CN101416295A - 孔检查装置和使用该孔检查装置的孔检查方法 - Google Patents
孔检查装置和使用该孔检查装置的孔检查方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于利用电子束检查半导体器件的通孔的装置和方法。该装置包括电子束辐射装置、电流测量装置和电流测量装置和数据处理装置。电子束辐射装置照射相应的电子束以检查多个检查对象孔。电流测量装置通过位于孔下面的导电层或通过导电层和单独的检测仪测量电流,该电流通过辐射从电子束辐射装置照射的电子束而产生。数据处理装置处理通过电流测量装置的测量而获得的数据。
Description
技术领域
本发明一般涉及利用电子束来检查半导体器件的通孔的装置和方法,尤其涉及在相对短暂的时间内检查半导体器件的通孔的装置和方法,该装置和方法使得从多个电子束产生装置照射的多条电子束穿过半导体器件,因而测量电流。
背景技术
一般地,例如存储器的半导体器件具有接触孔或通孔,以将形成于所述接触孔或通孔下部的有源元件电连接到形成于所述接触孔或通孔上部的布线层。利用反应离子蚀刻(RIE)工艺对绝缘层(例如氧化层)从其表面到下衬底进行蚀刻而形成接触孔。为了优化蚀刻条件,需要检测各个接触孔的内部和外部结构以及各个接触孔下面的状态。
韩国专利No.10-0388690公开了一种用于检查通孔或接触孔的测试仪。然而,该技术是为了解决这样一种问题,即,当利用现有的扫描电子显微镜(SEM)设备进行通孔检查时,可以检测到各通孔的开口,但是无法知道与各通孔的下面有关的信息。
图1示出了韩国专利No.10-0388690的一个实施方式。在其专利说明书中,图1示出了用于检查半导体器件的孔的测试仪。该半导体器件测试仪包括用于产生电子束2的电子枪1、会聚透镜3、用于使电子束2准直的孔板4、用于通过移动试样5而将电子束2照射到试样5的期望部分上的移动台6、电极7、用于测量由于电子束2的照射而由试样5产生的电流的电流系统9、用于测量移动台6所移动的距离的移动距离测量设备8、用于处理从电流系统9获得的数据的例如计算机的数据处理器10、以及用于进行控制(例如改变电子束的加速电压和/或改变照射周期)的电子束控制单元11。通过会聚透镜3将从电子枪1照射的电子束2转换为准直电子束,并且将该准直电子束指向具有非常小的孔的孔板4。孔板4由例如金属的材料制成,并且孔板4接地,以使孔板4中不积累照射的电子。穿过孔板4的小孔的电子束是非常细的电子束,该电子束具有基本上等于小孔面积的截面面积,并且该电子束指向试样5。可以对该孔板4进行冷却,从而防止由于孔板4的热膨胀而改变孔直径。
然而,上述常规的孔检查装置有问题,即因为使用产生一条电子束的电子枪2而花费了大量时间。即,在必须检查大量孔的情况中,虽然精确地检查了各个孔,但花费了大量时间,因为必须对孔逐个地进行检查。因此,半导体器件的制造检查、通孔的检查等都需要大量时间,因而需要一种更快速且更方便的检查装置和方法。
发明内容
技术问题
因此,考虑到现有技术中发生的上述问题而做出本发明,并且本发明的一个目的是提供一种装置和方法,可用于通过将多个微柱(microcolumn)用作尺寸非常小的电子柱(electron column)而在相对短暂的时间内检查多个通孔。
技术方案
为了实现上述目的,本发明提供一种孔检查装置,该孔检查装置包括:电子束辐射装置,其用于辐射相应电子束以检查多个检查对象孔;电流测量装置,其用于通过位于所述孔下面的导电层或通过所述导电层和单独的检测仪来测量电流,所述电流通过辐射从所述电子束辐射装置照射的所述电子束而产生;和数据处理装置,其用于处理通过所述电流测量装置的测量而获得的数据;其中用作所述电子束辐射装置的多个电子柱以n×m的排列方式设置,从而使得各个电子柱对应于多个孔,并且同时或顺序操作所述各个电子柱,响应于所述电子柱的同时或顺序操作,所述电流测量装置测量相应孔的电流值,并且所述数据处理装置顺序或同时处理由所述电流测量装置测量到的所述数据,由此获得与所述孔是否在其两端开放相关的信息。
此外,当根据区域对所述孔进行划分时,将所述电子柱以n×m的排列方式设置,从而使得各个电子柱对应于各个区域的孔,并且根据所述区域同时或顺序操作各个电子柱,响应于相应区域的所述电子柱的操作,所述电流测量装置测量所述相应区域的电流值,并且所述数据处理装置对应于所述电流测量装置,并且所述数据处理装置同时或顺序处理由所述电流测量装置测量到的所述相应区域的多项数据,由此获得与各个区域的所述孔的深度、方向和结构相关的信息。
根据本发明的孔检查装置被构造成使得电子束辐射装置以n×m的排列方式设置,以对应于作为检查目标的多个孔的位置,并且因此可以将检查多个孔所需的时间减至最少。优选的是,将超小尺寸的电子柱(即,微柱)用作电子束辐射装置。其原因是,各个微柱相对于现有的电子束辐射装置(即,阴极射线管(CRT))具有较小的尺寸,并且以低电压工作,因此微柱可以被扩展并可减小对照射了电子束的目标造成的损害。在本发明中,可以将常规的孔检查方法不变地用作检查具有较高径长比(diameter-to-length ratio)的孔(例如透孔、接触孔或通孔)的方法。也可以将例如通过将电子束照射到位于导电层上的绝缘层的孔内而以非破坏方式检查孔的方法的常规方法用作孔检查方法。即,可以利用公开于韩国专利No.10-0388690中的方案来实现根据本发明的孔检查装置。
在本发明中,待检查的孔可以是形成于例如半导体芯片的半导体元件或器件的绝缘层中的例如通孔、接触孔或透孔的孔。绝缘层的孔穿过该绝缘层而向导电层开放。在这种情况中,绝缘层和导电层不仅包括作为相对概念的完全绝缘层和完全导电层,而且也包括属于硅层情况中的高度掺杂和低度掺杂的相对概念。具体地,在导电层内需要一定程度的导电率,从而使电子束辐射装置所辐射的电子可以通过导电层被检测到。相比较而言,绝缘层具有比导电层低的导电率。在这种情况中,只要在电子穿过绝缘层入射到导电层时所检测到的电流值与电子穿过通孔直接到达导电层时所检测到的电流值之间的差异足够大到明显的程度,就可以使用任何种类的绝缘层。
在本发明中,电子束辐射装置所辐射的电子穿过形成于绝缘层内的孔而入射到导电层上,对通过导电层的入射电子流进行检测,并且因此获得了与形成于绝缘层内的孔相关的信息。可以将通过检测通过导电层的电子流而获得与形成于绝缘层内的孔相关的信息的方法归纳为下述两种类型中的一种:1)一种方法,在该方法中,当以电子柱所辐射的电子束形式的电子穿过形成于绝缘层内的孔而到达导电层时,基于通过导电层检测到的电子量的变化(即电流值的变化)而获得与通孔相关的信息,和2)另一种方法,在该方法中,与电子显微镜类似,利用电子柱所扫描的电子束,将通过导电层获得的电流值的变化转换为图像而获得信息。
在前一种方法中,为了仅利用电流值的差异获得与相应孔相关的信息,所辐射的电子束必须具有恒定的斑点尺寸和恒定的电子量。即,必须通过与预定电子量相对应的电流值来指示辐射到预定区域上的电子束。因此,应当注意电子束的产生和管理。相应地,必须均匀地辐射准直电子束或聚焦电子束,并且应当特别注意移动台或电子束的移动。在本发明的检查装置中,多个电子束辐射装置以n×m的排列方式设置,使各个电子束辐射装置对应于多个孔,以使电子束辐射装置可用于响应于电子束辐射装置的顺序操作而检查相应的孔,或可用于响应于相应组的电子束辐射装置的同时操作或电子束辐射装置的顺序操作而检查相应的孔。当顺序操作电子束辐射装置时,基于顺序检测到的电流值之间的差异而确定任何孔是否异常。相比较而言,当同时操作电子束辐射装置或根据组而顺序操作电子束辐射装置时,基于总电流值之间的差异或基于各个组的电流值之间的差异而确定任何孔是否异常。
在后一种方法中,可以采用按照与电子显微镜中所使用的方式相同的方式来辐射电子束的方法。当通过利用电子柱扫描电子束而扫描绝缘层时,电子穿过绝缘层的孔,并且因而通过导电层检测到电流值,从而可以利用电流值获得图像数据。所获得的数据主要是与绝缘层的底面有关的图像数据。
此外,可以利用单独的检测仪来获得与形成于绝缘层上部中的孔的开口有关的图像数据。在这种情况中,检测仪检测由于所扫描的电子束而从绝缘层发出的二次电子,或偏转电子,并且因此可获得图像数据。在这种情况中,将用于常规电子显微镜的检测仪用作上述检测仪,并且因此可获得信息。因此,在后一种方法中,可以获得与绝缘层的孔的入口有关的图像数据和与绝缘层的孔的出口(形成于导电层一侧)有关的图像数据。因此,可基于图像数据而确定任何孔是否异常。可以采用例如常规图像处理中的各种方法来获得各个孔的尺寸和形状,从而基于图像数据实现对任何孔是否异常的确定。具体地,各个微柱利用低能量照射大量电子,从而可以获得一定程度的三维图像数据。可基于所照射的电子量确定该三维图像的深度。如果预先将从各个电子柱照射的电子量转换为数据并且对电子束进行控制,则可以将后一种方法与前一种方法一起使用。在使用了成像处理的情况中,可以采用在预定位置检查孔出口的图像的方法和将孔入口的图像与孔出口的图像进行比较的方法。
可以采用前一种方法和后一种方法两者以基于通过检测仪和导电层检测到的电流数据确定任何孔是否异常。
有益效果
根据本发明的孔检查装置可减少利用多个电子束辐射装置对形成于绝缘层内的孔进行检查所花费的时间。
此外,在将电子束辐射装置用作微柱的情况中,可以使用具有低能量的多条电子束,从而减小对试样损害的危险。此外在使用电子柱的情况中,也可以利用扫描功能获得与形成于绝缘层内的孔有关的图像数据,从而可以获得与孔有关的更精确的数据。
此外,可利用多个电子柱获得与相应孔的深度、位置和形状相关的信息,以及与孔是否在其两端开放相关的信息和与相应孔的图像相关的信息,从而可以检测到形成于错误位置的孔。
此外可以进行校正,由此利用电子束使孔在其两端开放,从而可以利用检查对象产品进行修复。
附图说明
根据以下详细描述并且结合附图将更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和优点,附图中:
图1为示出了用于检查半导体器件的孔的常规测试仪的图;
图2为示意性示出了根据本发明的孔检查装置的立体图;
图3为示意性示出了用于检查单个孔的单个电子柱的截面图;
图4为从概念上示出了使用四个电子柱来检查形成于绝缘层内的四个孔的实施例的平面图;
图5为从概念上示出了各条电子束的斑点尺寸大于各个孔尺寸的情况的平面示意图;和
图6为从概念上示出了多个孔包含在各个辐射电子束的单个斑点内的情况的平面示意图。
具体实施方式
图2为示意性示出了根据本发明的孔检查装置的立体图。
在图2中,将四个电子柱100用作电子束辐射装置。对于每次描述,将各个电子柱100描述为将电子束辐射到三个孔21上。孔21形成于绝缘层20内。导电层30位于绝缘层20的下面。在这种情况中,要由各个电子柱100检查的三个孔21形成于绝缘层20内。虽然出于描述根据本发明的检查装置的原因已经设定了孔21的数量以及各个孔的尺寸和形状,但可以不同地确定孔21的数量以及各个孔的尺寸和形状。
如图2所示,将绝缘层20划分为两个区域,并且位于绝缘层20下面的导电层30由单层形成。因此,可以通过单个导电层30检测到已经穿过绝缘层20的各个区域的孔21的电子。如果将导电层30划分为多个区域并且各个区域内存在多个检查对象孔,则将通过导电层的各区域的布线检测电子量(电流值),然后将执行数据处理和检查。以下主要给出了对单个导电层的多个孔进行检查的情况的描述。
图3为示意性示出了将用于检查单个孔21的单个电子柱100的截面图。
从电子柱100照射的电子束B穿过形成于绝缘层20内的孔21,并且辐射到导电层30。与导电层30连接的电子检测设备A检测到达导电层30的电子量(即电流值),作为与到达导电层30的电子束有关的数据。当检测到较小电流值时,电子检测设备A对该电流值进行放大。
图4为从概念上示出了使用四个电子柱来检查形成于绝缘层内的四个孔21的示例的平面图。按照从图4(a)到图4(d)的顺序对从相应电子柱照射的电子束B进行扫描,并且在扫描或移动来自相应电子柱的电子束B的同时对孔21进行检查。在图4中,各条电子束B的尺寸小于各个孔21的尺寸。此外,由于施加到相应偏转器(未示出)的电压的原因,从各个电子柱照射的电子束偏转了预定角度,并且通过连续改变施加到偏转器上的电压对各条电子束B进行扫描。
图5为从概念上示出了各条电子束B的斑点尺寸大于各个孔21的尺寸的情况的平面示意图,而图6为从概念上示出了多个孔21和22包含在各个扫描电子束B的单个斑点内的情况的平面示意图。图5和图6示出了各条电子束的斑点尺寸大于作为检查对象的各个孔的尺寸的情况。具体地,图5示出了对各个孔执行检查的情况,而图6示出了利用单条电子束对多个孔进行检查的情况。在这种情况中,将微柱用作电子束辐射装置,而不需要扫描。或者,可以使用这样一种方法:利用电子束阻断器将电子束辐射到期望位置并且在通过偏转器或移动台移动到不同位置之后再次将电子束辐射到不同的孔上。
以下参考图2至图4描述根据本发明的孔检查方法。
从相应电子柱100照射的电子束B中的每一条扫描经过相应的孔21。参考图4描述该扫描方法。
在图4(a)中,将四条电子束B分别照射到位于左上部的相应的四个孔21上。所照射的电子束B穿过相应孔21,并被扫描到导电层30上,并且由连接到导电层30的电子检测设备A检测到。在这种情况中,导电30由单层形成,从而如果电子束B同时被扫描到导电层30上,则难以分析与扫描到导电层30上的电子束有关的图像数据。即,如果通过单个导电层30同时测量到大电流值,则难以利用该电流值获得相应孔21的图像。因此,电子柱100各设置有例如电子束阻断器(未示出)的设备,该设备能够使电子束被扫描预定时间,然后中断该电子束,从而当一个电子柱100将电子束B照射到孔21中时,相应的电子束阻断器中断来自其他电子柱100的电子束照射。因此,在已通过检测通过孔21获得的电子量而获得了特定位置的图像之后另一个电子柱100照射电子束B时,中断来自该另一个电子柱100的电子束照射。即,顺序对电子柱100进行操作,电子检测设备A通过导电层30检测电子,因此获得了与相应的孔有关的图像数据。
图4(a)示出了来自相应电子柱100的电子束B顺序照射到具有相同坐标的相应孔21的左上部。在电子柱100已经顺序扫描了位于相同坐标上的相应电子束B之后,相应的电子柱100在X方向上移动预定距离,并且再次顺序扫描电子束B,如图4(b)所示。因此,当已经完成了X方向的扫描时,电子柱100在Y方向上再次移动相应的电子束B,如图4(c)所示。在这种情况中,可以在电子束B已经返回到X方向的原点之后重新开始扫描,或者可以在Y方向上从X轴上的最终位置开始移动电子束B,如图4(c)所示。此后,如图4(d)所示,电子柱100在X方向上扫描相应的电子束B。可以利用偏转器调整X-Y方向的扫描顺序或方法。在这种情况中,优选的是使用不变的扫描顺序以便于数据处理。在此,已经描述了将电子束B照射到相应孔21的相同坐标上并且同时执行扫描的方法。然而,如果顺序扫描而不是同时扫描各条电子束B,则可以在电子束B单独扫描预定的相应区域的同时进行测量。在这种情况中,电子束B中每一条必须扫描整个相应区域,因而导致电子柱100难以控制相应电子束B的扫描。
虽然以上已经描述了通过利用多个电子柱100照射电子束B而在顺序扫描电子束的同时检查孔21以获得与孔21有关的图像信息的方法,但可以利用当所有电子束B穿过孔21同时到达导电层30时所获得的电子量(即,利用电流值),来检测是否有任何一个孔21异常。即,如果通过电子检测设备A测量到与当所有电子束照射到导电层30时所获得的电子相对应的电流量(即,总值),则即使无法确定哪个孔有问题,也可以获得与相应孔的位置和孔的数量有关的数据,从而可以确定是否有任何一个孔异常。此外,在扫描相应电子束的同时,也可以完全知道与相应孔的尺寸相关的信息。
虽然以上已经主要描述了对电子束进行扫描的情况,可以在利用移动台移动各条电子束或试样的同时利用准直电子束来执行检查,或者可以在利用移动台移动电子束和试样两者的同时执行检查。
图5是从概念上示出了各条电子束B的斑点尺寸大于各个孔21的尺寸的情况的平面示意图。图5中的示例示出了各个孔21非常小(即,小于相应的电子束B)的情况。图5示出了电子束B完全覆盖相应的上孔21而电子束B尚未完全辐射到两个相应的下孔21的情况。当四个电子柱100执行扫描时,电子束B穿过孔21的相应开口入射到导电层31上。如果孔位置错误,则在即使执行了扫描也未能扫描到所有绝缘层的情况下,电子柱100不能通过异常孔将电子束照射到导电层30上,因而无法获得图像数据。因此,可以利用图像数据检查出异常孔的位置。然而,在仅通过同时照射电子束来检测通过导电层30的电流值的情况中,可以知道异常孔的数量,但难以获得与异常孔的位置相关的信息。
在图5的示例中,相对于图4的示例,各条电子束B可具有较小的扫描范围,或者可以不需要扫描。在这种情况中,如以上结合图4描述的那样,必须顺序扫描电子束B以便获得图像数据或检测到有问题的孔。为了仅确定孔21是否异常,可以在同时移动电子柱100或执行扫描的同时照射电子束B。按照与图4中的描述相同的方式或与其类似的方式,实现了获得相应孔21的图像的方法或确定孔是否异常的方法。
图6示出了这样一个示例,该示例用于如图5所示的两条电子束中的每一条的斑点尺寸大于检查对象孔的尺寸的情况,或者用于多个检查对象孔包含在单条电子束的斑点尺寸内的情况。为了便于描述,图6示出了两个孔21和22包含在各条电子束B的斑点内的情况。对从两个电子柱照射的上电子束B进行辐射,从而使两个孔21和22完全包括在各条电子束B的斑点内。两个下电子束B中的每一条仅包括一个孔22,而没有完全包括另一个孔21。因此如上所述,通过扫描电子束可以将所有孔包含在内。相比较而言,在图6的示例中,可以通过调整焦点而有意地增大各条电子束的斑点尺寸。作为一种方法,可以使用失焦(outfocusing)法,该失焦法是一种在焦点到达试样之前调整焦点并且在电子束到达孔的开口之前增大电子束的斑点尺寸的方法。作为另一种方法,可以使用增大电子束自身的尺寸并且扫描准直束形式的电子束的方法。在这种情况中,可以利用聚焦透镜或其他透镜来调整电子束的尺寸。图6中的示例的优点在于,当对多个孔执行检查时,可以在短时间内仅检查孔是否在其两端开放。即,如果所有的孔确实地贯通,则导电层30检测到的电子量将恒定。此外,在图6的示例中,可以采用将电子束辐射到期望的坐标或位置并且利用电子束阻断器将电子束移动到不同位置(而不是通过扫描)的方法,来连续执行检查。可以通过用电子束阻断器和偏转器移动电子束、利用移动台等移动试样、利用移动台等移动小尺寸的电子束辐射装置(例如微柱)、或移动试样和电子束辐射装置两者,来实现向相应电子束的辐射位置的移动。具体地,在小孔彼此相邻形成的情况中采用图6的示例是方便的。可以按照与图5相同的方式在单独的大孔中采用图6中的示例。
此外,在图4或图5的情况中,可以采用不利用电子束阻断器进行移动而执行一次辐射的方法来进行检查,而不是执行经过孔或围绕孔的扫描,并且在与检查对象孔的位置相对应的预定位置处再次执行辐射。
以上已经描述了利用多个电子柱基于相应孔的图像来确定孔是否异常的方法和利用通过导电层获得的电流数据来仅确定所有孔是否异常的方法。
在使用多个电子柱的情况中,孔与电子柱一一对应,因此可以快速地执行检查。相比较而言,在孔之间的距离比较小的情况中,必须使用单个电子柱来检查多个孔。如上所述,为了利用单个电子柱检查多个孔,需要电子柱能够扫描宽区域,或者需要移动电子柱或试样。在电子柱执行扫描的情况中,当期望基于通过导电层检测到的电流值来确定孔是否异常时,必须预先将与根据扫描角度从电子柱照射的电子束相对应的电流值转换为数据。即,可以通过控制相应的偏转器使得电子柱将相应的电子束偏转预定值。当偏转电子束时,如果以预定间隔执行偏转,则可以预先检测以预定间隔照射的电子量,并且将电子量转换为数据。即,在检查孔之前,可以利用预先测量从位于预定距离处的电子柱根据一定角度照射的电子量的方法来预先将电子量转换为数据。可基于该数据确定孔是否异常。
此外,作为一种根据本发明的优选检查方法,采用这样一种方法来执行检查,该方法使多个孔的多个电子束辐射设备能够在短时间内在相同区域内同时工作,使电子检测装置能够通过同一导电层30的布线检测所有的异常孔,并且利用数据处理装置确定孔是否异常。如果确定存在异常孔,即如果检测到的电子数小于预定电子数,则如图4或图5所示,顺序检查相应的孔,由此可以检测到哪个孔异常。在同时扫描多个孔的方法中,优选的是利用具有较大斑点尺寸的电子束尽可能快地检查多个孔,如图6所示。
此外,在利用电子束确定了孔未在其两端开放的情况中,或者在通孔形状有问题(通孔显著地弯曲或孔的直径很小)的情况中,可以利用电子束使孔在其两端开放或对孔进行修正以使其具有期望的形状。这意味着改变了电子束的条件,即其能量、电子束斑点、电子束电流、加速电压等,这种电子束连续照射到孔两端未开放的部分,或者照射到孔的突出部,并且因此仅从绝缘层中去除照射了电子束的部分。虽然可以根据绝缘层的材料做出变型,但可以采用例如使用电子束的修复功能的方法来实现修复。即,可以通过将电子束扫描到孔内并且对试样进行蚀刻来实现修复。在此,当将电子束改变为离子束时,可以直接对该部分进行蚀刻。此外,可以采用这样一种方法,该方法通过注入根据材料而选择的蚀刻辅助气体并将该气体喷射到要扫描的区域上来去除在孔两端未开放的部分或突出部。在这种情况中,虽然可以采用类似于图5的方法,但优选地采用类似于图4的将斑点尺寸小于孔直径的电子束照射到孔内的方法。
此外在本发明中,因为微柱可具有较小的尺寸(低于10cm),在将电子束辐射装置用作微柱的情况中,可以通过倾斜装置将电子束辐射装置倾斜。可以将用作倾斜装置的倾斜台或小手臂机器人连接到真空腔中的微柱上。通过倾斜微柱,可以加宽电子束扫描范围。而且,也可以通过倾斜微柱而不是倾斜试样来获得孔的内部形状的图像数据。
工业适用性
可以将根据本发明的用于检查孔的装置和方法用作一种用于在半导体器件(例如半导体晶片)的制造过程中检查孔的装置和方法。
虽然出于解释目的已经公开了本发明的优选实施方式,但是在不脱离所附的权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下,本领域技术人员将会理解可以进行各种修改、添加和替换。
Claims (16)
1、一种孔检查装置,该孔检查装置包括:
电子束辐射装置,其用于辐射相应电子束以检查多个检查对象孔;
电流测量装置,其用于通过位于所述孔下面的导电层或通过所述导电层和单独的检测仪来测量电流,所述电流通过辐射从所述电子束辐射装置照射的所述电子束而产生;和
数据处理装置,其用于处理通过所述电流测量装置的测量而获得的数据;
其中用作所述电子束辐射装置的多个电子柱以n×m的排列方式设置,使得各个电子柱对应于多个孔,并且同时或顺序操作所述各个电子柱,
响应于所述电子柱的同时或顺序操作,所述电流测量装置测量相应孔的电流值,并且所述数据处理装置顺序或同时处理由所述电流测量装置测量到的所述数据,
由此获得与所述孔是否在其两端开放相关的信息。
2、根据权利要求1所述的孔检查装置,其中当根据区域对所述孔进行划分时,将所述电子柱以n×m的排列方式设置,使得各个电子柱对应于各个区域的孔,并且根据所述区域同时或顺序操作各个电子柱,
响应于相应区域的所述电子柱的操作,所述电流测量装置测量所述相应区域的电流值,并且所述数据处理装置对应于所述电流测量装置,并且所述数据处理装置同时或顺序处理由所述电流测量装置测量到的所述相应区域的多项数据,
由此获得各个区域的所述孔的信息。
3、根据权利要求1或2所述的孔检查装置,其中所述数据处理装置通过将通过所述导电层和所述检测仪获得的数据转换为图像来检查所述相应孔的深度、方向和结构。
4、根据权利要求1至3中任何一项所述的孔检查装置,其中将所述电子束同时辐射到多个孔上,由此同时检查所述多个孔。
5、根据权利要求1至4中任何一项所述的孔检查装置,其中所述电子束辐射装置还包括电子束阻断器。
6、根据权利要求1至5中任何一项所述的孔检查装置,其中可以利用所述电子束来修复或修正所述孔。
7、根据权利要求1至6中任何一项所述的孔检查装置,其中所述电子束辐射装置还包括倾斜装置。
8、一种孔检查方法,该孔检查方法包括如下步骤:
将用作电子束辐射装置的多个电子柱以n×m的排列方式设置,使各个电子柱对应于多个孔,并且辐射多条电子束;利用形成于所述孔下面的导电层或利用所述导电层和检测仪来测量电流,所述电流由所述电子柱所辐射的所述电子束产生;和
处理所测量到的电流数据;
由此获得与各个孔的贯通相关的信息。
9、根据权利要求8所述的孔检查方法,其中当根据区域对所述孔进行划分时,以如下方式执行辐射所述电子束的步骤:使所述电子柱以n×m的排列方式设置,使得各个电子柱对应于各个区域的孔,并且根据区域同时或顺序扫描电子束;
以如下方式执行测量所述电流的步骤:响应于所述相应区域的所述电子柱的操作,来测量所述相应区域的电流值,并且
以如下方式执行处理所述数据的步骤:同时或顺序处理在所述测量所述电流的步骤中测量到的所述相应区域的多项电流数据,
由此同时或顺序获得与各个区域中的孔是否在其两端开放相关的信息。
10、根据权利要求8或9所述的孔检查方法,其中在所述处理所述数据的步骤中,将通过所述导电层和所述检测仪获得的多项数据转换为图像,由此检查相应孔的深度、方向和结构。
11、根据权利要求8至10中任何一项所述的孔检查方法,其中将所述电子束同时辐射到多个孔上,由此同时检查所述多个孔。
12、根据权利要求8至11中任何一项所述的孔检查方法,其中在通过辐射所述电子束而同时检查所述多个孔之后发生错误时,再次将所述电子束随后辐射到相应孔上,由此分别检查所述孔。
13、根据权利要求8至12中任何一项所述的孔检查方法,其中在所述辐射所述电子束的步骤中,在没有扫描的情况下将所述电子束仅辐射到预定孔的位置处。
14、根据权利要求8、9以及11至13中任何一项所述的孔检查方法,其中在所述辐射所述电子束的步骤中,当在同时照射所述电子束且仅通过所述导电层测量所述电流并且对该电流进行处理之后检测到异常通孔时,再次将所述电子束顺序辐射到所述孔上,由此检测所述异常通孔。
15、根据权利要求8至14中任何一项所述的孔检查方法,该孔检查方法还包括当在所述处理所述数据的步骤中发生异常时,通过将电子束辐射到相应孔上来修复或修正所述相应孔的步骤。
16、根据权利要求8至15中任何一项所述的孔检查方法,其中通过倾斜操作来执行辐射所述电子束的步骤。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102053106A (zh) * | 2009-11-09 | 2011-05-11 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种缺陷检测方法 |
CN103474374A (zh) * | 2012-06-06 | 2013-12-25 | 澁谷工业株式会社 | 搭载微小球的工件的修复装置 |
CN108615666A (zh) * | 2016-12-09 | 2018-10-02 | 上海凯世通半导体股份有限公司 | 束流检测装置 |
CN108695183A (zh) * | 2017-03-30 | 2018-10-23 | 格芯公司 | 网络跟踪先前层级减除的装置及方法 |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110294071A1 (en) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron gun, lithography apparatus, method of manufacturing article, and electron beam apparatus |
WO2011151116A1 (en) * | 2010-06-03 | 2011-12-08 | Carl Zeiss Sms Gmbh | A method for determining the performance of a photolithographic mask |
US8399264B2 (en) * | 2010-11-30 | 2013-03-19 | Intel Corporation | Alignment inspection |
KR101339227B1 (ko) | 2011-12-08 | 2013-12-11 | 기아자동차주식회사 | 자동변속기의 댐퍼 클러치 제어방법 |
US9304160B1 (en) | 2012-05-08 | 2016-04-05 | Kla-Tencor Corporation | Defect inspection apparatus, system, and method |
US9932664B2 (en) | 2012-11-06 | 2018-04-03 | Purdue Research Foundation | Methods for directed irradiation synthesis with ion and thermal beams |
JP5965851B2 (ja) * | 2013-02-15 | 2016-08-10 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 試料観察装置 |
KR102086362B1 (ko) | 2013-03-08 | 2020-03-09 | 삼성전자주식회사 | 편광화된 빛을 이용하여 공정을 모니터링하는 반도체 제조 설비 및 모니터링 방법 |
WO2014189465A1 (en) * | 2013-05-23 | 2014-11-27 | Tao Luo | Multi-column electron beam inspection that uses custom printing methods |
JP2015141985A (ja) * | 2014-01-28 | 2015-08-03 | 株式会社東芝 | 検査装置、及び検査方法 |
KR20170031806A (ko) * | 2015-08-13 | 2017-03-22 | 한국기계연구원 | 전자빔을 이용한 인쇄회로기판의 검사장치 및 방법 |
KR101720697B1 (ko) * | 2016-07-06 | 2017-04-03 | 씨이비티 주식회사 | 대면적 전계방출원 장치에의 전자 방출원의 균일 방출 검사 방법 |
JP7218381B2 (ja) * | 2018-10-25 | 2023-02-06 | 株式会社日立ハイテク | 荷電粒子線装置、荷電粒子線装置のオートフォーカス処理方法、及び検出器 |
EP3906579A1 (en) * | 2018-12-31 | 2021-11-10 | ASML Netherlands B.V. | A charged particle beam system for scanning a sample |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2970113B2 (ja) | 1991-09-20 | 1999-11-02 | 富士通株式会社 | パターン検査装置 |
US5384463A (en) * | 1991-06-10 | 1995-01-24 | Fujisu Limited | Pattern inspection apparatus and electron beam apparatus |
JP2000100369A (ja) * | 1998-09-28 | 2000-04-07 | Jeol Ltd | 荷電粒子ビーム装置 |
JP3175765B2 (ja) * | 1998-12-08 | 2001-06-11 | 日本電気株式会社 | 半導体ウエハーの検査方法 |
JP3749107B2 (ja) * | 1999-11-05 | 2006-02-22 | ファブソリューション株式会社 | 半導体デバイス検査装置 |
JP3732738B2 (ja) * | 2000-12-08 | 2006-01-11 | ファブソリューション株式会社 | 半導体デバイス検査装置 |
JP2002231780A (ja) * | 2001-01-30 | 2002-08-16 | Jeol Ltd | 荷電粒子ビームを用いたホールの検査方法 |
US7038224B2 (en) * | 2002-07-30 | 2006-05-02 | Applied Materials, Israel, Ltd. | Contact opening metrology |
US7078690B2 (en) | 2002-02-04 | 2006-07-18 | Applied Materials, Israel, Ltd. | Monitoring of contact hole production |
JP2004071954A (ja) * | 2002-08-08 | 2004-03-04 | Jeol Ltd | ホールの検査方法 |
TWI323783B (en) * | 2003-01-27 | 2010-04-21 | Ebara Corp | Mapping projection type electron beam apparatus for sample inspection by electron emitted from the sample,sample evaluation method and semiconductor device manufacturing using same |
JP4080902B2 (ja) | 2003-01-30 | 2008-04-23 | 株式会社トプコン | 半導体デバイス解析装置および解析方法 |
KR100562701B1 (ko) * | 2004-01-07 | 2006-03-23 | 삼성전자주식회사 | 전자 소스 및 이를 이용한 구멍의 오픈 불량 검사 장치와방법 |
JP2005233757A (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Oki Electric Ind Co Ltd | ホールパターン検査方法及びホールパターン検査装置 |
-
2007
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102053106A (zh) * | 2009-11-09 | 2011-05-11 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种缺陷检测方法 |
CN103474374A (zh) * | 2012-06-06 | 2013-12-25 | 澁谷工业株式会社 | 搭载微小球的工件的修复装置 |
CN103474374B (zh) * | 2012-06-06 | 2017-07-14 | 澁谷工业株式会社 | 搭载微小球的工件的修复装置 |
CN108615666A (zh) * | 2016-12-09 | 2018-10-02 | 上海凯世通半导体股份有限公司 | 束流检测装置 |
CN108615666B (zh) * | 2016-12-09 | 2024-04-19 | 上海凯世通半导体股份有限公司 | 束流检测装置 |
CN108695183A (zh) * | 2017-03-30 | 2018-10-23 | 格芯公司 | 网络跟踪先前层级减除的装置及方法 |
CN108695183B (zh) * | 2017-03-30 | 2021-11-12 | 格芯(美国)集成电路科技有限公司 | 网络跟踪先前层级减除的装置及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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