JP2003297278A - Inspection apparatus and inspection method - Google Patents

Inspection apparatus and inspection method

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JP2003297278A
JP2003297278A JP2002103200A JP2002103200A JP2003297278A JP 2003297278 A JP2003297278 A JP 2003297278A JP 2002103200 A JP2002103200 A JP 2002103200A JP 2002103200 A JP2002103200 A JP 2002103200A JP 2003297278 A JP2003297278 A JP 2003297278A
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electron beam
sample
sample surface
electron
inspection
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Toru Satake
徹 佐竹
Shinji Nomichi
伸治 野路
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Ebara Corp
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Ebara Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection apparatus and an inspection method for making inspection by irradiating a sample with an electron beam, by which image formation is achieved with good quality without need of any complicated optical system, and throughput of inspection can be improved. <P>SOLUTION: The electron beam inspection apparatus 35 is equipped with 2 sources 21a, 21b of electron beam, and 4 electron beams 2A-2D are emitted from each source 21 of electron beam. Pairs of corresponding electron beams from the 2 sources 21a, 21b of electron beam are struck on prescribed positions of a surface of a sample 10, respectively. The electron beams 2A-2D are scanned in corresponding regions 91A-92B in charge on the surface of the sample 10, thereby covering the whole area 90 to be irradiated. An image of electrons from the surface of the sample 10 is formed in a detecting section 14 by a mapping projection section 25. A signal outputted on the basis of this image formation is processed in a image processing section 30. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線を用いて固
体試料表面を検査する検査装置及び検査方法に関し、特
に半導体ウエハやフォトマスクのパターンを検査するこ
とにより、欠陥ウエハの検出や、半導体プロセスの歩留
まり向上等に有益な検査装置及ぴ検査方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method for inspecting a surface of a solid sample by using an electron beam, and more particularly, to detect a defective wafer or a semiconductor by inspecting a pattern of a semiconductor wafer or a photomask. The present invention relates to an inspection device and an inspection method useful for improving process yield.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体ウエハ等の固体試料に電子線を照
射して検査を行う検査装置が知られている。このような
検査装置においては、従来、単一の電子線源から単一の
電子線を放射するものが通常であった。この場合、電子
線を試料表面に対し斜め方向から照射し、試料表面の垂
直の方向から電子線を取り出すと、試料表面の凹凸によ
り陰影が生じる問題があるため、従来の検査装置では、
ウイーンフィルタ(E×Bフィルタ)を用いて斜めの方
向の電子線を偏向して試料表面に対し垂直方向に入射す
るようにするとともに、試料からの電子は、ウイーンフ
ィルタの電界及ぴ磁界の強度設定により、試料表面から
垂直方向に偏向を受けないで取り出されるようにしてい
た。
2. Description of the Related Art An inspection apparatus for irradiating a solid sample such as a semiconductor wafer with an electron beam for inspection is known. Conventionally, in such an inspection apparatus, a single electron beam is emitted from a single electron beam source. In this case, when the electron beam is irradiated obliquely to the sample surface and the electron beam is taken out from the direction perpendicular to the sample surface, there is a problem that unevenness on the sample surface causes a shadow, so in the conventional inspection apparatus,
An electron beam in an oblique direction is deflected by a Wien filter (E × B filter) so as to be incident in a direction perpendicular to the sample surface, and electrons from the sample are the strength of the electric field and magnetic field of the Wien filter. Depending on the setting, the sample surface was taken out without being deflected in the vertical direction.

【0003】図11には、このような従来の検査装置の
一例である、写像投影型電子線検査装置34を示す。こ
の検査装置34は、試料10に一次電子線2を照射する
電子銃1、一次電子線2の照射により試料表面から発生
した二次電子11を検出し画像信号を生成する検出部1
4、電極6及び磁石7を備えるウイーンフィルタ5、一
次電子線2を成形する第一レンズ系3及び第二レンズ系
4、ウイーンフィルタ5と試料10との間に配置される
第3レンズ系8及び第4レンズ系9、ウイーンフィルタ
5と検出部14の間に配置される第6レンズ系12及び
第7レンズ系13を備える。この検査装置においては、
ウイーンフィルタ5が電子銃1から照射された電子線2
を偏向し、照射電子線2を試料表面へ垂直に入射させる
一方、試料表面から放出される二次電子11は直進し
て、検出部14に達するように設定がなされている。こ
のような検出装置は、例えば、特開平11−13975
号公報に開示されている。
FIG. 11 shows a mapping projection type electron beam inspection apparatus 34 which is an example of such a conventional inspection apparatus. The inspection device 34 includes an electron gun 1 for irradiating a sample 10 with a primary electron beam 2 and a detector 1 for detecting secondary electrons 11 generated from the sample surface by irradiation with the primary electron beam 2 and generating an image signal.
4, a Wien filter 5 having an electrode 6 and a magnet 7, a first lens system 3 and a second lens system 4 for molding the primary electron beam 2, and a third lens system 8 arranged between the Wien filter 5 and the sample 10. And a fourth lens system 9, a sixth lens system 12 and a seventh lens system 13 arranged between the Wien filter 5 and the detection unit 14. In this inspection device,
The electron beam 2 emitted from the electron gun 1 by the Vienna filter 5
Is set so that the irradiation electron beam 2 is vertically incident on the sample surface, while the secondary electrons 11 emitted from the sample surface go straight and reach the detection unit 14. Such a detecting device is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-13975.
It is disclosed in the publication.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の検査装置は、ウィーンフィルタを用いるた
め、試料からの電子の透過率が悪くなり、また歪曲収差
等の収差が大きく、像がぼやけ視野周辺での分解能が悪
い等の問題を有していた。また、ウィーンフィルタにお
いて磁場を使うため電子光学系への磁気シールドが必要
であるという問題や鏡筒形状が大きくなるという問題が
あった。
However, since such a conventional inspection apparatus uses the Wien filter, the transmittance of electrons from the sample is deteriorated, and aberrations such as distortion aberration are large, resulting in a blurred image field. There was a problem such as poor resolution at the periphery. In addition, there is a problem that a magnetic field is used in the Wien filter, a magnetic shield for the electron optical system is required, and a lens barrel shape becomes large.

【0005】また、一つの電子線源から、1本の電子線
のみを引出し、試料の照明領域へ一括して照射している
ので、照明領域が帯電(チャージアップ)しやすく、こ
の結果、二次光学系への結像障害が引き起こされ、像が
歪んだりぼけたりする等の問題があった。また、1本の
電子線で均一な照明を行うためには複雑な照明光学系が
必要であり、さらに、得られる電流量が少なく、スルー
プット(単位時間に処理できる試料数、例えば、枚/時
間)が低いという問題があった。
Further, since only one electron beam is extracted from one electron beam source and is applied to the illumination area of the sample all at once, the illumination area is easily charged (charge-up). There is a problem that the image is distorted or out of focus because the imaging failure is caused in the next optical system. Further, in order to perform uniform illumination with one electron beam, a complicated illumination optical system is required. Furthermore, the amount of current obtained is small, and the throughput (the number of samples that can be processed in a unit time, for example, one sheet / hour). ) Was low.

【0006】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、電子線を試料に照射して検査を行う検査装
置及び検査方法において、複雑な光学系を必要とせず
に、良質な結像が得られ、検査のスループットを向上さ
せることができるものを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such problems, and an inspection apparatus and an inspection method for inspecting by irradiating a sample with an electron beam do not require a complicated optical system and are of high quality. It is an object of the present invention to provide an image-capturing device that can improve imaging throughput.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明では、電
子線を試料に照射し試料表面から発生する電子を検出す
ることにより試料表面の状態を検査する検査装置におい
て、試料に電子線を照射する複数の電子線源を備え、各
電子線源からは複数の電子線が出力され、試料表面の略
同一箇所に、異なる電子線源からの対応する電子線が照
射されるようにした電子線源と、これらの電子線源から
の電子線を試料表面で走査することにより試料表面の照
射エリア全域が電子線で照射されるようにする走査手段
と、電子線が照射された試料表面からの電子を検出部に
結像させる写像投影部と、この写像投影部による結像に
基づいて出力された信号を処理する画像処理部とを備え
た。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an inspection apparatus for inspecting a state of a sample surface by irradiating the sample with an electron beam and detecting electrons generated from the surface of the sample. An electron that is provided with a plurality of electron beam sources for irradiating, outputs a plurality of electron beams from each electron beam source, and irradiates corresponding electron beams from different electron beam sources to substantially the same location on the sample surface. A radiation source, a scanning means for scanning the electron beam from these electron beam sources on the sample surface so that the entire irradiation area of the sample surface is irradiated with the electron beam, and the sample surface irradiated with the electron beam The image projection unit for forming an image of the electrons on the detection unit and the image processing unit for processing the signal output based on the image formation by the image projection unit.

【0008】請求項2の発明では、試料を移動させる試
料移動手段を備え、前記走査手段による走査及び前記試
料移動手段による試料の移動により、試料表面の検査エ
リア全域が電子線で照射されるようにした。
According to a second aspect of the present invention, a sample moving means for moving the sample is provided, and the entire inspection area on the sample surface is irradiated with the electron beam by the scanning by the scanning means and the movement of the sample by the sample moving means. I chose

【0009】請求項3の発明では、前記画像処理部は、
複数の照射場所の画像を比較することにより試料表面の
異常を検出する。請求項4の発明では、前記複数の電子
線源は、写像投影部の中心軸に対して回転対称且つ均等
に分割された位置に設置される。
According to a third aspect of the invention, the image processing section is
Abnormalities on the sample surface are detected by comparing images at a plurality of irradiation locations. In the invention of claim 4, the plurality of electron beam sources are installed at positions that are rotationally symmetric with respect to the central axis of the image projection unit and are evenly divided.

【0010】請求項5の発明では、請求項1から請求項
4の発明において、前記試料は、プロセス途中の半導体
ウエハである。請求項6の発明では、電子線を試料に照
射し、試料表面から発生する電子を検出することにより
試料表面の状態を検査する検査方法において、複数の電
子線源のそれぞれから複数の電子線を出力し、試料表面
の略同一個所に、異なる電子線源からの対応する電子線
を照射する工程と、これらの電子線の試料表面上での走
査及び試料の移動により、試料表面の検査エリア全域が
電子線で照射されるようにする工程と、電子線が照射さ
れた試料表面からの電子を検出部に結像させる工程と、
この結像に基づく信号を処理する工程とを備えたことを
特徴とする検査方法。
According to a fifth aspect of the invention, in the first to fourth aspects of the invention, the sample is a semiconductor wafer in the process of being processed. According to the invention of claim 6, in the inspection method for inspecting the state of the sample surface by irradiating the sample with an electron beam and detecting electrons generated from the sample surface, a plurality of electron beams are emitted from each of the plurality of electron beam sources. By outputting and outputting corresponding electron beams from different electron beam sources to almost the same place on the sample surface, and scanning of these electron beams on the sample surface and movement of the sample, the entire inspection area of the sample surface Is irradiated with an electron beam, and a step of forming an image of electrons from the sample surface irradiated with the electron beam on the detection unit,
And a step of processing a signal based on the image formation.

【0011】請求項7の発明では、請求項6の発明にお
いて、前記試料は、プロセス途中の半導体ウエハであ
る。
According to the invention of claim 7, in the invention of claim 6, the sample is a semiconductor wafer in the process.

【0012】[0012]

【発明の作用及び効果】本発明の検査装置又は検査方法
によれば、電子線の組が、試料表面の略同一個所に、異
なる方角から照射されるので、試料表面の凹凸による陰
影の発生を防止することができる。このため、ウィーン
フィルタを用いる必要がなくなり、ウィーンフィルタに
よって収差が増大し画像がボケてしまったり、磁気シー
ルドが必要となったり、鏡筒の大型化してしまったりす
る問題を回避することができる。また、複数の電子線源
のそれぞれから、複数の電子線が照射され、これらの電
子線の走査及び試料の移動によって検査エリア全域がカ
バーされる。このため、個々の電子線が照射される領域
を小さくできるので、試料のチャージアップによる結像
障害が低減される。また、各照射個所における照射電子
線の量を増加できるので、よりコントラストのある画像
を得ることができる。また、電子線の走査によれば、照
射エリア全域を容易に均一に照射することが可能であ
る。
According to the inspection apparatus or the inspection method of the present invention, since a set of electron beams is irradiated to substantially the same place on the sample surface from different directions, it is possible to prevent the generation of shadows due to the unevenness of the sample surface. Can be prevented. Therefore, it is not necessary to use the Wien filter, and it is possible to avoid the problems that the Wien filter increases aberrations and blurs the image, requires a magnetic shield, and enlarges the lens barrel. Further, a plurality of electron beams are emitted from each of the plurality of electron beam sources, and the entire inspection area is covered by scanning these electron beams and moving the sample. For this reason, the area irradiated with each electron beam can be reduced, so that the imaging failure due to charge-up of the sample is reduced. Further, since the amount of irradiation electron beam at each irradiation position can be increased, an image with higher contrast can be obtained. Further, by scanning with an electron beam, it is possible to easily and uniformly irradiate the entire irradiation area.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の各実施形態について説明する。図1は、本発明の第1
実施形態における電子線検査装置の構成を示すブロック
図である。図示されるように、電子線検査装置35は、
電子線2をシリコンウエハ等の試料10に照射する2つ
の電子線源21と、電子線が照射された試料表面からの
二次電子11を検出部14に結像させる写像投影部25
と、写像投影部25により結像された電子信号を検出し
出力する信号検出部14と、信号検出部14から出力さ
れた信号を表示する画像処理部30とを備える。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows the first of the present invention.
It is a block diagram showing composition of an electron beam inspection device in an embodiment. As shown, the electron beam inspection device 35
Two electron beam sources 21 that irradiate the sample 10 such as a silicon wafer with the electron beam 2, and a mapping projection unit 25 that forms an image of the secondary electrons 11 from the sample surface irradiated with the electron beam on the detection unit 14.
A signal detecting unit 14 that detects and outputs the electronic signal formed by the image projecting unit 25; and an image processing unit 30 that displays the signal output from the signal detecting unit 14.

【0014】2つの電子線源21(図1には21a、2
1bで示す)は、それぞれ、複数(本実施の形態では4
個)の電子銃を備えている。これにより、各電子線源2
1からは、図2に示すように、4本の電子線2(図2に
は、2A、2B、2C、2Dで示す)が、偏向電極22
の間から放射される。2つの電子線源21からの対応す
る電子線2(この場合、例えば、一方の電子線源21の
電子線2Aは他方の電子線源21の電子線2Aに対応
し、同様に、電子線2Bは電子線2Bに、電子線2Cは
電子線2Cに、電子線2Dは電子線2Dにそれぞれ対応
する)は、試料10表面の略同一箇所Pへ、異なる方角
から照射され、試料表面の凹凸による陰影が画像上に生
じないようにされる。
Two electron beam sources 21 (21a and 2a in FIG. 1)
1b) is a plurality (4 in the present embodiment).
Equipped with electron guns. Thereby, each electron beam source 2
As shown in FIG. 2, four electron beams 2 (indicated by 2A, 2B, 2C, and 2D in FIG. 2) from the No. 1 are deflected electrodes 22.
It is emitted from between. Corresponding electron beams 2 from the two electron beam sources 21 (in this case, for example, the electron beam 2A of one electron beam source 21 corresponds to the electron beam 2A of the other electron beam source 21, and similarly the electron beam 2B). Corresponds to the electron beam 2B, the electron beam 2C corresponds to the electron beam 2C, and the electron beam 2D corresponds to the electron beam 2D) are applied to substantially the same location P on the surface of the sample 10 from different directions, and the unevenness of the sample surface causes No shading is created on the image.

【0015】ただし、詳しくは後述するように、検出部
の積算速度に比べて十分に速い速度でビームスキャンが
行われる場合は、対応する電子線同士(例えば2A同
士)が、必ずしも同時に同一個所を照射する必要はな
い。つまり、各電子線2A、2B、2C、2Dは、それ
ぞれの担当エリア91A、91B、91C、91D(図
4参照)内でビームスキャンされるが、電子線源21a
からの電子線2A〜2Dと電子線源21bからの電子線
2A〜2Dの対応するもの同士(例えば、電子線源21
aからの電子線2Aと電子線源21bからの電子線2A
等)は、必ずしもそれぞれの担当エリア91A、91
B、91C、91D内で同じ位置に照射される必要はな
い。
However, as will be described later in detail, when the beam scanning is performed at a speed sufficiently higher than the integrated speed of the detection unit, the corresponding electron beams (for example, 2A) do not necessarily move to the same location at the same time. No need to irradiate. That is, the electron beams 2A, 2B, 2C, and 2D are beam-scanned within their respective areas 91A, 91B, 91C, and 91D (see FIG. 4), but the electron beam source 21a
Corresponding to the electron beams 2A to 2D from the electron beams 2A to 2D from the electron beam source 21b (for example, the electron beam source 21
Electron beam 2A from a and electron beam 2A from electron beam source 21b
Etc.) are not necessarily in their respective areas 91A, 91A
It is not necessary to irradiate the same position in B, 91C, and 91D.

【0016】図3(A)は、試料表面の凸部32により
生じる陰影31を示す断面図、図3(B)は、陰影の発
生を防ぐ電子線2の配置を示す断面図である。図3
(A)に示すように、凸部32のある試料表面へ凸部の
一方の側から電子線が入射すると凸部の他方の側に電子
線の照射のない陰影31が生じる。このような陰影の発
生を防止するため、従来は電子線をウィーンフィルタで
偏向させて試料表面へ垂直方向から入射させていたた
め、前述したようなウィーンフィルタに起因する問題が
あった。そこで、ウィーンフィルタを使用する代わり
に、図3(B)に示すように、凸部の他方の側へ別の電
子線を照射することにより、図3(A)の凸部による陰
影31の発生を防止する。これにより、試料表面に凹部
がある場合においても、凹部の両側から電子線が入射さ
れるので、凹部による陰影が防止できる。
FIG. 3A is a sectional view showing a shadow 31 generated by the convex portion 32 on the sample surface, and FIG. 3B is a sectional view showing the arrangement of the electron beam 2 for preventing the generation of the shadow. Figure 3
As shown in (A), when an electron beam is incident on the surface of a sample having a convex portion 32 from one side of the convex portion, a shadow 31 without electron beam irradiation is generated on the other side of the convex portion. In order to prevent the generation of such a shadow, conventionally, an electron beam was deflected by a Wien filter and made incident on the sample surface in a vertical direction, so there was a problem caused by the Wien filter as described above. Therefore, instead of using the Wien filter, as shown in FIG. 3B, the other side of the convex portion is irradiated with another electron beam to generate the shadow 31 due to the convex portion in FIG. Prevent. Thereby, even when the sample surface has a concave portion, the electron beam is incident from both sides of the concave portion, so that the shadow due to the concave portion can be prevented.

【0017】詳しく説明すると、図1の電子線検査装置
35において、2つの電子線源21、21は、写像投影
部25の中心線、即ち電子線2A〜2D、2A〜2Dの
照射部Pを通る試料表面に対する垂直線(試料表面から
の発生電子線11と同じ)に関して対称に配置される。
なお、本実施形態では、電子線2A〜2D、2A〜2D
の入射角度は、45度である。ただし、構造的に可能で
あれば、この入射角度に制限はなく、例えば20度〜7
0度の任意の角度とし得る。
More specifically, in the electron beam inspection apparatus 35 of FIG. 1, the two electron beam sources 21 and 21 are the center lines of the image projection unit 25, that is, the irradiation units P of the electron beams 2A to 2D and 2A to 2D. They are arranged symmetrically with respect to a line perpendicular to the sample surface (the same as the electron beam 11 generated from the sample surface).
In the present embodiment, the electron beams 2A to 2D and 2A to 2D are used.
The incident angle of is 45 degrees. However, if structurally possible, this incident angle is not limited, for example, 20 degrees to 7 degrees.
It can be any angle of 0 degrees.

【0018】このような構成により、電子線検査装置3
5においては、2つの電子線源21、21からの電子線
2A、2Aの組、2B、2Bの組、2C、2Cの組、2
D、2Dの組は、試料10表面のそれぞれ異なる所定個
所Pへ異なる方角から照射される。この異なる方角から
の照射による各像は、一括して検出される。特定方向の
電子線照射に対して各々独立に取得された像を比較する
ことにより、それぞれの照射方向に対する陰影の差か
ら、像の立体的なイメージを構成することもできる。
With such a configuration, the electron beam inspection apparatus 3
5, the electron beams 2A and 2A from the two electron beam sources 21 and 21 are 2A, 2A, 2C and 2C, 2C and 2C, and 2
The set of D and 2D is irradiated from different directions to different predetermined points P on the surface of the sample 10. The images obtained by irradiation from the different directions are collectively detected. It is also possible to construct a three-dimensional image of the image by comparing the images independently acquired with respect to the electron beam irradiation in a specific direction, from the difference in the shadows in the respective irradiation directions.

【0019】図4には、一次電子線2A〜2Dの試料1
0上での走査方法を示す。照射エリア90は、画像観察
がなされるべき領域、又はそれよりもやや大きな領域で
あって、複数(本実施形態では4つ)の担当エリア91
A〜91Dからなる。各担当エリア91A〜91Dは、
それぞれ一次電子線2A〜2Dにより照明されるべき領
域である。
FIG. 4 shows a sample 1 of primary electron beams 2A to 2D.
The scanning method on 0 is shown. The irradiation area 90 is an area where an image is to be observed or a slightly larger area, and a plurality of (four in the present embodiment) responsible areas 91.
It consists of A to 91D. The areas in charge 91A to 91D are
These are areas to be illuminated by the primary electron beams 2A to 2D, respectively.

【0020】各電子線2A〜2Dが一時に照射する照射
スポット92A〜92Dは、各電子線2A〜2Dにより
照射されるべき担当エリア91A〜91Dよりも狭い領
域であるが、電子線2A〜2Dを試料10の表面上で走
査することにより、電子線2A〜2Dがそれぞれの担当
エリア91A〜91D全域にわたって照射されるように
する。これにより、電子線の照射が、担当エリア91A
〜91Dを組み合わせた領域である照射エリア90全体
になされる。
The irradiation spots 92A to 92D which the electron beams 2A to 2D irradiate at a time are areas narrower than the areas 91A to 91D in charge to be irradiated by the electron beams 2A to 2D, but the electron beams 2A to 2D. Are scanned on the surface of the sample 10 so that the electron beams 2A to 2D are irradiated over the respective areas 91A to 91D in charge. As a result, the irradiation of the electron beam is controlled by the area 91A in charge.
To the entire irradiation area 90, which is an area obtained by combining .about.91D.

【0021】例えば、楕円形もしくは円形の小領域であ
る照射スポットを試料表面上で走査することにより、楕
円形もしくは矩形の担当エリア全体(結果として照射エ
リア全体)をカバーする。これにより、照射による試料
10のチャージアップを有効に防止できる。さらに、ス
テージの移動を組み合わせることにより、検査エリア
(検査が行われるべきエリア)全域に対する均一な照射
を容易に行うことができる。
For example, by scanning an irradiation spot, which is an elliptical or circular small region, on the sample surface, the entire elliptical or rectangular area in charge (as a result, the entire irradiation area) is covered. Thereby, the charge-up of the sample 10 due to irradiation can be effectively prevented. Furthermore, by combining the movement of the stage, uniform irradiation can be easily performed over the entire inspection area (the area where the inspection is to be performed).

【0022】具体的には、例えば、電子線2A〜2Dの
照射スポット92A〜92Dはφ1.0μm〜φ10μ
mの円形であり、電子線2A〜2Dの走査によりカバー
される照射エリアは210μm×52μmの矩形であ
る。各電子線源21a、21bからの4本の電子線2A
〜2Dの照射電流は、それぞれ100nA(合計800
nA)であり、電子加速電圧は、―4.5kV、試料の
バイアス電圧は、―4kVである。電子線の試料への照
射エネルギーは、0.5keVとなるので、電子線によ
る試料の損傷が減少されている。なお、上記照射スポッ
トの形状は円形に限らず、例えば楕円としてもよい。
Specifically, for example, the irradiation spots 92A to 92D of the electron beams 2A to 2D are φ1.0 μm to φ10 μ.
The irradiation area is a circle of m, and the irradiation area covered by the scanning of the electron beams 2A to 2D is a rectangle of 210 μm × 52 μm. Four electron beams 2A from each electron beam source 21a, 21b
The irradiation current of ~ 2D is 100 nA (800 total).
nA), the electron acceleration voltage is −4.5 kV, and the sample bias voltage is −4 kV. Since the irradiation energy of the electron beam to the sample is 0.5 keV, damage to the sample due to the electron beam is reduced. The shape of the irradiation spot is not limited to a circular shape, and may be an ellipse, for example.

【0023】各担当エリア91A〜91Dにおける電子
線2A〜2D(照射スポット92A〜92D)の走査
は、例えば図4に示すように、照射エリア90の長辺方
向(X方向)への比較的高速の走査と短辺方向(Y方
向)への比較的低速の走査の組み合わせ(いわゆるラス
タースキャン)により実行される(例えば図10の説明
参照)。なお、各担当エリア内での走査の方法は、特に
限定されるものではなく、電子線によって担当エリア全
域を均一に照射できる方法であれば、任意の方法を採用
できる。具体的には、例えば、各担当エリア内での走査
を、短辺(Y方向)への比較的の高速走査と長辺方向
(X方向)への比較的低速の走査の組み合わせで走査を
行ってもよいし、あるいは、リサージュ図形に沿った走
査を行ってもよい。また、照射エリア90の担当エリア
への分割の形態も、特に限定されるものではなく、任意
の形態を採りうる。
Scanning of the electron beams 2A to 2D (irradiation spots 92A to 92D) in the areas in charge 91A to 91D is relatively fast in the long side direction (X direction) of the irradiation area 90 as shown in FIG. 4, for example. And a relatively slow scan in the short side direction (Y direction) (so-called raster scan) are combined (for example, see the description of FIG. 10). It should be noted that the scanning method in each area in charge is not particularly limited, and any method can be adopted as long as it can uniformly irradiate the entire area in charge with an electron beam. Specifically, for example, the scanning in each area is performed by a combination of relatively high speed scanning in the short side (Y direction) and relatively low speed scanning in the long side (X direction). Alternatively, the scanning may be performed along the Lissajous figure. Further, the form of dividing the irradiation area 90 into the areas in charge is not particularly limited, and any form can be adopted.

【0024】写像投影部25は、2段の静電レンズ系2
6、28、絞り27を備える。検出部14は、図示しな
いマイクロチャンネルプレート(MCP)、蛍光スクリ
ーン、ファイバオプティカルプレート(FOP)、及び
ライン型イメージセンサー(TDI−CCDカメラ)を
備える。
The image projection unit 25 includes a two-stage electrostatic lens system 2
6, 28 and diaphragm 27. The detection unit 14 includes a micro channel plate (MCP), a fluorescent screen, a fiber optical plate (FOP), and a line type image sensor (TDI-CCD camera) which are not shown.

【0025】試料10は、XY静電ステージ29上に取り
付けられ、結像倍率に見合った速度で連続移動が加えら
れ、ラインセンサーとの組合せで連続した画像が得られ
る。なお、XYステージの位置は、レーザ干渉計でモニ
ターされ、nmオーダーの精度で制御される。
The sample 10 is mounted on the XY electrostatic stage 29, continuously moved at a speed commensurate with the imaging magnification, and a continuous image is obtained in combination with the line sensor. The position of the XY stage is monitored by a laser interferometer and controlled with accuracy on the order of nm.

【0026】画像処理部30は、検出部14からの電気
信号をCRT上に画像として映し出す他、特定部分の2
以上の画像を比較して異常を見つけ出す機能を備える。
検出部14に組込まれる図示しないTDI−CCDカメ
ラのピクセル数は、2048段で32タップであり、信
号処理速度は、800MHz、実効処理速度として60
0MHzが得られている。この実施の態様により、写像
投影部の倍率が160倍のとき、視野200μm、分解
能0.1μmが得られた。
The image processing section 30 displays the electric signal from the detection section 14 as an image on the CRT, and also displays a specific portion.
It is equipped with a function to detect abnormalities by comparing the above images.
The number of pixels of the TDI-CCD camera (not shown) incorporated in the detection unit 14 is 2048 stages and 32 taps, the signal processing speed is 800 MHz, and the effective processing speed is 60.
0 MHz is obtained. According to this embodiment, a visual field of 200 μm and a resolution of 0.1 μm were obtained when the magnification of the image projection unit was 160 times.

【0027】図5は、本発明の第2実施形態における電
子線検査装置の構成を示すブロック図である。本実施形
態において、電子線検査装置36は、4つの電子線源2
1a、21b、21c、21dを備える。これらの電子
線源21a、21b、21c、21dは、写像投影部の
中心線、即ち楕円形又は矩形の照射エリアの中心を通り
紙面に垂直な直線に対して、90度毎の回転対称に配置
される。
FIG. 5 is a block diagram showing the arrangement of an electron beam inspection apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the electron beam inspection device 36 includes four electron beam sources 2
1a, 21b, 21c, 21d. These electron beam sources 21a, 21b, 21c, and 21d are arranged in rotational symmetry every 90 degrees with respect to a center line of the image projection unit, that is, a straight line that passes through the center of the elliptical or rectangular irradiation area and is perpendicular to the paper surface. To be done.

【0028】各電子線源21a〜21dの照射条件は、
上記第1実施形態の場合と略同様である。即ち、各電子
線源21a〜21dからは、それぞれ4本の電子線2A
〜2Dが照射され、これらの電子線2A〜2Dの走査に
より、照射エリア全体がカバーされる。各電子線2A〜
2Dの試料表面に対する入射角度は45度、照射スポッ
トはφ1.0μm〜φ10μmの円形、照射エリア(走
査による合計照射領域)は220μm×55μmの矩形
である。各電子線源21a〜21dからの電子線2A〜
2Dの合計照射電流は、試料表面上で400nA(4つ
の照射部の合計電流は、1.6μA)、電子加速電圧
は、―4.5kVである。
The irradiation conditions of the electron beam sources 21a to 21d are as follows.
This is almost the same as in the case of the first embodiment. That is, four electron beams 2A are emitted from each of the electron beam sources 21a to 21d.
˜2D is irradiated, and the scanning of these electron beams 2A to 2D covers the entire irradiation area. Each electron beam 2A ~
The incident angle with respect to the sample surface of 2D is 45 degrees, the irradiation spot is a circle of φ1.0 μm to φ10 μm, and the irradiation area (total irradiation area by scanning) is a rectangle of 220 μm × 55 μm. Electron beam 2A from each electron beam source 21a-21d
The total irradiation current of 2D is 400 nA on the surface of the sample (the total current of the four irradiation parts is 1.6 μA), and the electron acceleration voltage is −4.5 kV.

【0029】電子線検査装置36においては、照射部2
1a、21bの矩形状とほぼ同様の照射形状が得られる
ように、照射部21c、21dを照射部21a、21b
から90度回転させている。
In the electron beam inspection device 36, the irradiation unit 2
The irradiation portions 21c and 21d are connected to the irradiation portions 21a and 21b so that the irradiation shape substantially similar to the rectangular shape of 1a and 21b can be obtained.
It is rotated by 90 degrees.

【0030】試料10を搭載するステージのスキャン方
向33は、照射電子線の矩形状の短軸とした。この電子
線検査装置36は、図1に示す電子線検査装置35に比
較し、コントラストが大きく、より試料の凹凸の影が少
ない画像を提供することができ、スループットを2倍に
高めることができる。
The scanning direction 33 of the stage on which the sample 10 is mounted is set to the rectangular short axis of the irradiation electron beam. The electron beam inspection apparatus 36 can provide an image having a higher contrast and less shadows of the unevenness of the sample as compared with the electron beam inspection apparatus 35 shown in FIG. 1, and the throughput can be doubled. .

【0031】図6は、本発明の電子線検査装置を使用す
る半導体デバイス製造方法の1例を示すフロー図であ
る。図6の半導体デバイス製造方法は、以下の主工程を
含む。 (1)ウエハ52を製造するウエハ製造工程51又はウ
エハ52を準備するウエハ準備工程。 (2)露光に使用するマスク(レチクル)62を製作す
るマスク製造工程61又はマスクを準備するマスク準備
工程。 (3)ウエハに必要な加工を行うウエハプロセッシング
工程53。(4)ウエ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54。 (5)できたチップ55を検査するチップ検査工程56
及び検査に合格したチップからなる製品(半導体デバイ
ス)56を得る工程。
FIG. 6 is a flow chart showing an example of a semiconductor device manufacturing method using the electron beam inspection apparatus of the present invention. The semiconductor device manufacturing method of FIG. 6 includes the following main steps. (1) A wafer manufacturing process 51 for manufacturing the wafer 52 or a wafer preparation process for preparing the wafer 52. (2) A mask manufacturing process 61 for manufacturing a mask (reticle) 62 used for exposure or a mask preparation process for preparing a mask. (3) Wafer processing step 53 for performing necessary processing on the wafer. (4) A chip assembling step 54 in which the chips formed on the wafer are cut out one by one and made operable. (5) Chip inspection step 56 for inspecting the completed chip 55
And a step of obtaining a product (semiconductor device) 56 consisting of chips that have passed the inspection.

【0032】なお、これらの主工程は、それぞれ幾つか
のサブ工程を含む。図6の右方部分は、そのうちのウエ
ハプロセッシング工程53のサブ工程を示す。上記
(1)〜(6)の主工程の中で、半導体デバイスの性能
に決定的な影響を及ぼす主工程がウエハプロセッシング
工程53である。この工程では、設計された回路パター
ンをウエハ上に順次積層し、メモリやMPUとして動作
するチップを多数形成する。
Each of these main steps includes several sub steps. The right part of FIG. 6 shows a sub-process of the wafer processing process 53. Among the main steps (1) to (6), the main step that has a decisive influence on the performance of the semiconductor device is the wafer processing step 53. In this step, the designed circuit patterns are sequentially laminated on the wafer to form a large number of chips that operate as memories and MPUs.

【0033】このウエハプロセッシング工程は、以下の
工程を含む。 (6)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(CV
Dやスパッタリング等を用いる)。 (7)この薄膜層やウエハ基板を酸化する酸化工程6
4。 (8)薄膜層やウエハ基板等を選択的に加工するための
マスク(レチクル)を用いてレジストのパターンを形成
するリゾグラフィー工程63。 (9)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64(例えばドライエッチング技術を
用いる)。 (10)イオン・不純物注入拡散工程64。 (11)レジスト剥離工程。 (12)加工されたウエハを検査する検査工程65。
This wafer processing step includes the following steps. (6) Thin film forming step (CV) for forming a dielectric thin film to be an insulating layer, a wiring part, or a metal thin film for forming an electrode part
D or sputtering is used). (7) Oxidation step 6 for oxidizing the thin film layer and the wafer substrate
4. (8) A lithographic process 63 for forming a resist pattern using a mask (reticle) for selectively processing a thin film layer, a wafer substrate, or the like. (9) Etching process 64 (for example, using a dry etching technique) for processing a thin film layer or a substrate according to a resist pattern. (10) Ion / impurity implantation diffusion step 64. (11) Resist stripping step. (12) Inspecting step 65 for inspecting the processed wafer.

【0034】なお、ウエ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。図6のフロー図は、上記(6)、
(7)、(9)及び(10)をまとめて1つのブロック
64で示し、付加的な洗浄工程を含み、更に繰り返し工
程をブロック66で示す。上記(12)の加工されたウ
エハを検査する検査工程に本発明の検査装置を用いるこ
とにより、微細なパターンを有する半導体デバイスであ
っても、高いスループットで検査でき、製品の歩留まり
向上、欠陥製品の出荷防止が可能である。
The wafer processing step is repeated by the required number of layers to manufacture a semiconductor device that operates as designed. The flowchart of FIG. 6 is based on the above (6),
(7), (9) and (10) are collectively shown in one block 64, including additional washing steps, and the repeating steps are shown in block 66. By using the inspection apparatus of the present invention in the inspection step of inspecting the processed wafer of (12) above, even a semiconductor device having a fine pattern can be inspected at a high throughput, a product yield is improved, and a defective product is produced. It is possible to prevent the shipment.

【0035】図7は、図6の製造方法におけるリゾグラ
フィー工程63の詳細を示すフロー図である。図8に示
すように、リゾグラフィー工程63は、 (13)前段の工程で回路パターンが形成されだウエハ
上にレジストを被覆するレジスト塗布工程71、 (14)レジストを露光する露光工程72、 (15)露光されたレジストを現像してレジストパター
ンを得る現像工程73、 (16)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74、を含む。なお、半導体デバイス
製造工程、ウエハプロセッシング工程、及びリゾグラフ
ィー工程は周知のものであるから、これ以上の説明は省
略する。
FIG. 7 is a flow chart showing details of the lithographic process 63 in the manufacturing method of FIG. As shown in FIG. 8, the lithographic process 63 includes (13) a resist coating process 71 for coating a resist on the wafer on which the circuit pattern has been formed in the previous process, and (14) an exposure process 72 for exposing the resist, 15) a developing step 73 for developing the exposed resist to obtain a resist pattern, and (16) an annealing step 74 for stabilizing the developed resist pattern. Since the semiconductor device manufacturing process, the wafer processing process, and the lithographic process are well known, further description will be omitted.

【0036】図8は、本発明の第3実施形態における電
子線検査装置37の構成を示すブロック図である。図8
の電子線検査装置37は、図1の電子線検査装置35を
2つ組み合わせた構造を備え、1つの試料10の異なる
箇所P1、P2を各電子線検査装置35の複数の電子線
源21により同時に照射し、照射個所P1、P2により
発生される電子を各写像投影部25によりそれぞれ検出
部14に結像させ、検出部14で電子信号に変え出力
し、出力された信号を図示しない画像処理部で画像に表
示させる。図1の電子線検査装置35と共通の部材に
は、同一の参照符号を付し、重複説明を省略する。
FIG. 8 is a block diagram showing the arrangement of an electron beam inspection apparatus 37 according to the third embodiment of the present invention. Figure 8
The electron beam inspection device 37 of FIG. 1 has a structure in which two electron beam inspection devices 35 of FIG. 1 are combined, and different points P1 and P2 of one sample 10 are controlled by a plurality of electron beam sources 21 of each electron beam inspection device 35. Simultaneously irradiating, the electrons generated by the irradiation points P1 and P2 are imaged on the detecting unit 14 by the respective image projecting units 25, converted into electronic signals by the detecting units 14 and output, and the output signals are not shown in image processing. To be displayed on the image. The same members as those of the electron beam inspection apparatus 35 of FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the duplicate description will be omitted.

【0037】この電子線検査装置37は、1つの試料1
0について、複数の電子線源21の組毎に、異なる個所
への照射がなされるので、複数箇所を同時に検査するこ
とによりスループットを向上させ得る。
This electron beam inspection apparatus 37 has one sample 1
With respect to 0, irradiation is performed on different points for each set of a plurality of electron beam sources 21, so that throughput can be improved by simultaneously inspecting a plurality of points.

【0038】なお、本実施の形態では、電子線検査装置
37には2組(4個)の電子線検査装置35を備えた
が、本発明はこのような形態に限られるものではなく、
電子線検査装置37に3組以上(6個以上の偶数個)の
電子線検査装置35を備えるようにしてもよい。これに
より、更にスループットを向上させることができる。
In this embodiment, the electron beam inspection device 37 is provided with two sets (four) of electron beam inspection devices 35, but the present invention is not limited to such a form.
The electron beam inspection device 37 may include three or more sets (six or more even number) of the electron beam inspection devices 35. Thereby, the throughput can be further improved.

【0039】図9には、本発明の第4実施形態を示す。
本実施形態の電子線検査装置100は、電子線源121
a、121bを備えている。各電子線源121a、12
1bの電子銃101からは、4本の電子線102A、1
02B、102C、102Dが照射される。電子線10
2A〜102Dは、開口絞り103で整形され、さら
に、2段のレンズ104、105により、試料上に2.
0μm×2.4μmの楕円状に結像される。この像は、
偏向器107によってラスタースキャンされ、これによ
り、4本の電子線102A〜102Dが、例えば試料1
10上の200μm×50μmの矩形領域をカバーする
ように、照射、投影される。
FIG. 9 shows a fourth embodiment of the present invention.
The electron beam inspection apparatus 100 according to the present embodiment includes an electron beam source 121.
a and 121b. Each electron beam source 121a, 12
From the electron gun 101 of 1b, four electron beams 102A, 1
02B, 102C, 102D are irradiated. Electron beam 10
2A to 102D are shaped by the aperture stop 103, and further, on the sample by the two-stage lenses 104 and 105.
The image is formed into an elliptical shape of 0 μm × 2.4 μm. This statue is
Raster scanning is performed by the deflector 107, whereby four electron beams 102A to 102D are converted into, for example, the sample 1
Irradiation and projection are performed so as to cover a rectangular area of 200 μm × 50 μm on the surface 10.

【0040】この照射により、試料110からは、試料
像111の情報を持つ4×2本の2次電子線112が放
出される。この2次電子線112は、レンズ109、1
13、114で拡大され、MCP115上に、4本の2
次電子線112による像の合成として、矩形の拡大投影
像116を結像する。この拡大投影像116は、MCP
116で1万倍に増感された後、蛍光部により光に変換
され、さらにTDI−CCD117で試料110の連続
移動速度に同期された電気信号となる。この電気信号
は、画像表示部118で連続した画像として取得され、
CRT等に出力される。
By this irradiation, 4 × 2 secondary electron beams 112 having information on the sample image 111 are emitted from the sample 110. The secondary electron beam 112 is transmitted through the lenses 109, 1
13 and 114 are enlarged, and 4 of 2 on MCP115
As a combination of images by the next electron beam 112, a rectangular enlarged projection image 116 is formed. This enlarged projection image 116 is an MCP
After being sensitized 10,000 times at 116, it is converted into light by the fluorescent part and further becomes an electric signal synchronized with the continuous moving speed of the sample 110 by the TDI-CCD 117. This electric signal is acquired as a continuous image on the image display unit 118,
It is output to a CRT or the like.

【0041】なお、図面には図示しないが、本実施形態
の電子線検査装置は、レンズの他に、制限視野絞り、電
子線の軸調整のための4極またはそれ以上の極数を有す
る偏向器(アライナー)、非点収差補正器(スティグメ
ーター)、さらにビーム形状を整形する複数の4重極レ
ンズ(4極子レンズ)等の照明・結像に必要なユニット
を備えている。
Although not shown in the drawings, the electron beam inspection apparatus according to the present embodiment includes a lens, a limited field stop, and a deflection having four or more poles for adjusting the electron beam axis. It is equipped with a unit necessary for illumination / imaging such as an aligner, an astigmatism corrector (stigmator), and a plurality of quadrupole lenses (quadrupole lenses) for shaping the beam shape.

【0042】図10には、本実施形態における一次電子
線の走査方法を示す図である。なお、図10には、各担
当エリア151A〜151Dに照射スポット152A〜
152Dが2個ずつ図示されているが、これは、説明の
便宜上、同一の電子線102A〜102Dの照射スポッ
ト152A〜152Dが異なる地点を照射している様子
を示すものであり、2つの電子線が照射されていること
を示すものではない。
FIG. 10 is a diagram showing a scanning method of the primary electron beam in this embodiment. It should be noted that in FIG. 10, the irradiation spots 152A to
Two pieces of 152D are shown, but for convenience of description, this shows that the irradiation spots 152A to 152D of the same electron beams 102A to 102D irradiate different points, and two electron beams are included. It does not indicate that is being irradiated.

【0043】詳しく説明すると、照射エリア150は、
電子線源101からの電子線102A〜102Dに対応
する4つの担当領域151A〜151Dを、重なり合わ
ないように組み合わせて構成される。照射エリア150
は、例えば200μm×50μm矩形領域であり、担当
領域151A〜151Dは、例えば200μm×12.
5μmの矩形領域である。各電子線102の照射スポッ
ト152A〜152Dは、2μm×2.4μmの楕円形
である。この楕円形の照射スポット152A〜152D
が走査することにより、各担当エリア151A〜151
Dがカバーされる。
Explaining in detail, the irradiation area 150 is
The four charge areas 151A to 151D corresponding to the electron beams 102A to 102D from the electron beam source 101 are combined so as not to overlap each other. Irradiation area 150
Is a rectangular area of 200 μm × 50 μm, and the areas 151 A to 151 D in charge are, for example, 200 μm × 12.
It is a rectangular area of 5 μm. The irradiation spots 152A to 152D of the respective electron beams 102 have an elliptical shape of 2 μm × 2.4 μm. This elliptical irradiation spots 152A to 152D
Scans each area 151A to 151
D is covered.

【0044】各電子線102A〜102Dの照射スポッ
ト152A〜152Dは、各担当領域151A〜151
Dの左上端の始点から右上端の終点へ(図10の左側に
示す位置から図10の右側に示す位置へ)、X方向に有
限の時間で到達する。その後、各担当領域151A〜1
51Dの左端の始点から照射スポット152A〜152
Dの径だけ直下にずれた位置にほとんど時間損失なしに
戻り、この戻ってきた位置を新たな始点として、再びX
方向への走査を繰り返す。このような走査により、担当
エリア151A〜151D全域に照射がなされたら、再
び左上端の始点に戻り、同様な走査を高速に繰り返す。
この場合、走査位置のY方向への移動をXYステージに
よって行うならば、XYステージによる移動は、図の矢
印160の方向になされることになる。なお、XYステ
ージの移動方向は、TDI―CCDの段数方向(積算方
向)に一致していればよく、電子線の走査方向には依存
しなくてよい。
The irradiation spots 152A to 152D of the electron beams 102A to 102D are assigned to the areas 151A to 151 in charge.
The start point at the upper left end of D is reached to the end point at the upper right end (from the position shown on the left side of FIG. 10 to the position shown on the right side of FIG. 10) in the X direction in a finite time. Then, the areas in charge 151A to 1
Irradiation spots 152A to 152 from the start point of the left end of 51D
It returns to the position just below the diameter of D with almost no time loss, and the returned position is used as a new starting point, and X is again used.
Repeat scanning in the direction. When irradiation is performed on the entire areas 151A to 151D in charge by such scanning, the scanning is returned to the starting point at the upper left end again, and similar scanning is repeated at high speed.
In this case, if the scanning position is moved in the Y direction by the XY stage, the movement by the XY stage is made in the direction of arrow 160 in the figure. It should be noted that the moving direction of the XY stage only needs to match the direction of the number of stages of the TDI-CCD (integral direction), and does not have to depend on the scanning direction of the electron beam.

【0045】このように、試料110上への一次電子線
の照射は、複数の一次電子線102A〜102Dの走査
により行われるので、試料110上の所望の形状の照射
エリアを、照射むらを少なく、均一に照射することがで
き、高いスループットが得られる。また、照射エリアへ
の照射は、電子線102A〜102Dの走査による照射
であるので、画像観察領域全体を一括して照射する場合
と比較して、チャージアップによる結像障害を著しく低
減できる。
As described above, since the irradiation of the primary electron beam onto the sample 110 is performed by scanning the plurality of primary electron beams 102A to 102D, the irradiation area of a desired shape on the sample 110 is reduced in the irradiation unevenness. It is possible to uniformly irradiate, and high throughput can be obtained. Further, since the irradiation to the irradiation area is the irradiation by scanning the electron beams 102A to 102D, compared with the case where the entire image observation area is collectively irradiated, the imaging obstacle due to the charge-up can be significantly reduced.

【0046】具体的に、本実施形態の電子線検査装置に
よれば、電子線照射むらは±3%程度とできた。また、
照射電流は、1本の電子線あたり250nAで、4×2
本の電子線で2.0μAと、従来のほぼ4倍の値を得る
ことができた。なお、電子線の本数を増やせば、電流を
増加でき、さらにスループットを高めることができる。
また、照射スポットは、従来に比べて小さく(面積で約
1/80)でき、また移動しているので、チャージアッ
プは従来の1/20以下に抑えることができた。
Specifically, according to the electron beam inspection apparatus of this embodiment, the electron beam irradiation unevenness could be set to about ± 3%. Also,
Irradiation current is 250 nA per electron beam, 4 × 2
With the electron beam of the book, it was possible to obtain a value of 2.0 μA, which is almost four times the conventional value. If the number of electron beams is increased, the current can be increased and the throughput can be increased.
Further, the irradiation spot can be made smaller (about 1/80 in area) than the conventional one, and since it is moving, the charge-up can be suppressed to 1/20 or less of the conventional one.

【0047】なお、上記説明では走査をラスタースキャ
ンにより行ったが、走査方法はラスタースキャンに限ら
れるものではなく、他の走査方法を採用してもよい。例
えば、リサージュ図形を描くような走査をしてもよい。
In the above description, the scanning was performed by raster scanning, but the scanning method is not limited to raster scanning, and other scanning methods may be adopted. For example, scanning may be performed so as to draw a Lissajous figure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施形態の電子線検査装置を示す
ブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an electron beam inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】電子線源から4本の電子線が放射されている様
子を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing how four electron beams are emitted from an electron beam source.

【図3】(A)は試料表面の凸部による陰影を示す断面
図であり、(B)は陰影の発生を防ぐ電子線の配置を示
す断面図である。
FIG. 3A is a cross-sectional view showing a shadow due to a convex portion on the sample surface, and FIG. 3B is a cross-sectional view showing an arrangement of electron beams for preventing the generation of the shadow.

【図4】電子線の走査方法を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an electron beam scanning method.

【図5】本発明の第2実施形態の電子線検査装置を示す
ブロック構成図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an electron beam inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図6】半導体デバイス製造方法の一例を示すフロー図
である。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of a semiconductor device manufacturing method.

【図7】図6の製造方法におけるリゾグラフィー工程の
詳細を示すフロー図である。
7 is a flowchart showing details of a lithographic process in the manufacturing method of FIG.

【図8】本発明の第3実施形態の電子線検査装置を示す
ブロック構成図である。
FIG. 8 is a block diagram showing an electron beam inspection apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第4実施形態の電子線装置を示す図で
ある。
FIG. 9 is a diagram showing an electron beam apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】電子線の走査方法を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an electron beam scanning method.

【図11】従来の電子線検査装置を示すブロック構成図
である。
FIG. 11 is a block configuration diagram showing a conventional electron beam inspection apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2A、2B、2C、2D 電子線 10 試料 14 検出部 21 電子線源 21a、21b、21c、21d 電子線源 25 写像投影部 29 XY静電ステージ 30 画像処理部 35、36、37 電子線検査装置 90 照射エリア 91A、91B、91C、91D 担当エリア 92A、92B、92C、92D 照射スポット 2A, 2B, 2C, 2D electron beam 10 samples 14 Detector 21 electron beam source 21a, 21b, 21c, 21d electron beam source 25 Mapping Projector 29 XY electrostatic stage 30 Image processing unit 35, 36, 37 Electron beam inspection device 90 irradiation area 91A, 91B, 91C, 91D Area in charge 92A, 92B, 92C, 92D irradiation spot

───────────────────────────────────────────────────── 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 H01J 37/28 B 5F056 H01L 21/027 H01L 21/66 J 21/66 21/30 541B 541E Fターム(参考) 2H095 BD02 BD14 BD24 4M106 AA01 BA02 CA39 DB05 DJ04 DJ11 DJ23 5C001 AA03 CC04 5C030 BB17 5C033 UU01 UU03 UU05 5F056 AA33 BA08 CC04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01J 37/28 H01J 37/28 B 5F056 H01L 21/027 H01L 21/66 J 21/66 21/30 541B 541E F term (reference) 2H095 BD02 BD14 BD24 4M106 AA01 BA02 CA39 DB05 DJ04 DJ11 DJ23 5C001 AA03 CC04 5C030 BB17 5C033 UU01 UU03 UU05 5F056 AA33 BA08 CC04

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子線を試料に照射し試料表面から発生
する電子を検出することにより試料表面の状態を検査す
る検査装置において、 試料に電子線を照射する複数の電子線源にして、各電子
線源からは複数の電子線が出力され、試料表面の略同一
箇所に、異なる電子線源からの対応する電子線が照射さ
れるようにした電子線源と、 これらの電子線源からの電子線を試料表面で走査するこ
とにより試料表面の照射エリア全域が電子線で照射され
るようにする走査手段と、 電子線が照射された試料表面からの電子を検出部に結像
させる写像投影部と、 この写像投影部による結像に基づいて出力された信号を
処理する画像処理部と、 を備えたことを特徴とする検査装置。
1. An inspection apparatus for inspecting the state of a sample surface by irradiating a sample with an electron beam and detecting electrons generated from the surface of the sample, comprising: a plurality of electron beam sources for irradiating the sample with electron beams; A plurality of electron beams are output from the electron beam source, and the electron beam sources from which different electron beam sources from different electron beam sources irradiate approximately the same location on the sample surface are used. Scanning means for irradiating the entire irradiation area of the sample surface with the electron beam by scanning the sample surface with the electron beam, and mapping projection for forming an electron from the sample surface irradiated with the electron beam on the detection section. And an image processing unit that processes a signal output based on an image formed by the image projecting unit.
【請求項2】 試料を移動させる試料移動手段を備え、
前記走査手段による走査及び前記試料移動手段による試
料の移動により、試料表面の検査エリア全域が電子線で
照射されるようにしたことを特徴とする請求項1に記載
の検査装置。
2. A sample moving means for moving the sample is provided,
The inspection apparatus according to claim 1, wherein the entire inspection area on the sample surface is irradiated with an electron beam by the scanning by the scanning unit and the movement of the sample by the sample moving unit.
【請求項3】 前記画像処理部は、複数の照射場所の画
像を比較することにより試料表面の異常を検出すること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の検査装置。
3. The inspection apparatus according to claim 1, wherein the image processing unit detects an abnormality on a sample surface by comparing images at a plurality of irradiation locations.
【請求項4】 前記複数の電子線源は、写像投影部の中
心軸に対して回転対称且つ均等に分割された位置に設置
されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれ
か一つに記載の検査装置。
4. The electron beam source according to claim 1, wherein the plurality of electron beam sources are installed at positions that are rotationally symmetrical and evenly divided with respect to a central axis of the image projection unit. Inspection device described in one.
【請求項5】前記試料は、プロセス途中の半導体ウエハ
であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれ
か一つに記載の検査装置。
5. The inspection apparatus according to claim 1, wherein the sample is a semiconductor wafer in the process of being processed.
【請求項6】電子線を試料に照射し、試料表面から発生
する電子を検出することにより試料表面の状態を検査す
る検査方法において、 複数の電子線源のそれぞれから複数の電子線を出力し、
試料表面の略同一個所に、異なる電子線源からの対応す
る電子線を照射する工程と、 これらの電子線の試料表面上での走査及び試料の移動に
より、試料表面の検査エリア全域が電子線で照射される
ようにする工程と、 電子線が照射された試料表面からの電子を検出部に結像
させる工程と、 この結像に基づく信号を処理する工程と、 を備えたことを特徴とする検査方法。
6. An inspection method for inspecting the condition of a sample surface by irradiating a sample with an electron beam and detecting electrons generated from the sample surface, wherein a plurality of electron beams are output from each of a plurality of electron beam sources. ,
The process of irradiating approximately the same place on the sample surface with corresponding electron beams from different electron beam sources, and the scanning of these electron beams on the sample surface and the movement of the sample causes the entire inspection area of the sample surface to be exposed to electron beams. And a step of forming an image of electrons from the sample surface irradiated with the electron beam on the detection part, and a step of processing a signal based on this image formation. Inspection method.
【請求項7】前記試料は、プロセス途中の半導体ウエハ
であることを特徴とする請求項6に記載の検査方法。
7. The inspection method according to claim 6, wherein the sample is a semiconductor wafer in the process of being processed.
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