JP2003132832A - 電子線装置、欠陥検査方法及び該装置及び方法を用いたデバイス製造方法 - Google Patents

電子線装置、欠陥検査方法及び該装置及び方法を用いたデバイス製造方法

Info

Publication number
JP2003132832A
JP2003132832A JP2001330672A JP2001330672A JP2003132832A JP 2003132832 A JP2003132832 A JP 2003132832A JP 2001330672 A JP2001330672 A JP 2001330672A JP 2001330672 A JP2001330672 A JP 2001330672A JP 2003132832 A JP2003132832 A JP 2003132832A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
electron beam
objective lens
scanning
pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001330672A
Other languages
English (en)
Inventor
Mamoru Nakasuji
護 中筋
Takao Kato
隆男 加藤
Toru Satake
徹 佐竹
Shinji Nomichi
伸治 野路
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP2001330672A priority Critical patent/JP2003132832A/ja
Publication of JP2003132832A publication Critical patent/JP2003132832A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 減速電界対物レンズを使用し、電位コントラ
ストを高スループットで測定する。 【解決手段】 電子線装置は、電子銃1,2,3からの
一次電子線を収束させて試料15上で走査し、試料15
から放出される二次電子線を検出して試料15の評価を
行う。電子線装置は、対物レンズとして減速電界型対物
レンズ14を備える。減速電界型対物レンズ14の下極
は、試料15に隣接して光軸に近い領域に設けられた軸
対称電極20である。SEM画像を得るときは、軸対称
電極20には、電源16から比較的大きな電圧が与えら
れる。電位コントラスト画像を得るときは、スイッチ1
7を切り換え、軸対称電極20には、試料15より低い
電圧18が供給される。電位コントラスト画像を得ると
きには、ベクタ走査が選択的に行われる。

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0.1μ
m以下のパターンを有するウェーハ等の試料の欠陥を高
スループット且つ高信頼性で検出する電子線装置及び欠
陥検査方法に関し、さらに、そのような装置又は方法を
用いて歩留まり向上を目指したデバイス製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電位コントラストを得るには、対
物レンズの上方にメッシュ電極を設け、その電極に減速
電界を与えることにより二次電子を選別し、それにによ
って試料面の電位コントラストを測定するようにしてい
た。
【0003】また、試料面の電位コントラストを得る
時、視野全面をラスタ走査して測定するようにしてい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した、対物レンズ
の上方に設けるメッシュ電極のようなエネルギフィルタ
は、減速電界対物レンズを使用する場合には採用できな
い。しかしながら、減速電界対物レンズを使わないと、
電位コントラストを得る際に低エネルギでウェーハに電
子線を照射する必要がある場合に、一次ビームを細く絞
ったり、細いビームで大きい電流を得るのが難しいとい
う問題があった。
【0005】また、対物レンズの下方に軸対称電極を設
けて電位コントラストを測定する方法では、該軸対称電
極にウェーハより低い電圧を与えると対物レンズの収差
が増大し、細いビームを得ようとすればビーム電流を大
幅に減らさざるを得なかった。その結果、電位コントラ
ストを測定するのに長時間を要するという問題があっ
た。
【0006】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、減速電界対物レンズが使え、電位コントラストを高
スループットで測定することのできる方法及び装置を提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明によれば、一次電子線を収束させて試料上で
走査し、該試料から放出される二次電子線を検出して該
試料の評価を行う電子線装置であって、対物レンズとし
て減速電界型対物レンズを備えており、該減速電界型対
物レンズの下極が、試料に隣接して光軸に近い領域に設
けられた軸対称電極であり、該軸対称電極には、試料よ
り低い電圧が供給可能となされており、前記一次電子線
によるベクタ走査が可能となされている電子線装置が提
供される。
【0008】この場合、前記一次電子線によるベクタ走
査とラスタ走査とを選択的に切り換え可能とすることが
できる。また、本発明によれば、一次電子線を収束さ
せ、パターンを有する試料上で走査し、該試料から放出
される二次電子線を検出して試料面の欠陥を検査する方
法であって、試料面の視野内をラスタ走査してパターン
画像を取得した後、パターンの特定の部分のみを選択的
に走査してパターンの電位コントラストを測定すること
を特徴とする欠陥検査方法も提供される。
【0009】また、本発明によれば、一次電子線を収束
させ、パターンを有する試料上で走査し、該試料から放
出される二次電子線を検出して試料面の欠陥を検査する
方法であって、試料面の視野内をラスタ走査してパター
ン画像を取得した後、パターンの特定の部分に選択的に
ビームを移動し、パターンの電位コントラストを測定す
ることを特徴とする欠陥検査方法も提供される。
【0010】また、本発明によれば、一次電子線を収束
させて試料上で走査し、該試料から放出される二次電子
線を検出して該試料の評価を行う電子線装置であって、
対物レンズとして減速電界型対物レンズを備えており、
該減速電界型対物レンズの下極が、試料に隣接して光軸
に近い領域に設けられた軸対称電極であり、該軸対称電
極には、試料より低い電圧が供給可能となされており、
試料上のパターンの画像を得る時は、前記軸対称電極に
対して、前記減速電界対物レンズの収差が小さくなるよ
うな電圧を与え、電位コントラストを測定する時は、前
記軸対称電極に対して、試料より低い電圧を与えるよ
う、電圧切り替え手段を備えることを特徴とする電子線
装置も提供される。
【0011】さらに本発明によれば、上述したいずれか
の装置又は方法を用いて各プロセス終了後のウェーハの
欠陥検査を行なうことを特徴とするデバイス製造方法が
提供される。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態による
電子線装置である。電子銃は、カソード1、ウェーネル
ト2、アノード3からなる三極電子銃で、カソード1は
LaB6の熱カソードを空間電荷制限条件で動作させて
いる。
【0013】電子銃から放出された一次電子線で正方形
の成形開口4を照射し、コンデンサレンズ5で電子銃ク
ロスオーバの像をNA開口6に結像させる。成形開口4
の像はレンズ5とレンズ7とによりレンズ7の少し下に
縮小像として形成され、さらに対物レンズ14でウェー
ハ15上に微小なプローブを作る。走査電源11は、電
子線が走査用偏向器8、9で二段偏向され、ウェーハ上
で200μm角をラスタ走査あるいはベクタ走査できる
よう設計されている。
【0014】対物レンズ14には、電極間あるいはレン
ズと試料との間で放電を起こさない範囲で最も収差係数
が小さくなるような電圧を与えることのできる電源16
が接続可能とされている。しかしながら、電位コントラ
スト測定時用として、ウェーハの負電圧19よりさらに
低い電圧18も印加できるようにするため、切り換えス
イッチ17が設けられている。
【0015】試料面から放出された二次電子でSEM画
像を得る時は、減速電界型対物レンズ14の下極として
ウェーハに隣接して光軸に近い領域に設けた軸対称電極
20には、電源16から電圧が供給される。すべての二
次電子は対物レンズ14を通過し、E×B分離器9、1
0によって図1で見て右方へ偏向され、二次電子検出器
12で検出される。そして、画像形成回路13でSEM
画像が形成される。
【0016】一方、電位コントラストを測定する時は、
スイッチ17を切り換えて、電極20にウェーハよりさ
らに低い電圧18を供給する。これによって、軸上ポテ
ンシャルがウェーハよりさらに低い値になる領域が形成
される。この軸上ポテンシャルがウェーハ上の高い電位
を持つパターンから放出された二次電子を追い戻す値に
なるよう調整することによって、電位コントラストを測
定することができる。対物レンズの電極にこのような低
い電圧18を与えた場合の対物レンズ14の収差係数、
特に軸上色収差係数は、電源16からの電圧を与えた場
合に比べて大幅に悪くなる。このことは、電極をさらに
一枚増して四枚構成にするとさらに悪くなることが判明
した。しかしながら、本発明の実施の形態においては、
ウェーハ面より低い軸上ポテンシャルを形成するための
軸対称電極20を、減速電界型対物レンズ14の下極と
したため、レンズの像点距離を短くして軸上色収差係数
の悪化を小さくすることができる。
【0017】図2は本発明の欠陥検査方法を示したもの
である。枠21で囲んだ視野の中では、SEM画像を得
る場合のビームの走査方法を示している。また、枠22
で囲んだ視野の中では、電位コントラスト画像を形成す
る時のビームの走査方法を示している。
【0018】SEM画像を得る時は、線23で示したよ
うにラスタ走査を行う。ビア等の二次電子放出の多い場
所24では明るい信号が得られるので、それによってビ
ア等のある場所が検出され、その座標が記憶される。
【0019】そして次に、電位コントラスト画像を形成
する時には、ラスタ走査からベクタ走査に切り換える機
能を利用する。すなわち、線25で示すように、ビア等
が存在するy座標の場所のみをx方向にゆっくり走査
し、電位コントラストを測定する走査はベクタ走査で行
う。さらに、電位コントラスト測定時のビーム電流がさ
らに小さい場合、あるいはより小さい電圧分解能で電位
コントラストを測定する必要がある場合には、線27で
示すように、ビア等がある場所24に選択的にビームを
止め(ビームを止める位置を符号26で示す)、そこで
十分大きいS/N比が得られるまで二次電子を集め、そ
の後、次のビア等へベクタ走査するようにしてもよい。
【0020】次に図3及び図4を参照して、上記実施形
態で示した電子線装置または欠陥検査方法により半導体
デバイスを製造する方法の実施態様を説明する。図3
は、本発明による半導体デバイスの製造方法の一実施例
を示すフローチャートである。この実施例の製造工程は
以下の主工程を含んでいる。 (1)ウェーハを製造するウェーハ製造工程(又はウェ
ーハを準備するウェーハ準備工程)(ステップ100) (2)露光に使用するマスクを製造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)(ステップ1
01) (3)ウェーハに必要な加工処理を行うウェーハプロセ
ッシング工程(ステップ102) (4)ウェー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(ステップ1
03) (5)組み立てられたチップを検査するチップ検査工程
(ステップ104) なお、上記のそれぞれの主工程は更に幾つかのサブ工程
からなっている。
【0021】これらの主工程中の中で、半導体デバイス
の性能に決定的な影響を及ぼすのが(3)のウェーハプ
ロセッシング工程である。この工程では、設計された回
路パターンをウェーハ上に順次積層し、メモリやMPU
として動作するチップを多数形成する。このウェーハプ
ロセッシング工程は以下の各工程を含んでいる。 (A)絶縁層となる誘電体薄膜や配線部、或いは電極部
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) (B)この薄膜層やウェーハ基板を酸化する酸化工程 (C)薄膜層やウェーハ基板等を選択的に加工するため
にマスク(レチクル)を用いてレジストパターンを形成
するリソグラフィー工程 (D)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) (E)イオン・不純物注入拡散工程 (F)レジスト剥離工程 (G)加工されたウェーハを検査する工程 なお、ウェー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。
【0022】図4は、上記ウェー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。 (a)前段の工程で回路パターンが形成されたウェーハ
上にレジストをコートするレジスト塗布工程(ステップ
200) (b)レジストを露光する工程(ステップ201) (c)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(ステップ202) (d)現像されたレジストパターンを安定化するための
アニール工程(ステップ203) 上記の半導体デバイス製造工程、ウェーハプロセッシン
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。
【0023】上記(G)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、スループット良く検査でき
るので、全数検査が可能となり、製品の歩留まりの向
上、欠陥製品の出荷防止が可能と成る。
【0024】以上が、本願発明の各実施形態であるが、
本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【0025】
【発明の効果】(1)本発明では、減速電界対物レンズ
を使用するので、軸上色収差係数を小さく抑えることが
でき、大きいビーム電流でビームを細く絞れる。また、
電位今田ラスト測定時にはベクタ走査が可能であるか
ら、走査線を大幅に間引くことにより、高スループット
の評価ができる。 (2)ビームを特定のパターンに長時間照射することに
より、小さい電位の差を検出することができ、それによ
って、欠陥検出の精度を上げ、しかもスループットも大
きくできる。 (3)ウェーハ面より低い軸上ポテンシャルを形成する
ための電極を、減速電界型対物レンズの下極としたた
め、レンズの像点距離を短くし、軸上色収差係数を小さ
くできる。したがって、細く絞ったビームで大電流が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一つの実施形態による電子線装置を
説明するための概略図。
【図2】 本発明の一つの実施形態による欠陥検査方法
におけるビームの移動を説明するための概略図。
【図3】 半導体デバイスの製造方法の一実施例を示す
フローチャート。
【図4】 図3の半導体デバイスの製造方法のうちリソ
グラフィー工程を示すフローチャート。
【符号の説明】
1: カソード、2: ウェーネルト、3: アノー
ド、4: 成形開口、5:コンデンサレンズ、6: N
A開口、7: レンズ、8: 走査用偏向器、9: 走
査用偏向器、10: E×B分離器、11: 走査電
源、12: 二次電子検出器、13: 画像形成回路、
14: 減速電界対物レンズ、15: ウェーハ(試
料)、16: 電源、17: 切り換えスイッチ、1
8: 低い電圧、19: 負電圧、20: 軸対称電
極、21: 視野の枠、22: 視野の枠、23: 走
査を示す線、24: 二次電子放出の多い場所、25:
走査を示す線、26: ビームを止める位置、27:
走査を示す線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐竹 徹 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 野路 伸治 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 Fターム(参考) 4M106 AA01 BA02 CA39 DB12 DB18 DH24 5C033 TT01 TT06

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一次電子線を収束させて試料上で走査
    し、該試料から放出される二次電子線を検出して該試料
    の評価を行う電子線装置であって、対物レンズとして減
    速電界型対物レンズを備えており、該減速電界型対物レ
    ンズの下極が、試料に隣接して光軸に近い領域に設けら
    れた軸対称電極であり、該軸対称電極には、試料より低
    い電圧が供給可能となされており、前記一次電子線によ
    るベクタ走査が可能となされている電子線装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に示した電子線装置において、
    前記一次電子線によるベクタ走査とラスタ走査とを選択
    的に切り換え可能となされていることを特徴とする電子
    線装置。
  3. 【請求項3】 一次電子線を収束させ、パターンを有す
    る試料上で走査し、該試料から放出される二次電子線を
    検出して試料面の欠陥を検査する方法であって、試料面
    の視野内をラスタ走査してパターン画像を取得した後、
    パターンの特定の部分のみを選択的に走査してパターン
    の電位コントラストを測定することを特徴とする欠陥検
    査方法。
  4. 【請求項4】 一次電子線を収束させ、パターンを有す
    る試料上で走査し、該試料から放出される二次電子線を
    検出して試料面の欠陥を検査する方法であって、試料面
    の視野内をラスタ走査してパターン画像を取得した後、
    パターンの特定の部分に選択的にビームを移動し、パタ
    ーンの電位コントラストを測定することを特徴とする欠
    陥検査方法。
  5. 【請求項5】 一次電子線を収束させて試料上で走査
    し、該試料から放出される二次電子線を検出して該試料
    の評価を行う電子線装置であって、対物レンズとして減
    速電界型対物レンズを備えており、該減速電界型対物レ
    ンズの下極が、試料に隣接して光軸に近い領域に設けら
    れた軸対称電極であり、該軸対称電極には、試料より低
    い電圧が供給可能となされており、試料上のパターンの
    画像を得る時は、前記軸対称電極に対して、前記減速電
    界対物レンズの収差が小さくなるような電圧を与え、電
    位コントラストを測定する時は、前記軸対称電極に対し
    て、試料より低い電圧を与えるよう、電圧切り替え手段
    を備えることを特徴とする電子線装置。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかに記載された
    装置又は方法を用いて各プロセス終了後のウェーハの欠
    陥検査を行なうことを特徴とするデバイス製造方法。
JP2001330672A 2001-10-29 2001-10-29 電子線装置、欠陥検査方法及び該装置及び方法を用いたデバイス製造方法 Withdrawn JP2003132832A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001330672A JP2003132832A (ja) 2001-10-29 2001-10-29 電子線装置、欠陥検査方法及び該装置及び方法を用いたデバイス製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001330672A JP2003132832A (ja) 2001-10-29 2001-10-29 電子線装置、欠陥検査方法及び該装置及び方法を用いたデバイス製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003132832A true JP2003132832A (ja) 2003-05-09

Family

ID=19146368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001330672A Withdrawn JP2003132832A (ja) 2001-10-29 2001-10-29 電子線装置、欠陥検査方法及び該装置及び方法を用いたデバイス製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003132832A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016119303A (ja) * 2014-12-22 2016-06-30 アイシーティー インテグレーテッド サーキット テスティング ゲゼルシャフト フィーア ハルプライタープリーフテヒニック エム ベー ハー 高分解能荷電粒子ビーム装置および該装置を動作させる方法
US11515118B2 (en) 2019-02-21 2022-11-29 Ebara Corporation Electron beam irradiation apparatus and electron beam alignment method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016119303A (ja) * 2014-12-22 2016-06-30 アイシーティー インテグレーテッド サーキット テスティング ゲゼルシャフト フィーア ハルプライタープリーフテヒニック エム ベー ハー 高分解能荷電粒子ビーム装置および該装置を動作させる方法
US11515118B2 (en) 2019-02-21 2022-11-29 Ebara Corporation Electron beam irradiation apparatus and electron beam alignment method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7098457B2 (en) Electron beam apparatus and device manufacturing method using same
JP2004534360A (ja) 電子線装置及びその電子線装置を用いたデバイスの製造方法
JP2005507561A (ja) 検査装置を内蔵する半導体製造装置および該製造装置を用いるデバイス製造方法
JP3711244B2 (ja) ウエハの欠陥検査装置
JP2003132832A (ja) 電子線装置、欠陥検査方法及び該装置及び方法を用いたデバイス製造方法
JP3782692B2 (ja) 電子線装置及び該装置を用いた半導体デバイス製造方法
JP2003187733A (ja) 電子線装置及びこの装置を用いたデバイス製造方法
JP3907943B2 (ja) 欠陥検査方法及びその方法を用いたデバイス製造方法
JP2001283763A (ja) フィルター、電子線装置及びこれらの装置を用いたデバイス製造方法
JP2002148227A (ja) 表面検査方法及び装置並びにデバイス製造方法
JP4050504B2 (ja) 電子線装置及び該装置を用いたデバイス製造方法
JP4230280B2 (ja) 欠陥検査方法及びその検査方法を用いたデバイス製造方法
JP2005158642A (ja) パターンを評価する方法及びデバイス製造方法
JP3995479B2 (ja) 電子線装置及びその電子線装置を用いたデバイスの製造方法
JP3895992B2 (ja) 電子線装置及び該装置を用いた半導体デバイス製造方法
JP2004177644A (ja) 電子線装置及び該装置を用いたデバイス製造方法
JP2003132834A (ja) 電子線装置及びこの装置を用いたデバイス製造方法
JP2002139465A (ja) 欠陥検査装置および該欠陥検査装置を用いたデバイス製造方法
JP2003142017A (ja) 電子線装置および電子線装置を用いたデバイス製造方法
JP3981245B2 (ja) 欠陥検査装置およびそれを用いたデバイス製造方法
JP2002279922A (ja) 電子線装置及びその電子線装置を用いたデバイスの製造方法
JP2003031171A (ja) 電子線装置及び該電子線装置を用いたデバイス製造方法
JP2001133234A (ja) 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
JP2006270128A (ja) 試料の欠陥検出方法
JP2002141011A (ja) 電子線装置および該電子線装置を用いたデバイス製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20050104