolution image due to a space charge effect with an electron beam having a large current and a low acceleration. Is decelerated, and the sample is irradiated with a substantially low-acceleration electron beam on the sample. In order to decelerate the primary electron beam, it is necessary to apply a negative voltage for deceleration to the sample substrate or the sample stage. When the primary electron beam decelerated by the negative voltage is applied to the sample substrate, secondary electrons having energy of about several tens of mV are generated from the substrate surface. An electric field generated by the negative voltage for deceleration acts on the secondary electrons, and the secondary electrons are accelerated to an energy of several kV, so that it is difficult to collect high-speed secondary electrons to the detector. . As a method for collecting secondary electrons in a detector, a deflector (hereinafter referred to as a deflector (hereinafter, referred to as a deflector) that deflects electrons by overlapping electric and magnetic fields for a primary electron beam and superimposing both electrons on a secondary electron beam. A method using an ExB deflector) has been proposed in the prior art. However, when the detector is located at a position deviated from the primary electron beam orbit, it is necessary to largely deflect the secondary electrons with the ExB deflector in order to collect secondary electrons at the detector, and the amount of deflection is reduced. If it is too large, there is a problem that secondary electrons collide with the deflection plate itself of the ExB deflector and cannot be led to the detector. In addition, when the deflection by the ExB deflector is increased, aberration occurs in the primary electron beam, and it is difficult to narrow down the electron beam on the surface of the sample substrate with an objective lens or the like.

【0016】また、上記従来技術に記載したように、高
速に電子線画像形成するために、高周波の二次電子信号
を検出する検出装置として、半導体検出器を用いた検出
手段があるが、従来技術の手段では、逆バイアスされた
応答速度の速い半導体検出器と、半導体検出器が検出し
たアナログ信号を増幅するプリアンプと、プリアンプに
より増幅されたアナログ信号を光伝送する手段をそなえ
ており、上記半導体検出器と上記プリアンプは正の高電
位にフローティングされている。この従来の方式では、
半導体検出器により検出されたアナログ信号はアナログ
信号のまま光伝送手段により伝送されるが、この光伝送
手段は、電気信号を光信号に変換する発光素子と、光フ
ァイバケーブルと、光信号を電気信号に変換する受光素
子とを備えた構成であるため、発光素子および受光素子
で発生するノイズが元のアナログ信号に加わり、二次電
子信号のSN比が低下してしまうという問題があった。
As described in the above-mentioned prior art, there is a detecting means using a semiconductor detector as a detecting device for detecting a high-frequency secondary electron signal in order to form an electron beam image at high speed. The technical means includes a reverse-biased semiconductor detector having a high response speed, a preamplifier for amplifying an analog signal detected by the semiconductor detector, and a means for optically transmitting the analog signal amplified by the preamplifier. The semiconductor detector and the preamplifier are floating at a positive high potential. In this conventional method,
The analog signal detected by the semiconductor detector is transmitted as an analog signal by an optical transmission means. The optical transmission means includes a light emitting element for converting an electric signal into an optical signal, an optical fiber cable, and an optical signal. Since the configuration includes the light receiving element for converting into a signal, there is a problem that noise generated in the light emitting element and the light receiving element is added to the original analog signal, and the SN ratio of the secondary electron signal is reduced.

【0017】本発明の第一の目的は、光学画像では検出
困難で、且絶縁性を有する材料によって形成された回路
パターンあるいは絶縁性を有する材料と導電性を有する
材料が混在して形成された回路パターンについて、電子
線画像を用いて検査できる検査技術を提供することにあ
る。
A first object of the present invention is to provide a circuit pattern which is difficult to detect in an optical image and which is formed of a material having an insulating property, or a circuit pattern formed of a material having an insulating property and a material having a conductive property. An object of the present invention is to provide an inspection technique that can inspect a circuit pattern using an electron beam image.

【0018】本発明の第二の目的は、上記電子線画像を
用いた検査を行うために、電子線画像を高速、安定、高
分解能且つ明暗コントラストの大きくSN比の大きい良質
の画像として取得することにより、比較検査において微
細な回路パターン上に生じた欠陥を誤りなく検出するこ
とである。
A second object of the present invention is to acquire an electron beam image as a high-quality image with high speed, stability, high resolution, large contrast, and a large SN ratio in order to perform the inspection using the electron beam image. Thus, a defect generated on a fine circuit pattern in the comparative inspection is detected without error.

【0019】本発明の第三の目的は、大電流の比較的太
い電子線を高速に試料に照射し、発生した二次電子を瞬
時に効率良く検出することで、試料の材料によって生ず
る明暗コントラストからなる電子線画像を試料の材料に
応じた条件で形成することにより、絶縁材料についても
安定した電子線画像を取得する技術を提供することであ
る。
A third object of the present invention is to irradiate a sample with a relatively large electron beam having a large current at a high speed and to detect the generated secondary electrons instantaneously and efficiently, so that the contrast of light and dark generated by the material of the sample is obtained. An object of the present invention is to provide a technique for obtaining a stable electron beam image of an insulating material by forming an electron beam image composed of the sample under conditions according to the material of the sample.

【0020】本発明の第四の目的は、試料に電子線を照
射して発生した二次電子を効率よく検出したり、高速高
周波の二次電子を高SN比で検出する手段を提供すること
により、上記第一、第二、第三の目的を達成することに
ある。
A fourth object of the present invention is to provide means for efficiently detecting secondary electrons generated by irradiating a sample with an electron beam and detecting high-speed high-frequency secondary electrons at a high SN ratio. Thereby, the first, second, and third objects are achieved.

【0021】本発明の第五の目的は、上記第一から第四
の課題を解決し、回路パターンを高精度に検査する技術
を提供し、その検査を半導体装置その他の微細回路パタ
ーンに適用することにより、その検査結果を半導体装置
等の製造条件に反映し、半導体装置等の信頼性を高める
とともに不良率を低減するのに寄与する検査方法を供与
することにある。
A fifth object of the present invention is to solve the above first to fourth problems, to provide a technique for inspecting a circuit pattern with high accuracy, and to apply the inspection to a semiconductor device and other fine circuit patterns. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an inspection method that reflects the inspection result in the manufacturing conditions of the semiconductor device and the like, thereby improving the reliability of the semiconductor device and the like and reducing the defective rate.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】半導体装置をはじめとす
る微細回路パターンを有する基板は、導電膜のみで形成
されている場合だけでなく、絶縁材料を有する場合も多
々ある。絶縁材料を有する回路パターンに電子線を照射
して微細なパターン上の微細な欠陥を高速に検出すると
いう上記目的を達成するため、本発明に係わる回路パタ
ーンの検査方法および検査装置について以下に述べる。
A substrate having a fine circuit pattern, such as a semiconductor device, often includes not only a conductive film but also an insulating material. In order to achieve the above-mentioned object of irradiating a circuit pattern having an insulating material with an electron beam to rapidly detect fine defects on a fine pattern, a circuit pattern inspection method and an inspection apparatus according to the present invention will be described below. .

【0023】本発明者らの検討によると、絶縁物を含む
基板表面の局所領域に不均一に多量の電子線を照射する
とコントラストは時間、場所によって大きく変化する
が、基板の被検査領域周辺の電位と比較してほぼ同じ電
位の状態で電子線を被検査領域に均一に試料に照射し、
非常に短い時間で発生した二次電子を検出すると、絶縁
物材料でも安定したコントラストの電子線画像を得るこ
とができることを見出した。これは、電子線を照射した
ことにより試料が帯電する過渡状態にあっても、非常に
短い時間で瞬時に二次電子を検出することで時間による
二次電子発生率変動の少ない信号を取得できるためであ
る。また、本発明者らは従来技術のSEMにように5nm〜10
nmと細く絞った電子線で取得する形状の輪郭情報による
電子線画像よりも、50nm〜10nm程度の太い電子線を高速
に試料に照射し瞬時に画像を取得することにより、試料
の材料の二次電子発生効率によって生ずるコントラスト
の電子線画像の方が欠陥の検出に適していることを見出
した。回路パターンを形成している下地と表面パターン
の材料や膜の厚さによって二次電子の発生効率が異なる
ため、この材料によって生じるパターンと下地の明暗コ
ントラストの大きい電子線画像を取得すれば、パターン
あるいは下地の欠陥を検出することが容易になる。回路
パターンを構成する各材料の二次電子発生効率は、電子
線を照射する条件により変化する。帯電の状態によって
も二次電子発生効率は変化する。そのため、表面パター
ンと下地の材料による明暗コントラストが大きくなる照
射条件あるいは帯電条件を材料によって最適化すること
により、様々な材料の組み合わせに対応して各々欠陥を
検出するのに適した電子線画像を形成することが可能と
なる。その方法として、電子線を1回照射して発生した
二次電子を非常に短い時間で検出することで電子線画像
を形成する方法と、材料によっては数回電子線を照射し
て材料による明暗コントラストを大きくした状態で発生
した二次電子を非常に短い時間で検出する方法がある。
また、電子線を1回あるいは数回高速に照射し、帯電に
よる電位の過渡的な変化が少ない間に非常に短い時間で
二次電子を検出し電子線画像を得る方法と、材料の組み
合わせによっては電子線あるいは他の荷電粒子線を事前
に試料基板に照射し、帯電の状態が安定し明暗コントラ
ストが大きくなった後に非常に短い時間で二次電子を検
出し電子線画像を得る方法があることを見出した。いず
れの方法も、基板被検査領域周辺の電位と比べてほぼ同
じ電位状態すなわち同じ帯電状態のところで電子線を被
検査領域に均一に照射するので、取得画像のコントラス
トは異なる検査領域でもほぼ均一となり、電子線画像を
比較検査する際にコントラストの変動が誤検出にならな
い。
According to the study of the present inventors, when a local region on the surface of a substrate including an insulator is irradiated with a large amount of electron beams non-uniformly, the contrast greatly changes depending on time and place. An electron beam is uniformly irradiated on the sample to be inspected in a state of almost the same potential as compared with the potential,
When secondary electrons generated in a very short time are detected, an electron beam image with stable contrast can be obtained even with an insulating material. This means that even in the transient state where the sample is charged by irradiating the electron beam, it is possible to acquire a signal with a small variation in the secondary electron generation rate with time by instantaneously detecting the secondary electrons in a very short time. That's why. Also, the present inventors have found that 5 nm to 10
By irradiating a sample with a thicker electron beam of about 50 nm to 10 nm at a higher speed and acquiring an image instantaneously than an electron beam image based on contour information of a shape acquired with an electron beam narrowed down to nm, It has been found that a contrast electron beam image generated by the secondary electron generation efficiency is more suitable for defect detection. Since the efficiency of secondary electron generation differs depending on the material and film thickness of the surface pattern and the base on which the circuit pattern is formed, if an electron beam image with a large contrast between the pattern generated by this material and the base is obtained, the pattern Alternatively, it becomes easy to detect a defect on the base. The secondary electron generation efficiency of each material constituting the circuit pattern changes depending on the conditions for irradiating the electron beam. The secondary electron generation efficiency also changes depending on the charging state. Therefore, by optimizing the irradiation conditions or charging conditions that increase the contrast between the surface pattern and the underlying material depending on the material, an electron beam image suitable for detecting each defect corresponding to various combinations of materials can be obtained. It can be formed. One method is to form an electron beam image by detecting the secondary electrons generated by irradiating the electron beam once in a very short time. There is a method of detecting secondary electrons generated in a state where the contrast is increased in a very short time.
In addition, the method of irradiating an electron beam once or several times at a high speed, detecting secondary electrons in a very short time while the transient change of the potential due to charging is small, and obtaining an electron beam image, and a combination of materials. There is a method of irradiating the sample substrate in advance with an electron beam or other charged particle beam, detecting secondary electrons in a very short time after obtaining a stable charging state and increasing contrast, and obtaining an electron beam image I found that. In either method, the electron beam is uniformly irradiated on the inspection area in the same potential state, that is, in the same charged state as compared with the electric potential in the vicinity of the substrate inspection area. In contrast, when the electron beam image is compared and inspected, a change in contrast does not result in an erroneous detection.

【0024】上記前者の検査方法を実現するために、大
電流の電子線を被検査基板に高速に一様に照射し、照射
とほぼ同時に当該箇所に相当する二次電子信号を瞬時に
検出する方法が有効であることを見出した。すべての検
査領域では検査時に均一に一瞬電子線を照射するので、
その瞬間には帯電による基板電位は一様であり、その状
態での二次電子を瞬時に検出することにより帯電の過渡
的な時間変動の影響を避けることができる。また、試料
に照射する電子線のエネルギーを制御しすることによ
り、材料によって異なる試料に入射した電子数と試料か
ら放出される二次電子数の比がほぼ等しくなるように設
定可能になるので、コントラストが安定し、且つ試料回
路基板への損傷が回避できるようになる。すなわち、絶
縁性の材料を有する回路パターンにおいても、コントラ
ストの安定した画像を形成できるようになる。試料に照
射する電子線のエネルギーを制御は、試料あるいは試料
台に負の電位を印加し、一次電子線を試料直上で減速
し、この印加電圧を可変制御することにより減速の程度
を可変できるので可能となる。
In order to realize the former inspection method, a high-current electron beam is uniformly irradiated on a substrate to be inspected at a high speed, and a secondary electron signal corresponding to the position is instantaneously detected almost simultaneously with the irradiation. The method was found to be effective. In all inspection areas, electron beams are evenly irradiated for a moment during inspection,
At that moment, the substrate potential due to the charging is uniform, and by detecting the secondary electrons in that state instantaneously, it is possible to avoid the influence of the transient time fluctuation of the charging. Also, by controlling the energy of the electron beam irradiating the sample, the ratio between the number of electrons incident on the sample and the number of secondary electrons emitted from the sample can be set to be substantially equal, depending on the material. The contrast is stabilized, and damage to the sample circuit board can be avoided. That is, an image having a stable contrast can be formed even in a circuit pattern having an insulating material. Controlling the energy of the electron beam irradiating the sample can be achieved by applying a negative potential to the sample or sample stage, decelerating the primary electron beam directly above the sample, and variably controlling the applied voltage to vary the degree of deceleration. It becomes possible.

【0025】高速に半導体ウエハ等の回路パターンの表
面に発生した欠陥を自動検査する手段としては、試料台
を一方向に連続的に移動しながら、移動方向と直交する
向きに電子線を高速に走査して、試料台移動の実時間で
二次電子を検出して画像を形成し、この画像を比較検査
する。この検査方法を実現するためには、材料により電
子線の照射条件は異なるが、電子線を一回あるいは数回
高速に照射して画像を形成する。電子線を一回あるいは
数回の照射により、比較検査に対応し得る電子線画像の
画質を確保するためには、次に述べる四つの手段により
可能となる。第一の手段は、試料に高密度の電子線を照
射することにより、検査に必要な電子線画像のもとにな
る二次電子信号のSN比を確保することである。電子線の
電流値は270pA以上、好ましくは13nA以上の電子線を用
いて検査を実施する。この電流値は、照射する電子数の
平方根が検査に必要な電子線画像のSN比よりも十分大き
くなるよう設定することで達成される。第二の手段は、
大電流電子線を試料に照射する際に、試料上で電子線の
径が十分小さくなるように電子線を絞ることにより、微
細な回路パターンの検査に必要な分解能を確保すること
である。従来技術において述べたように、絶縁材料を有
する半導体等の電子線による観察においては、試料に照
射する電子線のエネルギーが低加速であるほうが望まし
い。大電流でなおかつ低加速の電子線では、空間電荷効
果による収差が生じ、電子線を試料上で細く絞ることが
困難となる。そのため、上記電子線を試料に照射するエ
ネルギーを制御する手段で述べた方法と同じ手段を用い
ることにより、この問題を解決できる。すなわち、電子
源からは高加速で電子線を発生することにより、空間電
荷効果を抑制し、試料あるいは試料台に負の電位を印加
することで試料直前で高加速電子線を減速し、試料に実
質的に最適な低加速のエネルギーの電子線を照射するこ
とにより、試料上での電子線の径を細く絞り、必要な分
解能を確保することが可能となる。第三の手段は、表面
で発生した二次電子を効率的に検出器に導くことによ
り、検査に必要な電子線画像のSN比を確保することであ
る。上記第二の手段により、試料に電子線を照射する
と、試料から発生する二次電子は一時電子線を減速させ
るための負の電位る電界によって逆に加速される。加速
された二次電子は、ExB偏向器により偏向して検出器に
導かれるのであるが、この二次電子を、一時電子線の光
路と検出器の間に設けた金属片に照射するように偏向
し、さらにこの金属片で発生した低速の二次電子を検出
器に導くことにより、高速の二次電子を検出器方向に大
きく偏向する必要はなく、偏向量を小さくできる。これ
により、高速の二次電子を大きく偏向する際に発生する
問題点、すなわち二次電子偏向器への衝突による二次電
子の損失や、一次電子線に影響がおよぶことによる分解
能の低下等を解決でき、しかも上記金属片に二次電子の
発生効率の高い材料を使用することにより一次電子線の
電子数よりも多くの二次電子を得ることができ、結果と
して画像のSN比を向上させることが可能になる。第四の
手段は、高速に高SN比の画像を形成するために検出器に
半導体検出器を用い、半導体検出器が検出したアナログ
信号をデジタル化して伝送することである。また、この
デジタル化した信号を光信号に変換し、光信号を光ファ
イバ等の手段により伝送し、伝送された信号を再度電気
信号にに変換する手段を備え、上記半導体検出器から上
記光変換手段までの構成要素を正の電位にフローティン
グする。これにより、半導体検出器により検出されたア
ナログ信号は、AD変換器によりデジタル化されてから光
伝送される。半導体検出器を用いることにより、高速に
二次電子を検出するために必要な応答性を確保すること
ができるようになり、デジタル化された信号を光伝送す
ることにより光電変換手段の発光素子あるいは受光素子
において多少ノイズがのってもデジタルの1か0かの判
別には影響しないので、ノイズを抑制することができ
る。また、半導体検出器から光変換手段までを正の電位
にフローティングすることにより、半導体検出器に二次
電子を引き込むことができ、光変換手段以降の回路はグ
ランド電位で動作させることが可能となる。従って、試
料に電子線を照射して試料から発生した二次電子を高速
にノイズの影響を少なく検出することができる。
As means for automatically inspecting a defect generated on the surface of a circuit pattern such as a semiconductor wafer at a high speed, an electron beam is rapidly moved in a direction orthogonal to the moving direction while continuously moving the sample stage in one direction. The scanning is performed, secondary electrons are detected in real time during the movement of the sample stage, an image is formed, and the image is compared and inspected. In order to realize this inspection method, the irradiation condition of the electron beam differs depending on the material, but the image is formed by irradiating the electron beam once or several times at high speed. In order to secure the image quality of the electron beam image that can be used for the comparison inspection by irradiating the electron beam once or several times, the following four means are possible. The first means is to irradiate a sample with a high-density electron beam, thereby ensuring the S / N ratio of a secondary electron signal that is a source of an electron beam image required for inspection. The inspection is performed using an electron beam having a current value of 270 pA or more, preferably 13 nA or more. This current value is achieved by setting the square root of the number of irradiated electrons to be sufficiently larger than the SN ratio of the electron beam image required for the inspection. The second means is
When irradiating a sample with a high-current electron beam, the electron beam is narrowed so that the diameter of the electron beam on the sample is sufficiently small, thereby ensuring the resolution required for inspection of a fine circuit pattern. As described in the related art, when observing a semiconductor or the like having an insulating material with an electron beam, it is desirable that the energy of the electron beam applied to the sample be low. In the case of a large current and low acceleration electron beam, aberration occurs due to the space charge effect, and it is difficult to narrow the electron beam on the sample. Therefore, this problem can be solved by using the same means as the method described in the means for controlling the energy for irradiating the sample with the electron beam. In other words, the electron source generates an electron beam at high acceleration to suppress the space charge effect, and by applying a negative potential to the sample or the sample stage, the high acceleration electron beam is decelerated immediately before the sample, and By irradiating the electron beam with a substantially optimal low-acceleration energy, the diameter of the electron beam on the sample can be narrowed down, and the required resolution can be secured. The third means is to secure the S / N ratio of the electron beam image required for inspection by efficiently guiding the secondary electrons generated on the surface to the detector. When the sample is irradiated with the electron beam by the second means, secondary electrons generated from the sample are accelerated by a negative potential electric field for temporarily reducing the speed of the electron beam. The accelerated secondary electrons are deflected by the ExB deflector and guided to the detector, and the secondary electrons are irradiated onto a metal piece provided between the optical path of the temporary electron beam and the detector. By deflecting and guiding the low-speed secondary electrons generated by the metal piece to the detector, it is not necessary to largely deflect the high-speed secondary electrons in the direction of the detector, and the amount of deflection can be reduced. As a result, problems that occur when a high-speed secondary electron is largely deflected, such as loss of secondary electrons due to collision with a secondary electron deflector and reduction in resolution due to the influence on a primary electron beam, are solved. It is possible to obtain more secondary electrons than the number of electrons of the primary electron beam by using a material having a high generation efficiency of secondary electrons for the metal piece, thereby improving the SN ratio of the image. It becomes possible. The fourth means is to use a semiconductor detector as a detector in order to form an image with a high SN ratio at high speed, and to digitize and transmit an analog signal detected by the semiconductor detector. The semiconductor detector further includes means for converting the digitized signal into an optical signal, transmitting the optical signal by means of an optical fiber or the like, and converting the transmitted signal into an electric signal again. The components up to the means are floated to a positive potential. As a result, the analog signal detected by the semiconductor detector is digitized by the AD converter and transmitted optically. By using a semiconductor detector, it becomes possible to secure the responsivity necessary for detecting secondary electrons at high speed, and light-emitting elements or photoelectric conversion means by optically transmitting a digitized signal. Even slight noise in the light receiving element does not affect the determination of digital 1 or 0, so that noise can be suppressed. Also, by floating the semiconductor detector to the light conversion means at a positive potential, secondary electrons can be drawn into the semiconductor detector, and the circuits subsequent to the light conversion means can be operated at the ground potential. . Therefore, secondary electrons generated from the sample by irradiating the sample with the electron beam can be detected at high speed with little influence of noise.

【0026】以上で述べた各種手段により、絶縁材料を
有する回路パターンに対しても、帯電による画像コント
ラスト変動を抑制する条件で、安定した画像を得ること
ができ、高感度、高速且つ高SN比の電子線画像を形成す
ることができるようになる。
By the various means described above, a stable image can be obtained even under a condition that the image contrast fluctuation due to charging is suppressed, and a high sensitivity, a high speed and a high SN ratio can be obtained even for a circuit pattern having an insulating material. Can be formed.

【0027】以上は、既に述べた絶縁物材料を有する回
路パターンを検査するために有効な、電子線を1回ある
いは数回のみ高速に照射し、帯電による電位の変化が起
きる前に電子線画像を得る方法と、電子線あるいは他の
荷電粒子線を照射し、帯電の状態が安定した後に電子線
画像を得る方法という二つの手段のうち、前者について
述べてきた。以下に後者の検査方法について、その手段
を述べる。
In the above description, an electron beam is irradiated once or several times at a high speed, which is effective for inspecting a circuit pattern having an insulating material as described above, and an electron beam image is obtained before a potential change due to charging occurs. Of the two methods, a method for obtaining an electron beam and a method for irradiating an electron beam or another charged particle beam to obtain an electron beam image after a charged state is stabilized have been described. The means of the latter inspection method will be described below.

【0028】後者の、検査の前に帯電状態を安定させる
ためには、二つの手段があげられる。まず第一の手段
は、検査するチャンバとは異なる予備室等で、被検査基
板に第二の荷電粒子線、例えば電子線やイオンビームや
プラズマや電子シャワー等を予め照射し、検査前に正ま
たは負に帯電させる方法である。第二の手段は、被検査
基板を検査するためのチャンバに移載し、検査画像を形
成するための位置に置いて第二の電子線を照射する。第
二の電子線を、検査に影響せずに被検査領域に検査の前
に照射するために、(1)検査画像を形成するための第
一の電子線照射と第二の電子線照射を時間的にずらして
照射する。(2)検査画像を形成するための第一の電子
線は被検査基板上をラスタ走査しており、その走査のう
ち電子線を振り戻している間に第二の電子線を照射す
る。(3)検査画像を形成するための第一の電子線と第
二の電子線は同軸で同時に被検査基板に照射するが、第
二の電子線は第一の電子線の径よりも十分大きい径であ
り、且つ第一の電子線の最大電流密度よりも十分小さい
電流密度となるようにする。構成としては、第二の電子
線源を検査画像形成用の第一の電子線の照射がなされる
開口の周辺部に単数あるいは複数配置し、それらは各々
独立に動作し、第一の電子線が照射される前に被検査基
板の被検査領域に第二の電子線が照射されるようにすれ
ば良い。
In order to stabilize the charged state before the inspection, there are two means. First, the first means is to irradiate a substrate to be inspected with a second charged particle beam, for example, an electron beam, an ion beam, plasma, an electron shower, or the like in advance in a spare room or the like different from the chamber to be inspected, and correct the substrate before the inspection. Alternatively, it is a method of negatively charging. The second means transfers the substrate to be inspected to a chamber for inspecting, and irradiates the substrate with a second electron beam at a position for forming an inspection image. In order to irradiate the inspection area with the second electron beam before the inspection without affecting the inspection, (1) the first electron beam irradiation and the second electron beam irradiation for forming an inspection image are performed. Irradiation is shifted in time. (2) The first electron beam for forming the inspection image is raster-scanned on the substrate to be inspected, and the second electron beam is irradiated while the electron beam is turned back during the scan. (3) The first electron beam and the second electron beam for forming the inspection image are coaxially and simultaneously irradiated on the substrate to be inspected, but the second electron beam is sufficiently larger than the diameter of the first electron beam. The current density is a diameter and is sufficiently smaller than the maximum current density of the first electron beam. As a configuration, one or more second electron beam sources are arranged around an opening where the first electron beam for inspection image formation is irradiated, and they operate independently, and the first electron beam The second electron beam may be irradiated to the region to be inspected on the substrate to be inspected before the irradiation is performed.

【0029】上記以外の方法で第二の荷電粒子線を照射
するための手段としては、荷電粒子線をイオン線とし、
上記画像形成用の第一の電子線の照射がなされる開口の
周辺部にイオン源を設け、被検査基板が検査される際
に、イオン線を被検査基板に照射する。照射のタイミン
グは、上記第二の荷電粒子線が電子線の場合と同様に、
第一の電子線とイオン線を時間をずらせて照射するか、
あるいは第一の電子線の走査の振り戻しの間に照射する
ことで問題無い。
As means for irradiating the second charged particle beam by a method other than the above, the charged particle beam may be an ion beam,
An ion source is provided around the opening where the first electron beam for image formation is irradiated, and the inspection target substrate is irradiated with the ion beam when the inspection target substrate is inspected. The timing of irradiation is the same as the case where the second charged particle beam is an electron beam,
Irradiating the first electron beam and the ion beam with a time delay,
Alternatively, there is no problem if the irradiation is performed during the return of the scanning of the first electron beam.

【0030】上記に述べた手段により、被検査基板に第
二の荷電粒子線を照射し、基板表面の帯電状態をを均一
になるようにしてから、検査画像を形成するための第一
の電子線を照射することにより、絶縁材料を有する回路
パターンに対して、常に安定した帯電状態で電子線画像
を形成することができるようになった。絶縁材料によっ
ては、帯電した方が下地材料とのコントラストが大きく
なるものもある。このような場合には、検査画像形成の
ための第一の電子線の照射条件を制御するのみでは、帯
電による電子線画像の変動は抑制できるが、比較検査を
行うために十分なコントラストが得られないので、本発
明による第二の荷電粒子線を照射する方法が有効とな
る。
By the above-described means, the substrate to be inspected is irradiated with the second charged particle beam to make the charged state of the substrate surface uniform, and then the first electron beam for forming the inspection image is formed. By irradiating the electron beam, an electron beam image can be always formed in a stable charged state with respect to a circuit pattern having an insulating material. Depending on the insulating material, there is a case where the contrast with the underlying material increases when charged. In such a case, fluctuations in the electron beam image due to charging can be suppressed by merely controlling the irradiation conditions of the first electron beam for forming the inspection image, but sufficient contrast for performing the comparative inspection can be obtained. Therefore, the method of irradiating the second charged particle beam according to the present invention is effective.

【0031】以上述べた、第二の荷電粒子線により被検
査基板表面の帯電状態を安定させてから電子線画像を形
成する手段において、第一の電子線を照射するための条
件や手段については、前記の第一の電子線を1回あるい
は数回照射し帯電による変動が生じる前に画像を形成す
る手段と同様である。また、高速に検査する手段や、高
速検査の際に電子線画像の画質を高SN比、高分解能にす
るための手段についても前記の手段と同様である。さら
に、第二の荷電粒子線を照射して帯電を安定させてから
第一の電子線で検査のための電子線画像を形成する手段
において、試料に照射する第一の電子線と第二の荷電粒
子線の照射エネルギーを制御することにより、帯電の状
態を調整する手段を併用することが可能である。画像形
成用の電子線以外の荷電粒子線を電子線と同時あるいは
ほぼ同時間に照射する場合には、本来画像形成には必要
の無い二次電子信号が発生し検出される可能性がある。
この場合には、二次電子により被検査基板回路パターン
の像を形成する手段であり且つ該試料表面の像面に絞り
を配置し、検査画像形成用の電子線を照射した領域から
発生した二次電子のみを絞りが通過するようにして二次
電子検出器に導くことにより、不要な二次電子を排除す
ることができる。
In the above-described means for forming an electron beam image after stabilizing the charged state of the surface of the substrate to be inspected by the second charged particle beam, conditions and means for irradiating the first electron beam are as follows. This is similar to the means for irradiating the first electron beam once or several times to form an image before fluctuation due to charging occurs. The means for high-speed inspection and the means for making the image quality of the electron beam image high in SN ratio and high resolution at the time of high-speed inspection are the same as those described above. Further, in the means for irradiating a second charged particle beam to stabilize the charge and then form an electron beam image for inspection with the first electron beam, the first electron beam irradiating the sample and the second electron beam By controlling the irradiation energy of the charged particle beam, it is possible to use a means for adjusting the charging state together. When a charged particle beam other than the electron beam for image formation is irradiated simultaneously or almost simultaneously with the electron beam, a secondary electron signal which is not necessary for image formation may be generated and detected.
In this case, it is means for forming an image of the circuit pattern of the substrate to be inspected by secondary electrons, and a stop is arranged on the image surface of the sample surface, and the secondary electron beam generated from the area irradiated with the electron beam for inspection image formation. Unnecessary secondary electrons can be eliminated by guiding only the secondary electrons to the secondary electron detector through the aperture.

【0032】これまでに、微細な回路パターンを形成し
た基板を電子線により検査する手段のうち、電子線画像
を形成するための各種手段について述べた。以下に電子
線画像から回路パターン上に生じた欠陥を検出する手段
について述べる。試料の第一の領域を第一の電子線で照
射して、試料表面から発生した二次電子を高速高効率に
検出して、被検査基板第一の領域の電子線の画像信号を
得て第一の記憶部に記憶する。この際に必要に応じて第
一の電子線を照射する前に第二の荷電粒子線を照射す
る。同様に、試料の第二の領域であり、第一の領域と同
等の回路パターンを有する領域の電子線画像を得て、第
二の記憶部に記憶しながら、第一と第二の領域の画像に
ついて詳細な位置調整を画像処理部にて行った後に第一
と第二の領域の画像を比較し差画像を得て、差画像の明
るさの絶対値がある所定のしきい値以上となる画素を欠
陥候補と判定する等の処理を行う。もう一つの手段とし
ては、第一の記憶部に、被検査基板とは異なる良品の回
路パターンの電子線画像を所定の条件で形成し記憶して
おき、被検査基板の第一の領域を第一の電子線で照射し
て、試料表面から発生した二次電子を高速高効率に検出
して、被検査基板第一の領域の電子線の画像信号を得
て、第一の記憶部に記憶された良品の回路パターンの画
像を比較し、差画像の明るさの絶対値が所定のしきい値
よりも大きい場合に欠陥と判定する等の処理を行う。こ
の際においても、必要に応じて第一の電子線を照射する
前に第二の荷電粒子線を照射する。また、被検査基板の
第一の領域と第二の領域は、いずれも1回あるいは数回
第一の電子線で照射して画像を形成するため、画像形成
以外に電子線が照射しないようにする手段として、第一
の電子線の焦点位置を調整するためのモニタを電子線以
外の例えば白色光を常時照射して反射光をモニタする。
あるいは、検査に先立ち、被検査基板に合せて感度条件
や電子線の照射条件を設定する際に、検査対象領域以外
の領域において電子線画像を取得し、検査対象領域は常
に検査時が1回目の電子線照射となるように管理する手
段等により、被検査基板の検査対象領域が局所的に帯電
するのを防止することができ、誤検出の原因をなくすこ
とができるようになる。
So far, various means for forming an electron beam image among the means for inspecting a substrate on which a fine circuit pattern has been formed with an electron beam have been described. A means for detecting a defect generated on a circuit pattern from an electron beam image will be described below. The first region of the sample is irradiated with the first electron beam, secondary electrons generated from the sample surface are detected at high speed and high efficiency, and an image signal of the electron beam in the first region of the substrate to be inspected is obtained. The information is stored in the first storage unit. At this time, if necessary, a second charged particle beam is irradiated before the first electron beam is irradiated. Similarly, while obtaining the electron beam image of the region having the same circuit pattern as the first region, which is the second region of the sample, and storing the electron beam image in the second storage unit, After performing a detailed position adjustment on the image by the image processing unit, compare the images of the first and second areas to obtain a difference image, and when the absolute value of the brightness of the difference image is equal to or greater than a predetermined threshold value Then, processing such as judging a pixel as a defect candidate is performed. As another means, an electron beam image of a non-defective circuit pattern different from the inspected substrate is formed and stored under predetermined conditions in the first storage unit, and the first area of the inspected substrate is stored in the first storage unit. Irradiation with one electron beam, secondary electrons generated from the sample surface are detected at high speed and high efficiency, and an image signal of the electron beam in the first area of the substrate to be inspected is obtained and stored in the first storage unit. The images of the non-defective circuit patterns are compared, and when the absolute value of the brightness of the difference image is larger than a predetermined threshold value, processing such as determination as a defect is performed. Also in this case, if necessary, the second charged particle beam is irradiated before the first electron beam is irradiated. In addition, since the first region and the second region of the substrate to be inspected are all irradiated once or several times with the first electron beam to form an image, the first region and the second region are not irradiated with the electron beam except for image formation. As means for performing this, a monitor for adjusting the focal position of the first electron beam is constantly irradiated with, for example, white light other than the electron beam, and the reflected light is monitored.
Alternatively, prior to inspection, when setting sensitivity conditions and electron beam irradiation conditions according to the substrate to be inspected, an electron beam image is acquired in a region other than the inspection target region, and the inspection target region is always the first inspection. By means of managing the electron beam irradiation, it is possible to prevent the inspection target area of the inspection target substrate from being locally charged, and to eliminate the cause of erroneous detection.

【0033】上記の検査方法を実施することにより、絶
縁物材料を含む基板上回路パターンを電子線により高速
高感度に検査し、回路パターン上に発生した欠陥を自動
的に検出することができる検査方法と検査装置を実現す
ることができる。
By performing the above-described inspection method, a circuit pattern on a substrate including an insulator material can be inspected with an electron beam at high speed and high sensitivity, and a defect generated on the circuit pattern can be automatically detected. A method and an inspection device can be realized.

【0034】これらの方法と装置を用いて、回路パター
ンを有する基板、例えば製造過程における半導体装置を
検査することにより、各々の工程の半導体装置につい
て、従来の技術では検知できなかった、プロセス加工に
よって生じたパターンの形状不良や欠陥を早期に検知で
き、その結果、プロセスあるいは製造装置条件等に潜在
している問題を顕在化することができるようになる。こ
れにより、従来よりも高速且つ高精度な半導体装置をは
じめとする各種基板の製造プロセスにおける不良の原因
を対策することができ、高い歩留まりすなわち良品率を
確保できると同時に問題となっていた検査中に発生する
誤検出が低減することから、高精度な検査が可能とな
る。
By inspecting a substrate having a circuit pattern, for example, a semiconductor device in a manufacturing process, by using these methods and apparatuses, the semiconductor device in each process can be inspected by process processing which cannot be detected by the conventional technology. The resulting pattern defect or defect in the pattern can be detected at an early stage, and as a result, problems latent in the process or the conditions of the manufacturing apparatus can be revealed. As a result, it is possible to take measures against the causes of defects in the manufacturing process of various substrates including a semiconductor device with higher speed and higher accuracy than before, and to secure a high yield, that is, a non-defective product rate, and at the same time, to perform the inspection which has been a problem. Since the number of erroneous detections occurring at the time is reduced, highly accurate inspection can be performed.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例の検査方
法、および装置の一例について、図面を参照しながら詳
細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an example of an inspection method and an apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0036】(実施例1)本発明の第1の実施例の回路
パターン検査装置1の構成を図1に示す。回路パターン検
査装置1は、室内が真空排気される検査室2と、検査室2
内に試料基板9を搬送するための予備室(本実施例では
図示せず)を備えており、この予備室は検査室2とは独
立して真空排気できるように構成されている。また、回
路パターン検査装置1は上記検査室2と予備室の他に制御
部6、画像処理部5から構成されている。検査室2内は大
別して、電子光学系3、二次電子検出部7、試料室8、光
学顕微鏡部4から構成されている。電子光学系3は、電子
銃10、電子線引き出し電極11、コンデンサレンズ12、ブ
ランキング用偏向器13、走査偏向器15、絞り14、対物レ
ンズ16、反射板17、ExB偏向器18から構成されている。
二次電子検出部7のうち、二次電子検出器20が検査室2内
の対物レンズ16の上方に配置されている。二次電子検出
器20の出力信号は、検査室2の外に設置されたプリアン
プ21で増幅され、AD変換機22によりデジタルデータとな
る。試料室8は、試料台30、Xステージ31、Yステージ3
2、回転ステージ33、位置モニタ用測長器34、被検査基
板高さ測定器35から構成されている。光学顕微鏡部4
は、検査室2の室内における電子光学系3の近傍であっ
て、互いに影響を及ぼさない程度離れた位置に設備され
ており、電子光学系3と光学顕微鏡部4の間の距離は既知
である。そして、Xステージ31またはYステージ32が電子
光学系3と光学顕微鏡部4の間の既知の距離を往復移動す
るようになっている。光学顕微鏡部4は光源40、光学レ
ンズ41、CCDカメラ42により構成されている。画像処理
部5は、第一画像記憶部46、第二画像記憶部47、演算部4
8、欠陥判定部49より構成されている。取り込まれた電
子線画像あるいは光学画像はモニタ50に表示される。装
置各部の動作命令および動作条件は、制御部6から入出
力される。制御部6には、あらかじめ電子線発生時の加
速電圧、電子線偏向幅、偏向速度、二次電子検出装置の
信号取り込みタイミング、試料台移動速度等々の条件
が、目的に応じて任意にあるいは選択して設定できるよ
う入力されている。制御部6は、補正制御回路43を用い
て、位置モニタ用測長器34、被検査基板高さ測定器35の
の信号から位置や高さのずれをモニタし、その結果より
補正信号を生成し、電子線が常に正しい位置に照射され
るよう対物レンズ電源45や走査偏向器44に補正信号を送
る。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows the configuration of a circuit pattern inspection apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. The circuit pattern inspection apparatus 1 includes an inspection room 2 where the room is evacuated, and an inspection room 2
A preliminary chamber (not shown in this embodiment) for transporting the sample substrate 9 is provided therein, and this preliminary chamber is configured to be able to evacuate independently of the inspection chamber 2. Further, the circuit pattern inspection apparatus 1 includes a control unit 6 and an image processing unit 5 in addition to the inspection room 2 and the spare room. The inside of the inspection room 2 is roughly composed of an electron optical system 3, a secondary electron detection unit 7, a sample room 8, and an optical microscope unit 4. The electron optical system 3 includes an electron gun 10, an electron beam extraction electrode 11, a condenser lens 12, a blanking deflector 13, a scanning deflector 15, an aperture 14, an objective lens 16, a reflection plate 17, and an ExB deflector 18. ing.
In the secondary electron detector 7, a secondary electron detector 20 is arranged above the objective lens 16 in the inspection room 2. The output signal of the secondary electron detector 20 is amplified by a preamplifier 21 installed outside the inspection room 2, and converted into digital data by an AD converter 22. The sample chamber 8 contains a sample stage 30, an X stage 31, and a Y stage 3.
2. It is composed of a rotating stage 33, a length monitor 34 for position monitoring, and a height measuring device 35 for a substrate to be inspected. Optical microscope section 4
Is installed in the vicinity of the electron optical system 3 in the room of the inspection room 2 and at a distance so as not to affect each other, and the distance between the electron optical system 3 and the optical microscope unit 4 is known. . Then, the X stage 31 or the Y stage 32 reciprocates a known distance between the electron optical system 3 and the optical microscope unit 4. The optical microscope unit 4 includes a light source 40, an optical lens 41, and a CCD camera 42. The image processing unit 5 includes a first image storage unit 46, a second image storage unit 47,
8. It is composed of a defect determination unit 49. The captured electron beam image or optical image is displayed on the monitor 50. Operation commands and operation conditions of each unit of the device are input and output from the control unit 6. The control unit 6 can arbitrarily or select conditions such as acceleration voltage, electron beam deflection width, deflection speed, signal capturing timing of the secondary electron detector, and sample stage moving speed at the time of electron beam generation according to the purpose. It has been entered so that it can be set. The control unit 6 monitors the position and height deviations from the signals of the position monitor length measuring device 34 and the substrate height measuring device 35 to be inspected by using the correction control circuit 43, and generates a correction signal from the result. Then, a correction signal is sent to the objective lens power supply 45 and the scanning deflector 44 so that the electron beam is always irradiated to the correct position.

【0037】被検査基板9の画像を取得するためには、
細く絞った電子線19を該被検査基板9に照射し、二次電
子51を発生させ、これらを電子線19の走査およびステー
ジ31、32の移動と同期して検出することで該被検査基板
9表面の画像を得る。本発明の課題で述べたように、本
発明の自動検査では検査速度が速いことが必須となる。
従って、通常のSEMのようにpAオーダーの電子線電流の
電子線を低速で走査したり、多数回の走査および各々の
画像の重ね合せは行わない。また、絶縁材料への帯電を
抑制するためにも、電子線走査は高速で一回あるいは数
回程度にする必要がある。そこで本実施例では、通常SE
Mに比べ約100倍以上の、例えば100nAの大電流電子線を
一回のみ走査することにより画像を形成する構成とし
た。走査幅は100μmとし、1画素は0.1μmとし、1回の
走査を1μsで行うようにした。
In order to obtain an image of the substrate 9 to be inspected,
The substrate to be inspected 9 is irradiated with the narrowed electron beam 19 to generate secondary electrons 51, and these are detected in synchronization with the scanning of the electron beam 19 and the movement of the stages 31 and 32, thereby detecting the substrate to be inspected.
Obtain 9 surface images. As described in the subject of the present invention, in the automatic inspection of the present invention, a high inspection speed is essential.
Therefore, unlike an ordinary SEM, an electron beam having an electron beam current on the order of pA is scanned at a low speed, and a large number of scans and superimposition of images are not performed. Further, in order to suppress charging of the insulating material, it is necessary to perform the electron beam scanning once or several times at high speed. Therefore, in this embodiment, the normal SE
The configuration is such that an image is formed by scanning only once with a large current electron beam of about 100 times or more compared to M, for example, 100 nA. The scanning width was 100 μm, one pixel was 0.1 μm square, and one scan was performed in 1 μs.

【0038】電子銃10には拡散補給型の熱電界放出電子
源が使用されている。この電子銃10を用いることによ
り、従来の例えばタングステン(W)フィラメント電子
源や、冷電界放出型電子源に比べて安定した電子線電流
を確保することができるため、明るさ変動の少ない電子
線画像が得られる。また、この電子銃10により電子線電
流を大きく設定することができるため、後述するような
高速検査を実現できる。電子線19は、電子銃10と引き出
し電極11との間に電圧を印加することで電子銃10から引
き出される。電子線19の加速は、電子銃10に高電圧の負
の電位を印加することでなされる。これにより、電子線
19はその電位に相当するエネルギーで試料台30の方向に
進み、コンデンサレンズ12で収束され、さらに対物レン
ズ16により細く絞られて試料台30上のX−Yステージ31、
32の上に搭載された被検査基板9(半導体ウエハ、チッ
プあるいは液晶、マスク等微細回路パターンを有する基
板)に照射される。なお、ブランキング用偏向器13に
は、走査信号およびブランキング信号を発生する信号発
生器44が接続され、コンデンサレンズ12および対物レン
ズ16には、各々レンズ電源45が接続されている。被検査
基板9には、高圧電源36により負の電圧を印加できるよ
うになっている。この高圧電源36の電圧を調節すること
により一次電子線を減速し、電子銃10の電位を変えずに
被検査基板9への電子線照射エネルギーを最適な値に調
節することができる。
The electron gun 10 uses a diffusion-supply type thermal field emission electron source. By using the electron gun 10, a stable electron beam current can be secured compared with a conventional tungsten (W) filament electron source or a cold field emission type electron source, so that an electron beam with less fluctuation in brightness can be obtained. An image is obtained. In addition, since the electron gun 10 can set a large electron beam current, a high-speed inspection as described later can be realized. The electron beam 19 is extracted from the electron gun 10 by applying a voltage between the electron gun 10 and the extraction electrode 11. The electron beam 19 is accelerated by applying a high negative voltage to the electron gun 10. This allows the electron beam
19 travels in the direction of the sample stage 30 with energy corresponding to the potential, is converged by the condenser lens 12, is further narrowed down by the objective lens 16, and is narrowed down by the XY stage 31 on the sample stage 30,
The target substrate 9 (substrate having a fine circuit pattern such as a semiconductor wafer, a chip or a liquid crystal or a mask) mounted on the substrate 32 is irradiated. A signal generator 44 for generating a scanning signal and a blanking signal is connected to the blanking deflector 13, and a lens power supply 45 is connected to the condenser lens 12 and the objective lens 16, respectively. A negative voltage can be applied to the substrate 9 to be inspected by the high-voltage power supply 36. By adjusting the voltage of the high-voltage power supply 36, the primary electron beam can be decelerated, and the irradiation energy of the electron beam to the substrate 9 to be inspected can be adjusted to an optimum value without changing the potential of the electron gun 10.

【0039】被検査基板9上に電子線19を照射すること
によって発生した二次電子51は、基板9に印加された負
の電圧により加速される。被検査基板9上方に、ExB偏向
器18が配置され、これにより加速された二次電子51は所
定の方向へ偏向される。ExB偏向器18にかける電圧と磁
界の強度により、偏向量を調整することができる。ま
た、この電磁界は、試料に印加した負の電圧に連動させ
て可変させることができる。ExB偏向器18により偏向さ
れた二次電子51は、所定の条件で反射板17に衝突する。
この反射板17は、試料に照射する電子線(以下一次電子
線と呼ぶ)の偏向器のシールドパイプと一体で円錐形状
をしている。この反射板17に加速された二次電子51が衝
突すると、反射板17からは数V〜50eVのエネルギーを持
つ第二の二次電子52が発生する。
The secondary electrons 51 generated by irradiating the substrate 9 with the electron beam 19 are accelerated by the negative voltage applied to the substrate 9. An ExB deflector 18 is disposed above the substrate 9 to be inspected, whereby the accelerated secondary electrons 51 are deflected in a predetermined direction. The deflection amount can be adjusted by the voltage applied to the ExB deflector 18 and the strength of the magnetic field. Further, this electromagnetic field can be changed in conjunction with a negative voltage applied to the sample. The secondary electrons 51 deflected by the ExB deflector 18 collide with the reflector 17 under predetermined conditions.
The reflector 17 has a conical shape integrally with a shield pipe of a deflector for an electron beam (hereinafter, referred to as a primary electron beam) for irradiating a sample. When the accelerated secondary electrons 51 collide with the reflector 17, a second secondary electron 52 having an energy of several V to 50 eV is generated from the reflector 17.

【0040】二次電子検出部7は、真空排気された検査
室2内には二次電子検出器20が、検査室2の外にはプリア
ンプ21、AD変換器22、光変換手段23、伝送手段24、電気
変換手段25、高圧電源26、プリアンプ駆動電源27、AD変
換器駆動電源28、逆バイアス電源29から構成されてい
る。既に記述したように、二次電子検出部7のうち、二
次電子検出器20が検査室2内の対物レンズ16の上方に配
置されている。二次電子検出器20、プリアンプ21、AD変
換器22、光変換手段23、プリアンプ駆動電源27、AD変換
器駆動電源28は、高圧電源26により正の電位にフローテ
ィングしている。上記反射板17に衝突して発生した第二
の二次電子52は、この吸引電界により検出器20へ導かれ
る。二次電子検出器20は、電子線19が被検査基板9に照
射されている間に発生した二次電子51がその後加速され
て反射板17に衝突して発生した第二の二次電子52を、電
子線19の走査のタイミングと連動して検出するように構
成されている。二次電子検出器20の出力信号は、検査室
2の外に設置されたプリアンプ21で増幅され、AD変換器2
2によりデジタルデータとなる。AD変換器22は、半導体
検出器20が検出したアナログ信号をプリアンプ21によっ
て増幅された後に直ちにデジタル信号に変換して、画像
処理部5に伝送するように構成されている。検出したア
ナログ信号を検出直後にデジタル化してから伝送するの
で、従来よりも高速で且つSN比の高い信号を得ることが
できる。X−Yステージ31、32上には被検査基板9が搭載
されており、検査実行時にはX−Yステージ31、32を静止
させて電子線19を二次元に走査する方法と、検査実行時
にX−Yステージ31、32をY方向に連続して一定速度で移
動されるようにして電子線19をX方向に直線に走査する
方法のいずれかを選択できる。ある特定の比較的小さい
領域を検査する場合には前者のステージを静止させて検
査する方法、比較的広い領域を検査するときは、ステー
ジを連続的に一定速度で移動して検査する方法が有効で
ある。なお、電子線19をブランキングする必要がある時
には、ブランキング用偏向器13により電子線19が偏向さ
れて、電子線が絞り14を通過しないように制御できる。
The secondary electron detector 7 includes a secondary electron detector 20 inside the evacuated inspection room 2, and a preamplifier 21, an AD converter 22, a light conversion means 23 outside the inspection room 2, It comprises means 24, electric conversion means 25, high voltage power supply 26, preamplifier drive power supply 27, AD converter drive power supply 28, and reverse bias power supply 29. As already described, the secondary electron detector 20 of the secondary electron detector 7 is arranged above the objective lens 16 in the inspection room 2. The secondary electron detector 20, preamplifier 21, AD converter 22, optical conversion means 23, preamplifier drive power supply 27, and AD converter drive power supply 28 are floated to a positive potential by the high voltage power supply 26. The second secondary electrons 52 generated by colliding with the reflection plate 17 are guided to the detector 20 by the attraction electric field. The secondary electron detector 20 includes a second secondary electron 52 generated while the electron beam 19 is irradiated on the substrate 9 to be inspected and then accelerated to collide with the reflector 17. Is detected in conjunction with the scanning timing of the electron beam 19. The output signal of the secondary electron detector 20 is
Amplified by preamplifier 21 installed outside
2 becomes digital data. The AD converter 22 is configured to convert an analog signal detected by the semiconductor detector 20 into a digital signal immediately after being amplified by the preamplifier 21 and transmit the digital signal to the image processing unit 5. Since the detected analog signal is digitized immediately after detection and then transmitted, it is possible to obtain a signal with higher speed and higher SN ratio than before. The substrate 9 to be inspected is mounted on the XY stages 31 and 32, a method of stopping the XY stages 31 and 32 during the inspection and scanning the electron beam 19 two-dimensionally, and a method of performing the inspection during the inspection. Any method of scanning the electron beam 19 linearly in the X direction by moving the Y stages 31 and 32 continuously at a constant speed in the Y direction can be selected. When inspecting a specific relatively small area, it is effective to make the former stage stationary while inspecting it, and when inspecting a relatively large area, it is effective to continuously move the stage at a constant speed and inspect it It is. When the electron beam 19 needs to be blanked, the electron beam 19 is deflected by the blanking deflector 13 so that the electron beam 19 can be controlled so as not to pass through the aperture 14.

【0041】位置モニタ用測長器34として、本実施例で
はレーザ干渉による測長計を用いた。Xステージ31およ
びYステージ32の位置が実時間でモニタでき、制御部6に
転送されるようになっている。また、Xステージ31、Yス
テージ32、そして回転ステージ33のモータの回転数等の
データも同様に各々のドライバから制御部6に転送され
るように構成されており、制御部6はこれらのデータに
基いて電子線19が照射されている領域や位置が正確に把
握できるようになっており、必要に応じて実時間で電子
線19の照射位置の位置ずれを補正制御回路43より補正す
るようになっている。また、被検査基板毎に、電子線を
照射した領域を記憶できるようになっている。
In this embodiment, a length measuring device based on laser interference is used as the position measuring length measuring device 34. The positions of the X stage 31 and the Y stage 32 can be monitored in real time and transferred to the control unit 6. Similarly, data such as the number of rotations of the motors of the X stage 31, the Y stage 32, and the rotation stage 33 are also configured to be transferred from each driver to the control unit 6, and the control unit 6 The region and position where the electron beam 19 is irradiated can be accurately grasped on the basis of the position of the electron beam 19, and the position deviation of the irradiation position of the electron beam 19 is corrected by the correction control circuit 43 in real time as necessary. It has become. Further, an area irradiated with the electron beam can be stored for each substrate to be inspected.

【0042】光学式高さ測定器35は、電子ビーム以外の
測定方式である光学式測定器、例えばレーザ干渉測定器
や反射光の位置で変化を測定する反射光式測定器が使用
されており、X−Yステージ上31、32に搭載された被検査
基板9の高さを実時間で測定するように構成されてい
る。本実施例では、スリットを通過した細長い白色光を
透明な窓越しに該被検査基板9に照射し、反射光の位置
を位置検出モニタにて検出し、位置の変動から高さの変
化量を算出する方式を用いた。この光学式高さ測定器35
の測定データに基いて、電子線19を細く絞るための対物
レンズ16の焦点距離がダイナミックに補正され、常に非
検査領域に焦点が合った電子線19を照射できるようにな
っている。また、被検査基板9の反りや高さ歪みを電子
線照射前に予め測定しており、そのデータをもとに対物
レンズ16の検査領域毎の補正条件を設定するように構成
することも可能である。
As the optical height measuring instrument 35, an optical measuring instrument other than the electron beam measuring method, for example, a laser interferometer or a reflected light measuring instrument for measuring a change in the position of reflected light is used. , The height of the substrate 9 to be inspected mounted on the XY stage 31, 32 is measured in real time. In the present embodiment, the elongated white light that has passed through the slit is irradiated onto the substrate 9 to be inspected through a transparent window, the position of the reflected light is detected by a position detection monitor, and the amount of change in height from the position change is calculated. The calculation method was used. This optical height measuring instrument 35
Based on the measurement data, the focal length of the objective lens 16 for narrowing down the electron beam 19 is dynamically corrected, so that the non-inspection area can always be irradiated with the electron beam 19. In addition, it is possible to configure so that the warp and the height distortion of the substrate 9 to be inspected are measured in advance before the electron beam irradiation, and the correction conditions for each inspection area of the objective lens 16 are set based on the data. It is.

【0043】画像処理部5は第一画像記憶部46と第二画
像記憶部47、演算部48、欠陥判定部49、モニタ50により
構成されている。上記二次電子検出器20で検出された被
検査基板9の画像信号は、プリアンプ21で増幅され、AD
変換器22でデジタル化された後に光変換器23で光信号に
変換され、光ファイバ24によって伝送され、電気変換器
25にて再び電気信号に変換された後に第一画像記憶部46
あるいは第二記憶部47に記憶される。演算部48は、この
記憶された画像信号をもう一方の記憶部の画像信号との
位置合せ、信号レベルの規格化、ノイズ信号を除去する
ための各種画像処理を施し、双方の画像信号を比較演算
する。欠陥判定部49は、演算部48にて比較演算された差
画像信号の絶対値を所定のしきい値と比較し、所定のし
きい値よりも差画像信号レベルが大きい場合にその画素
を欠陥候補と判定し、モニタ50にその位置や欠陥数等を
表示するこれまで回路パターン検査装置1の全体の構成
について説明してきたが、このうちの二次電子51の検出
手段について、その構成と作用をさらに詳細に説明す
る。一次電子線19は、固体に入射すると内部に進入しな
がらそれぞれの深さにおいて殻内電子を励起してエネル
ギーを失っていく。また、それととにも一次電子線が後
方に散乱された反射電子が、やはり固体内で電子を励起
させながら表面へ向かって進む現象が生ずる。これら複
数の過程を経て、殻内電子は固体表面から表面障壁を超
えて二次電子となって数V〜50eVのエネルギーを持って
真空中へ出る。一次電子線と固体表面のなす角度が浅い
ほど、一次電子線の進入距離とその位置から固体表面ま
での距離との比が小さくなり、二次電子が表面から放出
されやすくなる。したがって、二次電子の発生は一次電
子線と固体表面の角度に依存しており、二次電子発生量
が試料表面の凹凸や材料を示す情報となる。
The image processing section 5 comprises a first image storage section 46, a second image storage section 47, an operation section 48, a defect determination section 49, and a monitor 50. The image signal of the substrate 9 to be inspected detected by the secondary electron detector 20 is amplified by a preamplifier 21,
After being digitized by the converter 22, it is converted into an optical signal by the optical converter 23, transmitted by the optical fiber 24, and
After being converted into an electric signal again at 25, the first image storage unit 46
Alternatively, it is stored in the second storage unit 47. The arithmetic unit 48 performs alignment of the stored image signal with the image signal of the other storage unit, normalizes the signal level, performs various types of image processing for removing noise signals, and compares the two image signals. Calculate. The defect determination unit 49 compares the absolute value of the difference image signal calculated and compared by the calculation unit 48 with a predetermined threshold value, and if the difference image signal level is higher than the predetermined threshold value, the pixel is defective. The overall configuration of the circuit pattern inspection apparatus 1 for determining a candidate and displaying the position, the number of defects, and the like on the monitor 50 has been described above. Among them, the configuration and operation of the secondary electron 51 detection means are described. Will be described in more detail. When the primary electron beam 19 enters the solid, it enters the inside and excites electrons in the shell at each depth to lose energy. Also, there occurs a phenomenon in which the reflected electrons in which the primary electron beam is scattered backward travel toward the surface while also exciting the electrons in the solid. Through these multiple processes, the electrons in the shell pass from the solid surface to the surface barrier and turn into secondary electrons with a few volts to 50 eV of energy and exit into the vacuum. As the angle between the primary electron beam and the solid surface becomes smaller, the ratio of the entrance distance of the primary electron beam to the distance from the position to the solid surface becomes smaller, and secondary electrons are more likely to be emitted from the surface. Therefore, the generation of secondary electrons depends on the angle between the primary electron beam and the solid surface, and the amount of secondary electrons generated is information indicating unevenness and material of the sample surface.

【0044】図2は二次電子51の検出するための電子光
学系3、二次電子検出部7の主要構成図を示す。一次電子
線19は試料基板9へ照射され、試料基板9表面にて二次電
子51を発生させる。この二次電子51は、試料基板9に印
加された負の高電圧により加速される。本実施例では、
試料基板9に印加する負の電圧を3.5keVに設定した。二
次電子51は、加速されるとともに対物レンズ16、ExB偏
向器18により収束、偏向され反射板17に衝突する。この
反射板17は、検出器への印加電圧等が一次電子線に影響
を及ぼすのを防止するためのシールドパイプと一体で30
度のテーパーの円錐状をしている。材料はCuBeOで、平
均で照射電子数の約5倍の二次電子を放出させる構成と
して二次電子増倍効果を持たせた。上記の加速された二
次電子51が衝突することにより、反射板17からは数V〜5
0eVのエネルギーを持つ第二の二次電子52が発生する。
この第二の二次電子52は、二次電子検出器20と二次電子
検出器20に取り付けた吸引電極53により生成される吸引
電界により二次電子検出器20前面へ吸引される。本実施
例では、試料基板9表面で発生した二次電子51をExB偏向
器18で二次電子検出器20側へ約5度偏向させる構成とし
たので、ExB偏向器18にかける電圧と磁界、電極間隔
は、試料基板9に印加する負の高電圧が3.5keVの場合に
はそれぞれ35V、1.0×10-6T(テスラ)、10mmという条
件とした。この電磁界は、試料基板9に印加する負の高
電圧に連動して可変設定することができる。以上の構成
および条件により、〜5度程度の小角度偏向と、試料基
板9に印加する-3.5keVの電圧による加速、対物レンズに
よる収束により、試料基板9表面で発生した二次電子51
がExB偏向器18を通過する際に95%以上が通過できるよう
にし、反射板17にてこの95%の二次電子51が約5倍の量に
増倍されて第二の二次電子52が発生することができた。
FIG. 2 shows a main configuration diagram of the electron optical system 3 for detecting the secondary electrons 51 and the secondary electron detector 7. The primary electron beam 19 is irradiated on the sample substrate 9 to generate secondary electrons 51 on the surface of the sample substrate 9. The secondary electrons 51 are accelerated by the negative high voltage applied to the sample substrate 9. In this embodiment,
The negative voltage applied to the sample substrate 9 was set to 3.5 keV. The secondary electrons 51 are accelerated and converged and deflected by the objective lens 16 and the ExB deflector 18 and collide with the reflector 17. The reflector 17 is integrated with a shield pipe for preventing a voltage applied to the detector from affecting the primary electron beam.
It has a tapered conical shape. The material is CuBeO, which has a secondary electron multiplication effect as a configuration that emits secondary electrons on average about 5 times the number of irradiated electrons. Due to the collision of the accelerated secondary electrons 51, several V to 5
Second secondary electrons 52 having an energy of 0 eV are generated.
The second secondary electrons 52 are attracted to the front surface of the secondary electron detector 20 by the attraction electric field generated by the secondary electron detector 20 and the attraction electrode 53 attached to the secondary electron detector 20. In this embodiment, since the secondary electrons 51 generated on the surface of the sample substrate 9 are deflected about 5 degrees toward the secondary electron detector 20 by the ExB deflector 18, the voltage and magnetic field applied to the ExB deflector 18 When the negative high voltage applied to the sample substrate 9 was 3.5 keV, the electrode spacing was 35 V, 1.0 × 10 −6 T (tesla), and 10 mm, respectively. This electromagnetic field can be variably set in conjunction with a negative high voltage applied to the sample substrate 9. With the above configuration and conditions, the secondary electrons 51 generated on the surface of the sample substrate 9 by the small angle deflection of about 5 degrees, the acceleration by the voltage of -3.5 keV applied to the sample substrate 9, and the convergence by the objective lens.
When passing through the ExB deflector 18, 95% or more of the secondary electrons 51 can be passed through the reflector 17, and the 95% of the secondary electrons 51 are multiplied by about five times to the second secondary electrons 52. Was able to occur.

【0045】二次電子検出器20として、本実施例ではPI
N型半導体検出器を用いた。PIN型半導体検出器は通常の
PN型半導体検出器よりも応答性が速く、逆バイアス電圧
電源により逆バイアス電圧を印加することによりサンプ
リング周波数が〜100MHzの高周波の二次電子信号を検出
することができた。このPIN型半導体検出器20および検
出回路であるプリアンプ21、AD変換器22、光変換手段23
を6keVにフローティングし、吸引電極53は0Vに設定し
た。なお、PIN型半導体検出器20の有効な大きさは4mm
である。上記反射板17で生じた第二の二次電子52は、吸
引電界によりPIN型半導体検出器20に吸引され、高エネ
ルギー状態でPIN型半導体検出器20に入射して表面層で
一定のエネルギーを消失した後に電子正孔対を生成し、
電流となって電気信号に変換される。本実施例で用いた
PIN型半導体検出器20は、信号検出感度も非常に高く、
表面層でのエネルギー損失を考慮すると、吸引電界によ
り6keVに加速されて入射した第二の二次電子52は約1000
倍に増幅された電気信号になる。この電気信号はプリア
ンプ21によりさらに増幅され、この増幅された信号(ア
ナログ信号)はAD変換器22によりデジタル信号に変換さ
れる。ここではAD変換器22として12ビット、クロック周
波数100MHzのものを用いた。そして、AD変換器22の出力
を各ビット毎に光変換手段23、伝送手段24、電気変換手
段25をそれぞれ設け、パラレルで伝送した。この構成に
よれば、個々の伝送手段はAD変換器22のクロック周波数
と同じ伝送速度があれば良い。さて、光変換手段23によ
り光デジタル信号に変換された信号は、光伝送手段24に
より電気変換手段25へ伝送され、ここで光デジタル信号
から再び電気信号に変換され、画像処理部5へ送られ
る。このように光信号に変換してから伝送するのは、PI
N型半導体検出器20から光変換手段23までの構成要素が
高電圧電源26により正の高電位にフローティングされて
いるからであり、本実施例の構成により、高電位レベル
の信号をアースレベルの信号に変換できる。また、本実
施例では、光変換手段23として電気信号を光信号に変換
する発光素子を、伝送手段24として光信号を伝送する光
ファイバケーブルを、電気変換手段25として光信号を電
気信号に変換する受光素子を用いた。光ファイバケーブ
ルは高絶縁材料で形成されているため、高電位レベルの
信号をアース電位レベルの信号に容易に変換できる。さ
らに、デジタル信号を光伝送しているため、光伝送時に
おける信号の劣化が全くない。その結果、従来の技術で
あるアナログ信号を光伝送する構成と比べてノイズの影
響の少ない画像を得ることができる。これらの構成によ
り、PIN型半導体検出器20への第二の二次電子52の入射
電流が100nAの場合に、サンプリング周波数100MHzとい
う高周波の二次電子信号を信号SN比50以上で検出するこ
とができるようになった。
As the secondary electron detector 20, in this embodiment, PI
An N-type semiconductor detector was used. PIN type semiconductor detector
The responsiveness is faster than that of the PN type semiconductor detector. By applying a reverse bias voltage from a reverse bias voltage power supply, a high frequency secondary electron signal with a sampling frequency of up to 100 MHz could be detected. The PIN semiconductor detector 20 and a preamplifier 21, an AD converter 22, and a light conversion unit 23, which are detection circuits,
Was floated to 6 keV, and the suction electrode 53 was set to 0 V. Incidentally, the effective size of the PIN-type semiconductor detector 20 is 4 mm
It is. The second secondary electrons 52 generated by the reflection plate 17 are attracted to the PIN semiconductor detector 20 by an attraction electric field, enter the PIN semiconductor detector 20 in a high energy state, and have a constant energy at the surface layer. After the disappearance, an electron-hole pair is generated,
It becomes a current and is converted into an electric signal. Used in this example
The PIN semiconductor detector 20 has very high signal detection sensitivity,
Considering the energy loss in the surface layer, the second secondary electrons 52 that are accelerated to 6 keV by the attracting electric field and incident are about 1000
It becomes a double amplified electric signal. This electric signal is further amplified by the preamplifier 21, and the amplified signal (analog signal) is converted into a digital signal by the AD converter 22. Here, a 12-bit AD converter having a clock frequency of 100 MHz is used. The output of the AD converter 22 was transmitted in parallel by providing an optical conversion unit 23, a transmission unit 24, and an electric conversion unit 25 for each bit. According to this configuration, each transmission means only needs to have the same transmission speed as the clock frequency of the AD converter 22. Now, the signal converted to the optical digital signal by the optical conversion unit 23 is transmitted to the electric conversion unit 25 by the optical transmission unit 24, where it is converted from the optical digital signal to an electric signal again and sent to the image processing unit 5. . The transmission after converting to an optical signal is PI
This is because the components from the N-type semiconductor detector 20 to the light conversion means 23 are floated to a positive high potential by the high-voltage power supply 26. Can be converted to a signal. In this embodiment, a light emitting element for converting an electric signal into an optical signal is used as the light converting means 23, an optical fiber cable for transmitting the optical signal is used as the transmitting means 24, and the optical signal is converted to an electric signal as the electric converting means 25. A light receiving element was used. Since the optical fiber cable is formed of a highly insulating material, a signal at a high potential level can be easily converted to a signal at a ground potential level. Furthermore, since the digital signal is optically transmitted, there is no signal degradation at the time of optical transmission. As a result, it is possible to obtain an image less affected by noise as compared with the conventional technique of optically transmitting an analog signal. With these configurations, when the incident current of the second secondary electrons 52 to the PIN semiconductor detector 20 is 100 nA, a high-frequency secondary electron signal having a sampling frequency of 100 MHz can be detected with a signal SN ratio of 50 or more. Now you can.

【0046】なお、上記の実施例では、半導体検出器20
は逆バイアス電圧電源29により逆バイアス電圧を印加さ
れていたが、逆バイアス電圧を印加しない構成にしても
良い。また、本実施例では半導体検出器20にPIN型半導
体検出器を用いたが、他のタイプの半導体検出器、例え
ばショットキー型半導体検出器やアバランシェ型半導体
検出器等を用いても良い。また、応答性、感度等の条件
を満たせば、MCP(マイクロチャネルプレート)を検出
器として用いることも可能である。
In the above embodiment, the semiconductor detector 20
Has been applied with a reverse bias voltage by the reverse bias voltage power supply 29, but may be configured so as not to apply the reverse bias voltage. In this embodiment, a PIN semiconductor detector is used as the semiconductor detector 20, but another type of semiconductor detector, for example, a Schottky semiconductor detector or an avalanche semiconductor detector may be used. Moreover, if conditions such as responsiveness and sensitivity are satisfied, MCP (micro channel plate) can be used as a detector.

【0047】次に、前記回路パターン検査装置1により
被検査試料9として製造過程のパターン加工が施された
半導体ウエハを検査した場合の作用について説明する。
まず、図1には記載されていないが、半導体ウエハ9の搬
送手段により半導体ウエハは試料交換室へロードされ
る。そこでこの半導体ウエハ9は試料ホルダに搭載さ
れ、保持固定された後に真空排気され、試料交換室があ
る程度の真空度に達したら検査のための検査室2に移載
される。検査室2では、試料台30、X−Yステージ31、3
2、回転ステージ33の上に試料ホルダごと載せられ、保
持固定される。セットされた半導体ウエハ9は、予め登
録された所定の検査条件に基きX−Yステージ31、32のXお
よびY方向の移動により光学顕微鏡部4の下の所定の第一
の座標に配置され、モニタ50により半導体ウエハ9上に
形成された回路パターンの光学顕微鏡画像が観察され、
位置回転補正用に予め記憶された同じ位置の同等の回路
パタ−ン画像と比較され、第一の座標の位置補正値が算
出される。次に第一の座標から一定距離離れ第一の座標
と同等の回路パタ−ンが存在する第二の座標に移動し、
同様に光学顕微鏡画像が観察され、位置回転補正用に記
憶された回路パターン画像と比較され、第二の座標の位
置補正値および第一の座標に対 する回転ずれ量が算出
される。この算出された回転ずれ量分、回転ステージ33
は回転し、その回転量を補正する。なお、本実施例では
回転ステージ33の回転により回転ずれ量を補正している
が、回転ステージ33無しで、算出された回転ずれの量に
基き電子線の走査偏向位置を補正する方法でも補正でき
る。この光学顕微鏡画像観察においては、光学顕微鏡画
像のみならず電子線画像でも観察可能な回路パターンが
選定される。また、今後の位置補正のために、第一の座
標、光学顕微鏡画像観察による第一の回路パターンの位
置ずれ量、第二の座標、光学顕微鏡画像観察による第二
の回路パターンの位置ずれ量が記憶され、制御部6に転
送される。
Next, the operation in the case where the circuit pattern inspection apparatus 1 inspects a semiconductor wafer on which pattern processing in the manufacturing process has been performed as the sample 9 to be inspected will be described.
First, although not shown in FIG. 1, the semiconductor wafer is loaded into the sample exchange chamber by the means for transporting the semiconductor wafer 9. Therefore, the semiconductor wafer 9 is mounted on a sample holder, held and fixed, and evacuated, and when the sample exchange chamber reaches a certain degree of vacuum, the semiconductor wafer 9 is transferred to the inspection room 2 for inspection. In the inspection room 2, the sample stage 30, the XY stages 31, 3
2. The sample holder is placed on the rotating stage 33 and held and fixed. The set semiconductor wafer 9 is arranged at predetermined first coordinates below the optical microscope unit 4 by moving the XY stages 31, 32 in the X and Y directions based on predetermined inspection conditions registered in advance, An optical microscope image of a circuit pattern formed on the semiconductor wafer 9 is observed by the monitor 50,
It is compared with an equivalent circuit pattern image at the same position stored in advance for position rotation correction, and a position correction value of the first coordinate is calculated. Next, it moves to a second coordinate where a circuit pattern equivalent to the first coordinate exists at a fixed distance from the first coordinate,
Similarly, the optical microscope image is observed and compared with the circuit pattern image stored for position rotation correction, and the position correction value of the second coordinates and the amount of rotation deviation with respect to the first coordinates are calculated. The rotation stage 33 corresponds to the calculated rotation deviation amount.
Rotates and corrects the amount of rotation. In the present embodiment, the amount of rotation deviation is corrected by the rotation of the rotation stage 33. However, without using the rotation stage 33, correction can also be made by a method of correcting the scanning deflection position of the electron beam based on the calculated amount of rotation deviation. . In this optical microscope image observation, a circuit pattern that can be observed not only with an optical microscope image but also with an electron beam image is selected. In addition, for future position correction, the first coordinate, the displacement amount of the first circuit pattern by the optical microscope image observation, the second coordinate, the displacement amount of the second circuit pattern by the optical microscope image observation are It is stored and transferred to the control unit 6.

【0048】さらに、光学顕微鏡による画像が用いられ
て、被検査半導体ウエハ9上に形成された回路パターン
が観察され、半導体ウエハ9上の回路パターンのチップ
の位置やチップ間の距離、あるいはメモリセルのような
繰り返しパターンの繰り返しピッチ等が予め測定され、
制御部6に測定値が入力される。また、被検査半導体ウ
エハ9上における被検査チップおよびチップ内の被検査
領域が光学顕微鏡の画像から設定され、上記と同様に制
御部6に入力される。光学顕微鏡の画像は、比較的低い
倍率によって観察が可能であり、また、被検査半導体ウ
エハ9の表面が例えばシリコン酸化膜等により覆われて
いる場合には下地まで透過して観察可能であるので、チ
ップの配列やチップ内の回路パターンのレイアウトを簡
便に観察することができ、検査領域の設定を容易にでき
るためである。
Further, a circuit pattern formed on the semiconductor wafer 9 to be inspected is observed by using an image obtained by an optical microscope, and the position of the chip of the circuit pattern on the semiconductor wafer 9, the distance between the chips, or the memory cell The repetition pitch of the repetition pattern like is measured in advance,
The measured value is input to the control unit 6. In addition, a chip to be inspected on the semiconductor wafer 9 to be inspected and a region to be inspected in the chip are set from an image of the optical microscope, and input to the control unit 6 in the same manner as described above. The image of the optical microscope can be observed at a relatively low magnification, and when the surface of the semiconductor wafer 9 to be inspected is covered with, for example, a silicon oxide film, the image can be transmitted down to the base and observed. This is because the arrangement of the chips and the layout of the circuit patterns in the chips can be easily observed, and the inspection area can be easily set.

【0049】以上のようにして光学顕微鏡部4による所
定の補正作業や検査領域設定等の準備作業が完了する
と、Xステージ31およびYステージ32の移動により、半導
体ウエハ9が電子光学系3の下に移動される。半導体ウエ
ハ9が電子光学系3の下に配置されると、上記光学顕微鏡
部4により実施された補正作業や検査領域の設定と同様
の作業を電子線画像により実施する。この際の電子線画
像の取得は、次の方法でなされる。上記光学顕微鏡画像
による位置合せにおいて記憶され補正された座標値に基
き、光学顕微鏡部4で観察されたものと同じ回路パター
ンに、電子線19が走査偏向器44によりXY方向に二次元に
走査されて照射される。この電子線の二次元走査によ
り、被観察部位から発生する二次電子51が上記の二次電
子検出のための各部の構成および作用によって検出され
ることにより、電子線画像が取得される。既に光学顕微
鏡画像により簡便な検査位置確認や位置合せ、および位
置調整が実施され、且つ回転補正も予め実施されている
ため、光学画像に比べ分解能が高く高倍率で高精度に位
置合せや位置補正、回転補正を実施することができる。
なお、電子線19を試料9に照射すると、その箇所が帯電
する。検査の際にその帯電の影響を避けるために、上記
位置回転補正あるいは検査領域設定等の検査前準備作業
において電子線19を照射する回路パターンは予め被検査
領域外に存在する回路パターンを選択するか、あるいは
被検査チップ以外のチップにおける同等の回路パターン
を制御部6から自動的に選択できるようにしておく。こ
れにより、検査時に上記検査前準備作業により電子線19
を照射した影響が検査画像に及ぶことは無い。
As described above, when the preparatory work such as the predetermined correction work and the inspection area setting by the optical microscope unit 4 is completed, the semiconductor wafer 9 is moved below the electron optical system 3 by moving the X stage 31 and the Y stage 32. Moved to When the semiconductor wafer 9 is placed below the electron optical system 3, the same operation as the correction operation and the setting of the inspection area performed by the optical microscope unit 4 is performed using an electron beam image. The acquisition of the electron beam image at this time is performed by the following method. Based on the coordinate values stored and corrected in the alignment by the optical microscope image, the electron beam 19 is scanned two-dimensionally in the XY direction by the scanning deflector 44 on the same circuit pattern as observed in the optical microscope unit 4. Irradiated. By the two-dimensional scanning of the electron beam, secondary electrons 51 generated from the observed region are detected by the configuration and operation of each unit for detecting the secondary electrons, thereby obtaining an electron beam image. Since simple inspection position confirmation, position adjustment, and position adjustment have already been performed using optical microscope images, and rotation correction has also been performed in advance, positioning and position correction have higher resolution and higher magnification than optical images, and have higher accuracy. , Rotation correction can be performed.
When the sample 9 is irradiated with the electron beam 19, the portion is charged. In order to avoid the influence of the electrification at the time of the inspection, a circuit pattern to be irradiated with the electron beam 19 in the pre-inspection preparation work such as the position rotation correction or the inspection area setting selects a circuit pattern existing outside the inspection area in advance. Alternatively, an equivalent circuit pattern in a chip other than the chip to be inspected can be automatically selected from the control unit 6. This allows the electron beam 19 to be
Does not affect the inspection image.

【0050】次に、検査が実施される。検査時に被検査
半導体ウエハ9に照射する電子線19の条件は、以下の方
法にて求めた。まず、一般に電子線画像におけるSN比
は、試料に照射する電子線の単位画素あたりの照射電子
数Sの平方根と相関がある。画像同士を比較検査する場
合には、電子線画像のSN比は正常部と欠陥部の信号量を
検知できる値である必要があり、最低SN比は10以上が必
要であり、好ましくは50以上が必要である。前述のよう
に、電子線画像のSN比は、試料に照射する電子線の単位
画素あたりの照射電子数Sの平方根と相関があるため、S
N比10を得るためには単一画素あたり少なくとも100個以
上の電子が必要となり、SN比50を得るためには少なくと
も2500個以上の電子が照射されなくてはならない。
Next, an inspection is performed. The conditions of the electron beam 19 irradiating the semiconductor wafer 9 to be inspected during the inspection were obtained by the following method. First, generally, the SN ratio in an electron beam image has a correlation with the square root of the number S of irradiated electrons per unit pixel of the electron beam irradiated on the sample. When comparing and inspecting images, the S / N ratio of the electron beam image needs to be a value that can detect the signal amount of the normal part and the defect part, and the minimum S / N ratio needs to be 10 or more, and preferably 50 or more. is necessary. As described above, the S / N ratio of the electron beam image is correlated with the square root of the number S of irradiated electrons per unit pixel of the electron beam irradiated on the sample.
To obtain an N ratio of 10, at least 100 or more electrons are required per single pixel, and to obtain an S / N ratio of 50, at least 2500 or more electrons must be irradiated.

【0051】また、本発明の回路パターン検査方法を適
用する主目的は、前述の通り光学式パターン検査方法で
は検出が不可能な微小の欠陥を検知することであり、す
なわち微小な画素における画像間の差を認識する必要が
あった。これを達成するために、本実施例では画素サイ
ズを0.1μmとした。従って、最低限必要とされる単一画
素あたりの電子数と上記画素サイズから、必要とされる
単位面積あたりの電子線照射量は0.16μC/cm2になり、
好ましくは4μC/cm2となる。この電子照射量を通常のS
EMの電子線電流(数pAから数百pA程度)により得ようと
すると、例えば20pAの電子線電流によって1cm2の領域に
0.16μC/cm2の電子を照射するには8000秒を要し、さら
に4μC/cm2の電子を照射するには20万秒を要する。し
かしながら、回路パターンの検査、例えば半導体ウエハ
の検査において要求される検査速度は600s/cm2以下、
好ましくは300s/cm2以下であり、これよりも検査時間
が長くなると半導体製造においては検査の実用性がきわ
めて低くなる。したがって、これらの条件を満たし、実
用的な検査時間で必要な電子線を試料に照射するために
は、電子線電流を最低でも270pA(1.6μC/cm2、600s/
cm2)以上、好ましくは13nA(4μC/cm2、300s/cm2
以上に設定する必要がある。そこで、本実施例の回路パ
ターンの検査方法では、13nA以上の大電流電子線を用い
て一回の走査により電子線画像を形成することにした。
The main purpose of applying the circuit pattern inspection method of the present invention is to detect minute defects which cannot be detected by the optical pattern inspection method as described above. It was necessary to recognize the difference. In order to achieve this, in this embodiment, the pixel size is set to 0.1 μm. Therefore, from the minimum required number of electrons per single pixel and the pixel size, the required electron beam irradiation amount per unit area is 0.16 μC / cm 2 ,
Preferably, it is 4 μC / cm 2 . This electron irradiation amount is
In order to obtain the electron beam current of EM (about several pA to several hundred pA), for example, the electron beam current of 20 pA causes the area of 1 cm 2
To irradiate the electrons 0.16μC / cm 2 requires a 8000 seconds, to further irradiation of electrons 4μC / cm 2 requires 200,000 seconds. However, the inspection speed required for inspection of a circuit pattern, for example, inspection of a semiconductor wafer is 600 s / cm 2 or less.
It is preferably at most 300 s / cm 2 , and if the inspection time is longer than this, the practicality of inspection in semiconductor manufacturing becomes extremely low. Therefore, in order to satisfy these conditions and irradiate the sample with a necessary electron beam in a practical inspection time, the electron beam current must be at least 270 pA (1.6 μC / cm 2 , 600 s /
cm 2 ) or more, preferably 13 nA (4 μC / cm 2 , 300 s / cm 2 )
It is necessary to set above. Therefore, in the circuit pattern inspection method of the present embodiment, an electron beam image is formed by one scan using a high current electron beam of 13 nA or more.

【0052】そして、通常のSEMに比べ約100倍以上の大
電流(270nA以上、好ましくは13nA以上)の電子線を用
いてただ一回の走査によって電子線画像を形成すること
は、検査速度の点から必要とされるだけでなく、以下に
述べる理由により、下地膜あるいは表面パターンが絶縁
材料により形成された回路パターンを検査するのに特に
必要であることが本発明により究明された。
Forming an electron beam image with a single scan using an electron beam having a large current (270 nA or more, preferably 13 nA or more), which is about 100 times or more that of a normal SEM, can reduce the inspection speed. It has been determined by the present invention that not only is it necessary from the point of view, but also for the reasons described below, that the base film or surface pattern is particularly necessary for inspecting a circuit pattern formed of an insulating material.

【0053】絶縁材料を有する回路パターンの電子線画
像を通常のSEMにより取得すると、帯電の影響により実
際の形状とは異なる電子線画像が得られたり、視野倍率
によりコントラストがまったく異なることが多い。これ
は、微弱な電子線電流(数pAから数百pA)を局所的に繰
り返し走査することにより、あるいは視野倍率を変える
際に焦点や非点補正のために画像形成に必要な電子線量
以上に電子線を局所的に走査することにより、電子線照
射量がある一ヶ所に集中して照射され、その部分の帯電
が不均等になるためである。その結果、絶縁材料で形成
されたパターンの電子線画像の品質は、視野により全く
異なってしまうので、このような画像は電子線画像を比
較する検査には適用できない。従って、絶縁材料を有す
る回路パターンについても導電性の材料の回路パターン
と同様に検査できるようにするために、通常のSEMに比
べ約100倍以上の大電流電子線を用いて一回の走査によ
り電子線画像を形成することとした。すなわち、本実施
例では、単位面積あたり、および単位時間あたりの試料
への電子線照射量が一定であって、比較検査を行うのに
足る画質を形成するために必要な電子線量により、しか
も、半導体ウエハ等の検査方法の実用性に適した走査速
度により、電子線を一回走査することで電子線画像を取
得することとした。そして、上記のように通常のSEMに
比べ約100倍以上の大電流電子線を用いて一回の走査に
より絶縁材料を有する回路パターンの電子線画像を取得
したところ、一視野内の電子線画像を構成する各種回路
パターンの構成材料や構造に依存して帯電量や画像のコ
ントラストがそれぞれ異なること、同種の材料の同等の
パターン同士では同様な画像コントラストが得られるこ
とを確認した。なお、大電流電子線による走査は本実施
例では一回のみとしているが、実質的に前述の作用が実
現される範囲で数回の場合も有り得る。
When an electron beam image of a circuit pattern having an insulating material is obtained by a normal SEM, an electron beam image different from the actual shape is obtained due to the influence of charging, and the contrast often differs completely depending on the field magnification. This is done by repeatedly scanning the weak electron beam current (several pA to several hundred pA) locally, or when changing the field magnification, to exceed the electron dose required for image formation for focus and astigmatism correction. This is because, when the electron beam is locally scanned, the electron beam irradiation amount is intensively applied to a certain location, and the charge of that portion becomes uneven. As a result, the quality of an electron beam image of a pattern formed of an insulating material is completely different depending on the field of view, and such an image cannot be applied to an inspection for comparing electron beam images. Therefore, in order to be able to inspect a circuit pattern having an insulating material in the same way as a circuit pattern made of a conductive material, a single scan is performed using a high-current electron beam that is about 100 times or more that of a normal SEM. An electron beam image was formed. That is, in the present embodiment, the amount of electron beam irradiation on the sample per unit area and per unit time is constant, and the electron dose required to form an image quality sufficient for performing the comparative inspection, and An electron beam image is obtained by scanning the electron beam once at a scanning speed suitable for the practicality of the inspection method for semiconductor wafers and the like. Then, as described above, an electron beam image of a circuit pattern having an insulating material was obtained by one scan using a large current electron beam that is about 100 times or more as compared with a normal SEM, and an electron beam image in one field of view was obtained. It has been confirmed that the amount of charge and the contrast of the image are different depending on the constituent materials and structures of the various circuit patterns constituting, and that the same image contrast can be obtained between the same patterns of the same kind of material. In this embodiment, the scanning with the large current electron beam is performed only once. However, the scanning may be performed several times as long as the above-described operation is substantially realized.

【0054】図3(a)、図3(b)、図3(c)に試料
のある点Pに電子線を照射した場合の二次電子発生効率
及び帯電の程度を模式的に示した。図3(a)の縦軸は
試料に照射される一次電子線の相対的な強度を、横軸は
時間および距離を示す。図3(b)の縦軸は相対的な試
料の帯電の程度を、横軸は時間を示す。図3(c)の縦
軸は発生する二次電子の相対的な量を、横軸は時間を示
す。これまでに述べてきた本発明の検査方法で電子線を
試料に照射すると、電子線は高速で点Pを走査し通過す
る。10nsの間に電子線の強度の比較的大きい部分が点P
を通過する。本実施例では電子線の走査速度を100MHz/
画素に設定しているため、この10nsは1画素に相当す
る。また、本実施例では1画素を0.1μmにしているの
で、この10nsは0.1μmに相当する。試料上点Pでは、図
3(a)のタイミングで試料に電子線が照射されると、
図3(b)に示すように試料が帯電する。帯電の程度お
よび時間経過による放電の程度は試料の材質により異な
る。試料が絶縁物の場合は、電子線が通過した後にも帯
電が残存し、長時間経過しないと放電されないものもあ
る。図3(c)に示したように、試料に一次電子線が照
射された瞬間より、二次電子が発生する。該二次電子の
発生量は、材料毎に決まる二次電子発生効率と、図3
(b)に示した帯電の程度に依存するので、例えば1回
目の走査では図3(c)に示す二次電子量が発生し、2
回目の走査において帯電の程度が1回目の程度と異なる
場合には、二次電子の発生量も異なる。
FIGS. 3 (a), 3 (b) and 3 (c) schematically show the secondary electron generation efficiency and the degree of charging when a point P of the sample is irradiated with an electron beam. The vertical axis in FIG. 3A shows the relative intensity of the primary electron beam irradiated on the sample, and the horizontal axis shows time and distance. In FIG. 3B, the vertical axis indicates the relative degree of charging of the sample, and the horizontal axis indicates time. The vertical axis in FIG. 3C indicates the relative amount of secondary electrons generated, and the horizontal axis indicates time. When the sample is irradiated with an electron beam by the inspection method of the present invention described above, the electron beam scans and passes the point P at a high speed. The point where the intensity of the electron beam is relatively large during 10 ns is the point P
Pass through. In this embodiment, the scanning speed of the electron beam is 100 MHz /
Since it is set to a pixel, this 10 ns corresponds to one pixel. Further, in this embodiment, since one pixel is set to 0.1 μm , this 10 ns corresponds to 0.1 μm. At point P on the sample,
When the sample is irradiated with an electron beam at the timing of 3 (a),
The sample is charged as shown in FIG. The degree of charge and the degree of discharge with the passage of time vary depending on the material of the sample. When the sample is an insulator, the charge remains even after the passage of the electron beam, and in some cases, the charge is not discharged until a long time elapses. As shown in FIG. 3C, secondary electrons are generated from the moment when the primary electron beam is irradiated on the sample. The amount of secondary electrons generated depends on the secondary electron generation efficiency determined for each material,
Since it depends on the degree of charging shown in (b), for example, in the first scan, the amount of secondary electrons shown in FIG.
If the degree of charging in the second scan is different from the degree of the first scan, the amount of generated secondary electrons is also different.

【0055】次に、電子線画像のコントラストに影響す
る照射条件について述べる。電子線画像のコントラスト
は、試料に照射した電子線により発生し検出される二次
電子の量により形成され、例えば材料等の相違により二
次電子の発生量が異なることにより明るさの差となる。
図4(a)と図4(b)は、電子線照射条件のコントラ
ストへの影響を示すグラフであり、図4(a)は照射条
件が適切な場合を示し図4(b)は照射条件が不適切な
場合を示している。また、縦軸は画像の明るさと相関が
大である帯電の程度、横軸には電子線の照射時間であ
る。実線Aは、試料にホトレジストを用いた場合、点線
Bは試料に配線材料を用いた場合である。
Next, irradiation conditions that affect the contrast of an electron beam image will be described. The contrast of an electron beam image is formed by the amount of secondary electrons generated and detected by an electron beam irradiated on a sample. For example, a difference in the amount of secondary electrons generated due to a difference in material or the like results in a difference in brightness. .
4 (a) and 4 (b) are graphs showing the effect of electron beam irradiation conditions on the contrast. FIG. 4 (a) shows the case where the irradiation conditions are appropriate, and FIG. 4 (b) shows the irradiation conditions. Indicates an inappropriate case. The vertical axis indicates the degree of charging, which has a large correlation with the brightness of the image, and the horizontal axis indicates the irradiation time of the electron beam. The solid line A indicates the case where photoresist was used for the sample, and the dotted line B indicates the case where wiring material was used for the sample.

【0056】図4(a)より、照射時間が少ない時間領
域Cでは各材料の明るさ変動が少なく、照射時間が比較
的多くなってくる時間領域Dだと照射時間による明るさ
の変化が大きくなり、最終的に照射時間が多い時間領域
Eでは再び照射時間による明るさ変動が少なくなる。ま
た、図4(b)より、照射条件が適切でない場合には、
照射時間が少ない時間領域Cにおいても、照射時間に対
する明るさ変動が大きく、安定した画像を得るのが困難
である。従って、高速に且つ安定した電子線画像を取得
するためには図4(a)の照射条件にて画像を取得する
ことが重要である。
As shown in FIG. 4A, in the time region C where the irradiation time is short, the change in brightness of each material is small, and in the time region D where the irradiation time is relatively long, the change in brightness due to the irradiation time is large. Finally, in the time region E where the irradiation time is long, the brightness variation due to the irradiation time is reduced again. From FIG. 4B, when the irradiation conditions are not appropriate,
Even in the time region C where the irradiation time is short, the fluctuation in brightness with respect to the irradiation time is large, and it is difficult to obtain a stable image. Therefore, in order to acquire a stable and fast electron beam image, it is important to acquire an image under the irradiation conditions of FIG.

【0057】上記電子線の試料への照射条件としては、
単位面積あたりの電子線の照射量、電子線電流値、電子
線の走査速度、試料に照射する電子線の照射エネルギー
が挙げられる。そのため、これらパラメータは回路パタ
ーンの形状や材料毎にその最適値を求める必要がある。
そのためには、試料に照射する電子線の照射エネルギー
を自由に調整制御する必要がある。そのため、前述のよ
うに本実施例では試料である半導体ウエハ9に高圧電源3
6により一次電子を減速するための負の電圧を印加し、
この電圧を調整することにより電子線19の照射エネルギ
ーを適宜調整できるように構成している。これにより、
電子銃10に印加する加速電圧を変化させる場合には電子
線19の軸変化が発生し各種調整が必要になるのに対し、
本実施例ではそのような調整を行わずに同様の効果を得
ることができる。
The conditions for irradiating the sample with the electron beam are as follows.
The irradiation amount of the electron beam per unit area, the electron beam current value, the scanning speed of the electron beam, and the irradiation energy of the electron beam for irradiating the sample are exemplified. Therefore, it is necessary to determine the optimum values of these parameters for each circuit pattern shape and material.
For this purpose, it is necessary to freely adjust and control the irradiation energy of the electron beam irradiating the sample. Therefore, as described above, in this embodiment, the high-voltage power supply 3
Apply a negative voltage to decelerate the primary electrons by 6 and
By adjusting this voltage, the irradiation energy of the electron beam 19 can be appropriately adjusted. This allows
When changing the acceleration voltage applied to the electron gun 10, the axial change of the electron beam 19 occurs and various adjustments are required,
In this embodiment, similar effects can be obtained without performing such adjustment.

【0058】次に、本発明の検査を行うための電子線画
像を形成する電子線19の走査方法について述べる。通常
のSEMでは、ステージが静止した状態で電子線を二次元
に走査し、ある領域の画像を形成する。この方法による
と、広領域をくまなく検査する場合には、画像取得領域
毎に、静止して電子線を走査する時間の他に、移動時間
としてステージの加速・減速・位置整定を加算した時間
がかかる。そのため、検査時間全体では長時間を要して
しまう。そのため、本発明では、ステージを一方向に連
続的に定速で移動しながら、電子線をステージ移動方向
と直交または交叉する向きに高速に一方向に走査するこ
とにより、被検査領域の画像を取得する検査方法を用い
た。これにより、所定距離の一走査幅分の電子線取得時
間は、所定距離をステージが移動する時間のみとなる。
Next, a method of scanning the electron beam 19 for forming an electron beam image for performing the inspection according to the present invention will be described. In a normal SEM, an electron beam is two-dimensionally scanned while a stage is stationary, and an image of a certain area is formed. According to this method, when inspecting a wide area thoroughly, for each image acquisition area, in addition to the time for scanning the electron beam at rest, the time obtained by adding the acceleration / deceleration / position setting of the stage as the movement time. It takes. Therefore, a long time is required for the entire inspection time. Therefore, in the present invention, while moving the stage continuously in one direction at a constant speed, the electron beam is scanned in one direction at a high speed in a direction orthogonal to or intersecting with the stage movement direction, so that the image of the inspection area can be obtained. The acquired inspection method was used. Thus, the electron beam acquisition time for one scanning width of the predetermined distance is only the time for the stage to move the predetermined distance.

【0059】図5(a)には、上記方法によりYステー
ジ32がY方向に連続して定速移動している際に電子線19
が走査する方法の一例を示している。電子線19を走査偏
向器44により走査する際に、実線で示した一方向のみ電
子線を試料である半導体ウエハ9に照射し、破線で示し
た電子線の振り戻しの間は半導体ウエハ9に電子線19が
照射されないようにブランキングすることにより、半導
体ウエハ9上に空間的、時間的に均一に電子線を照射す
ることができる。ブランキングは、ブランキング用偏向
器13により電子線19を偏向して、絞り14を通過しないよ
うにすることにより実施される。
FIG. 5A shows that when the Y stage 32 is continuously moving at a constant speed in the Y direction by the above method, the electron beam 19 is not moved.
Shows an example of a scanning method. When the electron beam 19 is scanned by the scanning deflector 44, the electron beam is irradiated on the semiconductor wafer 9 as a sample in only one direction indicated by a solid line, and is applied to the semiconductor wafer 9 during the return of the electron beam indicated by a broken line. By blanking so that the electron beam 19 is not irradiated, the semiconductor wafer 9 can be uniformly and temporally irradiated with the electron beam. Blanking is performed by deflecting the electron beam 19 by the blanking deflector 13 so as not to pass through the aperture 14.

【0060】図5(b)には、別の走査方法の一例とし
て、電子線19が等速度で往復走査する方法を示してい
る。電子線19が一端かた他端まで等速度で走査される
と、X−Yステージ31、32が一ピッチ送られ、電子線が反
対の向きに元の端まで等速度で走査される。この方法の
場合には、電子線の振り戻し時間を省略することができ
る。
FIG. 5B shows a method in which the electron beam 19 reciprocates at a constant speed as an example of another scanning method. When the electron beam 19 is scanned at a constant speed from one end to the other end, the XY stages 31 and 32 are fed by one pitch, and the electron beam is scanned in the opposite direction to the original end at a constant speed. In the case of this method, the time for turning back the electron beam can be omitted.

【0061】なお、電子線が照射されている領域または
位置は、X−Yステージ31、32に設置された位置モニタ用
測長器34の測定データが時々刻々と制御部6に転送され
ることにより、詳細に把握される。本実施例ではレーザ
干渉計を採用している。同様に、電子線19が照射されて
いる領域あるいは位置の高さの変動は、光学式高さ測定
器35の測定データが時々刻々と制御部6に転送されるこ
とにより詳細に把握される。これらのデータに基き、電
子線の照射位置や焦点位置のずれを演算し、補正制御回
路43によりこれらの位置ずれを自動的に補正する。従っ
て、高精度で精密な電子線の操作法方が確保される。
The area or position where the electron beam is irradiated is obtained by transferring the measurement data of the position monitor length measuring device 34 installed on the XY stages 31 and 32 to the control unit 6 every moment. , It is grasped in detail. In this embodiment, a laser interferometer is employed. Similarly, the fluctuation of the height of the region or position irradiated with the electron beam 19 can be grasped in detail by transferring the measurement data of the optical height measuring device 35 to the control unit 6 every moment. Based on these data, the deviation of the irradiation position or the focal position of the electron beam is calculated, and the correction control circuit 43 automatically corrects these deviations. Therefore, a highly accurate and precise method of operating the electron beam is secured.

【0062】以上の電子線19の走査方法により、試料で
ある半導体ウエハ9の全面あるいは予め設定した検査領
域に電子線が照射され、前述した原理により二次電子51
が発生し、前述した方法により二次電子51、52が検出さ
れる。前述の各部の構成およびその作用により、良質の
画像を得ることができる。例えば、前述の構成および方
法で反射板17に照射することにより約20倍の二次電子増
倍効果を得ることができるとともに、従来の方法よりも
一次電子線への収差の影響を抑制することができる。ま
た、同様の構成でExB偏向器にかける電磁界を調節する
ことにより、半導体ウエハ9表面から発生した反射電子
を二次電子と同様に反射板17に照射して得られた第二の
二次電子52を検出することも容易に行える。また、ExB
偏向器18の電界および磁界を、試料に印加する負の高電
圧に連動して調整制御することで、試料毎に異なる照射
条件においても二次電子を効率良く検出できる。また、
半導体検出器20を用いて二次電子を検出し、検出された
画像信号を検出直後にデジタル化してから光伝送する方
法により、各種変換・伝送において発生するノイズの影
響を小さくし、SN比の高い画像信号データを得ることが
できる。検出した信号から電子線画像を形成する過程に
おいては、画像処理部5が制御部6から指定された電子線
照射位置の所望の画素に、対応した時間毎の検出信号
を、その信号レベルに応じた明るさ階調値として第一の
記憶部46または第二の記憶部47に逐次記憶させる。電子
線照射位置と、検出時間で対応つけられた二次電子量が
対応されることにより、試料回路パターンの電子線画像
が二次元的に形成される。このようにして、高精度でSN
比の高い良質な電子線画像を取得できるようになった。
なお、本実施例では試料から発生する二次電子を検出す
る検査方法及び装置について記載してきたが、試料から
は二次電子と同時に後方散乱電子や反射電子が発生す
る。二次電子とともにこれらの二次荷電粒子についても
同様に電子線画像信号として検出することができる。
According to the scanning method of the electron beam 19 described above, the entire surface of the semiconductor wafer 9 as a sample or an inspection area set in advance is irradiated with the electron beam, and the secondary electrons 51 are irradiated according to the principle described above.
Is generated, and the secondary electrons 51 and 52 are detected by the method described above. A high-quality image can be obtained by the configuration and operation of each unit described above. For example, by irradiating the reflector 17 with the above-described configuration and method, it is possible to obtain a secondary electron multiplying effect of about 20 times, and to suppress the influence of aberration on the primary electron beam more than the conventional method. Can be. Further, by adjusting the electromagnetic field applied to the ExB deflector in the same configuration, the second secondary electron beam obtained by irradiating the reflection plate 17 with the reflected electrons generated from the surface of the semiconductor wafer 9 in the same manner as the secondary electrons is obtained. The detection of the electrons 52 can be easily performed. Also, ExB
By adjusting and controlling the electric and magnetic fields of the deflector 18 in conjunction with the negative high voltage applied to the sample, secondary electrons can be detected efficiently even under irradiation conditions that differ for each sample. Also,
The method of detecting secondary electrons using the semiconductor detector 20, digitizing the detected image signal immediately after detection, and then transmitting the light, reduces the effect of noise generated in various conversions and transmissions, and reduces the S / N ratio. High image signal data can be obtained. In the process of forming an electron beam image from the detected signal, the image processing unit 5 outputs a detection signal every time corresponding to a desired pixel at the electron beam irradiation position designated by the control unit 6 according to the signal level. The stored brightness gradation values are sequentially stored in the first storage unit 46 or the second storage unit 47. An electron beam image of the sample circuit pattern is two-dimensionally formed by associating the electron beam irradiation position with the amount of secondary electrons associated with the detection time. In this way, SN with high accuracy
A high-quality electron beam image with a high ratio can be acquired.
In this embodiment, the inspection method and apparatus for detecting secondary electrons generated from the sample have been described. However, backscattered electrons and reflected electrons are generated from the sample simultaneously with the secondary electrons. These secondary charged particles as well as secondary electrons can be similarly detected as electron beam image signals.

【0063】画像処理部5へ画像信号が転送されると、
第一の領域の電子線画像が第一記憶部46に記憶される。
演算部48は、この記憶された画像信号をもう一方の記憶
部の画像信号との位置合せ、信号レベルの規格化、ノイ
ズ信号を除去するための各種画像処理を施す。続いて、
第二の領域の電子線画像が第二記憶部47に記憶され、同
様の演算処理を施されながら、第二の領域の電子線画像
と第一の電子線画像の同一の回路パターンおよび場所の
画像信号を比較演算する。欠陥判定部49は、演算部48に
て比較演算された差画像信号の絶対値を所定のしきい値
と比較し、所定のしきい値よりも差画像信号レベルが大
きい場合にその画素を欠陥候補と判定し、モニタ50にそ
の位置や欠陥数等を表示する。次いで、第三に領域の電
子線画像が第一記憶部46に記憶され、同様の演算を施さ
れながら先に第二記憶部47に記憶された第二の領域の電
子線画像と比較演算され、欠陥判定される。以降、この
動作が繰り返されることにより、すべての検査領域につ
いて画像処理が実行されていく。
When the image signal is transferred to the image processing unit 5,
The electron beam image of the first area is stored in the first storage unit 46.
The arithmetic unit 48 performs positioning of the stored image signal with the image signal of the other storage unit, normalization of the signal level, and various types of image processing for removing noise signals. continue,
The electron beam image of the second area is stored in the second storage unit 47, and while performing the same arithmetic processing, the same circuit pattern and the same location of the electron beam image of the second area and the first electron beam image are stored. The image signals are compared and calculated. The defect determination unit 49 compares the absolute value of the difference image signal calculated and compared by the calculation unit 48 with a predetermined threshold value, and if the difference image signal level is higher than the predetermined threshold value, the pixel is defective. It is determined as a candidate, and the position, the number of defects, and the like are displayed on the monitor 50. Next, thirdly, the electron beam image of the region is stored in the first storage unit 46, and the same operation is performed while performing a comparison operation with the electron beam image of the second region previously stored in the second storage unit 47. Is determined. Thereafter, by repeating this operation, image processing is performed on all inspection areas.

【0064】前述の検査方法により、高精度で良質な電
子線画像を取得し比較検査することにより、微細な回路
パターン上に発生した微小な欠陥を、実用性に則した検
査時間で検出することができる。また、電子線を用いて
画像を取得することにより、光学式パターン検査方法で
は光が透過してしまい検査できなかったシリコン酸化膜
やレジスト膜で形成されたパターンやこれらの材料の異
物・欠陥が検査できるようになる。さらに、回路パター
ンを形成している材料が絶縁物の場合にも安定して検査
を実施することができる。
By obtaining a high-precision and high-quality electron beam image by the above-described inspection method and performing comparative inspection, it is possible to detect a minute defect occurring on a fine circuit pattern in an inspection time conforming to practicality. Can be. In addition, by acquiring an image using an electron beam, light transmitted by the optical pattern inspection method cannot be inspected, and a pattern formed by a silicon oxide film or a resist film, and foreign materials and defects of these materials can be removed. Be able to inspect. Further, the inspection can be stably performed even when the material forming the circuit pattern is an insulator.

【0065】(実施例2)本実施例では、本発明の回路
パターン検査装置1および方法を用いて半導体ウエハを
検査した適用例について述べる。図6は半導体装置の製
造プロセスを示している。図6に示すように、半導体装
置は多数のパターン形成工程を繰り返している。パター
ン形成工程は、大まかに、成膜・感光レジスト塗布・感
光・現像・エッチング・レジスト除去・洗浄の各ステッ
プにより構成されている。この各ステップにおいて加工
のための製造条件が最適化しされていないと基板上に形
成する半導体装置の回路パターンが正常に形成されな
い。図7(a)および図7(b)に製造過程における半
導体ウエハ上に形成された回路パターンの概略を示す。
図7(a)は正常に加工された回路パターン、図7
(b)は加工不良が発生したパターンを示す。例えば図
6の成膜過程で異常が発生するとパーティクルが発生
し、半導体ウエハ表面に付着し、図7(b)中の孤立欠
陥等になる。また、感光時に感光のための露光装置の焦
点や露光時間等の条件が最適でないと、レジストの照射
する光の量や強さが多すぎる箇所や足りない箇所が発生
し、図7(b)中のショートや断線、パターン細りとな
る。感光時のマスク・レチクルに欠陥があると、感光単
位であるショット毎に同一箇所に同様のパターン形状異
常が発生する。またエッチング量が最適化されていない
場合およびエッチング途中に生成された薄膜やパーティ
クルにより、ショートや突起、孤立欠陥、開口不良等が
発生する。洗浄時には、洗浄層の汚れや剥離した膜や異
物の再付着により微小なパーティクルが発生し、乾燥時
の水切れ条件により表面に酸化膜の厚さむらを発生し易
い。
(Embodiment 2) In this embodiment, an application example in which a semiconductor wafer is inspected using the circuit pattern inspection apparatus 1 and the method of the present invention will be described. FIG. 6 shows a manufacturing process of the semiconductor device. As shown in FIG. 6, the semiconductor device repeats many pattern forming steps. The pattern forming process is roughly composed of steps of film formation, photosensitive resist coating, light exposure, development, etching, resist removal, and cleaning. If the manufacturing conditions for processing are not optimized in each of these steps, the circuit pattern of the semiconductor device formed on the substrate will not be formed properly. FIGS. 7A and 7B schematically show circuit patterns formed on a semiconductor wafer in a manufacturing process.
FIG. 7A shows a normally processed circuit pattern.
(B) shows a pattern in which a processing failure has occurred. For example, if an abnormality occurs in the film forming process of FIG. 6, particles are generated and adhere to the surface of the semiconductor wafer, resulting in an isolated defect or the like in FIG. 7B. In addition, if the conditions such as the focus of the exposure apparatus and the exposure time for the exposure during the exposure are not optimal, there may be places where the amount or intensity of the light irradiated by the resist is too large or where the resist is insufficient. Shorts, disconnections, and thinner patterns occur. If there is a defect in the mask reticle at the time of exposure, a similar pattern shape abnormality occurs at the same location for each shot which is a unit of exposure. In addition, when the etching amount is not optimized, and due to a thin film or a particle generated during the etching, a short circuit, a protrusion, an isolated defect, a defective opening, or the like occurs. At the time of cleaning, fine particles are generated due to contamination of the cleaning layer, re-adhesion of the peeled film or foreign matter, and uneven thickness of the oxide film is easily generated on the surface due to the condition of drainage during drying.

【0066】従って、実施例1の回路パターン検査方法
および装置1を半導体装置の製造プロセスに適用するこ
とにより、異常の発生を高精度且つ早期に検知すること
ができ、当該工程に異常対策処置を講ずることができ、
これらの不良が発生しないよう加工条件を最適化するこ
とができるようになる。例えば、現像工程後に回路パタ
ーン検査工程が実施されて、ホトレジストパターンの欠
陥や断線が検出された場合には、感光工程の露光装置の
露光条件や焦点条件が最適でないという事態が推定さ
れ、焦点条件あるいは露光量の調整等によってこれらの
条件が即座に改善される。また、これらの欠陥が各ショ
ット間で共通して発生しているか否かを欠陥分布から調
べることにより、パターン形成に用いられているホトマ
スク・レチクルの欠陥が推定され、ホトマスク・レチク
ルの検査や交換がいち早く実施される。その他の工程に
ついても同様であり、本発明の回路パターンの検査方法
および装置を適用し、検査工程を実施することにより、
各種欠陥が検出され、検出された欠陥の内容によって各
製造工程の異常の原因が推定される。
Therefore, by applying the circuit pattern inspection method and apparatus 1 of the first embodiment to a semiconductor device manufacturing process, occurrence of an abnormality can be detected with high accuracy and at an early stage. Can take
Processing conditions can be optimized so that these defects do not occur. For example, if a circuit pattern inspection process is performed after the development process and a defect or disconnection of the photoresist pattern is detected, it is estimated that the exposure condition and the focus condition of the exposure apparatus in the exposure process are not optimal, Alternatively, these conditions are immediately improved by adjusting the exposure amount. In addition, by examining whether or not these defects are common among the shots from the defect distribution, the defects of the photomask and reticle used for pattern formation are estimated, and inspection and replacement of the photomask and reticle are performed. Is implemented sooner. The same applies to other steps. By applying the circuit pattern inspection method and apparatus of the present invention and performing the inspection step,
Various defects are detected, and the cause of the abnormality in each manufacturing process is estimated based on the content of the detected defects.

【0067】このように半導体装置の製造過程において
回路パターン検査方法および装置1をインラインで実施
することにより、各種製造条件の変動や異常発生を検査
実時間内に検知することができるため、多量の不良発生
を未然に防ぐことができる。また、回路パターンの検査
方法および装置を適用し、検出された欠陥の程度や発生
頻度等から当該半導体装置全体の良品取得率を予測する
ことができ、半導体装置の生産性を高めることができる
ようになる。
As described above, by performing the circuit pattern inspection method and apparatus 1 in-line in the process of manufacturing a semiconductor device, it is possible to detect fluctuations in various manufacturing conditions and occurrence of abnormalities within the inspection real time. Failure can be prevented from occurring. Further, by applying the circuit pattern inspection method and apparatus, it is possible to predict the non-defective product acquisition rate of the entire semiconductor device from the degree and frequency of occurrence of detected defects, and to improve the productivity of the semiconductor device. become.

【0068】(実施例3)本発明の第3の実施例では、
図8に示すように電子光学系3内の対物レンズ16を二次
電子検出器20の上方に設置し、その他の検査装置の構成
は、第1の実施例と同様に構成した。図8にこの回路パ
ターン検査装置の検査室2内の拡大部分図を示す。以
下、第3の実施例の構成による作用について説明する。
第1の実施例と同様の方法で、電子線19を試料被検査基
板9に照射する。試料被検査基板9には、第1の実施例と
同様に、負の高電圧が印加されている。本実施例では、
この試料被検査基板9に印加する一次電子減速のための
負の電圧を-3.5keVに設定した。電子線照射により、既
に述べた作用で試料基板9表面から二次電子51が発生す
る。試料基板9表面で発生した二次電子51は、試料基板9
に印加された負の電圧により、急激に3.5keVに加速され
るので、基板表面9で発生した二次電子51の方向はそろ
っており、反射板17へ衝突するときの加速された二次電
子51の広がりは数mm程度と小さいため、この二次電子51
を対物レンズ16で収束させなくても検出効率は低下しな
い。従って、一次電子線19のみを収束させる位置に対物
レンズ16を配置する本実施例の構成においても、加速さ
れた二次電子51が反射板17に衝突し発生する第二の二次
電子52を高い効率で検出し信号化することができるの
で、良質な電子線画像を取得することができる。本実施
例によれば、対物レンズ16の焦点距離が第1の実施例に
比べて長くなるので、その結果、一次電子線19を第1の
実施例に比べて大きく偏向しても、分解能や精度を維持
できる。その他の構成および作用については、第1の実
施例と同様であるので、ここでは省略する。
(Embodiment 3) In the third embodiment of the present invention,
As shown in FIG. 8, the objective lens 16 in the electron optical system 3 was installed above the secondary electron detector 20, and the other configuration of the inspection device was the same as in the first embodiment. FIG. 8 shows an enlarged partial view inside the inspection room 2 of the circuit pattern inspection apparatus. Hereinafter, the operation of the configuration of the third embodiment will be described.
In the same manner as in the first embodiment, an electron beam 19 is applied to the substrate 9 to be inspected. As in the first embodiment, a negative high voltage is applied to the sample inspection substrate 9. In this embodiment,
The negative voltage for primary electron deceleration applied to the sample substrate 9 was set to -3.5 keV. By the electron beam irradiation, secondary electrons 51 are generated from the surface of the sample substrate 9 by the action already described. Secondary electrons 51 generated on the surface of the sample substrate 9
Is accelerated to 3.5 keV due to the negative voltage applied to the substrate, the secondary electrons 51 generated on the substrate surface 9 are aligned in the same direction, and the accelerated secondary electrons 51 colliding with the reflector 17 Since the spread of 51 is as small as several millimeters,
Even if is not converged by the objective lens 16, the detection efficiency does not decrease. Therefore, even in the configuration of the present embodiment in which the objective lens 16 is arranged at a position where only the primary electron beam 19 is converged, the accelerated secondary electrons 51 collide with the reflecting plate 17 to generate the second secondary electrons 52. Since detection and signal conversion can be performed with high efficiency, a high-quality electron beam image can be obtained. According to the present embodiment, the focal length of the objective lens 16 is longer than that of the first embodiment. As a result, even if the primary electron beam 19 is largely deflected as compared with the first embodiment, the resolution and the resolution can be improved. Accuracy can be maintained. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, and thus will not be described here.

【0069】(実施例4)第4の実施例として、反射板
17の形状を湾曲させて構成し、その他を第1の実施例と
同様にして構成した。図9に反射板部の構造を示す拡大
部分図を示す。本実施例では、シールドパイプと一体化
した反射板17の形状が湾曲しているので、試料基板9に
電子線19を照射し、試料基板9表面で発生した二次電子5
1が、試料基板9に印加した負の高電圧により加速され
て、ExB偏向器18により偏向され、反射板17に照射する
際に、反射板17の位置に応じて第二の二次電子52が発生
する角度が変化し、その結果、反射板17のいずれの場所
に当たって生じた第二の二次電子52をも半導体検出器20
で補足することが容易になる。従って、ExB偏向器18に
より加速された二次電子51を偏向する際に、その偏向角
度の選択幅が広がるとともに、試料基板9表面で発生し
た二次電子51の発生角度が広がっていても高い効率で信
号を検出することができるので、良質な電子線画像を得
ることができる。その他の構成および作用については、
第1の実施例と同様であるので、ここでは省略する。
(Embodiment 4) As a fourth embodiment, a reflecting plate
17 was formed by curving, and the other parts were formed in the same manner as in the first embodiment. FIG. 9 is an enlarged partial view showing the structure of the reflector. In this embodiment, since the shape of the reflector 17 integrated with the shield pipe is curved, the sample substrate 9 is irradiated with the electron beam 19, and the secondary electrons 5 generated on the surface of the sample substrate 9 are exposed.
1 is accelerated by the negative high voltage applied to the sample substrate 9, is deflected by the ExB deflector 18, and irradiates the reflection plate 17, when the second secondary electron 52 according to the position of the reflection plate 17 Is changed, and as a result, the second secondary electrons 52 generated on any part of the reflector 17 are also detected by the semiconductor detector 20.
Makes it easier to supplement. Therefore, when the secondary electrons 51 accelerated by the ExB deflector 18 are deflected, the selection range of the deflection angle is widened, and even if the generation angle of the secondary electrons 51 generated on the surface of the sample substrate 9 is widened, it is high. Since signals can be detected with high efficiency, a high-quality electron beam image can be obtained. For other configurations and operations,
Since it is the same as the first embodiment, the description is omitted here.

【0070】(実施例5)第5の実施例として、試料基
板に第二の荷電粒子線を照射して被検査基板を帯電さ
せ、被検査基板の回路パターンを形成する部材の電位が
安定してから検査する方法および装置の構成について以
下説明する。
Fifth Embodiment As a fifth embodiment, the sample substrate is irradiated with the second charged particle beam to charge the substrate to be inspected, and the potential of the member forming the circuit pattern of the substrate to be inspected is stabilized. The configuration of the method and apparatus for performing the inspection afterwards will be described below.

【0071】図10に第5の実施例の回路パターン検査
装置1の構成を示す。回路パターン検査装置1は、室内が
真空排気される検査室2と、検査室2内に試料を搬送する
ための第一の予備室(本実施例では図示せず)と、第二
の荷電粒子線を照射するための第二の予備室100と、制
御部6、画像処理部5より構成されており、第一の予備室
(図示せず)および第二の予備室100は検査室2とは独立
して真空排気できるように構成されている。また、第二
の予備室100は、電子銃101、レンズ102、大角度偏向コ
イル103により構成されている。検査室2内は大別して、
電子光学系3、二次電子検出部7、試料室8、光学顕微鏡
(図示せず)から構成されている。電子光学系3は、電
子銃10、電子線引き出し電極11、コンデンサレンズ12、
ブランキング用偏向器13、走査偏向器15、絞り14、対物
レンズ16、反射板17、ExB偏向器18から構成されてい
る。二次電子検出部7のうち、二次電子検出器20が検査
室2内の対物レンズ16の上方に配置されている。二次電
子検出器20の出力信号は、検査室2の外に設置されたプ
リアンプ21で増幅され、AD変換器22によりデジタルデー
タとなる。試料室8は、試料台30、X−Yステージ31・3
2、回転ステージ33、位置モニタ用測長器34、被検査基
板高さ測定器35から構成されている。光学顕微鏡(図示
せず)は、検査室2内における電子光学系3の近傍であっ
て、互いに影響を及ぼさない程度離れた位置に設備され
ており、電子光学系3と光学顕微鏡の間の距離は既知で
ある。取り込まれた電子線画像あるいは光学画像はモニ
タ50に表示される。装置各部の動作命令および動作条件
は、制御部6から入出力される。制御部6には、あらかじ
め電子線発生時の加速電圧、電子線偏向幅、偏向速度、
二次電子検出装置の信号取り込みタイミング、試料台移
動速度等々の条件が、目的に応じて任意にあるいは選択
して設定できるよう入力されている。制御部6は、補正
制御回路43を用いて、位置モニタ用測長器34、被検査基
板高さ測定器35のの信号から位置や高さのずれをモニタ
し、その結果より補正信号を生成し、電子線19が常に正
しい位置に照射されるよう対物レンズ電源45や走査偏向
器44に補正信号を送る。画像処理部5は、画像記憶部46
・47、演算部48、欠陥判定部49より構成されている。二
次電子検出部7にて検出された電子線画像信号は画像記
憶部に記憶され、各種演算を施された後に隣接する他の
電子線画像と比較され、欠陥部のみが抽出される。
FIG. 10 shows the configuration of a circuit pattern inspection apparatus 1 according to the fifth embodiment. The circuit pattern inspection apparatus 1 includes an inspection chamber 2 in which the chamber is evacuated, a first spare chamber (not shown in this embodiment) for transferring a sample into the inspection chamber 2, and a second charged particle. A second preliminary room 100 for irradiating the radiation, a control unit 6 and an image processing unit 5; the first preliminary room (not shown) and the second preliminary room 100 Are configured to be independently evacuated. The second preliminary chamber 100 includes an electron gun 101, a lens 102, and a large-angle deflection coil 103. The inside of inspection room 2 is roughly divided,
It comprises an electron optical system 3, a secondary electron detector 7, a sample chamber 8, and an optical microscope (not shown). The electron optical system 3 includes an electron gun 10, an electron beam extraction electrode 11, a condenser lens 12,
It comprises a blanking deflector 13, a scanning deflector 15, an aperture 14, an objective lens 16, a reflection plate 17, and an ExB deflector 18. In the secondary electron detector 7, a secondary electron detector 20 is arranged above the objective lens 16 in the inspection room 2. The output signal of the secondary electron detector 20 is amplified by a preamplifier 21 installed outside the inspection room 2, and converted into digital data by an AD converter 22. The sample chamber 8 has a sample stage 30, an X-Y stage 31.3
2. It is composed of a rotating stage 33, a length monitor 34 for position monitoring, and a height measuring device 35 for a substrate to be inspected. The optical microscope (not shown) is provided near the electron optical system 3 in the inspection room 2 and at a position away from the electron optical system 3 so as not to affect each other. Is known. The captured electron beam image or optical image is displayed on the monitor 50. Operation commands and operation conditions of each unit of the device are input and output from the control unit 6. The control unit 6 has an acceleration voltage, an electron beam deflection width, a deflection speed,
The conditions such as the timing of signal acquisition of the secondary electron detector and the moving speed of the sample stage are input so that they can be set arbitrarily or selectively according to the purpose. The control unit 6 monitors the position and height deviations from the signals of the position monitor length measuring device 34 and the substrate height measuring device 35 to be inspected by using the correction control circuit 43, and generates a correction signal from the result. Then, a correction signal is sent to the objective lens power supply 45 and the scanning deflector 44 so that the electron beam 19 is always irradiated to a correct position. The image processing unit 5 includes an image storage unit 46
47, a calculation unit 48, and a defect determination unit 49. The electron beam image signal detected by the secondary electron detection unit 7 is stored in the image storage unit, subjected to various operations, and then compared with other adjacent electron beam images to extract only a defective portion.

【0072】以下、第二の予備室100について詳細に説
明する。予備室100に設置されている電子銃101とレンズ
102は、検査室2内の電子光学系3の近傍ではあるが互い
に影響を及ぼさない程度に離れた位置にある。基板搬送
手段により被検査基板9は試料交換室である第一の予備
室(図示せず)へロードされる。そこでこの被検査基板
は試料ホルダに搭載され、保持固定された後に真空排気
され、第一の予備室すなわち試料交換室がある程度の真
空度に達したら、試料ホルダごと被検査基板は第二の予
備室100に移載される。第二の予備室100は予め真空排気
されている。第二の予備室100において電子銃101から予
備照射用電子線104が被検査基板9に照射される。電子銃
101は光源が大きく大電流のものが適当であり、本実施
例ではCRTモニタにて用いられている仕事関数の低い酸
化物をヒータで加熱して熱電子を放出させる酸化物カソ
ードを用いた。電子レンズ102は電子銃101からの予備照
射用電子線104の照射領域をある程度制限するために設
置してあり、被検査基板9上で予備照射用電子線104の直
径を数センチメートルから数ミリメートルに絞ることが
できる。大角度偏向器103は、テレビジョン等のCRTモニ
タに使用されているような非常に広角度に偏向可能なも
のであり、この偏向器103により例えば被検査基板が半
導体ウエハで8インチや12インチ以上のサイズであって
も試料の隅々まで予備照射用電子線104を被検査基板9上
に走査することができる。このとき、電子線の照射量が
時間的、空間的に均一になるように、予備照射用電子線
104の電流と走査回数、走査速度を一定にしておく。ま
た、予備室100での予備照射用電子線104の照射エネルギ
ーは、検査室2内検査用電子光学系3で照射する電子線19
の照射エネルギーと同一とする。ここに記載した第二の
予備室100での電子線104照射の間、隣接した検査室2内
では他の被検査基板9'がセットされ、電子銃10からの電
子線19により検査を実行している。すなわち、検査室2
と第二の予備室100では独立して動作が進行できる構成
となっている。第二の予備室100での予備照射用電子線1
04の照射は、検査に要する時間よりも十分短い時間で処
理できるので、第二の予備室100において上記の被検査
基板9への前処理を行っても、検査全体に要する時間は
ほとんど増大しない。
Hereinafter, the second spare room 100 will be described in detail. Electron gun 101 and lens installed in spare room 100
Reference numeral 102 denotes a position in the vicinity of the electron optical system 3 in the inspection room 2 but at a distance so as not to affect each other. The substrate to be inspected 9 is loaded into a first spare chamber (not shown), which is a sample exchange chamber, by the substrate transfer means. Therefore, the substrate to be inspected is mounted on the sample holder, held and fixed, and evacuated. When the first preliminary chamber, that is, the sample exchange chamber reaches a certain degree of vacuum, the substrate to be inspected together with the sample holder is moved to the second auxiliary chamber. Transferred to room 100. The second spare chamber 100 is evacuated in advance. In the second preliminary chamber 100, the electron beam 101 for preliminary irradiation is irradiated from the electron gun 101 onto the substrate 9 to be inspected. Electron gun
101 is suitable for a large light source and a large current. In this embodiment, an oxide cathode is used in which a low work function oxide used in a CRT monitor is heated by a heater to emit thermoelectrons. The electron lens 102 is provided to limit the irradiation area of the preliminary irradiation electron beam 104 from the electron gun 101 to a certain extent, and the diameter of the preliminary irradiation electron beam 104 is several centimeters to several millimeters on the substrate 9 to be inspected. Can be narrowed down. The large-angle deflector 103 is capable of deflecting at a very wide angle as used in CRT monitors such as televisions. Even with the above size, the pre-irradiation electron beam 104 can scan the substrate 9 to be inspected to every corner of the sample. At this time, the pre-irradiation electron beam is used so that the irradiation amount of the electron beam is uniform over time and space.
The current of 104, the number of scans, and the scan speed are kept constant. The irradiation energy of the pre-irradiation electron beam 104 in the pre-room 100 is controlled by the electron beam 19 irradiated by the inspection electron optical system 3 in the inspection room 2.
And the same irradiation energy. During the irradiation of the electron beam 104 in the second preliminary chamber 100 described here, another substrate 9 ′ to be inspected is set in the adjacent inspection room 2, and the inspection is performed by the electron beam 19 from the electron gun 10. ing. That is, inspection room 2
The second spare room 100 is configured so that the operation can proceed independently. Electron beam 1 for preliminary irradiation in second preliminary room 100
Since the irradiation of 04 can be performed in a time sufficiently shorter than the time required for the inspection, even if the pre-processing of the substrate 9 to be inspected in the second preliminary chamber 100, the time required for the entire inspection hardly increases. .

【0073】被検査基板9に予備用電子線104を照射する
ことにより、被検査基板9は帯電しする。既に第1の実
施例において説明したが、電子線を照射する時間やエネ
ルギーにより被検査基板9の帯電状態が変化し、その結
果画像のコントラストが変動する。図11(a)および図
11(b)は、電子線照射時間がコントラストに与える影
響を示している。図11(a)は図4(a)において示し
た、試料にホトレジスト(実線A)と配線材料(点線
B)を用いた場合であり、図11(b)は試料にホトレジ
スト(実線A)とシリコン酸化膜(点線C)を用いた場
合を示している。照射時間が少ない領域Fでは各材料の
明るさ変動が少なく、照射時間が比較的多くなっている
時間領域Gでは時間による明るさの変化が大きく不安定
になり、照射時間が多い時間領域Hでは再び時間による
明るさ変動が少なくなる。また、図11(a)の二つの試
料の組み合わせでは時間領域Fの方が二つの材料間の明
るさの差すなわちコントラストDが大きいが、図11
(b)の組み合わせでは時間領域Hの方がコントラスト
E'が大きくなる。回路パターンの検査は比較検査であ
るため、パターンを形成する下地材料と表面材料のコン
トラストが大きい方が欠陥の検出に有利である。回路パ
ターンを形成するための材料の組み合わせにより、明る
さが安定しており且つコントラストの大きい電子線を得
るための照射時間あるいは帯電の状態が異なることが解
る。第1の実施例では図11(a)における照射時間帯F
で検査を実施したが、本実施例の予備照射用電子線104
の照射により均一に被検査基板9が帯電させることによ
り、検査の前に予め時間領域Hの帯電状態にすることが
できるようになる。その後検査室2で電子線19を照射し
て電子線画像を取得し、回路パターンの検査を実施す
る。
By irradiating the substrate 9 to be inspected with the preliminary electron beam 104, the substrate 9 is charged. As already described in the first embodiment, the charging state of the substrate 9 to be inspected changes depending on the time and energy for irradiating the electron beam, and as a result, the contrast of the image fluctuates. FIG. 11 (a) and FIG.
FIG. 11B shows the effect of the electron beam irradiation time on the contrast. FIG. 11A shows a case where the photoresist (solid line A) and the wiring material (dotted line B) are used for the sample shown in FIG. 4A, and FIG. 11B shows a case where the photoresist (solid line A) is used for the sample. The case where a silicon oxide film (dotted line C) is used is shown. In the region F where the irradiation time is short, the change in brightness of each material is small, and in the time region G where the irradiation time is relatively long, the change in brightness with time becomes largely unstable, and in the time region H where the irradiation time is long. Again, time-dependent brightness variations are reduced. In the combination of the two samples shown in FIG. 11A, the difference in brightness between the two materials, that is, the contrast D is larger in the time domain F than in the time domain F.
In the combination of (b), the contrast E ′ is larger in the time domain H. Since the inspection of the circuit pattern is a comparative inspection, it is advantageous to detect a defect if the contrast between the underlying material forming the pattern and the surface material is large. It can be seen that the irradiation time or charging state for obtaining an electron beam with stable brightness and high contrast differs depending on the combination of materials for forming the circuit pattern. In the first embodiment, the irradiation time zone F in FIG.
Inspection was carried out in the pre-irradiation electron beam 104 of this embodiment
, The substrate 9 to be inspected is uniformly charged, whereby the charged state in the time region H can be set in advance before the inspection. Thereafter, the inspection room 2 irradiates an electron beam 19 to acquire an electron beam image, and inspects a circuit pattern.

【0074】第二の予備室100での予備照射用電子線104
の照射が終了したら、被検査基板9は検査用の試料台3
0、X−Yステージ31・32、回転ステージ33の上に試料ホ
ルダごと載せられ、保持固定される。その後の検査方法
については、第1の実施例と同様であるので省略する。
本実施例による検査を行うことにより、材料の組み合わ
せ毎に、比較検査を実施するための最適な条件の電子線
画像すなわち明るさが安定し、回路パターンを形成する
部材のコントラストが大きい電子線画像を得ることがで
きた。また、第1の実施例で述べた検査方法により、SN
比の大きい良質な画像を高速に得ることができるため、
その結果、絶縁材料等を用いた検査においても欠陥でな
い部分を誤検出することなく、高精度で高感度の微細欠
陥検出が可能となった。
The preliminary irradiation electron beam 104 in the second preliminary chamber 100
When the irradiation of the sample is completed, the substrate 9 to be inspected is
0, the sample holder is placed on the XY stages 31 and 32 and the rotary stage 33, and is held and fixed. Subsequent inspection methods are the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
By performing the inspection according to the present embodiment, for each combination of materials, an electron beam image under optimal conditions for performing the comparative inspection, that is, an electron beam image in which the brightness is stable and the contrast of the member forming the circuit pattern is large. Could be obtained. Further, according to the inspection method described in the first embodiment, the SN
Because high-quality images with a large ratio can be obtained at high speed,
As a result, a high-accuracy and high-sensitivity fine defect detection can be performed without erroneously detecting a non-defect portion even in an inspection using an insulating material or the like.

【0075】(実施例6)第6の実施例では、第5の実
施例において述べた予備照射用の第二の予備室100を設
けることなく、予備照射用電子線104を被検査基板9に照
射する構成および方法について説明する。基本的な構成
は第1の実施例と同等であるが、電子光学系3に第二の
電子源を追加した。図12に検査装置1の検査室2の主要構
成図を示す。制御部6、画像処理部5や、検出系その他の
詳細については第1の実施例を参照されたい。電子光学
系3の対物レンズ16とコンデンサレンズ12の間に第二の
電子銃110から放出された電子線を導入する構造となっ
ている。第二の電子銃110は、通常は画像形成用の電子
銃の電位と同一の負の電位とする。また、第二の電子銃
110から放出された電子線104は、第二のコンデンサレン
ズ111により収束され、さらに電子光学系の光軸に合流
させるための偏向器112により試料台上に搭載された被
検査基板9の方向に偏向される。この偏向器112の一例と
して、電磁型の偏向器の原理を図13に示す。円筒状の強
磁性体の軸方向にコイルが巻かれており、電流が流れて
いる。従って、強磁性体内に円周方向の磁場が存在す
る。この円筒強磁性体の側壁に小孔が開いており、その
小孔に第二の電子線が入射するよう配置されている。強
磁性体内の磁場は、この小孔内の空間に漏れ出ているた
め、そこを通過した第二の電子線は偏向を受け、電子光
学系の光軸上に導入される。その後は画像形成用の電子
線とほぼ同一の光軸上を進み、被検査基板に照射され
る。但し、この第二の電子線は結像条件は画像形成用の
電子線と異なるので、被検査基板上で焦点を結ぶ事はな
い。
(Embodiment 6) In the sixth embodiment, the preliminary irradiation electron beam 104 is applied to the substrate 9 without providing the second preliminary chamber 100 for preliminary irradiation described in the fifth embodiment. The configuration and method of irradiation will be described. The basic configuration is the same as that of the first embodiment, but a second electron source is added to the electron optical system 3. FIG. 12 shows a main configuration diagram of the inspection room 2 of the inspection device 1. Refer to the first embodiment for details of the control unit 6, the image processing unit 5, the detection system, and the like. The electron beam emitted from the second electron gun 110 is introduced between the objective lens 16 and the condenser lens 12 of the electron optical system 3. The second electron gun 110 is usually set to the same negative potential as the potential of the image forming electron gun. Also a second electron gun
The electron beam 104 emitted from 110 is converged by the second condenser lens 111, and further in the direction of the substrate 9 to be inspected mounted on the sample stage by the deflector 112 for merging with the optical axis of the electron optical system. Be deflected. As an example of the deflector 112, the principle of an electromagnetic deflector is shown in FIG. A coil is wound in the axial direction of the cylindrical ferromagnetic material, and a current flows. Therefore, a circumferential magnetic field exists in the ferromagnetic material. A small hole is formed on the side wall of the cylindrical ferromagnetic material, and the second electron beam is arranged to enter the small hole. Since the magnetic field in the ferromagnetic material leaks into the space in the small hole, the second electron beam passing therethrough is deflected and introduced on the optical axis of the electron optical system. Thereafter, the laser beam travels on the substantially same optical axis as the electron beam for image formation and is irradiated on the substrate to be inspected. However, the second electron beam does not focus on the substrate to be inspected because the imaging condition is different from the electron beam for image formation.

【0076】さて、このようにほぼ同一の光軸を進む予
備照射用電子線104と画像形成用の電子線19の照射を同
時に行う方法と、タイミングをずらして照射する検査方
法が考えられる。通常同時に照射すると、画像形成用の
電子線19を照射したことにより発生する二次電子と予備
照射用電子線104により発生した二次電子とを区別して
検出することができないため、正しい電子線画像を得る
ことができない。ところが、図14(a)および図14
(b)に示すように、画像形成用の電子線19の直径より
も予備照射用電子線14の直径が十分大きい場合には予備
照射用電子線14により発生する二次電子はほとんどバッ
クグラウンド信号レベルとなり、形成される電子線画像
はほとんど画像形成用電子線19の照射による画像信号か
ら形成されることになる。そこで、第二の電子銃110の
コンデンサレンズ111を調整することにより予備照射用
電子線104が被検査基板9表面に焦点を結ばず10μm以上
の大きさになるようにした。図14(a)および図14
(b)に被検査基板9に照射される第二の電子線104と画
像形成用の電子線19のビームの断面プロファイルを示
す。図14(a)では第二の電子銃110からの電子線の中
央に画像形成用電子線19が位置しているが、図14(b)
に示すように両者の中心が一致しなくても良い。但し、
好ましくは画像形成用電子線19が第二の電子銃110から
の電子線の直径の範囲に位置するようにする。これは、
両者が大きく離れていると両方の電子線を非検査領域に
走査させるために走査偏向器の動作範囲を大きくする必
要が生じ、その結果検査時間が増大するのを防ぐためで
ある。
As described above, a method of simultaneously irradiating the preliminary irradiation electron beam 104 and the image forming electron beam 19 traveling substantially in the same optical axis, and a method of irradiating with a staggered timing can be considered. Normally, simultaneous irradiation makes it impossible to distinguish and detect secondary electrons generated by irradiating the electron beam 19 for image formation and secondary electrons generated by the electron beam 104 for preliminary irradiation. Can not get. However, FIG. 14 (a) and FIG.
As shown in (b), when the diameter of the pre-irradiation electron beam 14 is sufficiently larger than the diameter of the image-forming electron beam 19, the secondary electrons generated by the pre-irradiation electron beam 14 hardly have a background signal. Level, and the formed electron beam image is almost formed from the image signal by the irradiation of the image forming electron beam 19. Therefore, by adjusting the condenser lens 111 of the second electron gun 110, the pre-irradiation electron beam 104 is not focused on the surface of the substrate 9 to be inspected and has a size of 10 μm or more. FIG. 14 (a) and FIG.
(B) shows a cross-sectional profile of the beam of the second electron beam 104 and the beam 19 of the image forming electron beam applied to the substrate 9 to be inspected. In FIG. 14A, the image forming electron beam 19 is located at the center of the electron beam from the second electron gun 110, but in FIG.
As shown in (2), the centers of both do not have to coincide. However,
Preferably, the image forming electron beam 19 is located within the range of the diameter of the electron beam from the second electron gun 110. this is,
If the two are largely separated, it is necessary to increase the operating range of the scanning deflector in order to cause both electron beams to scan the non-inspection area, thereby preventing an increase in inspection time.

【0077】また、画像形成用電子線19と第二の電子銃
110からの電子線104の照射タイミングをずらして被検査
基板に照射する場合は、画像形成用電子線19の走査を振
り戻す時間に予備照射用電子線104を照射するようにし
た。画像形成用電子線19は、必要に応じて一次元あるい
は二次元にラスタ走査されており、例えば電子線を画像
取得領域の左から右に直線で走査した後再び左に電子線
を振り戻す間画像信号を取得することがないので、この
振り戻しの間に予備照射用電子線104を照射することに
より発生する二次電子は画像に影響を及ぼさない。
The image forming electron beam 19 and the second electron gun
When irradiating the substrate to be inspected with the irradiation timing of the electron beam 104 from the 110 shifted, the preliminary irradiation electron beam 104 is irradiated at the time when the scanning of the image forming electron beam 19 is turned back. The image forming electron beam 19 is raster-scanned one-dimensionally or two-dimensionally as necessary.For example, the electron beam is scanned straight from left to right in the image acquisition area and then returned to the left again. Since an image signal is not acquired, secondary electrons generated by irradiating the preliminary irradiation electron beam 104 during the reversion do not affect the image.

【0078】以上に述べたような第二の電子銃110から
の電子線を照射する方法によっても、第5の実施例で説
明した、帯電して電位が安定した後の画像であり、良好
なコントラストと安定した画像を得ることができた。
The method of irradiating the electron beam from the second electron gun 110 as described above is also an image after charging and stabilizing the potential, which is described in the fifth embodiment, and Contrast and stable images could be obtained.

【0079】(実施例7)第7の実施例では、第6の実
施例で述べた予備照射用電子線104の第二の電子源を画
像形成用電子線照射がなされる開口の周辺部に設ける方
法および装置の構成について説明する。第7の実施例に
おける電子光学系部分を図15(a)および図15(b)に
示す。その他の部分は、第4および第6の実施例と同様
である。図15(a)に示すように、対物レンズ16の先端
は円錐台形状をしており、被検査基板9に面した空間に
は予備照射用電子線104の電子銃120が配置されている。
この電子銃120は光源が大きく大電流を得られるものが
適当であり、ここではCRTモニタに用いられる仕事関数
の低い酸化物をヒータで加熱して熱電子を放出させる酸
化物カソードを用いた。この第二の電子銃120からの電
子線の被検査基板9への照射エネルギーは画像形成用電
子線19と同一とした。また、この予備照射用電子線104
の電子銃120は、画像形成時にステージが連続移動する
軸上で且つ中心に対して2回または4回対称に配置された
独立に動作する2個または4個の電子銃からなっている。
図15(b)にこの電子銃120の配置を示しており、被検
査基板9の側から対物レンズ16の下面を見た時の図を示
している。これら複数の電子銃120は、ステージの移動
方向に応じて画像形成用の電子線の走査がなされる直前
の場所に予備照射用電子線104が照射されるように動作
する。例えば、図15(a)に示すように、ステージが左
から右へ移動している場合には図15(b)の左側の第二
の電子銃120が動作する。
(Embodiment 7) In the seventh embodiment, the second electron source of the pre-irradiation electron beam 104 described in the sixth embodiment is placed on the periphery of the opening where the electron beam for image formation is irradiated. The configuration of the method and the device are described. FIGS. 15A and 15B show an electron optical system according to the seventh embodiment. The other parts are the same as in the fourth and sixth embodiments. As shown in FIG. 15A, the tip of the objective lens 16 has a truncated cone shape, and an electron gun 120 for the preliminary irradiation electron beam 104 is arranged in a space facing the substrate 9 to be inspected.
As the electron gun 120, one having a large light source and capable of obtaining a large current is suitable. In this case, an oxide cathode, which is used for a CRT monitor and has a low work function and is heated by a heater to emit thermoelectrons, is used. The irradiation energy of the electron beam from the second electron gun 120 to the substrate 9 to be inspected was the same as that of the image forming electron beam 19. The preliminary irradiation electron beam 104
The electron gun 120 is composed of two or four independently operating electron guns arranged two or four times symmetrically with respect to the axis on which the stage continuously moves during image formation.
FIG. 15B shows the arrangement of the electron gun 120, and is a view when the lower surface of the objective lens 16 is viewed from the side of the substrate 9 to be inspected. The plurality of electron guns 120 operate so as to irradiate the pre-irradiation electron beam 104 to a position immediately before scanning of the electron beam for image formation in accordance with the moving direction of the stage. For example, as shown in FIG. 15A, when the stage is moving from left to right, the second electron gun 120 on the left side of FIG. 15B operates.

【0080】また、本実施例においては、以下の方法に
より予備電子線照射104と画像形成用電子線照射19を同
時に行っても予備電子線照射104により発生した二次電
子が電子線画像に悪影響を及ぼさないようにできる。図
16にその方法の模式図を示す。被検査基板9から発生し
た二次電子51は、第1の実施例で詳細に説明した加速電
界により対物レンズ16の中を上方へ進む。この時、二次
電子は対物レンズの磁場の影響を受け焦点を結ぶ。この
焦点の横方向の位置は二次電子の発生場所により変化す
る。例えば、被検査基板の表面A点から発生した二次電
子はA’に、B点から発生した二次電子はB’に焦点を
結ぶ。従って、二次電子の焦点位置に絞り121を設け、
その上方に二次電子検出器20を配置することにより、光
軸の中心付近すなわち画像形成用電子線19が照射される
場所から発生した二次電子を選択的に検出することがで
きる。予備電子線104照射位置は画像形成用電子線19照
射位置から数百μm離れているので、予備照射電子線10
4により発生した二次電子は絞りに遮られて検出される
ことはない。本実施例においても、上記第5あるいは第
6の実施例と同様に、試料を予め帯電させ、電位が安定
した後に良好なコントラストの画像を取得することがで
きた。
In this embodiment, even when the preliminary electron beam irradiation 104 and the image forming electron beam irradiation 19 are performed simultaneously by the following method, the secondary electrons generated by the preliminary electron beam irradiation 104 adversely affect the electron beam image. Can be prevented. Figure
Fig. 16 shows a schematic diagram of the method. Secondary electrons 51 generated from the substrate 9 to be inspected travel upward in the objective lens 16 by the acceleration electric field described in detail in the first embodiment. At this time, the secondary electrons are focused by the influence of the magnetic field of the objective lens. The position of the focal point in the lateral direction changes depending on the location where the secondary electrons are generated. For example, secondary electrons generated from point A on the surface of the substrate to be inspected are focused on A ', and secondary electrons generated from point B are focused on B'. Therefore, the aperture 121 is provided at the focal position of the secondary electrons,
By disposing the secondary electron detector 20 thereabove, secondary electrons generated from the vicinity of the center of the optical axis, that is, the place where the image forming electron beam 19 is irradiated can be selectively detected. Since the irradiation position of the preliminary electron beam 104 is several hundred μm away from the irradiation position of the image forming electron beam 19,
The secondary electrons generated by 4 are not detected by being blocked by the aperture. In this embodiment, similarly to the fifth or sixth embodiment, the sample was charged in advance, and an image with good contrast could be obtained after the potential was stabilized.

【0081】(実施例8)例えば半導体装置の製造過程
においては、本発明の回路パターン検査装置以外にもSE
Mによる検査や観察等で被検査基板に既に電子線が照射
されている場合がある。このような場合には、回路パタ
ーン検査を実施する以前に被検査基板の表面の局所的な
一部分が帯電し、これまでに述べてきた実施例による検
査方法では、上記局所的に帯電した領域を他の領域と同
じように均一に帯電させることは困難であり、従って該
局所的に帯電した箇所が特異なコントラストの電子線画
像となり検査ができない場合がある。このような事態を
避けるためには、表面の帯電を検査前に中和させてか
ら、これまでに述べてきた各実施例による回路パターン
の検査を実施すれば良い。
(Embodiment 8) For example, in the process of manufacturing a semiconductor device, in addition to the circuit pattern inspection apparatus of the present invention, SE
In some cases, the substrate to be inspected has already been irradiated with an electron beam during inspection or observation by M. In such a case, a local part of the surface of the substrate to be inspected is charged before the circuit pattern inspection is performed. In the inspection method according to the embodiments described above, the locally charged region is charged. It is difficult to uniformly charge the same as in other areas, so that the locally charged portion may become an electron beam image with a unique contrast and may not be inspected. In order to avoid such a situation, the surface charge may be neutralized before the inspection, and then the circuit pattern inspection according to each of the embodiments described above may be performed.

【0082】本実施例では、第1の実施例で述べた回路
パターンの検査装置1の構成に第二の予備室130を追加
し、第二の予備室130において検査前にプラズマを被検
査基板に照射する構成とした。図17に本実施例の検査室
2と第二の予備室130の一部分構成を示す。
In the present embodiment, a second preliminary chamber 130 is added to the configuration of the circuit pattern inspection apparatus 1 described in the first embodiment. Irradiation was performed. FIG. 17 shows the inspection room of this embodiment.
2 shows a partial configuration of the second and second spare chambers 130.

【0083】第二の予備室130にはガス導入口134と導入
したガスを電離するための電界を印加する電極132が設
置され、高周波電源131が接続されている。第一の予備
室(図示せず)で試料ホルダに搭載され被検査基板9は
真空排気がなされてから既に真空排気されている第二の
予備室130に移載される。その後第二の予備室130に数Pa
以下の圧力のAr等希ガスや空気が導入され、高周波電圧
が電極132に印加され、これらの気体が電離されてプラ
ズマ133が形成される。被検査基板9はこのプラズマ133
中に一定時間さらされ、その間に帯電している部分が中
和される。本前処理を実施してから被検査基板9は検査
室2内に移載され、検査が実行される。検査方法につい
ては第1の実施例で既に詳細に説明しているので、ここ
では省略する。本実施例で述べた前処理により、検査直
前に被検査基板9の局所的な帯電は中和されているの
で、検査時に電子線を照射して電子線画像を取得する際
には被検査基板9表面はいずれも均一に帯電され、比較
検査に用いられる電子線画像は均一なコントラストとな
るので、高精度で安定した検査が実施できる。本実施例
で記載した予備室130でのプラズマ133照射の間、隣接し
た検査チャンバには他の被検査基板9'がセットされ検査
を実施されている。プラズマ照射による前処理に要する
時間は、検査に要する時間よりも十分短いため、前処理
を行うことによる全体の検査時間の増加はほとんど無
い。
The second preliminary chamber 130 is provided with a gas inlet 134 and an electrode 132 for applying an electric field for ionizing the introduced gas, and is connected to a high frequency power supply 131. The substrate 9 to be inspected mounted on the sample holder in the first preliminary chamber (not shown) is evacuated and then transferred to the second preliminary chamber 130 which has been evacuated. Then a few Pa to the second spare room 130
A rare gas such as Ar or air having the following pressure is introduced, a high-frequency voltage is applied to the electrode 132, and these gases are ionized to form a plasma 133. The substrate 9 to be inspected is the plasma 133
For a certain period of time, during which the charged portion is neutralized. After performing the pre-processing, the substrate to be inspected 9 is transferred into the inspection room 2, and the inspection is performed. Since the inspection method has already been described in detail in the first embodiment, it is omitted here. By the pretreatment described in the present embodiment, the local electrification of the substrate 9 to be inspected is neutralized immediately before the inspection. The nine surfaces are all uniformly charged, and the electron beam image used for the comparative inspection has a uniform contrast, so that a highly accurate and stable inspection can be performed. During the irradiation of the plasma 133 in the preliminary chamber 130 described in the present embodiment, another substrate 9 'to be inspected is set in the adjacent inspection chamber and the inspection is performed. Since the time required for the pretreatment by plasma irradiation is sufficiently shorter than the time required for the inspection, there is almost no increase in the overall inspection time due to the pretreatment.

【0084】以上、本発明の代表的な装置の構成およ
び、回路パターンの検査方法について、電子線を照射し
て高速に電子線画像を取得し比較検査する方法、第二の
荷電粒子線を照射することにより被検査基板の電位を安
定させてから検査する方法、被検査基板から発生した二
次電子を効率良く検出し、良質な画質の電子線画像を得
る方法、本発明の回路パターン検査を実施することによ
る半導体装置その他回路パターンを有する基板の製造プ
ロセスの生産性を向上する方法等の一部の実施例につい
て説明してきたが、本発明の範囲を逸脱しない範囲で、
請求項目に掲げた複数の特徴を組み合わせた検査方法お
よび検査装置についても可能である。
As described above, the configuration of the representative apparatus of the present invention and the method of inspecting a circuit pattern are described below. The method of inspecting after stabilizing the potential of the substrate to be inspected, the method of efficiently detecting the secondary electrons generated from the substrate to be inspected, and obtaining the electron beam image of high quality, the circuit pattern inspection of the present invention Although some embodiments such as a method for improving the productivity of a manufacturing process of a substrate having a semiconductor device and other circuit patterns by performing the above have been described, but without departing from the scope of the present invention,
An inspection method and an inspection apparatus that combine a plurality of features listed in the claims are also possible.

【0085】[0085]

【発明の効果】本発明によって得られる代表的な効果を
以下に簡単に説明する。
The typical effects obtained by the present invention will be briefly described below.

【0086】本発明の回路パターン検査装置を用いて回
路パターンを有する半導体装置等の基板を検査すること
により、従来の光学式パターン検査では検出できなかっ
た光を透過するシリコン酸化膜やレジスト膜によって形
成された回路パターンの検査を実現することができた。
しかも、従来のSEMでは安定した画像を得ることが困難
であった絶縁性材料を有する回路パターンの検査を、半
導体装置等の製造方法において実用に供することができ
る検査時間をもって検査することができる。
By inspecting a substrate such as a semiconductor device having a circuit pattern using the circuit pattern inspection apparatus of the present invention, a silicon oxide film or a resist film which transmits light which cannot be detected by the conventional optical pattern inspection. Inspection of the formed circuit pattern was realized.
In addition, a circuit pattern having an insulating material, which has been difficult to obtain a stable image with the conventional SEM, can be inspected with an inspection time that can be practically used in a method of manufacturing a semiconductor device or the like.

【0087】本検査を基板製造プロセスへ適用すること
により、上記従来技術では検出し得なかった欠陥、すな
わち製造装置や条件等の異常を早期に且つ高精度に発見
することができるため、基板製造プロセスにいち早く異
常対策処理を講ずることができ、その結果半導体装置そ
の他の基板の不良率を低減し生産性を高めることができ
る。また、上記検査を適用することにより、異常発生を
いち早く検知することができるので、多量の不良発生を
未然に防止することができ、さらにその結果、不良の発
生そのものを低減させることができるので、半導体装置
等の信頼性を高めることができ、新製品等の開発効率が
向上し、且つ製造コストが削減できる。
By applying this inspection to the substrate manufacturing process, defects that could not be detected by the above-described conventional technology, that is, abnormalities in manufacturing equipment and conditions, etc. can be found quickly and with high accuracy. It is possible to take an abnormal countermeasure process as early as possible in the process. As a result, the defect rate of the semiconductor device and other substrates can be reduced, and the productivity can be increased. Also, by applying the above inspection, the occurrence of an abnormality can be detected quickly, so that a large number of defects can be prevented from occurring, and as a result, the occurrence of defects can be reduced. The reliability of a semiconductor device or the like can be improved, the development efficiency of a new product or the like can be improved, and the manufacturing cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】回路パターン検査装置の装置構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a device configuration of a circuit pattern inspection device.

【図2】電子光学系と二次電子検出部の主要部構成を示
す図。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a main part of an electron optical system and a secondary electron detection unit.

【図3】電子線照射と試料帯電と二次電子発生の相関を
を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a correlation between electron beam irradiation, sample charging, and secondary electron generation.

【図4】電子線照射条件のコントラストへの影響を説明
する図。
FIG. 4 is a diagram illustrating the effect of electron beam irradiation conditions on contrast.

【図5】電子線の走査方法を説明する図。FIG. 5 is a diagram illustrating a scanning method of an electron beam.

【図6】半導体装置製造プロセスフローを説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating a semiconductor device manufacturing process flow.

【図7】半導体装置回路パターンと欠陥内容を説明する
図。
FIG. 7 is a view for explaining a semiconductor device circuit pattern and defect contents.

【図8】実施例3の電子光学系主要部構成を示す図。FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a main part of an electron optical system according to a third embodiment.

【図9】実施例4の電子光学系の拡大部分構成を示す
図。
FIG. 9 is a diagram illustrating an enlarged partial configuration of an electron optical system according to a fourth embodiment.

【図10】実施例5の回路パターン検査装置の装置構成
を示す図。
FIG. 10 is a diagram illustrating a device configuration of a circuit pattern inspection device according to a fifth embodiment.

【図11】電子線照射時間のコントラストへの影響を説
明する図。
FIG. 11 is a diagram illustrating the effect of electron beam irradiation time on contrast.

【図12】実施例6の検査装置の主要部構成を示す図。FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a main part of an inspection apparatus according to a sixth embodiment.

【図13】実施例6の偏向器の原理を説明する図。FIG. 13 is a diagram illustrating the principle of a deflector according to a sixth embodiment.

【図14】実施例6の電子線の形状を説明する図。FIG. 14 is a diagram illustrating the shape of an electron beam according to a sixth embodiment.

【図15】実施例7の電子光学系主要部構成を示す図。FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of a main part of an electron optical system according to a seventh embodiment.

【図16】実施例7の作用を示す図。FIG. 16 is a diagram showing the operation of the seventh embodiment.

【図17】実施例8の検査装置の主要部構成を示す図。FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration of a main part of an inspection apparatus according to an eighth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・ 回路パターン検査装置 2・・・・ 検査室 3・・・・ 電子光学系 4・・・・ 光学顕微鏡部 5・・・・ 画像処理部 6・・・・ 制御部 7・・・・ 二次電子検出部 8・・・・ 試料室 9・・・・ 被検査基板 10・・・ 電子銃 11・・・ 引き出し電極 12・・・ コンデンサレンズ 13・・・ ブランキング偏向器 14・・・ 絞り 15・・・ 走査偏向器 16・・・ 対物レンズ 17・・・ 反射板 18・・・ ExB偏向器 19・・・ 電子線 20・・・ 二次電子検出器 21・・・ プリアンプ 22・・・ AD変換器 23・・・ 光変換手段 24・・・ 光伝送手段 25・・・ 電気変換手段 26・・・ 高圧電源 27・・・ プリアンプ駆動電源 28・・・ AD変換器駆動電源 29・・・ 逆バイアス電源 30・・・ 試料台 31・・・ Xステージ 32・・・ Yステージ 33・・・ 回転ステージ 34・・・ 位置モニタ測長器 35・・・ 被検査基板高さ測定器 36・・・ リターディング電源 40・・・ 白色光源 41・・・ 光学レンズ 42・・・ CCDカメラ 43・・・ 補正制御回路 44・・・ 走査信号発生器 45・・・ 対物レンズ電源 46・・・ 第一記憶部 47・・・ 第二記憶部 48・・・ 演算部 49・・・ 欠陥判定部 50・・・ モニタ 51・・・ 二次電子 52・・・ 第二の二次電子 53・・・ 吸引電極 54・・・ 接地電極 100・・・ 第二の予備室 101・・・ 電子源 102・・・ レンズ 103・・・ 大角偏向器 104・・・ 予備照射電子線 110・・・ 第二の電子源 111・・・ 第二のコンデンサレンズ 112・・・ 偏向器 120・・・ 第二の電子源 121・・・ 絞り 130・・・ 第二の予備室 131・・・ 高周波電源 132・・・ 電極 133・・・ プラズマ 134・・・ ガス導入口。 1 ... Circuit pattern inspection device 2 ... Inspection room 3 ... Electronic optical system 4 ... Optical microscope unit 5 ... Image processing unit 6 ... Control unit 7 ... ..Secondary electron detector 8 ... Sample chamber 9 ... Substrate to be inspected 10 ... Electron gun 11 ... Extraction electrode 12 ... Condenser lens 13 ... Blanking deflector 14.・ ・ Aperture 15 ・ ・ ・ Scanning deflector 16 ・ ・ ・ Objective lens 17 ・ ・ ・ Reflector 18 ・ ・ ・ ExB deflector 19 ・ ・ ・ Electron beam 20 ・ ・ ・ Secondary electron detector 21 ・ ・ ・ Preamplifier 22・ ・ ・ AD converter 23 ・ ・ ・ Optical conversion means 24 ・ ・ ・ Optical transmission means 25 ・ ・ ・ Electrical conversion means 26 ・ ・ ・ High voltage power supply 27 ・ ・ ・ Preamplifier drive power supply 28 ・ ・ ・ AD converter drive power supply 29・ ・ ・ Reverse bias power supply 30 ・ ・ ・ Sample stage 31 ・ ・ ・ X stage 32 ・ ・ ・ Y stage 33 ・ ・ ・ Rotary stage 34 ・ ・ ・ Position monitor length measuring instrument 35 ・ ・ ・ Inspection substrate height measuring instrument 36 ・ ・ ・ Retarding power supply 40 ・ ・ ・ White light source 41 ・ ・ ・ Optical lens 42 ・ ・ ・ CCD camera 43 ・ ・ ・ Correction control circuit 44 ・ ・ ・ Scan signal generation Unit 45 Power supply for objective lens 46 First storage unit 47 Second storage unit 48 Operation unit 49 Defect judgment unit 50 Monitor 51 Secondary electron 52 … Second secondary electron 53… Attraction electrode 54… Ground electrode 100… Second preliminary chamber 101… Electron source 102… Lens 103… Large angle deflector 104… .. Pre-irradiation electron beam 110 ・ ・ ・ second electron source 111 ・ ・ ・ second condenser lens 112 ・ ・ ・ deflector 120 ・ ・ ・ second electron source 121 ・ ・ ・ diaphragm 130 ・ ・ ・ second Preparatory room 131 ・ ・ ・ High frequency power supply 132 ・ ・ ・ Electrode 133 ・ ・ ・ Plasma 134 ・ ・ ・ Gas inlet.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/027 H01L 21/30 502V (31)優先権主張番号 特願平9−33476 (32)優先日 平成9年2月18日(1997.2.18) (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 杉山 勝也 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 高藤 敦子 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 広井 高志 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 吉村 和士 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 杉本 有俊 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 依田 晴夫 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 黒田 勝廣 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 宇佐見 康継 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 田中 麻紀 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 金子 豊 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 遠山 博 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 伊野 忠雄 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 矢島 裕介 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 安藤 公明 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 前田 俊二 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 窪田 仁志 東京都青梅市藤橋3丁目3番地2 日立東 京エレクトロニクス株式会社内 Fターム(参考) 2F067 AA54 BB01 CC16 CC17 EE03 EE04 HH06 HH13 JJ05 KK04 LL15 PP12 QQ01 QQ11 QQ13 RR12 RR35 2G014 AA01 AA02 AA03 AB51 AC11 4M106 AA01 AA09 BA02 CA39 DB05 DH33 DJ11 DJ18 5C001 AA03 AA07 BB07 CC04 5C033 UU01 UU03 UU05 UU06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme court ゛ (Reference) H01L 21/027 H01L 21/30 502V (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 9-33476 (32) Priority date February 18, 1997 (Feb. 18, 1997) (33) Priority Country Japan (JP) (72) Inventor Katsuya Sugiyama 1-280 Higashi-Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72 Inventor Atsuko Takato 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory (72) Inventor Takashi Hiroi 292, Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Hitachi, Ltd.Production Technology Laboratory (72) Inventor Kazushi Yoshimura 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Production Technology Research Laboratory, Hitachi, Ltd. 2326, Imai, Ume City, Hitachi, Ltd.Device Development Center, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Haruo Yoda 882, Ma, Hitachinaka, Ibaraki Pref., Ltd.Measurement Equipment Division, Hitachi, Ltd. (72) Katsuhiro Kuroda, Katsuhiro Kuroda, Kokubunji, Tokyo No. 280, Hitachi Central Research Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Yasutoshi Usami 882 Ma, Hitachinaka-shi, Ibaraki Pref.Hitachi, Ltd.Measurement Equipment Division (72) Inventor Maki Tanaka Yoshida, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture 292-machi, Hitachi, Ltd.Production Technology Research Laboratories, Ltd. (72) Inventor Yutaka Kaneko 1-280, Higashi-Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo, Japan (72) Inventor Hiroshi Toyama 1-280, Higashi-Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo, Japan Address: Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Tadao Ino 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji, Tokyo Prefecture Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory Co., Ltd. 1-280 Higashi Koigakubo, Hitachi, Ltd.Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Kimiaki Ando 1-280 Higashi Koikekubo, Kokubunji, Tokyo, Japan Inside Central Research Laboratories, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Shunji Maeda Yoshida, Yokohama, Kanagawa 292 Machi-cho, Hitachi, Ltd. Production Technology Research Laboratories (72) Inventor Hitoshi Kubota 3-3-2 Fujibashi, Ome-shi, Tokyo F-term (reference) 2F067 AA54 BB01 CC16 CC17 EE03 EE04 HH06 HH13 JJ05 KK04 LL15 PP12 QQ01 QQ11 QQ13 RR12 RR35 2G014 AA01 AA02 AA03 AB51 AC11 4M106 AA01 AA09 BA02 CA39 DB05 DH33 DJ11 DJ18 5C001 AA03 AA07 BB07 CC04 5C033 UU01 UU03 UU05 UU06

Claims (25)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回路パターンが形成された基板表面の第一
の領域を一次電子線で走査する工程と、上記一次電子線
により上記第一の領域から二次的に発生する信号を検出
する工程と、検出された信号から該第一の領域の電子線
画像を形成する工程と、該第一の領域の電子線画像を記
憶する工程と、該基板の第二の領域を一次電子線で走査
する工程と、上記一次電子線により上記第二の領域から
二次的に発生する信号を検出する工程と、検出された信
号から該第二の領域の電子線画像を形成する工程と、該
第二の領域の電子線画像を記憶する工程と、該第一の領
域の記憶された画像と該第二の領域の記憶された画像を
比較する工程と、比較結果から基板上回路パターンの欠
陥を判定する工程を含む検査方法であって、第一の領域
と第二の領域を一次電子線で走査する工程において該基
板の検査対象となるパターンの特徴よりも充分大きい領
域の平均帯電量が実質的に均一になるように電子線を走
査して対象領域の電子線画像を形成することを特徴とす
る回路パターンの検査方法。
1. A step of scanning a first region of a substrate surface on which a circuit pattern is formed with a primary electron beam, and a step of detecting a signal generated secondary from the first region by the primary electron beam. Forming an electron beam image of the first area from the detected signal; storing the electron beam image of the first area; and scanning a second area of the substrate with a primary electron beam. Performing a step of detecting a signal generated secondarily from the second region by the primary electron beam, forming an electron beam image of the second region from the detected signal, A step of storing an electron beam image of the second area, a step of comparing the stored image of the first area with the stored image of the second area, and detecting a defect of the circuit pattern on the substrate from the comparison result. An inspection method including a step of determining, wherein a first region and a second region are In the step of scanning with an electron beam, an electron beam is scanned to form an electron beam image of the target region so that the average charge amount of a region sufficiently larger than the feature of the pattern to be inspected on the substrate is substantially uniform. A method for inspecting a circuit pattern, comprising:
【請求項2】請求項1に記載の検査方法において、前記
第一及び第二の電子線画像を形成する工程として、回路
パターンが形成された基板表面における単位面積あたり
の電子線照射量が被検査領域で実質的に均一になるよう
に電子線を走査して対象領域の電子線画像を形成する、
回路パターンの検査方法。
2. The inspection method according to claim 1, wherein, in the step of forming the first and second electron beam images, the amount of electron beam irradiation per unit area on the substrate surface on which the circuit pattern is formed is controlled. Forming an electron beam image of the target area by scanning the electron beam to be substantially uniform in the inspection area;
Circuit pattern inspection method.
【請求項3】回路パターンが形成された基板表面の第一
の領域を一次電子線で走査する工程と、上記一次電子線
により上記第一の領域から二次的に発生する信号を検出
する工程と、検出された信号から該第一の領域の電子線
画像を形成する工程と、該第一の領域の電子線画像を記
憶する工程と、該基板の第二の領域を一次電子線で走査
する工程と、上記一次電子線により上記第二の領域から
二次的に発生する信号を検出する工程と、検出された信
号から該第二の領域の電子線画像を形成する工程と、該
第二の領域の電子線画像を記憶する工程と、該第一の領
域の画像と該第二の領域の画像を比較する工程と、比較
結果から基板上回路パターンの欠陥を判定する工程を含
む検査方法であって、該基板上の回路パターンを形成し
ている部材表面の電位が変化しないうちに電子線を高速
に走査して対象領域の電子線画像を形成し、この画像を
用いて検査する回路パターンの検査方法。
3. A step of scanning a first area on a substrate surface on which a circuit pattern is formed with a primary electron beam, and a step of detecting a signal generated secondarily from the first area by the primary electron beam. Forming an electron beam image of the first region from the detected signal; storing an electron beam image of the first region; and scanning a second region of the substrate with a primary electron beam. Performing a step of detecting a signal generated secondarily from the second region by the primary electron beam, forming an electron beam image of the second region from the detected signal, An inspection including a step of storing an electron beam image of the second area, a step of comparing the image of the first area and the image of the second area, and a step of determining a defect of the circuit pattern on the substrate from the comparison result A method comprising: forming a circuit pattern on a surface of a member on the substrate; Position by scanning the electron beam at high speed to form an electron beam image of the target area within which does not change, the inspection method of a circuit pattern to be tested using this image.
【請求項4】請求項3記載の検査方法において、前記走
査工程は、回路パターンが形成された基板表面に大電流
の電子線を高速走査により数回走査する工程である、回
路パターンの検査方法。
4. The inspection method according to claim 3, wherein said scanning step is a step of scanning a high-current electron beam several times over the surface of the substrate on which the circuit pattern is formed by high-speed scanning. .
【請求項5】請求項4に記載の検査方法において、回路
パターンが形成された基板表面に照射する電子線の電流
値が13nA以上に設定する工程を含む、回路パターン
の検方法。
5. The circuit pattern inspection method according to claim 4, further comprising the step of setting a current value of an electron beam applied to the surface of the substrate on which the circuit pattern is formed to 13 nA or more.
【請求項6】請求項4に記載の検査方法において、回路
パターンが形成された基板表面に照射する電子線の電流
値が270pA以上に設定する工程を含むことを特徴す
る回路パターンの検査方法。
6. The inspection method according to claim 4, further comprising a step of setting a current value of an electron beam applied to a substrate surface on which the circuit pattern is formed to 270 pA or more.
【請求項7】回路パターンが形成された基板表面の第一
の領域を一次電子線で走査する工程と、上記一次電子線
により上記第一の領域から二次的に発生する信号を検出
する工程と、検出された信号から該第一の領域の電子線
画像を形成する工程と、該第一の領域の電子線画像を記
憶する工程と、該基板の第二の領域を前記一次電子線で
走査する工程と、上記一次電子線により上記第二の領域
から二次的に発生する信号を検出する工程と、検出され
た信号から該第二の領域の電子線画像を形成する工程
と、該第二の領域の電子線画像を記憶する工程と、該第
一の領域の画像と該第二の領域の画像を比較する工程
と、比較結果から基板上回路パターンの欠陥を判定する
工程を含む検査方法であって、試料に零または負の電位
を与えるために試料あるいは試料台あるいは試料近傍に
零または負の電圧印加して一次電子線の照射エネルギー
を制御する工程と、を付加したことを特徴とする回路パ
ターンの検査方法。
7. A step of scanning a first area on a substrate surface on which a circuit pattern is formed with a primary electron beam, and a step of detecting a signal generated secondarily from the first area by the primary electron beam. Forming an electron beam image of the first region from the detected signal; storing an electron beam image of the first region; and a second region of the substrate with the primary electron beam. Scanning, detecting a signal secondary generated from the second region by the primary electron beam, forming an electron beam image of the second region from the detected signal, A step of storing an electron beam image of a second area, a step of comparing the image of the first area and the image of the second area, and a step of determining a defect of the circuit pattern on the substrate from the comparison result. An inspection method that provides a zero or negative potential to a sample. There the inspection method of a circuit pattern, characterized in that the addition and controlling the irradiation energy of the primary electron beam by applying zero or negative voltage in the vicinity of the sample stage or sample, the.
【請求項8】請求項7に記載の検査方法において、画像
を形成するための電子線の被検査基板への入射エネルギ
ーが、入射電子数と放出二次電子数が実質的に等しくな
るエネルギーに設定する工程を含む、回路パターンの検
査方法。
8. The inspection method according to claim 7, wherein the incident energy of the electron beam for forming an image on the substrate to be inspected is an energy at which the number of incident electrons and the number of emitted secondary electrons are substantially equal. A circuit pattern inspection method including a setting step.
【請求項9】回路パターンが形成された基板表面の第一
の領域を所定の太さを有した一次電子線で基板の前記第
1の領域の周辺の電位と比較してほぼ同じ電位の状態と
なる如く前記第1の領域を均一に走査する一次電子線の
第1走査工程と、上記一次電子線により上記第一の領域
から二次的に発生する信号を検出する工程と、検出され
た信号から該第一の領域の電子線画像を形成する工程
と、該第一の領域の電子線画像を記憶する工程と、該基
板の第2の領域を前記一次電子線で基板の前記第2の領
域の周辺の電位と比較してほぼ同じ電位の状態となる如
く前記第2の領域を均一に走査する一次電子線の第2走
査工程と、前記一次電子線により前記第2の領域から二
次的に発生する信号を検出する工程と、検出された信号
から前記第2の領域の電子線画像を形成する工程と、前
記第2の領域の電子線画像を記憶する工程と、前記第1
の領域の記憶された画像と前記第2の領域の記憶された
画像を比較する工程と、比較結果から基板上回路パター
ンの欠陥を判定する工程と、を有することを特徴とする
回路パターンの検査方法。
9. A state in which a first region on a surface of a substrate on which a circuit pattern is formed has a substantially same potential as a primary electron beam having a predetermined thickness compared with a potential around the first region of the substrate. A first scanning step of a primary electron beam for uniformly scanning the first area so as to obtain a signal, and a step of detecting a signal generated secondarily from the first area by the primary electron beam. Forming an electron beam image of the first region from the signal; storing an electron beam image of the first region; and storing a second region of the substrate with the primary electron beam in the second region of the substrate. A second scanning step of a primary electron beam for uniformly scanning the second region so that the potential is substantially the same as the potential around the region, and a second scanning operation of the second region by the primary electron beam. Detecting a signal that occurs next; and detecting the second region from the detected signal. Forming an electron image, a step of storing the electron beam image of the second region, the first
Circuit pattern inspection, comprising: comparing a stored image of the area with the stored image of the second area; and determining a defect of the circuit pattern on the substrate from the comparison result. Method.
【請求項10】請求項1から9のいずれかに記載の回路
パターンの検査方法において、試料台を連続移動する工
程を有することを特徴する回路パターンの検査方法。
10. The circuit pattern inspection method according to claim 1, further comprising a step of continuously moving the sample stage.
【請求項11】一次電子線を発生させる電子源と、一次
電子線を集束するレンズ手段と、試料を載置する試料台
と、集束した一次電子線で試料上の所定領域を走査させ
る走査手段と、試料から二次的に発生する二次荷電粒子
を検出する検出手段と、前記検出手段からの信号に基づ
いて画像を形成して記憶する記憶手段と、前記記憶手段
に記憶された第1の領域の画像を他の同一の回路パター
ンが形成された第2の領域の画像と比較する手段と、比
較結果から回路パターン上の欠陥を判別する手段と、前
記第1又は第2の領域の平均帯電量が均一になるよう
に、あるいは試料表面における単位面積あるいは単位時
間あたりの電子線照射量が実質的に均一になるように一
次電子線の照射量を制御する手段と、を有することを特
徴する回路パターンの検査装置。
11. An electron source for generating a primary electron beam, lens means for focusing the primary electron beam, a sample stage on which the sample is mounted, and scanning means for scanning a predetermined area on the sample with the focused primary electron beam. Detecting means for detecting secondary charged particles generated secondarily from a sample; storing means for forming and storing an image based on a signal from the detecting means; and a first memory stored in the storing means. Means for comparing the image of the area with another image of the second area on which the same circuit pattern is formed; means for determining a defect on the circuit pattern from the comparison result; Means for controlling the irradiation amount of the primary electron beam so that the average charge amount is uniform, or the electron beam irradiation amount per unit area or unit time on the sample surface is substantially uniform. Characteristic circuit pattern Inspection equipment.
【請求項12】前記走査手段として第1又は第2の領域
のいずれかを複数回で走査することを特徴する請求項1
1記載の回路パターンの検査装置。
12. The apparatus according to claim 1, wherein said scanning means scans one of the first and second regions a plurality of times.
2. The circuit pattern inspection apparatus according to claim 1.
【請求項13】前記照射量を制御する手段として、試料
の第1又は第2の領域に照射する一次電子線の電流値が
270nA以上であることを特徴する請求項11記載の回路
パターンの検査装置。
13. A means for controlling the irradiation amount, wherein a current value of a primary electron beam irradiating the first or second region of the sample is adjusted.
12. The circuit pattern inspection apparatus according to claim 11, wherein the circuit pattern is at least 270 nA.
【請求項14】前記照射量を制御する手段として、試料
の第1又は第2の領域に照射する一次電子線の電流値が
13pA以上であることを特徴する請求項11記載の回路パ
ターンの検査装置。
14. A method for controlling the amount of irradiation, wherein a current value of a primary electron beam irradiating the first or second region of the sample is adjusted.
The circuit pattern inspection apparatus according to claim 11, wherein the circuit pattern is 13pA or more.
【請求項15】回路パターンが形成された基板表面の第
一の領域を一次電子線で走査する工程と、上記一次電子
線により上記第一の領域から二次的に発生する信号を検
出する工程と、検出された信号から該第一の領域の電子
線画像を形成する工程と、該第一の領域の電子線画像を
記憶する工程と、該基板の第二の領域を一次電子線で走
査する工程と、上記一次電子線により上記第二の領域か
ら二次的に発生する信号を検出する工程と、検出された
信号から該第二の領域の電子線画像を形成する工程と、
該第二の領域の電子線画像を記憶する工程と、該第一の
領域の画像と該第二の領域の画像を比較する工程と、比
較結果から基板上回路パターンの欠陥を判定する工程を
含む検査方法であって、更に、該基板に電子線を走査さ
せる前に、該基板上の回路パターンを形成している部材
表面の電位を安定させる工程を含む、回路パターンの検
査方法。
15. A step of scanning a first area of a substrate surface on which a circuit pattern is formed with a primary electron beam, and a step of detecting a signal secondary generated from the first area by the primary electron beam. Forming an electron beam image of the first area from the detected signal; storing the electron beam image of the first area; and scanning a second area of the substrate with a primary electron beam. And the step of detecting a signal generated secondarily from the second region by the primary electron beam, and forming an electron beam image of the second region from the detected signal,
A step of storing an electron beam image of the second area, a step of comparing the image of the first area and the image of the second area, and a step of determining a defect of the circuit pattern on the substrate from the comparison result. A method for inspecting a circuit pattern, further comprising a step of stabilizing a potential of a surface of a member forming a circuit pattern on the substrate before scanning the substrate with an electron beam.
【請求項16】請求項15に記載の検査方法において、
第二の荷電粒子線を該基板の被検査領域に照射する量
が、概ね均一になるように照射される、回路パターンの
検査方法。
16. The inspection method according to claim 15, wherein
A circuit pattern inspection method, wherein an amount of the second charged particle beam applied to the inspection area of the substrate is substantially uniform.
【請求項17】請求項16に記載の検査方法において、
前記第二の荷電粒子線を予備室において照射する、回路
パターンの検査方法。
17. The inspection method according to claim 16, wherein
A method for inspecting a circuit pattern, wherein the second charged particle beam is irradiated in a preliminary chamber.
【請求項18】請求項16に記載の検査方法において、
前記検査画像形成用の第一の電子線の走査と前記第二の
荷電粒子線の走査を時間的にずらして走査する、回路パ
ターンの検査方法。
18. The inspection method according to claim 16, wherein
A circuit pattern inspection method, wherein scanning of the first electron beam for forming the inspection image and scanning of the second charged particle beam are performed with a time lag.
【請求項19】請求項15に記載の検査方法において、
前記安定にする工程として、前記電子線の走査の振り戻
しの間に、前記基板に前記電子線を照射する、回路パタ
ーンの検査方法。
19. The inspection method according to claim 15, wherein
In the method for inspecting a circuit pattern, the step of stabilizing includes irradiating the substrate with the electron beam during the return of the scanning of the electron beam.
【請求項20】請求項15に記載の検査方法において、
前記安定にする工程として、プラズマが発生する予備室
において、該基板上の回路パターンを形成している部材
を、プラズマ雰囲気中に一定時間存在させる、回路パタ
ーンの検査方法。
20. The inspection method according to claim 15, wherein
As a step of stabilizing, a circuit pattern inspection method in which a member forming a circuit pattern on the substrate is allowed to exist in a plasma atmosphere for a predetermined time in a preliminary chamber where plasma is generated.
【請求項21】請求項15に記載の検査方法において、
予め画像データを記憶する工程と、被検査基板上の被検
査領域を一次電子線で走査する工程と、上記一次電子線
により上記被検査領域から二次的に発生する信号を検出
する工程と、検出された信号から該被検査領域の電子線
画像を形成する工程と、該被検査領域の電子線画像を記
憶する工程と、前記記憶された画像データを読み出す工
程と、該画像データと前記被検査領域の電子線画像を比
較する工程と、比較結果から基板上回路パターンの欠陥
を判定する工程を含む、回路パターンの検査方法。
21. The inspection method according to claim 15,
A step of storing image data in advance, a step of scanning a region to be inspected on a substrate to be inspected with a primary electron beam, and a step of detecting a signal generated secondary from the region to be inspected by the primary electron beam, Forming an electron beam image of the inspection area from the detected signal; storing the electron beam image of the inspection area; reading the stored image data; A circuit pattern inspection method including a step of comparing electron beam images of an inspection area and a step of determining a defect of a circuit pattern on a substrate from a result of the comparison.
【請求項22】請求15に記載の検査方法において、前
記検出された信号から電子線画像を形成する工程とし
て、前記検出された二次荷電粒子信号を高電圧にフロー
ティングされた状態でデジタル信号に変換し、伝送して
から画像を形成する、回路パターンの検査方法。
22. The inspection method according to claim 15, wherein, as a step of forming an electron beam image from the detected signal, the detected secondary charged particle signal is converted into a digital signal while floating at a high voltage. A circuit pattern inspection method that forms an image after conversion and transmission.
【請求項23】被検査試料の少なくとも被検査部を予め
所定の帯電状態にする工程と、該被検査部に画像形成用
の高密度の電子線を照射する工程と、電子線が照射され
た部分において該電子線が照射された瞬間から所定時間
後に二次荷電粒子を検出する工程と、検出された該二次
荷電粒子信号に基づいて画像を形成する工程と、この形
成された画像を用いて前記被検査部を検査する工程と、
を備える、回路パターンの検査方法。
23. A step of setting at least a portion to be inspected of a sample to be inspected to a predetermined charged state in advance, a step of irradiating the portion to be inspected with a high-density electron beam for image formation, and A step of detecting secondary charged particles a predetermined time after the moment when the electron beam is irradiated in the portion, a step of forming an image based on the detected secondary charged particle signal, and using the formed image Inspecting the part to be inspected,
A method for inspecting a circuit pattern, comprising:
【請求項24】一次電子線を発生させる電子源と、該一
次電子線を集束するレンズ系と、試料を載置する試料台
と、試料台を含む試料室に試料を搬送する搬送用アーム
と、上記集束した一次電子線を試料上で偏向させる偏向
電極と該偏向電極を駆動するための偏向信号発生器と、
該一次電子線を試料に照射することにより試料から発生
する二次荷電粒子を検出する二次荷電粒子検出器と、検
出器に零または正の電圧を印加するための第一の電源
と、前記的検出器からの信号をデジタル信号に変換する
ためのAD変換器と、該AD変換器からのデジタル信号
を光信号に変換する電気・光変換器と、該光信号を光伝
送するための光ファイバと、該光ファイバで伝送された
光信号を電気信号に変換する光・電気変換器と、該光・
電気変換器からの信号に基づき検査されるべき画像を形
成して記憶するための画像メモリと、記憶された当該領
域の画像を他の同一の回路パターンの画像と比較するた
めの比較演算回路と、比較結果から回路パターン上の欠
陥を判別するための演算回路と、前記試料台に負の電圧
を印加するための第二の電源と、該第二の電源により印
加される電圧を制御するための制御回路と、前記検査画
像を形成する時以外は電子線が試料に照射されないよう
にするためのブランキング偏向電極と、を備えた、回路
パターンの検査装置。
24. An electron source for generating a primary electron beam, a lens system for focusing the primary electron beam, a sample table on which a sample is mounted, and a transfer arm for transferring the sample to a sample chamber including the sample table. A deflection electrode for deflecting the focused primary electron beam on the sample, and a deflection signal generator for driving the deflection electrode;
A secondary charged particle detector for detecting secondary charged particles generated from the sample by irradiating the sample with the primary electron beam, a first power supply for applying zero or positive voltage to the detector, and -D converter for converting a signal from a dynamic detector into a digital signal, an electro-optical converter for converting a digital signal from the A / D converter into an optical signal, and a light for optically transmitting the optical signal. A fiber, an optical / electrical converter for converting an optical signal transmitted through the optical fiber into an electric signal,
An image memory for forming and storing an image to be inspected based on a signal from the electrical converter, and a comparison operation circuit for comparing the stored image of the region with another image of the same circuit pattern; An arithmetic circuit for determining a defect on a circuit pattern from a comparison result, a second power supply for applying a negative voltage to the sample stage, and controlling a voltage applied by the second power supply. And a blanking deflection electrode for preventing the sample from being irradiated with the electron beam except when the inspection image is formed.
【請求項25】一次電子線を発生させる電子源と、該一
次電子線を集束するレンズ手段と、試料を載置する試料
台と、試料台を含む試料室に試料を搬送する搬送手段
と、上記集束した一次電子線を試料上で走査させる一次
電子線走査手段と、該試料から二次的に発生する二次荷
電粒子を検出する手段と、該検出器からの信号に基づい
て画像を形成して記憶する手段と、該記憶手段に記憶さ
れた当該領域の画像を他の同一の回路パターンが形成さ
れた領域の画像と比較する手段と、比較結果から回路パ
ターン上の欠陥を判別する手段と、から成る回路パター
ンの検査装置であって、該試料の検査対象となるパター
ンの特徴よりも充分大きい領域の平均帯電量が均一にな
るように、あるいは試料表面における単位面積あるいは
単位時間あたりの電子線照射量が実質的に均一になるよ
うに、前記一次電子線の該試料への照射量を制御する手
段を有する、回路パターンの検査装置。
25. An electron source for generating a primary electron beam, lens means for focusing the primary electron beam, a sample stage on which a sample is placed, and transport means for transporting the sample to a sample chamber including the sample stage. A primary electron beam scanning means for scanning the focused primary electron beam on a sample, a means for detecting secondary charged particles generated secondarily from the sample, and forming an image based on a signal from the detector Means for comparing the image of the area stored in the storage means with an image of another area in which the same circuit pattern is formed, and means for determining a defect on the circuit pattern from the comparison result And a circuit pattern inspection apparatus, wherein the average charge amount of a region that is sufficiently larger than the feature of the pattern to be inspected of the sample is uniform, or a unit area or a unit time per unit time on the sample surface. Electric As the line dose is substantially uniform, having a means for controlling the irradiation amount to the sample of the primary electron beam device for inspecting a circuit pattern.
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004109788A (en) * 2002-09-20 2004-04-08 Dainippon Printing Co Ltd Method of generating false sem image data and method of examining defect of photomask
JP2006127903A (en) * 2004-10-28 2006-05-18 Applied Materials Inc Scanning electron microscope and sample observation method
JP2006258445A (en) * 2005-03-15 2006-09-28 Renesas Technology Corp Defective inspection method
JP2006351303A (en) * 2005-06-15 2006-12-28 Hitachi High-Technologies Corp Pattern defect inspection method and apparatus thereof
JP2007109490A (en) * 2005-10-13 2007-04-26 Jeol Ltd Charged particle beam apparatus
WO2007086398A1 (en) * 2006-01-25 2007-08-02 Ebara Corporation Apparatus and method for inspecting sample surface
WO2007086400A1 (en) * 2006-01-25 2007-08-02 Ebara Corporation Method and apparatus for inspecting sample surface
JP2007212288A (en) * 2006-02-09 2007-08-23 Toshiba Corp Pattern inspection method and device, and program
US7635851B2 (en) 2005-09-13 2009-12-22 Hitachi High-Technologies Corporation Electron beam apparatus and method of generating an electron beam irradiation pattern
JP2011159636A (en) * 2011-05-11 2011-08-18 Hitachi High-Technologies Corp Method and device for inspecting pattern defects
US8507857B2 (en) 2007-06-08 2013-08-13 Advantest Corp. Charged particle beam inspection apparatus and inspection method using charged particle beam
JP2014038864A (en) * 2007-09-27 2014-02-27 Hitachi High-Technologies Corp Sample inspection and measurement method and scanning electron microscope
WO2020110276A1 (en) * 2018-11-30 2020-06-04 株式会社日立ハイテク Charged particle beam apparatus
JP2021042410A (en) * 2019-09-09 2021-03-18 日本電子株式会社 Three-dimensional lamination molding method and three-dimensional lamination molding device
CN117637417A (en) * 2024-01-24 2024-03-01 电子科技大学 Micro-focus electron gun using aperture structure for auxiliary focusing

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004109788A (en) * 2002-09-20 2004-04-08 Dainippon Printing Co Ltd Method of generating false sem image data and method of examining defect of photomask
JP4515020B2 (en) * 2002-09-20 2010-07-28 大日本印刷株式会社 Pseudo-SEM image data generation method and photomask defect inspection method
JP2006127903A (en) * 2004-10-28 2006-05-18 Applied Materials Inc Scanning electron microscope and sample observation method
JP2006258445A (en) * 2005-03-15 2006-09-28 Renesas Technology Corp Defective inspection method
JP2006351303A (en) * 2005-06-15 2006-12-28 Hitachi High-Technologies Corp Pattern defect inspection method and apparatus thereof
US7635851B2 (en) 2005-09-13 2009-12-22 Hitachi High-Technologies Corporation Electron beam apparatus and method of generating an electron beam irradiation pattern
US8008622B2 (en) 2005-09-13 2011-08-30 Hitachi High-Technologies Corporation Electron beam apparatus and method of generating an electron beam irradiation pattern
JP2007109490A (en) * 2005-10-13 2007-04-26 Jeol Ltd Charged particle beam apparatus
US7952071B2 (en) 2006-01-25 2011-05-31 Ebara Corporation Apparatus and method for inspecting sample surface
US8859984B2 (en) 2006-01-25 2014-10-14 Ebara Corporation Method and apparatus for inspecting sample surface
JP2007200658A (en) * 2006-01-25 2007-08-09 Ebara Corp Sample surface inspection device and inspection method
WO2007086400A1 (en) * 2006-01-25 2007-08-02 Ebara Corporation Method and apparatus for inspecting sample surface
JPWO2007086400A1 (en) * 2006-01-25 2009-06-18 株式会社荏原製作所 Sample surface inspection method and inspection apparatus
WO2007086398A1 (en) * 2006-01-25 2007-08-02 Ebara Corporation Apparatus and method for inspecting sample surface
JP2013080722A (en) * 2006-01-25 2013-05-02 Ebara Corp Sample surface inspection method and sample surface inspection apparatus
US8525127B2 (en) 2006-01-25 2013-09-03 Ebara Corporation Method and apparatus for inspecting sample surface
JP2007212288A (en) * 2006-02-09 2007-08-23 Toshiba Corp Pattern inspection method and device, and program
US8507857B2 (en) 2007-06-08 2013-08-13 Advantest Corp. Charged particle beam inspection apparatus and inspection method using charged particle beam
JP2014038864A (en) * 2007-09-27 2014-02-27 Hitachi High-Technologies Corp Sample inspection and measurement method and scanning electron microscope
JP2011159636A (en) * 2011-05-11 2011-08-18 Hitachi High-Technologies Corp Method and device for inspecting pattern defects
WO2020110276A1 (en) * 2018-11-30 2020-06-04 株式会社日立ハイテク Charged particle beam apparatus
JPWO2020110276A1 (en) * 2018-11-30 2021-10-14 株式会社日立ハイテク Charged particle beam device
US11735394B2 (en) 2018-11-30 2023-08-22 Hitachi High-Tech Corporation Charged particle beam apparatus
JP2021042410A (en) * 2019-09-09 2021-03-18 日本電子株式会社 Three-dimensional lamination molding method and three-dimensional lamination molding device
CN117637417A (en) * 2024-01-24 2024-03-01 电子科技大学 Micro-focus electron gun using aperture structure for auxiliary focusing

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