JP2001133234A - 欠陥検査方法、欠陥検査装置及びそれらを用いた半導体デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 荷電粒子線ビームを用いた場合でも高スルー
プットで欠陥の検査が可能な欠陥検査装置を提供する。 【解決手段】 エミッターアレイ１の各荷電粒子放出点
ａ〜ｊより放出された荷電粒子線は、第１投影レンズ
３、第２投影レンズ５で構成される磁気ダブレットレン
ズにより、各荷電粒子放出点の像をウェハー１４上に結
像する。これらの結像点からは、ウェハー上のパターン
に応じた２次電子が放出される。コントラスト開口７の
後方には偏向器８が設けられ、全荷電粒子線を一様に偏
向させる。この偏向により、荷電粒子線のウェハー１４
への照射位置が変化し、走査を行うことができる。２次
電子は、２次電子検出器アレイ１２の各検出器で検出さ
れ、ライトガイド１３により、真空チャンバー１５の窓
１６を介して光電子増倍管１１に導かれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、最小線幅が0.2μ
ｍ以下の微細パターンの欠陥を高スループットで検査す
ることが可能な欠陥検査方法、欠陥検査装置、それらの
方法又は装置を用いた半導体デバイスの製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程において、例
えば製造途中のウェハーの欠陥、製造完了後のウェハー
の欠陥を検査することは、歩留を向上させ、欠陥品を出
荷することを防止するために必要、欠くべからざる工程
である。従来、光を利用した欠陥検査装置としては、マ
ルチビームからなる走査光を使用してウェハー上を照射
し、その反射光のパターンから欠陥の存在を検出する方
法が多く用いられてきた。また、一つの電子線ビームを
走査させて、照射点から発生する２次電子を検出し、そ
のパターンから欠陥の存在を検出する方法も実施されて
きた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来技術のうち、光のマルチビームを用いた欠陥検査
装置では、解像度が光の波長によって限定されてしまう
ため、0.2μｍ以下の線幅を持つパターンに対しては十
分な欠陥検出性能が得られず、使用できないという問題
点がある。電子線ビームを用いた欠陥検査装置は、0.2
μｍ以下の線幅を持つパターンに対しても使用可能であ
るが、電子線ビームが１本であるため、走査に時間がか
かってスループットが悪く、製品の全数を検査すること
は実用上不可能であった。よって、抜き取り検査に頼ら
ざるを得ず、製品の重大な欠陥を見落として、歩留を低
下させたり、欠陥品を出荷してしまうという危険性が避
けられなかった。

【０００４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、荷電粒子線ビームを用いた場合でも高スループ
ットで欠陥の検査が可能な欠陥検査方法と欠陥検査装
置、さらにはこれらを用いた半導体デバイスの製造方法
を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、複数の荷電粒子線を被検査体に照射
し、各々の荷電粒子線により発生する２次電子を、各荷
電粒子線に対応して設けられた２次電子検出器により検
出する欠陥検査方法であって、偏向器により各荷電粒子
線を同時に走査して、２次電子検出器から得られる信号
を解析することにより、被検査体の検査を行う工程を有
してなることを特徴とする欠陥検査方法（請求項１）で
ある。

【０００６】本手段においては、荷電粒子線の発生源を
たとえばアレイ状に配置し、そこから発生するマルチビ
ームの荷電粒子線を被検査体に照射する。すると、荷電
粒子線の各照射点からは２次電子が発生する。本手段に
おいては、これらの各荷電粒子線を偏向器により同時に
偏向させることによって走査を行うようにしている。こ
のとき、１台の偏向器により全荷電粒子線を同じ量だけ
偏向させ、走査を行うようにすることが好ましい。各照
射点から発生した２次電子は、各々別の２次電子検出器
により検出される。これら２次電子検出器としては、別
の照射点から発生した２次電子の影響、すなわちクロス
トークが無視できるような形式のものが必要である。

【０００７】このようにして、荷電粒子線による被検査
体の走査を行い、そのときの２次電子検出器の出力を検
出することにより欠陥の検出を行う。欠陥の検出手法と
しては、従来の１ビームの電子線による走査の場合と同
様の手法が使用できる。荷電粒子線の走査範囲は、偏向
器や荷電粒子線光学系によって決まるので、その範囲内
を荷電粒子線の走査により検査し、それから外れた部分
については、被検査体を機械的に移動（走査）し、荷電
粒子線の走査範囲内に入れてから検査を行う。荷電粒子
線の配列としては、１次元配列として試料台を連続移動
する方式でもよいが、２次元配列とし、試料台をステッ
プ・アンド・リピート方式として検査することもでき
る。

【０００８】前記課題を解決するための第２の手段は、
荷電粒子線を被検査体に照射し、被検査体から発生する
２次電子を検出することにより被検査体の欠陥を検出す
る欠陥検査装置であって、エミッターアレイ、磁気ダブ
レットレンズ、偏向器、２次電子検出器アレイを有して
なることを特徴とする欠陥検査装置（請求項２）であ
る。

【０００９】本手段においては、エミッターアレイから
放出されたマルチビームの荷電粒子線を、磁気ダブレッ
トレンズにより、被検査体上に結像させて照射し（すな
わち、磁気タブレットレンズによりエミッターアレイの
像を被検査体上に結像させ）、各々の荷電粒子線の照射
位置に対応して設けられた２次電子検出器アレイによ
り、照射点から発生する２次電子を別々に検出する。そ
して、偏向器により荷電粒子線の照射点を変えて走査を
行い、走査に伴って発生する各２次電子検出器の出力を
検出することにより欠陥を検出する。偏向器は、１つの
偏向器により全荷電粒子線を同一量だけ偏向させるもの
であることが好ましい。

【００１０】２次電子検出器としては、別の照射点から
発生した２次電子の影響、すなわちクロストークが無視
できるような形式のものが必要である。磁気レンズとし
て磁気ダブレットレンズを使用しているのは、収差の発
生を最小限にすると共に、荷電粒子線の垂直入射性を良
くするためである。

【００１１】前記課題を解決するための第３の手段は、
前記第２の手段であって、前記磁気ダブレットレンズ
が、等倍又は拡大レンズであることを特徴とするもの
（請求項３）である。

【００１２】磁気ダブレットレンズが等倍レンズである
とき、収差の発生を一番少なくすることができる。ま
た、設計上、２次検出器はある程度大きくせざるを得
ず、よって、配置間隔は所定間隔以上に定まってしま
う。これに対し、エミッターアレイの間隔は小さくする
ことができるので、磁気ダブレットレンズを拡大レンズ
とすることにより、エミッターアレイの間隔を小さく
し、荷電粒子線源を小型化することができる。

【００１３】前記課題を解決するための第４の手段は、
前記第２又は第３の手段であって、前記エミッターアレ
イの各荷電粒子放出源は、前記磁気ダブレットレンズの
像面湾曲を補正するような位置に配置されていることを
特徴とするもの（請求項４）である。

【００１４】磁気ダブレットレンズを用いた荷電粒子線
光学系において、一番大きな収差は像面湾曲である。本
手段においては、エミッターアレイの各荷電粒子放出源
の位置を光軸方向にずらすことにより、像面湾曲を補正
するようにしている。よって、簡単な手法により、像面
湾曲の影響を小さくすることができる。

【００１５】前記課題を解決するための第５の手段は、
前記第１の手段から第４の手段のいずれかであって、光
軸をｚ軸とする直交座標系において、前記荷電粒子線の
入射点のｘ軸方向又はｙ軸方向のピッチが調整可能とさ
れていることを特徴とするもの（請求項５）である。

【００１６】本手段においては、各荷電粒子線の入射点
のｘ軸方向又はｙ軸方向のピッチが調整可能とされてい
るので、被検査デバイスとのピッチの関係を調整するこ
とができる。

【００１７】前記課題を解決するための第６の手段は、
前記第２の手段から第５の手段のいずれかであって、前
記２次電子検出器アレイは、エミッターアレイの各アレ
イからのビームのそれぞれの軸を囲み、その一部に小穴
を有する電極と、当該小穴の外側に設けられ、前記電極
の電圧より大きい正電位の電圧を有する２次電子検出器
とを有してなることを特徴とするもの（請求項６）であ
る。

【００１８】本手段においては、放出された２次電子
は、電極に取り巻かれているので、外部には放出されな
い。一方、小穴の外側には正電位（通常は高圧）を有す
る２次電子検出器が設けられているので、その小穴から
漏れる電界により、２次電子は吸引され、小穴を通り抜
けて２次電子検出器に捕捉される。よって、本手段にお
いては、２次電子検出器同士のクロストークを無視可能
にできると共に、各方向に飛散する２次電子を効率的に
２次電子検出器に集めることができるので、精度の良い
欠陥検出が可能となる。

【００１９】前記課題を解決するための第７の手段は、
前記第６の手段であって、エミッターアレイの前記各電
極に設けられた前記小穴は、それぞれの電極の同一位置
に設けられていることを特徴とするもの（請求項７）で
ある。

【００２０】同一位置とは、穴の設けられている位置と
その方向が、全ての電極で一致していることを意味す
る。前述のように、２次電子検出器にかけられている電
圧による電界は、電極の小穴を通り抜けて電極の内部に
達する。この電界により荷電粒子線自体も偏向を受け
る。よって、各電極において、小穴の位置がまちまちで
あると、各荷電粒子線の偏向量、偏向方向が異なってき
て、同時走査を行った場合、走査線の形が各荷電粒子線
により異なることになる。このようなことになると、検
出点の把握を各２次電子検出器ごとに別々に行わなけれ
ばならないことになり、複雑な計算が必要となったり、
補正用の偏向器を個々に設ける必要がでてきたりする。

【００２１】本手段においては、小穴が、それぞれの電
極の同一位置に設けられているので、各電極内に形成さ
れる電界の形も同じとなり、従って、全ての荷電粒子線
が同じように偏向される。よって、一つの偏向器により
この偏向量を補正してやるようにすれば、走査を直線的
な走査とすることができる。偏向器による補正をしない
場合でも、走査線の形は全ての荷電粒子線について同じ
なので、走査位置を全ての荷電粒子線について同一のも
のとして把握することができ、各々の偏向器毎には複雑
な計算を必要としない。

【００２２】前記課題を解決するための第８の手段は、
前記第２の手段から第７の手段のいずれかであって、前
記２次電子検出器はシンチレーターを有してなるもので
あり、シンチレーターからの光を、ライトガイドを用
い、荷電粒子線系が収納されている真空チャンバーの壁
面に設けた窓を介して、光検出器に導くものであること
を特徴とするもの（請求項８）である。

【００２３】エミッターアレイ、磁気ダブレットレン
ズ、偏向器、２次電子検出器アレイ等の荷電粒子線光学
系の主要部は、真空チャンバーの中に収納されている。
これに対し、シンチレーターと光検出器の組み合わせか
らなる２次電子検出系においては、光電子増倍管のよう
な光検出器を真空チャンバーの外側に置くのが設計上好
ましい。本手段においては、シンチレーターの光をライ
トガイドによって導き、真空チャンバーに設けられた透
明体からなる窓を介して光検出器に当てている。このよ
うにすることにより、真空チャンバー内に設置される機
器を、必要最小限のものとすることができる。

【００２４】前記課題を解決するための第９の手段は、
前記第２の手段から第８の手段であって、前記磁気ダブ
レットレンズが倍率調整レンズを有してなることを特徴
とするもの（請求項９）である。

【００２５】本手段においては、倍率調整レンズによ
り、エミッターアレイの荷電粒子線放出点のピッチと、
被測定チップの間隔のずれをある程度調整することがで
きるので、両者の関係を正確なものに保つことができ
る。また、２次電子検出器アレイは、検査を行うダイの
寸法に一致したものを何種類か用意しておき、検査を行
うダイの寸法に一致したものを選んで使用することが好
ましい。このようなときに、２次電子アレイの間隔が少
しくらい変わっても、検査を可能にすることができる。

【００２６】前記課題を解決するための第１０の手段
は、前記第２の手段から第９の手段のいずれかであっ
て、前記２次電子検出器アレイの前又は後に、走査位置
補正用偏向器が設けられていることを特徴とするもの
（請求項１０）である。

【００２７】前記第７の手段においては、全ての荷電粒
子線が同じように偏向されるようにされているが、より
広い範囲の測定をステージ移動なしで行なう場合には、
本手段の走査位置補正用偏向器により、各荷電粒子線毎
に偏向をかけ、荷電粒子線が被検査体を照射する位置を
制御する。前記第７の手段においても、必要に応じ、微
調整のために本手段のようにすることが必要になること
がある。

【００２８】前記課題を解決するための第１１の手段
は、前記第１の手段である欠陥検査方法、又は前記第２
の手段から第１０の手段のうちいずれかの欠陥検査装置
を用いて、ウェハーの検査を行う工程を有してなること
を特徴とする半導体デバイスの製造方法（請求項１１）
である。

【００２９】本手段においては、最小線幅が0.2μｍ以
下の微細パターンを有する半導体デバイスのウェハーの
製造工程中における検査、及び製品検査をスループット
良く行うことができるので、このような微細パターンを
有する半導体デバイスの検査においても全数検査を行う
ことができ、半導体デバイスの歩留を向上させることが
できる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の１
例である欠陥検査装置の概要を示す図であり、このよう
な欠陥検査装置を用いることにより、本発明の欠陥検査
方法を実施することができる。図１において、１はエミ
ッターアレイ、２はｘ、ｙ、ｚ方向微動機構、３は第１
投影レンズ、４は第１倍率調整レンズ、５は第２投影レ
ンズ、６は第２倍率調整レンズ、７はコントラスト開
口、８は走査用偏向器、９は光軸、１０は静電偏向器、
１１は光電子増倍管、１２は２次電子検出器アレイ、１
３はライトガイド、１４はウェハー、１５は真空チャン
バー、１６は窓、１７は円筒型電極、ａ〜ｊはエミッタ
ーアレイの荷電粒子放出点である。なお、以下の説明に
おいては光軸をｚ軸にとり、これを１軸とするｘ、ｙ、
ｚ直交座標を使用して説明する。

【００３１】エミッターアレイ１の荷電粒子放出点ａ〜
ｊは、ｘ、ｙ各方向に10mm間隔で配置されている。各荷
電粒子放出点ａ〜ｊより放出された荷電粒子線は、第１
投影レンズ３、第２投影レンズ５で構成される磁気ダブ
レットレンズにより、各荷電粒子放出点の像をウェハー
１４上に結像する。ここでは、拡大率が１：２である対
称磁気ダブレットレンズを用いている。よって、ウェハ
ー１４上には、エミッターアレイ１の荷電粒子放出点ａ
〜ｊの像が20mm間隔でｘ、ｙ方向にアレー状に形成され
る。そして、これらの結像点からは、ウェハー上のパタ
ーンに応じた２次電子が放出される。

【００３２】対称磁気ダブレットレンズにおいて最も大
きな収差は像面湾曲であるので、図に示すように、エミ
ッターアレイ１の荷電粒子放出点ａ〜ｊのｚ方向の位置
を変化させた位置に設置している。また、ｘ、ｙ、ｚ方
向微動機構２により、像面湾曲や歪修正の微調整を行う
ことができるようにしている。ｘ、ｙ、ｚ方向微動機構
２により、製作誤差に起因するエミッターアレイ１の荷
電粒子放出点ａ〜ｊのｘ、ｙ方向の誤差も修正が可能で
ある。

【００３３】各荷電粒子放出点ａ〜ｊから放出された荷
電粒子線は、第１投影レンズにより集光され、いわゆる
クロスオーバーを形成するが、そのクロスオーバーの位
置にコントラスト開口７が設けられている。よって、こ
のコントラスト開口７の大きさを変えることにより、全
ての荷電粒子線の開口角を決定することができる。コン
トラスト開口７を十分大きくし、荷電粒子線の開口角
は、各荷電粒子放出点ａ〜ｊの直後に設けられたビーム
引出しアノード１８（図では１個のみ示すが各荷電粒子
放出点ａ〜ｊ毎に設けられている）の穴径で決定するよ
うにしてもよい。いずれかの方法により、荷電粒子線の
開口角を十分小さくすることができれば、少々焦点がず
れてもビーム径が一定値以下となるので、像面湾曲を補
正する必要が無くなる。

【００３４】コントラスト開口７の後方には偏向器８が
設けられ、全荷電粒子線を一様に偏向させる。この偏向
により、荷電粒子線のウェハー１４への照射位置が変化
し、走査を行うことができる。荷電粒子線の開口角をビ
ーム引出しアノード１８で決定する場合には、コントラ
スト開口７を大きくし、偏向器８をクロスオーバー位
置、すなわちコントラスト開口７の位置に設けてもよ
い。偏向器８はトロイダル型の偏向器とし、放射状に複
数枚配置した板状の基板に、コイルをプリント配線して
形成している。

【００３５】磁気ダブレットレンズには、第１倍率補正
レンズ４、第２倍率補正レンズ６を有しており、これら
に与える電流を調整することにより倍率を調整すること
ができる。たとえば、第１倍率補正レンズ４の電流を増
し、第２倍率補正レンズ６の電流を減らせば、倍率は大
きくなり、ウェハー１４面でのビームのピッチは大きく
なる。

【００３６】２次電子検出器アレイ１２においては、ウ
ェハー１４の上方５mm程度離れた位置に、16mmφの円筒
型電極１７を、x、ｙ方向それぞれに20mm間隔で配置し
ている。このピッチは、検査を行うダイのピッチに適し
たものを何種類か用意しておき、検査を行うダイの寸法
に一致したものを選んで使用するようにしてもよい。こ
の場合には、前述の第１倍率補正レンズ４、第２倍率補
正レンズ６を使用して、このピッチに合致するピッチ
で、エミッターアレイ１の荷電粒子放出点ａ〜ｊの像が
得られるようにする。

【００３７】この実施の形態においては、２次電子検出
器アレイ１２の直前に静電偏向器１０が設けられてお
り、荷電粒子線のウェハー１４への照射位置を各ビーム
ごとに調整できるようにしている。これにより、荷電粒
子線の照射位置の微調整を行うことができる。静電偏向
器１０は、２次電子検出器アレイ１２の直後に設けても
よい。

【００３８】本発明に係る欠陥検査装置においては、２
次電子検出器アレイ１２の各２次電子検出器からの出力
のクロストークが無視できるほど小さいことが必要であ
る。図１に示す実施の形態においても、このような２次
電子検出器アレイを使用している。図２は、この２次電
子検出アレイ１２の一部を拡大した概要図である。図２
において、（ａ）は２次電子検出アレイの平面図であ
り、ｘ軸方向、ｙ軸方向各２つ、計４つの２次電子検出
器の検出部の概要図、（ｂ）は２次電子検出アレイの縦
断面図であり、ｘ軸方向２つの２次電子検出器の検出部
の概要図を示す。

【００３９】図２において、２１、２２は静電偏向器、
２３は走査領域、２４は等ポテンシャル線、２５は走査
歪、２６は荷電粒子線のビーム位置補正された軌道、２
７は荷電粒子線のビーム位置補正されていない軌道、２
８は各チャンネルの光軸、２９は小穴、３０はシンチレ
ーター、３１は２次電子の軌道を示す。その他、図１に
示したのと同じ符号は、図１と同じ構成要素を示す。

【００４０】検出器アレイの直前には、前述のように静
電偏向器１０が設けられ、この静電偏向器１０は、それ
ぞれｘ軸方向、ｙ軸方向の偏向を行う静電偏向器２１、
２２から構成されている。これらの静電偏向器１０によ
り、荷電粒子線のウェハーへの入射位置を、各ビームご
とに調整可能としている。

【００４１】２次電子検出器アレイの各検出部は、前述
のように16mmφ程度の円筒状の電極１７の下側に、１〜
２mmの小穴２９を設け、その外側の小穴２９の近くにシ
ンチレーター３０とライトガイド１３を設けたものから
構成されている。円筒状の電極１７には、約−10Ｖの電
圧を印加してあるので、２次電子はこの電圧により発生
する電界に遮られ、小穴の２９の部分を除いて円筒状の
電極１７の外側には飛び出さない。よって、各チャンネ
ル間のクロストークをほぼ無くすることができる。

【００４２】一方、シンチレーター３０には、20ＫＶ程
度の正の高電圧が印加されているので、この高電圧によ
って発生する電界は小穴２９を通して円筒状電極１７の
内部に漏れ、２４で示したような等ポテンシャル線によ
って表される電界を発生する。よって、荷電粒子線の照
射により発生した２次電子は、３１で示すような軌道を
たどり、シンチレーター３０に到達してシンチレーター
３０を発光させる。この光はライトガイド１３により光
電子増倍管に導かれ、電気信号に変換される。このよう
な構成により、荷電粒子線の照射点から各方向に放出さ
れる２次電子を効率的にシンチレーター３０に集めるこ
とができる。

【００４３】しかしながら、円筒状電極１７の中に小穴
２９を通して漏れるシンチレーター３０による電界によ
り、荷電粒子線の軌道も偏向作用を受ける。小穴２９よ
り遠い側では、荷電粒子線の軌道は２７で示されるよう
にこれらの電界の影響を受けることなく直進する。しか
し、小穴２９に近い側では、何もしないと、荷電粒子線
は小穴２９側に引き寄せられるため、直線走査を行って
いる場合でも、２５に示されるような走査歪が発生す
る。

【００４４】この実施の形態においては、各２次電子検
出器の円筒状電極１７における小穴２９の位置は同じ位
置とされ、向きも同じ向きに設けられている。よって、
走査歪２５の形状は、各２次電子検出器で共通であるの
で、図１に示した偏向器８により共通に補正可能である
が、静電偏向器１０により個々に補正してもよい。この
ときの、荷電粒子線の軌道を２６で示す。また、共通補
正を偏向器８で行い、微調整を静電偏向器１０により行
うようにしてもよい。各２次電子検出器の円筒状電極１
７における小穴２９の位置が同じ位置でなかったり、向
きが同じで無い場合は、静電偏向器８で共通に補正する
ことはできないので、静電偏向器１０により個々に補正
する必要がある。

【００４５】さらに、静電偏向器２１、２２をオクタポ
ールとして、視野非点を補正してもよい。また、オクタ
ポールの各電極に同一電圧を重畳することにより、像面
湾曲を補正することもできる。

【００４６】シンチレーター３０からの光は、ライトガ
イド１３によって導かれ、図に示すように真空チャンバ
ー１５に設けられた透明体からなる窓１６を介して、真
空チャンバー１５外に設けられた光電子増倍管１１に導
かれる。窓１６は、真空チャンバー１５の円周に沿って
設けられており、したがって、光電子増倍管１１も、真
空チャンバー１５の外周に沿って２次電子検出器アレイ
の検出器の数だけが設けられている。このような構成に
することにより、真空チャンバー１５内に設置される機
器を必要最小限なものとすることができる。なお、図１
においては、ライトガイド１３は、２本のみを図示して
あるが、各検出器ごとに設けられていることはいうまで
もない。

【００４７】以下、本発明に係る半導体デバイスの製造
方法の実施の形態の例を説明する。図３は、本発明の半
導体デバイス製造方法の一例を示すフローチャートであ
る。この例の製造工程は以下の各主工程を含む。 ウェハを製造するウェハ製造工程（又はウェハを準備
するウェハ準備工程） 露光に使用するマスクを製作するマスク製造工程（又
はマスクを準備するマスク準備工程） ウェハに必要な加工処理を行うウェハプロセッシング
工程 ウェハ上に形成されたチップを１個ずつ切り出し、動
作可能にならしめるチップ組立工程 できたチップを検査するチップ検査工程 なお、それぞれの工程はさらにいくつかのサブ工程から
なっている。

【００４８】これらの主工程の中で、半導体のデバイス
の性能に決定的な影響を及ぼす主工程がウェハプロセッ
シング工程である。この工程では、設計された回路パタ
ーンをウェハ上に順次積層し、メモリやＭＰＵとして動
作するチップを多数形成する。このウェハプロセッシン
グ工程は以下の各工程を含む。 絶縁層となる誘電体薄膜や配線部、あるいは電極部を
形成する金属薄膜等を形成する薄膜形成工程（ＣＶＤや
スパッタリング等を用いる） この薄膜層やウェハ基板を酸化する酸化工程 薄膜層やウェハ基板等を選択的に加工するためにマス
ク（レチクル）を用いてレジストのパターンを形成する
リソグラフィー工程 レジストパターンに従って薄膜層や基板を加工するエ
ッチング工程（例えばドライエッチング技術を用いる） イオン・不純物注入拡散工程 レジスト剥離工程 さらに加工されたウェハを検査する検査工程 なお、ウェハプロセッシング工程は必要な層数だけ繰り
返し行い、設計通り動作する半導体デバイスを製造す
る。

【００４９】図４は、図３のウェハプロセッシング工程
の中核をなすリソグラフィー工程を示すフローチャート
である。このリソグラフィー工程は以下の各工程を含
む。 前段の工程で回路パターンが形成されたウェハ上にレ
ジストをコートするレジスト塗布工程 レジストを露光する露光工程 露光されたレジストを現像してレジストのパターンを
得る現像工程 現像されたレジストパターンを安定化させるためのア
ニール工程 以上の半導体デバイス製造工程、ウェハプロセッシング
工程、リソグラフィー工程については、周知のものであ
り、これ以上の説明を要しないであろう。

【００５０】上記の検査工程に本発明に係る欠陥検査
方法、欠陥検査装置を用いると、微細なパターンを有す
る半導体デバイスでも、スループットよく検査ができる
ので、全数検査が可能となり、製品の歩留向上、欠陥製
品の出荷防止が可能となる。。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係る発明においては、0.2μｍ以下の微細パター
ンを有するウェハーを高スループットで検査することが
できる。請求項２に係る発明においても、0.2μｍ以下
の微細パターンを有するウェハーを高スループットで検
査することができる。

【００５２】請求項３に係る発明においては、収差の発
生を少なくしたり、荷電粒子線源を小型化することがで
きる。請求項４に係る発明においては、簡単な手法によ
り、像面湾曲の影響を除去することができる。

【００５３】請求項５に係る発明においては、エミッタ
ーアレイの製作誤差を補正することができ、正しい間隔
で荷電粒子線を被検査体に照射することができる。請求
項６に係る発明においては、２次電子検出器同士のクロ
ストークを無視可能な程度にできると共に、各方向に飛
散する２次電子を効率的に２次電子検出器に集めること
ができるので、精度の良い欠陥検出が可能となる。

【００５４】請求項７に係る発明においては、一つの偏
向器により全チャンネルの走査位置を共通に補正するこ
とができる。請求項８に係る発明においては、真空チャ
ンバー内に設置される機器を、必要最小限のものとする
ことができる。

【００５５】請求項９に係る発明においては、２次電子
検出器アレイの検出器の間隔の倍率のずれを微調整する
ことができるので、両者の関係を正確なものに保つこと
ができる。また、２次電子検出器アレイとして検出器間
の間隔が異なったものを用いる場合でも、同一のエミッ
ターアレイを使用することができる。

【００５６】請求項１０に係る発明においては、各チャ
ンネルの走査位置を個々に制御することにより、チャン
ネル間のばらつきを無くすることができる。請求項１１
に係る発明においては、最小線幅が0.2μｍ以下の微細
パターンを有する半導体デバイスのウェハーの製造工程
中における検査、及び製品検査をスループット良く行う
ことができるので、このような微細パターンを有する半
導体デバイスの検査においても全数検査を行うことがで
き、半導体デバイスの歩留を向上させると共に、不良品
の出荷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例である欠陥検査装置
の概要を示す図である。

【図２】２次電子検出アレイの一部を拡大した概要図で
ある。

【図３】本発明の実施の形態の１例である半導体デバイ
スの製造方法を示す図である。

【図４】リソグラフィー行程の概要を示す図である。

【符号の説明】

１…エミッターアレイ、２…ｘ、ｙ、ｚ方向微動機構、
３…第１投影レンズ、４…第１倍率調整レンズ、５…第
２投影レンズ、６…第２倍率調整レンズ、７…コントラ
スト開口、８…走査用偏向器、９…光軸、１０…静電偏
向器、１１…光電子増倍管、１２…２次電子検出器アレ
イ、１３…ライトガイド、１４…ウェハー、１５…真空
チャンバー、１６…窓、１７…円筒型電極、１８…アノ
ード、２１、２２…静電偏向器、２３…走査領域、２４
…等ポテンシャル線、２５…走査歪、２６…荷電粒子線
のビーム位置補正された軌道、２７…荷電粒子線のビー
ム位置補正されていない軌道、２８…各チャンネルの光
軸、２９…小穴、３０…シンチレーター、３１…２次電
子の軌道、ａ〜ｊはエミッターアレイの荷電粒子放出点

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F067 AA45 AA54 BB01 BB04 CC17 EE10 HH06 JJ05 KK04 LL14 LL17 QQ02 2G001 AA03 AA10 AA20 BA07 CA03 DA01 DA02 DA08 DA10 GA06 JA03 KA03 LA11 MA05 PA07 4M106 AA01 BA02 CA39 CA41 CA46 CA70 CB19 DB05 DB30 DH24 DH33 5C033 UU01 UU04

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の荷電粒子線を被検査体に照射し、
   各々の荷電粒子線により発生する２次電子を、各荷電粒
   子線に対応して設けられた２次電子検出器により検出す
   る欠陥検査方法であって、偏向器により各荷電粒子線を
   同時に走査して、２次電子検出器から得られる信号を解
   析することにより、被検査体の検査を行う工程を有して
   なることを特徴とする欠陥検査方法。
2. 【請求項２】 荷電粒子線を被検査体に照射し、被検査
   体から発生する２次電子を検出することにより被検査体
   の欠陥を検出する欠陥検査装置であって、エミッターア
   レイ、磁気ダブレットレンズ、偏向器、２次電子検出器
   アレイを有してなることを特徴とする欠陥検査装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の欠陥検査装置であっ
   て、前記磁気ダブレットレンズは、等倍又は拡大レンズ
   であることを特徴とする欠陥検査装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項３に記載の欠陥検査
   装置であって、前記エミッターアレイの各荷電粒子放出
   源は、前記磁気ダブレットレンズの像面湾曲を補正する
   ような位置に配置されていることを特徴とする欠陥検査
   装置。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４のうちいずれか１
   項に記載の欠陥検査装置であって、光軸をｚ軸とする直
   交座標系において、前記荷電粒子線の入射点のｘ軸方向
   又はｙ軸方向のピッチが調整可能とされていることを特
   徴とする欠陥検査装置。
6. 【請求項６】 請求項２から請求項５のうちいずれか１
   項に記載の欠陥検査装置であって、前記２次電子検出器
   アレイは、エミッターアレイの各アレイからのビームの
   それぞれの軸を囲み、その一部に小穴を有する電極と、
   当該小穴の外側に設けられ、前記電極の電圧より大きい
   正電位の電圧を有する２次電子検出器とを有してなるこ
   とを特徴とする欠陥検査装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の欠陥検査装置であっ
   て、エミッターアレイの前記各電極に設けられた前記小
   穴は、それぞれの電極の同一位置に設けられていること
   を特徴とする欠陥検査装置。
8. 【請求項８】 請求項２から請求項７のうちいずれか１
   項に記載の欠陥検査装置であって、前記２次電子検出器
   はシンチレーターを有してなるものであり、シンチレー
   ターからの光を、ライトガイドを用い、荷電粒子線系が
   収納されている真空チャンバーの壁面に設けた窓を介し
   て、光検出器に導くものであることを特徴とする欠陥検
   査装置。
9. 【請求項９】 請求項２から請求項８のうちいずれか１
   項に記載の欠陥検査装置であって、前記磁気ダブレット
   レンズが倍率調整レンズを有してなることを特徴とする
   欠陥検査装置。
10. 【請求項１０】 請求項２から請求項９のうちいずれか
    １項に記載の欠陥検査装置であって、前記２次電子検出
    器アレイの前又は後に、走査位置補正用偏向器が設けら
    れていることを特徴とする欠陥検出装置。
11. 【請求項１１】 請求項１に記載の欠陥検査方法、又は
    請求項２から請求項１０のうちいずれか１項に記載の欠
    陥検査装置を用いて、ウェハーの検査を行う工程を有し
    てなることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。