JP2001077163A - 欠陥検出方法 - Google Patents
欠陥検出方法Info
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- JP2001077163A JP2001077163A JP24617799A JP24617799A JP2001077163A JP 2001077163 A JP2001077163 A JP 2001077163A JP 24617799 A JP24617799 A JP 24617799A JP 24617799 A JP24617799 A JP 24617799A JP 2001077163 A JP2001077163 A JP 2001077163A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】隣接する配線間の欠陥検出方法において、高解
像度且つ高スループットで欠陥を検出する。 【解決手段】前記隣接する配線内、一方の配線２５に周
期的に変化する電位を与えつつ、前記配線に対して電子
ビームを照射し、前記隣接する配線から二次的に発生す
る粒子像を得るステップと、前記二次的に発生する粒子
像の輝度を観察するステップとを含むことを特徴とす
る。
像度且つ高スループットで欠陥を検出する。 【解決手段】前記隣接する配線内、一方の配線２５に周
期的に変化する電位を与えつつ、前記配線に対して電子
ビームを照射し、前記隣接する配線から二次的に発生す
る粒子像を得るステップと、前記二次的に発生する粒子
像の輝度を観察するステップとを含むことを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、配線の検査に用い
られる欠陥検出方法に関する。
られる欠陥検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイス製造プロセスの評価は、
一般的にはプロセス評価用のテスト配線を用いて行われ
ている。
一般的にはプロセス評価用のテスト配線を用いて行われ
ている。
【０００３】評価配線では、評価対象となるプロセスを
経てパターン形成を行った場合に、欠陥がどの程度の確
率で生じて配線短絡が起こり得るかを測定し、プロセス
レベルを評価する。例えば、配線短絡が生じるような欠
陥部が生じた場合、電気的導通検査を行った際に不良と
判断される。
経てパターン形成を行った場合に、欠陥がどの程度の確
率で生じて配線短絡が起こり得るかを測定し、プロセス
レベルを評価する。例えば、配線短絡が生じるような欠
陥部が生じた場合、電気的導通検査を行った際に不良と
判断される。
【０００４】不良が生じた配線に対しては欠陥検出検査
を行い、欠陥箇所、欠陥の種類等を解析、不良原因を特
定してプロセスへのフィードバックを行うという手法が
プロセスのクオリティコントロールである。
を行い、欠陥箇所、欠陥の種類等を解析、不良原因を特
定してプロセスへのフィードバックを行うという手法が
プロセスのクオリティコントロールである。
【０００５】この欠陥検出検査に従来用いられてきたの
が、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社の製品に代表される光学式
の欠陥検出装置である。ＣＣＤカメラで配線の画像を取
得し、隣り合う同一パターンの画像と比較することで不
良箇所を特定する。
が、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社の製品に代表される光学式
の欠陥検出装置である。ＣＣＤカメラで配線の画像を取
得し、隣り合う同一パターンの画像と比較することで不
良箇所を特定する。
【０００６】しかしながらこの方式では画像認識に光を
用いているため、光の波長以下のパターン幅を持つ配線
を認識することは極めて困難である。また、画像のみに
よる比較検査であるため、配線短絡の要因とはならない
不良や、もしくは単なる画像上の誤認式、いわゆる疑似
欠陥をも検出してしまうため、検査の効率が落ちてしま
う。
用いているため、光の波長以下のパターン幅を持つ配線
を認識することは極めて困難である。また、画像のみに
よる比較検査であるため、配線短絡の要因とはならない
不良や、もしくは単なる画像上の誤認式、いわゆる疑似
欠陥をも検出してしまうため、検査の効率が落ちてしま
う。
【０００７】画像の解像性を上げるために光源を電子顕
微鏡に変えた装置もあるが、従来ＣＣＤで取り込んでい
た範囲を電子顕微鏡で走査し画像を取り込んでいるた
め、スループットが非常に遅く、高レスポンスを要求さ
れるプロセス評価に適用するには難がある。また、前記
光学式装置と同様、疑似欠陥を検出する確率も大きい。
微鏡に変えた装置もあるが、従来ＣＣＤで取り込んでい
た範囲を電子顕微鏡で走査し画像を取り込んでいるた
め、スループットが非常に遅く、高レスポンスを要求さ
れるプロセス評価に適用するには難がある。また、前記
光学式装置と同様、疑似欠陥を検出する確率も大きい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
の光学式の欠陥検出方法においては、解像度が低く、疑
似欠陥をも検出してしまうという問題があった。
の光学式の欠陥検出方法においては、解像度が低く、疑
似欠陥をも検出してしまうという問題があった。
【０００９】また、光源を電子顕微鏡に変えた装置にお
いては、スループットが非常に遅く、前記光学式装置と
同様、疑似欠陥を検出する確率も大きい。
いては、スループットが非常に遅く、前記光学式装置と
同様、疑似欠陥を検出する確率も大きい。
【００１０】本発明の目的は、高解像度且つ高スループ
ットであると共に、疑似欠陥を検出し難い欠陥検出方法
をを提供することにある。
ットであると共に、疑似欠陥を検出し難い欠陥検出方法
をを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】［構成］本発明は、上記
目的を達成するために以下のように構成されている。
目的を達成するために以下のように構成されている。
【００１２】（１）本発明（請求項１）は、隣接する配
線間の欠陥検出方法において、前記隣接する配線一方に
周期的に変化する電位を与えつつ、前記隣接する配線に
対して電子ビームを照射し、前記隣接する配線から二次
的に発生する粒子像を得るステップと、前記二次的に発
生する粒子像の輝度を観察するステップとを含むことを
特徴とする。
線間の欠陥検出方法において、前記隣接する配線一方に
周期的に変化する電位を与えつつ、前記隣接する配線に
対して電子ビームを照射し、前記隣接する配線から二次
的に発生する粒子像を得るステップと、前記二次的に発
生する粒子像の輝度を観察するステップとを含むことを
特徴とする。
【００１３】（２）本発明（請求項２）は、隣接する配
線間の欠陥検出方法において、前記隣接する配線一方に
周期的に変化する電位を与えつつ、前記隣接する配線に
対して電子ビームを照射し、前記電位の値が変化してか
ら所定時間内に、所定パルス幅で、前記隣接する配線か
ら二次的に発生する粒子像を前記電位の変化周期と同一
周期毎に任意の時間複数取得し、得られた複数の粒子像
を加算したストロボ画像を得るステップと、前記ストロ
ボ画像の輝度を観察するステップとを含むことを特徴と
する。
線間の欠陥検出方法において、前記隣接する配線一方に
周期的に変化する電位を与えつつ、前記隣接する配線に
対して電子ビームを照射し、前記電位の値が変化してか
ら所定時間内に、所定パルス幅で、前記隣接する配線か
ら二次的に発生する粒子像を前記電位の変化周期と同一
周期毎に任意の時間複数取得し、得られた複数の粒子像
を加算したストロボ画像を得るステップと、前記ストロ
ボ画像の輝度を観察するステップとを含むことを特徴と
する。
【００１４】上記二つの発明の好ましい実施態様を以下
に記す。
に記す。
【００１５】前記周期的に変化する電位を与える配線以
外の配線は、電気的にフローティングであること。前記
周期的に変化する電位を与える配線以外の配線は、接地
電位に接続されていること。前記周期的に変化する電位
を与える配線以外の配線は、前記電位と周期及び振幅を
同じくし、異なる位相を持つ電位が与えられること。
外の配線は、電気的にフローティングであること。前記
周期的に変化する電位を与える配線以外の配線は、接地
電位に接続されていること。前記周期的に変化する電位
を与える配線以外の配線は、前記電位と周期及び振幅を
同じくし、異なる位相を持つ電位が与えられること。
【００１６】（３）本発明（請求項６）は、隣接する配
線間の欠陥検出方法において、前記隣接する配線の一方
に直流電位を与えつつ、前記配線に対して電子ビームを
照射し、前記隣接する配線から二次的に発生する粒子像
を得るステップと、前記二次的に発生する粒子像の輝度
を観察するステップとを含むことを特徴とする。
線間の欠陥検出方法において、前記隣接する配線の一方
に直流電位を与えつつ、前記配線に対して電子ビームを
照射し、前記隣接する配線から二次的に発生する粒子像
を得るステップと、前記二次的に発生する粒子像の輝度
を観察するステップとを含むことを特徴とする。
【００１７】上記発明の好ましい実施態様を以下に記
す。
す。
【００１８】前記直流電位を与える配線以外の配線は、
接地電位に接続される、或いは前記直流電位とは異なる
電位が与えられること。
接地電位に接続される、或いは前記直流電位とは異なる
電位が与えられること。
【００１９】［作用］本発明は、上記構成によって以下
の作用・効果を有する。
の作用・効果を有する。
【００２０】本発明では、電子ビームテスタを用い、配
線に電位を与えつつ電位コントラスト像を観察する欠陥
検査方法を提案する。この手法は電位を与えながらの測
定であり、パターンを観察するのではなく輝度を観察す
るため致命欠陥のみを確実に抽出することが可能であ
り、また電子顕微鏡像での測定であるため解像性も高
く、現在最先端開発で評価されている配線幅０．１５μ
ｍ、さらにそれ以下の世代のパターンに対しても充分適
用することができる。また、一度に広範囲を観察できる
ため測定スループットも高い。
線に電位を与えつつ電位コントラスト像を観察する欠陥
検査方法を提案する。この手法は電位を与えながらの測
定であり、パターンを観察するのではなく輝度を観察す
るため致命欠陥のみを確実に抽出することが可能であ
り、また電子顕微鏡像での測定であるため解像性も高
く、現在最先端開発で評価されている配線幅０．１５μ
ｍ、さらにそれ以下の世代のパターンに対しても充分適
用することができる。また、一度に広範囲を観察できる
ため測定スループットも高い。
【００２１】さらに配線に周期的に変化する電位を与え
つつ測定を行う手法を用いる場合では、電位が周期的に
変化するために絶縁膜のチャージがディスチャージさ
れ、絶縁膜がチャージアップすることなく膜下の配線に
よる電位コントラスト像を観察することができる。
つつ測定を行う手法を用いる場合では、電位が周期的に
変化するために絶縁膜のチャージがディスチャージさ
れ、絶縁膜がチャージアップすることなく膜下の配線に
よる電位コントラスト像を観察することができる。
【００２２】また、印加電位の周期的な変化に同期させ
て各週季語とに複数取得した画像を加算するストロボ電
位コントラスト像を観察することにより、通常のリアル
タイム電位コントラスト像では平均化されてしまう瞬間
的な情報を高いＳＮ比で得ることができる。
て各週季語とに複数取得した画像を加算するストロボ電
位コントラスト像を観察することにより、通常のリアル
タイム電位コントラスト像では平均化されてしまう瞬間
的な情報を高いＳＮ比で得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００２４】［第１実施形態］図１は、本発明の第１実
施形態に係わる検査装置である電子ビームテスタの概略
構成を示す図である。
施形態に係わる検査装置である電子ビームテスタの概略
構成を示す図である。
【００２５】図１に示すように、電子ビームテスタは、
鏡筒６と試料ステージ７、電圧入力プローブ８を有す
る。鏡筒６下部には電子銃用高圧電源に接続された電子
銃９が設けられている。また、鏡筒内６には電子銃９か
ら出射された電子ビームを偏向させ、試料ステージ７に
固定されたウエハ１２表面を走査するための偏向コイル
１３が設けられている。
鏡筒６と試料ステージ７、電圧入力プローブ８を有す
る。鏡筒６下部には電子銃用高圧電源に接続された電子
銃９が設けられている。また、鏡筒内６には電子銃９か
ら出射された電子ビームを偏向させ、試料ステージ７に
固定されたウエハ１２表面を走査するための偏向コイル
１３が設けられている。
【００２６】試料ステージ７及び鏡筒６は、水平方向の
任意の方向に移動させることが可能であり、試料ステー
ジ７もしくは鏡筒６のいずれかを移動させることによ
り、電子ビーム１０の照射領域を変更することが出来る
ようになっている。
任意の方向に移動させることが可能であり、試料ステー
ジ７もしくは鏡筒６のいずれかを移動させることによ
り、電子ビーム１０の照射領域を変更することが出来る
ようになっている。
【００２７】また、鏡筒６にはウエハ１２表面から発生
する二次電子１４を検出するための二次電子信号検出器
１５が設けられている。この二次電子信号検出器１５に
は、信号処理器１６、制御用計算機１７、ディスプレイ
１８が接続されている。
する二次電子１４を検出するための二次電子信号検出器
１５が設けられている。この二次電子信号検出器１５に
は、信号処理器１６、制御用計算機１７、ディスプレイ
１８が接続されている。
【００２８】二次電子信号検出器１５により検出された
二次電子１４の情報は、信号処理器１６により画像信号
に変換される。変換された画像信号に対しては制御用計
算機１７により所定の処理が行われ、処理された信号に
基づいてディスプレイ１８が電位コントラスト画像を表
示する。
二次電子１４の情報は、信号処理器１６により画像信号
に変換される。変換された画像信号に対しては制御用計
算機１７により所定の処理が行われ、処理された信号に
基づいてディスプレイ１８が電位コントラスト画像を表
示する。
【００２９】また、電圧入力プローブ８は外部入力端子
１９，２０に接続されており、ウエハ１２上の検査パタ
ーンに対し、所定の電位を与えることができる。外部入
力端子１９，２０には任意のパルス電位を生成可能なフ
ァンクションジェネレータ２１を接続した。
１９，２０に接続されており、ウエハ１２上の検査パタ
ーンに対し、所定の電位を与えることができる。外部入
力端子１９，２０には任意のパルス電位を生成可能なフ
ァンクションジェネレータ２１を接続した。
【００３０】試料ステージ７に測定対象である図２の評
価用配線パターンを有するウエハ１２をセットした。図
２（ａ）は評価用配線パターンの構成を示す平面図、図
２（ｂ）は評価用配線パターンの構成を示す断面図であ
る。図２に示すように、Ｐｏｌｙ−Ｓｉから構成される
評価用配線１は、半導体基板２の絶縁膜３上に形成され
ている。評価用配線１は、測定パッド２２に接続された
配線と、測定パッド２３に接続された配線とが交互に配
列されている。
価用配線パターンを有するウエハ１２をセットした。図
２（ａ）は評価用配線パターンの構成を示す平面図、図
２（ｂ）は評価用配線パターンの構成を示す断面図であ
る。図２に示すように、Ｐｏｌｙ−Ｓｉから構成される
評価用配線１は、半導体基板２の絶縁膜３上に形成され
ている。評価用配線１は、測定パッド２２に接続された
配線と、測定パッド２３に接続された配線とが交互に配
列されている。
【００３１】プローブ８の一本を測定パッド２２に接触
させ、ファンクションジェネレータ２１より周期１００
ｋＨｚ、振幅８Ｖの矩形パルス電位を与えた。他端のパ
ッド２３にはプローブ８を接触させず、電気的にフロー
ティングの状態となっている。
させ、ファンクションジェネレータ２１より周期１００
ｋＨｚ、振幅８Ｖの矩形パルス電位を与えた。他端のパ
ッド２３にはプローブ８を接触させず、電気的にフロー
ティングの状態となっている。
【００３２】配線に電位を与えつつ、パターンに対して
電子ビームを照射し、パターンからの二次電子を検出
し、得られた二次電子の情報に対して処理を行うと、配
線の電位が画像の輝度として観測される（以下、電位コ
ントラスト像）。従って、このとき評価用配線パターン
を観察すると、図３に示すように電位が与えられている
印加配線２５は暗輝度、電位が印加されていないフロー
ティング配線２６は明輝度で現れる。
電子ビームを照射し、パターンからの二次電子を検出
し、得られた二次電子の情報に対して処理を行うと、配
線の電位が画像の輝度として観測される（以下、電位コ
ントラスト像）。従って、このとき評価用配線パターン
を観察すると、図３に示すように電位が与えられている
印加配線２５は暗輝度、電位が印加されていないフロー
ティング配線２６は明輝度で現れる。
【００３３】図２に示した評価用配線パターンは、図４
のような伝播回路として現すことができる。このとき抵
抗ＲはＰｏｌｙ−Ｓｉ配線抵抗、容量Ｃは配線間容量と
配線−基板間容量の合計となる。本実施例で用いた図２
の評価用配線パターンでは、Ｒ＝１．６×１０8 Ω、Ｃ
＝４．７×１０-8Ｆである。
のような伝播回路として現すことができる。このとき抵
抗ＲはＰｏｌｙ−Ｓｉ配線抵抗、容量Ｃは配線間容量と
配線−基板間容量の合計となる。本実施例で用いた図２
の評価用配線パターンでは、Ｒ＝１．６×１０8 Ω、Ｃ
＝４．７×１０-8Ｆである。
【００３４】例えば、図５に示すように評価用配線パタ
ーンに欠陥部５が存在し、印加配線２５とフローティン
グ配線２６の間に短絡が生じた場合、欠陥部５では他部
と比較してＲ，Ｃが増加する。
ーンに欠陥部５が存在し、印加配線２５とフローティン
グ配線２６の間に短絡が生じた場合、欠陥部５では他部
と比較してＲ，Ｃが増加する。
【００３５】この場合、パターン上の位置ａ，ｂ，ｃ，
ｄにおける出力波形の計算結果を図６に示す。図６に示
すように印加配線上の点ｄに対し、欠陥位置ｂ，ｃおよ
びフローティング配線上の点ａでの出力信号は電位の立
ち上がり下がりに遅延が生じる。この遅延により、立ち
上がり立ち下がりの直後、位置ｂ，ｃ，ｄと位置ａとの
間に電位差が生じることが分かる。
ｄにおける出力波形の計算結果を図６に示す。図６に示
すように印加配線上の点ｄに対し、欠陥位置ｂ，ｃおよ
びフローティング配線上の点ａでの出力信号は電位の立
ち上がり下がりに遅延が生じる。この遅延により、立ち
上がり立ち下がりの直後、位置ｂ，ｃ，ｄと位置ａとの
間に電位差が生じることが分かる。
【００３６】このとき、図６の位相Ａにおける配線各位
置の電位は図７に示すようになる。すなわち、短絡を生
じている配線については、欠陥部までの電位勾配を生じ
ている部分と、欠陥部と同電位となっている部分とに分
けられる。配線上の電位勾配は電位コントラスト像のグ
ラデーションとして現れる。図７の電位分布による電位
コントラスト像を模式的に現したものが図８である。欠
陥部を含む配線３本がほぼ同輝度となり、欠陥の存在し
ない部分とはっきりと区別することができる。
置の電位は図７に示すようになる。すなわち、短絡を生
じている配線については、欠陥部までの電位勾配を生じ
ている部分と、欠陥部と同電位となっている部分とに分
けられる。配線上の電位勾配は電位コントラスト像のグ
ラデーションとして現れる。図７の電位分布による電位
コントラスト像を模式的に現したものが図８である。欠
陥部を含む配線３本がほぼ同輝度となり、欠陥の存在し
ない部分とはっきりと区別することができる。
【００３７】図６の位相Ａは位置ｂ，ｃ，ｄと位置Ａと
の間の電位差が大きくとれる位相の一つである。位置
ａ，ｂ，ｃ，ｄが同電位となっている位相でゃ、配線全
体が同じ電位コントラストとなってしまい、欠陥配線を
検出することはできない。子のいそうでの画像のみを観
察することにより、コントラストが大きな、ＳＮ比が高
い画像を得ることができる。パルス各周期において、毎
回位相Ａで５ｎｓずつＳＥＭ画像を取得、それらを加算
しストロボ画像を得た。
の間の電位差が大きくとれる位相の一つである。位置
ａ，ｂ，ｃ，ｄが同電位となっている位相でゃ、配線全
体が同じ電位コントラストとなってしまい、欠陥配線を
検出することはできない。子のいそうでの画像のみを観
察することにより、コントラストが大きな、ＳＮ比が高
い画像を得ることができる。パルス各周期において、毎
回位相Ａで５ｎｓずつＳＥＭ画像を取得、それらを加算
しストロボ画像を得た。
【００３８】ストロボ電位コントラスト像を図９に示
す。図９はリアルタイムＳＥＭ画像の一部にウィンドウ
を開き、その部分のみストロボ電位コントラスト像を取
得したものである。図８の模式図とよい一致を示し、欠
陥の生じている配線を検出することができた。同手法に
よる欠陥検出結果例を図１０、図１１に示す。図１０は
０．１５μｍ、図１１は０．１μｍルールの配線幅を持
つパターンである。いずれも他とは異なる輝度で現れて
いる部分が欠陥の存在する配線である。配線中の欠陥の
存在する位置に応じて、欠陥記録の輝度が異なるため、
画像から欠陥の存在する位置を特定することもできた。
す。図９はリアルタイムＳＥＭ画像の一部にウィンドウ
を開き、その部分のみストロボ電位コントラスト像を取
得したものである。図８の模式図とよい一致を示し、欠
陥の生じている配線を検出することができた。同手法に
よる欠陥検出結果例を図１０、図１１に示す。図１０は
０．１５μｍ、図１１は０．１μｍルールの配線幅を持
つパターンである。いずれも他とは異なる輝度で現れて
いる部分が欠陥の存在する配線である。配線中の欠陥の
存在する位置に応じて、欠陥記録の輝度が異なるため、
画像から欠陥の存在する位置を特定することもできた。
【００３９】なお、位相Ａ以外でも、位置ａ，ｂ，ｃ，
ｄの間で電位差が大きくとれる位相でストロボ画像の取
り込みを行えば、上記実施形態と同様な効果が得られ
る。
ｄの間で電位差が大きくとれる位相でストロボ画像の取
り込みを行えば、上記実施形態と同様な効果が得られ
る。
【００４０】従って、本発明によれば、配線中の短絡を
引き起こす致命欠陥を、電位コントラスト像から確実に
検出することが可能である。さらにこの手法は配線幅
０．１５μｍ以下の微細パターンに対しても検出感度を
低下させることなく適用可能である。
引き起こす致命欠陥を、電位コントラスト像から確実に
検出することが可能である。さらにこの手法は配線幅
０．１５μｍ以下の微細パターンに対しても検出感度を
低下させることなく適用可能である。
【００４１】［第２実施形態］図１２は、本発明の第２
実施形態に係わる検査装置である電子ビームテスタの概
略構成を示す図である。
実施形態に係わる検査装置である電子ビームテスタの概
略構成を示す図である。
【００４２】本実施形態では、印加電源として直流電源
２７を使用する。またプローブ８の一本を接地する。図
１２の装置構成のうち、その他は第１実施形態と同様で
あるので説明は省略する。
２７を使用する。またプローブ８の一本を接地する。図
１２の装置構成のうち、その他は第１実施形態と同様で
あるので説明は省略する。
【００４３】また、図１３に本実施例で測定対象となる
評価用配線パターンの模式図を示す。また、本発明で測
定対象となる評価用配線パターンの断面は、図２（ｂ）
から層間絶縁膜４を除いたものである。
評価用配線パターンの模式図を示す。また、本発明で測
定対象となる評価用配線パターンの断面は、図２（ｂ）
から層間絶縁膜４を除いたものである。
【００４４】図１３に示すパターンのパッド２８，２９
にプローブ８を接触させた。パッド２９に接触させたプ
ローブ８は接地してground電位にし、他方のパッド２８
に接触させたプローブ８には直流電源２７から８Ｖの直
流電位を印与えた。なお、パッド２９にはパッド２８に
印加する電位と異なる直流電位を与えることも可能であ
る。
にプローブ８を接触させた。パッド２９に接触させたプ
ローブ８は接地してground電位にし、他方のパッド２８
に接触させたプローブ８には直流電源２７から８Ｖの直
流電位を印与えた。なお、パッド２９にはパッド２８に
印加する電位と異なる直流電位を与えることも可能であ
る。
【００４５】このとき、図１４に示す評価用配線パター
ンでは、欠陥部５で短絡したｅ−ｆ−ｇ−ｈのラインに
電位勾配が生じ、配線端部ｉ、ｊは欠陥部と同電位とな
る。パターンの電位分布を電位コントラスト像として模
式的に示したものが図１５である。欠陥部を含む配線が
同輝度となっているのがわかる。実際にパターン１５上
に上記手法を適用し、ＳＥＭ像を観察したものが図１６
である。欠陥の存在する配線が他とは異なる輝度として
観察され、欠陥位置を正確に検出することができた。
ンでは、欠陥部５で短絡したｅ−ｆ−ｇ−ｈのラインに
電位勾配が生じ、配線端部ｉ、ｊは欠陥部と同電位とな
る。パターンの電位分布を電位コントラスト像として模
式的に示したものが図１５である。欠陥部を含む配線が
同輝度となっているのがわかる。実際にパターン１５上
に上記手法を適用し、ＳＥＭ像を観察したものが図１６
である。欠陥の存在する配線が他とは異なる輝度として
観察され、欠陥位置を正確に検出することができた。
【００４６】以上のように本発明によれば、配線中の短
絡を引き起こす致命欠陥を、電位コントラスト像から確
実に検出することができた。
絡を引き起こす致命欠陥を、電位コントラスト像から確
実に検出することができた。
【００４７】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。例えば、第１実施形態において、矩形
パルス電位に限らず、正弦波電位等の周期的に変化する
電位を用いることが可能である。また、画像を取得する
タイミングとしては、周期的に変化する電位と同一周期
でなくても良い。
るものではない。例えば、第１実施形態において、矩形
パルス電位に限らず、正弦波電位等の周期的に変化する
電位を用いることが可能である。また、画像を取得する
タイミングとしては、周期的に変化する電位と同一周期
でなくても良い。
【００４８】第１実施形態において、周期的に変化する
電位を与える配線以外の配線には、前記電位と周期及び
振幅を同じくし、異なる位相を持つ電位を与えても良
い。
電位を与える配線以外の配線には、前記電位と周期及び
振幅を同じくし、異なる位相を持つ電位を与えても良
い。
【００４９】その他、本発明は、その要旨を逸脱しない
範囲で、種々変形して実施することが可能である。
範囲で、種々変形して実施することが可能である。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、
０．１５μｍ以下の微細配線及び絶縁膜下の配線に存在
する致命欠陥を高解像、高感度で検出することが可能と
なる。
０．１５μｍ以下の微細配線及び絶縁膜下の配線に存在
する致命欠陥を高解像、高感度で検出することが可能と
なる。
【図１】第１実施形態に係わる検査装置である電子ビー
ムテスタの概略構成を示す図。
ムテスタの概略構成を示す図。
【図２】第１実施形態に係わる評価用配線パターンの構
成を示す図。
成を示す図。
【図３】電位が与えられた後の電位コントラストを示す
模式図。
模式図。
【図４】図２に示す評価用配線パターンの等価回路を示
す回路図。
す回路図。
【図５】図２に示す評価用配線パターンの電位の計算を
行った位置を示す図。
行った位置を示す図。
【図６】計算された電位波形を示す図。
【図７】計算された電位分布を示す図。
【図８】測定される電位コントラストを示す模式図。
【図９】観察された電位コントラストを示す写真。
【図１０】０．１５μｍパターンでの電位コントラスト
を示す写真。
を示す写真。
【図１１】０．１μｍパターンでの電位コントラストを
示す写真。
示す写真。
【図１２】第２実施形態に係わる検査装置である電子ビ
ームテスタの概略構成を示す図。
ームテスタの概略構成を示す図。
【図１３】第１実施形態に係わる評価用配線パターンの
構成を示す図。
構成を示す図。
【図１４】図１３に示す評価用配線パターンの電位の計
算を行った位置を示す図。
算を行った位置を示す図。
【図１５】測定される電位コントラストを示す模式図。
【図１６】観察された電位コントラストを示す写真。
１…評価配線 ２…半導体基板 ３…絶縁膜 ４…層間絶縁膜 ５…欠陥部 ６…鏡筒 ７…試料ステージ ８…電圧入力プローブ ９…電子銃 １０…電子ビーム １２…ウエハ １３…偏向コイル １４…二次電子 １５…二次電子信号検出器 １５…パターン １６…信号処理器 １７…制御用計算機 １８…ディスプレイ １９．２０…外部入力端子 ２１…ファンクションジェネレータ ２２，２３…測定パッド ２４…パターン ２５…印加配線 ２６…フローティング配線 ２７…直流電源 ２８．２９…パッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｒ 31/302 Ｇ０１Ｒ 31/28 Ｌ (72)発明者 山崎 裕一郎 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 2G001 AA03 BA07 CA03 FA29 GA03 GA06 GA09 HA13 JA11 JA13 JA20 KA03 LA11 PA11 RA10 RA20 2G011 AA01 AC04 AC06 AE03 2G032 AD08 AE01 AE09 AF08 AG01 AG09 AK04 4M106 AA01 AA08 AA10 AA11 BA02 BA14 CA02 CA16 CA17 CA42 CA43 DB05 DE01 DE24 DE30 DH07 DH19 DH24 DH33 DJ04 DJ07 DJ14 DJ17 DJ18 DJ20 DJ23 DJ24 DJ32
Claims (7)
- 【請求項１】隣接する配線間の欠陥検出方法において、 前記隣接する配線の一方に周期的に変化する電位を与え
つつ、前記隣接する配線に対して電子ビームを照射し、
前記隣接する配線から二次的に発生する粒子像を得るス
テップと、 前記二次的に発生する粒子像の輝度を観察するステップ
とを含むことを特徴とする欠陥検出方法。 - 【請求項２】隣接する配線間の欠陥検出方法において、 前記隣接する配線一方に周期的に変化する電位を与えつ
つ、前記隣接する配線に対して電子ビームを照射し、前
記周期的に変化する電位の値が変化してから所定時間内
に所定パルス幅で、前記隣接する配線から二次的に発生
する粒子像を前記電位の変化周期と同一周期毎に任意の
時間複数取得し、得られた複数の粒子像を加算したスト
ロボ画像を得るステップと、 前記ストロボ画像の輝度を観察するステップとを含むこ
とを特徴とする欠陥検出方法。 - 【請求項３】前記周期的に変化する電位を与える配線以
外の配線は、電気的にフローティングであることを特徴
とする請求項１又は２に記載の欠陥検出方法。 - 【請求項４】前記周期的に変化する電位を与える配線以
外の配線は、接地電位に接続されていることを特徴とす
る請求項１又は２に記載の欠陥検出方法。 - 【請求項５】前記周期的に変化する電位を与える配線以
外の配線には、前記電位と周期及び振幅を同じくし、異
なる位相を持つ電位を与えることを特徴とする請求項１
又は２に記載の欠陥検出方法。 - 【請求項６】隣接する配線間の欠陥検出方法において、 前記隣接する配線の一方に直流電位を与えつつ、前記配
線に対して電子ビームを照射し、前記隣接する配線から
二次的に発生する粒子像を得るステップと、 前記二次的に発生する粒子像の輝度を観察するステップ
とを含むことを特徴とする欠陥検出方法。 - 【請求項７】前記直流電位を与える配線以外の配線は、
接地電位に接続される、或いは前記直流電位とは異なる
電位が与えられることを特徴とする請求項６に記載の欠
陥検出方法。
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|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1999
- 1999-08-31 JP JP24617799A patent/JP3708763B2/ja not_active Expired - Fee Related
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