JP2001165876A - 検査装置および検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置の電気的な欠陥を確実に検出でき
るとともに、欠陥の種類を特定できる荷電粒子ビームを
用いた検査装置および検査方法を提供する。 【解決手段】 荷電粒子ビーム５の照射方向上流側から
見た走査電極６〜９の配置状態を示す平面図である。図
２に示すように、走査電極７および８にはそれぞれ走査
電圧の供給源となる走査制御装置１１および１２が接続
され、走査電極６および９は接地されている。走査制御
装置１１および１２は、走査電極７および８に印加する
電圧波形の周期を任意に変更する機能を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の検査装
置および検査方法に関し、特に、荷電粒子ビームの照射
により半導体装置の電気的な欠陥を検査する検査装置お
よび検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置におけるコンタクトホール、
ビアホール、配線層等の回路パターンの電気的な接続に
関する欠陥を検出する方法としては、電子顕微鏡を用い
る方法が従来から採られている。

【０００３】すなわち、電子ビームで検査対象となる半
導体装置上を走査すると、半導体装置の表面に電荷が蓄
積されるが、電荷の蓄積による表面電位は材質によって
異なるだけでなく、欠陥を有する構成と正常な構成とで
も異なり、表面電位が異なることで電位コントラスト差
が生じる。

【０００４】そして、表面電位が異なると電子ビームの
照射により放出される２次電子強度が異なるので、２次
電子強度を測定して２次電子像（２次元画像）とするこ
とで、電位コントラスト差が、２次電子像のコントラス
ト差となって欠陥の存在を検知していた。

【０００５】しかし、電位コントラスト差を捉えても、
その欠陥が短絡であるか、抵抗異常かを判断することは
できなかった。例えば、図１６に示すような２種類のコ
ンタクトホール１および２を想定する。図１６におい
て、層間絶縁膜２０を貫通して半導体基板４に達し、導
電性物質が充填された正常なコンタクトホール１に対し
て、コンタクトホール２は層間絶縁膜２０を未貫通であ
り、残った層間絶縁膜２０がキャパシタの誘電材とな
り、導電性物質ＣＬおよび半導体基板４が電極となって
キャパシタを構成している。また、層間絶縁膜２０中の
配線層３と短絡を起こしているので配線層３の寄生容量
も含まれることになる。

【０００６】ここで、コンタクトホール１の抵抗値をＲ
１とし、コンタクトホール２の配線層３を含んだ電気容
量をＣ２とすると、荷電粒子ビームを単位時間あたりｑ
の電荷で照射して、その２次電子像を観察した場合、コ
ンタクトホール１および２のそれぞれの表面電位Ｖ１お
よびＶ２は、Ｖ１＝ｑＲ１、Ｖ２＝ｑ／Ｃ２となる。

【０００７】もし、Ｒ１＝１／Ｃ２ならば表面電位は同
じになる。荷電粒子ビーム照射時の２次電子放出量は照
射対象となる物質が同じであるならば、物質の表面電位
によって決定される。従って、正常なコンタクトホール
と欠陥を有するコンタクトホールとで表面電位が同じ場
合、両者の区別ができないという問題があった。また、
欠陥を検出できても、欠陥の種類が特定できないという
問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
問題点を解消するためになされたもので、電気的な欠陥
を確実に検出できるとともに、欠陥の種類を特定できる
荷電粒子ビームを用いた検査装置および検査方法を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載の検査装置は、検査対象物の表面に荷電粒子ビームを
照射し、前記表面から放出される２次電子を検出して前
記表面を検査する検査装置であって、前記荷電粒子ビー
ムを形成するビーム形成手段と、第１の前記荷電粒子ビ
ームを拡散させて、前記表面の少なくとも１の検査箇所
を含む所定領域を覆うように異なる周期で断続的に照射
する照射手段とを備えている。

【００１０】本発明に係る請求項２記載の検査装置は、
前記照射手段が、前記第１の荷電粒子ビームを前記表面
に照射した後、第２の前記荷電粒子ビームを前記所定領
域内で走査させる機能をも有している。

【００１１】本発明に係る請求項３記載の検査方法は、
検査対象物の表面に荷電粒子ビームを照射し、前記表面
から放出される２次電子を検出して前記表面を検査する
検査装置であって、前記所定領域の一点に、前記荷電粒
子ビームを第１の周期で断続的に照射するステップ(ａ)
と、前記第１の周期とは異なる第２の周期で、前記一点
に前記荷電粒子ビームを断続的に照射するステップ(ｂ)
と、前記ステップ(ａ)および(ｂ)によって得られる前記
２次電子を検出するステップ(ｃ)とを備えている。

【００１２】本発明に係る請求項４記載の検査方法は、
前記荷電粒子ビームで前記一点とそれ以外とを交互に照
射することで前記第１および第２の周期を実現するもの
である。

【００１３】本発明に係る請求項５記載の検査方法は、
前記ステップ(ａ)において前記所定領域は、前記荷電粒
子ビームにより第１の走査速度で走査され、前記ステッ
プ(ｂ)において前記所定領域は、前記荷電粒子ビームに
より第２の走査速度で走査される。

【００１４】本発明に係る請求項６記載の検査方法は、
検査対象物の表面に荷電粒子ビームを照射し、前記表面
から放出される２次電子を検出して前記表面を検査する
検査装置であって、前記所定査領域に、前記荷電粒子ビ
ームを拡散させて第１の周期で断続的に照射するステッ
プ(ａ)と、前記所定領域に前記荷電粒子ビームを拡散さ
せて、前記第１の周期とは異なる第２の周期で断続的に
照射するステップ(ｂ)と、前記ステップ(ａ)および(ｂ)
を実行した後、前記所定領域で、前記荷電粒子ビームを
走査するステップ(ｃ)とを備えている。

【００１５】本発明に係る請求項７記載の検査方法は、
前記荷電粒子ビームを前記所定領域と前記所定領域の外
部に交互に照射することで前記第１および第２の周期を
実現するものである。

【００１６】本発明に係る請求項８記載の検査方法は、
前記ステップ(ｃ)では、前記ステップ(ａ)および(ｂ)を
実行した後、前記所定領域において、前記荷電粒子ビー
ムが走査される。

【００１７】

【発明の実施の形態】＜Ａ．実施の形態１＞ ＜Ａ−１．装置構成＞図１および図２に荷電粒子ビーム
を用いた欠陥検査装置１００の概念構成を示す。図１は
欠陥検査装置１００の断面構成を示す図であり、荷電粒
子を収束させて荷電粒子ビーム５を形成する電子レンズ
１５（ビーム形成手段）と、荷電粒子ビーム５を半導体
装置１０上の所定の範囲で走査するための走査電極６〜
８の配置状態を示している。なお、図１において省略し
ているが、荷電粒子ビーム５を間に挟んで走査電極８に
対面するように走査電極９が配設されており、走査電極
６〜９は荷電粒子ビーム５を取り囲むように配設されて
いる。また、２次電子を検出するための図示されない検
出装置を有している。

【００１８】図２は荷電粒子ビーム５の照射方向上流側
から見た走査電極６〜９の配置状態を示す平面図であ
る。図２に示すように、走査電極７および８にはそれぞ
れ走査電圧の供給源となる走査制御装置１１および１２
が接続され、走査電極６および９は接地されている。

【００１９】＜Ａ−２．動作＞図３（Ａ）、（Ｂ）に走
査制御装置１１および１２から走査電極７および８にそ
れぞれ印加する電圧波形の一例として示す。図３
（Ａ）、（Ｂ）においては横軸に時間を、縦軸に電圧を
示し、何れも鋸歯状波形を示しているが、図３（Ａ）に
おいては周期が短く、図３（Ｂ）においては周期の長い
波形を示している。なお、走査制御装置１１および１２
からは、基準電圧ＢＳから最大電圧ＭＸまでが繰り返し
印加される。

【００２０】図３（Ａ）、（Ｂ）に示す波形の電圧を同
時に走査電極７および８に印加した場合に、荷電粒子ビ
ーム５が半導体装置１０上に描く軌跡を図２に示す。

【００２１】図２に示すように、荷電粒子ビーム５は走
査制御装置１２から印加される電圧、すなわち図３
（Ｂ）に示す波形の電圧が、基準電圧ＢＳから最大電圧
ＭＸに達するまで、図中の左右方向にジグザクに走査さ
れる。

【００２２】この場合、走査制御装置１１から供給され
る電圧、すなわち図３（Ｂ）に示す波形の電圧は荷電粒
子ビーム５をＸ方向に動かし、走査制御装置１２から供
給される電圧は荷電粒子ビーム５をＹ方向に動かすもの
である。

【００２３】なお、図２においては、２次電子の発生に
寄与しない程度に荷電粒子ビーム５が瞬間的に移動する
部分の軌跡を破線で示している。

【００２４】荷電粒子ビーム５をこのように走査するこ
とは、電子顕微鏡等では一般的に行われているが、本発
明においては、走査制御装置１１および１２に、走査電
極７および８に印加する電圧波形の周期を任意に変更す
る機能を付加し、走査速度を変化させることで電気的な
欠陥を確実に検出するとともに、欠陥の種類を特定する
ものである。

【００２５】＜Ａ−２−１．欠陥特定の原理＞以下、欠
陥特定の原理について説明する。半導体装置における１
のコンタクトホールを例に採れば、荷電粒子ビームの走
査速度を変化させた場合、コンタクトホールに流れる電
流が周期的に変化することになる。

【００２６】ここで、図１６を用いて説明した２種類の
コンタクトホール１および２に流れる電流を図４におい
て模式的に示す。なお、図４においては図１６と同一の
構成には同一の符号を付し、説明は省略する。

【００２７】荷電粒子ビームとして電子ビームを使用し
た場合、図４に示すように、層間絶縁膜２０上に負電荷
が蓄積されるが、コンタクトホール１および２において
は矢示するように内部に充填された導電性物質を通って
接地された半導体基板４に向けて電子が流れ、半導体基
板４から層間絶縁膜２０に向けてコンタクトホールを通
って電流が流れることになる。

【００２８】ここで、発明者は、電子ビームを用いて層
間絶縁膜２０上を走査速度を変えて走査すると、コンタ
クトホール２の２次電子像において、コントラスト差が
生じることに着目し、その原因を考察したところ以下の
ような理論に到達した。

【００２９】すなわち、コンタクトホール１および２
を、それぞれ抵抗値Ｒの抵抗素子、インダクタンスＬの
コイル、容量Ｃのキャパシタが直列につながった回路と
等価と考え、そこに擬似的な交流電流が流れると考える
と、コンタクトホール１および２に上記電流Ｉが流れた
場合のインピーダンスは、擬似的な交流電流の角周波数
ωを含んで、下記の数式（１）で表される。

【００３０】 Ｚ＝（Ｒ²＋（Ｌω−１／Ｃω）²）^1/2・・・（１） ここで、コンタクトホール１および２においては、コイ
ルのインダクタンスが小さいので数式（１）のＬωの項
が無視でき、 Ｚ＝（Ｒ²＋（１／Ｃω）²）^1/2・・・（２） となる。また、コンタクトホール１は正常に形成されて
いるので、キャパシタの容量Ｃが小さく、数式（２）の
Ｃωの項が無視でき、インピーダンスは導電性物質の抵
抗値で規定される。

【００３１】一方、コンタクトホール２においては、層
間絶縁膜２０を未貫通であるので、残った層間絶縁膜２
０がキャパシタの誘電材となり、導電性物質ＣＬおよび
半導体基板４が電極となってキャパシタを構成するの
で、荷電粒子ビーム（電子ビーム）が半導体装置上を走
査する走査速度、すなわち角周波数ωを変更すること
で、コンタクトホール２のインピーダンスが変化し、コ
ンタクトホール２の層間絶縁膜２０の主面に露出した表
面の電位が変化することになる。

【００３２】なお、コンタクトホール１においては先に
説明したように、角周波数ωの影響を受けにくいのでコ
ンタクトホール１の層間絶縁膜２０の主面に露出した表
面の電位は変化しない。

【００３３】そして、電子ビームなどの荷電粒子ビーム
を半導体装置に照射して２次電子を放出させる場合、２
次電子の発生量は、半導体装置の表面の電位によって変
化する。例えば、表面電位が高くなるように変化した場
合は２次電子の発生量は少なくなり、表面電位が低くな
るように変化した場合は２次電子の発生量は多くなる。

【００３４】従って、開口不良という欠陥を有し、角周
波数ωの変化によって電位が変化するコンタクトホール
２では２次電子の発生量が大きく変化するので、２次電
子強度を検出することによって得られた２次電子像（２
次元画像）から、２次電子の発生量の変化が小さい正常
に形成されたコンタクトホール１との区別を容易につけ
ることができる。

【００３５】なお、コンタクトホールがキャパシタにな
る原因としては、開口不良の場合だけでなく、開口は正
常でも配線層と短絡し、配線層の寄生容量がキャパシタ
として加わる場合にも考えられ、この場合にも正常に形
成されたコンタクトホールとの区別をつけることができ
ることは言うまでもない。

【００３６】また、コンタクトホールやビアホールの欠
陥だけでなく、電気的欠陥を有する配線層の検出も可能
である。

【００３７】すなわち、絶縁膜上に形成された配線層
は、絶縁膜を誘電材とする寄生容量を有するので、上述
した開口不良のコンタクトホールと同様に扱うことがで
き、欠陥を有する配線層と正常な配線層とではキャパシ
タンスが異なり、荷電粒子ビーム（電子ビーム）が半導
体装置上を走査する走査速度を変更することによる表面
電位の変化も異なるので、２次電子の発生量の変化の差
により欠陥を有する配線層と正常な配線層との区別を容
易につけることができる。

【００３８】なお、以上の説明では電子ビームを用いて
２次電子を発生させる例について説明したが、本発明は
電子ビームに限定されるものではなく、イオンビームを
使用して２次電子を発生させる場合にも適用可能であ
る。

【００３９】＜Ａ−２−２．ホールに流れる電流の実例
＞ここで、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す波形の電圧を走査
電極７および８に与えて、電子ビームを半導体装置の表
面上をジグザグに走査する場合に、ホールに流れる電流
の一例を図５および図６を用いて説明する。

【００４０】図５は３行×３列に９個のホール（コンタ
クトホールあるいはビアホール）ＨＬ１〜ＨＬ９が形成
された状態を示すとともに、電子ビームの走査の軌跡Ｅ
Ｌを実線および破線で示している。

【００４１】図６（Ａ）および（Ｂ）は、図５に示す軌
跡ＥＬのように電子ビームを走査するために、走査電極
７および８（図２参照）に与える電圧波形をそれぞれに
示すとともに、図６（Ｃ）はホールＨＬ１に流れる電流
波形を示している。

【００４２】図６（Ａ）、（Ｂ）に示す電圧波形は、図
３（Ａ）、（Ｂ）に示すものと同じ鋸歯状波形であり、
図３（Ａ）に示す波形は電子ビームをＸ方向に動かし、
図３（Ｂ）に示す波形は電子ビームをＹ方向に動かすも
のである。

【００４３】図６（Ａ）、（Ｂ）に示す電圧波形を走査
電極７および８に与えることで、電子ビームはホールＨ
Ｌ１からＨＬ９上を順に通過するように照射され、図６
（Ｂ）に示す鋸歯状パルスＰ１が立ち下がり、鋸歯状パ
ルスＰ２が立ち上がることで、再び電子ビームはホール
ＨＬ１の上部に照射される。

【００４４】このように、ホールの配列上を電子ビーム
が順に照射することで各ホールにはパルス的に電流が流
れる。図６（Ｃ）には、ホールＨＬ１に流れる電流を示
しており、図６（Ｂ）に示す鋸歯状パルスＰ１およびＰ
２の立ち上がり部分でパルス電流ＰＣ１およびＰＣ２が
流れることが示されている。

【００４５】従って、図６（Ａ）、（Ｂ）に示す各鋸歯
状パルスのパルス幅を変更することでパルス電流ＰＣ１
およびＰＣ２の発生間隔を変更でき、ホールに流れる交
流電流の周波数を実効的に変更できるので、欠陥を有す
るホールの検出およびホールの欠陥の種類の特定が可能
となる。

【００４６】＜Ａ−３．荷電粒子ビームの走査の変形例
＞以上の説明においては、荷電粒子ビームを半導体装置
上でジグザグに走査する例を示したが、荷電粒子ビーム
の走査領域が限定的であり、例えば図７に示すように走
査領域ＳＲ内に１のホールＨＬしか存在しないような場
合、荷電粒子ビームを走査領域ＳＲ全域に渡って走査す
る必要はなく、ホールＨＬ上のポイントおよびホールＨ
Ｌ外のポイントに間欠的に照射するようにすれば良い。
なお、図７においては、便宜的に、ホールＨＬ上に照射
される荷電粒子ビームに符号５Ａを、ホールＨＬ外のポ
イントに照射される荷電粒子ビームに符号５Ｂを付記し
ている。

【００４７】このように、半導体装置上の任意の２点に
おいて荷電粒子ビームを間欠的に照射するには、走査制
御装置１１および１２（図２参照）から走査電極７およ
び８（図２参照）に図８（Ａ）、（Ｂ）に示すような波
形の電圧を与えれば良い。

【００４８】すなわち、走査電極６には図８（Ａ）に示
すように矩形パルス電圧を与え、走査電極９には図８
（Ｂ）に示すように一定電圧を連続的に与えるようにす
れば良い。図８（Ａ）に示す電圧波形において、矩形パ
ルスの頂上部Ａの電圧を与えることで荷電粒子ビームは
ホールＨＬ上（図７参照）に照射され、矩形パルスの谷
間Ｂの電圧を与えることで荷電粒子ビームはホールＨＬ
外（図７参照）に照射されることになる。

【００４９】このように、荷電粒子ビームをホール上に
間欠的に照射することで、当該ホールには図８（Ａ）に
対応する波形のパルス電流が流れる。当該電流を擬似的
な交流電流とみなせば、荷電粒子ビームの照射間隔、す
なわち図８（Ａ）に示す矩形パルスの周期を変更するこ
とで電流波形の周波数を変更することになり、ホールに
流れる交流電流の周波数を実効的に変更できるので、欠
陥を有するホールの検出およびホールの欠陥の種類の特
定が可能となる。

【００５０】＜Ａ−４．作用効果＞以上説明したように
本発明に係る欠陥検査装置１００においては、荷電粒子
ビームの走査速度を変化させることで、ホールや配線層
に流れる擬似的な交流電流の周波数を変えることにな
り、容量成分を有する電気的な欠陥を有したホールや配
線層を確実に検出でき、また欠陥の種類の特定も可能と
なる。

【００５１】＜Ｂ．実施の形態２＞ ＜Ｂ−１．装置構成＞図９および図１０に荷電粒子ビー
ムを用いた欠陥検査装置２００の概念構成を示す。図９
は欠陥検査装置２００の断面構成を示す図であり、荷電
粒子を収束させて荷電粒子ビーム５および１７を形成す
る電子レンズ１５と、荷電粒子ビーム５および１７を半
導体装置１０上の所定の範囲で走査するための走査電極
６〜８の配置状態を示している。また、図１０は荷電粒
子ビーム５および１７の照射方向上流側から見た走査電
極６〜９の配置状態を示す平面図である。

【００５２】なお、図１および図２を用いて説明した欠
陥検査装置１００と同一の構成には同一の符号を付し、
説明は省略する。

【００５３】＜Ｂ−２．動作＞荷電粒子ビーム５は実施
の形態１において説明したように、速度を変更しながら
半導体装置１０上を走査するように制御され、荷電粒子
ビーム１７は従来の欠陥検査装置と同様に一定の速度で
半導体装置１０上を走査するように制御されるので、荷
電粒子ビーム５で半導体装置１０上を走査してホールや
配線層に周波数の異なる擬似的な交流電流を流し、容量
成分を有する電気的な欠陥を有するホールや配線層を半
導体装置表面の電位状態として反映させた後、荷電粒子
ビーム１７で半導体装置１０上を走査して２次電子を発
生させ、その際に２次電子強度を検出することで、欠陥
を有するホールや配線層を検出する。

【００５４】なお、荷電粒子ビーム５および荷電粒子ビ
ーム１７は一連の走査を交互に行うようにしても良い
が、荷電粒子ビーム５が走査速度を変えて複数回の走査
を行った後に荷電粒子ビーム１７の走査を行うようにし
ても良い。

【００５５】＜Ｂ−３．作用効果＞荷電粒子ビーム５は
走査速度を変えるので、荷電粒子ビーム５によって発生
した２次電子強度に基づいて２次電子像を得ようとする
と、走査速度により２次電子のＳ／Ｎ比が変わってしま
うため安定した像が得られないが、走査速度が一定の荷
電粒子ビーム１７を用いて観察用の２次電子を発生させ
ることで、安定した２次電子像を得ることができ、欠陥
を有するホールや配線層と正常なホールや配線層との区
別を正確に行うことができる。

【００５６】＜Ｃ．実施の形態３＞ ＜Ｃ−１．装置構成＞図１１および図１２に荷電粒子ビ
ームを用いた欠陥検査装置３００の概念構成を示す。図
１１は欠陥検査装置３００の断面構成を示す図であり、
荷電粒子を収束させて荷電粒子ビーム１７および１８を
形成する電子レンズ１５と、荷電粒子ビーム１７および
１８を半導体装置１０上の所定の範囲で走査するための
走査電極６〜８の配置状態を示している。また、図１２
は荷電粒子ビーム１７および１８の照射方向上流側から
見た走査電極６〜９の配置状態を示す平面図である。

【００５７】なお、図１および図２を用いて説明した欠
陥検査装置１００と同一の構成には同一の符号を付し、
説明は省略する。

【００５８】＜Ｃ−２．動作＞荷電粒子ビーム１７は従
来の欠陥検査装置と同様に一定の速度で半導体装置１０
上を走査するように制御され、荷電粒子ビーム１８は荷
電粒子が半導体装置１０上の観察領域全面に同時に照射
されるように拡散ビームとなっている。これは、荷電粒
子ビーム１７が電子レンズ１５によって半導体装置１０
上でフォーカスされるように調整されるのに対し、荷電
粒子ビーム１８は半導体装置１０上でデフォーカス状態
となるように電子レンズ１５によって調整されることに
よって実現できる。

【００５９】そして、荷電粒子ビーム１８は、検査箇
所、例えばホールや配線層を少なくとも１以上含む観察
領域を覆って断続的に照射されるように、走査制御装置
１１および１２によって制御される。

【００６０】ここで、図１３〜図１５を用いて荷電粒子
ビーム１８の制御について説明する。図１３（Ａ）は走
査制御装置１１（図１２参照）から走査電極６に与える
電圧波形を示し、図１３（Ｂ）は走査制御装置１２（図
１２参照）から走査電極９に与える電圧波形を示してい
る。

【００６１】図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、走査
電極６には矩形パルス電圧を与え、走査電極９には一定
電圧を連続的に与えるようにすることで、荷電粒子ビー
ム１８を観察領域に断続的に照射することができる。

【００６２】すなわち、図１３（Ａ）に示す電圧波形に
おいて、矩形パルスの頂上部Ａの電圧を与えることで、
荷電粒子ビームは図１４に示すように荷電粒子ビーム１
７の走査領域ＳＲを覆うように照射され、矩形パルスの
谷間Ｂの電圧を与えることで荷電粒子ビームは図１５に
示すように走査領域ＳＲ外に照射されることになる。

【００６３】＜Ｃ−３．作用効果＞このように、荷電粒
子ビームを走査領域ＳＲ上に間欠的に照射することで、
走査領域ＳＲに形成されたホールや配線層には図６
（Ｃ）に示したと同様にパルス電流が流れ、荷電粒子ビ
ームの照射間隔、すなわち図１３（Ａ）に示す矩形パル
スの周期を変更することでパルス電流の発生間隔を変更
して、ホールや配線層に周波数の異なる擬似的な交流電
流を流すことができる。その結果し、ホールや配線層の
欠陥が半導体装置表面の電位状態として反映され、その
後、荷電粒子ビーム１７で半導体装置１０上を走査して
２次電子を発生させ、その際に２次電子強度を検出する
ことで、容量成分を有する電気的な欠陥を有するホール
や配線層の検出、およびホールの欠陥の種類の特定が可
能となる。しかも、拡散された荷電粒子ビーム１８を、
走査領域ＳＲと走査領域ＳＲ以外との間で移動させる制
御は、ビームを走査する場合と比較して容易である。

【００６４】

【発明の効果】本発明に係る請求項１記載の検査装置に
よれば、第１の荷電粒子ビームを断続的に照射し、その
照射周期を変更することで、ホールや配線層に流れる擬
似的な交流電流の周波数を変えることができ、容量成分
を有する電気的な欠陥を有したホールや配線層の表面電
位を、欠陥の種類によって異なる電位に設定でき、しか
も、荷電粒子ビームの制御も容易である。

【００６５】本発明に係る請求項２記載の検査装置によ
れば、照射手段が、第２の荷電粒子ビームを検査対象物
上で走査させる機能をも備えているので、所定領域から
放出した２次電子を検出し、欠陥等の検査ができる。

【００６６】本発明に係る請求項３記載の検査方法によ
れば、所定領域の一点に、荷電粒子ビームを断続的に照
射し、その照射周期を変更することで、ホールや配線層
に流れる擬似的な交流電流の周波数を変えることがで
き、所定の一点において容量成分を有する電気的な欠陥
を有したホールや配線層を確実に検出でき、また欠陥の
種類の特定も可能となる。

【００６７】本発明に係る請求項４記載の検査方法によ
れば、照射手段は、荷電粒子ビームを移動させるシステ
ムで構成すれば良く、複雑な照射手段を必要としない。

【００６８】本発明に係る請求項５記載の検査方法によ
れば、走査速度を変えて走査領域を荷電粒子ビームによ
り走査しながら走査領域の２次電子像を得るので、走査
に合わせた２次電子像をモニターしながら検査を行うこ
とができる。

【００６９】本発明に係る請求項６記載の検査方法によ
れば、荷電粒子ビームの走査に代えて、拡散した荷電粒
子ビームを断続的に照射し、その照射周期を変更するこ
とで、ホールや配線層に流れる擬似的な交流電流の周波
数を変えることができ、所定領域において容量成分を有
する電気的な欠陥を有したホールや配線層を確実に検出
できる。

【００７０】本発明に係る請求項７記載の検査方法によ
れば、照射手段は、荷電粒子ビームを移動させるシステ
ムで構成すれば良く、複雑な照射手段を必要としない。

【００７１】本発明に係る請求項８記載の検査方法によ
れば、走査速度を変えて走査領域を荷電粒子ビームによ
り走査した後、改めて荷電粒子ビーム２次電子のＳ／Ｎ
比が良好となるように走査できる。よって、安定した２
次電子像を得て、欠陥を有するホールや配線層と正常な
ホールや配線層との区別を正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る実施の形態１の欠陥検査装置の
概念構成を説明する図である。

【図２】 本発明に係る実施の形態１の欠陥検査装置の
概念構成を説明する図である。

【図３】 荷電粒子ビームの走査を行うための電圧波形
を示す図である。

【図４】 欠陥を有するホールに流れる電流を説明する
図である。

【図５】 ホールの配列上を荷電粒子ビームで走査する
状態を説明する図である。

【図６】 ホールの配列上を荷電粒子ビームで走査した
場合の１のホールに流れる電流波形を説明する図であ
る。

【図７】 荷電粒子ビームの断続照射を説明する図であ
る。

【図８】 荷電粒子ビームの断続照射を行うための電圧
波形を示す図である。

【図９】 本発明に係る実施の形態２の欠陥検査装置の
概念構成を説明する図である。

【図１０】 本発明に係る実施の形態２の欠陥検査装置
の概念構成を説明する図である。

【図１１】 本発明に係る実施の形態３の欠陥検査装置
の概念構成を説明する図である。

【図１２】 本発明に係る実施の形態３の欠陥検査装置
の概念構成を説明する図である。

【図１３】 荷電粒子ビームの断続照射を行うための電
圧波形を示す図である。

【図１４】 拡散した荷電粒子ビームの断続照射を説明
する図である。

【図１５】 拡散した荷電粒子ビームの断続照射を説明
する図である。

【図１６】 欠陥を有するホールの構成を説明する図で
ある。

【符号の説明】

６〜９ 走査電極、１１，１２ 走査制御装置、５，１
７，１８ 荷電粒子ビーム、１５ 電子レンズ、ＳＲ
走査領域。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査対象物の表面に荷電粒子ビームを照
   射し、前記表面から放出される２次電子を検出して前記
   表面を検査する検査装置であって、 前記荷電粒子ビームを形成するビーム形成手段と、 第１の前記荷電粒子ビームを拡散させて、前記表面の少
   なくとも１の検査箇所を含む所定領域を覆うように異な
   る周期で断続的に照射する照射手段とを備える検査装
   置。
2. 【請求項２】 前記照射手段は、前記第１の荷電粒子ビ
   ームを前記表面に照射した後、 第２の前記荷電粒子ビームを前記所定領域内で走査させ
   る機能をも有する、請求項１記載の検査装置。
3. 【請求項３】 検査対象物の表面に荷電粒子ビームを照
   射し、前記表面から放出される２次電子を検出して前記
   表面を検査する検査装置であって、 (ａ)前記所定領域の一点に、前記荷電粒子ビームを第１
   の周期で断続的に照射するステップと、 (ｂ)前記第１の周期とは異なる第２の周期で、前記一点
   に前記荷電粒子ビームを断続的に照射するステップと、 (ｃ)前記ステップ(ａ)および(ｂ)によって得られる前記
   ２次電子を検出するステップと、を備える検査方法。
4. 【請求項４】 前記荷電粒子ビームで前記一点とそれ以
   外とを交互に照射することで前記第１および第２の周期
   を実現する、請求項３記載の検査方法。
5. 【請求項５】 前記ステップ(ａ)において前記所定領域
   は、前記荷電粒子ビームにより第１の走査速度で走査さ
   れ、 前記ステップ(ｂ)において前記所定領域は、前記荷電粒
   子ビームにより第２の走査速度で走査される、請求項３
   記載の検査方法。
6. 【請求項６】 検査対象物の表面に荷電粒子ビームを照
   射し、前記表面から放出される２次電子を検出して前記
   表面を検査する検査装置であって、 (ａ)前記所定査領域に、前記荷電粒子ビームを拡散させ
   て第１の周期で断続的に照射するステップと、 (ｂ)前記所定領域に前記荷電粒子ビームを拡散させて、
   前記第１の周期とは異なる第２の周期で断続的に照射す
   るステップと、 (ｃ)前記ステップ(ａ)および(ｂ)を実行した後、前記所
   定領域で、前記荷電粒子ビームを走査するステップと、
   を備える検査方法。
7. 【請求項７】 前記荷電粒子ビームを前記所定領域と前
   記所定領域の外部に交互に照射することで前記第１およ
   び第２の周期を実現する、請求項６記載の検査方法。
8. 【請求項８】 前記ステップ(ｃ)では、 前記ステップ(ａ)および(ｂ)を実行した後、前記所定領
   域において、前記荷電粒子ビームが走査される、請求項
   ６記載の検査方法。