FR2789516A1 - Procede et dispositif pour la detection de defauts dans des microstructures - Google Patents

Abstract

Ce dispositif comprend un composant de charge (120) configuré de manière à charger une microstructure (114), un composant d'interrogation (132, 142, 153, 154) configuré de manière à interroger la microstructure avec un faisceau de particules chargées pour obtenir une information dimensionnelle apparente concernant au moins une caractéristique de la microstructure, et un composant de comparaison (132, 142, 153, 154) configuré de manière à comparer ladite information à une information de référence concernant la microstructure pour identifier un défaut.Application notamment au contrôle de la présence éventuelle de défauts dans des pastilles semiconductrices pour microcircuits électroniques.

Description

I L'invention concerne l'inspection de microstructures, notamment pour la

détection de défauts dans des microcircuits partiellement fabriqués, à

l'aide d'un système utilisant un faisceau de particules chargées.

Différentes techniques sont utilisées pour contrôler la présence éventuelle de défauts dans des microstructures comme par exemple des microcircuits partiellement fabriqués. Par exemple des systèmes d'inspection optique créent une image d'un microcircuit, que l'on inspecte pour détecter la présence d'anomalies éventuelles. Cependant, de telles images ont une définition insuffisante pour permettre l'identification des caractéristiques les plus petites, ne permettent pas de distinguer d'une façon suffisante des défauts qui sont importants du point de vue électrique, vis-à-vis de ceux qui ne le sont pas, et présentent une profondeur de champ insuffisante pour la détection de défauts situés au-dessous de la surface. Des systèmes d'inspection utilisant un faisceau de particules chargées présentent des

avantages par rapport à des systèmes d'inspection optique lors de l'inspec-

tion de microcircuits fabriqués avec une technologie à dimension critique de 0,35 micromètre et moins. L'inspection à l'aide d'un faisceau de particules

chargées présentent une résolution suffisante pour de petites caractéris-

tiques de l'image comme par exemple des trous de contact, des grilles et des lignes en polysilicium, et peut être utilisée pour détecter des défauts préjudiciables sur la base d'un contraste de tension. Des conducteurs flottants et des conducteurs connectés à des régions diffusées de type n doivent posséder une tension supérieure ou inférieure à des conducteurs

connectés à la masse et à des conducteurs connectés à des régions diffu-

sées de type p. Dans une image à contraste de tension, ces conducteurs apparaissent plus sombres que les premiers. Un défaut électrique peut être identifié dans une image à contraste de tension, s'il fait apparaître une

caractéristique plus brillante ou plus sombre que celle attendue.

Cependant, il est difficile d'obtenir une bonne image à contraste de tension d'une microstructure possédant un format tel que le fond d'un trou de contact qui est profond par rapport à sa largeur. Bien qu'une image à contraste de tension révèle des différences de contraste manifestes entre les structures connectées à la masse, les structures diffusées de type n, les régions diffusées de type p et les régions de grille, ceci n'est pas vrai pour des structures ayant un format élancé. Au lieu de cela, la partie inférieure d'une structure à format élancé apparaît avec un faible contraste en raison de l'obstruction d'électrons secondaires par les parois latérales de la

structure et par conséquent en raison de la charge des parois latérales.

Un exemple d'une telle structure à rapport élevé est un trou de contact d'une pastille à un stade intermédiaire de fabrication. Après la préparation de structures telles que des régions connectées à la masse, des régions diffusées de type n, des régions diffusées de type p et des régions de grille, on recouvre ces structures par un diélectrique, et on forme des trous de contact dans le diélectrique en des emplacements appropriés de sorte que des conducteurs d'une couche métallique ultérieure peuvent établir un contact électrique avec ces régions. En raison du format élancé des trous de contact, une image de contraste de tension obtenue en utilisant un courant produit par un faisceau, présente un contraste insuffisant pour distinguer

les régions.

Des systèmes utilisant un faisceau de particules chargées, comme par exemple des microscopes électroniques à balayage dans des systèmes de mesure de dimensions critiques, peuvent fonctionner avec un très faible courant de faisceau pour former une image de trou de contact de manière à empêcher une charge de la paroi latérale. Cependant ceci impose une limite à la puissance de sortie du système et conduit à un contraste de tension réduit étant donné que le courant du faisceau est insuffisant pour charger

les structures auxquelles on s'intéresse. La formation d'images est égale-

ment lente en raison du bruit de grenaille (fluctuation du courant provoqué

par la nature discrète de la charge de l'électron).

Le brevet US N 5 493 116 décrit la formation, au moyen d'un faisceau d'électrons, de l'image de structures ayant un format élancé, comme par

exemple des trous de contact, moyennant l'utilisation de deux sous-

systèmes de détection de signaux, I'un optimisé pour la formation d'images à la partie supérieure et l'autre optimisé pour la formation d'images au niveau de la base des structures d'une taille inférieure au micromètre. Des signaux produits par les sous-systèmes de détection sont envoyés pour produire une image ressemblant à des images focalisées étendues obtenues

avec des microscopes optiques confocaux.

Des procédés et dispositifs perfectionnés sont nécessaires pour détec-

ter des défauts dans des microstructures en particulier dans des pastilles semi-

conductrices portant des parties de microcircuits en cours de fabrication.

Des procédés d'inspection de microstructures conformément à certains modes de mise en oeuvre selon l'invention comprennent: I'application de particules chargées à la pastille pour charger négativement la pastille dans une région comportant des trous traversants d'alimentation tels que des trous de contact ou des trous d'interconnexion, le balayage de ladite région par un faisceau de particules chargées, moyennant la détection simultanée de particules secondaires de manière à produire un signal de détecteur, la détermination à partir du signal de détecteur d'une dimension apparente à

un trou traversant d'alimentation, et la comparaison de la dimension appa-

rente du trou traversant d'alimentation avec une information de référence pour identifier un défaut. L'information de référence peut être une image à contraste de tension ou peut être des données de conception indiquant une taille physique étendue du trou de contact ou du trou d'interconnexion et la

connectivité électrique attendue d'un matériau dans les limites ou au-

dessous du contact ou du trou traversant. La pastille peut être chargée au moyen de l'envoi d'électrons par un canon à électrons ou un faisceau primaire sur une surface de la pastille et/ou par réglage du potentiel d'un filtre d'énergie de manière à renvoyer des électrons secondaires à la pastille tout en détectant un faisceau de particules chargées au niveau de la pastille. D'autres procédés d'inspection d'une microstructure dans des modes

de mise en ceuvre selon l'invention comprennent la charge d'une micro-

structure, l'interrogation de la microstructure par plusieurs particules chargées pour l'obtention d'une information dimensionnelle apparente pour une caractéristique de la microstructure et la comparaison de l'information dimensionnelle apparente en référence à l'information concernant la microstructure pour identifier un défaut. L'interrogation de la microstructure peut comprendre le balayage d'une région de surface de la microstructure par un faisceau de particules chargées, avec détection simultanée de particules chargées provenant de la région de surface pour créer une image de contraste de tension de la région de surface, la comparaison de l'information dimensionnelle apparente avec l'information de référence concernant la microstructure peut consister à comparer une dimension apparente de la caractéristique à une dimension attendue et/ou par détermination du fait que la dimension apparente de la caractéristique correspond à une connectivité électrique attendue du matériau dans les limites ou au-dessous de la caractéristique et/ou la comparaison-d'une dimension apparente de la caractéristique à une dimension apparente de la caractéristique dans une image classique à contraste de tension ou une

image classique de microscope SEM.

Des modes de mise en oeuvre selon l'invention peuvent inclure un dispositif pour inspecter des microstructures, des supports lisibles par ordinateur et contenant des instructions pour commander un système à faisceau de particules chargées pour l'exécution d'un procédé d'inspection d'une pastille semiconductrice, et des produits de programmes d'ordinateur comprenant un milieu utilisable par ordinateur comportant un code de programme lisible en ordinateur mis en oeuvre de manière à commander un système de faisceau de particules chargées pour l'inspection d'une microstructure. De façon plus spécifique, I'invention concerne un procédé pour inspecter une pastille semiconductrice, caractérisé en ce qu'il consiste à:

a. appliquer des particules chargées à la pastille pour charger négative-

ment la pastille dans une région comportant des trous traversants d'alimentation, b. balayer ladite région par un faisceau de particules chargées, tout en détectant des particules secondaires de manière à produire un signal de détecteur, c. déterminer, à partir du signal du détecteur, une dimension apparente d'au moins un trou traversant d'alimentation, d. comparer la dimension apparente dudit au moins un trou traversant

d'alimentation à une information de référence pour identifier un défaut.

Selon une caractéristique de l'invention, ladite information de

référence comprend une image à contraste de tension.

Selon une caractéristique de l'invention, I'application de particules chargées à la pastille consiste à diriger un flux d'électrons en direction d'une

surface de la pastille.

Selon une caractéristique de l'invention, I'application de particules chargées à la pastille comprend le réglage du potentiel d'un filtre d'énergie de manière à renvoyer les électrons secondaires à la pastille tout en

dirigeant un faisceau de particules chargées sur la pastille.

Selon une caractéristique de l'invention, I'application de particules chargées à la pastille comprend l'irradiation de la pastille avec des électrons

ayant une énergie d'environ 50 volts.

Selon une caractéristique de l'invention, le procédé pour inspecter une microstructure consiste à a. charger une microstructure, b. interroger la microstructure avec un faisceau de particules chargées pour obtenir une information dimensionnelle apparente pour au moins une caractéristique de la microstructure, et c. comparer ladite information dimensionnelle apparente à une information

de référence concernant la microstructure pour identifier un défaut.

Selon une caractéristique de l'invention, la charge d'une microstructure consiste à appliquer des particules chargées à la microstructure pour

charger négativement ladite au moins une caractéristique.

- Selon une caractéristique de l'invention, la charge d'une microstructure

consiste à appliquer un flux d'électrons à la surface de la microstructure.

Selon une caractéristique de l'invention, la charge d'une microstructure comprend le réglage du potentiel d'un filtre d'énergie de manière à renvoyer des électrons secondaires vers la microstructure, tout en interrogeant la

microstructure avec un faisceau de particules chargées.

Selon une caractéristique de l'invention, la charge d'une microstructure comprend l'irradiation de la microstructure avec des électrons ayant une

énergie inférieure à environ 50 volts.

Selon une caractéristique de l'invention, I'interrogation de la micro-

structure consiste à produire une image à contraste de tension d'une région de surface de la microstructure par rapport à laquelle ladite information

dimensionnelle apparente peut être déterminée.

Selon une caractéristique de l'invention, I'interrogation de la micro-

structure consiste à balayer une région de surface de la microstructure au moyen d'un faisceau de particules chargées tout en détectant les particules chargées émanant de la région de surface pour créer une image à contraste de tension de la région de surface. Selon une caractéristique de l'invention, la comparaison de ladite information dimensionnelle apparente à une information de référence autour de la microstructure consiste à comparer une dimension apparente

de ladite au moins une caractéristique à une dimension attendue.

Selon une caractéristique de l'invention, la comparaison de ladite information dimensionnelle apparente à l'information de référence concernant la microstructure comprend la détermination du fait qu'une dimension apparente de ladite au moins une caractéristique est conforme à

une connectivité électrique attendue du matériau dans les limites ou au-

dessous de ladite au moins une caractéristique.

Selon une caractéristique de l'invention, la comparaison de ladite information dimensionnelle apparente à une information de référence concernant la microstructure comprend la comparaison d'une dimension apparente de ladite au moins une caractéristique à la dimension de ladite

caractéristique dans une image à contraste de tension classique.

Selon une caractéristique de l'invention, le procédé comporte en outre I'étape consistant à obtenir une image à contraste de tension classique de la microstructure, I'interrogation de la microstructure consiste à produire une image à contraste de tension à caractéristique élargie d'une région de surface de la microstructure, et la comparaison de ladite information dimensionnelle apparente à l'information de référence concernant la microstructure consiste à comparer une dimension apparente de ladite au moins une caractéristique dans l'image de contraste de tension classique à la taille apparente de ladite au moins une structure dans l'image à contraste

de tension à caractéristique élargie.

D'une façon plus détaillée, I'invention concerne également un dispositif pour inspecter une microstructure comprenant: a. un composant de charge configuré de manière à charger une microstructure, b. un composant d'interrogation configurée de manière à interroger la microstructure avec un faisceau de particules chargées pour obtenir une information dimensionnelle apparente concernant au moins une caractéristique de la microstructure, et c. un composant de comparaison configurée de manière à comparer ladite information à une information de référence concernant la microstructure

pour identifier un défaut.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le composant de charge comprend une source de particules chargées configurée de manière à appliquer les particules chargées à la microstructure pour charger

négativement ladite au moins une caractéristique.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le composant de charge comprend un canon délivrant un flux d'électrons, configuré pour appliquer

un flux d'électrons à la surface de la microstructure.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le composant de charge comprend une source de faisceau de particules chargées et un filtre d'énergie configuré pour renvoyer des électrons secondaires à la microstructure tandis que la source de faisceau de particules chargées

interroge la microstructure avec un faisceau de particules chargées.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le composant de charge comprend une source d'électrons configurée de manière à irradier la

microstructure avec des électrons ayant une énergie inférieure à 50 volts.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le composant d'inter-

rogation comprend une source de particules chargées et un détecteur configuré de manière à produire une image à contraste de tension d'une

région de surface de la microstructure.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le composant d'interro-

gation comprend une source configurée de manière à balayer, avec un faisceau de particules chargées, une région de surface de la microstructure et un détecteur configuré de manière à détecter les particules chargées provenant de la région de surface pour créer une image de contraste de

tension de la région de surface.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le composant de comparaison est configuré de manière à comparer une dimension apparente

de ladite au moins une caractéristique à une dimension attendue.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le composant de comparaison est configuré de manière à déterminer si une dimension apparente de ladite au moins une caractéristique concorde avec une connectivité électrique attendue du matériau dans les limites ou audessous

de ladite au moins une caractéristique.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le composant de comparaison est configuré de manière à comparer une dimension apparente de ladite au moins une caractéristique à la dimension de ladite

caractéristique dans une image à contraste de tension classique.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le composant d'interrogation est configuré de manière à produire une image à contraste de tension classique de la microstructure, le composant d'interrogation est en outre agencé de manière à produire une image à contraste de tension à caractéristique élargie, d'une région de surface de la microstructure, et le composant de comparaison est configuré de manière à comparer la dimension apparente de ladite au moins une caractéristique dans l'image à contraste de tension classique à une dimension apparente de ladite au moins une caractéristique dans ladite image de contraste de tension à

caractéristique élargie.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif pour inspecter une microstructure comporte: a. des moyens pour charger une microstructure,

b. des moyens pour interroger la microstructure avec un faisceau de parti-

cules chargées pour obtenir une information dimensionnelle apparente pour au moins une caractéristique de la microstructure, et c. des moyens pour comparer ladite information dimensionnelle apparente à une information de référence concernant la microstructure pour

identifier un défaut.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de charge d'une microstructure comprennent des moyens pour appliquer des particules chargées à la microstructure pour charger négativement ladite au

moins une caractéristique.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de charge d'une microstructure comprennent un canon servant à produire un flux d'électrons en direction de la surface de la microstructure. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de charge d'une microstructure comprennent une source pour appliquer un faisceau de particules chargées à la microstructure et un filtre d'énergie chargé pour renvoyer des électrons secondaires à la microstructure alors que le faisceau

de particules chargées est appliqué à la microstructure.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de charge

d'une microstructure comprennent une source d'irradiation de la micro-

structure avec des électrons ayant une énergie inférieure à environ 50 volts.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens pour interroger la microstructure comprennent une source pour balayer une région de surface de la microstructure avec un faisceau de particules chargées et un détecteur de particules secondaires pour produire un signal de contraste de tension, à partir duquel ladite information dimensionnelle

apparente peut être déterminée.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens pour comparer ladite information à une information de référence concernant la microstructure comprennent des moyens pour comparer une dimension

apparente de ladite au moins une caractéristique à une dimension attendue.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de comparaison de ladite information à une information de référence - concernant la microstructure comprennent des moyens pour déterminer si la dimension apparente de ladite au moins une caractéristique est conforme

à une connectivité électrique attendue du matériau à I'intérieur ou au-

dessous de ladite au moins une caractéristique.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens pour comparer ladite information à une information de référence concernant la microstructure comprennent des moyens pour comparer une dimension apparente de ladite au moins une caractéristique à une dimension de ladite

caractéristique dans une image à contraste de tension classique.

Selon un autre aspect, I'invention concerne également un support lisible par un ordinateur et contenant des instructions pour commander un système à faisceaux de particules chargées pour exécuter un procédé pour l'inspection d'une pastille semiconductrice, caractérisé en ce que ce procédé consiste à: a. appliquer les particules chargées à la pastille pour charger négativement la pastille dans une région comportant des trous traversants d'alimentation, b. balayer ladite région avec un faisceau de particules chargées tout en détectant des particules secondaires de manière à produire un signal de détecteur, c. déterminer à partir du signal du détecteur une dimension apparente d'au moins un trou traversant d'alimentation, d. comparer la dimension apparente desdits au moins un trou traversant

d'alimentation à une information de référence pour identifier un défaut.

En outre l'invention concerne un produit de programme d'ordinateur comprenant un milieu utilisable dans un ordinateur et comportant un code de programme lisible en ordinateur mis en oeuvre pour la commande d'un système de faisceau de particules chargées, caractérisé en ce qu'il comporte: a. un code de programme lisible en ordinateur, configuré de manière à - amener le système du faisceau de particules chargées à charger une microstructure, b. un code de programme lisible en ordinateur, configuré de manière à amener le système du faisceau de particules chargées à interroger la microstructure avec un faisceau de particules chargées pour l'obtention d'une information dimensionnelle apparente pour au moins une caractéristique de la microstructure, et c. un code de programme lisible en ordinateur pour amener le système du faisceau de particules chargées à comparer ladite information dimensionnelle à une information de référence concernant la

microstructure pour identifier un défaut.

Il D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention

ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins

annexés, sur lesquels: - la Figure 1 est un schéma d'un système utilisant un faisceau de particules chargées, utile pour la mise en oeuvre de procédés selon la présente invention; - la Figure 2 représente, sous la forme d'une vue en coupe partielle, la lentille d'objectif d'une colonne à faisceau de particules chargées, utile pour la mise en oeuvre de procédés selon la présente invention; - la Figure 3 est une image classique à contraste de tension montrant des représentations de trous de contact de la pastille ayant des dimensions comparables et des connectivités électriques différentes; - la Figure 4 représente une vue en coupe transversale d'une partie de pastille comportant des exemples de trous de contact ayant des formats élancés; - la Figure 5 représente une image de contraste de tension, à caractéristique élargie, d'une région de pastille préparée conformément à la présente invention; - les Figures 6A, 6B et 6C représentent des lignes équipotentielles de champ électrique simulées entourant respectivement des trous de contact flottants, chargés et connectés à la masse, la surface adjacente étant chargée négativement; et - la Figure 7 est une vue en plan représentant des caractéristiques

principales d'un procédé selon la présente invention.

La Figure 1 est un schéma d'un système à faisceau de particules chargées utile pour effectuer l'inspection de microstructures d'une manière conforme à l'invention. Sur la Figure 1, une chambre à vide 110 loge une table 112 de traitement de la pastille suivant x, y, q, qui porte une pastille

semiconductrice 114 à circuits intégrés (IC) sur une plaque porte-

échantillon. Une unité de manipulation de pastilles comportant une cassette à pastilles 116 servant à supporter des pastilles multiples et un sas 118 de chargement de pastilles comportant des robots de manipulation de pastilles (non représenté) fonctionnant sous vide et dans l'air sont prévus pour une installation rapide de pastilles et le retrait de pastilles de la table 112. Le système comprend une colonne 120 de microscope électronique à balayage, par exemple similaire à celle utilisée dans des systèmes de circuits intégrés à faisceau tels que le système IDS 10000 disponible auprès du département dit Automated Test Equipment division, Schlumberger Technologies, Inc., de San José, Californie. La colonne 120 possède un canon à électrons possédant une source d'électrons classique 122 à émission de champ thermique (TFE). Le canon à électrons est pompé directement par une pompe à ions 124. Le canon à électrons possède un vide poussé par rapport au reste de la colonne 120 et est séparé du reste de la colonne 120 par une ouverture de pompage différentielle, comme dans le cas de la plupart des microscopes SEM modernes. L'énergie d'impact du faisceau primaire peut être réglée par exemple entre 700 eV et 1,5 keV. Le courant du faisceau au niveau de l'échantillon peut être réglé moyennant l'utilisation d'une lentille de condensation et d'une ouverture de limitation du faisceau dans une gamme allant de par exemple de 500 pA à r10 nA ou plus. La colonne combinée au système de polarisation du plateau porte-pastille et à l'électrode d'extraction décrite ci-après, forme un module de commande de

charge locale (LCCM).

La colonne 120 contient avantageusement une lentille d'immersion à axe variable 126 (VAIL) à champ de vision étendu (FOV), dont l'agencement est similaire à celui utilisé dans les systèmes de sondage à faisceau d'électrons IDS 5000 et IDS 10000 de la société dite Schlumberger. La lentille est une lentille du type à immersion magnétique, dans laquelle l'échantillon est maintenu (+/-) au point o le champ magnétique axial est maximum. La lentille de champ agit ainsi en tant que "bouteille magnétique" et permet une collimation et une collecte efficace des électrons secondaires sans qu'il soit nécessaire d'appliquer un champ de collecte électrostatique intense. Un tel champ peut provoquer un chargement instable de la surface empêchant une optimisation indépendante de la polarisation de la pastille, d'un potentiel d'extraction et d'un filtre d'énergie pour améliorer le contraste de tension. La lentille est équipée à la fois de bobines de prédéviation et de déviation pour l'obtention d'une résolution élevée par exemple un champ de vision à haute résolution (par exemple

nm à 100 nm) de par exemple 0,25 mm à 1,5 mm.

L'ensemble à lentille d'objectif est équipé d'un canon à électrons "dans la lentille" 128 et d'électrodes 130 de déviation du faisceau d'électrons qui permet un multiplexage rapide entre un faisceau d'électrons étendu à courant intense pour précharger l'échantillon et les conducteurs, et un faisceau de formation d'image primaire à haute résolution pour réaliserune formation d'images rapide (de façon typique 10 MHz à 100 MHz) pour interroger les états de charge des conducteurs. Le mode de mise en oeuyre du canon à électrons est décrit par exemple dans la demande de brevet US N 09/012277 déposée le 23 Janvier 1998. Le canon à électrons 128 ainsi que l'électrode de polarisation et d'extraction du plateau porte-pastille décrits ci-après forment un module de commande de charge globale. Ce module de commande de charge globale est utilisé pour charger une zone étendue tandis que le module de commande de charge locale est utilisé

pour l'application d'une charge localisée.

Des électrons secondaires et d'une manière générale d'autres particules secondaires produites à la surface de l'échantillon lorsque le faisceau primaire exécute un balayage de trame, sont détectés pour produire un signal de détection qui est traité pour former une image de l'échantillon. Ces électrons secondaires sont collectés par le champ de la lentille, renvoyés à travers le trou de la lentille et séparés du faisceau d'électrons primaires par un filtre de Wien (possédant des champs magnétique et électrique transversaux). Des électrons secondaires sont alors détectés par un détecteur d'électrons 132 tel qu'un ensemble combiné scintillateur - tube photomultiplicateur, également connu sous l'expression

détecteur Evahart-Thornley. On peut également utiliser d'autres combinai-

sons de détecteurs. Il est inclus de protéger le détecteur d'électrons pour empêcher un endommagement ou un vieillissement rapide à partir du courant intense d'électrons secondaires produit lorsque le faisceau d'électrons est utilisé, par exemple comme cela est décrit dans la demande

de brevet US N 09/012 277, déposée le 23 Janvier 1998.

Une table 112 de manipulation de pastilles comprend un plateau portepastille 134, auquel une tension de polarisation est appliquée comme cela est indiqué schématiquement par la source 136. Une tension de polarisation est également appliquée à l'électrode d'extraction 138 comme indiqué schématiquement par la source 140. Les tensions de polarisation appliquées au plateau porte-pastille 134 et à l'électrode d'extraction 138 sont indépendantes les unes des autres; leurs niveaux sont réglés par un système de commande hydraulique 142 de manière à optimiser un contraste de tension en fonction du type de pastille dont l'image est formée et en fonction du type de défaut devant être détecté. La surface de la pastille peut être chargée positivement ou négativement comme on le désire, comme cela est décrit par exemple dans les demandes de brevets US copendantes N 08/892 734 déposée le 15 Juillet 1997 et 09/012 277 déposée le 23 Janvier 1998. La tension de polarisation de pastille peut être également utilisée pour modifier de façon indépendante l'énergie d'impact du faisceau, une capacité souhaitable pour certains échantillons comportant des couches minces, comme par exemple des couches de saliciure, qui requièrent une faible énergie d'impact du faisceau (sans altérer la résolution d'image) pour empêcher la fuite d'une charge vers d'autres couches à partir

de la perforation faite par le faisceau.

Le perçage de la lentille 126 est équipé d'un spectromètre planar d'énergie d'électrons de champ à retardement, comme par exemple celui utilisé dans les systèmes de sondage à faisceau d'électrons IDS 5000 & IDS 10000 de la société dite Schlumberger. Le spectromètre possède un ensemble filtre d'énergie - électrode en treillis 144 qui peut être utilisé pour optimiser le contraste de tension dans certains types de pastilles par collecte d'électrons secondaires dans une gamme spécifiée d'énergie,

comme par exemple 0 eV à,15 eV.

Une table porte-pastille à déplacement rapide 112 apte à manipuler par exemple une pastille de 300 mm, permet d'inspecter l'ensemble de la pastille. La pastille est supportée par un plateau porte-pastille de type électrostatique 114. D'une manière générale, la table utilisée doit être compatible avec l'environnement sous vide, doit être non magnétique pour réduire une déviation indésirable du faisceau et doit être compatible avec une salle blanche et présenter une précision raisonnable. Il existe un compromis direct entre la position de la table et le temps de traitement pour l'alignement de l'image. Un temps bref de stabilisation, tel que <0,3 s, après chaque déplacement mécanique est souhaitable pour le débit de sortie, de même qu'un déplacement de la table à grande vitesse (-100 pm/s) et précis (réaction de l'interféromètre laser 0,1 pm). Pour garantir la précision de renvoi de 0,1 mm, le trajet mécanique entre la table et la colonne doit être extrêmement rigide. Par exemple la partie supérieure 146 de la chambre à vide 110 est utilisée en tant que plaque de métrologie et est formée d'aluminium d'une épaisseur de 5" renforcé par un cadre externe H. La colonne 120 et la table de précision 112 sont montées directement sur le plateau de métrologie pour réduire le déplacement relatif. Un interféromètre laser non représenté fournit une réaction de position précise aux dispositifs de commande du moteur de la table. Des erreurs de position plus petites également détectées par l'interféromètre, sont corrigées au moyen de faibles déviations du faisceau, sous la commande du système

électronique de commande 142.

Le pompage de la chambre à vide 110 est exécuté directement par une turbopompe et une pompe à prévide représentées collectivement en 148. La chambre est montée sur une plate-forme active réalisant une isolation vis-à-vis des vibrations et représentée schématiquement par la référence 150, pour annuler les vibrations de l'environnement et annuler de façon prédictive le déplacement dû à l'accélération et à la décélération de la table à déplacement rapide. Le système à sas de charge à dépression 118 réduit la durée de commutation de la pastille, en permettant à ladite chambre à vide principale 110 de rester à un vide poussé (par exemple à 1C-6 torrs) pendant de longues périodes et réduire la contamination de la

pastille par des hydrocarbures.

Des dispositions sont prévues pour réaliser un chargement et un déchargement complètement automatiques de pastilles. On peut utiliser deux robots (non représentés) à actionnement des pastilles. On crée un vide dans la chambre à sas de charge et le second robot à dépression place la pastille sur la table de précision 112. La chambre à sas de charge 11830 peut loger plusieurs pastilles, ce qui facilite l'opération pipeline et le chargement et le déchargement parallèles des pastilles. Le sous-système de

manipulation de pastilles inclut avantageusement un dispositif de préaligne-

ment optique des pastilles pour garantir une certaine position minimale et un niveau minimum de précision de préalignement de la pastille sur la table

porte-pastille 112.

Un système d'alignement optique comprenant un microscope optique 152 pourvu d'une caméra vidéo CCD et d'un système d'adaptation de configuration d'image (par exemple du type disponible dans le commerce auprès de la société dite Cognex ou d'autres sociétés de vente) est utilisé pour faciliter l'alignement précis de la pastille une fois qu'elle est déplacée sur la table de précision. Pour certaines couches de traitement de semiconducteurs, les marques de repères de la pastille et de dés doivent apparaître avec un faible contraste dans l'image du faisceau d'électrons, ce qui rend peu fiable l'alignement basé sur l'image du faisceau d'électrons. On peut utiliser des microscopes optiques pour voir à travers des couches isolantes tels que SiO2, Si3N4, ce qui permet de rendre le processus d'alignement plus fiable. Cette solution est standard dans des microscopes électroniques à balayage à dimensions critiques (CD SEM) tels que les systèmes 8100 de la société KLA et les systèmes IVS 220 de la société Schlumberger.

Un ordinateur 153 de traitement d'images à réseau de multi-

processeurs, tel qu'il est disponible dans le commerce auprès de la société dite Mercury Computer Systems, est utilisé pour l'alignement de l'image et la comparaison de l'image. Par exemple, un ordinateur de traitement d'images contient des panneaux d'entrée et de sortie de signaux vidéo, comme par exemple le réseau de processeurs d'alimentation en énergie PC de 32 300 MHz, une mémoire RAM de 4 gigaoctets et une mémoire à disque de,,200 gigaoctets, pour la mémorisation d'images de référence et de - données de référence. L'ordinateur 152 de traitement d'images met en oeuvre une gamme d'algorithmes de traitement d'images incluant, sans qu'il n'y ait là aucune limitation, une comparaison cellule à cellule pour des mémoires, d'un dé à un autre ou à une référence pour une logique30 aléatoire, une comparaison, basée sur des caractéristiques, d'images pour

des contacts et d'autres couches.

Le système comprend un ordinateur de commande 154 comportant un dispositif d'affichage 156 et des dispositifs d'entrée et de sortie (non représentés). Par exemple l'ordinateur de commande peut être un ordinateur personnel comportant un processeur de la classe dite Intel Pentium, qui équipe le système de fonctionnement Microsoft Windows NT et comporte des dispositifs d'interface d'utilisateurs tels qu'un clavier et une souris et un logiciel de commande pour la communication par l'intermédiaire du bus 158 avec le système de commande électronique 142 et un ordina- teur de traitement d'images 152. Le système électronique de commande 142 fonctionne sous la commande de l'ordinateur de commande 154 et

délivre des signaux pour commander tous les éléments décrits du système.

Pour éviter de compliquer l'illustration, les détails des connexions de commande ne sont pas représentés sur la Figure 1. L'ordinateur de commande 154 possède par exemple une interface d'utilisateur graphique à niveaux multiples, facile à utiliser, et une bibliothèque de listes de défauts mémorisés prédéfinis, qui facilite l'utilisation, par les opérateurs les moins habiles, d'un environnement automatisé de fabrication de semiconducteurs, ainsi qu'une utilisation par des ingénieurs plus qualifiés dans un contexte de laboratoire ou de développement de processus. La commande du système, le traitement d'images, le réglage du faisceau, l'alignement du faisceau, la mise au point automatique et la création automatique d'astigmatisme sont par exemple automatisés sous une commande logicielle par l'ordinateur de

commande 154.

Si le canon à électrons 158 du mode de commande globale fonctionne à une tension comprise entre le double des énergies de point d'intersection de la caractéristique d'émission d'électrons secondaires de surface, la surface de l'échantillon est toujours chargée positivement en l'absence d'un champ électrique externe. L'électrode d'extraction 138 peut être une grille ou une plaque comportant une ou plusieurs ouvertures. La pastille est placée sur et en contact électrique avec le plateau porte- pastille 114. La pastille est chargée par application d'un champ électrique perpendiculaire à sa surface, par exemple par application de différentes tensions ou au plateau porte-pastille 114 et à l'électrode d'extraction 138. Pendant la production du flux d'électrons, une partie électriquement flottante de la surface irradiée de la pastille se charge à une tension positive ou négative prédéterminée par rapport au substrat de la pastille. Le module de commande de charge locale est similaire au module de commande de charge globale hormis qu'il comporte un faisceau focalisé au lieu d'un canon à électrons de balayage. Le faisceau focalisé peut être utilisé pour charger sélectivement des structures plus petites que le module de commande de

charge globale.

Un autre système pour charger négativement des parties flottantes de l'échantillon d'une manière commandée consiste à réaliser un balayage avec les électrons à tension extrêmement faible présentant quelques volts par rapport à l'échantillon, par exemple 20 V. Lors de l'irradiation avec un faisceau à tension extrêmement faible, la surface se charge négativement en raison du champ très faible d'électrons secondaires. La charge atteint l'équilibre lorsque le potentiel de surface est suffisamment négatif pour repousser les électrons incidents de balayage. Des électrons à tension extrêmement faible peuvent être focalisés dans le canon. Les électrons sont

retardés avant d'atteindre la surface de l'échantillon.

La Figure 2 représente sous la forme d'une vue en coupe partielle la lentille d'objectif d'une colonne modifiée 200 d'un système IDS 10000 de la société Schlumberger. La colonne modifiée 200 comprend une lentille d'objectif de colonne 202, un détecteur d'électrons secondaires 204 et un treillis formant filtre d'énergie 206 (par exemple un treillis de filtre 144 de la Figure 1) connecté à une source de tension (non représentée) qui peut être réglée pour déterminer l'énergie d'électrons secondaires atteignant le détecteur 204. Le système comporte également un canon à électrons de balayage 208 comportant une lentille Einzel (non représentée), une grille formant électrode de polarisation 212 connectée à une source de tension 210, une plaque porte-échantillon 214 et une table de grande précision 216

portant une pastille 220.

Pendant le fonctionnement du module de commande de champ global, un courant intense d'électrons secondaire peut rendre aveugle le détecteur 204. Pour empêcher ceci, on peut placer une grille 233 (ou une plaque ou un tube à ouverture) en avant du détecteur 203. Une tension négative peut être appliquée à une grille 232 pendant le balayage pour empêcher que des électrons secondaires ne pénètrent dans le détecteur 204. Sinon une plaque métallique 222 (désignée sous le terme de masque de balayage) possédant un trou de grande taille est placée à proximité de l'entrée de la lentille

d'objectif 200, est connectée à une source de tension (non représentée).

Une tension négative peut être appliquée à la plaque métallique 222 pendant le balayage pour empêcher que des électrons secondaires ne

pénètrent dans le détecteur 204.

Des systèmes tels que représentés sur les Figures 1 et 2 peuvent charger la surface d'une pastille d'une manière fiable et régulée. Lorsqu'on travaille dans un mode à contraste de tension négatif, un champ électrique est produit, pendant la charge dans la direction opposée à l'émission d'électrons secondaires à partir de la pastille (pour attirer en retour les électrons secondaires vers la pastille); par exemple par connexion à la masse de l'électrode de polarisation de commande de charge 138 et application d'une tension positive au plateau de support de pastille 114, ou sinon par application de différentes tensions telles que l'électrode de polarisation de commande 138 se situe à un potentiel plus négatif que celui de la pastille. Lors du fonctionnement dans le mode à contraste de tension positif, un champ électrique produit pendant la charge dans la facilitant l'émission d'électrons secondaires à partir de la pastille (pour diriger des électrons secondaires à partir de la pastille): par exemple par connexion à la masse de l'électrode de polarisation de commande de charge 138 et application d'une tension négative au plateau porte-pastille 114, ou sinon par application d'une différence de tension de telle sorte que l'électrode de polarisation de commande de charge 138 se situe à un potentiel plus positif que celui de la pastille. Dans le mode à contraste de tension positif, le treillis formant filtre d'énergie 144 (206) peut être polarisé de manière à

accepter tous les électrons secondaires.

Après la charge de la pastille, on utilise un faisceau finement focalisé pour interroger la tension de surface. Etant donné que le potentiel de charge d'une structure est affecté par sa liaison aux circuits sousjacents, la technique du contraste de tension peut être utilisée pour trouver des défauts qui ne sont pas visibles avec des techniques antérieures utilisant un microscope à particules chargées ou un microscope optique. D'une manière générale, lorsque l'on compare le contraste de deux structures formées des mêmes matériaux, la structure la plus sombre possède un potentiel plus positif. Par exemple, lors de la formation d'images avec contraste de tension positif, des lignes métalliques flottant électriquement dans une pastille apparaissent plus sombres que des lignes métalliques connectées à la masse avec un microscope basse tension étant donné que le potentiel dans

la ligne flottante s'établit d'une manière plus positive pendant la charge.

Lors de l'inspection d'une pastille à contacts remplis moyennant l'utilisation d'un contraste de tension négatif, les contacts connectés à la masse apparaissent plus sombres que ceux connectés à une grille flottante, étant donné que le potentiel au niveau de la grille peut s'établir négativement. Des contacts connectés à des régions diffusées de type n à la masse ont un contraste similaire étant donné qu'une polarisation directe établie au niveau de la jonction de diffusion empêche la formation du potentiel négatif lors de la diffusion. Un défaut de court-circuit au niveau de la grille ou un défaut de circuit ouvert entre les contacts et la diffusion peuvent être identifiés étant donné qu'il conduit au fait que le contraste est

différent de celui auquel on s'attend.

Cependant ce système de détection de défaut basé sur le contraste est difficile à appliquer pour l'inspection du fond de microstructures ayant un format élancé, comme par exemple des trous de contact non remplis. Des microstructures ayant un format élancé, comme par exemple des trous de contact, agissent en tant que pièges pour électrons secondaires, qui retiennent des électrons secondaires à l'intérieur des trous de sorte que le fond du trou de contact apparaît avec un contraste beaucoup plus faible que la surface supérieure de la microstructure. Il en résulte que tous les trous de contact possèdent un contraste similaire (très sombre) dans les images à contraste de tension, indépendamment de leurs connexions électriques sous-jacentes. Par exemple la Figure 3 représente une image à contraste de tension acquise avec un système tel que décrit précédemment et fonctionnant dans le mode de contraste à tension positive (comme avec un fonctionnement normal des systèmes de l'art antérieur. L'image de la Figure 3 est celle d'une région d'une pastille présentant des caractéristiques 305, 310 et 315, qui sont toutes des représentations à contraste de tension de trous de contact ayant un diamètre et une profondeur physiques

sensiblement identiques, mais ont des matériaux possédant des connec-

tivités électriques différentes à la base de chaque trou. Les représentations des trous de contact de la Figure 3 ne présentent aucune caractéristique qui permette de les distinguer au moyen de la connectivité électrique, bien que le matériau à la base du trou de contact soit connecté à une région de diffusion de type n, le matériau au niveau de la base d'un autre trou de contact est connecté à une région de grille, et que le matériau situé au niveau de la base du troisième trou de contact est connecté à une région de diffusion de type p. Une formation d'images à contraste de tension classique telle que représentée sur la Figure 3, lors de laquelle la surface de la pastille est chargée positivement, ne fournit aucune information concernant la connectivité électrique sous-jacente du matériau au niveau de la bande du

trou de contact non rempli.

Cependant il est possible de réaliser une formation d'images à contraste de tension conformément à l'invention d'une manière qui permet

de distinguer des trous de contact en rapport avec la connectivité élec-

trique. Dans des procédés conformes à l'invention, une pastille est chargée négativement avant une formation d'image à contraste de tension. Avec des paramètres de formation d'images ajustés de façon appropriée, le champ électrique résultant de la structure chargée provoque une variation de l'aspect de caractéristiques de format élancé dans une image à contraste de tension, étant donné que le champ électrique induit par une structure chargée s'étend au-delà des dimensions de caractéristiques physiques. Le - fait de conFigurer de cette manière un système pour inspecter des structures de microcircuits à format élancé permet un fonctionnement avec

un courant intense du faisceau pour une puissance de sortie plus élevée.

La Figure 4 représente, selon une vue en coupe transversale, une partie 400 d'une pastille comportant des exemples de trous de contact à

format élancé. Le substrat 405 est recouvert par une couche d'oxyde 410.

Un trou de contact 515 dans la couche d'oxyde 410 expose un contact de grille en polysilicium 420. Un trou de contact 425 traversant la couche d'oxyde 410 expose une région diffusée de type n 430. Les trous de contact 415 et 425 possèdent essentiellement le même diamètre et la même profondeur, mais le matériau à la base des différents trous possède des connectivités électriques différentes. La surface de la pastille est chargée négativement comme cela est représenté par les lignes formées de tirets à proximité de la surface supérieure de la structure. La surface chargée négativement conduit à un champ électrique entourant le bord de chaque trou de contact, ce qui fournit l'aspect du trou de contact dans une image de contraste de tension. Etant donné que la tension au niveau du bord de chaque trou de contact est également affectée par la tension au niveau de la partie inférieure du trou de contact, les trous de contact ayant différentes connectivités électriques ont des dimensions apparentes différentes dans une image à contraste de tension. Lorsque la surface de la pastille est chargée de façon négative, le contact de grille en polysilicium 420 à la

partie inférieure du trou de contact 415 est également chargé négative-

ment, mais la région diffusée de type n 430 à la partie inférieure du trou de contact 425 reste proche du potentiel de masse en raison de la polarisation directe de la région diffusée de type n (pour placer à l'état conducteur la jonction p-n sous-jacente. Le potentiel, qui est proche de la masse, d'une région diffusée de type n 430 à la partie inférieure du trou de contact 425 abaisse le potentiel au niveau du bord du trou de contact 425 par rapport au bord du trou de contact 415. Le potentiel inférieur au niveau du bord du trou de contact 425 a pour effet que le trou de contact 425 possède une dimension apparente supérieure à celle du trou de contact 415 dans une image à contraste de tension, en raison des champs électriques différents présents au niveau des bords respectifs des trous de contact. (L'effet de

champ électrique sera décrit plus loin de façon plus détaillée).

Par exemple, la Figure 5 représente une image de contraste de tension d'une région d'une pastille présentant des caractéristiques 505, 510 et 515 qui sont toutes des représentations à contraste de tension des mêmes trous de contact représentés sur la Figure 3. L'image de la Figure 5 a été obtenue en faisant fonctionner le système dans un mode de contraste de tension

négatif, avec application de -5 volts à la pastille par l'intermédiaire du porte-

pastille, et avec une électrode de polarisation de commande de charge placée au potentiel de masse. La caractéristique 505 possède le diamètre maximum, étant donné que le matériau situé à la base du trou de contact correspondant est connecté électriquement à la masse ou à une région diffusée de type n. La caractéristique 510 possède un diamètre intermédiaire, étant donné que le matériau à la partie inférieure du trou de

contact correspondant est connecté électriquement à une région de grille.

La caractéristique 515 du diamètre le plus petit en tant que matériau à la partie inférieure du trou de contact est connectée électriquement à une région de puits de type n ou à une région diffusée de type p. Bien que les trous de contact aient des dimensions physiques identiques, leurs représentations dans l'image à contraste de tension de la Figure 5 présentent des caractéristiques qui permettent de les distinguer par la

connectivité électrique du matériau à la base du trou de contact non rempli.

Cet effet est désigné comme étant l'élargissement de caractéristique induit par le contraste de tension: des contacts connectés électriquement à la masse ou à des régions diffusées de type n possèdent la dimension maximale dans l'image à contraste de tension négatif, les contacts connectés électriquement aux grilles possèdent une dimension médiane dans l'image à contraste de tension négatif, et des contacts de régions diffusées de puits de type n ou p possèdent la même dimension dans l'image à contraste de tension négatif. Avec l'utilisation de paramètres appropriés, lors d'une charge négative de la surface d'une structure, la dimension de caractéristique apparente de cette surface dans une image à contraste de tension dépend de sa connectivité électrique. La dimension de caractéristique apparente dans une image à contraste de tension dépend de sa connectivité électrique. Une dimension apparente de caractéristique dans l'image de contraste de tension de caractéristique structurelles ayant la même dimension physique peut révéler des problèmes de connectivité; ceci

est particulièrement vrai lorsque la dimension apparente d'une caracté-

ristique telle qu'un trou de contact est comparée à une autre information concernant la caractéristique structurelle. Une telle autre information peut inclure la dimension physique attendue et la connectivité attendue (disponibles par exemple à partir de données concernant des pastilles et

des agencements de circuits), et la dimension apparente d'une caractéris-

tique dans une image à contraste de tension, prise sans charger tout

d'abord la structure (comme représenté sur la Figure 3).

Par exemple on sait que les trous de contact représentés sur les Figures 3 et 5 possèdent la même apparence dans une image à contraste de tension classique telle que la Figure 3, qui ne prend pas en compte la connectivité électrique du matériau de la base du trou de contact. On peut déduire, à partir de l'image à contraste de tension classique de la Figure 3,

que les trous de contact possèdent approximativement les mêmes dimen-

sions physiques. Cependant, on sait que les mêmes trous de contact ont des dimensions apparentes différentes dans l'image à contraste de tension à caractéristiques étendues de la Figure 5 en raison de l'effet d'une charge négative appliquée à la surface avant la formation d'images. La connectivité électrique du matériau à la partie inférieure de chaque trou de contact peut être déduite de la dimension apparente de la représentation du trou de contact dans l'image à contraste de tension à caractéristique étendue de la

Figure 5.

La connectivité électrique attendue de chaque trou de contact peut être obtenue à partir de données de conception de la pastille, de sorte que les différences entre la connectivité attendue et la connectivité déduite de la dimension apparente d'une caractéristique dans une image à contraste de tension à caractéristique élargie peuvent être identifiées comme étant des défauts. Un défaut peut être aisément identifié si sa dimension apparenteest différente de celle attendue en raison de la présence de défauts électriques tels qu'un défaut de court- circuit dans une région de grille, un défaut de circuit ouvert au niveau d'un contact avec une région de masse ou une région diffusée de type n, ou un défaut de circuit ouvert ou un défaut de court-circuit dans une région de contact de puits de type n ou une région de contact de diffusion de type p. Etant donné que ces différences apparentes du point de vue dimensions sont obtenues à partir de la performance électrique du matériau situé à la partie inférieure du trou de contact, il est peu probable que ces différences affectent la performance électrique des circuits intégrés IC terminés de la pastille et par conséquent représentent des défauts "préjudiciables". La découverte de tels défauts au niveau de l'étape de formation des trous de contact pendant la fabrication de la pastille, avant que les trous de contact soient remplis, peut dans de nombreux cas permettre un réusinage et par conséquent sauver une partie ou la totalité des circuits intégrés sur la pastille, qui sinon contribuerait à l'obtention d'un faible rendement de production. Le fait de ne pas découvrir de tels défauts avant l'achèvement de la pastille peut conduire à une perte totale ou partielle de la pastille étant donné qu'un réusinage n'est alors plus possible. L'utilisation d'images à contraste de tension à caractéristique élargie pour inspecter des caractéristiques de microcircuits à format élancé au moyen d'une dimension apparente (plutôt qu'au moyen du niveau de contraste comme lors de la formation classique d'images à contraste de tension) présente des avantages importants: sa puissance élevée et un agencement simplifié de la colonne du faisceau de particules. La puissance de sortie est accrue étant donné que la colonne à faisceau de particules peut fonctionner avec un courant plus intense du faisceau ou une formation d'images à contraste de tension à caractéristique élargie que pour une formation classique d'images à contraste de tension. L'agencement de la colonne est simplifié étant donné qu'il n'est pas nécessaire d'intégrer un composant spécifique pour extraire des électrons secondaires à partir de trous de contact situés dans le type de colonne à faisceau de particules déjà complexe. Dans une image classique à contraste de tension, le contraste d'image est dû à une convolution de la tension de surface et de la géométrie de la

structure de surface (contraste du matériau et contraste topographique).

Dans de nombreux cas la distribution de tension concorde avec la distribution de la tension de géométrie de la structure. Mais la distribution de tension et la géométrie de la structure ne concordent pas toujours étant donné que le champ électrique dans un conducteur peut s'étendre au-delà de sa géométrie. Pour la détection de défauts électriques, il est par conséquent avantageux d'améliorer le contraste dû à la tension par rapport - au contraste dû à la géométrie, étant donné que seul le contraste dû à la tension est affecté par la connexion électrique sous-jacente. Ceci diffère de la métrologie et de la microscopie classiques à contraste de tension à particules chargées, qui sont optimisées pour former l'image de caractéristiques physiques. Les trous de contact situés dans l'image de contraste de tension négative de la Figure 5 possèdent des dimensions apparentes différentes étant donné que le potentiel de la surface d'oxyde à proximité du bord de chaque trou de contact est affecté par le potentiel de charge appliqué au matériau à la partie inférieure du trou de contact

respectif, qui à son tour est déterminé par une connectivité électrique sous-

jacente. Le trou de contact sur la gauche se charge négativement étant donné qu'il est connecté à une région de grille. Le trou de contact sur le côté droit reste presque au niveau de la masse étant donné que la charge a été drainée en direction du substrat sous l'effet d'une polarisation directe entre la région diffusée de type n et le substrat. Le potentiel autour du bord du trou de contact sur la droite est plus négatif étant donné que le champ électrique induit par le matériau chargé à la partie inférieure du trou de contact s'étend au-delà de la dimension physique du trou de contact, ce qui a pour effet que le bord du trou de contact sur le côté droit doit posséder

un contraste plus élevé que le bord du trou de contact sur le côté gauche.

Un contraste plus intense du rebord du trou de contact sur la gauche conduit à une dimension apparente plus étendue pour ce trou de contact,

comme cela est représenté en 505 sur la Figure 5.

Ce point est en outre représenté sur les tracés des Figures 6A, 6B et 6C. Les tracés sont des simulations calculées de lignes équipotentielles de champ électrique entourant un trou de contact, le trou de contact cylindrique étant représenté à gauche de chaque tracé. Le potentiel et les charges sont négatifs sur les tracés des Figures 6A, 6B et 6C. La Figure 6A représente le potentiel entourant un trou de contact flottant non chargé, dans lequel la paroi du trou de contact est supposée être recouverte par un - adhésif conducteur / couche formant barrière. Sur la Figure 6A, la surface est chargée avec une densité de charge de -6 x 10-5 coulombs/m2. La Figure 6B représente le potentiel entourant un trou de contact chargé. Sur la Figure 6B, une charge ayant une densité de charge de -6 x 10-5 coulombs/m2 est déposée sur la surface, et il existe une charge de -1 x 10-16 coulombs/m2 dans le trou de contact. La Figure 6C représente le potentiel entourant un trou de contact connecté à la masse. Sur la Figure 6C, une charge est déposée sur la surface avec une densité de charge de -6 x 10-5 coulombs/m2, et le trou de contact est connecté au substrat formant masse. Il est évident que le potentiel à proximité du bord est plus négatif pour le trou de contact flottant chargé de la Figure 6B et est moins négatif pour le trou de contact connecté à la masse de la Figure 6C. Le potentiel moins négatif autour du bord contribue à l'obtention d'un bord plus sombre entourant le trou de contact dans les images à contraste de tension. La dimension apparente du trou de contact dans les images à contraste de tension est supérieure à sa dimension physique en raison du champ électrique combiné du bord et du trou de contact. Les simulations des Figures 6A, 6B et 6C montrent que la dimension apparente du trou de contact est sensible aux connexions électriques sous-jacentes et aux

charges injectées dans le trou de contact.

Il est avantageux de régler ("d'accorder") les paramètres de commande de champs de manière à rendre maximum les effets techniques qui conduisent à une dimension apparente de caractéristiques différente de la dimension physique. L'optimisation par accord peut être subdivisée en deux classes: (1) application d'une charge et (2) formation d'images. Dans le système décrit précédemment, l'opération de charge peut être exécutée au moyen du faisceau primaire (de formation d'images) ou d'un faisceau de balayage séparé. Pour des systèmes à contraste de tension, qui comportent seulement un faisceau de formation d'images, l'application d'une charge

peut être effectuée alors que s'effectue la formation d'images.

Pour obtenir l'effet maximum d'élargissement de caractéristique,

l'application d'une charge à la surface doit être correctement commandée.

L'application d'une charge de surface excessive peut conduire à des caractéristiques non identifiables, alors qu'une opération de charge insuffisante ne fournit pas l'élargissement de caractéristique nécessaire pour détecter des défauts importants du point de vue électrique. Comme cela a été décrit précédemment, la charge de surface peut être commandée par les potentiels appliqués aux plateaux de porte- pastilles et à la plaque de - commande de charge, à la zone de charge / de formation d'images et au filtre d'énergie. D'autres facteurs connus, tels que des tensions de faisceaux primaires et de faisceaux de balayage, l'orientation de balayage (sens de balayage par rapport à la pastille) et un temps d'attente de pixels doivent

être également pris en compte.

Des mécanismes de charge de surfaces pour ces paramètres sont (1) Tension de polarisation: la tension entre le plateau porte-pastille et le plateau de charge est utilisée pour contrôler le potentiel de charge à l'équilibre sur la surface. Une tension de polarisation entre le plateau de charge et le plateau porte-pastille rejette certains des électrons secondaires émis en les renvoyant en direction de la surface jusqu'à ce que les surfaces se chargent suffisamment négativement pour

compenser l'influence du champ de polarisation.

Lorsqu'on forme l'image des microstructures ayant la même dimension physique, mais avec des connexions électriques sous-jacentes différentes avec des régions de diffusion de type pn, une grille, un puits d'isolation, etc., le système fonctionne dans le mode à contraste de tension positif, puis est commuté sur le mode à contraste de tension négatif, et ensuite la tension de polarisation (plateau de chargement par rapport au support de la pastille) est réglée jusqu'à ce que la différence entre les dimension apparentes de caractéristiques de ces structures soit rendue

maximale. Une tension de polarisation de départ typique est de -8 volts.

Une gamme d'accords probables se situe entre 0 et -15 volts.

(2) Densité du courant du faisceau: Dans des situations dans lesquelles le circuit peut être connecté d'une façon résistive à la masse ou lorsqu'il existe un trajet de fuite entre l'isolant de surface et la masse, la densité de courant joue un rôle dans la charge de la surface. Le potentiel de charge final est atteint lorsque le courant d'entrée (courant dû au canon à électrons et au faisceau primaire) est égal au courant de fuite (traversant le dispositif) et au courant d'électrons :d'échappement (électrons secondaires et électrons primaires dispersés élastiquement). Une densité de courant plus intense permet d'obtenir l'équilibre d'une tension finale plus élevée. Une densité de courant de démarrage typique est égale à 0,2 picoampères par micromètre carré, c'est-à-dire 2 nanoampères dans un carré de 100 micromètres x 100 micromètres. Une gamme d'accord probable se situe entre 0,5 nA et

nA pour un carré de 100 micromètres x 100 micromètres.

* (3) Zone de charge/d'application d'électrons de balayage/de formation d'images: L'opération de charge de la surface dépend dans une large mesure de la zone de charge / formation d'images, en particulier lorsqu'une partie étendue de la surface est recouverte par un matériau isolant. Dans ce cas, les charges rejetées dans la zone entourant la zone irradiée par le faisceau peuvent créer un champ intense et localisé qui retarde des émissions d'électrons secondaires dans la zone irradiée; ceci conduit à l'application d'une charge négative. La zone de chargement peut modifier cette intensité de champ locale qui à son tour modifie le potentiel de charge final. La zone (quelquefois désignée par "champ de vision" ou "FOV") est réglée tout en maintenant constante la densité de courant. Une zone de démarrage typique est une zone de 200 micromètres x 200 micromètres. Une gamme d'accord probable va de 1 mm x 1 mm à 10 micromètres x 10 micromètres. (4) Energie du faisceau: L'application d'une charge dans la zone irradiée par le faisceau est fixée par la différence entre le flux de charge d'entrée (dû à l'injection du faisceau primaire dans la surface et aux électrons secondaires renvoyés) et le flux de charge de sortie (émission d'électrons secondaires et fuite de surface). L'énergie du faisceau affecte la charge étant donné que l'émission d'électrons

secondaires est fonction de l'énergie du faisceau.

La tension du faisceau peut être modifiée d'une manière échelonnée selon des intervalles de,50 volts dans une gamme probable de 500 - 1800 volts, ceci étant arrêté lorsque les effets d'élargissement de caractéristique sont appropriés du point de vue de la détection de défauts, c'est-à- dire lorsqu'une dimension apparente d'une caractéristique est manifestement

différente pour une structure possédant une connectivité électrique sous-

jacente différente. Il faut prendre des précautions vis-à-vis d'un endommagement du dispositif lorsqu'on modifie la tension du faisceau. Si la tension sélectionnée du faisceau est trop faible ou trop élevée (par exemple inférieure au premier point de croisement El ou supérieure au second point de croisement E2 respectivement dans la courbe de rendement des électrons secondaires, El et E2 dépendant du matériau et étant extrêmement sensibles à un traitement de surface), la surface peut se charger négativement, mais d'une manière non réglée. Dans des cas extrêmes, la surface pourrait se charger d'une manière suffisamment conséquente pour endommager le dispositif. Ceci est visible lorsque le système de commande de charge n'a plus la commande de la charge de surface. C'est pourquoi il est judicieux d'accorder la tension du faisceau en utilisant une pastille de test bon marché et expansible. Lorsque l'accord doit être réalisé sur la pastille régulière, il est judicieux de contrôler tout d'abord les courbes El et E2 du matériau le plus élevé à partir de la littérature publiée et de travailler avec la tension du faisceau située entre les valeurs publiées de El et E2. (5) Rotation de balayage: Un champ localisé (dans l'espace de quelques micromètres de la zone à laquelle on s'intéresse) peut influer sur le taux d'échappement d'électrons secondaires et par conséquent affecter l'opération de charge. Des zones localisées intenses peuvent produire de structures voisines qui ont été balayées dans la même ligne de balayage, étant donné que ces structures sont fraîchement chargées. La modification de la rotation de balayage modifie les voisins proches, "fraîchement" chargés, d'une structure et par conséquent la condition de charge de la structure. On peut utiliser n'importe quel angle de démarrage, par exemple l'orientation dans laquelle le faisceau tourne. Une gamme probable de rotations varie de -180 degrés à +180 degrés. Le but est d'essayer toutes les orientations de rotation de balayage pour s'assurer que la meilleure est utilisée. Dans la pratique, le système peut être réglé initialement de telle sorte que l'image de ligne et de contact est parallèle à

l'orientation de l'image, bien que ceci ne soit pas nécessaire.

(6) Temps d'arrêt de pixels: Comme indiqué précédemment, des champs localisés jouent un rôle dans la tension de charge de surface en raison des structures voisines fraîchement chargées. La tension pour ces structures voisines fraîchement chargées est fonction du temps d'arrêt du pixel. La modification du temps d'arrêt du pixel affecte par conséquent la charge d'une structure. Un temps d'arrêt de départ typique est de 0,1 mseconde, qui est accru ou réduit pour améliorer l'effet d'élargissement de caractéristique. Une gamme d'accord

probable s'étend de 0,01 ps à 1 ps.

Une fois que les paramètres de chargement sont réglés, I'effet d'élargissement de caractéristique peut être en outre optimisé par un corps du filtre d'énergie, un paramètre de formation d'images. L'effet d'élargissement de champ résulte d'électrons secondaires captés par le champ intense qui s'étend au-delà de la dimension physique d'un circuit de charge. Par exemple, le champ partant d'un trou de contact chargé peut retarder les électrons secondaires à proximité immédiate, avant qu'ils atteignent le détecteur d'électrons secondaires. Ceci contribue à fournir un contraste sombre au voisinage du trou de contact. Dans certaines situations, le champ n'est pas suffisamment intense pour capter les

électrons secondaires. Au lieu de cela, il réduit l'énergie des électrons émis.

En activant le filtre d'énergie, de très petites modifications du champ sont

reproduites dans le contraste d'images.

Des procédures d'optimisation conformes à l'invention sont résumées ciaprès dans le tableau I. Les procédures peuvent être utilisées comme cela s'avère nécessaire pour optimiser l'effet d'élargissement de caractéristiques. Des résultats acceptables peuvent être obtenus dans certains cas sans utiliser toutes les procédures recensées. Bien que les procédures se soient avérées bien fonctionner lorsqu'elles sont exécutées dans l'ordre donné ci-dessous, en particulier lorsqu'elles sont répétées au

moyen de plusieurs itérations, elles peuvent être commandées différem-

ment comme cela est souhaité pour produire la dimension apparente de caractéristiques qui diffère de la dimension physique. Par conséquent l'ordre et la composition précise des procédures et leurs gammes de valeurs sont

censés être illustratifs et n'ont aucun caractère limitatif.

TABLEAU I

A. Accord de la charge Procédure Valeurs décalage de ten- réglage de la ten- de façon typique sion entre la sion pour rendre -8 volts plaque de com- maximum des effets gamme probable: mande de char- d'élargissement de 0 volt à ge et la plaque caractéristiques - 15 volts

porte-pastille (qui rendent maxi-

maies les différen-

ces de dimensions de caractéristiques entre des circuits

ayant la même tail-

le physique, mais

différentes connec-

tivités sous-jacentes densité de cou- régler le courant de façon typique rant de charge/ pour rendre maxi- 2 nA pour 100 mm x d'application mum les effets 100 pm FOV d'électrons/de d'élargissement gamme probable: formation de caractéristiques 0-20 nA d'images pour 100 mm x IJm FOV zone de charge/ réglage de la zone de façon typique: d'application pour rendre maximum 200 pm x 200 pIm FOV d'électrons/de effets d'élar- gamme probable: formation gissement de 1 mm x 1 mm à 10 Pm d'images caractéristiques x 10 pm FOV énergie du réglage de l'éner- réglage sur des pas faisceau gie du faisceau de,,50 V pour maximiser les gamme probable effets d'élargis- 500 V à 1800 V sement de (reste entre El et caractéristiques E2) opération de régler l'angle de de façon typique: charge/rotation rotation de bala- 0 degré de balayage yage par rapport à gamme probable d'images la pastille pour à + 90 degrés maximiser les

effets d'élargis-

sement de carac-

téristiques Temps d'arrêt régler pour maxi- de façon typique de pixel miser les effets 100 ns d'élargissement de gamme: 10 ns à caractéristiques 1 ps B. Accord de la formation d'images Procédure Valeurs filtre réglage de l'éner- de façon typique: d'énergie gie pour maximiser 0 volt les effets d'élar- gamme probable: +5 gissement de volts à -15 volts caractéristiques (par rapport à la tension du plateau porte-pastille) Une fois achevées les procédures d'optimisation, le système est prêt pour

détecter des défauts sur la base de l'effet d'élargissement de caractéris-

tiques induites par un contraste de tension. Des images d'une micro-

structure, telle qu'une pastille en cours de traitement comportant des trous de contact non remplis, sont acquises par fonctionnement du système avec des paramètres optimisés. Chaque image acquise est comparée à une référence. Un défaut est détecté par exemple si la dimension apparente d'une caractéristique dans l'image acquise diffère fortement de celle de la référence. Plusieurs systèmes de comparaison sont possibles, comme cela

est résumé dans le tableau II.

TABLEAU 2

Cellule-à- Utilisé de façon typique pour des cellules de mémoire.

cellule (1) Une image de chaque cellule dans un réseau de mémoire est comparée à une image d'une cellule de référence parfaite (bonne connue), ou (2) une image de chaque cellule de mémoire est comparée à une image de son voisin. La comparaison peut être une comparaison cellule individuelle à cellule individuelle ou peut être une comparaison section par section, une section étant une certaine structure répétitive comme par exemple 2 ou 4

cellules réfléchies symétriquement.

Dé-à-dé C'est de façon typique le mode standard de fonctionnement d'un système d'inspection optique tel que le système KLA213X. Une image de chaque dé est comparée à une image de son voisin adjacent pendant le processus de balayage. Une image d'un troisième dé est alors utilisé pour déterminer par arbitrage quel dé comporte actuellement le défaut. Ceci fonctionne bien pour des défauts aléatoires, mais ne peut pas trouver de défauts répétitifs comme par exemple une configuration extérieure dans une section à cheminement étroit du masque. En général (bien que ce ne soit pas le cas avec des systèmes dits SEMSpec de la société KLA) une image d'un dé quelconque peut être comparée à une image d'un autre dé quelconque et une image d'un autre troisième dé quelconque peut être utilisée

pour l'arbitrage.

Des comparaisons "d'un dé à n'importe quel autre dé" sont valables étant donné qu'elles sont utilisées pour cibler des zones spécifiques de la pastille avec un type de défaut attendu particulier et établir une comparaison vis-à-vis d'un dé qui est susceptible d'être bon. Par exemple une comparaison d'un dé de bord à un dé central est souhaitable étant donné que le dé proche du bord d'une pastille est plus susceptible d'être le siège de défauts et a un rendement plus faible qu'un dé plus proche du centre

d'une pastille.

Dé à un dé Les données d'image ou d'autres données provenant d'un d'or dé de référence bon connu ("d'or") sont mémorisées et utilisées en tant que référence à laquelle est comparée une image du dé inspecté. L'espace de mémoire requis pour les données d'image est élevé (par exemple des dizaines de gigaoctets), bien qu'un espace de disque et de mémoire devient meilleur marché et que les images de contraste de tension peuvent être comprimées. Un dé d'or de référence

ne requiert aucun arbitrage.

Dé à une Ceci est similaire à une technique utilisée dans l'inspection

base de de masques. Lors de l'utilisation avec des images "à carac-

données téristique apparente élargie", des couches multiples de la base de données et la connaissance des propriétés électriques du circuit représenté sont utilisées pour déterminer quelles sont les caractéristiques auxquels il faut s'attendre, qui sont raccordées électriquement et dont on s'attend à ce qu'elles soient électriquement flottantes dans le mode de charge négatif, c'est-à- dire quelles jonctions p-n sont polarisées dans le sens direct par le potentiel négatif

ou la tension négative.

Bloc-à-bloc Essentiellement comme la comparaison dé-à-dé, hormis que cette comparaison englobe une ou plusieurs sous-sections d'un dé. Par exemple une image d'une partie particulière d'un dé, qui est connue ou dont on s'attend à ce qu'elle produise plus probablement un type particulier de défauts, auxquels on s'intéresse, est comparée à la partie

correspondante d'une image d'un dé de référence.

L'arbitrage avec une image d'un troisième dé est utilisé de façon appropriée. Cette solution permet une économie du temps de traitement par rapport à la comparaison dé-à-dé complète.

La Figure 7 est un organigramme représentant certaines caractéris-

tiques principales de procédés selon la présente invention. Lors du pas 705, une structure est chargée moyennant l'utilisation de paramètres de charges appropriés, comme décrit précédemment. Ceci peut être exécuté par l'application de particules chargées à la surface de la microstructure, comme par exemple au moyen du fonctionnement du module de commande de charge globale et/ou du module de commande de charge locale, décrits précédemment en référence à la Figure 1, avec les paramètres accordés de manière à garantir un élargissement d'une dimension de caractéristique apparente. Par exemple une électrostructure à format élancé, comme par exemple un ou plusieurs trous de contact d'un microcircuit, est chargée négativement par application d'un faisceau d'électrons ou d'un flux d'électrons, à l'aide de champs caractéristiques appropriés comme décrit

précédemment en référence à la Figure 1.

- Lors du pas 710, la microstructure chargée est interrogée avec un

faisceau de particules chargées pour l'obtention d'une information concer-

nant au moins une caractéristique de la microstructure. Par exemple, un faisceau d'électrons focalisé ou un faisceau d'ions focalisé est appliqué à la microstructure lorsque des particules secondaires sont détectées, de manière à produire une image de contraste de tension. Les champs électriques autour de caractéristiques de format élancé chargées conduisent à une image à contraste de tension, dans laquelle des dimensions apparentes de caractéristiques dépendent de la connectivité électrique du matériau dans ou au-dessous des caractéristiques. Par exemple des structures de trous de contact chargés mécaniquement possédant des dimensions physiques sensiblement identiques comportent la dimension maximale apparente dans l'image à contraste de tension, si elles possèdent une surface inférieure connectée électriquement à la masse ou à des régions diffusées de type n, possèdent une taille apparente intermédiaire dans l'image de contraste de tension, si elles ont une surface inférieure connectée électriquement à des régions de grille, et possèdent une dimension apparente la plus faible dans l'image de contraste de tension si elles comportent une surface inférieure connectée électriquement à des régions diffusées de puits de type n ou de type p. Lors du pas 715, une information ainsi obtenue à partir de l'interrogation de la microstructure chargée est comparée à une autre information concernant la microstructure pour déterminer la connectivité au niveau d'au moins une caractéristique de la microstructure. Par exemple la dimension apparente d'une caractéristique dont l'image est formée lors de l'interrogation (comme sur la Figure 5) est comparée à la dimension apparente de la même structure dans une image à contraste de tension, obtenue avec la même microstructure ou une microstructure de référence chargée positivement (comme sur la Figure 3) et la connectivité interne est déduite de la différence de dimension apparente. Sinon la dimension apparente d'une caractéristique dont l'image est formée lors de l'interrogation (comme sur la Figure 5) est comparée aux données de conception indiquant une dimension d'une caractéristique conçue et une connectivité attendue. Si la taille apparente de la caractéristique ne correspond pas aux données de conception, on peut en déduire à

l'existence d'un défaut.

Une structure à format élancé est considérée comme étant une structure dans laquelle le rapport de la profondeur à la largeur est supérieur à l'unité. Pour des microstructures typiques devant être inspectées avec un faisceau de particules chargées, tels que tels microcircuits agencés en utilisant la présente technologie, la profondeur de champ se présente de façon typique sous la forme d'une gamme allant d'un micron à environ 0,18 micron. Cependant, les principes de la présente invention peuvent être appliqués à des structures ayant des formats plus grands ou plus petits

et/ou ayant des dimensions en dehors d'une telle gamme.

Bien que l'on ait décrit un mode de mise en oeuvre selon l'invention en liaison avec une inspection de trous de contact non remplis d'une pastille semiconductrice, on peut utiliser des procédés selon l'invention pourinspecter des trous de contact remplis et d'autres structures, dans lesquelles une connectivité électrique influe sur une dimension apparente de caractéristiques, comme par exemple des trous "traversants" dans une pastille. Bien qu'un trou de contact soit censé être rempli par un métal pour établir un contact avec le substrat (ou des régions diffusées du substrat) ou avec une région de grille, un trou "d'interconnexion" est destiné à être rempli avec un métal pour l'établissement d'un contact entre des couches métalliques, comme par exemple entre une ligne conductrice d'une couche métallique métall et une ligne conductrice formée d'une couche métallique métal2. Telle qu'elle est utilisée ici l'expression "trou traversant d'alimentation" désigne un trou de contact ou un trou d'interconnexion ou n'importe quel autre trou traversant une couche isolante et destiné à être

rempli par un matériau conducteur.

Comme cela a été décrit précédemment, le système de la Figure 1 est commandé par un système de commande 140, qui à son tour est commandé par un ordinateur 142 comportant une mémoire de données 144. Des procédés compatibles avec la présente invention peuvent être mis en oeuvre au moyen de l'exécution, par l'ordinateur 142, d'un code d'application (instructions pouvant être lues par ordinateur) mis sous n'importe quelle forme d'un produit de programme d'ordinateur. Un produit de programme d'ordinateur comprend un milieu configuré de manière à mémoriser ou transporter un code pouvant être lu par un ordinateur, ou

bien dans lequel un code pouvant être lu par un ordinateur peut être logé.

Certains exemples de produits de programmes d'ordinateurs sont des disques CD-ROM, des cartes ROM, des disquettes, des bandes magnétiques, des disques durs d'ordinateurs et des serveurs dans un réseau et des ondes porteuses. Des fonctions de comparaison décrites ici peuvent être mises en oeuvre dans l'ordinateur 142 et/ou dans un autre système d'ordinateur

comme cela est souhaité.

Les systèmes décrits précédemment sont indiqués uniquement à titre d'exemples. Une forme de réalisation selon l'invention peut être mise en oeuvre dans un système utilisant un faisceau de particules chargées et possédant n'importe quel type de système d'ordinateur ou d'environnement

de programmation ou de traitement.

REVE N DICATIONS

1. Procédé pour inspecter une pastille semiconductrice, caractérisé en ce qu'il consiste à: a. appliquer des particules chargées à la pastille pour charger négativement la pastille dans une région comportant des trous traversants d'alimentation, b. balayer ladite région par un faisceau de particules chargées, tout en détectant des particules secondaires de manière à produire un signal de détecteur, c. déterminer, à partir du signal du détecteur, une.dimension apparente d'au moins un trou traversant d'alimentation, d. comparer la dimension apparente dudit au moins un trou traversant

d'alimentation à une information de référence pour identifier un défaut.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite

information de référence comprend une image à contraste de tension.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'application de particules chargées à la pastille comprend le fait de diriger un flux

d'électrons en direction d'une surface de la pastille.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'application de particules chargées à la pastille comprend le réglage du potentiel d'un filtre d'énergie de manière à renvoyer les électrons secondaires à la pastille

tout en dirigeant un faisceau de particules chargées sur la pastille.

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'application de particules chargées à la pastille comprend l'irradiation de la pastille avec

des électrons ayant une énergie inférieure à environ 50 volts.

6. Procédé pour inspecter une microstructure consistant à a. charger une microstructure, b. interroger la microstructure avec un faisceau de particules chargées pour obtenir une information dimensionnelle apparente pour au moins une caractéristique de la microstructure, et c. comparer ladite information dimensionnelle apparente à une information

de référence concernant la microstructure pour identifier un défaut.

7. Procédé selon la revendication 6, selon lequel la charge d'une microstructure consiste à appliquer des particules chargées à la microstructure pour charger négativement ladite au moins une caractéristique. 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la charge d'une microstructure consiste à appliquer un flux d'électrons à la surface de

la microstructure.

9. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la charge d'une microstructure comprend le réglage du potentiel d'un filtre d'énergie de manière à renvoyer des électrons secondaires vers la microstructure,

tout en interrogeant la microstructure avec un faisceau de particules chargées.

10. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la charge d'une microstructure comprend l'irradiation de la microstructure avec des

électrons ayant une énergie inférieure à environ 50 volts.

11. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'interro-

gation de la microstructure comprend le fait de produire une image à contraste de tension d'une région de surface de la microstructure par rapport à laquelle ladite information dimensionnelle apparente peut être déterminée.

12. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'interroga-

tion de la microstructure comprend le fait de balayer une région de surface de la microstructure au moyen d'un faisceau de particules chargées tout en détectant les particules chargées émanant de la région de surface pour

créer une image à contraste de tension de la région de surface.

13. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la compa-

raison de ladite information dimensionnelle apparente à une information de référence autour de la microstructure comprend le fait de comparer une dimension apparente de ladite au moins une caractéristique à une

dimension attendue.

14. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la comparaison de ladite information dimensionnelle apparente à l'information de référence concernant la microstructure comprend la détermination du fait qu'une dimension apparente de ladite au moins une caractéristique est conforme à une connectivité électrique attendue du matériau dans les

limites ou au-dessous de ladite au moins une caractéristique.

15. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la compa-

raison de ladite information dimensionnelle apparente à une information de référence concernant la microstructure comprend la comparaison d'une dimension apparente de ladite au moins une caractéristique à la dimension

de ladite caractéristique dans une image à contraste de tension classique.

16. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre l'étape consistant à obtenir une image à contraste de tension classique de la microstructure, que l'interrogation de la microstructure consiste à produire une image à contraste de tension à caractéristique élargie d'une région de surface de la microstructure, et que la comparaison de ladite information dimensionnelle apparente à l'information de référence concernant la microstructure comprend le fait de comparer une dimension apparente de ladite au moins une caractéristique dans l'image de contraste de tension classique à la taille apparente de ladite au moins une structure

dans l'image à contraste de tension à caractéristique élargie.

17. Dispositif pour inspecter une microstructure (114;220;400), caractérisé en ce qu'il comprend: a. un composant de charge (120;200) configuré de manière à charger une microstructure (305,310,315;505,510, 515), b. un composant d'interrogation (132,142,153,154) configuré de manière à interroger la microstructure avec un faisceau de particules chargées pour obtenir une information dimensionnelle apparente concernant au moins une caractéristique de la microstructure, et c. un composant de comparaison (132,142,153,154) configuré de manière à comparer ladite information à une information de référence

concernant la microstructure pour identifier un défaut.

18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le composant de charge (120) comprend une source de particules chargées

configurée de manière à appliquer les particules chargées à la micro-

structure pour charger négativement ladite au moins une caractéristique.

19. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le composant de charge (120) comprend un canon (128) délivrant un flux d'électrons, configuré pour appliquer un flux d'électrons à la surface de la microstructure. 20. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le composant de charge (200) comprend une source de faisceau de particules chargées et un filtre d'énergie (206) configuré pour renvoyer des électrons secondaires à la microstructure tandis que la source de faisceau de particules chargées interroge la microstructure avec un faisceau de

particules chargées.

21. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le composant de charge (120) comprend une source d'électrons configurée de manière à irradier la microstructure avec des électrons ayant une énergie

inférieure à 50 volts.

22. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le composant d'interrogation (132,142,153,154) comprend une source de particules chargées et un détecteur (132) configuré de manière à produire une image à contraste de tension d'une région de surface de la microstructure. 23. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le composant d'interrogation (132,142,1t53,154) comprend une source configurée de manière à balayer, avec un faisceau de particules chargées, une région de surface de la microstructure et un détecteur (132) configuré de manière à détecter les particules chargées provenant de la région de surface pour créer une image à contraste de tension de la région de surface. 24. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le - composant de comparaison (132,142,153,154) est configuré de manière à comparer une dimension apparente de ladite au moins une caractéristique à

une dimension attendue.

25. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le composant de comparaison (132,142,153,154) est configuré de manière à déterminer si une dimension apparente de ladite au moins une caractéristique concorde avec une connectivité électrique attendue du matériau dans les limites ou au-dessous de ladite au moins une caractéristique. 26. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le composant de comparaison (132,142,153,154) est configuré de manière à comparer une dimension apparente de ladite au moins une caractéristique à la dimension de ladite caractéristique dans une image à contraste de tension classique. 27. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le composant d'interrogation (132,142,153,154) est configuré de manière à produire une image à contraste de tension classique de la microstructure, que le composant d'interrogation (132, 142, 153,154) est en outre agencé de manière à produire une image à contraste de tension à caractéristique élargie, d'une région de surface de la microstructure, et que le composant de comparaison est configuré de manière à comparer la dimension apparente de ladite au moins une caractéristique dans l'image à contraste de tension classique à une dimension apparente de ladite au moins une caractéristique dans ladite image à contraste de tension à caractéristique élargie. 28. Dispositif pour inspecter une microstructure (114;220;400), caractérisé en ce qu'il comporte: a. des moyens (120;220) pour charger une microstructure, b. des moyens (132,142,153,154) pour interroger la microstructure avec un faisceau de particules chargées pour obtenir une information dimensionnelle apparente pour au moins une caractéristique de la microstructure, et c. des moyens (132,142,153,154) pour comparer ladite information dimensionnelle apparente à une information de référence concernant la

microstructure pour identifier un défaut.

29. Dispositif selon la revendication 28, caractérisé en ce que les moyens de charge (120) d'une microstructure comprennent des moyens (128) pour appliquer des particules chargées à la microstructure pour

charger négativement ladite au moins une caractéristique.

30. Dispositif selon la revendication 28, caractérisé en ce que les moyens de charge d'une microstructure comprennent un canon servant à

produire un flux d'électrons en direction de la surface de la microstructure.

31. Dispositif selon la revendication 38, caractérisé en ce que les moyens de charge (200) d'une microstructure comprennent une source pour appliquer un faisceau de particules chargées à la microstructure et un filtre d'énergie (206) chargé pour renvoyer des électrons secondaires à la microstructure alors que le faisceau de particules chargées est appliqué à la

microstructure. --

32. Dispositif selon la revendication 28, caractérisé en ce que les moyens de charge (120) d'une microstructure comprennent une source d'irradiation de la microstructure avec des électrons ayant une énergie

inférieure à environ 50 volts.

33. Dispositif selon la revendication 28, caractérisé en ce que les moyens (132,142,153,154) pour interroger la microstructure comprennent une source pour balayer une région de surface de la microstructure avec un faisceau de particules chargées et un détecteur de particules secondaires pour produire un signal de contraste de tension, à partir duquel ladite

information dimensionnelle apparente peut être déterminée.

34. Dispositif selon la revendication 28, caractérisé en ce que les moyens (132,142,153,154) pour comparer ladite information à une information de référence concernant la microstructure comprennent des moyens pour comparer une dimension apparente de ladite au moins une

caractéristique à une dimension attendue.

:- 35. Dispositif selon la revendication 28, caractérisé en ce que les moyens (132,142,153,154) pour comparer ladite information à une information de référence concernant la microstructure comprennent des moyens pour déterminer si la dimension apparente de ladite au moins une caractéristique est conforme à une connectivité électrique attendue du

matériau à l'intérieur ou au-dessous de ladite au moins une caractéristique.

36. Dispositif selon la revendication 28, caractérisé en ce que les moyens (132,142,153,154) pour comparer ladite information à une information de référence concernant la microstructure comprennent des moyens pour comparer une dimension apparente de ladite au moins une caractéristique à une dimension de ladite caractéristique dans une image à

contraste de tension classique.

37. Support lisible par un ordinateur et contenant des instructions pour commander un système à faisceau de particules chargées pour la mise en oeuvre d'un procédé pour l'inspection d'une pastille semiconductrice, caractérisé en ce que ce procédé consiste à: a. appliquer les particules chargées à la pastille pour charger négativement la pastille dans une région comportant des trous traversants d'alimentation, b. balayer ladite région avec un faisceau de particules chargées tout en détectant des particules secondaires de manière à produire un signal de détecteur, c. déterminer à partir du signal du détecteur une dimension apparente d'au moins un trou traversant d'alimentation, d. comparer la dimension apparente desdits au moins un trou traversant

d'alimentation à une information de référence pour identifier un défaut.

38. Produit de programme d'ordinateur comprenant un milieu utilisable dans un ordinateur et comportant un code de programme lisible en ordinateur mis en oeuvre pour la commande d'un système de faisceau de particules chargées, caractérisé en ce qu'il comporte: a. un code de programme lisible en ordinateur, configuré de manière à amener le système du faisceau de particules chargées à charger une microstructure, b. un code de programme lisible en ordinateur, configuré de manière à amener le système du faisceau de particules chargées à interroger la microstructure avec un faisceau de particules chargées pour l'obtention d'une information dimensionnelle apparente pour au moins une caractéristique de la microstructure, et c. un code de programme lisible en ordinateur pour amener le système du faisceau de particules chargées à comparer ladite information dimensionnelle apparente à une information de référence concernant la

microstructure pour identifier un défaut.