DE112016006427T5

DE112016006427T5 - Defektprüfvorrichtung

Info

Publication number: DE112016006427T5
Application number: DE112016006427.6T
Authority: DE
Inventors: Masaki Hasegawa; Katsunori Onuki; Noriyuki Kaneoka; Hisaya Murakoshi; Tomohiko Ogata
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2016-03-16
Filing date: 2016-03-16
Publication date: 2018-10-31
Also published as: JPWO2017158742A1; CN108603851A; WO2017158742A1; CN108603851B; JP6788660B2; US20190079025A1

Abstract

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Defektprüfvorrichtung vorzusehen, mit der es möglich ist, einen latenten Materialfehler mit einer hohen Präzision oder mit einer hohen Geschwindigkeit zu detektieren. Um diese Aufgabe zu erfüllen, ist diese Defektprüfvorrichtung versehen mit: einem Probenträgerelement, das eine Probe trägt, auf die ein Elektronenstrahl eingestrahlt wird, der von einer Elektronenquelle emittiert wird; einer Energiequelle zum Anlegen einer negativen Spannung zum Bilden eines elektrischen Verlangsamungsfelds in Bezug auf den Elektronenstrahl, der auf die Probe einstrahlt, die von dem Probenträgerelement getragen wird; einem Abbildungselement, an dem ein Bild von Elektronen, die reflektiert werden, ohne die Probe zu erreichen, über das elektrische Verlangsamungsfeld abgebildet wird; einer Ultraviolett-Lichtquelle, die ein Ultraviolett-Licht zur Probe emittiert; und einer Rechnerverarbeitungsvorrichtung, die ein Bild verarbeitet, welches auf der Basis eines Signals erzeugt wird, das von dem Abbildungselement erhalten wird. Die Rechnerverarbeitungsvorrichtung bestimmt den Typ eines Defekts in der Probe auf der Basis einer Vielzahl von Bildsignalen, die erhalten werden, wenn das Ultraviolett-Licht unter mindestens zwei Strahlungsbedingungen emittiert wurde.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wafer-Defektprüfverfahren und eine Defektprüfvorrichtung, und betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung eines Defekts auf der Basis eines Bilds, das durch geladene Teilchenemission gebildet wird.
Technischer Hintergrund
Zur Wafer-Defektprüfung wird eine Elektronenstrahlvorrichtung verwendet, die ein Bild evaluiert, welches durch Detektieren eines Elektrons gebildet wird, das durch Einstrahlen eines geladenen Teilchenstrahls auf eine Probe erfasst wird. In der Patentliteratur 1 wird eine Defektprüfvorrichtung geoffenbart, die einen Materialfehler auf der Basis eines Bildsignals detektiert, das durch Elektronenstrahlemission erfasst wird. In der Patentliteratur 1 bildet die Vorrichtung, die einen Elektronenstrahl zum Einstrahlen auf das gesamte Prüffeld auf einer Wafer-Oberfläche in der Nähe der Wafer-Oberfläche durch Anlegen einer negativen Spannung nahe bei der Beschleunigungsspannung des emittierten Elektronenstrahls auf einen Wafer invertiert, das invertierte Elektron auf einer Elektronenlinse ab und erfasst ein Elektronenbild zur Prüfung. Ein Bild kann durch Abbilden des invertierten Elektrons gebildet werden (eines Spiegelelektrons) .
Außerdem wird in der Nicht-Patentliteratur 1 beschrieben, dass zur Anwendung eines solchen Spiegelelektronenmikroskops das Detektieren eines Materialfehlers eines Halbleiterkristalls erfolgen kann. In der Nicht-Patentliteratur 1 wird beschrieben, dass ein Spiegelelektronenbild, das in einem Zustand erfasst wird, in dem Ultraviolett-Licht eingestrahlt wird, zum Detektieren eines laminierten Defekts einer SiC-Epitaxieschicht geeignet ist. Eine Ladung, die innerhalb einer Probe durch das Einstrahlen von Ultraviolett-Licht erzeugt wird, wird von dem laminierten Defekt der SiC-Epitaxieschicht erfasst, und eine Äquipotentialfläche wird durch eine lokale Ladung verzerrt. Da ein Schatten in einem Spiegelelektronenbild auch durch eine geringfügige Verzerrung der Äquipotentialfläche erzeugt wird, kann der laminierte Defekt mit hoher Empfindlichkeit unter Verwendung des Spiegelelektronenmikroskops detektiert werden.
Literaturliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. 3534582 (entspricht US-Patent Nr. 6,979,823 )
Nicht-Patentliteratur
Nicht-Patentliteratur 1: M. Hasegawa and T. Ohno, J. Appl. Phys., 110,073507 (2001)
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In einem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung wird eine Miniaturschaltung auf einem Halbleiter-Wafer gebildet, der poliert ist, um eine hochglanzpolierte Oberfläche zu sein. Wenn Fremdmaterial und ein Materialfehler oder ein Kristalldefekt, eine konvertierte Schicht eines Kristalls und andere auf einem solchen Wafer vorliegen, wird eine Defekt- und Materialverschlechterung in einem Verfahren zur Bildung eines Schaltungsmusters verursacht, eine hergestellte Vorrichtung wird nicht normal betrieben, die Zuverlässigkeit des Betriebs wird verschlechtert, und die hergestellte Vorrichtung wird nicht als Produkt fertiggestellt.
Das oben angeführte SiC, das für eine Leistungsvorrichtung verwendet wird, ist in verschiedenen Eigenschaften ausgezeichnet, einschließlich der Spannungsfestigkeit als Leistungsvorrichtungsmaterial, verglichen mit Si, das ein bisher verwendeter Halbleiter ist, da jedoch SiC eine ausgezeichnete chemische Stabilität aufweist und hart ist, sind die Herstellung in eine Wafer-Form und das Polieren schwierig.
Bevor ein Vorrichtungsmuster auf einem SiC-Wafer gebildet wird, wird eine SiC-Epitaxieschicht gebildet. Der Wafer wird durch mechanisches Polieren endbearbeitet, um eine hochglanzpolierte Fläche zu sein, es ist jedoch erforderlich, die Oberfläche auf atomarer Ebene flach und frei von Störungen in einem Kristall durch die Anwendung eines chemo-mechanischen Polierens (CMP) auf den Wafer und Entfernen einer durch die Bearbeitung beeinträchtigten Schicht, die durch das mechanische Polieren verursacht wird, auszubilden. Es ist jedoch schwierig, die optimale Zeit für das CMP einzustellen, die durch die Bearbeitung beeinträchtigte Schicht, die durch das mechanische Polieren verursacht wird, bleibt innerhalb der Fläche zurück, und es kann ein extrem kleiner Materialfehler gebildet werden. Wenn eine Fläche einer zurückbleibenden, durch die Bearbeitung beeinträchtigten Region flach ist, und die Größe des Materialfehlers klein ist, ist es schwierig, diese zu detektieren. Eine solche beeinträchtigte Region und ein solcher Materialfehler werden in der folgenden Beschreibung als latenter Materialfehler bezeichnet.
Wenn eine epitaxiale Schicht auf einer Wafer-Fläche aufgewachsen wird, auf der ein latenter Materialfehler zurückbleibt, tritt eine Abnormalität mit dem latenten Materialfehler als Ausgangspunkt in einem atomaren Schritt auf, und es kann eine großteils unregelmäßige Struktur gebildet werden. Da eine hohe Spannungsfestigkeit deutlich verschlechtert ist, wenn eine Vorrichtung mit einer Fläche gebildet wird, die solche Unregelmäßigkeiten aufweist, kann die Vorrichtung nicht für eine Leistungsvorrichtung verwendet werden. Demgemäß ist die Prüfung äußerst wichtig, ob ein latenter Materialfehler zurückbleibt oder nicht.
Ein Defekt kann durch Beobachtung in einem lokal geladenen Zustand durch Einstrahlen von Ultraviolett-Licht aufgezeigt werden, wie in der Nicht-Patentliteratur 1 durch das in der Patentliteratur 1 geoffenbarte Spiegelelektronenmikroskop geoffenbart, der Defekt hat jedoch verschiedene Typen, und die Typen können durch das oben angeführte Spiegelelektronenmikroskop nicht ausreichend unterschieden werden. Insbesondere können Defekte unterschiedlicher Typen durch Ultraviolett-Lichteinstrahlung ähnlich erscheinen. Inzwischen ist die Einstrahlung von Ultraviolett-Licht ein geeignetes Verfahren zum Aufzeigen eines Defekts, und es besteht ein Bedarf an einer Kompatibilität der Detektion eines Defekts mit hoher Empfindlichkeit und einer Verstärkung einer Defektunterscheidbarkeit. Außerdem besteht auch ein Bedarf an einer Beschleunigung eines Prüfverfahrens, um die Produktivität eines Wafers zu verstärken.
Im Nachstehenden wird eine Defektprüfvorrichtung vorgeschlagen, die als Aufgabe mindestens entweder die Detektion eines latenten Materialfehlers und anderen mit hoher Präzision oder die Detektion eines latenten Materialfehlers und anderen mit hoher Geschwindigkeit hat.
Lösung für das Problem
Als ein Aspekt zur Erfüllung der oben angeführten Aufgabe wird die folgende Defektprüfvorrichtung vorgeschlagen. Die Defektprüfvorrichtung ist versehen mit: einem Probenträgerelement, das eine Probe trägt, auf die ein Elektronenstrahl eingestrahlt wird, der von einer Elektronenkanone emittiert wird; einer Energiequelle zum Anlegen einer negativen Spannung zur Erzeugung eines elektrischen Verzögerungsfelds für den Elektronenstrahl, der auf die Probe einstrahlt, die von dem Probenträgerelement getragen wird; einem Abbildungselement, in dem ein Elektron, das reflektiert wird, ohne die Probe zu erreichen, von dem elektrischen Verzögerungsfeld abgebildet wird; einer Ultraviolett-Lichtquelle, die Ultraviolett-Licht zur Probe strahlt; und einem Prozessor, der ein Bild verarbeitet, welches erzeugt wird, auf der Basis eines Signals, das von dem Abbildungselement erfasst wird. Der Prozessor bestimmt einen Typ eines Defekts der Probe auf der Basis einer Vielzahl von Bildsignalen, die erfasst werden, wenn das Ultraviolett-Licht unter mindestens zwei Strahlungsbedingungen ausgestrahlt wird.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der oben angeführten Auslegung wird die Durchführung der Defektbestimmung mit hoher Präzision oder die Detektion mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht.
Figurenliste

1 veranschaulicht einen Umriss einer Spiegelelektronenmikroskop-Prüfvorrichtung.
2 veranschaulicht eine Ladung einer von einer Bearbeitung beeinträchtigten Region (eines latenten Materialfehlers), die durch Ultraviolett-Strahlung verursacht wird.
3 veranschaulicht ein Kontrastbildungsprizip des Spiegelelektronenmikroskops.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Prüfverfahren unter Verwendung des Spiegelelektronenmikroskops zeigt.
5 veranschaulicht ein Anzeigebeispiel von Defektinformationen, die von dem Spiegelelektronenmikroskop erfasst werden.
6 veranschaulicht eine Variation eines Spiegelelektronenmikroskop-Bilds, wenn eine Ultraviolett-Strahlungsbedingung variiert wird.
7 veranschaulicht eine Variation eines Spiegelelektronenmikroskop-Bilds, wenn eine Ultraviolett-Strahlungsbedingung variiert wird.
8 veranschaulicht eine Variation eines Spiegelelektronenmikroskop-Bilds, wenn eine Ultraviolett-Strahlungsbedingung variiert wird.
9 ist ein Flussdiagramm, das ein automatisches Defektprüfverfahren unter Verwendung des Spiegelelektronenmikroskops zeigt.
10 ist ein Flussdiagramm, das ein automatisches Defektprüfverfahren unter Verwendung des Spiegelelektronenmikroskops zeigt.
11 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Identifikation eines Typs eines Defekts auf der Basis von Informationen zeigt, die von einem Spiegelelektronenmikroskop-Bild erfasst werden.
12 zeigt ein Beispiel eines Defektprüfsystems, welches das Spiegelelektronenmikroskop aufweist.

Beschreibung von Ausführungsformen
Als Wafer-Prüftechnik wurden eine Technik (Prüftechnik vom optischen Streuungstyp) zum Detektieren von Licht, das auf einer Fläche eines Wafers gestreut wird, indem auf die Wafer-Fläche Licht mit Wellenlängen von sichtbarem Licht bis Ultraviolett-Licht (hier im Nachstehenden nur als Licht bezeichnet) eingestrahlt wird, und eine Prüfvorrichtung, die eine optische Mikroskoptechnik anwendet, wie Dunkelfeldabbildung, verwendet. Ein Defekt kann jedoch nicht durch die oben angeführte Prüftechnik unter Verwendung von Licht detektiert werden, da die Entwicklung einer Mikronisierung einer Halbleitervorrichtung u.a. und die Qualitätssicherung von Wafern behindert werden.
Eine durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region (ein latenter Materialfehler) unterhalb der Wafer-Fläche mit einem bedeutenden Effekt auf die Epitaxieschichtbildung durch SiC kann von der früheren optischen Prüftechnik nicht detektiert und gesteuert werden. Da kein Mittel zum Evaluieren, ob ein latenter Materialfehler unterhalb einer Wafer-Fläche existiert oder nicht, und eine Oberflächendichte latenter Materialfehler vorgesehen werden, auch wenn eine Verbesserung und Beschleunigung eines CMP-Verfahrens versucht werden, können daher optimale Verfahrensbedingungen nicht bestimmt werden. Als Ergebnis wird die technische Entwicklung zur Verstärkung der Produktivität von Wafern behindert, und ein Einheitspreis eines SiC-Wafers kann nicht reduziert werden.
Die folgenden Ausführungsformen betreffen eine Defektprüfvorrichtung, die mit einem Spiegelelektronenmikroskop versehen ist, das latente Materialfehler u.a. detektieren kann, insbesondere einem Spiegelelektronenmikroskop, das eine Prüfung mit hoher Geschwindigkeit und hoher Präzision durchführen kann. Es wurde berücksichtigt, dass, da die Dichte von Verunreinigungen in einem SiC-Wafer vor der Epitaxieschichtbildung um ungefähr das Zehntausend- bis Hunderttausendfache höher ist, verglichen mit der Dichte von Verunreinigungen in der epitaxialen Schicht selbst, und die Leitfähigkeit hoch ist, die Ladung nicht gehalten wird, auch wenn ein Laden eines latenten Bilds durch Ultraviolett-Strahlung versucht wird. Da ein existierender Bereich eines latenten Materialfehlers jedoch auf die Umgebung einer Wafer-Fläche begrenzt ist, wird durch die Forschung der Erfinder der vorliegenden Erfindung manifestiert, dass eine lokale Ladung für eine ausreichende Zeit gehalten wird, die für eine Beobachtung erforderlich ist, auch wenn die Dichte von Verunreinigungen in dem Wafer hoch ist.
In den folgenden Ausführungsformen wird eine Defektprüfvorrichtung beschrieben, die hauptsächlich mit einem Spiegelelektronenmikroskop versehen ist, welches ein Spiegelelektron detektiert, das durch Emittieren eines Elektronenstrahls zu einem Ort erfasst wird, auf den Ultraviolett-Licht eingestrahlt wird, um mehrere Spiegelelektronenmikroskop-Bilder zu erfassen, wenn Ultraviolett-Licht unter einer ersten und zweiten, mindestens zwei Bedingungen ausgestrahlt wird, und um einen Defekt unter Verwendung dieser mehreren Spiegelelektronenbilder zu identifizieren. Konkreter werden hinsichtlich eines Abschnitts, in dem der Kontrast variiert, der in einem Spiegelelektronenbild auftritt, das Spiegelelektronenbild und ein Bild verglichen, das durch Variieren einer Ultraviolett-Strahlungsbedingungen, wie der Strahlungsintensität, erfasst wird, und ein Typ eines Defekts wird in Abhängigkeit davon spezifiziert, ob ein Unterschied zwischen den Spiegelelektronenbildern besteht oder nicht.
Da gemäß der oben angeführten Auslegung ein latenter Materialfehler u.a. innerhalb einer Wafer-Fläche vor dem Epitaxieschichtwachstum spezifiziert werden können, kann ein Zustand der Wafer-Fläche nach einem CMP-Verfahren geeignet evaluiert werden. Das CMP-Verfahren kann durch eine solche Evaluierung optimiert werden, und die Verstärkung der Produktivität von Wafern wird ermöglicht.
Erste Ausführungsform
Im Nachstehenden wird eine Prüfvorrichtung unter Verwendung eines Spiegelelektronenmikroskops mit Bezugnahme auf 1 beschrieben. In 1 sind jedoch eine Pumpe zur Vakuumabsaugung, ihre Steuereinheit, eine Abgasrohrleitung, ein Transportsystem detektierter Wafer u.a. weggelassen. Außerdem ist zur Erläuterung eine Bahn eines Elektronenstrahls übertriebener dargestellt als eine tatsächliche Bahn.
Zuerst wird die Emission eines Elektronenstrahls beschrieben. Ein emittierter Elektronenstrahl 100a, der von einer Elektronenkanone 101 emittiert wird, wird von einem Separator 103 abgelenkt, um ein Elektronenstrahl zu sein, der ein ungefähr paralleler Fluss ist, welcher von einer Kondensorlinse 102 fokussiert wird, und der emittierte Elektronenstrahl strahlt auf einen Wafer 104 ein, der zu prüfen ist. Für die Elektronenkanone 101 wird eine Schottky-Emissionselektronenquelle vom Zr/O/W-Typ verwendet, die einen kleinen Lichtquellendurchmesser aufweist und die Erfassung eines großen Stromwerts ermöglicht; eine Elektronenquelle, wie eine LaB6-Elektronenquelle, welche die Erfassung eines höheren Stromwerts ermöglicht, und eine Kalt-Kathodenelektronenquelle mit höherer Helligkeit können jedoch auch verwendet werden. Außerdem kann die Elektronenkanone 101 auch eine Immersionselektronenquelle mit überlagertem Magnetfeld sein, in deren Nähe eine elektromagnetische Linse angeordnet ist. Die Spannung und der Strom, die zum Betreiben der Elektronenkanone 101 erforderlich sind, wie eine Extraktionsspannung der Elektronenkanone 101, eine Beschleunigungsspannung eines emittierten Elektronenstrahls und ein Heizstrom eines Elektronenquellenfilaments, werden von einer Elektronenkanonen-Steuereinheit 105 zugeführt und gesteuert. Da es erforderlich ist, dass die Innenseite der Elektronenkanone 101 auf einem ultrahohen Vakuum kleiner oder gleich 10^-6 Pa gehalten wird, wenn die Schottky-Emissionselektronenquelle und die Kalt-Kathodenelektronenquelle für eine Elektronenquelle verwendet werden, ist ein Vakuumventil zur Aufrechterhaltung eines Vakuums bei der Wartung u.a. vorgesehen.
In der Figur wird die Kondensorlinse 102 als eine Linse dargestellt, die Kondensorlinse kann jedoch auch ein elektro-optisches System sein, das durch das Kombinieren mehrerer Linsen und eines Multipols erfasst wird, um so emittierte Elektronenstrahlen mit einem höheren Parallelisierungsgrad zu erfassen. Die Kondensorlinse 102 ist so eingestellt, dass die Elektronenstrahlen auf eine hintere Fokalebene einer Objektivlinse 106 fokussiert werden. Die Objektivlinse 106 ist eine elektrostatische Linse oder eine elektromagnetische Linse, die jeweils durch mehrere Elektroden ausgelegt sind.
Der Separator 103 ist installiert, um einen Elektronenstrahl, der zum geprüften Wafer 104 emittiert wird, und einen Spiegelelektronenstrahl, der vom geprüften Wafer 104 zurückgeführt wird, zu trennen. In dieser Ausführungsform wird ein Separator verwendet, der einen Elektronenstrahlablenker verwendet. Der Elektronenstrahlablenker kann eingestellt sein, um einen Elektronenstrahl abzulenken, der von der Oberseite stammt, und um einen Elektronenstrahl, der von der Unterseite stammt, gerade zu machen. In diesem Fall ist eine optische Elektronensäule zum Zuführen eines emittierten Elektronenstrahls geneigt, wie in 1 gezeigt, und eine optische Elektronensäule zum Abbilden eines reflektierten Elektrons ist aufrecht. Außerdem kann für den Separator auch ein Ablenker verwendet werden, der nur ein Magnetfeld nutzt. Ein Magnetfeld ist in einer senkrechten Richtung zu einer optischen Achse eines Elektronenstrahls angeordnet, der emittierte Elektronenstrahl wird in einer Richtung des geprüften Wafers 104 abgelenkt, und ein Elektron von dem geprüften Wafer 104 wird in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung abgelenkt, in der sich der emittierte Elektronenstrahl bewegt. In diesem Fall sind eine optische Achse des emittierten Elektronenstrahls und eine optische Achse der Elektronenstrahl-Abbildungssäule lateral symmetrisch mit einer optischen Achse der Objektivlinse im Zentrum.
Wenn eine Aberration beim Ablenken des emittierten Elektronenstrahls 100a durch den Separator korrigiert werden muss, kann auch zusätzlich eine Anordnung zum Korrigieren der Aberration angeordnet sein. Wenn der Separator 103 ein magnetischer Ablenker ist, ist außerdem eine Hilfsspule vorgesehen, um die Aberration zu korrigieren.
Der emittierte Elektronenstrahl 100a, der vom Separator 103 abgelenkt wird, ist ausgebildet, um ein Elektronenstrahl mit einem parallelen Fluss zu sein, der vertikal auf eine Fläche des geprüften Wafers 104 durch die Objektivlinse 106 einfällt. Da, wie oben beschrieben, die Kondensorlinse zur Emission 102 eingestellt ist, um Elektronenstrahlen auf einen hinteren Brennpunkt 100b der Objektivlinse 106 zu fokussieren, können Elektronenstrahlen mit einem höheren Parallelisierungsgrad auf den geprüften Wafer 104 einstrahlen. Ein Bereich, auf den der emittierte Elektronenstrahl 100a auf dem geprüften Wafer 104 eingestrahlt wird, hat beispielsweise eine Fläche von 10 000 µm² . Die Objektivlinse 106 ist mit einer Anode zum Anheben von Spiegelelektronen an der Oberseite der Fläche des geprüften Wafers 104 versehen.
Ein Wafer-Halter 109 ist auf einem beweglichen Objekttisch 108, der von einer Steuereinheit 107 für den beweglichen Objekttisch gesteuert wird, über einem Isolierelement installiert, und der geprüfte Wafer 104 wird auf den Wafer-Halter gelegt. Ein Verfahren zum Antreiben des beweglichen Objekttischs 108 sind senkrecht zu geraden Bewegungen oder eine Rotationsbewegung mit dem Zentrum des geprüften Wafers 104 im Rotationszentrum und eine gerade Bewegung in einer radialen Richtung des Wafers oder eine Kombination dieser Bewegungen. Außerdem können zusätzlich zu diesen Bewegungen auch eine vertikale gerade Bewegung und eine Bewegung in einer Gradientenrichtung hinzugefügt werden. Der bewegliche Objekttisch 108 ordnet die gesamte oder einen Teil der Fläche des geprüften Wafers 104 in einer Elektronenstrahl-Einstrahlposition an, das heißt, auf der optischen Elektronenachse der Objektivlinse 106 durch diese Bewegungen.
Um die Fläche des geprüften Wafers 104 auf ein negatives Potential zu bringen, legt eine Energiequelle 110 mit hoher Spannung (eine Energiequelle zum Anlegen einer negativen Spannung) eine negative Spannung ungefähr gleich der Beschleunigungsspannung des Elektronenstrahls an den Wafer-Halter 109 an. Der emittierte Elektronenstrahl 100a wird vor dem geprüften Wafer 104 durch ein elektrisches Verzögerungsfeld verzögert, das von der negativen Spannung erzeugt wird, die an den Wafer-Halter 109 (das Probenträgerelement) angelegt wird. Die an den Wafer-Halter 109 angelegte negative Spannung wird genau eingestellt, um eine Elektronenbahn in einer entgegengesetzten Richtung zu invertieren, bevor die negative Spannung mit dem geprüften Wafer 104 kollidiert. Ein an dem Wafer reflektiertes Elektron wird ein Spiegelelektron 100c.
Das Spiegelelektron 100c wird von der Objektivlinse 106 und anderen Abbildungslinsen fokussiert und wird in ein Bildsignal konvertiert, das auf ein Abbildungselement projiziert wird. Da in dieser Ausführungsform der Separator 103 der Elektronenstrahlablenker ist, kann der Separator so gesteuert werden, dass keine Ablenkaktion auf die Elektronenstrahlen ausgeübt wird, die von der Unterseite stammen, das Spiegelelektron 100c bewegt sich direkt in einer aufrechten Abbildungssäulenrichtung, und ein erstes Bild wird sequentiell von einer Zwischenelektronenlinse 111 und einer Projektionselektronenlinse 112 abgebildet.
Die Zwischenlinse 111 und die Projektionsline 112 sind eine elektrostatische oder elektromagnetische Linse. Ein Endelektronenbild wird erweitert und auf einen Bilddetektor 113 projiziert. In 1 ist die Projektionselektronenlinse 112 als eine Elektronenlinse dargestellt; die Projektionslinse kann jedoch auch durch mehrere Elektronenlinsen und einen Multipol ausgelegt sein, um mit hoher Vergrößerung erweitert zu werden und eine Bildverzerrung zu korrigieren. Obwohl sie in 1 nicht gezeigt sind, sind Ablenker zur feineren Einstellung eines Elektronenstrahls, ein astigmatischer Kompensator u.a. vorgesehen, wenn notwendig.
Ultraviolett-Licht von einer Ultraviolett-Lichtquelle 113 wird von einem Spektroskop 114 dispergiert und strahlt auf den geprüften Wafer 104 durch ein optisches Ultraviolett-Element 115 ein. Da der geprüfte Wafer 104 in einem Vakuum gehalten wird, wird das Ultraviolett-Licht in jenes auf der Luftseite und jenes auf der Vakuumseite durch ein Fenster aus einem Material (beispielsweise Quarz) geteilt, welches das Ultraviolett-Licht überträgt, und das Ultraviolett-Licht, das von dem optischen Ultraviolett-Element 115 emittiert wird, strahlt auf den Wafer durch das Fenster ein. Oder die Ultraviolett-Lichtquelle 113 kann auch in dem Vakuum installiert sein. In diesem Fall wird eine Wellenlänge nicht von dem Spektroskop 114 ausgewählt, sondern es können auch eine Festkörperkomponente, die Ultraviolett-Licht mit einer spezifischen Wellenlänge emittiert, u.a. verwendet werden. Eine Einstrahlungswellenlänge des Ultraviolett-Lichts ist eine Wellenlänge, die beispielsweise einer größeren Energie als eine Bandlücke von Wafer-Materialien entspricht. Oder in Abhängigkeit von einer Situation eines Energiepegels in der Bandlücke der Wafer-Materialien kann auch eine Wellenlänge mit einer niedrigeren Energie als die Bandlücke für eine Wellenlänge ausgewählt werden, die einen Träger in Halbleitermaterialien erzeugt. Ultraviolett-Licht wird über eine optische Faser übertragen, und zwischen der Ultraviolett-Lichtquelle 113 und dem Spektroskop 114 und zwischen dem Spektroskop und dem optischen Ultraviolett-Element 115. Oder die Ultraviolett-Lichtquelle 113 und das Spektroskop 114 können auch integriert sein. Wenn ein Filter, das nur Wellenlängen in einem spezifischen Bereich übertragt, für die Ultraviolett-Lichtquelle 113 vorgesehen werden kann, kann außerdem auch kein Spektroskop 114 verwendet werden.
Der Bilddetektor 116 (das Abbildungselement) konvertiert ein Bild des Spiegelelektrons 100c in ein elektrisches Signal und überträgt das Signal zu einer Defektbestimmungseinheit 117. Der Bilddetektor 116 kann auch als ein Beispiel durch einen Fluoreszenzbildschirm zum Konvertieren eines Elektronenstrahls in sichtbares Licht und eine Kamera ausgelegt sein, die ein Elektronenbild auf dem Fluoreszenzbildschirm abbildet, oder kann auch durch einen zweidimensionalen Detektor ausgelegt sein, der ein Elektron detektiert, wie als weiteres Beispiel eine CCD. Ein Mechanismus zur Verdoppelung der Intensität eines Elektronenstrahls und der Intensität der Fluoreszenz kann auch vorgesehen sein.
Ein Spiegelelektronenbild an jedem Ort auf der Fläche des Wafers 104 wird aus dem Bilddetektor 116 ausgegeben, wobei der bewegliche Objekttisch 108 angetrieben wird.
Der bewegliche Objekttisch 108 kann bei jeder Abbildung auch gestoppt werden oder kann auch weiter bei einer festgelegten Geschwindigkeit bewegt werden, ohne gestoppt zu werden. Im letzteren Fall nimmt der Bilddetektor 116 eine Abbildung vom Zeitverzögerungsintegrations-(TDI-) Typ vor. Da keine Zeit zur Beschleunigung/Verlangsamung des beweglichen Objekttischs 108 erforderlich ist, wird eine Prüfung mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht, die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Objekttischs 108 und eine Signaltransferrate (eine Linienrate) des Abbildungselements müssen jedoch synchronisiert sein.
Eine Betriebsbedingung jeder von verschiedenen Einheiten, die eine Bedingung des oben angeführten TDI-Abbildungsbetriebs einschließt, wird in eine/aus einer Prüfsystemsteuereinheit 118 eingegeben/ausgegeben. Verschiedene Bedingungen einer Beschleunigungsspannung beim Erzeugen eines Elektronenstrahls, einer Elektronenstrahl-Ablenkbreite, Ablenkgeschwindigkeit, Objekttisch-Bewegungsgeschwindigkeit, Bildsignal-Extraktionszeitgebung aus dem Bilddetektor und eine Ultraviolett-Einstrahlbedingung werden in die Prüfsystemsteuereinheit 118 eingegeben. Die Prüfsystemsteuereinheit 118 steuert umfassend die Steuereinheit 107 für den beweglichen Objekttisch, eine elektro-optische Systemsteuereinheit 119, die jedes elektro-optische Element steuert, eine Steuereinheit für die Ultraviolett-Lichtquelle 113 und das Spektroskop 114 u.a. Die Prüfsystemsteuereinheit 118 kann auch durch mehrere Computer ausgelegt sein, die jeweils über eine Kommunikationsleitung angeschlossen sind. Außerdem ist eine mit einem Monitor ausgestattete Eingabe-Ausgabe-Einheit 120 installiert und ermöglicht eine Einstellung durch einen Bediener des Detektors, die Eingabe von Betriebsbedingungen, die Ausführung einer Prüfung u.a.
Wenn eine Instruktion zur Ausführung einer Prüfung von dem Bediener über die mit dem Monitor ausgestattete Eingabe-Ausgabe-Einheit 120 eingegeben wird, wird der bewegliche Objekttisch 108 angetrieben, und ein spezifizierter Prüf startpunkt auf dem Wafer 104 wird unmittelbar unter das Zentrum der Objektivlinse 106 bewegt. Nachdem der Bilddetektor 116 ein Spiegelelektronenbild erfasst, wird der bewegliche Objekttisch 108 um einen Betrag äquivalent zu einem eingestellten Wert bewegt, das nächste Spiegelelektronenbild wird abgebildet, und der Vorgang wird bis zu einer Abbildungsposition wiederholt, die als Prüfendposition eingestellt ist. Bis die Abbildung der im Wesentlichen gesamten Fläche des Wafers 104 beendet ist, kann dieser Vorgang auch wiederholt werden, nachdem ein festgelegter Bereich des Wafers 104 geprüft ist, wird jedoch der bewegliche Objekttisch zu einem anderen Ort bewegt, und die Prüfung eines festgelegten Bereichs kann auch erneut gestartet werden. Die oben angeführte TDI-Abbildung eines Spiegelelektronenbilds ist zweckmäßiger, wenn die im Wesentlichen gesamte Fläche des Wafers 104 geprüft wird.
Als Nächstes wird ein Detektionsprinzip einer verbleibenden durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region (eines latenten Materialfehlers) auf der SiC-Wafer-Fläche durch das Spiegelelektronenmikroskop mit Bezugnahme auf 2 beschrieben. In dieser Ausführungsform wird die verbleibende durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region unter Verwendung eines Ladungsphänomens der durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region durch Ultraviolett-Einstrahlung detektiert. 2(a) zeigt schematisch eine Situation eines Querschnitts der Wafer-Fläche, wenn kein Ultraviolett-Licht eingestrahlt wird. Eine Zeichnung (1) zeigt einen Fall, wo eine durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region unter der flachen Fläche existiert, und zeigt die dreieckige durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region. Da in diesem Fall keine Unregelmäßigkeit auf der Fläche existiert, wird keine durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region in einem früheren optischen Verfahren detektiert. Eine Zeichnung (2) zeigt einen Fall, wo eine Konkavität, wie ein Materialfehler, auf der Fläche existiert und eine durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region weiter innerhalb des Wafers zurückbleibt. Eine Zeichnung (3) zeigt einen Fall, wo, obwohl eine Konkavität auf der Fläche existiert, keine durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region innerhalb des Wafers existiert. Wenn in den Fällen (2), (3) jede Breite der Konkavitäten breiter ist als eine Beugungsgrenze, kann die durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region in dem optischen Verfahren detektiert werden, es kann jedoch nicht unterschieden werden, ob die innere durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region existiert oder nicht. Äquipotentialflächen, auf denen ein eingestrahltes Elektron invertiert wird, sind auch über den Wafer-Flächen zusammen gezeigt. Da keine lokale Ladung und keine Unregelmäßigkeit auf der Fläche in dem Fall (1) existieren, ist die Äquipotentialfläche flach. Da die Konkavitäten auf den Flächen in den Fällen (2), (3) existieren, auch wenn keine lokale Ladung existiert, ist jede Äquipotentialfläche auch entlang jeder Kontur konkav.
2(b) zeigt eine Variation des Potentials, wenn Ultraviolett-Licht auf diese defekten Abschnitte einstrahlt. Für eine Wellenlänge des einstrahlenden Ultraviolett-Lichts ist eine Wellenlänge kürzer als eine Wellenlänge geeignet, die einer Bandlückenenergie (3,4 eV in einem Fall von 4H-SiC, das normalerweise für einen Wafer verwendet wird) von Wafer-Materialien entspricht. Wenn das Ultraviolett-Licht einstrahlt, wird ein Träger im Inneren bis zu einer Tiefe erzeugt, in die das Ultraviolett-Licht übertragen wird. In einem Fall eines n-Typ-Halbleiters wird ein Elektron in einer durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region erfasst und wird lokal negativ geladen.
In einem Fall eines p-Typ-Halbleiters wird, da ein Loch abgefangen wird, dieses positiv geladen. Äquipotentialflächen in den Zeichnungen in 2(b) zeigen Fälle, wo die durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Regionen im Fall des n-Typ-Halbleiters negativ geladen werden. In einem Fall in der Zeichnung (1) wird ein lokal negativ geladener Bereich verursacht, und die Äquipotentialfläche wird verstärkt, um konvex zu sein. Obwohl in einem Fall in der Zeichnung (2) die Fläche konkav ist, ist der Verstärkungseffekt durch eine negative Ladung stärker, und die Äquipotentialfläche ist auch konvex. Da in einem Fall in der Zeichnung (3) kein geladener Bereich existiert, bleibt die Äquipotentialfläche konkav unabhängig davon, ob Ultraviolett-Licht einstrahlt oder nicht.
Das Spiegelelektronenmikroskop konvertiert Unregelmäßigkeiten an der Äquipotentialfläche in Kontrast und bildet diesen ab. Sein Prinzip wird mit Bezugnahme auf 3 (a) im Nachstehenden allgemein beschrieben. 3(a) zeigt schematisch eine Situation einer Bahnumkehr eines einstrahlenden Elektrons, wenn Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche existieren. Äquipotentialflächen werden gemäß Oberflächenkonturen transformiert. In dem Spiegelelektronenmikroskop strahlt ein einstrahlender Elektronenstrahl auf die Probenfläche im Wesentlichen parallel ein und seine Bahn wird auf einer festgelegten Äquipotentialfläche invertiert. Wenn die Fläche konkav ist, und die Äquipotentialfläche konkav ist, wird der Elektronenstrahl in einer fokussierten Weise invertiert. Wenn die Fläche konvex ist und die Äquipotentialfläche verstärkt ist, wird hingegen eine Bahn des Elektronenstrahls in einer dispergierten Weise invertiert.
Das Elektron, dessen Bahn invertiert wird, bildet ein Elektronenbild durch die Objektivlinse . Unregelmäßigkeiten der Äquipotentialflächen können als Kontrast eines Elektronenbilds durch Verschieben einer Fokalebene der Objektivlinse von der Probenfläche angezeigt werden. In 3 sind die Fokalebenen auf der Oberseite der Fläche eingestellt, wie durch eine gestrichelte Linie gezeigt. Wenn in diesem Fall die Äquipotentialfläche konkav ist und Bahnen von Elektronenstrahlen invertiert werden, wobei die Strahlen fokussiert werden, werden die Elektronenstrahlen auf die Fokalebene konzentriert und treten als heller Punkt in einem Elektronenbild auf. Wenn die Äquipotentialfläche verstärkt ist und Bahnen der Elektronenstrahlen invertiert werden, wobei die Strahlen dispergiert werden, sinkt hingegen die Dichte von Elektronen auf der Fokalebene, und die Elektronen treten als dunkler Abschnitt in einem Elektronenbild auf.
Unter einer solchen optischen Bedingung, dass die Fokalebene virtuell auf der Unterseite der Probenfläche eingestellt wird, im Gegensatz zu den in 3 gezeigten Fällen, wenn die Äquipotentialfläche konvex ist, treten Elektronen als heller Punkt auf, und wenn die Äquipotentialfläche konkav ist, treten Elektronen als dunkler Kontrast in einem Elektronenbild auf. Wenn, wie in 3(b) gezeigt, eine Äquipotentialfläche konkav ist oder verstärkt wird, wenn ein lokal positiv oder negativ geladener Bereich existiert, auch wenn die Fläche eben ist, treten hingegen Elektronen als Kontrast in einem Elektronenbild auf die gleiche Weise auf wie Unregelmäßigkeiten an der Fläche. Das Beispiel, dass eine Position der Fokalebene von der Objektivlinse eingestellt wird, wird oben beschrieben, ein Fokus der Objektivlinse wird jedoch festgelegt, und eine fokale Bedingung kann auch durch eine Zwischenelektronenlinse und eine Projektionselektronenlinse jeweils posterior eingestellt werden.
Wenn das in 2 gezeigte Phänomen und das in 3 gezeigte Spiegelelektronenbild-Bildungsprinzip verwendet werden, wird eine Unterscheidung eines Defekts, wie eines latenten Materialfehlers, durch das Spiegelelektronenmikroskop ermöglicht. Beispielsweise tritt in dem Fall des flachen latenten Materialfehlers, der in 2 (a) gezeigt wird, kein Kontrast in einem Spiegelelektronenbild in einem Zustand auf, wo kein Ultraviolett-Licht ausgestrahlt wird, wenn jedoch Ultraviolett-Licht ausgestrahlt wird, wird die Äquipotentialfläche verstärkt, um eine Situation zu sein, die in einer Zeichnung (2) in 3(b) gezeigt wird, und ein dunkler Kontrast tritt in einem Spiegelelektronenbild auf. Das heißt, wenn ein dunkler Kontrast detektiert wird, wenn Ultraviolett-Licht ausgestrahlt wird, kann der dunkle Kontrast als latenter Materialfehler beurteilt werden, wenn der dunkle Kontrast verschwindet oder ausgedünnt wird, indem eine Variation angelegt wird, wie ein Stoppen der Ausstrahlung von Ultraviolett-Licht oder ein Verringern der Intensität auf eine Ultraviolett-Strahlungsbedingung.
4 zeigt einen Fluss eines Prüfvorgangs durch das Spiegelelektronenmikroskop auf der Basis des oben angeführten Prinzips. Jedes elektro-optische Element (die Elektronenkanone 101, die Kondensorlinse 102, der Separator 103, die Objektivlinse 106, die Zwischenelektronenlinse 111 und die Projektionselektronenlinse 112) der Prüfvorrichtung, der Bilddetektor 116, ein Ultraviolett-Strahlungssystem u.a. sind unter einer zuvor eingestellten Bedingung eingestellt.
Zuerst spezifiziert in einem Schritt zur Eingabe einer Prüfbedingung (1) der Bediener einen zu prüfenden Bereich auf einem Wafer. Auf der mit einem Monitor ausgestatteten Eingabe-Ausgabe-Einheit 120 werden eine geschätzte Anzahl abgebildeter Bilder, ein geschätzter Wert der gesamten Prüfzeit u.a. zusätzlich zu einer Karte eines geprüften Bereichs angezeigt, und die mit einem Monitor ausgestattete Eingabe-Ausgabe-Einheit wird berücksichtigt, so dass der Bediener eine effiziente Prüfbedingung einstellen kann. Verschiedene Bedingungen hinsichtlich eines geprüften Bereichs, der Reihenfolge der Prüfung u.a., die jeweils von dem Bediener eingestellt werden, werden in der Prüfsystemsteuereinheit 118 gespeichert, und dieselbe Prüfbedingung kann für mehrere Wafer verwendet werden, wenn der Bediener die Bedingungen aufruft. Wenn der Bediener eine Prüfbedingung bestimmt, weist der Bediener einen Start des Prüfvorgangs über die mit einem Monitor ausgestattete Eingabe-Ausgabe-Einheit 120 an. Die Prüfsystemsteuereinheit 118 erteilt eine Instruktion zum Laden des Wafers auf die Vorrichtung, wenn die Steuereinheit eine Instruktion empfängt.
In einem Schritt zum Laden des Wafers (2) wird der zu prüfende Wafer 104, der vom Bediener spezifiziert wird, auf den Wafer-Halter 109 gelegt, und der Wafer-Halter 109 wird auf dem beweglichen Objekttisch 108 in der Vorrichtung installiert. Danach wird der bewegliche Objekttisch 108 zu einer Position bewegt, die zuvor vom Bediener spezifiziert wird. Zusätzlich wird ein negatives Potential, das in der Prüfsystemsteuereinheit 118 gespeichert ist, an den Wafer-Halter 109 von der Energiequelle 110 mit hoher Spannung angelegt. Hinsichtlich einer Anode zum Erzeugen eines elektrischen Felds an der Oberseite des Wafers 104 von den Komponenten der Objektivlinse 106 kann ein Risiko einer Entladung durch die Anwendung dieses Schritts fallabhängig reduziert werden.
In einem Schritt zum Einstellen einer Abbildungsbedingung (3) wird der Wafer zu einer Wafer-Position bewegt, die vom Bediener spezifiziert wird oder in der Prüf systemsteuereinheit 118 registriert ist, wo die Abbildungsbedingung von dem beweglichen Objekttisch 108 einzustellen ist. In dieser Position strahlen ein Elektronenstrahl und Ultraviolett-Licht auf den Wafer ein. Die Einstrahlung von Ultraviolett-Licht kann auch durch Beleuchten der Lichtquelle gestartet werden, eine Blende ist installiert, und die Einstrahlung von Ultraviolett-Licht kann auch durch Öffnen der Blende gestartet werden. Die Einstrahlung eines Elektronenstrahls wird ausgeführt, indem eine Abblendung (nicht gezeigt) freigegeben wird oder durch Öffnen eines Vakuumventils der Elektronenkanone 101. Ein Spiegelelektronenbild wird vom Bilddetektor 116 abgerufen und wird auf der mit einem Monitor ausgestatteten Eingabe-Ausgabe-Einheit 120 angezeigt. Der Bediener stellt einen negativen Spannungswert ein, der dem Wafer-Halter 109 zugeführt wird, und eine andere elektro-optische Bedingung, wobei das angezeigte Spiegelelektronenbild überwacht wird, wenn notwendig.
In einem Schritt zum Erfassen eines Prüfbilds (4) wird der bewegliche Objekttisch zu einer Prüfstartposition bewegt, die von dem Bediener in Schritt (1) eingestellt wird, und das Spiegelelektronenbild wird vom Bildetektor 116 erfasst, wobei der bewegliche Objekttisch gemäß Bildkoordinaten, die in Schritt (1) eingegeben werden, unter der Steuerung der Steuereinheit 107 für den beweglichen Objekttisch bewegt wird. Eine Bedingung der elektro-optischen Elemente, die zum Erfassen des Spiegelelektronenbilds erforderlich ist, wird zu jeder Zeit von der Steuereinheit 119 für das elektro-optische System aufrechterhalten. Das Spiegelelektronenbild wird von der Defektbestimmungseinheit 117 zu jeder Zeit analysiert, und es wird beurteilt, ob der Spiegelelektronenbildkontrast einer spezifischen Kontur detektiert wird oder nicht. Diese spezifische Kontur wird in der Defektbestimmungseinheit 117 von dem Bediener zuvor registriert und ist beispielsweise ein Streifen, eine Ellipse u.a. Diese werden als mögliche Kontur registriert, wenn eine durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region zurückbleibt.
Wenn der Kontrast des Spiegelelektronenbilds, von dem geschätzt wird, dass er die durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region ist, in Schritt (4) detektiert wird, wird in einem Schritt (5) zum Bestimmen einer durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region der bewegliche Objekttisch 108 gestoppt, und ein Typ der durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region wird spezifiziert. Diese Bestimmung wird ausgeführt, indem eine Variation der Intensität des ausgestrahlten Ultraviolett-Lichts u.a. gemäß dem oben angeführten Grundprinzip angewendet wird. Der Typ der durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region wird in Abhängigkeit davon bestimmt, ob ein Unterschied in dem Spiegelelektronenbild durch die Variation der Ultraviolett-Strahlungsbedingung gefunden wird oder nicht. Wenn die Bestimmung des Typs des Defekts beendet ist, werden die Position des beweglichen Objekttischs, ein Bestimmungsergebnis, ob die durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region existiert oder nicht, u.a. in der Prüfsystemsteuereinheit 118 aufgezeichnet, und der Prozess wird wieder zum Prüfbild-Erfassungsmodus in Schritt (4) zurückgeführt.
9 ist ein Flussdiagramm, das ein konkreteres Verfahren zum Bestimmen des Typs des Defekts unter Verwendung des Spiegelelektronenmikroskops zeigt. Inhalte des in 9 gezeigten Prozesses werden in einem vorherbestimmten Aufzeichnungsmedium als Betriebsprogramm (Rezept) zur Steuerung des Elektronenmikroskops gespeichert. 12 zeigt ein Beispiel eines Defektprüfsystems, das einen Prozessor 1203 aufweist, der mit einem Speichermedium (einem Speicher 1206) zum Speichern des Rezepts zum automatischen Ausführen einer Defektprüfung versehen ist. Das in 12 gezeigte System umfasst das Spiegelelektronenmikroskop 1200, das mit einem Körper 1201 des Spiegelelektronenmikroskops und einer Steuereinheit 1202 versehen ist, die das Spiegelelektronenmikroskop steuert, den Prozessor 1203, der ein Signal zur Steuerung des Spiegelelektronenmikroskops 1200 zuführt und ein Bildsignal verarbeitet, das von dem Spiegelelektronenmikroskop erfasst wird, eine Eingabe-Ausgabe-Vorrichtung 1210 zum Eingeben erforderlicher Informationen und Ausgeben von Prüfinformationen und eine externe Prüfvorrichtung 1211.
Der Prozessor 1203 umfasst eine Rezeptausführungsvorrichtung 1204, die das in dem Speicher 1203 gespeicherte Betriebsprogramm zur Steuereinheit 1202 überträgt, und eine Bildverarbeitungsvorrichtung 1205, die ein Bildsignal verarbeitet, das von dem Spiegelelektronenmikroskop erfasst wird. Die Bildverarbeitungsvorrichtung 1205 umfasst eine Bildanalyseeinheit 1207, die bestimmt, ob Defektkandidaten u.a. in Bilddaten enthalten sind oder nicht, eine Bildbestimmungseinheit 1208, die einen Typ eines Defekts unter den Defektkandidaten bestimmt, und eine Einheit 1209 zum Bestimmen, ob eine Prüfung erforderlich ist oder nicht, die bestimmt, ob eine erneute Prüfung unter Verwendung des Spiegelelektronenmikroskops auf der Basis der Bestimmung des Defekts auszuführen ist oder nicht. In der Bildanalyseeinheit 1207 werden ein dunkler Abschnitt und ein heller Abschnitt beispielsweise auf der Basis einer Binärisierungsverarbeitung u.a. eines Bilds unterschieden, und eine Kontur und andere des dunklen Bereichs oder des hellen Bereichs werden bestimmt. Wenn bei der Bestimmung der Kontur ein linearer Luminanzvariationsbereich existiert, der beispielsweise in einer spezifischen Richtung lang ist und in der Breite schmal ist, wird der Abschnitt als Defektkandidat bestimmt. Außerdem wird in der Defektbestimmungseinheit 1208 ein Typ des Defekts gemäß den in 9 und 11 gezeigten Flüssen spezifiziert. Ferner wird ein Verfahren durch die Einheit 1209 zum Bestimmen, ob eine Prüfung erforderlich ist oder nicht, um zu bestimmen, ob eine Prüfung auf der Basis der Bilderfassung erneut auszuführen ist oder nicht auf der Basis der Defektkandidatinformationen, mit Bezugnahme auf das in 9 gezeigte Flussdiagramm im Nachstehenden detailliert beschrieben.
Das in 1 und 12 gezeigte Spiegelelektronenmikroskop führt eine automatische Prüfung gemäß dem in 9 gezeigten Flussdiagramm aus. Zuerst wird eine Probe (ein SiC-Wafer in dieser Ausführungsform) in eine Vakuumprobenkammer in dem Spiegelelektronenmikroskop geladen (Schritt 901). Als Nächstes wird der bewegliche Objekttisch 108 auf der Basis der Prüfpositionsinformationen gesteuert, die in dem Rezept gespeichert sind, um so eine Prüfobjektposition in eine Position zu positionieren, auf die ein Elektronenstrahl eingestrahlt wird (Schritt 902). In einem Fall einer gesamten Flächenprüfung wird eine Position, auf die ein Elektronenstrahl eingestrahlt wird, so positioniert, dass der gesamte Bereich des Wafers eingeschlossen ist. Als Nächstes wird ein Bild in einem Zustand, in dem Ultraviolett-Licht einstrahlt, durch das Ausstrahlen von Ultraviolett-Licht und Emittieren eines Elektronenstrahls jeweils zu der positionierten Prüfposition erfasst (Schritte 903, 904). In der Bildanalyseeinheit 1207 wird bestimmt, ob ein vorherbestimmter Konturbereich mit Kontrast in einem erfassten Bildsignal existiert oder nicht (Schritt 905) . In dieser Ausführungsform wird, da eine Prüfung vorgenommen wird, dass ein lineares Muster als Defekt bestimmt wird, kein Muster außer dem linearen Muster als Defekt angesehen, alle Bilder, in denen ein Bereich mit Kontrast existiert, können jedoch auch als Defektkandidat bestimmt werden, ohne eine Kontur zu bestimmen. Außerdem kann auch eine andere Kontur als Defektkandidat identifiziert werden.
Als Nächstes erzeugt die Einheit 1209 zum Bestimmen, ob eine Prüfung erforderlich ist oder nicht, ein Bild auf der Basis eines Bestimmungsergebnisses eines Kontrasts in dem linearen Muster durch Emittieren eines Elektronenstrahls nach dem Stoppen der Ausstrahlung von Ultraviolett-Licht (Schritte 906, 907), oder bestimmt einen Defekt als Materialfehler ohne einen latenten Materialfehler, der in der Zeichnung (3) in 2 gezeigt ist (Schritt 909). Die Bildanalyseeinheit 1207 bestimmt die Luminanz in einem linearen Abschnitt in einem Bild, das in einem Zustand erfasst wird, in dem kein Ultraviolett-Licht ausgestrahlt wird (Schritt 908). Die Defektbestimmungseinheit 1208 bestimmt einen linearen Abschnitt, dessen Evaluierung von dunkel bis kein Kontrast variiert, als flachen latenter Materialfehler unter Verwendung des in 2 gezeigten Phänomens, und bestimmt einen Abschnitt, dessen Evaluierung von dunkel bis hell variiert, als latenten Materialfehler mit einem Materialfehler (Schritt 909). Wenn der lineare Abschnitt dunkel bleibt unabhängig davon, ob Ultraviolett-Licht ausgestrahlt wird oder nicht, kann der lineare Abschnitt auch als unbekannter Defekt identifizieren werden, und ein Fehler kann auch verursacht werden unter der Beurteilung, dass die Prüfung nicht geeignet vorgenommen wird. Außerdem kann der lineare Abschnitt auch als andere Kristallgitterverzerrung evaluiert werden und kann auch als kein latenter Materialfehler bestimmt werden. Wenn ein Typ eines solchen Defekts spezifiziert werden kann, kann ferner der lineare Abschnitt auch gemäß dem Typ bestimmt werden. Der Prozessor 1203 registriert die oben angegebenen Bestimmungsinformationen (die Defektidentifikationsinformationen) und Koordinateninformationen des Wafers gemeinsam im Speicher 1206 und andere (Schritt 910) . Die oben angeführte Verarbeitung wird fortgesetzt, bis die Prüfung des gesamten Wafers oder spezifizierter Orte, die zu prüfen sind, beendet ist.
In dieser Ausführungsform wird zur Erhöhung der Effizienz der Prüfung und Beschleunigung der Prüfung hinsichtlich eines Materialfehlers ohne einen latenten Materialfehler ein Prüfverfahren auf der Basis von Bildinformationen übersprungen, in dem kein Ultraviolett-Licht ausgestrahlt wird. Die Erfassung eines Bilds in dem Zustand, in dem kein Ultraviolett-Licht ausgestrahlt wird, kann minimal ausgebildet werden, indem ein Beurteilungsalgorithmus angewendet wird, der in dieser Ausführungsform beschrieben wird, die Effizienz der Prüfung und Beschleunigung der Prüfung können realisiert werden. Das heißt, der Effekt der Manifestierung eines defekten Abschnitts durch Einstrahlen von Ultraviolett-Licht kann erfasst werden, wodurch Arbeit bei der Erfassung eines Bilds eingespart wird.
10 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Erfassen eines Bilds zeigt, wenn Ultraviolett-Licht ausgestrahlt wird, bzw. eines Bilds, wenn kein Ultraviolett-Licht ausgestrahlt wird, in Bezug auf die gesamte Fläche des Wafers oder alle spezifizierten Prüforte und die Bestimmung eines Defekttyps. Die Schritte 901 bis 908 und 910 sind gleich wie die Schritte in dem in 9 gezeigten Flussdiagramm. In einem Schritt 1001 wird ein Defekttyp auf der Basis des in 11 gezeigten Beurteilungsalgorithmus bestimmt. In 10 wird ein Beispiel gezeigt, dass eine Prüfung durch beide von Strahlemission und Defektanalyse vorgenommen wird, ein Bild, wenn Ultraviolett-Licht ausgestrahlt wird, und ein Bild, wenn kein Ultraviolett-Licht ausgestrahlt wird, in Bezug auf die gesamte Fläche des Wafers oder alle spezifizierten Prüf orte werden erfasst und zuvor gespeichert, und ein Defekt kann auch kollektiv unter Verwendung der gespeicherten Informationen später bestimmt werden.
In einem in 11 gezeigten Analyseverfahren wird zuerst ein Bild analysiert, das erfasst wird, wenn Ultraviolett-Licht ausgestrahlt wird, und die Luminanz eines Kontrastbereichs wird bestimmt, der von einem anderen Abschnitt unterscheidbar ist (Schritt 1101) . Wenn kein Kontrastbereich erkannt wird, wird das Bild als kein Defekt identifiziert (Schritt 1103). Als Nächstes wird ein Bild analysiert, das erfasst wird, wenn kein Ultraviolett-Licht ausgestrahlt wird, und die Luminanz eines Kontrastbereichs wird bestimmt (Schritt 1102). Auf der Basis des Analyseergebnisses wird ein Kontrastbereich, dessen Evaluierung von dunkel bis kein Kontrast variiert, als flacher latenter Materialfehler bestimmt, ein Kontrastbereich, dessen Evaluierung von dunkel bis hell variiert, wird als latenter Materialfehler mit einem Materialfehler bestimmt, ein Kontrastbereich, dessen Evaluierung von hell bis hell variiert, wird als Materialfehler ohne latenten Materialfehler bestimmt, und andere Kontrastbereiche werden als andere Kristallgitterverzerrung, kein latenter Materialfehler, unbekannter Defekt oder nicht-prüfbar (Error) bestimmt (Schritt 1103).
Wie oben beschrieben, kann eine Hochpräzisionsdetektion eines Defekts unter Verwendung nicht nur von Luminanzinformationen, sondern auch Informationen in Bezug auf eine Variation eines Bilds, wenn eine Ladungsbedingung variiert wird, für ein Bestimmungskriterium eines Defekts realisiert werden.
Eine geprüfte Position kann auch auf der Basis von Koordinateninformationen eines Defekts spezifiziert werden, die in einer externen Prüfvorrichtung 1211 erfasst werden, wie einer optischen Prüfvorrichtung.
6 zeigt ein Verfahren zur Bestimmung einer durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region eines n-Typ-4H-SiC-Wafers vor einer Expitaxieschichtbildung. 6(a) zeigt ein Modell eines linearen Kontrasts, der in dem Spiegelelektronenbild in Schritt (4) in 4 auftritt. Die Fokalebene der Objektivlinse wird an der Oberseite der Wafer-Fläche eingestellt, und wenn die Äquipotentialfläche transformiert wird, um konvex zu sein, tritt ein dunkler Kontrast auf. Der in 6(a) gezeigte dunkle lineare Kontrast zeigt, dass eine durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region lokal negativ geladen sein kann.
Bei der Bildverarbeitung durch die Defektbestimmungseinheit 117 und die Bildanalyseeinheit 1207 wird beispielsweise beurteilt, ob ein dunkler Kontrast in dem Spiegelelektronenbild auftritt oder nicht. Die Prüfsystemsteuereinheit 118 stoppt den beweglichen Objekttisch 107 und geht zur Bestimmungsarbeit weiter, ob der Kontrast durch die negative Ladung der durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region gebildet wird oder eine Reflexion einer konvexen Kontur auf der Ebene ist. Variationen, die als Modelle in 6 gezeigt werden, durch eine Variation einer Ultraviolett-Strahlungsbedingung für das Spiegelelektronenbild in der durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region sind ein Beispiel, und die Variationen sind vielfältig in Abhängigkeit von der Breite und Tiefe der durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region. Eine Variation als Beurteilungskriterium des Spiegelelektronenbildkontrasts wird von dem Bediener unter Berücksichtigung der Größe einer zu detektierenden durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region eingestellt.
Die Ultraviolett-Einstrahlung auf den Wafer kann gestoppt werden, indem die Blende der Ultraviolett-Lichtquelle 113 geschlossen wird. Wenn der dunkle Kontrast zu einem hellen Kontrast beim Stoppen der Ultraviolett-Strahlung variiert, wie in dem Modell des in 6(b) gezeigten Spiegelelektronenbilds gezeigt, wird bestimmt, dass der dunkle Kontrast eine lineare durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region mit einer Konkavität an der Fläche ist, die dem Fall (2) in 2 (a), (b) entspricht. Wenn hingegen kaum eine Variation gefunden wird, wie in 6(c) gezeigt, wird bestimmt, dass keine durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region existiert. Die Variation des Spiegelelektronenbilds vor und nach dem Stoppen der Ultraviolett-Strahlung wird beurteilt, indem ein Differentialbild zwischen dem in 6 (a) gezeigten Spiegelelektronenbild und dem in 6(b) oder 6(c) gezeigten Spiegelelektronenbild in der Defektbestimmungseinheit 117 hergestellt wird, und in Abhängigkeit davon, ob der Unterschied die Wahrscheinlichkeit eines voreingestellten Unterschieds überschreitet oder nicht.
Wenn die Abbildung von Spiegelelektronenbildern in einem Prüfbereich beendet ist, der von dem Bediener eingestellt wird, weist die Prüfsystemsteuereinheit 118 die mit einem Monitor versehene Eingabe-Ausgabeeinheit 120 an, eine Position des beweglichen Objekttischs anzuzeigen, in der die durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region in einer Karte abgebildet wird. 5 zeigt ein Anzeigebeispiel auf einer grafischen Bedienerschnittstelle (GUI) der mit einem Monitor versehenen Eingabe-Ausgabeeinheit 120. Nur eine Karte der durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Regionen wird extrahiert. Auf dieser GUI wird eine Größe eines zu prüfenden Wafers in einem Wafer-Größe-Anzeigefeld 121 angezeigt. Ein Prüfergebnis wird zusammen mit einem Umriss des Wafers in einem Kartenanzeigebereich 122 angezeigt. Eine Position, die kontinuierlich auf dem Wafer abgebildet wird, wird als Beobachtungsortanzeige 123 angezeigt. Ein Ort, der als durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region bei der Bestimmung der durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region in Schritt (5) bestimmt wird, wird als Ortsanzeige 124 der Existenz der durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region angezeigt. Ein Ort, von dem bestimmt wird, dass keine durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region existiert, wird auch als Anzeige 125 in einem Zustand angezeigt, in dem der Ort von einer durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region unterschieden wird. Außerdem wird eine weitere Klassifikation in Abhängigkeit von einem Unterschied im Spiegelelektronenbildkontrast und einem Ausmaß des Unterschieds durch die Variation der Ultraviolett-Strahlungsbedingung durchgeführt, wenn notwendig, und ein Ergebnis kann auch in dem Kartenanzeigebereich 112 angezeigt werden. Ferner kann auch ein Ort, an dem die Äquipotentialfläche konvex ist, während Ultraviolett-Licht einstrahlt, selektiv in der oben angeführten Karte als möglicher Ort einer durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region angezeigt werden.
Gemäß dieser Ausführungsform kann die durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region (der latente Materialfehler) des SiC-Wafers in der Prüfvorrichtung unter Verwendung des Spiegelelektronenmikroskops detektiert werden.
Zweite Ausführungsform
In der ersten Ausführungsform wurde das Beispiel beschrieben, dass Ultraviolett-Strahlung und Ultraviolett-Nicht-Strahlung durch Öffnen/Schließen der Blende der Ultraviolett-Lichtquelle umgeschaltet werden können. In dieser Ausführungsform wird eine Variation eines Spiegelelektronenbilds erfasst, die durch Variieren der Intensität von Ultraviolett-Strahlung verursacht wird, und es wird bestimmt, ob eine durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region existiert oder nicht.
7 veranschaulicht ein Verfahren zum Bestimmen einer durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region durch Verringern der Ultraviolett-Intensität. Wie in 6 wird das Bestimmungsverfahren mit einem n-Typ-4H-SiC-Wafer vor der Epitaxieschichtbildung als Objekt gezeigt. 7 (a) zeigt ein Modell eines linearen Kontrasts, der in einem Spiegelelektronenbild auftritt, während eine Wafer-Fläche in Schritt (4) geprüft wird, der in 4 gezeigt wird. Das Modell zeigt, dass eine durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region lokal negativ geladen sein kann. In dieser Ausführungsform wird das Einstellen der Ultraviolett-Intensität einer Ultraviolett-Lichtquelle 113 variiert, und die Intensität der Ultraviolett-Strahlung zum Wafer wird verringert. Wenn die Ultraviolett-Lichtquelle 113 selbst keine Ultraviolett-Intensitätseinstellfunktionhat, wird ein Strahldämpfer unter Verwendung eines Filters und eines Diaphragmas hinzugefügt.
Wenn die Breite und Dunkelheit eines Steifens wie in einem Modell eines Spiegelelektronenbilds, das in 7(b) gezeigt ist, mit sinkender Ultraviolett-Strahlungsintensität variieren, wird bestimmt, dass der lineare Kontrast eine durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region mit einer Konkavität an der Wafer-Fläche ist, die dem Fall (2) in 2 entspricht. Wenn hingegen kaum eine Variation gefunden wird, wie in 7(c), wird bestimmt, dass keine durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region existiert. Die Variation des Spiegelelektronenbilds vor und nach dem Stoppen des Ultraviolett-Lichts wird beurteilt, indem ein Differentialbild zwischen dem in 7(a) gezeigten Spiegelelektronenbild und dem in 7 (b) oder 7(c) gezeigten Spiegelelektronenbild in der Defektbestimmungseinheit 117 hergestellt wird, und in Abhängigkeit davon, ob der Unterschied die Wahrscheinlichkeit eines voreingestellten Unterschieds überschreitet oder nicht.
Die Variationen, die durch die Variation der Ultraviolett-Strahlungsbedingung für das Spiegelelektronenbild in der durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region verursacht werden, und die als Modelle in 7 gezeigt werden, sind ein Beispiel, und die Variationen sind vielfältig in Abhängigkeit von der Breite und Tiefe der durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region. Eine Variation des Spiegelelektronenbildkontrasts als Beurteilungskriterium wird vom Bediener unter Berücksichtigung der Größe einer durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region eingestellt, die zu detektieren ist.
Gemäß dieser Ausführungsform kann in der Prüfvorrichtung unter Verwendung des Spiegelelektronenmikroskops die durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region (der latente Materialfehler) des SiC-Wafers detektiert werden.
Dritte Ausführungsform
In den oben angeführten Ausführungsformen wurden die Prüfvorrichtungen beschrieben, die bestimmen, ob die durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region existiert oder nicht, unter Verwendung der Variation der Ultraviolett-Strahlungsintensität. In dieser Ausführungsform wird ein Verfahren zum Bestimmen auf der Basis der Verschiebung eines Bilds beschrieben, das durch Variieren einer Wellenlänge von ausgestrahltem Ultraviolett-Licht erfasst wird. 8 veranschaulicht ein Verfahren zum Bestimmen einer durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region durch das Variieren einer Ultraviolett-Wellenlänge. Wie in 6 gezeigt, wird das Verfahren zum Bestimmen eines n-Typ-4H-SiC-Wafers vor der Epitaxieschichtbildung gezeigt. 8 (a) zeigt ein Modell eines linearen Kontrasts, der in dem Spiegelelektronenbild auftritt, während die Wafer-Fläche in Schritt (4) in 4 geprüft wird. 8 (a) zeigt, dass eine durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region verursacht werden kann, indem sie lokal negativ geladen wird.
In dieser Ausführungsform wird eine Wellenlänge von ausgestrahltem Ultraviolett-Licht durch Steuern eines Spektroskops 114 u.a. variiert. Die Wellenlänge von ausgestrahltem Ultraviolett-Licht wird von der Wellenlänge, die einer höheren Energie als eine Bandlücke von 4H-SiC entspricht, zu einer Wellenlänge, die einer niedrigeren Energie als die Bandlücke entspricht, variiert. Ultraviolett-Licht oder sichtbares Strahlungslicht mit der Wellenlänge, die der niedrigeren Energie als die Bandlücke entspricht, kann keinen Träger in dem Wafer erzeugen und kann keine Ladung zu einer durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region zuführen. Wenn ein dunkler Kontrast zu einem hellen Kontrast, wie in einem Modell des in 8(b) gezeigten Spiegelelektronenbilds gezeigt, beim Variieren einer Wellenlänge von ausgestrahltem Ultraviolett-Licht variiert, wird bestimmt, dass eine lineare durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region mit einer Konkavität an einer Fläche existiert, die dem in 2 (a), (b) gezeigten Fall (2) entspricht. Wenn hingegen der dunkle Kontrast kaum variiert, wie in 8(c) gezeigt, wird bestimmt, dass keine durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region existiert. Die Variation des Spiegelelektronenbilds vor und nach dem Stoppen von Ultraviolett-Licht wird beurteilt, indem ein Differentialbild zwischen dem in 8(a) gezeigten Spiegelelektronenbild und dem in 8(b) oder 8(c) gezeigten Spiegelelektronenbild in der Defektbestimmungseinheit 117 hergestellt wird, und in Abhängigkeit davon, ob der Unterschied die Wahrscheinlichkeit eines voreingestellten Unterschieds überschreitet oder nicht.
Die Variationen, die als Modelle in 8 gezeigt werden und die durch die Variation einer Ultraviolett-Strahlungsbedingung für das Spiegelelektronenbild in der durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region verursacht werden, sind ein Beispiel, und die Variationen sind vielfältig in Abhängigkeit von der Breite und Tiefe der durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region. Eine Variation des Spiegelelektronenbildkontrasts als Beurteilungskriterium wird vom Bediener unter Berücksichtigung der Größe einer durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region eingestellt, die zu detektieren ist.
In dieser Ausführungsform wird eine Wellenlänge von ausgestrahltem Ultraviolett-Licht unter der Steuerung eines Spektroskops 114 variiert, die Wellenlänge von ausgestrahltem Ultraviolett-Licht kann jedoch auch variiert werden, indem mehrere Filter mit unterschiedlichen Wellenlängen vorgesehen werden und diese manuell ausgetauscht werden. Zu dieser Zeit wird eine Filteraustauschfunktion durch eine Prüfsystemsteuereinheit 118 derart gesteuert, dass die Filter automatisch oder von einem Bediener über eine mit einem Monitor ausgestattete Eingabe-Ausgabe-Einheit 120 ausgetauscht werden können.
Gemäß dieser Ausführungsform kann in der Prüfvorrichtung unter Verwendung des Spiegelelektronenmikroskops die durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region (der latente Materialfehler) des SiC-Wafers detektiert werden.
Vierte Ausführungsform
Wenn in den obigen Ausführungsformen die Äquipotentialfläche konvex ist, und der Kontrast des Spiegelelektronenbilds ähnlich einer zuvor registrierten Kontur detektiert wird, wird der bewegliche Objekttisch 107 gestoppt, die Strahlungsbedingung der Ultraviolett-Lichtquelle 113 wird variiert, und es wird bestimmt, ob eine durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region existiert oder nicht. In dieser Ausführungsform wird ein Prüfbereich, der auf einem Wafer eingestellt ist, zuerst unter einer ersten Ultraviolett-Strahlungsbedingung geprüft, und alle Spiegelelektronenbilder werden in einer Prüfsystemsteuereinheit 118 oder in einem Speicher oder einem Medium gespeichert, das mit der Prüfsystemsteuereinheit verbunden ist. Als Nächstes wird der erneut eingestellte Prüfbereich unter einer zweiten Ultraviolett-Strahlungsbedingung (einschließlich des Stoppens der Ultraviolett-Strahlung) geprüft, und alle Spiegelelektronenbilder werden gespeichert. Danach werden die Bilder gemäß der ersten Ultraviolett-Strahlungsbedingung und die Bilder gemäß der zweiten Ultraviolett-Strahlungsbedingung an demselben Ort wie jedegebildete Position verglichen. Beispielsweise wird ein Differentialbild hergestellt , ein Ort, an dem ein Unterschied größer oder gleich der zulässigen Bildintensitätsdifferenz gefunden wird, wird als durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region bestimmt, und die durch eine Bearbeitung beeinträchtigte Region wird in einer Karte angezeigt. Diese Verarbeitung kann auch von der Prüfsystemsteuereinheit 118 ausgeführt werden, und eine Bildanalyseeinheit kann auch getrennt vorgesehen sein, um diese Verarbeitung auszuführen.
Bezugszeichenliste
100a --- emittierter Elektronenstrahl, 100b --- posteriorer Fokus, 100c --- Spiegelelektron, 101 --- Elektronenkanone, 102 --Kondensorlinse, 103 --- Separator, 104 --- geprüfter Wafer, 105 ---Elektronenkanonen-Steuereinheit, 106 --- Objektivlinse, 107 --Steuereinheit für den beweglichen Objekttisch, 108 --- beweglicher Objekttisch, 109 --- Wafer-Halter, 110 --- Energiequelle mit hoher Spannung, 111 --- Zwischenelektronenlinse, 112 --- Projektionselektronenlinse, 113 --- Ultraviolett-Lichtquelle, 114 --- Spektroskop, 115 --optisches Ultraviolett-Element, 116 --- Bilddetektor, 117 --- Defektbestimmungseinheit, 118 --- Prüfsystemsteuereinheit, 119 --elektro-optische Systemsteuereinheit, 120 --- mit einem Monitor versehen Eingabe-Ausgabe-Einheit, 121 --- Wafer-Größe-Anzeigefeld, 122 --- Kartenanzeigebereich, 123 --- Beobachtungsortanzeige, 124 --Ortsanzeige der Existenz einer durch eine Bearbeitung beeinträchtigten Region, 125 --- Anzeige
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 3534582 [0004]
US 6979823 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

M. Hasegawa and T. Ohno, J. Appl. Phys., 110,073507 (2001) [0005]

Claims

Defektprüfvorrichtung, umfassend: ein Probenträgerelement, das eine Probe trägt, auf die ein Elektronenstrahl eingestrahlt wird, der von einer Elektronenquelle emittiert wird; eine Energiequelle zum Anlegen einer negativen Spannung zur Erzeugung eines elektrischen Verzögerungsfelds für den Elektronenstrahl, der auf die Probe einstrahlt, die von dem Probenträgerelement getragen wird; ein Abbildungselement, durch das ein Elektron, das reflektiert wird, ohne die Probe zu erreichen, von dem elektrischen Verzögerungsfeld abgebildet wird; eine Ultraviolett-Lichtquelle, die Ultraviolett-Licht zur Probe strahlt; und einen Prozessor, der ein Bild verarbeitet, welches erzeugt wird, auf der Basis eines Signals, das von dem Abbildungselement erfasst wird, wobei der Prozessor einen Typ des Defekts der Probe auf der Basis einer Vielzahl von Bildsignalen bestimmt, die erfasst werden, wenn das Ultraviolett-Licht unter mindestens zwei Strahlungsbedingungen ausgestrahlt wird.
Defektprüfvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor einen Typ eines Defekts auf der Basis eines Bildsignals, das erfasst wird, wenn das Ultraviolett-Licht ausgestrahlt wird, und eines Bildsignals, das erfasst wird, wenn kein Ultraviolett-Licht ausgestrahlt wird, bestimmt.
Defektprüfvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor bestimmt, dass ein Defekt auf der Probe in einem Fall vorliegt, dass eine vorherbestimmte Variation zwischen einer Vielzahl von Bildern vorhanden ist, die erfasst werden, wenn das Ultraviolett-Licht unter den mindestens zwei Strahlungsbedingungen ausgestrahlt wird.
Defektprüfvorrichtung nach Anspruch 3, wobei ein Zustand, in dem das Ultraviolett-Licht ausgestrahlt wird, und ein Zustand, in dem kein Ultraviolett-Licht ausgestrahlt wird, in den mindestens zwei Strahlungsbedingungen eingeschlossen sind.
Defektprüfvorrichtung nach Anspruch 3, wobei Strahlungsbedingungen mit unterschiedlicher Ultraviolett-Intensität in den mindestens zwei Strahlungsbedingungen eingeschlossen sind.
Defektprüfvorrichtung nach Anspruch 3, wobei Strahlungsbedingungen mit unterschiedlicher Wellenlänge in den mindestens zwei Strahlungsbedingungen eingeschlossen sind.
Defektprüfvorrichtung nach Anspruch 1, umfassend einen beweglichen Objekttisch zum Bewegen der Probe, wobei der Prozessor den beweglichen Objekttisch auf der Basis eines Bildsignals stoppt, das erfasst wird, wenn der Elektronenstrahl in einem Zustand emittiert wird, in dem das Ultraviolett-Licht ausgestrahlt wird; und der Prozessor bestimmt, ob ein Bildsignal auf der Basis einer Emission des Elektronenstrahls in einem Zustand zu erfassen ist oder nicht, in dem die Ultraviolett-Strahlungsbedingung variiert wird.
Defektprüfvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor einen Typ des Defekts auf der Basis einer Kombination von Charakteristiken bestimmt, die aus der Vielzahl von Bildsignalen extrahiert werden.
Defektprüfvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor einen Typ des Defekts gemäß einer Variation zwischen der Vielzahl von Bildern bestimmt.
Defektprüfvorrichtung, umfassend: ein Probenträgerelement, das eine Probe trägt, auf die ein Elektronenstrahl eingestrahlt wird, der von einer Elektronenquelle emittiert wird; eine Energiequelle zum Anlegen einer negativen Spannung zur Erzeugung eines elektrischen Verzögerungsfelds für den Elektronenstrahl, der auf die Probe einstrahlt, die von dem Probenträgerelement getragen wird; ein Abbildungselement, in dem ein Elektron, das reflektiert wird, ohne die Probe zu erreichen, von dem elektrischen Verzögerungsfeld abgebildet wird; eine Ultraviolett-Lichtquelle, die Ultraviolett-Licht zur Probe strahlt; und einen Prozessor, der ein Bild verarbeitet, welches auf der Basis eines Signals erzeugt wird, das von dem Abbildungselement erfasst wird, wobei der Prozessor bestimmt, ob ein zweites Bild zu erfassen ist, auf der Basis eines ersten Bilds, das erfasst wird, wenn das Ultraviolett-Licht unter einer ersten Strahlungsbedingung ausgestrahlt wird, indem eine Ultraviolett-Strahlungsbedingung variiert wird, oder ein Übergang zu dem nächsten Prüfbereich vorzunehmen ist.