JP2001308154A - 電子線検査装置、電子線検査方法及びデバイス製造方法 - Google Patents
電子線検査装置、電子線検査方法及びデバイス製造方法Info
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Landscapes
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- Measurement Of Radiation (AREA)
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 より具体的で実用性の高いマルチチャンネル
形の電子線検査装置と電子線検査方法を提供する。 【解決手段】 電子線検査を行う際に、単位チャンネル
Ｕが収容された円筒体２１の行方向・列方向ピッチを、
アクチュエータ２８によりウエハ８の行方向・列方向の
ダイピッチの１／ｎ（ｎは整数）となるように調整す
る。そして、各単位チャンネルＵのビームスポットを、
ウエハ８の２箇所又は３箇所のダイの同じデバイス上の
位置に入射させる。これら２箇所又は３箇所のダイの入
射点から放出される二次電子の信号の差の有無に基づい
て、ダイの欠陥の存在を判断する。
形の電子線検査装置と電子線検査方法を提供する。 【解決手段】 電子線検査を行う際に、単位チャンネル
Ｕが収容された円筒体２１の行方向・列方向ピッチを、
アクチュエータ２８によりウエハ８の行方向・列方向の
ダイピッチの１／ｎ（ｎは整数）となるように調整す
る。そして、各単位チャンネルＵのビームスポットを、
ウエハ８の２箇所又は３箇所のダイの同じデバイス上の
位置に入射させる。これら２箇所又は３箇所のダイの入
射点から放出される二次電子の信号の差の有無に基づい
て、ダイの欠陥の存在を判断する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
欠陥検査等を行う電子線検査装置及び検査方法に関す
る。特には、最小線幅０．２μｍ以下のパターンの検査
を行うこともできる電子線検査装置及び検査方法に関す
る。さらに、本発明は、そのような電子線検査方法を用
いて、デバイス製造プロセスのチェックを行うデバイス
製造方法に関する。
欠陥検査等を行う電子線検査装置及び検査方法に関す
る。特には、最小線幅０．２μｍ以下のパターンの検査
を行うこともできる電子線検査装置及び検査方法に関す
る。さらに、本発明は、そのような電子線検査方法を用
いて、デバイス製造プロセスのチェックを行うデバイス
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体デバイスの製造工程におい
て、デバイスの欠陥検査に用いられている装置は、光を
プローブとするものが主流である。その１具体例では、
デバイスのパターンに紫外線照明を当て、パターンから
の反射光をＣＣＤ（電荷結合素子）により検出し、この
検出結果を画像処理して欠陥を検出している。一方、こ
れとは別に、細く絞った１本の電子ビームで試料面を走
査する電子線検査装置も知られている。しかし、このよ
うな装置は、スループットが低いため、補助的な欠陥検
査手段として試験的に用いられているのみである。
て、デバイスの欠陥検査に用いられている装置は、光を
プローブとするものが主流である。その１具体例では、
デバイスのパターンに紫外線照明を当て、パターンから
の反射光をＣＣＤ（電荷結合素子）により検出し、この
検出結果を画像処理して欠陥を検出している。一方、こ
れとは別に、細く絞った１本の電子ビームで試料面を走
査する電子線検査装置も知られている。しかし、このよ
うな装置は、スループットが低いため、補助的な欠陥検
査手段として試験的に用いられているのみである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の電子線検査装置
のスループットを改善するため、多数の電子ビーム（マ
ルチビーム）を１つの試料上で同時走査して試料の欠陥
検査を行う電子線検査装置が提案されている。しかし、
このような電子線検査装置は、以下（１）及び（２）の
理由により、まだ実用化には至っていない。 （１）大量のパターンデータを計算機から検査装置に転
送する必要がある。また、パターンデータと検出波形を
比較する回路が複雑となる。 （２）多数の電子ビームを発生させ、それを同時に走査
する構成で適当なものが得られていない。
のスループットを改善するため、多数の電子ビーム（マ
ルチビーム）を１つの試料上で同時走査して試料の欠陥
検査を行う電子線検査装置が提案されている。しかし、
このような電子線検査装置は、以下（１）及び（２）の
理由により、まだ実用化には至っていない。 （１）大量のパターンデータを計算機から検査装置に転
送する必要がある。また、パターンデータと検出波形を
比較する回路が複雑となる。 （２）多数の電子ビームを発生させ、それを同時に走査
する構成で適当なものが得られていない。
【０００４】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であって、より具体的で実用性の高いマルチチャンネル
形の電子線検査装置と電子線検査方法を提供することを
目的とする。さらに、そのような電子線検査方法を用い
て、デバイス製造プロセスのチェックを行うデバイス製
造方法を提供することも目的とする。
であって、より具体的で実用性の高いマルチチャンネル
形の電子線検査装置と電子線検査方法を提供することを
目的とする。さらに、そのような電子線検査方法を用い
て、デバイス製造プロセスのチェックを行うデバイス製
造方法を提供することも目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の電子線検査装置は、電子線源と、該電子線
源から放射される電子線を試料上にビームスポットとし
て収束させる電磁レンズと、前記電子線を偏向して前記
試料上で前記ビームスポットを走査する偏向器と、前記
試料から放出される二次電子を集める二次電子収集器
と、該二次電子収集器によって集められた二次電子を検
出する二次電子検出器と、を含む単位チャンネルが、あ
るピッチ（チャンネルピッチ）で行列状に多数配列され
たマルチチャンネル形の電子線検査装置であって； さ
らに、前記単位チャンネルの行方向・列方向ピッチを変
える機構が設けられていることを特徴とする。電子線
源、光学系、検出系が単位チャンネル毎に一体構造とな
っており、単位チャンネルの行方向・列方向ピッチを各
々独立に変えることができる。
め、本発明の電子線検査装置は、電子線源と、該電子線
源から放射される電子線を試料上にビームスポットとし
て収束させる電磁レンズと、前記電子線を偏向して前記
試料上で前記ビームスポットを走査する偏向器と、前記
試料から放出される二次電子を集める二次電子収集器
と、該二次電子収集器によって集められた二次電子を検
出する二次電子検出器と、を含む単位チャンネルが、あ
るピッチ（チャンネルピッチ）で行列状に多数配列され
たマルチチャンネル形の電子線検査装置であって； さ
らに、前記単位チャンネルの行方向・列方向ピッチを変
える機構が設けられていることを特徴とする。電子線
源、光学系、検出系が単位チャンネル毎に一体構造とな
っており、単位チャンネルの行方向・列方向ピッチを各
々独立に変えることができる。
【０００６】本発明の電子線検査装置においては、前記
試料が、多数のダイが、あるピッチ（ダイピッチ）で形
成されたウエハであって、前記チャンネルピッチを前記
ダイピッチの１／ｎ（ｎは整数）に調整することができ
る。このように調整することにより、単位チャンネルの
ピッチとダイピッチが同じ、あるいは、後者が前者の整
数倍となり、各々の単位チャンネルが異なるダイの同じ
デバイス上の位置を検査することとなる。したがって、
２つのデバイスからの検査信号の相互比較により、正常
回路と欠陥とを見分けることも可能となる。
試料が、多数のダイが、あるピッチ（ダイピッチ）で形
成されたウエハであって、前記チャンネルピッチを前記
ダイピッチの１／ｎ（ｎは整数）に調整することができ
る。このように調整することにより、単位チャンネルの
ピッチとダイピッチが同じ、あるいは、後者が前者の整
数倍となり、各々の単位チャンネルが異なるダイの同じ
デバイス上の位置を検査することとなる。したがって、
２つのデバイスからの検査信号の相互比較により、正常
回路と欠陥とを見分けることも可能となる。
【０００７】また、本発明の電子線検査装置において
は、前記電磁レンズ及び／又は前記偏向器が静電型であ
り、前記単位チャンネルの外形寸法が３０ｍｍ角以下で
あるものとすることができる。電磁レンズ、偏向器が静
電型であるので、装置を小型にできる。単位チャンネル
の外形寸法が３０ｍｍ角以下であるので、ウエハの１ダ
イ毎に１つの単位チャンネルで検査対応することが可能
になる。
は、前記電磁レンズ及び／又は前記偏向器が静電型であ
り、前記単位チャンネルの外形寸法が３０ｍｍ角以下で
あるものとすることができる。電磁レンズ、偏向器が静
電型であるので、装置を小型にできる。単位チャンネル
の外形寸法が３０ｍｍ角以下であるので、ウエハの１ダ
イ毎に１つの単位チャンネルで検査対応することが可能
になる。
【０００８】さらに、本発明の電子線検査装置において
は、 前記二次電子検出器が、 正の電圧が与えられた
電極と、 該電極に設けられた小孔と、 前記電子線の
前記試料への入射点を前記小孔から見通せない位置に設
けられた、正の電圧が印加されたシンチレータと、 該
シンチレータからの光を集光する集光素子又は光ファイ
バと、を備えるものとすることができる。ウエハに入射
した電子線はウエハ内で散乱して広がるので、反射電子
はかなり広い範囲から出てくる。一方、二次電子は、ウ
エハに電子線が当たっている狭い範囲からしか出てこな
い。本発明のこの態様では、二次電子のみを電極の小孔
から検出し、反射電子は検出しないようにすることがで
きる。したがって、検出の分解能を向上できる。
は、 前記二次電子検出器が、 正の電圧が与えられた
電極と、 該電極に設けられた小孔と、 前記電子線の
前記試料への入射点を前記小孔から見通せない位置に設
けられた、正の電圧が印加されたシンチレータと、 該
シンチレータからの光を集光する集光素子又は光ファイ
バと、を備えるものとすることができる。ウエハに入射
した電子線はウエハ内で散乱して広がるので、反射電子
はかなり広い範囲から出てくる。一方、二次電子は、ウ
エハに電子線が当たっている狭い範囲からしか出てこな
い。本発明のこの態様では、二次電子のみを電極の小孔
から検出し、反射電子は検出しないようにすることがで
きる。したがって、検出の分解能を向上できる。
【０００９】本発明の電子線検査方法は、電子線源から
電子線を放射し、この電子線を電磁レンズにより試料上
にビームスポットとして収束させ、該電子線を偏向器に
より偏向して前記試料上で前記ビームスポットを走査
し、このビームスポットの走査により前記試料から放出
される二次電子を二次電子収集器により集め、この二次
電子収集器によって集められた二次電子を二次電子検出
器により検出する操作を、あるピッチ（チャンネルピッ
チ）で行列状に多数配列した単位チャンネルの集合体に
より行う電子線検査方法であって； 前記試料として、
多数のダイが、あるピッチ（ダイピッチ）で形成された
ウエハを用い、 前記単位チャンネルの行方向・列方向
ピッチを、前記ダイピッチの１／ｎ（ｎは整数）となる
ように調整することを特徴とする。
電子線を放射し、この電子線を電磁レンズにより試料上
にビームスポットとして収束させ、該電子線を偏向器に
より偏向して前記試料上で前記ビームスポットを走査
し、このビームスポットの走査により前記試料から放出
される二次電子を二次電子収集器により集め、この二次
電子収集器によって集められた二次電子を二次電子検出
器により検出する操作を、あるピッチ（チャンネルピッ
チ）で行列状に多数配列した単位チャンネルの集合体に
より行う電子線検査方法であって； 前記試料として、
多数のダイが、あるピッチ（ダイピッチ）で形成された
ウエハを用い、 前記単位チャンネルの行方向・列方向
ピッチを、前記ダイピッチの１／ｎ（ｎは整数）となる
ように調整することを特徴とする。
【００１０】また、本発明の電子線検査方法において
は、前記ビームスポットを、前記ウエハの異なる２箇所
のダイの同じデバイス上の位置に入射させ、これら２箇
所のダイの入射点から放出される二次電子の信号の差の
有無に基づいて、前記ダイの欠陥の存在を判断すること
ができる。単位チャンネルのピッチとダイピッチが同
じ、あるいは、後者が前者の整数倍となり、各々のチャ
ンネルが異なる２箇所のダイの同じデバイス上の位置に
入射させて検査することができる。このため、チャンネ
ル数よりはるかに少ないデータ転送量であっても検査が
可能になる。特に、２箇所の信号の差の有無を比較する
場合は、デバイスデータ転送を行わなくとも、２つのデ
バイスからの検査信号の相互比較により、正常回路と欠
陥とを見分けることも可能となる。
は、前記ビームスポットを、前記ウエハの異なる２箇所
のダイの同じデバイス上の位置に入射させ、これら２箇
所のダイの入射点から放出される二次電子の信号の差の
有無に基づいて、前記ダイの欠陥の存在を判断すること
ができる。単位チャンネルのピッチとダイピッチが同
じ、あるいは、後者が前者の整数倍となり、各々のチャ
ンネルが異なる２箇所のダイの同じデバイス上の位置に
入射させて検査することができる。このため、チャンネ
ル数よりはるかに少ないデータ転送量であっても検査が
可能になる。特に、２箇所の信号の差の有無を比較する
場合は、デバイスデータ転送を行わなくとも、２つのデ
バイスからの検査信号の相互比較により、正常回路と欠
陥とを見分けることも可能となる。
【００１１】さらに、本発明の電子線検査方法において
は、前記ビームスポットを、前記ウエハの異なる３箇所
以上のダイの同じデバイス上の位置に入射させ、これら
３箇所以上のダイの入射点から放出される二次電子の信
号を比較して、前記ダイの欠陥の存在を判断することが
できる。３箇所以上の信号を比較することにより、どの
ダイに欠陥があるかを判断できる。つまり、２箇所の信
号が同じで１箇所の信号が異なる場合は、その１箇所が
不良と判断できる。
は、前記ビームスポットを、前記ウエハの異なる３箇所
以上のダイの同じデバイス上の位置に入射させ、これら
３箇所以上のダイの入射点から放出される二次電子の信
号を比較して、前記ダイの欠陥の存在を判断することが
できる。３箇所以上の信号を比較することにより、どの
ダイに欠陥があるかを判断できる。つまり、２箇所の信
号が同じで１箇所の信号が異なる場合は、その１箇所が
不良と判断できる。
【００１２】本発明のデバイス製造方法は、前記電子線
検査方法によって前記デバイスを検査する工程を具備す
ることを特徴とする。このような欠陥検査を行うことに
より、欠陥の有無を次のロットに迅速にフィードバック
することができる。これにより、デバイスの製造歩留ま
りを向上できる。
検査方法によって前記デバイスを検査する工程を具備す
ることを特徴とする。このような欠陥検査を行うことに
より、欠陥の有無を次のロットに迅速にフィードバック
することができる。これにより、デバイスの製造歩留ま
りを向上できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
の形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態
に係る電子線検査装置の単位チャンネル分の構成を示す
模式的断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断
面図である。図３は、本発明の一実施形態に係る電子線
検査装置の一部を示す模式的平面図である。
の形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態
に係る電子線検査装置の単位チャンネル分の構成を示す
模式的断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断
面図である。図３は、本発明の一実施形態に係る電子線
検査装置の一部を示す模式的平面図である。
【００１４】まず、図１を参照して、電子線検査装置の
単位チャンネルＵの構成について説明する。単位チャン
ネルＵの光軸９の最上流側には、ピエゾ素子を用いた微
動機構１が配置されている。この微動機構１には、下方
に向けて電子線を放射するエミッションチップ２が取り
付けられている。エミッションチップ２から下方に放射
された電子線は、微動機構１の下方に配置された二段の
コンデンサレンズ３等により、ウエハ８上にビームスポ
ットとして収束される。微動機構１は、エミッションチ
ップ２をＸＹＺ方向へ微動させる機能を有する。微動機
構１のＸ及びＹ方向への移動により、電子線をコンデン
サレンズ３の電圧センターに合わせることができる。微
動機構１のＺ方向への移動により、電子線のクロスオー
バー倍率を調整することができる。
単位チャンネルＵの構成について説明する。単位チャン
ネルＵの光軸９の最上流側には、ピエゾ素子を用いた微
動機構１が配置されている。この微動機構１には、下方
に向けて電子線を放射するエミッションチップ２が取り
付けられている。エミッションチップ２から下方に放射
された電子線は、微動機構１の下方に配置された二段の
コンデンサレンズ３等により、ウエハ８上にビームスポ
ットとして収束される。微動機構１は、エミッションチ
ップ２をＸＹＺ方向へ微動させる機能を有する。微動機
構１のＸ及びＹ方向への移動により、電子線をコンデン
サレンズ３の電圧センターに合わせることができる。微
動機構１のＺ方向への移動により、電子線のクロスオー
バー倍率を調整することができる。
【００１５】コンデンサレンズ３の下方には、４極以上
の静電偏向器４が配置されている。静電偏向器４の下方
には、対物レンズ５が配置されている。この対物レンズ
５は、３枚の電極を持つ静電レンズである。同対物レン
ズ５のうち、上下両端部５ａ、５ｂはアース電極（０
Ｖ）であり、中央部５ｃには正又は負の電圧が与えられ
ている。対物レンズ５の下方には、８極の静電偏向器６
が配置されている。この静電偏向器６で電子線を偏向
し、ウエハ８上でビームスポットを走査する。電子線が
ウエハ８に入射することにより、ウエハ８から二次電子
が発生する。この装置においては、コンデンサレンズ
３、対物レンズ５、偏向器４、６が静電型であるので、
単位チャンネルＵ全体が小型になっている。
の静電偏向器４が配置されている。静電偏向器４の下方
には、対物レンズ５が配置されている。この対物レンズ
５は、３枚の電極を持つ静電レンズである。同対物レン
ズ５のうち、上下両端部５ａ、５ｂはアース電極（０
Ｖ）であり、中央部５ｃには正又は負の電圧が与えられ
ている。対物レンズ５の下方には、８極の静電偏向器６
が配置されている。この静電偏向器６で電子線を偏向
し、ウエハ８上でビームスポットを走査する。電子線が
ウエハ８に入射することにより、ウエハ８から二次電子
が発生する。この装置においては、コンデンサレンズ
３、対物レンズ５、偏向器４、６が静電型であるので、
単位チャンネルＵ全体が小型になっている。
【００１６】静電偏向器６の下方には、二次電子検出装
置７が配置されている。二次電子検出装置７は、電極１
５、シンチレータ１２及びライトパイプ１１を備えてい
る。電極１５は、この単位チャンネルＵの二次電子を収
集して外へ逃げないようにするとともに、他の単位チャ
ンネル（図１に符号１０として他の単位チャンネルの光
軸を示す）からの二次電子の浸入を防ぐ。この電極１５
は、図２に分かり易く示すように、円筒状体を円周比
３：１の割合で分割したものである。大分割電極１５Ａ
側には−１０Ｖの電圧が印加され、小分割電極１５Ｂ側
には＋１０Ｖの電圧が印加されている。小分割電極１５
Ｂには、直径１ｍｍの小孔１３が形成されている。
置７が配置されている。二次電子検出装置７は、電極１
５、シンチレータ１２及びライトパイプ１１を備えてい
る。電極１５は、この単位チャンネルＵの二次電子を収
集して外へ逃げないようにするとともに、他の単位チャ
ンネル（図１に符号１０として他の単位チャンネルの光
軸を示す）からの二次電子の浸入を防ぐ。この電極１５
は、図２に分かり易く示すように、円筒状体を円周比
３：１の割合で分割したものである。大分割電極１５Ａ
側には−１０Ｖの電圧が印加され、小分割電極１５Ｂ側
には＋１０Ｖの電圧が印加されている。小分割電極１５
Ｂには、直径１ｍｍの小孔１３が形成されている。
【００１７】シンチレータ１２は、小分割電極１５Ｂの
外側であって、電子線の入射点を小孔１３から見通せな
い位置に設けられている。シンチレータ１２は、入射す
る二次電子を光に変換するものである。同シンチレータ
１２の表面には、アルミニウムが薄く蒸着されている。
シンチレータ１２には、１０ｋＶの電圧が印加されてい
る。シンチレータ１２の下部には、集光器１４が設けら
れている。この集光器１４は、ライトパイプ（集光素子
又は光ファイバー）１１が接続されている。ライトパイ
プ１１は、シンチレータ１２からの光を転送するもので
ある。なお、ウエハ８は、所定のピッチでダイが行列状
に形成された１２インチのものである。
外側であって、電子線の入射点を小孔１３から見通せな
い位置に設けられている。シンチレータ１２は、入射す
る二次電子を光に変換するものである。同シンチレータ
１２の表面には、アルミニウムが薄く蒸着されている。
シンチレータ１２には、１０ｋＶの電圧が印加されてい
る。シンチレータ１２の下部には、集光器１４が設けら
れている。この集光器１４は、ライトパイプ（集光素子
又は光ファイバー）１１が接続されている。ライトパイ
プ１１は、シンチレータ１２からの光を転送するもので
ある。なお、ウエハ８は、所定のピッチでダイが行列状
に形成された１２インチのものである。
【００１８】次に、図３を参照して、本実施の形態に係
る電子線検査装置の全体構成について説明する。図１に
示す単位チャンネルＵの各部品は、図３に示す円筒体２
１の内部に収められている。円筒体２１の外形寸法は、
３０ｍｍ角以下である。これにより、ウエハ８の１ダイ
毎に１つの単位チャンネルで対応することが可能になっ
ている。円筒体２１の側部には、一対の支柱２２が設け
られている。この支柱２２は、円筒体２１上端よりも上
側（Ｚ方向）まで延びている。支柱２２上端は、位置決
め部材（図示されず）により固定されている。支柱２２
上端の位置は、クランプ（図示されず）を外すことによ
り、適当な位置に設定可能である。
る電子線検査装置の全体構成について説明する。図１に
示す単位チャンネルＵの各部品は、図３に示す円筒体２
１の内部に収められている。円筒体２１の外形寸法は、
３０ｍｍ角以下である。これにより、ウエハ８の１ダイ
毎に１つの単位チャンネルで対応することが可能になっ
ている。円筒体２１の側部には、一対の支柱２２が設け
られている。この支柱２２は、円筒体２１上端よりも上
側（Ｚ方向）まで延びている。支柱２２上端は、位置決
め部材（図示されず）により固定されている。支柱２２
上端の位置は、クランプ（図示されず）を外すことによ
り、適当な位置に設定可能である。
【００１９】円筒体２１には、２種類のケーブル２３、
２４が個別に取り付けられている。ケーブル２３は、偏
向器４、６の信号用ケーブルとライトパイプ１１の集合
体である。一方、ケーブル２４は、レンズ３、５の電源
や非点補正電源、微動機構１のピエゾに与える電源、軸
合わせ用電源（電源は全て図示されず）からのケーブル
の集合体である。
２４が個別に取り付けられている。ケーブル２３は、偏
向器４、６の信号用ケーブルとライトパイプ１１の集合
体である。一方、ケーブル２４は、レンズ３、５の電源
や非点補正電源、微動機構１のピエゾに与える電源、軸
合わせ用電源（電源は全て図示されず）からのケーブル
の集合体である。
【００２０】このような円筒体２１は、図３に示すよう
に、所定のチャンネルピッチでＸ及びＹ方向に複数並ん
だ行列状に配列されている。そして、隣り合う全ての円
筒体２１間には、アクチュエータ２８が介装されてい
る。上述のクランプを外した後に、このアクチュエータ
２８を動かせば、円筒体２１間のＸ方向の間隔（符号２
６）及びＹ方向の間隔（符号２７）の寸法を０になるま
で調整することができる。
に、所定のチャンネルピッチでＸ及びＹ方向に複数並ん
だ行列状に配列されている。そして、隣り合う全ての円
筒体２１間には、アクチュエータ２８が介装されてい
る。上述のクランプを外した後に、このアクチュエータ
２８を動かせば、円筒体２１間のＸ方向の間隔（符号２
６）及びＹ方向の間隔（符号２７）の寸法を０になるま
で調整することができる。
【００２１】次に、上記の構成からなる電子線検査装置
の作用について説明する。まず、各単位チャンネルＵ毎
の作用について説明する。図１において、エミッション
チップ２から下方に向けて電子線を放出する。電子線
は、コンデンサレンズ３で集光され、光軸９に一致する
ように静電偏向器４で偏向される。この際、微動機構１
をＸ及びＹ方向へ移動させて、電子線を電磁レンズ３の
電圧センターに合わせるとともに、微動機構１をＺ方向
へ移動させて、電子線のクロスオーバー倍率を調整す
る。
の作用について説明する。まず、各単位チャンネルＵ毎
の作用について説明する。図１において、エミッション
チップ２から下方に向けて電子線を放出する。電子線
は、コンデンサレンズ３で集光され、光軸９に一致する
ように静電偏向器４で偏向される。この際、微動機構１
をＸ及びＹ方向へ移動させて、電子線を電磁レンズ３の
電圧センターに合わせるとともに、微動機構１をＺ方向
へ移動させて、電子線のクロスオーバー倍率を調整す
る。
【００２２】静電偏向器４を出た電子線は、対物レンズ
５で再び集光され、さらに静電偏向器６で偏向されてウ
エハ８上でビームスポットを形成する。このビームスポ
ットでウエハ８上を走査する。このとき、電子線がウエ
ハ８に入射することにより、二次電子が発生する。
５で再び集光され、さらに静電偏向器６で偏向されてウ
エハ８上でビームスポットを形成する。このビームスポ
ットでウエハ８上を走査する。このとき、電子線がウエ
ハ８に入射することにより、二次電子が発生する。
【００２３】この二次電子は、ウエハ８に電子線が当た
っている直近のところからしか出てこない。同時に、ウ
エハ８に電子線が当たっている点の周囲からは、反射電
子も出てくる。ここで、電極１５（図２参照）の大分割
電極１５Ａには、−１０Ｖ程度の電圧が印加されている
ので、ウエハ８から発生した二次電子は反発して、小分
割電極１５Ｂの小孔１３から外に出てくる。一方、反射
電子は、電極１５内部で吸収されるので、小孔１３から
は出てこない。これにより、反射電子と二次電子が区別
され、二次電子検出の分解能を向上できる。
っている直近のところからしか出てこない。同時に、ウ
エハ８に電子線が当たっている点の周囲からは、反射電
子も出てくる。ここで、電極１５（図２参照）の大分割
電極１５Ａには、−１０Ｖ程度の電圧が印加されている
ので、ウエハ８から発生した二次電子は反発して、小分
割電極１５Ｂの小孔１３から外に出てくる。一方、反射
電子は、電極１５内部で吸収されるので、小孔１３から
は出てこない。これにより、反射電子と二次電子が区別
され、二次電子検出の分解能を向上できる。
【００２４】小分割電極１５Ｂの小孔１３を出た二次電
子は、シンチレータ１２で光に変換される。この変換さ
れた光は、集光器１４で集光された後、ライトパイプ１
１により検出部（図示されず）に転送され電気信号に変
換される。このように、二次電子は、二次電子検出装置
７において収集され、外へ逃げることはない。同時に、
この二次電子検出装置７によって、他の単位チャンネル
からの二次電子の侵入が防がれる。
子は、シンチレータ１２で光に変換される。この変換さ
れた光は、集光器１４で集光された後、ライトパイプ１
１により検出部（図示されず）に転送され電気信号に変
換される。このように、二次電子は、二次電子検出装置
７において収集され、外へ逃げることはない。同時に、
この二次電子検出装置７によって、他の単位チャンネル
からの二次電子の侵入が防がれる。
【００２５】次に、電子線検査装置全体の作用について
説明する。電子線検査においては、最初に、単位チャン
ネルＵが収容された円筒体２１の行方向・列方向ピッチ
を、アクチュエータ２８によりウエハ８の行方向・列方
向のダイピッチの１／ｎ（ｎは整数）となるように調整
する。
説明する。電子線検査においては、最初に、単位チャン
ネルＵが収容された円筒体２１の行方向・列方向ピッチ
を、アクチュエータ２８によりウエハ８の行方向・列方
向のダイピッチの１／ｎ（ｎは整数）となるように調整
する。
【００２６】そして、各単位チャンネルＵのビームスポ
ットを、ウエハ８の２箇所のダイの同じデバイス上の位
置に入射させる。この場合、これら２箇所のダイの入射
点から放出される二次電子の信号の差の有無に基づい
て、ダイの欠陥の存在を判断できる。すなわち、信号に
差があればどちらかのダイに欠陥が存在することとな
り、差がなければ欠陥が存在しないこととなる。このよ
うに、単位チャンネルのピッチをダイピッチと同じ、あ
るいは、整数倍とすることにより、各々のチャンネルが
異なる２箇所のダイの同じデバイス上の位置に入射させ
て検査することができる。このため、データ転送がチャ
ンネル数よりはるかに少ない量であっても検査が可能に
なる。特に、２箇所の信号の差の有無を比較する場合
は、データ転送が不要である。
ットを、ウエハ８の２箇所のダイの同じデバイス上の位
置に入射させる。この場合、これら２箇所のダイの入射
点から放出される二次電子の信号の差の有無に基づい
て、ダイの欠陥の存在を判断できる。すなわち、信号に
差があればどちらかのダイに欠陥が存在することとな
り、差がなければ欠陥が存在しないこととなる。このよ
うに、単位チャンネルのピッチをダイピッチと同じ、あ
るいは、整数倍とすることにより、各々のチャンネルが
異なる２箇所のダイの同じデバイス上の位置に入射させ
て検査することができる。このため、データ転送がチャ
ンネル数よりはるかに少ない量であっても検査が可能に
なる。特に、２箇所の信号の差の有無を比較する場合
は、データ転送が不要である。
【００２７】また、ビームスポットを、ウエハ８の各々
のチャンネルが異なる３箇所以上のダイの同一場所に入
射させることもできる。この場合、これら３箇所以上の
ダイの入射点から放出される二次電子の信号を比較し
て、前記ダイの欠陥の存在を判断することができる。３
箇所以上の信号を比較することにより、どのダイが欠陥
しているかを判断できる。
のチャンネルが異なる３箇所以上のダイの同一場所に入
射させることもできる。この場合、これら３箇所以上の
ダイの入射点から放出される二次電子の信号を比較し
て、前記ダイの欠陥の存在を判断することができる。３
箇所以上の信号を比較することにより、どのダイが欠陥
しているかを判断できる。
【００２８】次に、上述の電子線検査装置を利用したデ
バイス製造方法の実施例を説明する。図４は、微小デバ
イス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、Ｃ
ＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造フロ
ーを示す。
バイス製造方法の実施例を説明する。図４は、微小デバ
イス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、Ｃ
ＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造フロ
ーを示す。
【００２９】ステップＳ１（回路設計）では、半導体デ
バイスの回路設計を行う。ステップＳ２（マスク製作）
では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作す
る。この時、パターンについて局部的にリサイズを施す
ことにより近接効果や空間電荷効果によるビームボケの
補正を行ってもよい。一方、ステップＳ３（ウェハ製
造）では、シリコン等の材料を用いてウェハを製造す
る。
バイスの回路設計を行う。ステップＳ２（マスク製作）
では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作す
る。この時、パターンについて局部的にリサイズを施す
ことにより近接効果や空間電荷効果によるビームボケの
補正を行ってもよい。一方、ステップＳ３（ウェハ製
造）では、シリコン等の材料を用いてウェハを製造す
る。
【００３０】ステップＳ４（酸化）では、ウェハの表面
を酸化させる。ステップＳ５（ＣＶＤ）では、ウェハ表
面に絶縁膜を形成する。ステップＳ６（電極形成）で
は、ウェハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ
Ｓ７（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込
む。ステップＳ８（レジスト処理）では、ウェハに感光
剤を塗布する。ステップＳ９（電子ビーム露光）では、
ステップＳ２で作ったマスクを用いて電子ビーム転写装
置によって、マスクの回路パターンをウェハに焼付露光
する。ステップＳ１０（光露光）では、同じくステップ
Ｓ２で作った光露光用マスクを用いて、光ステッパーに
よってマスクの回路パターンをウェハに焼付露光する。
この前又は後に、電子ビームの後方散乱電子を均一化す
る近接効果補正露光を行ってもよい。
を酸化させる。ステップＳ５（ＣＶＤ）では、ウェハ表
面に絶縁膜を形成する。ステップＳ６（電極形成）で
は、ウェハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ
Ｓ７（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込
む。ステップＳ８（レジスト処理）では、ウェハに感光
剤を塗布する。ステップＳ９（電子ビーム露光）では、
ステップＳ２で作ったマスクを用いて電子ビーム転写装
置によって、マスクの回路パターンをウェハに焼付露光
する。ステップＳ１０（光露光）では、同じくステップ
Ｓ２で作った光露光用マスクを用いて、光ステッパーに
よってマスクの回路パターンをウェハに焼付露光する。
この前又は後に、電子ビームの後方散乱電子を均一化す
る近接効果補正露光を行ってもよい。
【００３１】ステップＳ１１（現像）では、露光したウ
ェハを現像する。ステップＳ１２（エッチング）では、
レジスト像以外の部分を選択的に削り取る。ステップＳ
１３（レジスト剥離）では、エッチングがすんで不要と
なったレジストを取り除く。ステップＳ４からステップ
Ｓ１３を繰り返し行うことによって、ウェハ上に多重に
回路パターンが形成される。ここで、ステップＳ１７に
おいて、各エッチング工程の後、上述した電子線検査装
置によって正常な寸法にエッチングされているか、ある
いは、電位コントラストに異常がないか等が検査され
る。
ェハを現像する。ステップＳ１２（エッチング）では、
レジスト像以外の部分を選択的に削り取る。ステップＳ
１３（レジスト剥離）では、エッチングがすんで不要と
なったレジストを取り除く。ステップＳ４からステップ
Ｓ１３を繰り返し行うことによって、ウェハ上に多重に
回路パターンが形成される。ここで、ステップＳ１７に
おいて、各エッチング工程の後、上述した電子線検査装
置によって正常な寸法にエッチングされているか、ある
いは、電位コントラストに異常がないか等が検査され
る。
【００３２】ステップＳ１４（組立）は、後工程と呼ば
れ、上の工程によって作製されたウェハを用いて半導体
チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシン
グ、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。ステップＳ１５（検査）では、ス
テップＳ１４で作製された半導体デバイスの動作確認テ
スト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経
て半導体デバイスが完成しこれが出荷（ステップＳ１
６）される。
れ、上の工程によって作製されたウェハを用いて半導体
チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシン
グ、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。ステップＳ１５（検査）では、ス
テップＳ１４で作製された半導体デバイスの動作確認テ
スト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経
て半導体デバイスが完成しこれが出荷（ステップＳ１
６）される。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、より具体的で実用性の高いマルチチャンネル
形の電子線検査装置を提供できる。
によれば、より具体的で実用性の高いマルチチャンネル
形の電子線検査装置を提供できる。
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る電子線検査
装置の単位チャンネル分の構成を示す模式的断面図であ
る。
装置の単位チャンネル分の構成を示す模式的断面図であ
る。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る電子線検査
装置の一部を示す模式的平面図である。
装置の一部を示す模式的平面図である。
【図４】微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チッ
プ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマ
シン等）の製造フローである。
プ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマ
シン等）の製造フローである。
Ｕ 単位チャンネル １ 微動機構 ２ エミッション
チップ ３ コンデンサレンズ ４、６ 静電偏向
器 ５ 対物レンズ ７ 二次電子検出
装置 ８ ウエハ １１ ライトパイプ １２ シンチレー
タ １３ 小孔 １５ 電極 １５Ａ 大分割電極 １５Ｂ 小分割電
極 ２１ 円筒体 ２３、２４ ケー
ブル ２８ アクチュエータ
チップ ３ コンデンサレンズ ４、６ 静電偏向
器 ５ 対物レンズ ７ 二次電子検出
装置 ８ ウエハ １１ ライトパイプ １２ シンチレー
タ １３ 小孔 １５ 電極 １５Ａ 大分割電極 １５Ｂ 小分割電
極 ２１ 円筒体 ２３、２４ ケー
ブル ２８ アクチュエータ
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） Ｈ０１Ｊ 37/28 Ｇ０１Ｔ 1/20 Ｚ ５Ｃ０３３ // Ｇ０１Ｔ 1/20 Ｇ０１Ｒ 31/28 Ｌ ９Ａ００１ Ｆターム(参考） 2G001 AA03 BA07 CA03 DA01 DA09 DA10 GA04 GA06 JA02 JA06 KA03 LA11 2G011 AA01 AC06 AE03 2G032 AA00 AC02 AE04 AE08 AF08 2G088 FF10 GG13 GG15 JJ08 JJ32 4M106 BA02 CA38 DB05 DB07 DH01 DH24 DH33 DJ17 DJ18 DJ20 DJ27 5C033 NN01 NP01 NP02 UU01 UU02 UU03 UU04 UU10 9A001 BB05 JJ45
Claims (8)
- 【請求項１】 電子線源と、該電子線源から放射される
電子線を試料上にビームスポットとして収束させる電磁
レンズと、前記電子線を偏向して前記試料上で前記ビー
ムスポットを走査する偏向器と、前記試料から放出され
る二次電子を集める二次電子収集器と、該二次電子収集
器によって集められた二次電子を検出する二次電子検出
器と、を含む単位チャンネルが、あるピッチ（チャンネ
ルピッチ）で行列状に多数配列されたマルチチャンネル
形の電子線検査装置であって；さらに、前記単位チャン
ネルの行方向・列方向ピッチを変える機構が設けられて
いることを特徴とする電子線検査装置。 - 【請求項２】 前記試料が、多数のダイが、あるピッチ
（ダイピッチ）で形成されたウエハであって、前記チャ
ンネルピッチを前記ダイピッチの１／ｎ（ｎは整数）に
調整することを特徴とする請求項１記載の電子線検査装
置。 - 【請求項３】 前記電磁レンズ及び／又は前記偏向器が
静電型であり、前記単位チャンネルの外形寸法が３０ｍ
ｍ角以下であることを特徴とする請求項２記載の電子線
検査装置。 - 【請求項４】 前記二次電子検出器が、 正の電圧が与えられた電極と、 該電極に設けられた小孔と、 前記電子線の前記試料への入射点を前記小孔から見通せ
ない位置に設けられた、正の電圧が印加されたシンチレ
ータと、 該シンチレータからの光を集光する集光素子又は光ファ
イバと、 を備えることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１
項記載の電子線検査装置。 - 【請求項５】 電子線源から電子線を放射し、この電子
線を電磁レンズにより試料上にビームスポットとして収
束させ、該電子線を偏向器により偏向して前記試料上で
前記ビームスポットを走査し、このビームスポットの走
査により前記試料から放出される二次電子を二次電子収
集器により集め、この二次電子収集器によって集められ
た二次電子を二次電子検出器により検出する操作を、あ
るピッチ（チャンネルピッチ）で行列状に多数配列した
単位チャンネルの集合体により行う電子線検査方法であ
って；前記試料として、多数のダイが、あるピッチ（ダ
イピッチ）で形成されたウエハを用い、 前記単位チャンネルの行方向・列方向ピッチを、前記ダ
イピッチの１／ｎ（ｎは整数）となるように調整するこ
とを特徴とする電子線検査方法。 - 【請求項６】 前記ビームスポットを、前記ウエハの異
なる２箇所のダイの同じデバイス上の位置に入射させ、
これら２箇所のダイの入射点から放出される二次電子の
信号の差の有無に基づいて、前記ダイの欠陥の存在を判
断することを特徴とする請求項５記載の電子線検査方
法。 - 【請求項７】 前記ビームスポットを、前記ウエハの異
なる３箇所以上のダイの同じデバイス上の位置に入射さ
せ、これら３箇所以上のダイの入射点から放出される二
次電子の信号を比較して、前記ダイの欠陥の存在を判断
することを特徴とする請求項５記載の電子線検査方法。 - 【請求項８】 請求項５〜７のいずれか１項記載の電子
線検査方法によって前記デバイスを検査する工程を具備
することを特徴とするデバイス製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000122291A JP2001308154A (ja) | 2000-04-24 | 2000-04-24 | 電子線検査装置、電子線検査方法及びデバイス製造方法 |
| US09/587,165 US6465783B1 (en) | 1999-06-24 | 2000-06-02 | High-throughput specimen-inspection apparatus and methods utilizing multiple parallel charged particle beams and an array of multiple secondary-electron-detectors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000122291A JP2001308154A (ja) | 2000-04-24 | 2000-04-24 | 電子線検査装置、電子線検査方法及びデバイス製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001308154A true JP2001308154A (ja) | 2001-11-02 |
Family
ID=18632784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000122291A Pending JP2001308154A (ja) | 1999-06-24 | 2000-04-24 | 電子線検査装置、電子線検査方法及びデバイス製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001308154A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE41924E1 (en) | 2002-05-17 | 2010-11-16 | Gsi Group Corporation | Method and system for machine vision-based feature detection and mark verification in a workpiece or wafer marking system |
| KR20170008764A (ko) * | 2014-05-08 | 2017-01-24 | 테크니쉐 유니버시테이트 델프트 | 복수의 하전 입자 빔들을 이용하여 샘플을 검사하는 장치 및 방법 |
| KR20180098340A (ko) * | 2015-12-24 | 2018-09-03 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 검사 방법 및 장치 |
-
2000
- 2000-04-24 JP JP2000122291A patent/JP2001308154A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE41924E1 (en) | 2002-05-17 | 2010-11-16 | Gsi Group Corporation | Method and system for machine vision-based feature detection and mark verification in a workpiece or wafer marking system |
| KR20170008764A (ko) * | 2014-05-08 | 2017-01-24 | 테크니쉐 유니버시테이트 델프트 | 복수의 하전 입자 빔들을 이용하여 샘플을 검사하는 장치 및 방법 |
| KR102454320B1 (ko) * | 2014-05-08 | 2022-10-12 | 테크니쉐 유니버시테이트 델프트 | 복수의 하전 입자 빔들을 이용하여 샘플을 검사하는 장치 및 방법 |
| KR20180098340A (ko) * | 2015-12-24 | 2018-09-03 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 검사 방법 및 장치 |
| JP2019502952A (ja) * | 2015-12-24 | 2019-01-31 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | インスペクションのための方法及び装置 |
| KR102182011B1 (ko) * | 2015-12-24 | 2020-11-24 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 검사 방법 및 장치 |
| US11094502B2 (en) | 2015-12-24 | 2021-08-17 | Asml Netherlands B.V. | Method and apparatus for inspection |
| US11875966B2 (en) | 2015-12-24 | 2024-01-16 | Asml Netherlands B.V. | Method and apparatus for inspection |
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