DE10151127A1

DE10151127A1 - Defect detection method for semiconductor device manufacture, involves estimating similarity between the conductive pad groups based on the secondary electron emission after accumulation of electrons and holes in pads

Info

Publication number: DE10151127A1
Application number: DE10151127A
Authority: DE
Inventors: Yang-Hyong Kim; Hyo-Cheon Kang; Deok-Yong Kim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2000-11-23
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2002-06-06
Also published as: FR2817621A1; CN1355558A; JP2002228608A; GB0124937D0; FR2817621B1; GB2372629A; GB2372629B; KR20020040092A; TW503504B; KR100351059B1; JP3833928B2; CN1193419C

Abstract

The two different similarity between the conductive pads of the device are estimated based on the secondary emission of electrons from the pads after accumulation of electrons and holes in respective pads. The existence of defect in the each pad is recognized based on the similarity level. Independent claims are included for the following: (1) Defect detecting apparatus for semiconductor device; (2) Electrical defect detecting apparatus for semiconductor device; (3) Electrical defect detection method.

Description

Field of the Invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen von Defekten bzw. Fehlern in einer Halbleitervorrichtung und insbesondere eine Vorrichtung zum Erfassen von elektrischen Defekten in einer Halbleitervorrichtung und Anwendungsver fahren dafür.The present invention relates to a device for detecting defects or defects in a semiconductor device and in particular a device for Detection of electrical defects in a semiconductor device and application ver drive for it.

Background of the Invention

Während der Herstellung von Halbleitervorrichtungen können zahlreiche Defekte auftreten. Diese Defekte können Fehlfunktionen und Fehler in den Halbleitervorrichtun gen verursachen. Die Defekte, die bei der Herstellung der Vorrichtung entstehen kön nen, können allgemein in zwei Kategorien nämlich physikalischen Defekten, wie bei spielsweise Partikel, welche eine physikalische Abnormität an der Oberfläche des Halbleitersubstrats verursachen, und elektrische Defekte, welche physikalische Defekte nicht begleiten, jedoch elektrische Fehler in einem Halbleitervorrichtung verursachen. Physikalische Defekte können im allgemeinen durch herkömmliche Bildbeobachtungs geräte entdeckt werden. Jedoch können elektrische Defekte normalerweise nicht durch herkömmliche Oberflächenerfassungsgeräte erfaßt werden.Numerous defects can occur during the manufacture of semiconductor devices occur. These defects can cause malfunctions and errors in the semiconductor devices cause gene. The defects that can arise in the manufacture of the device NEN, can generally in two categories namely physical defects, such as for example, particles that have a physical abnormality on the surface of the Cause semiconductor substrates, and electrical defects, which physical defects do not accompany, but cause electrical faults in a semiconductor device. Physical defects can generally be determined by conventional image observation devices are discovered. However, electrical defects cannot normally be caused by conventional surface detection devices can be detected.

Es ist bekannt, zum Testen von Kontaktöffnungen, die sich bis zu einem dotierten Bereich eines Halbleiters zwischen den Spacern entlang der Wände der Schichtstruktur einer ausgebildeten Gate-Elektrode erstrecken, eine Elektronenstrahluntersuchungsvor richtung zu verwenden. Eine Inline-Überwachung, ob die Kontaktöffnung, die in dem Halbleitersubstrat ausgebildet worden ist, in einem offenen oder nicht offenen Zustand ist, wird unter Verwendung der Elektronenstrahluntersuchungsvorrichtung durchgeführt. Falls eine ungeätzte Materialschicht (beispielsweise eine Oxid- oder Nitrit-Schicht) in der Kontaktöffnung vorhanden ist, können Primärelektronen nicht richtig zu dem Silizi umsubstrat fließen, so daß sich Elektronen an der Oberfläche der ungeätzten Material schicht ansammeln. Anschließend kann eine große Menge an Sekundärelektronen von der Oberfläche des Siliziumsubstrats emittiert werden. Abhängig von einer Differenz bei der Sekundärelektronenausbeute kann für einen Abschnitt, bei dem eine große Men ge an Sekundärelektronen emittiert wird, d. h., ein Abschnitt, bei dem die ungeätzte Materialschicht vorhanden ist, verglichen mit den Abschnitten, bei denen die ungeätzte Materialschicht nicht vorhanden ist, ein helleres (weiß) oder ein dunkleres (schwarz) Bild für diesen Abschnitt angezeigt werden. Ein derartiger Ansatz kann jedoch nicht zuverlässig alle ungeätzten Zustände erfassen und wird zudem ausgeführt, bevor Mate rial in die Kontaktöffnung eingebracht bzw. abgeschieden wird.It is known to test contact openings that are doped up to one Area of a semiconductor between the spacers along the walls of the layer structure a formed gate electrode, an electron beam examination direction to use. An inline monitoring of whether the contact opening in the Semiconductor substrate has been formed in an open or non-open state is performed using the electron beam inspection device. If an unetched material layer (for example an oxide or nitrite layer) in the contact opening is present, primary electrons can not properly to the silicon umsubstrat flow, so that electrons on the surface of the unetched material accumulate layer. Subsequently, a large amount of secondary electrons from the surface of the silicon substrate are emitted. Depending on a difference in the secondary electron yield for a section in which a large men is emitted at secondary electrons, d. i.e., a section where the unetched Material layer is present compared to the sections where the unetched Material layer is not present, a lighter (white) or a darker (black) Image for this section will be displayed. However, such an approach cannot reliably detect all unetched states and is also executed before Mate rial is introduced or deposited into the contact opening.

Dementsprechend ist es wünschenswert, verbesserte Verfahren und eine verbes serte Vorrichtung zum Erfassen von elektrischen Defekten während der Herstellung von Halbleitervorrichtungen zu schaffen.Accordingly, it is desirable to have improved methods and a better Serte device for detecting electrical defects during the manufacture of To create semiconductor devices.

Summary of the invention

Eine Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen von Defekten in einer Halbleiter vorrichtung, einschließlich einer Vielzahl von Leitungsanschlüssen bzw. -pads, werden in Übereinstimmung mit zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Die Verfahren enthalten ein Ansammeln von Elektronen in der Vielzahl von Leitungspads und ein Erfassen eines ersten Kontrastes bzw. Unterschieds zwischen der Vielzahl von Leitungspads aufgrund von Sekundärelektronenemissionen der Viel zahl von Leitungspads, nachdem Elektronen sich in der Vielzahl von Leitungspads an gesammelt haben. Löcher werden in der Vielzahl von Leitungspads angesammelt und ein zweiter Kontrast bzw. Unterschied zwischen der Vielzahl von Leitungspads auf grund von Sekundärelektronenemmisionen von der Vielzahl von Leitungspads erfaßt, nachdem Löcher in der Vielzahl von Leitungspads angesammelt worden sind. Aufgrund der ersten und zweiten Kontraste bzw. Unterschiede wird bestimmt, ob ein Defekt in einem der Leitungspads vorhanden ist.An apparatus and method for detecting defects in a semiconductor device, including a variety of line connections or pads in accordance with numerous embodiments of the present invention intended. The methods involve the accumulation of electrons in the multitude of line pads and detecting a first contrast or difference between the large number of lead pads due to secondary electron emissions number of conduction pads after electrons accumulate in the plurality of conduction pads have collected. Holes are accumulated in the variety of lead pads and a second contrast or difference between the plurality of line pads due to secondary electron emissions detected by the large number of line pads, after holes are accumulated in the plurality of lead pads. by virtue of the first and second contrasts or differences determine whether a defect in one of the line pads is present.

Bei anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthalten die Erfas sungsvorgänge ein Anwenden eines Primärelektronenstrahls auf die Vielzahl von Lei tungspads. Die sich ansammelnden Elektronen und Löcher können an einer Oberfläche der Vielzahl von Leitungspads angesammelt werden. Elektronen können durch Einstel len der Energie eines Primärelektronenstrahls auf einen ersten Pegel bzw. Wert der auf die Vielzahl von Leitungspads angewendet wird, angesammelt werden und Löcher kön nen durch Einstellen der Energie eines Primärelektronenstrahls auf einen zweiten Pegel bzw. Wert, der auf die Vielzahl von Leitungspads angewendet wird, angesammelt wer den. Die Elektronen und/oder Löcher können alternativ unter Verwendung eines Jonen generators angesammelt werden.In other embodiments of the present invention, the senses include processes applying a primary electron beam to the plurality of leads tungspads. The accumulating electrons and holes can be on a surface the large number of line pads can be accumulated. Electrons can be len the energy of a primary electron beam to a first level or value the variety of lead pads is applied, can be accumulated and holes can be made by setting the energy of a primary electron beam to a second level or value that is applied to the plurality of lead pads accumulated the. The electrons and / or holes can alternatively be made using an ion generators can be accumulated.

Bei weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein erster Spannungskontrast bzw. -unterschied, der mit einem der Leitungspads assoziiert wird, und ein zweiter Spannungskontrast, der mit einem der Leitungspads assoziiert wird, erfaßt. Erfassungsvorgänge können ferner ein Assoziieren entweder einer ersten hellen Abbildung oder einer ersten dunklen Abbildung mit dem einen der Leitungspads auf grund des erfaßten ersten Spannungskontrastes und ein Assoziieren entweder einer zweiten hellen Abbildung oder einer zweiten dunklen Abbildung mit einem der Lei tungspads aufgrund des erfaßten zweiten Spannungskontrastes enthalten. Der Span nungskontrast kann aufgrund eines Richt- bzw. Vergleichswertes bestimmt werden. Alternativ kann der Spannungskontrast aufgrund eines Vergleichs von Sekundärelektro nenemissionen von einem der Leitungspads mit Sekundärelektronenemissionen von zumindest einem anderen der Vielzahl von Leitungspads bestimmt werden.In further embodiments of the present invention, a first Voltage contrast or difference associated with one of the line pads and a second voltage contrast associated with one of the lead pads, detected. Detections can also be associated with either a first bright one Illustration or a first dark illustration with one of the line pads on due to the detected first voltage contrast and an association of either one second light image or a second dark image with one of the lei tion pads included due to the detected second voltage contrast. The chip Contrast can be determined on the basis of a guideline or comparative value. Alternatively, the voltage contrast can be compared on the basis of a comparison of secondary electrodes emissions from one of the conduction pads with secondary electron emissions from at least one other of the plurality of line pads can be determined.

Bei anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein Bestim men, ob Defekte vorhanden sind, ein Bestimmen enthalten, daß ein elektrischer Defekt, der durch eine Verbindungsleckagequelle (junction leakage source) bzw. ein Kriech strom an Schichtübergängen verursacht worden ist, in einen der Leitungspads vorhan den ist, wenn dieses eine Leitungspad mit einer dunklen Abbildung und einer zweiten hellen Abbildung assoziiert wird. Es kann ebenso bestimmt werden, daß ein elektrischer Defekt, der durch einen nicht geätzten Kontaktabschnitt zwischen einem der Kontakt pads und einem Halbleitersubstrat der Halbleitervorrichtung verursacht wird, in einem der Leitungspads vorhanden ist, wenn dieses eine Leitungspad mit einer ersten hellen Abbildung und einer zweiten dunklen Abbildung assoziiert wird. Es kann ferner festge stellt werden, daß ein elektrischer Defekt, der durch einen Kurzschluß zwischen dem einen der Leitungspads und einer angrenzenden Leitungsleitung der Halbleitervorrich tung verursacht worden ist, in einem der Leitungspads vorhanden ist, wenn dieses eine der Leitungspad mit einer ersten hellen Abbildung und einer zweiten hellen Abbildung assoziiert wird. Es kann ebenso bestimmt werden, daß ein physikalischer Defekt in ei nem der Leitungspads vorhanden ist, wenn das eine der Leitungspads mit einer ersten dunklen Abbildung und einer zweiten dunklen Abbildung assoziiert wird.In other embodiments of the present invention, a determ whether there are defects include determining that an electrical defect, by a junction leakage source or a creep current was caused at layer transitions in one of the line pads that is if this is a line pad with a dark image and a second one bright illustration is associated. It can also be determined that an electrical Defect caused by a non-etched contact section between one of the contacts pads and a semiconductor substrate of the semiconductor device is caused in one of the line pads is present if this is a line pad with a first bright one Figure and a second dark figure is associated. It can also fix be that an electrical defect caused by a short circuit between the one of the line pads and an adjacent line line of the semiconductor device device is present in one of the line pads, if this one the line pad with a first bright picture and a second bright picture is associated. It can also be determined that a physical defect in egg nem of the line pads is present if the one of the line pads with a first dark figure and a second dark figure.

Bei weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden die Elektro nen durch ein Erzeugen einer Spannungsdifferenz zwischen einer Oberfläche der Halb leitervorrichtung und einer Rückseite der Halbleitervorrichtung angesammelt, die zum Vorsehen einer Ansammlung von Elektronen in den Leitungspads ausgewählt worden ist. Die Löcher können durch Erzeugen einer Spannungsdifferenz zwischen einer Ober fläche der Halbleitervorrichtung und einer Rückseite der Halbleitervorrichtung, die zum Vorsehen einer Ansammlung von Löchern in den Leitungspads ausgewählt worden ist, angesammelt werden. Die Spannungsdifferenz kann durch Einstellen der Energie eines Primärelektronenstrahls, der auf die Vielzahl von Leitungspads angewandt wird, erzeugt werden.In further embodiments of the present invention, the electro by generating a voltage difference between a surface of the half Conductor device and a back of the semiconductor device accumulated to Providing an accumulation of electrons in the conduction pads has been selected is. The holes can be created by creating a voltage difference between a top surface of the semiconductor device and a back of the semiconductor device, which for Providing an accumulation of holes in the lead pads has been selected be accumulated. The voltage difference can be adjusted by adjusting the energy of a Primary electron beam, which is applied to the plurality of conduction pads become.

Bei anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden Vorrichtun gen zum Erfassen von Defekten in einer Halbleitervorrichtung, die eine Vielzahl von Leitungspads enthalten, vorgesehen. Die Vorrichtung enthält eine Elektronenstrahl quelle, die zum Anwenden eines Primärelektronenstrahls auf die Halbleitervorrichtung konfiguriert ist, die einen ersten Zustand aufweist, welcher die Ansammlung von Elek tronen in der Vielzahl von Leitungspads verursacht, einen zweiten Zustand aufweist, welcher eine Ansammlung von Löchern in den Leitungspads verursacht, und einen dritten Zustand aufweist, der die Erfassung von Sekundärelektronenemissionen von der Vielzahl von Leitungspads ermöglicht. Die Vorrichtung enthält ferner einen Datenana lysierer, der so aufgebaut ist, daß er einen ersten Kontrast bzw. Unterschied zwischen der Vielzahl von Leitungspads aufgrund der Sekundärelektronenemissionen von der Vielzahl von Leitungspads erfaßt, nachdem Elektronen in den Leitungspads angesam melt worden sind, und daß er einen zweiten Kontrast bzw. Unterschied zwischen der Vielzahl von Leitungspads aufgrund der Sekundärelektronenemissionen von der Viel zahl von Leitungspads erfaßt, nachdem die Löcher in der Vielzahl von Leitungspads angesammelt worden sind. Der Datenanalysierer ist ferner derart aufgebaut, daß er auf grund der ersten und zweiten Kontraste bestimmt, ob ein Defekt in einem der Leitungs pads vorhanden ist. Die Vorrichtung kann ebenso eine Plattformsteuereinheit enthalten, die so aufgebaut ist, daß Positionen auf der Halbleitervorrichtung erfaßt werden können, auf denen Defekte bestimmt worden sind.In other embodiments of the present invention, devices conditions for detecting defects in a semiconductor device comprising a plurality of Line pads included. The device contains an electron beam source used to apply a primary electron beam to the semiconductor device is configured, which has a first state, which the accumulation of elec troning in the plurality of lead pads has a second state, which causes an accumulation of holes in the lead pads, and one has third state, the detection of secondary electron emissions from the Allows a variety of line pads. The device also includes a data pin lyser, which is constructed so that it provides a first contrast or difference between the large number of conduction pads due to the secondary electron emissions from the Plurality of lead pads detected after electrons accumulated in the lead pads have been melted, and that he has a second contrast or difference between the Variety of lead pads due to the secondary electron emissions from the lot Number of line pads detected after the holes in the plurality of line pads have been accumulated. The data analyzer is also constructed such that it is based on based on the first and second contrasts determines whether a defect in one of the lines pads is present. The device can also include a platform control unit, which is constructed in such a way that positions on the semiconductor device can be detected, on which defects have been determined.

Brief description of the drawing

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zum Erfassen von Defekten einer Halbleitervorrichtung gemäß den Ausführungs formen der vorliegenden Erfindung darstellt. Fig. 1 is a block diagram illustrating a device for detecting defects of a semiconductor device according to the embodiments of the present invention.

Fig. 2 ist ein Graph, der Sekundärelektronenausbeute gegenüber der Spannungsdifferenz zwischen der Oberfläche des Halbleitersub strats und seiner Rückseite gemäß Ausführungsformen der vorlie genden Erfindung darstellt. Fig. 2 is a graph showing the secondary electron yield versus the voltage difference between the surface of the semiconductor substrate and the back thereof according to embodiments of the present invention.

Fig. 3a ist ein schematisches Diagramm, das eine Defektabbildung von zwei Leitungspads, von denen eines einen nicht geätzten Kontakt abschnitt enthält, nachdem sich Elektronen in Leitungspads ange sammelt haben, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Er findung darstellt. Fig. 3a is a schematic diagram incorporating a defect mapping of two conduction pads, one of which is a non-etched contact portion after being electrons in conduction have accumulated, the present represents accordance with embodiments of the invention.

Fig. 3b ist ein schematisches Diagramm, das eine Defektabbildung von zwei Leitungspads, von denen eines einen nicht geätzten Kontakt abschnitt enthält, nachdem sich Löcher in Leitungspads ange sammelt haben, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Er findung darstellt. FIG. 3b is a schematic diagram incorporating a defect mapping of two conduction pads, one of which is a non-etched contact section, after holes in conduction is have accumulated, representing present invention according to embodiments of.

Fig. 4a ist ein schematisches Diagramm, das eine Defektabbildung von zwei Leitungspads, von denen eines eine Verbindungsleckage quelle enthält, nachdem sich Elektronen in den Leitungspads an gesammelt haben, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellt. FIG. 4a is a schematic diagram illustrating in accordance with a defect mapping of two conduction pads, one of which contains a compound leakage source, after electrons have accumulated in the conduction of, embodiments of the present invention.

Fig. 4b ist ein schematisches Diagramm, das eine Defektabbildung von zwei Leitungspads, von denen eines eine Verbindungsleckage quelle enthält, nachdem sich Löcher in den Leitungspads ange sammelt haben, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Er findung darstellt. FIG. 4b is a schematic diagram that have accumulated a defect mapping of two conduction pads, one of which contains a compound leakage source, after holes in the conduction pad is, in accordance with embodiments of the present invention represents.

Fig. 5a ist ein schematisches Diagramm, das eine Defektabbildung von zwei Leitungspads, von denen eines einen Kurzschluß zu einer angrenzenden Leitungsleitung enthält, nachdem sich die Elektro nen in den Leitungspads angesammelt haben, gemäß Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. FIG. 5a is a schematic diagram, have after NEN the electric accumulated in the conduction defect illustration of two conduction pads, one of which contains a short circuit to an adjacent pipe conduit, in accordance with approximate shape exporting of the present invention.

Fig. 5b ist ein schematisches Diagramm, das eine Defektabbildung von zwei Leitungspads, von denen eines einen Kurzschluß zu einer angrenzenden Leitungsleitung enthält, nachdem sich die Löcher in den Leitungspads angesammelt haben, gemäß Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Fig. 5b is a schematic diagram after the holes have accumulated in the conduction defect illustration of two conduction pads, one of which contains a short circuit to an adjacent pipe conduit, in accordance represents embodiment of the present invention.

Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das Vorgänge bzw. Betriebsschritte zum Erfassen von elektrischen Defekten in einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Fig. 6 is a flowchart showing operations or operating steps for detecting electrical faults in a semiconductor device according illustrating embodiment of the present invention.

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das Betriebsschritte zum elektrischen Er fassen einer Halbleitervorrichtung gemäß anderen Ausführungs formen der vorliegenden Erfindung darstellt. Fig. 7 is a flowchart, the operating steps for electrically He hold a semiconductor device according to another execution form of the present invention.

Description of the preferred embodiments

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beglei tenden Zeichnungen, in welche Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind, genauer beschrieben. Die Erfindung kann jedoch in verschiedensten Formen ausgeführt werden und sollte nicht als auf die hier dargestellten Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden. Vielmehr sind diese Ausführungsformen dazu vorgesehen, die Offenbarung sorgfältig und vollständig zu machen und dem Fachmann den Umfang der Erfindung vollständig zu vermitteln. Gleich Teile werden durchgehend mit gleichen Bezugszei chen bezeichnet und Signalleitungen und Signale können mit den gleichen Bezugssym bolen bezeichnet sein.The present invention will hereinafter be described with reference to the drawings in which embodiments of the invention are shown in more detail described. However, the invention can be carried out in various forms and should not be construed as being limited to the embodiments shown here become. Rather, these embodiments are intended to provide the disclosure to make carefully and completely and to those skilled in the art the scope of the invention to convey completely. The same parts are given the same reference number throughout Chen called and signal lines and signals can with the same reference sym be called bolen.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Eine Vorrichtung zum Erfassen von elektrischen Defekten in einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird im folgenden eingehender beschreiben. Die in Fig. 1 dar gestellte Vorrichtung enthält eine Neben- bzw. Unterkammer 13, die zum Aufnehmen eines Halbleitersubstrats (Halbleiterwafer) bei der Ausbildung einer Halbleitervorrich tung aufgebaut ist. Die dargestellte Vorrichtung enthält ferner eine Handhabereinheit (handler unit) 11, welche zum Laden des Halbleitersubstrats verwendet wird, und eine Hauptkammer 15, welche eine Plattform enthalten kann, auf welche das Halbleitersub strat geladen wird. Eine Vakuumsteuereinheit 16 ist in Fig. 1 dargestellt, welche mit der Hauptkammer 15 und der Unterkammer 13 verbunden ist. Die Vakuumsteuereinheit 16 kann zum Steuern des Vakuumszustandes der Kammern verwendet werden. Die Mu sterausrichtungseinheit 35 kann zum Erkennen einer Musterabbildung auf einem Halb leitersubstrat, das in die Kammer 15 geladen worden ist, beispielsweise durch Verwen dung in einer optischen Vorrichtung, wie beispielsweise einem Mikroskop, verwendet werden. Die Musterausrichtungseinheit 35 kann ferner zum Ausrichten der erkannten Abbildung aufgebaut sein, um durch eine Originalabbildung, die in einem Speicher ge speichert ist, grob (vor-)eingestellt zu werden.First, reference is made to FIG. 1. An apparatus for detecting electrical defects in a semiconductor device according to embodiments of the present invention will be described in more detail below. The device shown in Fig. 1 includes a sub or sub-chamber 13 , which is constructed for receiving a semiconductor substrate (semiconductor wafer) in the formation of a semiconductor device. The device shown further includes a handler unit 11 , which is used for loading the semiconductor substrate, and a main chamber 15 , which may contain a platform onto which the semiconductor substrate is loaded. A vacuum control unit 16 is shown in FIG. 1, which is connected to the main chamber 15 and the sub-chamber 13 . Vacuum control unit 16 can be used to control the vacuum condition of the chambers. The pattern alignment unit 35 can be used to recognize a pattern image on a semiconductor substrate that has been loaded into the chamber 15 , for example by use in an optical device such as a microscope. The pattern alignment unit 35 may further be configured to align the recognized image to be roughly (pre) set by an original image stored in a memory.

Zu beachten ist, daß die Erfindung, die in Bezug auf den obige Vorrichtung be schrieben worden ist, sowohl zum Erfassen von Defekten als auch zum Ausbilden der Halbleitervorrichtung betrieben werden kann. Es ist jedoch ersichtlich, daß die vorlie gende Erfindung nicht in dieser Hinsicht beschränkt ist und daß die Vorrichtung in zahl reichen Ausführungsformen nicht alle der Funktionsblöcke, die in Fig. 1 gezeigt sind, enthalten muß.Note that the invention described with respect to the above device can be operated for both defect detection and formation of the semiconductor device. However, it can be seen that the present invention is not limited in this regard and that the device, in numerous embodiments, may not include all of the functional blocks shown in FIG. 1.

Zum Erfassen von elektrischen Defekten auf einem Halbleitersubstrat, welches in die Hauptkammer 15 eingebracht worden ist, enthält die im Fig. 1 dargestellte Vorrich tung ferner eine Elektronenstrahlquellen- bzw. -erzeugungseinheit 19, welche mit der Hauptkammer 15 verbunden ist. Die Elektronenstrahlquelleneinheit 19 ist derart aufge baut, daß sie einen Primärelektronenstrahl emittiert. Der emittierte Primärelektronen strahl kann einen ersten Zustand zum Verursachen von Elektronenansammlungen in dem Halbleitersubstrat, einen zweiten Zustand zum Verursachen von Löcheransamm lungen und einen dritten Zustand aufweisen, der eine Erfassung der Sekundärelektrone nemissionen von dem Halbleitersubstrat ermöglicht. Eine Signalverarbeitungseinheit 21 ist derart aufgebaut, daß elektrische Signale erfaßt werden, die durch einen Spannungs kontrast bzw. durch eine Spannungsdifferenz von Sekundärelektronen verursacht wer den, die von dem Halbleitersubstrat nach der Anwendung des Primärelektronenstrahls freigesetzt werden, und, daß die erfaßten Signale verstärkt werden.For detecting electrical defects on a semiconductor substrate which has been introduced into the main chamber 15 , the device shown in FIG. 1 further includes an electron beam source or generation unit 19 which is connected to the main chamber 15 . The electron beam source unit 19 is constructed such that it emits a primary electron beam. The emitted primary electron beam can have a first state for causing electron accumulations in the semiconductor substrate, a second state for causing hole accumulations and a third state that enables the secondary electron emissions from the semiconductor substrate to be detected. A signal processing unit 21 is constructed such that electrical signals are detected which are caused by a voltage contrast or by a voltage difference of secondary electrons who are released from the semiconductor substrate after the application of the primary electron beam, and that the detected signals are amplified.

Ein mit der Unterkammer 13 gekoppelter Ionengenerator 17, welcher zum Dotie ren der Oberfläche des Halbleitersubstrats mit positiven Löchern (Kationen) und/oder Elektronen (Anionen) aufgebaut ist, wenn das Substrat in die Unterkammer 13 geladen worden ist, ist ebenso dargestellt. Dieser Ionengenerator 17 kann ebenso, ähnlich der Elektronenstrahlquelleneinheit 19, zum Erfassen von elektrischen Defekten in dem Halbleitersubstrat verwendet werden, so daß die Defekte beispielsweise nach der Art des Defekts klassifiziert werden können.An ion generator 17 coupled to the subchamber 13 , which is constructed for doping the surface of the semiconductor substrate with positive holes (cations) and / or electrons (anions) when the substrate has been loaded into the subchamber 13 , is also shown. This ion generator 17 can also be used, similar to the electron beam source unit 19 , for detecting electrical defects in the semiconductor substrate, so that the defects can be classified according to the type of defect, for example.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung enthält ferner eine Abbildungsanzeigeein heit 23, die mit der Signalverarbeitungseinheit 21 verbunden ist, welche so aufgebaut ist, daß sie unter Verwendung beispielsweise von Bildverarbeitungsverfahren eine visu elle Darstellung der elektrischen Signale, die durch die Signalverarbeitungseinheit 21 verarbeitet werden, erzeugt. Ein Datenanalysierer 25, der mit der Signalverarbeitungs einheit 21 verbunden ist, ist so aufgebaut, daß er die elektrischen Signale, die durch die Signalverarbeitungseinheit 21 verarbeitet werden, analysiert und bestimmt, ob elektri sche Defekte aufgetreten sind, und anschließend die elektrischen Signale statistisch weiterverarbeitet.The apparatus shown in Fig. 1 further includes an image display unit 23 which is connected to the signal processing unit 21 , which is constructed so that it uses visual processing methods, for example, a visual representation of the electrical signals processed by the signal processing unit 21 , generated. A data analyzer 25 , which is connected to the signal processing unit 21 , is constructed in such a way that it analyzes the electrical signals that are processed by the signal processing unit 21 and determines whether electrical defects have occurred, and then statistically processes the electrical signals.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung enthält zum Zwecke des Identifizierens von Positionen der Defekte, beispielsweise physikalischer Defekte, auf dem Halbleitersub strat auf der Basis von beispielsweise von dem externen Computer 26 empfangenen Daten, ferner einen Hostcomputer 27, der derart aufgebaut ist, daß er Daten ausgibt, die die Positionen von Defekten auf dem Halbleitersubstrat betreffen, welche von einem externen Computer 26 empfangen werden können, und daß er die Plattformsteuereinheit 37 steuert, welche eine Laserferrometersteuervorrichtung 24 enthält, und die Plattform bewegungseinheit 31.The apparatus shown in Fig. 1 includes for the purpose of identifying positions of the defects, such as physical defects, on the semiconductor substrate based on, for example, data received from the external computer 26 , further a host computer 27 which is constructed such that it Outputs data related to the positions of defects on the semiconductor substrate that can be received by an external computer 26 and that it controls the platform control unit 37 , which includes a laser ferrometer control device 24 , and the platform movement unit 31 .

Zu beachten ist, daß vor der Identifikation physikalischer Defektpositionen, ein Datumspunkt (Referenzpunkt) einer Ausrichtungsmarke zum Zweck der genauen Aus richtung des Halbleitersubstrats gestellt werden kann. Um die Ausrichtungsmarke auf dem Halbleitersubstrat aufgrund einer in dem Hostcomputer 27 gespeicherten Ausrich tungsmarke zu setzen, werden die zwei Marken miteinander verglichen, und anschlie ßend kann das Halbleitersubstrat unter Verwendung der Plattformsteuereinheit 37 ein gestellt werden. It should be noted that before the identification of physical defect positions, a date point (reference point) of an alignment mark can be set for the purpose of the exact alignment of the semiconductor substrate. In order to set the alignment mark on the semiconductor substrate based on an alignment mark stored in the host computer 27 , the two marks are compared with one another, and then the semiconductor substrate can be set using the platform control unit 37 .

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung enthält ebenso eine Bildverarbeitungseinheit 33, die zum Verarbeiten der physikalischen Defektpositionsdaten, die von dem Host computer 27 empfangen werden, und zum Zurückführen der bildverarbeiteten Daten zu der Plattformsteuereinheit 37 aufgebaut ist. Die Bildverarbeitungseinheit 33 ist ebenso zum weiteren Verarbeiten der elektrischen Signale durch die Signalverarbeitungseinheit 21 aufgebaut, um diese in eine helle Abbildung oder in eine dunkle Abbildung umzu wandeln und um die helle oder dunkle Abbildung zu dem Hostcomputer 27 zurückzu führen. Eine derartige Verarbeitung kann teilweise auf einem Flußdiagramm für eine elektrische Defektklassifikation basieren, die in dem Hostcomputer 27 enthalten ist.The apparatus shown in FIG. 1 also includes an image processing unit 33 that is configured to process the physical defect position data received from the host computer 27 and to return the image processed data to the platform control unit 37 . The image processing unit 33 is also configured for further processing of the electrical signals by the signal processing unit 21 in order to convert them into a light image or into a dark image and to return the light or dark image to the host computer 27 . Such processing may be based in part on a flow chart for an electrical defect classification contained in the host computer 27 .

Obwohl die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung eine Reihe von Steuerungskomponen ten zur Verwendung bei der Erfassung von Defekten in einer Halbleitervorrichtung ent hält, ist es ersichtlich, daß die Verteilung der Betriebsschritte, die mit der vorliegenden Erfindung assoziiert ist, nicht auf diese bestimmte Gruppe von Bauteilen, wie in Fig. 1 dargestellt ist, beschränkt ist. Beispielsweise können die Signalverarbeitungseinheit 21, der Datenanalysierer 25 und der Hostcomputer 27 in einer einzigen Einheit oder anderen Gruppierungen mit den beschriebenen Fähigkeiten vereinigt sein.Although the device shown in FIG. 1 includes a number of control components for use in defect detection in a semiconductor device, it can be seen that the distribution of the operational steps associated with the present invention is not among this particular group of Components, as shown in Fig. 1, is limited. For example, the signal processing unit 21 , the data analyzer 25 and the host computer 27 can be combined in a single unit or other groupings with the described capabilities.

Als Hintergrund für die weitere Beschreibung für die vorliegende Erfindung wird im folgenden die Sekundärelektronenemissionsausbeute unter Bezugnahme auf Fig. 2 eingehender beschrieben. Die Ausbeute an Sekundärelektronen, die von verschiedenen Substanzen freigesetzt werden, wie beispielsweise einer Oxidschicht oder Silizium, wird im folgenden beschrieben. Fig. 2 ist ein Graph, der eine Sekundärelektronenausbeute darstellt, welche sich mit dem Unterschied in der Spannung zwischen der Oberfläche (Oberseite) und der Rückseite des Halbleitersubstrats ändert. In Fig. 2 bezeichnet die x-Achse den Unterschied in der Spannung zwischen der Oberfläche und der Rückseite eines Halbleitersubstrats, welche durch die Anwendung eines Primärelektronenstrahls auf das Substrat erzeugt werden kann. Die y-Achse bezeichnet eine Sekundärelektro nenausbeute, welche das Verhältnis von Sekundärelektronen, die von dem Halbleiter substrat freigesetzt werden, zu den durch beispielsweise den Primärelektronenstrahl eingebrachten Elektronen. Insbesondere eine Sekundärelektronenausbeute für Silizium und eine Sekundärelektronenausbeute für eine Oxidschicht werden in Fig. 2 durch SEsi bzw. SEox bezeichnet.As a background for the further description of the present invention, the secondary electron emission yield will be described below with reference to FIG. 2. The yield of secondary electrons released by various substances, such as an oxide layer or silicon, is described below. Fig. 2 is a graph illustrating a secondary electron yield which changes with the difference in voltage between the surface (top) and the back of the semiconductor substrate. In Fig. 2, the x-axis denotes the difference in voltage between the surface and the back of a semiconductor substrate that can be generated by applying a primary electron beam to the substrate. The y-axis denotes a secondary electron yield, which is the ratio of secondary electrons released from the semiconductor substrate to the electrons introduced by, for example, the primary electron beam. In particular, a secondary electron yield for silicon and a secondary electron yield for an oxide layer are denoted in FIG. 2 by SEsi and SEox, respectively.

Falls gemäß Fig. 2 die Sekundärelektronenausbeute 1 nicht überschreitet, ist die Anzahl an Elektronen, die von der Oberfläche eines Halbleiterwafers freigesetzt werden geringer als die Anzahl an Elektronen, die auf die Oberfläche angewendet werden bzw. zugeführt werden. Daher sammeln sich Elektronen an der Oberfläche des Halbleitersub strats an, beispielsweise an der Oberfläche von Leitungspads, die in dem Halbleitersub strat ausgebildet sind. Im Gegensatz dazu ist die Anzahl an Elektronen, die von der Oberfläche eines Halbleiterwafers freigesetzt werden, größer als die Anzahl an Elektro nen, die dieser Oberfläche zugeführt werden, falls die Sekundärelektronenausbeute 1 übersteigt. Demgemäß sammeln sich auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats Löcher an, beispielsweise an der Oberfläche der Leitungspads. Mit anderen Worten, wenn in einem Spannungsdifferenzbereich gearbeitet wird, bei dem die Sekundärelektronenaus beute kleiner als 1 ist, werden Überschußelektronen angesammelt. Wenn in einem Spannungsdifferenzbereich gearbeitet wird, bei dem die Sekundärelektronenausbeute größer als 1 ist, können Überschußlöcher angesammelt werden.If according to FIG. 2 does not exceed the secondary electron yield 1, the number of electrons that are released from the surface of a semiconductor wafer is less than the number of electrons that are applied to the surface or be supplied. Therefore, electrons accumulate on the surface of the semiconductor substrate, for example on the surface of conduction pads formed in the semiconductor substrate. In contrast, the number of electrons released from the surface of a semiconductor wafer is larger than the number of electrons supplied to that surface if the secondary electron yield exceeds 1 . Accordingly, holes accumulate on the surface of the semiconductor substrate, for example on the surface of the line pads. In other words, when working in a voltage difference range where the secondary electron yield is less than 1, excess electrons are accumulated. When working in a voltage difference range where the secondary electron yield is larger than 1, excess holes can be accumulated.

Die Anhäufung von Elektronen oder von Löcher auf der Oberfläche eines Halb leitersubstrats in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann zum Erfassen und/oder Klassifizieren von elektrischen Defekten, beispielsweise unter Verwendung der Vorrichtung zum Erfassen der elektrischen Defekten in einer Halbleitervorrichtung der Fig. 1, verwendet werden. Die Elektronen oder Löcher können auf der Oberfläche einer Halbleitervorrichtung unter Verwendung des Ionengenerators 17 und /oder der Elektronenstrahlquelleneinheit 19 der Vorrichtung zum Erfassen von elektrischen De fekten, die in Fig. 1 gezeigt ist, angesammelt werden. In Fig. 2 werden die Verteilungen von Sekundärelektronenausbeuten lediglich für eine Silizium- und eine Oxidschicht dargestellt. Es ist jedoch ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung ebenso auf andere Materialien angewendet werden kann, die einen Ionen- oder Elektronenerzeugungsbe reich und einen Löchererzeugungsbereich aufweisen. Accumulation of electrons or holes on the surface of a semiconductor substrate in accordance with the present invention can be used to detect and / or classify electrical defects, for example using the electrical defect detection device in a semiconductor device of FIG. 1 , The electrons or holes can be accumulated on the surface of a semiconductor device using the ion generator 17 and / or the electron beam source unit 19 of the electrical defect detecting device shown in FIG. 1. In FIG. 2, the distributions of secondary electrons yields only for a silicon and an oxide layer are shown. However, it will be appreciated that the present invention can also be applied to other materials that have an ion or electron generation region and a hole generation region.

Im Folgenden werden Betriebsschritte, die ein Erfassen von Defekten verschiede ner Typen in Übereinstimmung mit zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen, unter Bezugnahme auf die Beispiele, die schematisch in den Fig. 3 bis 5 dargestellt sind, eingehender beschrieben. Die dargestellten elektrischen Defektur sachenarten, wie sie im folgenden beschrieben werden, enthalten einen Widerstandsde fekt, wie er bei einem nicht geätzten Kontaktabschnitt auftritt, einen Leckage bzw. Kriechstromdefekt, wie er durch eine Verbindungsleckagequelle verursacht wird, und einen Kurzschluß zwischen einem Leitungspad und einer Leitungsleitung.Operations that relate to defect detection of various types in accordance with numerous embodiments of the present invention will now be described in more detail with reference to the examples schematically illustrated in FIGS. 3-5. The electrical defects shown as described below include a resistance defect, such as occurs in a non-etched contact section, a leakage or leakage current defect, as caused by a connection leakage source, and a short circuit between a line pad and a line line ,

Wie in Fig. 3 bis 5 gezeigt, enthält die Halbleitervorrichtung eine Vielzahl von Gatemustern, welche als eine Gateelektrode dienen, von denen jedes durch aufeinander folgendes Anhäufen oder Schichten einer Gateisolationsschicht (nicht gezeigt) und einer Gateleitungsschicht 108, die aus einer Polysiliziumschicht und einer Silizidschicht 106, wie beispielsweise einer Wolframsilizidschicht besteht, und einer Abdeckisolations schicht 110. Spacer 112, welche jede der Gatemuster abdecken, werden ebenso in der Halbleitervorrichtung ausgebildet. Zwischen den Spacern 112 sind Leitungspads 114 ausgebildet, welche elektrisch mit einem Störstellen-Bereich 116, wie beispielsweise einem Source- und einem Drainbereich, verbunden sind. Jede der Leitungspads 114 ist aus einer Polysiliziumschicht, welche mit Störstellen dotiert ist, einer Wolframschicht, einer Aluminiumschicht und einer Kupferschicht ausgebildet. Auch wenn eine Ga teelektrode beispielsweise als eine Leitungsleitung 108 verwendet wird, kann sie ebenso eine Bitleitung sein. Auch wenn überdies eine bestimmte Struktur oder Materialien für die Halbleitervorrichtung beschrieben worden sind oder zum Zwecke der Vereinfachung der Erläuterung der vorliegenden Erfindung dargestellt worden sind, ist es ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung nicht lediglich auf diese bestimmte Struktur und/oder Materialien beschränkt ist.As shown in Fig. 3 to 5, the semiconductor device includes a plurality of gate patterns, which serve as a gate electrode, each of which (not shown) by sequentially accumulating or layers of a gate insulation layer and a gate wiring layer 108 consisting of a polysilicon layer and a silicide layer 106 , such as a tungsten silicide layer, and a cover insulation layer 110 . Spacers 112 that cover each of the gate patterns are also formed in the semiconductor device. Line pads 114 are formed between the spacers 112 and are electrically connected to an impurity region 116 , such as a source and a drain region. Each of the line pads 114 is formed of a polysilicon layer doped with impurities, a tungsten layer, an aluminum layer and a copper layer. For example, even if a gate electrode is used as a line line 108 , it may also be a bit line. In addition, although a particular structure or materials have been described for the semiconductor device or have been presented for the purpose of simplifying the explanation of the present invention, it will be appreciated that the present invention is not limited to that particular structure and / or materials.

Fig. 3A und 3B zeigen schematische Diagramme, die eine Defektabbildung (helle oder dunkle Abbildung von einer Sekundärelektronenemissionserfassung) von zwei Leitungspads darstellen, von denen eines einen nicht geätzten Kontaktabschnitt enthält. FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams illustrating a defect map (bright or dark picture from a secondary electron emission detection) of two conduction pads, one of which contains a non-etched contact portion.

Der hier verwendete Begriff "nicht geätzter Kontaktabschnitt" ("non-etched contact portion") bezeichnet einen Bereich eines ungeätzten Isolationsmaterials zwischen dem Leitungspad und dem Halbleitersubstrat, welches als Ergebnis eines unzureichenden Ätzens während des Herstellungsverfahrens übrig geblieben ist. Auch wenn lediglich zwei Leitungspads zur vereinfachten Erläuterung der vorliegenden Erfindung dargestellt sind, ist es ersichtlich, daß typischerweise eine größere Anzahl an Leitungspads in einer Halbleitervorrichtung vorhanden sind, die in Übereinstimmung mit den Ausführungs formen der vorliegenden Erfindung getestet werden soll.The term "non-etched contact." portion ") denotes an area of an unetched insulation material between the Line pad and the semiconductor substrate, which as a result of an insufficient Etching is left over during the manufacturing process. Even if only two line pads shown to simplify the explanation of the present invention , it can be seen that typically a larger number of line pads in one Semiconductor device are present in accordance with the execution forms of the present invention to be tested.

Fig. 3A stellt die Defektabbildung dar, bei dem die Sekundärelektronenausbeute für die Leitungspads 114a und 114b in einem Bereich ist, bei dem Elektronen, welche darauffolgend als Sekundärelektronen freigesetzt worden sind, sich durch ein Erhöhen der Spannungsdifferenz zwischen der Oberfläche und der Rückseite des Halbleitersub strats 110 unter Verwendung eines Hochenergieprimärelektronenstrahls ansammeln können (d. h. mit Bezug auf Fig. 2, die Sekundärelektronenausbeute ist kleiner als 1 gemacht worden). Bei diesem Zustand ist die Anzahl an Sekundärelektronen, die von den Leitungspads freigesetzt werden, geringer als die Anzahl an Sekundärelektronen, die den Leitungspads zugeführt werden, und folglich sammeln sich Elektronen an der Oberfläche der Leitungspads 114a und 114b an. Zu beachten ist, daß das hier verwen dete "Ansammeln" ("accumulating") von Elektronen (oder Löchern d. h. einer verrin gerten Anzahl an Elektronen in einem Bereich) sich auf ein Erhöhen der Anzahl an Elektronen (oder Löchern) bezieht, die aufgrund verschiedener Sekundärelektronene missionswerte darauffolgend verfügbar sind, und ebenso ist es ersichtlich, daß der "an gesammelte" ("accumulated") Wert in einem Leitungspad der normale Elektronenwert für das Material des Leitungspads sein kann, solange eine erfaßbare Differenzanzahl von Elektronen in einem anderen Leitungspad vorhanden ist, um so einen detektierbaren Spannungskontrast bzw. Spannungsunterschied vorzusehen, wie es hierin im folgenden eingehender beschrieben wird. Fig. 3A shows the defect map, in which the secondary electron yield for the lead pads 114 a and 114 b is in a range in which electrons which have subsequently been released as secondary electrons are separated by an increase in the voltage difference between the surface and the back of the Semiconductor substrates 110 can accumulate using a high energy primary electron beam (ie, with reference to FIG. 2, the secondary electron yield has been made less than 1). In this state, the number of secondary electrons that are released from the line pads is less than the number of secondary electrons that are supplied to the line pads, and consequently, electrons accumulate on the surface of the line pads 114 a and 114 b. It should be noted that the "accumulating" of electrons (or holes ie a reduced number of electrons in a region) used here refers to an increase in the number of electrons (or holes) due to different Secondary electron mission values are subsequently available, and it can also be seen that the "accumulated" value in one conduction pad can be the normal electron value for the material of the conduction pad as long as there is a detectable difference in the number of electrons in another conduction pad in order to provide a detectable voltage contrast or voltage difference, as will be described in more detail hereinafter.

Wie in Fig. 3A gezeigt, häufen sich mehr Elektronen in den Leitungspads 114b mit einem nicht geätzten Kontaktabschnitt 150 an, als in dem anderen Leitungspad 114a mit einem offenen Kontaktabschnitt. Die unterschiedlichen Werte der Elektronenan sammlung rühren von dem nicht geätzten Kontaktabschnitt her, der die Anzahl an Elek tronen verglichen mit dem Leitungspad 114a, die von dem Halbleitersubstrat 110 zu dem Leitungspad 114b sich bewegen, verringert.As shown in FIG. 3A, more electrons accumulate in the line pads 114 b with an unetched contact section 150 than in the other line pad 114 a with an open contact section. The different values of the electron accumulation result from the non-etched contact section, which reduces the number of electrons compared to the line pad 114 a, which move from the semiconductor substrate 110 to the line pad 114 b.

Bei Verwendung der elektrischen Defekterfassungsvorrichtung der Fig. 1 kann ein Primärelektronenstrahl auf die Oberfläche des Halbleistersubstrats 100 einschließlich der zwei Leitungspads 114a und 114b angewandt werden, um eine gewünschte Span nungsdifferenz entlang des Substrats 100 vorzusehen. Der Primärelektronenstrahl kann ebenso angewandt werden - typischer Weise mit einem unterschiedlichen Leistungs wert, welcher experimentell bestimmt werden kann - um die Sekundärelektronenemis sion zu messen und ein Spannungskontrastlesen zur Verwendung bei der Defekterfas sung in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorzuse hen. Die vielen Elektronen (e), die in dem nicht geätzten Kontaktabschnitt 150 verblei ben, verleihen dem nicht geätzten Kontaktabschnitt eine größere Abstoßungskraft als dem offenen Kontaktabschnitt. Demzufolge setzt das Leitungspad 114b mit dem nicht geätzten Kontaktabschnitt 150 mehr zweite bzw. Sekundärelektronen frei, als das Lei tungspad 114a mit dem offenen Kontaktabschnitt. Folglich kann das Leitungspad 114b aufgrund des erfaßten Werts der Sekundärelektronenemission mit einer hellen Abbil dung assoziiert werden.When using the electrical defect detection device of FIG. 1, a primary electron beam can be applied to the surface of the semiconductor substrate 100 including the two conductive pads 114 a and 114 b to provide a desired voltage difference along the substrate 100 . The primary electron beam can also be used - typically with a different power value, which can be determined experimentally - to measure the secondary electron emission and to provide voltage contrast reading for use in defect detection in accordance with embodiments of the present invention. The many electrons (e) remaining in the non-etched contact portion 150 give the non-etched contact portion a larger repulsive force than the open contact portion. As a result, the line pad 114 b with the non-etched contact section 150 releases more second or secondary electrons than the line pad 114 a with the open contact section. Consequently, the conduction pad 114 b can be associated with a bright image due to the detected value of the secondary electron emission.

Fig. 3B stellt die Defektabbildung dar, bei der die Sekundärelektronenausbeute in den Leitungspads in einem Bereich ist, bei dem sich Löcher durch Erniedrigen der Spannungsdifferenz zwischen der Oberfläche und der Rückseite des Halbleitersubstrats 100 unter Verwendung eines niedrigenergetischen Primärelektronenstrahls zum Vorse hen einer Ansammlung von Löchern ansammeln können (d. h., mit Bezug auf Fig. 2, die Sekundärelektronenausbeute ist größer 1 eingestellt). Bei diesem Zustand ist die Anzahl an Sekundärelektronen, die von den Leitungspads freigesetzt werden, größer als die Anzahl an Sekundärelektronen, die den Leitungspads zugeführt werden, und folglich sammeln sich Löcher (h) an der Oberfläche der Leitungspads 114c und 114e an. Wie es in Fig. 3B gezeigt ist, verbleiben mehr Löcher in dem Leitungspad 114d mit einem nicht geätzten Kontaktabschnitt als in dem anderen Leitungspad 114c mit einem offenen Kontaktabschnitt. Die Differenz bei der Ansammlung von Löchern rührt von dem nicht geätzten Kontaktabschnitt her, der verhindert, daß mehr Löcher sich von dem Halblei tersubstrat 100 her bewegen, als bei dem offenen Kontaktabschnitt. FIG. 3B illustrates the defect map in which the secondary electron yield in the line pads is in a region where holes accumulate by lowering the voltage difference between the surface and the back of the semiconductor substrate 100 using a low-energy primary electron beam to provide an accumulation of holes can (ie, with reference to FIG. 2, the secondary electron yield is set greater than 1). In this state, the number of secondary electrons released from the line pads is larger than the number of secondary electrons supplied to the line pads, and hence holes (h) accumulate on the surface of the line pads 114c and 114e . As shown in FIG. 3B, more holes remain in the lead pad 114d with an unetched contact portion than in the other lead pad 114c with an open contact portion. The difference in the accumulation of holes is due to the non-etched contact portion, which prevents more holes from moving from the semiconductor substrate 100 than the open contact portion.

Wie in Bezug auf Fig. 3A beschrieben, kann der Primärelektronenstrahl, bei spielsweise bei Verwendung der elektrischen Defekterfassungsvorrichtung von Fig. 1, auf die Oberfläche des Halbleitersubstrats 100 einschließlich der zwei Leitungspads 114c und 114d angewendet werden, um Sekundärelektronenemissionswerte der Lei tungspads 114c und 114d zu erfassen. Die Löcher, die auf der Oberfläche der Leitungs pads 114c und 114d verbleiben, dienen als eine Falle für Sekundärelektronen, welche ansonsten freigesetzt würden. Aufgrund der unterschiedlichen Mengen an angesam melten Löchern in dem Leitungspads 114c und 114d, setzt das Leitungspad 114d mit dem nicht geätzten Kontaktabschnitt 150 weniger Sekundärelektronen frei, als das Lei tungspad 114c mit dem offenen Kontaktabschnitt. Folglich kann das Leitungspad 114d mit dem nicht geätzten Kontaktabschnitt 150 aufgrund des Werts der erfaßten Sekundä relektronenemissionen mit einer dunklen Abbildung assoziiert.As described in relation to FIG. 3A, the primary electron beam can, in play, when using the electrical fault detection apparatus of Fig. 1, on the surface of the semiconductor substrate 100 including the two conduction pads 114 c and applied 114 d to secondary electron emission values of the Lei tungspads 114 c and 114 d to capture. The holes that remain on the surface of the lead pads 114 c and 114 d serve as a trap for secondary electrons that would otherwise be released. Due to the different amounts of holes collected in the line pads 114 c and 114 d, the line pad 114 d with the non-etched contact section 150 releases fewer secondary electrons than the line line 114 c with the open contact section. Consequently, the conduction pad 114 may relektronenemissionen d with the non-etched contact portion 150 due to the value of the Sekundä detected with a dark image associated.

Fig. 4A und 4B zeigen schematische Diagramme, die in eine Defektabbildung von zwei Leitungspads darstellen, von denen eines eine Verbindungsleckagequelle enthält. FIGS. 4A and 4B are schematic diagrams illustrating a defect map of two conduction pads, one of which contains a compound leakage source.

Insbesondere stellt Fig. 4A die Defektabbildung dar, bei der die Sekundärelektro nenausbeute durch ein Erhöhen der Spannungsdifferenz zwischen der Oberfläche und der Rückseite des Halbleitersubstrats 100 weniger als 1 beträgt. In diesem Zustand, wie mit Bezug auf Fig. 3A beschrieben, häufen sich Elektronen an der Oberfläche der Lei tungspads 114e und 114f an. Jedoch sammeln sich an dem Leitungspad 114f mit dem Leckagequellenabschnitt 160 weniger Elektronen (e) an, als bei dem anderen Leitungs pad 114e, da die Elektronen, die in dem Leitungspad 114f verbleiben, zu dem Leckage quellenabschnitt 160 abfließen. In particular, FIG. 4A illustrates the defect map in which the secondary electron yield is less than 1 by increasing the voltage difference between the surface and the back of the semiconductor substrate 100 . In this state, as described with reference to FIG. 3A, electrons accumulate on the surface of the line pads 114 e and 114 f. However accumulate at the conduction pad 114 f with the leakage source section 160 fewer electrons (e) to, as in the other conduction pad 114 e, since the electrons that remain in the conduction pad 114 f to the leakage source portion flow 160th

Wie vorhergehend beschrieben, kann der Primärelektronenstrahl bei beispielswei se der Verwendung der Erfassungsvorrichtung für elektrische Defekte, auf die Oberflä che des Halbleitersubstrats 100 einschließlich der Kontaktpads 114e und 114f ange wandt werden, um die Sekundärelektronenemissionswerte der Leitungspads 114e und 114 zu erfassen. Falls das Halbleitersubstrat 100 vom P-Typ ist und eine N-Typ- Verbindungsfläche (junction area) aufweist, wie in Fig. 4A gezeigt, ist die Anzahl an Sekundärelektronen, die von dem Leitungspad 114f mit dem Leckagequellenabschnitt 160 freigesetzt werden, aufgrund der Leckage bzw. des Kriechstroms der Elektronen durch den Leckagequellenabschnitt 160 verringert. Folglich kann das Leitungspad 114f aufgrund des Wertes von erfaßten Sekundärelektronenemissionen mit einer dunklen Abbildung assoziiert werden.As described above, the primary electron beam may be applied to the surface of the semiconductor substrate 100 including the contact pads 114 e and 114 f, for example, using the electrical defect detection device to detect the secondary electron emission values of the line pads 114 e and 114 . If the semiconductor substrate 100 is P-type and has an N-type junction area, as shown in FIG. 4A, the number of secondary electrons released from the lead pad 114 f with the leak source portion 160 is due to that Leakage or the leakage current of the electrons through the leakage source section 160 is reduced. Consequently, the conduction pad 114 may f based on the value of the detected secondary electron emissions associated with a dark image will be.

Falls das Halbleitersubstrat 100 vom N-Typ ist und eine P-Typ- Verbindungsfläche aufweist, kann das Substrat umgekehrt gepolt bzw. gesperrt werden und die Oberflächenladung jedes der Leitungspads 114e und 114f kann nicht verändert werden. Folglich unterscheiden sich die Abbildungen des Leitungspads 114f mit dem Leckageabschnitt 160 und des anderen Leitungspads 114g nicht voneinander.If the semiconductor substrate 100 is of the N-type and has a P-type connection area, the substrate can be polarized or blocked in reverse and the surface charge of each of the line pads 114 e and 114 f cannot be changed. Consequently, the images of the line pad 114 f with the leakage section 160 and the other line pad 114 g do not differ from one another.

Fig. 4B stellt eine Defektabbildung dar, bei der die Sekundärelektronenausbeute größer 1 ist und Löcher (h) sind an der Oberfläche der Leitungspads 114g und 114h angesammelt. Ein Primärelektronenstrahl kann unter Verwendung von beispielsweise der Erfassungsvorrichtung für elektrische Defekte, die in Fig. 1 gezeigt ist, auch die Oberfläche des Halbleitersubstrats 100 einschließlich der Leitungspads 114g und 114h angewendet werden, um die Sekundärelektrorienemissionen der Leitungspads 114g und 114h zu erfassen. FIG. 4B illustrates a defect map, wherein the secondary electron yield is greater than 1 and holes (h) are accumulated h at the surface of the conduction pad 114 g and 114. A primary electron beam may also be applied to the surface of the semiconductor substrate 100 including the lead pads 114 g and 114 h using, for example, the electrical defect detection device shown in FIG. 1 to detect the secondary electric emissions of the lead pads 114 g and 114 h ,

Falls, wie in Fig. 4B dargestellt, das Halbleitersubstrat 100 vom P-Typ ist und ei ne N-Typ-Verbindungsfläche aufweist, wird das Substrat umgekehrt gepolt (reversed biased) und die Oberflächenladung jedes der Leitungspads 114g und 114h kann nicht verändert werden. Folglich unterscheiden sich die Defektabbildungen des Leitungspads 114h mit Leckagequellenabschnitt 160 und des anderen Leitungspads 114g nicht von einander. Falls andererseits das Halbleitersubstrat 100 vom N-Typ ist und eine P-Typ- Verbindungsfläche aufweist, wird das Substrat 100 in Durchlaßrichtung gepolt (forward biased). Dementsprechend kann das Leitungspad 114h mit dem Leckagequellenab schnitt 160 aufgrund der Leckage von Löchern durch den Kriechstromquellenabschnitt 160, der einen größeren Wert an Sekundärelektronenemissionen von dem Leitungspad 114h ermöglicht als von dem Leitungspad 114 g, mit einer heller Abbildung assoziiert werden.As shown in FIG. 4B, if the semiconductor substrate 100 is P-type and has an N-type connection area, the substrate is reversed biased and the surface charge of each of the lead pads 114 g and 114 h cannot be changed become. Consequently, the defect images of the line pad 114 h with leakage source section 160 and the other line pad 114 g do not differ from one another. On the other hand, if the semiconductor substrate 100 is N-type and has a P-type connection area, the substrate 100 is forward biased. Accordingly, the conduction pad 114 h may be associated with the leakage source portion 160 due to the leakage of holes through the leakage current portion 160 , which enables a larger value of secondary electron emissions from the conduction pad 114 h than from the conduction pad 114 g, to be associated with a lighter image.

Fig. 5A und 5B zeigen schematische Diagramme, die bei Verwendung des Erfas sungsapparats von Fig. 1, eine Defektabbildung von zwei Leitungspads darstellen, von denen eines einen Kurzschluß zwischen einem Leitungspad und einer Leitungsleitung enthält. Fig. 5A stellt die Defektabbildung dar, bei der die Sekundärelektronenausbeute auf weniger als 1 eingestellt worden ist und Elektronen (e) sind an der Oberfläche der Leitungspads 114i und 114j angesammelt. Wie vorhergehend beschrieben, kann bei spielsweise bei Verwendung dex Erfassungsvorrichtung für elektrische Defekte von Fig. 1 ein Primärelektronenstrahl auf die Oberfläche des Halbleitersubstrats 100 einschließ lich der Leitungspads 114e und 114j angewendet werden, um Sekundärelektronenemis sionswerte zu erfassen. Fig. 5A and 5B are schematic diagrams illustrating the use of the Erfas sungsapparats of Fig. 1, a defect mapping of two conduction pads, one of which contains a short-circuit between a conductive pad and a lead line. Fig. 5A illustrates the defect map, wherein the secondary electron yield has been adjusted to less than 1, and electrons (e) are accumulated j at the surface of the conduction pad 114 i and 114. As described above, for example, when using the electrical defect detection device of FIG. 1, a primary electron beam can be applied to the surface of the semiconductor substrate 100 including the lead pads 114 e and 114 j to detect secondary electron emission values.

Falls es einen Kurzschluß zwischen dem Leitungspad 114j und der Leitungslei tung 108, die Elektronen aufweist, gibt, beispielsweise wie in Fig. 5A gezeigt, bei der eine Siliziumschicht vorhanden ist, können Elektronen nicht zu der Leitungsleitung 108 abfließen und folglich verbleiben viele Elektronen an der Oberfläche des Leitungspads 114j. Wenn daher ein Primärelektronenstrahl zum Erfassen von Sekundärelektronene missionswerten angewendet wird, ist die Menge an Sekundärelektronen, die von dem Leitungspad 114j freigesetzt werden, größer als die von dem Leitungspad 114i, und kann mit einer hellen Abbildung assoziiert werden.If there is a short circuit between the line pad 114 j and the line 108 which has electrons, for example, as shown in FIG. 5A, in which there is a silicon layer, electrons cannot flow to the line 108 and, consequently, many electrons remain the surface of the lead pad 114 j. Therefore, when a primary electron beam is used to detect secondary electron mission values, the amount of secondary electrons released from the conductive pad 114 j is larger than that from the conductive pad 114 i, and can be associated with a bright image.

Fig. 5B stellt die Defektabbildung dar, bei der Sekundärelektronenausbeute auf weniger als 1 eingestellt worden ist und Löcher (h) an der Oberfläche der Leitungspads 114k und 114l angesammelt worden sind. Wie vorhergehend beschrieben kann ein Pri märelektronenstrahl auf die Oberfläche des Halbleiterssubstrats 100 einschließlich der Leitungspads 114k und 114l angewandt werden, um Sekundärelektronenemissions werte zu erfassen. Bei dem Leitungspad 114l mit einem Kurzschluß mit einer Leitungs leitung 108, die Elektronen aufweist, wie beispielsweise die Silizidschicht 100, die in Fig. 5B dargestellt ist, fließen Löcher (h) zu der Leitungsleitung 108 ab, so daß weniger Löcher an der Oberfläche des Leitungspads 114l verbleiben als an dem anderen Lei tungspad 114k. Daher erhöht sich die Menge an Sekundärelektronen relativ, die von dem Leitungspad 114l freigesetzt werden, so daß das Leitungspad 114l mit einer hellen Abbildung assoziiert werden kann. FIG. 5B shows the defect map in which the secondary electron yield has been set to less than 1 and holes (h) have been accumulated on the surface of the lead pads 114 k and 114 l. As described above, a primary electron beam can be applied to the surface of the semiconductor substrate 100 including the conductive pads 114 k and 114 l to detect secondary electron emission values. In the line pad 114 1 having a short circuit with a line 108 having electrons such as the silicide layer 100 shown in Fig. 5B, holes (h) flow out to the line 108 so that fewer holes on the surface of the conduction pad 114 l remain as tungspad at the other Lei k 114th Therefore, the amount of secondary electrons released from the conduction pad 114 l increases relatively, so that the conduction pad 114 l can be associated with a bright image.

Wie in den Fig. 3 bis 5 dargestellt, können elektrische Defekte in einer Halbleiter vorrichtung durch Erfassen eines Spannungskontrastes bzw. eines Spannungsunter schieds, der durch freigesetzte Sekundärelektronen an der Oberfläche der Leitungspads verursacht wird, und einem Umwandeln des Kontrasts bzw. Unterschieds in eine helle Abbildung oder eine dunkle Abbildung, die mit einem Leitungspad assoziiert ist, erfaßt werden. Es ist jedoch ersichtlich, daß die Bestimmung, ob ein Leitungspad mit einer hellen oder dunklen Abbildung assoziiert werden soll, ebenso aufgrund eines Ver gleichswerts getroffen werden kann, der im vorhinein beispielsweise experimentell be stimmt worden ist.As shown in FIGS. 3 to 5, electrical defects in a semiconductor device by detecting a voltage contrast or a voltage difference caused by released secondary electrons at the surface of the conduction pad, and bright one converting the contrast or difference in a Image or a dark image associated with a lead pad. However, it can be seen that the determination as to whether a line pad is to be associated with a light or dark image can also be made on the basis of a comparison value which was previously determined experimentally, for example.

Überdies sind Fig. 3 bis 5 allgemein in Bezug auf Elektronen und/oder Löcher be schrieben worden, die an der Oberfläche der Leitungspads 114a bis 114l durch Einstel len der Energie eines Primärelektronenstrahls angesammelt bzw. angehäuft worden sind. Jedoch kann das Leitungspad ebenso direkt unter Verwendung eines Jonengene rators, wie beispielsweise dem Ionengenerator 17 von Fig. 1, direkt dotiert werden.Moreover, Figs. 3 to 5 generally be with respect to electrons and / or holes have been written which have a accumulated on the surface of the conduction pad 114 to 114 l by SET len of the energy of a primary electron or accumulated. However, the line pad can also be directly doped using a ion generator such as ion generator 17 of FIG. 1.

Verschiedene Arten von elektrischen Defekten sind in den Figuren dargestellt worden, einschließlich eines Widerstandsdefekts eines nicht geätzten Kontaktabschnitts, und eines elektrischen Leckagedefekts, wie er durch einen Kurzschluß zwischen dem Leitungspad 114j und der Leitungsleitung 108a dargestellt ist. Diese bestimmten De fekte können zu ähnlichen Helligkeitswerten der erfaßten Defektabbildung führen, wenn Elektronen sich an der Oberfläche der Leitungspads 114b und 114j ansammeln. Es kann jedoch wünschenswert sein, zu klassifizieren und identifizieren, welche Art von elektri schen Effekten aufgetreten ist. Eine derartige Klassifikation und Identifikation kann zur Verbesserung des Herstellungsprozesses durch Verringern oder Verindern des Auftre tens von zahlreichen Defekten durch korrigierende Maßnahmen bei dem Herstellungs verfahren wünschenswert sein.Various types of electrical defects have been shown in the figures, including a resistance defect of a non-etched contact portion, and an electrical leakage defect as represented by a short circuit between the line pad 114 j and the line line 108 a. These particular defects can lead to similar brightness values of the detected defect image if electrons accumulate on the surface of the conduction pads 114 b and 114 j. However, it may be desirable to classify and identify what type of electrical effects have occurred. Such classification and identification may be desirable to improve the manufacturing process by reducing or preventing the occurrence of numerous defects through corrective measures in the manufacturing process.

Zahlreiche Verfahren zum Erfassen von Defekten, welche zudem eine Klassifika tion der Art von Defekten erlauben, werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Flußdiagrammdarstellungen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen in Fig. 6 und 7 beschrieben. Die Beschreibung von Fig. 6 und 7 wird unter Bezugnahme auf die Halbleitervorrichtung, die in Fig. 3 bis 5 dargestellt ist, gegeben, welche ein Halbleitersubstrat 100, eine Vielzahl von Leitungsleitungen 108, Isolationsschichten 110 und 112 und Leitungspads 114a bis 114l, die zwischen den Isolationsschichten aus gebildet sind, enthält.Numerous methods for detecting defects, which also allow classification of the type of defects, are described below with reference to the flowchart illustrations of the embodiments of the present invention in FIGS . 6 and 7. The description of FIGS. 6 and 7 is given with reference to the semiconductor device shown in FIGS. 3 to 5, which comprises a semiconductor substrate 100 , a multiplicity of line lines 108 , insulation layers 110 and 112 and line pads 114 a to 114 l, which are formed between the insulation layers.

Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm, das ein Beispiel für ein Verfahren zum Erfassen und Klassifizieren von elektrischen Defekten in einer Halbleitervorrichtung, beispiels weise unter Verwendung der Vorrichtung zum Erfassen von elektrischen Defekten in einer Halbleitervorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist, darstellt. FIG. 6 is a flowchart showing an example of a method for detecting and classifying electrical defects in a semiconductor device, for example using the device for detecting electrical defects in a semiconductor device shown in FIG. 1.

Die Betriebsschritte beginnen bei Block 201 durch Einstellen der Sekundärelek tronenausbeute auf kleiner 1, beispielsweise durch ein Einstellen der Energie eines Pri märelektronenstrahls auf einen hohen Wert oder Pegel, wobei Elektronen mit einem Erfassungspegel an der Oberfläche der Leitungspads angesammelt werden. Ein Primä relektronenstrahl wird auf die Leitungspads angewendet und Sekundärelektronen, die von der Oberfläche der Leitungspads freigesetzt werden, werden erfaßt (Block 203). Dann wird bestimmt, ob die erste Defektabbildung eine dunkle Abbildung oder eine helle Abbildung ist (Block 205). The operations begin at block 201 by setting the secondary electron yield to less than 1, for example, by setting the energy of a primary electron beam to a high value or level, with electrons being collected at the detection level on the surface of the lead pads. A primary electron beam is applied to the lead pads and secondary electrons released from the surface of the lead pads are detected (block 203 ). It is then determined whether the first defect map is a dark map or a light map (block 205 ).

Falls die erste Defektabbildung eine dunkle Abbildung ist (Block 205), werden Löcher an der Oberfläche der Leitungspads, beispielsweise durch Einstellen der Energie eines primären Elektronenstrahls auf einen niedrigen Wert (Block 207) angesammelt. Ein Primärelektronenstrahl wird auf die Leitungspads angewendet und Sekundärelek tronen, die von der Oberfläche der Leitungspads freigesetzt werden, werden erfaßt (Block 209). Somit kann ein zweiter Spannungskontrast zwischen den Leitungspads erfaßt werden und eine zweite Defektabbildung wird von dem zweiten Spannungskon trast erzielt (Block 209). Dann wird bestimmt, ob die zweite Defektabbildung eine dunkle Abbildung oder eine helle Abbildung ist (Block 211).If the first defect map is a dark map (block 205 ), holes are accumulated on the surface of the line pads, for example by setting the energy of a primary electron beam to a low value (block 207 ). A primary electron beam is applied to the line pads and secondary electrons released from the surface of the line pads are detected (block 209 ). Thus, a second voltage contrast between the line pads can be detected and a second defect map is achieved by the second voltage contrast (block 209 ). It is then determined whether the second defect map is a dark map or a light map (block 211 ).

Falls die zweite Defektabbildung eine dunkle Abbildung ist (Block 209) und die Energie eines Primärelektronenstrahls einen niedrigsten Wert aufweist (Block 213), wird bestimmt, daß das Leitungspad mit einer dunklen Defektabbildung einen physika lischen Defekt aufweist (Block 215). Falls jedoch, wie für die Ausführungsformen in Fig. 6 dargestellt, die Defektabbildung eine dunkle Abbildung ist, aber die Energie des Elektronenstrahls nicht der niedrigste Wert ist, kehrt der Ablauf zu Block 207 zurück und fährt, wie zuvor beschrieben, fort, jedoch mit dem Energiepegel des Primärelektro nenstrahls, der in darauffolgenden Iterationen verringert wird, bis der niedrigste Wert für den Primärelektronenstrahl erreicht ist. Falls die zweite Defektabbildung keine dunkle Abbildung ist (Block 211), wird das Leitungspad als eine Defektabbildung klas sifiziert, die durch eine Verbindungsleckagequelle verursacht worden ist (Block 217).If the second defect map is a dark map (block 209 ) and the energy of a primary electron beam has a lowest value (block 213 ), it is determined that the line pad with a dark defect map has a physical defect (block 215 ). However, if, as shown for the embodiments in Fig. 6, the defect map is a dark map but the electron beam energy is not the lowest value, flow returns to block 207 and continues as previously described but with that Energy level of the primary electron beam, which is reduced in subsequent iterations until the lowest value for the primary electron beam is reached. If the second defect map is not a dark map (block 211 ), the line pad is classified as a defect map caused by a connection leak source (block 217 ).

Falls die erste Defektabbildung keine dunkle Abbildung ist (Block 205), wird die Energie eines Primärelektronenstrahls verringert und Löcher werden an der Oberfläche von Leitungspads angesammelt (Block 307). Ein Primärelektronenstrahl mit einem Testpegel wird auf die Leitungspads angewendet und Sekundärelektronen, die von der Oberfläche der Leitungspads freigesetzt werden, werden erfaßt (Block 309). Demgemäß kann eine Spannungsdifferenz zwischen den Leitungspads erfaßt werden und eine zweite Defektabbildung (welche an dieser Stelle alternativ auch als dritte erfaßte De fektabbildung bezeichnet werden kann) wird aus dem Spannungsunterschied erzielt (Block 309). Dann wird bestimmt, ob die zweite Defektabbildung eine dunkle Abbil dung ist (Block 311). Falls die zweite Abbildung eine dunkle Abbildung ist (Block 311) wird bestimmt, daß das Leitungspad einen elektrischen Defekt aufweist, der durch einen nicht geätzten Kontaktabschnitt verursacht worden ist (Block 317). Falls die zweite De fektabbildung keine dunkle Abbildung ist (Block 311), wird bestimmt, ob die Energie eines Primärelektronenstrahls den niedrigsten Wert aufweist oder nicht (Block 313). Falls die Energie einen Primärelektronenstrahls den niedrigsten Wert aufweist (Block 313), wird das Leitungspad, welches keine dunkle Abbildung aufweist, als ein elektri scher Defekt klassifiziert, der durch einen Kurzschluß zwischen einem Kontaktabschnitt und einer Leitungsleitung verursacht worden ist (Block 315). Falls die Energie des Pri märelektronenstrahls noch nicht auf den niedrigsten Wert ist, kehrt der Ablauf zu Block 307 zurück und wird wie zuvor beschrieben so lange mit einem bei jedem (der einen oder mehreren) Iterationen verringerten Energiewert wiederholt, bis der niedrigste Wert erreicht ist.If the first defect map is not a dark map (block 205 ), the energy of a primary electron beam is reduced and holes are accumulated on the surface of lead pads (block 307 ). A primary electron beam with a test level is applied to the lead pads and secondary electrons released from the surface of the lead pads are detected (block 309 ). Accordingly, a voltage difference between the line pads can be detected and a second defect map (which can alternatively also be referred to as a third detected defect map at this point) is obtained from the voltage difference (block 309 ). It is then determined whether the second defect map is a dark map (block 311 ). If the second image is a dark image (block 311 ), it is determined that the lead pad has an electrical defect caused by an unetched contact portion (block 317 ). If the second defect map is not a dark map (block 311 ), it is determined whether the energy of a primary electron beam has the lowest value or not (block 313 ). If the energy of a primary electron beam has the lowest value (block 313 ), the line pad which has no dark image is classified as an electrical defect caused by a short circuit between a contact section and a line line (block 315 ). If the energy of the primary electron beam is not yet at the lowest value, the flow returns to block 307 and, as previously described, is repeated with an energy value decreased at each (the one or more) iterations until the lowest value is reached.

Die Defekterfassung und Klassifkationsvorgänge, die in Fig. 6 dargestellt ist, zu sammenfassend kann man sagen, wenn elektrische Defekte in einer Halbleitervorrich tung bei Verwendung einer Vorrichtung zum Erfassen von elektrischen Defekten, nach dem sich Elektronen an der Oberfläche von Leitungspads der Halbleitervorrichtung an gesammelt haben, erfaßt werden, kann das Leitungspad mit einer dunklen Abbildung indizieren, daß physikalische Defekte oder elektrische Defekte, die durch Verbindungs leckage verursacht worden sind, in der Halbleitervorrichtung vorhanden sind. Nachdem Löcher sich an der Oberfläche angesammelt haben, ist die Defektabbildung der Lei tungspads mit einer Verbindungsleckage umgekehrt (reversed), während die Defektab bildung des Leitungspads mit physikalischen Defekten nicht umgekehrt ist.To summarize, the defect detection and classification processes shown in Fig. 6 can be said when electrical defects in a semiconductor device using an electrical defect detection device after electrons have accumulated on the surface of conductive pads of the semiconductor device , the line pad may indicate with a dark image that physical defects or electrical defects caused by connection leakage exist in the semiconductor device. After holes have accumulated on the surface, the defect image of the line pads with a connection leak is reversed, while the defect image of the line pad with physical defects is not reversed.

Wenn sich Elektronen an der Oberfläche von Leitungspads angesammelt haben und die Leitungspads eine Defektabbildung aufweisen, welche nicht dunkel ist, indiziert dies, daß elektrische Defekte vorhanden sein können, die durch einen Kurzschluß zwi schen einem Kontaktabschnitt und einer Leitungsleitung oder einem nicht geätzten Kontaktabschnitt verursacht worden sind. Nachdem sich Löcher an der Oberfläche an gesammelt haben, ist die Defektabbildung des Leitungspads mit einem nicht nichtge ätzten Kontaktabschnitt umgekehrt, während die Defektabbildung des Leitungspads, das einen Kurzschluß zwischen einem Kontaktabschnitt und einer Leitung enthält, nicht umgekehrt ist.When electrons have accumulated on the surface of conduction pads and the lead pads have a defect map that is not dark, indicated this that there may be electrical defects caused by a short between a contact section and a line line or an unetched Contact section have been created. After holes appear on the surface have collected, the defect image of the line pad with a not not etched contact section reversed while the defect image of the lead pad that does not contain a short circuit between a contact section and a line is reversed.

Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm, das weitere Ausführungsformen von Betriebs schritten zum Erfassen und Klassifizieren von elektrischen Defekten einer Halbleiter vorrichtung, beispielsweise unter Verwendung der Vorrichtung zum Erfassen von elek trischen Defekten in einer Halbleitervorrichtung von Fig. 1, gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Ganz allgemein unterscheidet sich Fig. 7 von den Betriebsschritten, die in Fig. 6 gezeigt sind, darin, daß die Lochansammlungsbedingung der Elektronenan sammlungsbedingung vorausgeht. Fig. 7 wird ebenso unter Bezugnahme auf Ausfüh rungsformen beschrieben, bei welchen der Ionengenerator 17 verwendet wird. Auch wenn im folgenden Betriebsschritte unter Bezugnahme auf die bestimmte Vorrichtung in Fig. 1 beschrieben werden, ist es ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt ist. FIG. 7 is a flowchart showing other embodiments of operational steps for detecting and classifying electrical defects of a semiconductor device, for example using the device for detecting electrical defects in a semiconductor device of FIG. 1, according to the present invention. In general, Fig. 7 differs from the operations shown in Fig. 6 in that the hole accumulation condition precedes the electron accumulation condition. Fig. 7 is also described with reference to embodiments in which the ion generator 17 is used. Although the steps below will be described with reference to the particular device in Fig. 1, it will be appreciated that the present invention is not so limited.

Die Betriebsschritte beginnen durch ein Ansammeln von Löchern an der Ober fläche von Leitungspads einer Halbleitervorrichtung, die in die Unterkammer 13 in Fig. 1 geladen worden ist, unter Verwendung des Ionengenerators 17 (Block 401). Die Halbleitervorrichtung wird in die Hauptkammer 15 geladen (Block 403) und ein Primä relektronenstrahl mit einem Testpegel wird auf die Leitungspads, in denen Löcher ange sammelt sind, angewendet und Sekundärlelektronen, die von der Oberfläche der Lei tungspads freigesetzt werden, werden erfaßt (Block 404). Demgemäß kann ein Span nungskontrast bzw. -unterschied zwischen den Kontaktpads bestehen und eine erste Defektabbildung kann aus dem Spannungsunterschied erhalten werden (Block 404). Dann wird es bestimmt, ob die erste Defektabbildung eine dunkle Abbildung ist oder nicht (Block 405).The operations begin by collecting holes on the surface of lead pads of a semiconductor device that has been loaded into the subchamber 13 in FIG. 1 using the ion generator 17 (block 401 ). The semiconductor device is loaded into the main chamber 15 (block 403 ) and a primary electron beam with a test level is applied to the line pads in which holes are accumulated, and secondary electrons released from the surface of the line pads are detected (block 404 ). Accordingly, there may be a voltage contrast between the contact pads and a first defect map may be obtained from the voltage difference (block 404 ). It is then determined whether or not the first defect map is a dark map (block 405 ).

Falls die erste Defektabbildung eine dunkle Abbildung ist (Block 405), wird die Halbleitervorrichtung aus der Hauptkammer 15 entladen und in die Unterkammer 13 geladen (Block 407). Elektronen werden an der Oberfläche der Leitungspads dieser Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Ionengenerators 17 angesammelt (Block 409). Ein primärer Elektronenstrahl mit einem Testpegel wird auf die Leitungspads, in denen Elektronen angesammelt sind, angewendet und Sekundärelektronen, die von der Oberfläche der Leitungspads freigesetzt werden, werden erfaßt (Block 410). Dement sprechend kann ein Spannungskontrast zwischen Leitungspads bestehen und eine zweite Defektabbildung wird aus dem Spannungskontrast (Block 410) erzielt. Dann wird es bestimmt, ob die zweite Defektabbildung eine dunkle Abbildung ist oder nicht (Block 411). Falls die zweite Defektabbildung eine dunkle Abbildung ist (Block 411), wird das Leitungspad mit einer dunklen Defektabbildung als einen physikalischen Defekt auf weisend klassifiziert (Block 413). Falls die zweite Defektabbildung keine dunkle Abbil dung ist (Block 411), wird das Leitungspad als einen elektrischen Defekt aufweisend klassifiziert, der durch einen nicht geätzten Kontaktabschnitt verursacht ist (Block 415).If the first defect map is a dark map (block 405 ), the semiconductor device is discharged from the main chamber 15 and loaded into the subchamber 13 (block 407 ). Electrons are accumulated on the surface of the conduction pads of this semiconductor device using an ion generator 17 (block 409 ). A primary electron beam with a test level is applied to the line pads in which electrons are accumulated and secondary electrons released from the surface of the line pads are detected (block 410 ). Accordingly, there may be a voltage contrast between line pads and a second defect map is obtained from the voltage contrast (block 410 ). Then it is determined whether the second defect map is a dark map or not (block 411 ). If the second defect map is dark (block 411 ), the line pad with a dark defect map is classified as having a physical defect (block 413 ). If the second defect map is not a dark image (block 411 ), the lead pad is classified as having an electrical defect caused by an unetched contact portion (block 415 ).

Falls die erste Defektabbildung keine dunkle Abbildung ist (Block 405), wird die Halbleitervorrichtung aus der Hauptkammer 15 entladen und in die Unterkammer 13 geladen (Block 507). Elektronen werden an der Oberfläche von Leitungspads der Halb leitervorrichtung unter Verwendung der Ionengenerators 17 angesammelt (Block 509). Ein Primärelektronenstrahl wird auf die Leitungspads, in denen Elektronen angesam melt sind, angewendet und Sekundärelektronen, die von der Oberfläche der Leitungs pads freigesetzt werden, werden erfaßt (Block 510). Demgemäß besteht ein Spannungs kontrast zwischen jedem der Leitungspads und eine zweite Defektabbildung (welche an dieser Stelle alternativ auch als dritte erfaßte Defektabbildung bezeichnet werden kann) wird aus dem Spannungskontrast erzielt (Block 510). Dann wird bestimmt, ob die zweite Defektabbildung eine dunkle Abbildung ist oder nicht (Block 511). Falls die zweite Defektabbildung eine dunkle Abbildung ist (Block 511), wird das Leitungspad mit dieser dunklen Abbildung als einen elektrischen Defekt aufweisend klassifiziert, der durch eine Verbindungsleckagequelle verursacht worden ist (Block 513). Falls die zweite Defektabbildung keine dunkle Abbildung ist (Block 511), wird das Leitungspad als einen elektrischen Defekt aufweisend klassifiziert, der durch einen Kurzschluß zwi schen einem Kontaktabschnitt und einer Leitungsleitung verursacht worden ist (Block 515). If the first defect map is not a dark map (block 405 ), the semiconductor device is discharged from the main chamber 15 and loaded into the subchamber 13 (block 507 ). Electrons are accumulated on the surface of conduction pads of the semiconductor device using the ion generator 17 (block 509 ). A primary electron beam is applied to the line pads in which electrons are fused and secondary electrons released from the surface of the line pads are detected (block 510 ). Accordingly, there is a voltage contrast between each of the line pads and a second defect map (which can alternatively also be referred to here as the third detected defect map) is obtained from the voltage contrast (block 510 ). It is then determined whether or not the second defect map is a dark map (block 511 ). If the second defect map is a dark map (block 511 ), the line pad with this dark map is classified as having an electrical defect caused by a connection leakage source (block 513 ). If the second defect map is not a dark picture (block 511 ), the line pad is classified as having an electrical defect caused by a short circuit between a contact portion and a line line (block 515 ).

Die Betriebsschritte, die in Bezug auf Fig. 7 beschrieben worden sind, zusam menfassend kann gesagt werden, daß wenn elektrische Defekte in einer Halbleitervor richtung erfaßt werden, nachdem Löcher an der Oberfläche von Leitungspads der Halb leitervorrichtung angesammelt worden sind, ein Leitungspad, das eine dunkle Defektab bildung liefert, indiziert, daß physikalische Defekte oder elektrische Defekte, die durch einen nicht geätzten Abschnitt verursacht worden sind, in der Halbleitervorrichtung be stehen. Nachdem Elektronen an der Oberfläche angesammelt worden sind, wird die De fektabbildung des Leitungspads mit einem nicht geätzten Kontaktabschnitt umgekehrt (reversed), während die Defektabbildung des Leitungspads mit physikalischen Defekten nicht umgekehrt wird. Wenn die Leitungspads keine dunkle Abbildung aufweisen (helle Abbildung), nachdem Löcher an der Oberfläche der Leitungspads angesammelt worden sind, indiziert dies, daß elektrische Defekte bestehen, die durch einen Verbindungs leckage oder einen Kurzschluß zwischen Kontaktabschnitt und Leitungsleitung verur sacht worden sind. Nachdem jedoch Elektronen an der Oberfläche angesammelt worden sind, wird die Defektabbildung des Leitungspads, das einen Kurzschluß zwischen einem Kontaktabschnitt und der Leitungsleitung enthält, nicht umgekehrt, während die Defek tabbildung des Kontaktpads mit einer Verbindungskriechstromquelle umgekehrt wird.The operations described in relation to FIG. 7 in summary can be said that when electrical defects are detected in a semiconductor device after holes have been accumulated on the surface of lead pads of the semiconductor device, a lead pad which is one dark defect map indicates that physical defects or electrical defects caused by an unetched portion exist in the semiconductor device. After electrons are accumulated on the surface, the defect map of the lead pad with an unetched contact portion is reversed, while the defect map of the lead pad with physical defects is not reversed. If the line pads do not have a dark image (light image) after holes have been accumulated on the surface of the line pads, this indicates that there are electrical defects caused by a connection leakage or a short circuit between the contact portion and the line line. However, after electrons are accumulated on the surface, the defect map of the line pad including a short circuit between a contact portion and the line line is not reversed, while the defect map of the contact pad with a connection leakage current source is reversed.

Bei der Zeichnung und der Beschreibung sind typische beispielhafte Ausfüh rungsformen der Erfindung offengelegt worden und obgleich bestimmte Begriffe be nutzt worden sind, wurden sie lediglich in einem allgemeinen und beschreibenden Sinn und nicht zum Zwecke der Beschränkung des Umfangs der Erfindung, wie sie in den folgenden Ansprüchen dargelegt ist, verwendet.Typical drawings are given in the drawing and the description tion forms of the invention have been disclosed and although certain terms be have only been used in a general and descriptive sense and not for the purpose of limiting the scope of the invention as set forth in the following claims is used.

Claims

1. A method of detecting defects in a semiconductor device that includes a plurality of lead pads, the method comprising:
Accumulation of electrons in each of the lead pads;
Detecting a first contrast between each conduction pad based on the secondary electron emissions from each of the conduction pads after electrons have been accumulated in each of the conduction pads;
Accumulation of holes in each of the lead pads;
Detecting a second contrast between each of the line pads due to secondary electron emissions from each of the line pads after holes have been accumulated in each of the line pads;
Determine whether there is a defect in one of the line pads based on the first contrast and the second contrast.

2. The method of claim 1, wherein the detecting steps further apply of a primary electron beam on each of the plurality of conduction pads.

3. The method of claim 1, wherein the step of collecting electrons an accumulation of electrons on a surface of each of the plurality of Lei tion pads, and wherein the step of accumulating holes is a type collect holes on a surface of each of the plurality of lead pads having.

4. The method of claim 1, wherein the step of collecting electrons accumulation of electrons by adjusting the energy of a primary electron beam applied to each of the plurality of lead pads and wherein the step of accumulating holes further turns on collecting the holes by adjusting the energy of a primary electron beam, applied to each of the plurality of lead pads.

5. The method of claim 4, wherein the detecting steps further apply of a primary electron beam on each of the plurality of conduction pads.

6. The method of claim 1, wherein the step of collecting electrons further collecting the electrons using an ion generator and wherein the step of accumulating holes further turns on collecting the holes using an ion generator.

7. The method of claim 1, wherein the step of detecting a first con further includes the step of detecting a first voltage contrast points, which is associated with the one of the line pads, and wherein the step ei capturing a second contrast further includes the step of capturing one has second voltage contrast, which is asso with one of the line pads is adorned.

8. The method of claim 7, wherein the step of detecting a first con trastes also the step of associating either a first bright image or a first dark image with one of the line pads of the detected first voltage contrast, and wherein the step of an Er a second contrast further includes the step of either associating a second light image or a second dark image with the egg NEN of the line pads due to the detected second voltage contrast has.

9. The method of claim 8, wherein the step of determining whether defects are present in one of the line pads due to the first contrast and the second contrast further comprises at least one of the following steps:
Determining that an electrical defect caused by a connection leakage source is present in one of the line pads when the one of the line pads is associated with a first dark image and a second light image;
Determine that an electrical defect caused by a non-etched contact portion between the one of the lead pads and a semiconductor substrate of the semiconductor device is present in one of the lead pads when the one of the lead pads has a first bright image and a second dark image is associated;
Determine that an electrical defect caused by a short circuit between the one of the line pads and an adjacent line line of the semiconductor device is present in the one of the line pads if the one of the line pads has a first bright image and a second bright image is associated;
Determine that a physical defect is present in one of the line pads when the one of the line pads is associated with a first dark image and a second dark image.

10. The method of claim 7, wherein the step of determining a first Voltage contrast associated with one of the lead pads the step of determining the first voltage contrast based on a Comparison value, and wherein the step of detecting a second Voltage contrast associated with one of the lead pads the step of determining the second voltage contrast based on a Comparative value.

11. The method of claim 7, wherein the step of determining a first Voltage contrast associated with one of the lead pads the step of determining the first voltage contrast based on a Comparison of the secondary electron emission from one of the line pads and secondary electron emissions from at least one other of the lines has pads and wherein the step of detecting a second voltage contrast associated with one of the lead pads, further the step determining the second voltage contrast based on a comparison of secondary electron emissions from a conduction pad and secondary electro has at least one of the line pads.

12. The method of claim 1, wherein the step of detecting a first con trastes precedes the step of detecting a second contrast.

13. The method of claim 1, wherein the step of detecting a second Kon trastes precedes the step of detecting a first contrast.

14. The method of claim 1, wherein the step of collecting electrons in each of the line pads also generating a voltage difference between a surface of the semiconductor device and a back of the half Conductor device for providing an accumulation of electrons is provided in each of the line pads.

15. The method of claim 14, wherein the steps of accumulating holes in each of the line pads further generating a voltage difference between a surface of the semiconductor device and a back of the semiconductor device direction, which is intended to provide an accumulation of holes in the Lei tion pads is provided.

16. The method of claim 15, wherein the voltage contrast by adjusting the Energy of a primary electron beam that impinges on the plurality of conduction pads is turned, is generated.

17. A defect detection device in a semiconductor device including a plurality of lead pads, the device comprising:
Means for collecting electrons in each of the conduction pads;
Apparatus for detecting a first contrast between each of the lead pads due to secondary electron emissions from each of the lead pads after electrons have been accumulated in each of the lead pads;
Device for accumulating holes in each of the lead pads;
Apparatus for detecting a second contrast between each of the lead pads due to secondary electron emissions from each of lead pads after holes have been accumulated in each of the lead pads;
Device for determining whether a defect is present in one of the line pads based on the first contrast and the second contrast.

18. The apparatus of claim 17, wherein the device for detecting a first contrast further comprises a device for associating either a first light image or a first dark image with the one of the line pads on the basis of a first detected voltage contrast, and wherein the device for detecting a second Contrast further comprises a device for associating either a second light image or a second dark image with the one of the line pads due to a detected second voltage contrast and wherein the device for determining whether defects in one of the line pads due to the first contrast and the second contrast are present, has at least one of the following devices:
Apparatus for determining that an electrical defect caused by a connection leakage source is present in one of the line pads when the one of the line pads is associated with a first dark image and a second light image;
Apparatus for determining that an electrical defect caused by an unetched contact portion between the one of the lead pads and a semiconductor substrate of the semiconductor device is present in one of the lead pads when the one of the lead pads has a first helical image and a second dark image is associated;
Apparatus for determining that an electrical defect caused by a short circuit between one of the lead pads and an adjacent lead of the semiconductor device is present in one of the lead pads when the one of the lead pads has a first bright image and associated with a second bright image; and
Apparatus for determining that a physical defect is present in one of the line pads when the one of the line pads is associated with a first dark image and a second dark image.

19. A device for detecting defects in a semiconductor device containing a plurality of lead pads, the device comprising:
an electron beam source configured to apply a primary electron beam to the semiconductor device, which has a first state which causes an accumulation of electrons in the line pads, a second state which causes an accumulation of holes in the line pads, and a third state, which enables detection of secondary electron emissions from the line pads; and
a data analyzer configured to detect a first contrast between the conduction pads due to secondary electron emissions from the conduction pads after electrons have been accumulated from the conduction pads and to detect a second contrast between the conduction pads due to secondary electron emissions from the conduction pads after Holes have been accumulated on the line pads and to determine whether there is a defect in one of the line pads due to the first contrast and the second contrast.

20. The apparatus of claim 19, further comprising a platform control unit, those for determining positions of defects that are determined to be present on which semiconductor device is built.

21. A device for detecting electrical defects in a semiconductor device, comprising:
a subchamber in which a semiconductor substrate is loaded;
an ion generator which can dope the surface of the semiconductor substrate with holes (cations) or electrons (anions);
a main chamber connected to the sub-chamber and containing a platform on which the semiconductor substrate is loaded;
an electron beam source unit that can apply a primary electron beam to a semiconductor substrate disposed in the main chamber to detect electrical defects;
a signal processing unit which can detect electrical signals generated by the voltage contrast of the secondary electrons released from the semiconductor substrate after the application of the primary electron beam and which subsequently amplifies the signals;
a data analyzer that analyzes the electrical signals processed by the signal processing unit and determines whether electrical defects have occurred and then statistically processes the electrical signals;
a host computer that can output data regarding the positions of physical defects on the semiconductor substrate that have been received from an external computer and controls all components;
a platform controller that can identify the locations of physical defects on the semiconductor substrate that have been received by the host computer;
an image processing unit that can convert the electrical signals processed by the signal processing unit into an image, and can return the image processing electrical signals to the host computer according to a flowchart that takes over the classification of the electrical defects.

22. Device for detecting electrical defects in a semiconductor device 22. The device of claim 21, wherein the platform control unit moves a platform contains unit that move the platform within the main chamber and a laser interferometer control device which can be connected to the platform movement unit is connected.

23. Device for detecting electrical defects in a semiconductor device A device according to claim 21, wherein the signal processing unit with an image Show unit is connected, which the electrical signals by the signal processing unit have been processed by an image processing visuali can sieren.

24. A method for detecting electrical defects in a semiconductor device, comprising the following steps:
Preparing a semiconductor device including a plurality of wiring lines, insulation layers for insulating the wiring lines, and wiring pads between each of the insulation layers on a semiconductor substrate;
Accumulating a plurality of electrons or holes on the surface of the lead pads;
Applying a primary electrode beam to the lead pads;
Determining electrical defects by detecting the voltage contrast between the line pads, which is caused by the release of secondary electrodes from the line pads after the application of a primary electrode beam.

25. A method for detecting electrical defects in a semiconductor device The claim 24, wherein the step of accumulating electrons or ions Curing on the surface of the line pads using a Jonengenera tors is carried out.

26. A method for detecting electrical defects in a semiconductor device The claim 24, wherein the step of accumulating electrons or ions on the surface of the line pads by adjusting the energy of a Primary electron beam is carried out.

27. A method for detecting electrical defects in a semiconductor device The claim 24, wherein the step of determining electrical defects by converting the voltage contrast into a bright image or one dark illustration is performed.

28. A method for detecting electrical defects in a semiconductor device, comprising the following steps:
Preparing a semiconductor device including a plurality of wiring lines, insulation layers for insulating the wiring lines, and wiring pads formed between the insulation layers on a semiconductor substrate;
Accumulation of electrons on the surface of the lead pads;
first detecting a defect map obtained from the voltage contrast between the line pads caused by the release of secondary electrons from the line pads after application of a primary electron beam to the line pads with the accumulated electrons;
Determining whether a defect image is a dark image or not;
Accumulation of holes on the surface of the lead pads if the first defect image he captured is a dark image;
Second, detecting a defect map obtained from the voltage difference between the line pads caused by the release of secondary electrons from the line pads after application of a primary electron beam to the line electrons with the holes collected;
Determining that the power pad whose second detected defect map is a dark map has physical defects and that the lead pad whose defect map is not a dark map has electrical defects caused by an interconnect leak source;
Accumulation of holes on the surface of the line pads if the first defect image it is not a dark image;
third detection of a defect image obtained from the voltage difference between the line pads caused by the release of secondary electrons from the line pads after the application of a primary electron beam to the line pads with the holes collected;
Determine that the line pad whose third detected defect image is a dark image has electrical defects caused by an unetched contact portion, and that the line pad whose defect image is not a dark image has electrical defects caused by a short circuit between the lead pad and a lead line.

29. A method for detecting electrical defects in a semiconductor device The claim 28, wherein the step of accumulating electrons or ions on the surface of the line pads by adjusting the energy of a Primary electron beam is carried out.

30. A method for detecting electrical defects in a semiconductor device, comprising the following steps:
Preparing a semiconductor device including a plurality of wiring lines, insulation layers for insulating the wiring lines, and wiring pads formed between the insulation layers on a semiconductor substrate;
Accumulation of holes on the surface of the lead pads;
first detecting a defect map obtained from the voltage contrast between the line pads caused by the release of secondary electrons from the line pads after the application of a primary electron beam to the line pads with the holes collected;
Determining whether a defect image is a dark image or not;
Accumulation of electrons on the surface of the lead pads if the first defect image detected is a dark image;
Second detection of a defect image, which is obtained from the voltage contrast between the conduction pads, which has been caused by the release of secondary electrons from the conduction pads after the application of a primary electron beam to the conduction pads with the accumulated electrons;
Determining that the power pad whose second detected defect image is a dark image has physical defects and that the lead pad whose defect image is not a dark image has electrical defects caused by an unetched contact portion;
Accumulation of electrons on the surface of the lead pads if the first defect image detected is not a dark image;
third detecting a defect map obtained from the voltage contrast between the lead pads caused by the release of secondary electrons from the lead pads after application of a primary electron beam to the lead pads with the accumulated electrons;
Determine that the line pad whose third detected defect image is a dark image has electrical defects caused by a connection leakage source portion, and that the line pad whose defect image is not a dark image has electrical defects caused by a short between the Line pad and a line line have been caused.

31. A method for detecting electrical defects in a semiconductor device 31. The method of claim 30, wherein the step of collecting electrons or solder Curing on the surface of the line pads using a Jonengenera tors is carried out.