JP2006244875A - Mapping projection type electron beam device and defect inspection system using the same - Google Patents

Mapping projection type electron beam device and defect inspection system using the same Download PDF

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徹 佐竹
Takeshi Murakami
武司 村上
Toru Kaga
徹 加賀
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To evaluate a sample by high throughput by reducing axial chromatic aberration and enlarging transmission rate of secondary electron. <P>SOLUTION: The electron beam emitted from an electron gun 1-1 is irradiated on a sample 7-1 through a primary electro-optical system, by the above, the electron emitted from the sample is detected by a detector 12-1 through a secondary electro-optical system. A Wien filter 8-1 composed of multipole lens for correcting axial chromatic aberration is arranged between a magnifying lens 10-1 of the second electro-optical system and a beam splitter 5-1 splitting the primary electron beam and the secondary electron beam. The axial chromatic aberration generated on an objective lens 14-1 composed of electromagnetic lens, having a magnetic gap at sample side is corrected by the Wien filter. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、写像投影型の電子線装置及び該装置を用いた欠陥検査システムに関し、より詳細には、半導体ウエハ等の試料の欠陥検査等を高スループットで行えるようにした、写像投影型の電子光学系を有する電子線装置及び該装置を用いた欠陥検査システムに関する。   The present invention relates to a mapping projection type electron beam apparatus and a defect inspection system using the same, and more particularly to a mapping projection type electron beam capable of performing a defect inspection of a sample such as a semiconductor wafer at a high throughput. The present invention relates to an electron beam apparatus having an optical system and a defect inspection system using the apparatus.

一般に、リターディング電圧を印加した試料に一次電子線を照射し、該照射点から放出される2次電子を検出することにより、試料の画像を得るようにした電子線装置において、軸上色収差を小さくするには、試料面と対物レンズとの間に印加される電界強度を大きくする必要がある。   In general, in an electron beam apparatus that obtains an image of a sample by irradiating a sample to which a retarding voltage is applied with a primary electron beam and detecting secondary electrons emitted from the irradiation point, axial chromatic aberration is reduced. In order to make it small, it is necessary to increase the electric field strength applied between the sample surface and the objective lens.

しかしながら、軸上色収差を小さくしようとして試料面での電界強度を大きくすると、試料と対物レンズとの間で放電が生じてしまう。このため、上記の電界強度を比較的小さく設定せざるを得ず、結局、軸上色収差が比較的大きいという問題点がある。
本発明は、上記したような問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、電子線装置において、軸上色収差を小さくして、2次電子の透過率を大きくし、もって、高スループットで試料の評価を行うことができるようにすることである。
However, if the electric field intensity on the sample surface is increased in order to reduce the axial chromatic aberration, a discharge occurs between the sample and the objective lens. For this reason, the above electric field strength has to be set relatively small, and there is a problem that axial chromatic aberration is relatively large after all.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to reduce axial chromatic aberration and increase the transmittance of secondary electrons in an electron beam apparatus. It is to enable evaluation of a sample with high throughput.

上記した目的を達成するために、本発明に係る、試料の表面を検査するための写像投影型の電子光学系を有する電子線装置においては、
電子ビームを放出する電子銃と、
該放出された電子ビームを試料上に導いて照射する一次電子光学系と、
電子を検出する検出器と、
電子ビームの照射により試料から放出された、試料表面の情報を得た電子ビームを検出器に導く2次電子光学系と
を備え、
一次電子光学系及び2次電子光学系の少なくとも一方は、多極子レンズを含んでいる
ことを特徴としている。
In order to achieve the above-described object, in the electron beam apparatus according to the present invention having a mapping projection type electron optical system for inspecting the surface of a sample,
An electron gun that emits an electron beam;
A primary electron optical system for directing and irradiating the emitted electron beam on a sample;
A detector for detecting electrons;
A secondary electron optical system that guides an electron beam emitted from the sample by irradiation of the electron beam and obtained information on the surface of the sample to a detector;
At least one of the primary electron optical system and the secondary electron optical system includes a multipole lens.

上記した本発明に係る電子線装置において、多極子レンズは、2次電子光学系の拡大レンズと1次電子ビーム及び2次電子ビームを分離するビーム分離手段との間に配置されていることが好ましい。このとき、試料面に最も近接した対物レンズを、磁気ギャップが試料側に設けられた電磁レンズとし、該電磁レンズで生じた軸上色収差を、2次電子光学系に配置した多極子レンズで補正することができるようにすることが好ましい。
また、多極子レンズは、1次電子光学系の縮小レンズと1次電子ビーム及び2次電子ビームを分離するビーム分離手段との間に配置されていることが好ましい。このとき、一次電子光学系は、軸対称レンズを含み、該軸対称レンズは、視野端での軸外収差が予め設定した所定値以下となるように設定可能であり、かつ、電磁レンズで構成され、該レンズのボーア径を視野の最大直径の50倍以上とすることが好ましい。
さらに、1次電子光学系は、電子銃からの電子ビームをマルチ電子ビームに変換する手段を備え、検出器は、該マルチ電子ビームの試料上の照射点から放出される2次電子ビームであるマルチ電子ビームを個別に検出する検出部を備えていることが好ましい。
さらにまた、多極子レンズは、4段の4極子レンズであることが好ましい。
In the above-described electron beam apparatus according to the present invention, the multipole lens is disposed between the magnifying lens of the secondary electron optical system and the beam separating means for separating the primary electron beam and the secondary electron beam. preferable. At this time, the objective lens closest to the sample surface is an electromagnetic lens with a magnetic gap provided on the sample side, and axial chromatic aberration caused by the electromagnetic lens is corrected by a multipole lens arranged in the secondary electron optical system. It is preferable to be able to do so.
The multipole lens is preferably disposed between the reduction lens of the primary electron optical system and beam separating means for separating the primary electron beam and the secondary electron beam. At this time, the primary electron optical system includes an axially symmetric lens, and the axially symmetric lens can be set so that the off-axis aberration at the field edge is equal to or less than a predetermined value set in advance, and is configured by an electromagnetic lens. The bore diameter of the lens is preferably 50 times or more the maximum diameter of the field of view.
The primary electron optical system further includes means for converting the electron beam from the electron gun into a multi-electron beam, and the detector is a secondary electron beam emitted from an irradiation point on the sample of the multi-electron beam. It is preferable to include a detection unit that individually detects the multi-electron beams.
Furthermore, the multipole lens is preferably a four-stage quadrupole lens.

本発明はまた、上記した写像投影型の電子光学系を有する電子線装置を備え、試料の表面の欠陥を検査する欠陥検査システムを提供し、該システムは、該電子線装置の検出器により検出した電子に含まれる試料表面の情報に基づいて、試料表面の画像を生成する画像取得手段と、該取得した画像を参照画像と対比して試料表面の欠陥の有無を検査する欠陥評価手段とを備えている。
上記した本発明に係る欠陥検査システムにおいて、該システムはさらに、試料を搬送する試料搬送系と、試料を載置する試料載置ユニットと、該試料載置ユニットを2次元移動させるXYステージと、試料載置ユニットとXYステージとを収納し、かつ真空状態に保持するメインチャンバと、メインチャンバと試料搬送系との間にあり、試料を試料搬送系からメインチャンバに移動させるときに、メインチャンバの真空状態を保持させるロードロック室とを備えていることが好ましい。このとき、試料搬送系は、試料へのパーティクルの付着を防止する機能を有する静電チャックを備えていることが好ましい。
また、XYステージは、その少なくとも1軸方向に、差動排気機構を有するエアーベアリングを備えていることが好ましい。
The present invention also provides a defect inspection system for inspecting a defect on the surface of a sample, comprising an electron beam apparatus having the above-described mapping projection type electron optical system, and the system is detected by a detector of the electron beam apparatus. An image acquisition means for generating an image of the sample surface based on information on the sample surface contained in the electrons, and a defect evaluation means for inspecting the presence of defects on the sample surface by comparing the acquired image with a reference image. I have.
In the defect inspection system according to the present invention described above, the system further includes a sample transport system for transporting a sample, a sample placement unit for placing the sample, an XY stage for moving the sample placement unit two-dimensionally, A main chamber that houses the sample placement unit and the XY stage and is maintained in a vacuum state, and is located between the main chamber and the sample transport system. When the sample is moved from the sample transport system to the main chamber, the main chamber It is preferable to provide a load lock chamber for maintaining the vacuum state. At this time, the sample transport system preferably includes an electrostatic chuck having a function of preventing adhesion of particles to the sample.
Further, the XY stage preferably includes an air bearing having a differential exhaust mechanism in at least one axial direction.

本発明に係る写像投影型の電子光学系を有する電子線装置は、上記したように構成されて2段以上のレンズ系で縮小するので、光路長を短く保って、1/100〜1/2000の縮小率が得られるため、空間電荷効果を小さくすることができる。
さらに、多極子レンズを用いて軸上色収差を補正しているので開口角を大きくすることができ、ビーム径を小さく保ってビーム電流が大きい電子ビームを得ることができ、したがって、スループットを向上させることができる。
また、上記したように、電子線装置のスループットを向上させることができるので、該電子線装置を備えた欠陥検査システムにおいても、同様に、検査のスループットを向上させることができる。
The electron beam apparatus having the projection type electron optical system according to the present invention is configured as described above and is reduced by a lens system having two or more stages. Therefore, the optical path length is kept short and 1/100 to 1/2000. Therefore, the space charge effect can be reduced.
Furthermore, since the axial chromatic aberration is corrected using a multipole lens, the aperture angle can be increased, and an electron beam with a large beam current can be obtained while keeping the beam diameter small, thus improving the throughput. be able to.
Further, as described above, since the throughput of the electron beam apparatus can be improved, the inspection throughput can be similarly improved in the defect inspection system provided with the electron beam apparatus.

図1Aは、本発明の第1の実施形態に係る写像投影型の電子光学系を有する電子線装置の電子光学系を示す説明図である。図1Aに示すように、この電子線装置においては、電子銃1-1から放出された電子線を、コンデンサレンズ2-1、成形レンズ4-1、及びマルチ開口を設けた開口板3-1を介して矩形に成形し、得られた電子線をE×B分離器5-1により試料面7-1に垂直となるように偏向し、対物レンズ6-1によって試料面7-1に合焦することにより、試料面を各電子線により矩形に照射する。一方、この照射により試料面7-1から放出された2次電子は、対物レンズ6-1により位置18-1に拡大像を作り、多極子レンズを含むウィーンフィルタ8-1により、拡大レンズ10-1の手前の位置である焦点13-1に拡大像を形成する。   FIG. 1A is an explanatory diagram showing an electron optical system of an electron beam apparatus having a mapping projection type electron optical system according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1A, in this electron beam apparatus, an electron beam emitted from an electron gun 1-1 is converted into a condenser lens 2-1, a molded lens 4-1, and an aperture plate 3-1 provided with a multi-aperture. The resulting electron beam is deflected so as to be perpendicular to the sample surface 7-1 by the E × B separator 5-1, and aligned with the sample surface 7-1 by the objective lens 6-1. By focusing, the sample surface is irradiated in a rectangular shape by each electron beam. On the other hand, secondary electrons emitted from the sample surface 7-1 by this irradiation form an enlarged image at the position 18-1 by the objective lens 6-1, and the enlargement lens 10 by the Wien filter 8-1 including a multipole lens. An enlarged image is formed at the focal point 13-1 which is a position before -1.

このとき、対物レンズ6-1並びにウィーンフィルタ8-1により、焦点13-1の位置を変更せずに、焦点13-1での軸上色収差を消去することができる。すなわち、軸対称レンズである対物レンズ6-1は正の軸上色収差を発生させ、ウィーンフィルタ8-1は負の軸上色収差を発生させるが、これらのレンズ位置及び電極に印加する電圧を調整することにより、正及び負の軸上色収差の絶対値を等しくさせることができる。これにより、対物レンズ6-1により生じる正の軸上色収差を、ウィーンフィルタ8-1により生じる負の軸上色収差によりキャンセルすることができる。なお、焦点13-1における軸上色収差をゼロに近い負の値に調整してもよく、これにより、拡大レンズ10-1及び11-1で発生する小さい正の軸上色収差をキャンセルすることができる。   At this time, the axial chromatic aberration at the focal point 13-1 can be eliminated by the objective lens 6-1 and the Wien filter 8-1 without changing the position of the focal point 13-1. That is, the objective lens 6-1 which is an axially symmetric lens generates positive axial chromatic aberration, and the Wien filter 8-1 generates negative axial chromatic aberration. The lens position and the voltage applied to the electrodes are adjusted. By doing so, the absolute values of positive and negative axial chromatic aberration can be made equal. Thereby, the positive axial chromatic aberration caused by the objective lens 6-1 can be canceled by the negative axial chromatic aberration caused by the Wien filter 8-1. It should be noted that the axial chromatic aberration at the focal point 13-1 may be adjusted to a negative value close to zero, thereby canceling the small positive axial chromatic aberration generated in the magnifying lenses 10-1 and 11-1. it can.

焦点13-1に結像された拡大像は、さらに拡大レンズ10-1を通過し、拡大レンズ11-1の手前に拡大像が生成され、そして、拡大レンズ11により、検出器12-1の検出面に結像させる。検出器12-1は、形成された拡大像に対応する光信号を生成し、該光信号を光ファイバ(不図示)により8×8又は12×12等のCMOSイメージセンサ(不図示)に伝搬する。CMOSイメージセンサは、光信号を電気信号に変換し、該電気信号は、画像データ処理装置(不図示)により処理される。
光学系において軸上色収差が全収差の大部分を占めているが、図1に示した電子線装置においては、焦点13-1に形成される拡大像を、軸上色収差がほとんどゼロであるか又はわずかに負の値であるように調整することができるため、収差を一定値以下に押さえた状態で開口角を大きくできるので、2次電子の透過率を向上させることができる。
The magnified image formed at the focal point 13-1 further passes through the magnifying lens 10-1, and a magnified image is generated in front of the magnifying lens 11-1. An image is formed on the detection surface. The detector 12-1 generates an optical signal corresponding to the formed enlarged image, and propagates the optical signal to an 8 × 8 or 12 × 12 CMOS image sensor (not shown) via an optical fiber (not shown). To do. The CMOS image sensor converts an optical signal into an electrical signal, and the electrical signal is processed by an image data processing device (not shown).
In the optical system, axial chromatic aberration occupies most of the total aberration. In the electron beam apparatus shown in FIG. 1, the axial chromatic aberration of the enlarged image formed at the focal point 13-1 is almost zero. Alternatively, since it can be adjusted to be a slightly negative value, the aperture angle can be increased while the aberration is kept below a certain value, so that the secondary electron transmittance can be improved.

図1Aに示した電子線装置においては、軸上色収差を消去又は低減させるだけではなく、軸外収差を低減させるよう構成されている。すなわち、対物レンズ6-1は、図1Aに示すように、磁気ギャップが試料7-1の側にある磁気レンズ14-1と、軸対称レンズ15-1とで構成され、軸外色収差を低減させるために、磁気レンズ14-1のボーア径D1を視野直径の50倍以上に設定している。また、対物レンズ6-1の主面と試料面7-1の距離D2を、10mm以上に大きく設定することによっても、軸外収差を低減させることができる。
図1Aに示した電子線装置において、一次電子光学系側である、成形レンズ4-1とE×B分離器5-1との間に2段以上の軸合わせ偏向器を配置してもよい。
The electron beam apparatus shown in FIG. 1A is configured not only to eliminate or reduce axial chromatic aberration, but also to reduce off-axis aberrations. That is, as shown in FIG. 1A, the objective lens 6-1 includes a magnetic lens 14-1 having a magnetic gap on the sample 7-1 side and an axially symmetric lens 15-1, and reduces off-axis chromatic aberration. In order to achieve this, the Bohr diameter D1 of the magnetic lens 14-1 is set to 50 times or more the field diameter. Further, the off-axis aberration can also be reduced by setting the distance D2 between the main surface of the objective lens 6-1 and the sample surface 7-1 to be larger than 10 mm.
In the electron beam apparatus shown in FIG. 1A, two or more stages of alignment deflectors may be disposed between the molded lens 4-1 and the E × B separator 5-1, which are on the primary electron optical system side. .

図1Bは、ウィーンフィルタ8-1の断面図を示している。このウィーンフィルタにおいては、12個の電極8-1-1〜8-1-12を光軸8-1-15の周りに配置して、それぞれ独立した電圧を電源から印加可能にしている。参照番号8-1-16は、電極それぞれに独立して電圧を供給するようにするための絶縁スペーサである。そして、コイル8-1-13及び8-1-14に電流を流すことにより、ウィーン条件を満たす磁場を発生することができる。2次電子光学系の像点18-1から出た電子線は、上記の磁場と電極に印加する電圧を適切に設定することにより、ウィーンフィルタ8-1の中央部19-1で結像し、さらにウィーンフィルタ8-1を出た位置13-1で再度結像する。このように、2回結像させることにより、視野にわたって、3次収差が小さく、軸上色収差が負の値になる。この点については、D.Ionovicin et. al, Rev. Sci. Instrum, Vol.75, No. 11, Nov, 2004に記載されている。   FIG. 1B shows a cross-sectional view of the Wien filter 8-1. In this Wien filter, twelve electrodes 8-1-1 to 8-1-12 are arranged around the optical axis 8-1-15 so that independent voltages can be applied from the power source. Reference numeral 8-1-16 is an insulating spacer for supplying a voltage independently to each electrode. A magnetic field that satisfies the Wien condition can be generated by passing a current through the coils 8-1-13 and 8-1-14. The electron beam emitted from the image point 18-1 of the secondary electron optical system forms an image at the central portion 19-1 of the Wien filter 8-1 by appropriately setting the magnetic field and the voltage applied to the electrodes. Further, the image is formed again at the position 13-1 exiting the Wien filter 8-1. In this way, by forming an image twice, the third-order aberration is small and the axial chromatic aberration becomes a negative value over the visual field. This point is described in D. Ionovicin et. Al, Rev. Sci. Instrum, Vol. 75, No. 11, Nov, 2004.

図2は、本発明の第2の実施形態に係る写像投影型の2次電子検出系を有する電子線装置の電子光学系を示している。この電子線装置においては、電子銃21-1から放出された電子線は、コンデンサレンズ23-1で集束され、マルチ開口を有する開口板25-1を照射する。これにより分離形成されたマルチビームは、成形レンズ26-1及び縮小レンズ28-1を介して第1の縮小像を形成し、さらに対物レンズ34-1で縮小されて、試料35-1上に縮小像を形成する。このとき、第1の縮小像の形成位置と対物レンズ34-1との間には、4段の4極子レンズ30-1-1、30-1-2、31-1-1及び31-1-2が備えられており、これら4極子レンズにより、対物レンズ34により生じる軸上色収差を補正することができる。
試料35-1から放出された2次電子による電子ビームは、拡大レンズ36-1の手前に第1の拡大像を形成し、該拡大レンズ36-1でさらに拡大されて、検出器38-1の検出面に、試料35-1上の像の100倍程度の像を形成する。検出器38-1は、形成された拡大像に対応する光信号を生成し、該光信号を光ファイバによりPMT(不図示)に伝搬する。PMTは、光信号を電気信号に変換し、該電気信号は、画像データ処理装置(不図示)により処理される。
図2に示した電子線装置において、1次電子光学系に、4極子レンズの代わりに多極子レンズを含むウィーンフィルタを備えることができる。
FIG. 2 shows an electron optical system of an electron beam apparatus having a mapping projection type secondary electron detection system according to the second embodiment of the present invention. In this electron beam apparatus, the electron beam emitted from the electron gun 21-1 is focused by the condenser lens 23-1, and irradiates the aperture plate 25-1 having a multi-aperture. The multi-beams separated and formed in this way form a first reduced image via the shaping lens 26-1 and the reduction lens 28-1, and further reduced by the objective lens 34-1 to be placed on the sample 35-1. A reduced image is formed. At this time, there are four stages of quadrupole lenses 30-1-1, 30-1-2, 31-1-1 and 31-1 between the formation position of the first reduced image and the objective lens 34-1. -2 is provided, and these quadrupole lenses can correct axial chromatic aberration caused by the objective lens 34.
The electron beam of secondary electrons emitted from the sample 35-1 forms a first magnified image in front of the magnifying lens 36-1, and is further magnified by the magnifying lens 36-1, and is then detected by the detector 38-1. An image about 100 times larger than the image on the sample 35-1 is formed on the detection surface. The detector 38-1 generates an optical signal corresponding to the formed magnified image, and propagates the optical signal to the PMT (not shown) through an optical fiber. The PMT converts an optical signal into an electrical signal, and the electrical signal is processed by an image data processing device (not shown).
In the electron beam apparatus shown in FIG. 2, the primary electron optical system can include a Wien filter including a multipole lens instead of the quadrupole lens.

図3は、本発明の第3の実施形態に係る電子線装置の電子光学系を示している。この電子線装置においては、電子銃41-1から放出される電子線は、電磁レンズである軸対称レンズ40-1を介して位置54-1に縮小画像を形成し、位置54-1から発散される電子線を、2回集束するウィーンフィルタ42-1により位置43-1に結像し、さらに、そこから発散する電子線を、軸対称レンズ44により光軸に平行な電子線とする。この実施形態では、1段の軸対称レンズ44-1を用いているが、該軸対称レンズは2段以上であってもよい。光軸に平行となった電子線は、偏向器47-1、電磁偏向器からなるビーム分離器48-1を介し、またマルチ開口レンズ45-1を介して、試料46-1上に複数の電子線として集束される。   FIG. 3 shows an electron optical system of an electron beam apparatus according to the third embodiment of the present invention. In this electron beam apparatus, the electron beam emitted from the electron gun 41-1 forms a reduced image at the position 54-1 via the axially symmetric lens 40-1 which is an electromagnetic lens, and diverges from the position 54-1 The electron beam is focused at a position 43-1 by a Wien filter 42-1 that focuses twice, and the electron beam that diverges therefrom is converted into an electron beam parallel to the optical axis by an axisymmetric lens 44. In this embodiment, the single-stage axially symmetric lens 44-1 is used, but the axially symmetric lens may have two or more stages. An electron beam parallel to the optical axis passes through a deflector 47-1 and a beam separator 48-1 composed of an electromagnetic deflector, and a plurality of apertures on a sample 46-1 via a multi-aperture lens 45-1. Focused as an electron beam.

なお、電子銃のクロスオーバのサイズは50μmφ程度であるから、50nmφの電子線を得るためには25nmφのクロスオーバ像を造る必要があり、電子線の径φを約1/2000に縮小する必要があるが、位置54-1の前段の軸対称レンズ40-1により1/38程度に縮小し、最終段のマルチ開口レンズ45-1によりさらに1/60程度に縮小することにより、約1/2000の縮小率が得られ、収差を含めて50nmφのマルチ電子ビームを得ることができる。また、軸対称レンズ44-1の後段にマルチ開口板53-1を設ければ開口角が小さくなり、軸上色収差が低減され、1/1800程度の縮小率で50nmφのマルチ電子ビームが得られる。この場合、光路長を短くすることができるので、空間電荷効果によるボケを低減させることができる。   Since the electron gun crossover size is about 50 μmφ, it is necessary to create a 25 nmφ crossover image to obtain a 50 nmφ electron beam, and the electron beam diameter φ must be reduced to about 1/2000. However, it is reduced to about 1/38 by the axisymmetric lens 40-1 at the front stage at the position 54-1, and further reduced to about 1/60 by the multi-aperture lens 45-1 at the last stage. A reduction ratio of 2000 is obtained, and a multi-electron beam of 50 nmφ including aberration can be obtained. Further, if the multi-aperture plate 53-1 is provided at the rear stage of the axially symmetric lens 44-1, the aperture angle is reduced, the axial chromatic aberration is reduced, and a multi-electron beam of 50 nmφ can be obtained with a reduction ratio of about 1/1800. . In this case, since the optical path length can be shortened, blur due to the space charge effect can be reduced.

第3の実施形態の電子線装置はまた、上記したように、2つの軸対称レンズ40-1及び44-1の間に、軸上色収差を補正するためのウィーンフィルタ42-1を設けている。ウィーンフィルタ42-1は、図1Bを参照して説明した構成と同様な構成を有し、該ウィーンフィルタにより軸上色収差を補正することにより、マルチ開口板53-1の口径を大きくすることができるので、電流値の大きいマルチ電子ビームを得ることができる。ウィーンフィルタの代わりに、4極子レンズを4段設けてもよい。
マルチ開口レンズ45-1は、3枚の金属板を重ねて構成されており、これら金属板を貫通して、図4に示すように、m行n列の開口がマトリクス状に形成されている。中央の金属板には、正の高電圧が印加される。なお、図4に示した開口パターンにおいて、開口径d1と開口ピッチ(隣接する2つの開口の中心間の距離)d2との比d1/d2を2/3〜4/5に設定すれば、隣接する開口の影響を受けることがないことが、シミュレーションにより得られた。
As described above, the electron beam apparatus according to the third embodiment also includes the Wien filter 42-1 for correcting axial chromatic aberration between the two axially symmetric lenses 40-1 and 44-1. . The Wien filter 42-1 has the same configuration as that described with reference to FIG. 1B, and the aperture of the multi-aperture plate 53-1 can be increased by correcting axial chromatic aberration using the Wien filter. Therefore, a multi-electron beam having a large current value can be obtained. Instead of the Wien filter, four stages of quadrupole lenses may be provided.
The multi-aperture lens 45-1 is formed by stacking three metal plates, and through these metal plates, as shown in FIG. 4, m rows and n columns of openings are formed in a matrix. . A positive high voltage is applied to the central metal plate. In the opening pattern shown in FIG. 4, if the ratio d1 / d2 between the opening diameter d1 and the opening pitch (distance between the centers of two adjacent openings) d2 is set to 2/3 to 4/5, It has been obtained by simulation that it is not affected by the opening.

ここで、電子銃41-1から偏向器47-1までの光軸と、マルチ開口レンズ45-1の光軸とは意図的に偏倚させ、偏向器47-1により、電磁ビーム分離器48-1の位置に軸あわせを行うようにしている。2つの光軸のオフセット量(2つの光軸間の距離)は、偏向器47-1の偏向中心と電磁ビーム分離器48-1の偏向中心との距離をD3とすると、
オフセット量=D3・tan−115°
の関係を満足するように設定する。この例では、電磁偏向器からなるビーム分離器48-1により偏向量は、1次電子ビームで15°、2次電子で16°偏向させるよう設定したが、これらの以外の値に設定してもよい。
Here, the optical axis from the electron gun 41-1 to the deflector 47-1 and the optical axis of the multi-aperture lens 45-1 are intentionally deviated, and the deflector 47-1 causes the electromagnetic beam separator 48- The axis is adjusted to position 1. The offset amount between the two optical axes (the distance between the two optical axes) is expressed as follows: D3 is the distance between the deflection center of the deflector 47-1 and the deflection center of the electromagnetic beam separator 48-1.
Offset amount = D3 · tan -1 15 °
Set to satisfy the relationship. In this example, the amount of deflection is set to be deflected by 15 ° by the primary electron beam and 16 ° by the secondary electron by the beam separator 48-1 consisting of an electromagnetic deflector. Also good.

電磁偏向器からなるビーム分離器48-1による2次電子の偏向方向は、一次電子の偏向方向が逆であるから、図で右方向すなわちレンズ45-1の光軸に関して1次電子ビームの方向とは逆方向となり、2次電子が一次電子ビームから分離される。2次電子ビームは、偏向器48-1の偏向主面近傍50-1(図4)に試料像を形成するので、2次電子への偏向色収差が小さい。ビーム分離器48-1により1次電子ビームと分離された2次電子ビームは、拡大レンズ49-1を介してエリア検出器51-1に拡大像を形成して検出される。そして、画像データ処理装置(不図示)により、マルチビームである1次電子ビームの試料46-1上への照射配置情報を参照して、試料面の画像が合成される。拡大率が不足する場合は、2次光学系の拡大レンズの段数を増大させればよい。   The secondary electron deflecting direction by the beam separator 48-1 composed of an electromagnetic deflector is opposite to the primary electron deflecting direction. Therefore, the direction of the primary electron beam with respect to the right direction in FIG. And the secondary electrons are separated from the primary electron beam. Since the secondary electron beam forms a sample image in the vicinity of the deflection main surface 50-1 (FIG. 4) of the deflector 48-1, the deflection chromatic aberration to the secondary electrons is small. The secondary electron beam separated from the primary electron beam by the beam separator 48-1 is detected by forming an enlarged image on the area detector 51-1 via the magnifying lens 49-1. Then, an image of the sample surface is synthesized by an image data processing device (not shown) with reference to irradiation arrangement information on the sample 46-1 of the primary electron beam which is a multi-beam. If the magnification ratio is insufficient, the number of stages of the magnifying lens in the secondary optical system may be increased.

図3に示した電子線装置を、該装置における光路を示した図4を参照して、より詳細に説明する。電子銃41-1が形成するクロスオーバ41-1-1から発散した電子線は、焦点距離の短い軸対称レンズ40-1により絞りかつ発散角が大きくされて、ウィーンフィルタ42-1に入射され、ウィーンフィルタ42-1の中央部43-1でクロスオーバを形成する。ウィーンフィルタ42-1を出ると、位置56-1においてクロスオーバを形成し、軸対称レンズ44-1に入射し、該軸対称レンズ44-1により光軸に平行な並行ビームとなる。
並行ビームは、マルチ開口板53-1のマルチ開口によりビームの開口角が制御されて軸上色収差が小さく保たれる。次いで、電磁偏向器47-1により15°偏向され、電磁偏向器からなるビーム分離器48-1により逆方向に15°偏向される。これは、これら2つの偏向器に、絶対値が同じで偏向方向が逆の偏向信号を供給することによって行われる。これにより、マルチ電子ビームは、再度、z軸方向すなわち試料46-1の表面に対して垂直となる。次いで、マルチ電子ビームは、マルチ開口レンズ45-1を介して試料46-1に照射されるが、偏向器47-1及び48-1による偏向が相互に逆方向で同一角であるため、偏向色収差が発生せず、さらに偏向器47-1又は48-1に軸合わせ信号を重畳すれば、該マルチ開口レンズ45-1とマルチ開口板53-1のマルチ開口との軸合わせが保持される。
The electron beam apparatus shown in FIG. 3 will be described in more detail with reference to FIG. 4 showing optical paths in the apparatus. The electron beam diverging from the crossover 41-1-1 formed by the electron gun 41-1 is made narrower and has a larger divergence angle by the axisymmetric lens 40-1 having a short focal length, and is incident on the Wien filter 42-1. A crossover is formed at the central portion 43-1 of the Wien filter 42-1. Upon exiting the Wien filter 42-1, a crossover is formed at a position 56-1 and incident on an axially symmetric lens 44-1, which becomes a parallel beam parallel to the optical axis.
In the parallel beam, the aperture angle of the beam is controlled by the multi-aperture of the multi-aperture plate 53-1, and the axial chromatic aberration is kept small. Next, it is deflected by 15 ° by the electromagnetic deflector 47-1 and deflected by 15 ° in the reverse direction by the beam separator 48-1 comprising the electromagnetic deflector. This is done by supplying to these two deflectors a deflection signal having the same absolute value but opposite deflection direction. Thereby, the multi-electron beam is again perpendicular to the z-axis direction, that is, the surface of the sample 46-1. Next, the multi-electron beam is irradiated onto the sample 46-1 via the multi-aperture lens 45-1, but the deflection by the deflectors 47-1 and 48-1 is the same angle in the opposite direction. If no chromatic aberration occurs and an axis alignment signal is superimposed on the deflector 47-1 or 48-1, the axis alignment between the multi-aperture lens 45-1 and the multi-aperture of the multi-aperture plate 53-1 is maintained. .

試料46-1から放出された2次電子は、印加されている加速電界で集束され、小さいビーム束になって、対物レンズ45-1を殆どロスが生じない状態で通過する。そして、電磁偏向器であるビーム分離器48-1により2次光学系の方向に偏向され、拡大レンズ49-1に入射する。図4中、試料46-1からの複数の2次電子ビームの内、マルチ開口レンズ45-1の中央の1つのレンズに対応する2次電子ビームの軌道を点線で示しているが、該軌道上の2次電子ビームは、ビーム分離器48-1を通過後に位置50-1に結像する。そして、拡大レンズ49-1により検出器51-1の検出面に拡大像を形成する。検出器51-1は、形成された拡大像に対応する光信号に生成し、該光信号を光ファイバにより8×8又は12×12等のPMT(不図示)に伝搬する。PMTは、光信号を電気信号に変換し、該電気信号は、画像データ処理装置(不図示)により処理される。   The secondary electrons emitted from the sample 46-1 are focused by the applied acceleration electric field, become a small beam bundle, and pass through the objective lens 45-1 with almost no loss. Then, it is deflected in the direction of the secondary optical system by a beam separator 48-1 which is an electromagnetic deflector, and enters the magnifying lens 49-1. In FIG. 4, the trajectory of the secondary electron beam corresponding to one lens at the center of the multi-aperture lens 45-1 among the plurality of secondary electron beams from the sample 46-1 is indicated by a dotted line. The upper secondary electron beam forms an image at a position 50-1 after passing through the beam separator 48-1. Then, an enlarged image is formed on the detection surface of the detector 51-1 by the magnifying lens 49-1. The detector 51-1 generates an optical signal corresponding to the formed magnified image, and propagates the optical signal to a PMT (not shown) such as 8 × 8 or 12 × 12 through an optical fiber. The PMT converts an optical signal into an electric signal, which is processed by an image data processing device (not shown).

ウィーンフィルタ42-1の各電極に印加される電圧及びコイルに流す電流は、クロスオーバ位置54-1及びウィーンフィルタ42-1の軸方向位置、補正される軸上色収差の大きさ、ビームエネルギ等を考慮して、シミュレーションの助けを借りて軸上色収差が消えるように設定すればよい。
また、第1〜第3の実施形態の電子線装置において、4極子レンズを4極以外の多極子レンズで構成してもよい。特に、4〜12極子レンズを用いることが好適であり、段数を4段とした場合には、ビーム軌道を前半部と後半部で点対称にして2次の収差発生を防止することができるので、最適である。
The voltage applied to each electrode of the Wien filter 42-1 and the current flowing through the coil are the crossover position 54-1, the axial position of the Wien filter 42-1, the magnitude of axial chromatic aberration to be corrected, the beam energy, etc. In consideration of the above, it may be set so that axial chromatic aberration disappears with the aid of simulation.
Moreover, in the electron beam apparatus of the first to third embodiments, the quadrupole lens may be configured by a multipole lens other than the quadrupole. In particular, it is preferable to use a 4 to 12-pole lens, and when the number of stages is four, the beam trajectory can be point-symmetrical in the first half and the second half to prevent the occurrence of secondary aberrations. Is the best.

ここで、写像投影型の電子光学系を有する電子線装置において、複数段の多極子レンズを用いて軸上色収差を消去したことによる作用効果を説明する。
写像投影型の電子線装置において、クーロン効果によるボケδcは、以下のように表すことができる。
σc=I・L/(α・V3/2
ただし、I:電子ビーム電流
L:光路長
α:開口角
V:電子ビームエネルギ
Here, in the electron beam apparatus having the mapping projection type electron optical system, an operation effect obtained by eliminating the axial chromatic aberration using a multi-stage multipole lens will be described.
In the mapping projection type electron beam apparatus, the blur δc due to the Coulomb effect can be expressed as follows.
σc = I · L / (α · V 3/2 )
Where I: electron beam current
L: Optical path length
α: Opening angle
V: Electron beam energy

また、図5は、試料面上収差(nm)と開口角αとの関係をシミュレーションした結果を示している。このシミュレーションにおいて用いたレンズは、静電レンズ2段を用いたタブレット型であり、倍率色収差を消したレンズである。また、試料面上での電界強度を1.5kV/mm程度となるように、レンズへの印加電圧を設定した。図5に示したシミュレーション結果によれば、軸上色収差を除去すると、開口角αが約3倍に向上できる。写像投影型の電子光学系を有する電子線装置においては、試料面上収差の中では軸上色収差が支配的であり、試料面上収差を一定としたときに、軸上色収差を除去すると、他の収差を除去しなくても開口角αを3倍程度に向上させることができることを示している。   FIG. 5 shows the result of simulating the relationship between the on-sample aberration (nm) and the aperture angle α. The lens used in this simulation is a tablet type using two stages of electrostatic lenses, and is a lens in which lateral chromatic aberration is eliminated. Further, the voltage applied to the lens was set so that the electric field strength on the sample surface was about 1.5 kV / mm. According to the simulation result shown in FIG. 5, when the longitudinal chromatic aberration is removed, the aperture angle α can be improved about three times. In an electron beam apparatus having a mapping projection type electron optical system, axial chromatic aberration is dominant among the aberrations on the sample surface. It is shown that the aperture angle α can be improved by about 3 times without removing the above aberration.

そして、上記式において、ボケδcを一定とした場合、開口角αを3倍にすればビーム電流Iも3倍にすることができ、透過率は開口角の2乗であるから9倍となる。したがって、ビーム電流が3倍で透過率が9倍となるから、これらの乗算で表されるスループットすなわち検査速度を27倍に向上させることができる。また、電子銃にLaBを使用して第2の実施形態の電子線装置ようにマルチビーム方式にすることにより、検査速度をより向上させることができる。
検査速度が大幅に向上することは、写像投影型の電子光学系を有する電子線装置において、極めて重要である。
In the above equation, when the blur δc is constant, if the aperture angle α is tripled, the beam current I can be tripled, and the transmittance is the square of the aperture angle, which is 9 times. . Therefore, since the beam current is tripled and the transmittance is nine times, the throughput expressed by these multiplications, that is, the inspection speed can be improved by 27 times. Further, by using LaB 6 as an electron gun and adopting a multi-beam system as in the electron beam apparatus of the second embodiment, the inspection speed can be further improved.
Significantly improving the inspection speed is extremely important for an electron beam apparatus having a mapping projection type electron optical system.

なお、SEM(走査型電子顕微鏡)では、多極子レンズの後方に走査偏向器を配置しているため、偏向器の偏向走査の如何に拘わらず、その前段に配置された多極子レンズにおいては、光軸上のみを電子線が通過している。したがって、多極子レンズにより軸上色収差を補正することが容易であった。
これに対して、写像投影型の電子光学系を有する電子線装置においては、光軸上のみならず光軸から離れた位置の像も低収差にする必要があるため、多極子レンズを単に用いるだけでは軸上色収差を補正することが困難であると考えられていた。また、写像投影型の電子光学系を有する電子線装置において生じる収差の大部分が軸上色収差であることが、認識されていなかった。
本発明者は、種々のパラメータを用いて実機テスト及びシミュレーションを行うことにより、写像投影型の電子光学系を有する電子線装置においても、多極子レンズを用いて好適に軸上色収差を補正することができることを発見し、これにより、上記したようにスループットを大幅に向上させることができるようにしたものである。
In the SEM (scanning electron microscope), since the scanning deflector is arranged behind the multipole lens, regardless of the deflection scanning of the deflector, in the multipole lens arranged in the preceding stage, An electron beam passes only on the optical axis. Therefore, it is easy to correct axial chromatic aberration with a multipole lens.
On the other hand, in an electron beam apparatus having a mapping projection type electron optical system, it is necessary to reduce the aberration not only on the optical axis but also at a position away from the optical axis, so a multipole lens is simply used. It has been considered that it is difficult to correct longitudinal chromatic aberration by itself. Further, it has not been recognized that most of the aberrations that occur in an electron beam apparatus having a mapping projection type electron optical system are axial chromatic aberrations.
The present inventor can correct axial chromatic aberration suitably by using a multipole lens even in an electron beam apparatus having a mapping projection type electron optical system by performing actual machine tests and simulations using various parameters. As a result, the throughput can be greatly improved as described above.

次に、本発明に係る電子線装置を組み入れて使用することができる、半導体ウエハの評価用の検査システムの全体構成について説明する。
図6及び図7は、検査システム1の主要な構成要素を示す立面図及び平面図である。検査システム1は、複数枚のウエハを収納したカセットを保持するカセットホルダ10と、ミニエンバイロメント装置20と、主ハウジング30と、ミニエンバイロメント装置20と主ハウジング30との間に配置されていて、二つのローディングチャンバを画成するローダーハウジング40と、主ハウジング30内に配置され、ウエハであるウエハWを載置して移動させるステージ装置50と、ウエハをカセットホルダ10から主ハウジング30内に配置されたステージ装置50上に装填するローダー60と、主ハウジング30に取り付けられた電子光学系70とを備え、それらは、図6及び図7に示したような位置関係で配置されている。上述した本発明の電子線装置は、電子光学系70として組み入れられる。
Next, the overall configuration of an inspection system for evaluating a semiconductor wafer that can be used by incorporating the electron beam apparatus according to the present invention will be described.
6 and 7 are an elevation view and a plan view showing main components of the inspection system 1. The inspection system 1 is disposed between a cassette holder 10 that holds a cassette containing a plurality of wafers, a mini-environment device 20, a main housing 30, and a mini-environment device 20 and the main housing 30. , A loader housing 40 that defines two loading chambers, a stage device 50 that is placed in the main housing 30 and moves a wafer W, which is a wafer, and the wafer from the cassette holder 10 into the main housing 30. A loader 60 to be loaded on the arranged stage device 50 and an electron optical system 70 attached to the main housing 30 are provided, and these are arranged in a positional relationship as shown in FIGS. The electron beam apparatus of the present invention described above is incorporated as the electron optical system 70.

検査システム1は、また、真空の主ハウジング30内に配置されたプレチャージユニット81と、ウエハに電位を印加する電位印加機構と、電子ビームキャリブレーション機構と、ステージ装置50上でのウエハの位置決めを行うためのアライメント制御装置87(図26に図示)を構成する光学顕微鏡871とを備えている。検査システム1はさらに、これらの要素の動作を制御するための制御装置2を備えている。
以下に、検査システム1の主要な要素(サブシステム)それぞれの構成について、詳細に説明する。
The inspection system 1 also includes a precharge unit 81 disposed in the vacuum main housing 30, a potential application mechanism that applies a potential to the wafer, an electron beam calibration mechanism, and positioning of the wafer on the stage apparatus 50. And an optical microscope 871 that constitutes an alignment control device 87 (shown in FIG. 26). The inspection system 1 further comprises a control device 2 for controlling the operation of these elements.
Below, the structure of each of the main elements (subsystems) of the inspection system 1 will be described in detail.

カセットホルダ10
カセットホルダ10は、複数枚(例えば25枚)のウエハが上下方向に平行に並べられた状態で収納されたカセットc(例えば、アシスト社製のSMIF、FOUPのようなクローズドカセット)を複数個(この実施形態では2個のカセット)保持するようになっている。このカセットホルダとしては、カセットをロボット等により搬送して自動的にカセットホルダ10に装填する場合には、それに適した構造のものを、また人手により装填する場合には、それに適したオープンカセット構造のものを、それぞれ任意に選択して設置できるようになっている。カセットホルダ10は、この実施形態では、自動的にカセットcが装填される形式であり、例えば昇降テーブル11と、その昇降テール11を上下移動させる昇降機構12とを備えている。カセットcは、昇降テーブル上に図7において鎖線で示した状態に自動的に装填可能であり、装填後、図7において実線で示した状態に自動的に回転され、ミニエンバイロメント装置20内の第1の搬送ユニットの回動軸線に向けられる。また、昇降テーブル11は、図6において鎖線で示した状態に降下される。
Cassette holder 10
The cassette holder 10 is provided with a plurality of cassettes c (for example, closed cassettes such as SMIF and FOUP manufactured by Assist) in which a plurality of wafers (for example, 25 wafers) are stored in a state of being arranged in parallel in the vertical direction. In this embodiment, two cassettes) are held. As this cassette holder, when a cassette is transported by a robot or the like and automatically loaded into the cassette holder 10, a structure suitable for the cassette holder is used, and when loading manually, an open cassette structure suitable for the cassette holder is used. Each can be selected and installed arbitrarily. In this embodiment, the cassette holder 10 is of a type in which the cassette c is automatically loaded. The cassette holder 10 includes, for example, an elevating table 11 and an elevating mechanism 12 that moves the elevating tail 11 up and down. The cassette c can be automatically loaded on the lifting table in the state shown by the chain line in FIG. 7, and is automatically rotated to the state shown by the solid line in FIG. Directed to the rotation axis of the first transport unit. Further, the lifting table 11 is lowered to a state indicated by a chain line in FIG.

別の実施形態では、図8に示すように、複数の300mmウエハWを箱本体501の内側に固定した溝型ポケット(不図示)に収納した状態で収容し、搬送、保管等を行うものである。この基板搬送箱24は、角筒状の箱本体501と基板搬送出入り口ドアの自動開閉装置とに連結されて、箱本体501の側面の開口部を機械により開閉可能な基板搬送出入りドア502と、開口部と反対側に位置し、フィルタ類及びファンモータの着脱を行うための開口部を覆う蓋体503と、ウエハWを保持するための溝型ポケット507とから構成されている。この実施形態では、ローダー60のロボット式の搬送ユニット61により、ウエハを出し入れする。   In another embodiment, as shown in FIG. 8, a plurality of 300 mm wafers W are accommodated in a grooved pocket (not shown) fixed inside the box body 501, and are transported and stored. is there. The substrate transport box 24 is connected to a rectangular tube-shaped box body 501 and an automatic opening / closing device for a substrate transport entrance door, and a substrate transport entrance door 502 capable of opening and closing a side opening of the box body 501 by a machine, The lid 503 is located on the opposite side of the opening and covers the opening for attaching and detaching the filters and the fan motor, and the groove-type pocket 507 for holding the wafer W. In this embodiment, the wafer is loaded and unloaded by the robot-type transfer unit 61 of the loader 60.

なお、カセットc内に収納されるウエハは、半導体製造工程中でウエハを処理するプロセスの後、若しくはプロセスの途中で行われる。具体的には、成膜工程、CMP、イオン注入等を受けたウエハ、表面に配線パターンが形成されたウエハ、又は配線パターンが未だに形成されていないウエハが、検査のためにカセットc内に収納される。カセットc内に収容されるウエハは、多数枚上下方向に隔ててかつ平行に並べて配置されており、カセット中の任意の位置のウエハを、後述する第1の搬送ユニットで保持できるようにするために、第1の搬送ユニットのアームを上下移動できるようになっている。   The wafer stored in the cassette c is performed after or during the process of processing the wafer in the semiconductor manufacturing process. Specifically, a wafer that has undergone a film formation process, CMP, ion implantation, a wafer with a wiring pattern formed on the surface, or a wafer that has not yet been formed with a wiring pattern is stored in a cassette c for inspection. Is done. A large number of wafers accommodated in the cassette c are arranged side by side in parallel in the vertical direction so that a wafer at an arbitrary position in the cassette can be held by a first transfer unit to be described later. In addition, the arm of the first transport unit can be moved up and down.

ミニエンバイロメント装置20
図9は、ミニエンバイロメント装置20を図7とは異なる方向から見た立面図である。この図9並びに先の図6及び図7に示したように、ミニエンバイロメント装置20は、雰囲気制御されるミニエンバイロメント空間21を画成するハウジング22と、ミニエンバイロメント空間21内で清浄空気等の気体を循環して雰囲気制御するための気体循環装置23と、ミニエンバイロメント空間21内に供給された空気の一部を回収して排出する排出装置24と、ミニエンバイロメント空間21内に配設されていて試料であるウエハの粗位置決めを行うプリアライナー25とを備えている。
Mini-environment device 20
FIG. 9 is an elevational view of the mini-environment device 20 as seen from a direction different from that in FIG. As shown in FIG. 9 and FIG. 6 and FIG. 7, the mini-environment device 20 includes a housing 22 that defines a mini-environment space 21 that is controlled in atmosphere, and clean air in the mini-environment space 21. A gas circulation device 23 for controlling the atmosphere by circulating a gas such as, a discharge device 24 that collects and discharges a part of the air supplied in the mini-environment space 21, and the mini-environment space 21 And a pre-aligner 25 for coarse positioning of a wafer as a sample.

ハウジング22は、頂壁221、底壁222及び四周を囲む周壁223を有し、ミニエンバイロメント空間21を外部から遮断する構造になっている。ミニエンバイロメント空間21を雰囲気制御するために、気体循環装置23は、図9に示されるように、ミニエンバイロメント空間21内において、頂壁221に下向きに取り付けられていて、気体(この実施形態では空気)を清浄にして一つ又はそれ以上の気体吹き出し口(図示せず)を通して清浄空気を真下に向かって層流状に流す気体供給ユニット231と、底壁222の上に配置されていて、底に向かって流れ下った空気を回収する回収ダクト232と、回収ダクト232と気体供給ユニット231とを接続して回収された空気を気体供給ユニット231に戻す導管233とを備えている。   The housing 22 has a top wall 221, a bottom wall 222, and a peripheral wall 223 that surrounds the four circumferences, and has a structure that blocks the mini-environment space 21 from the outside. In order to control the atmosphere of the mini-environment space 21, the gas circulation device 23 is attached to the top wall 221 downward in the mini-environment space 21, as shown in FIG. The gas supply unit 231 that cleans the air) and flows the clean air in a laminar flow downward through one or more gas outlets (not shown) and the bottom wall 222. And a recovery duct 232 that recovers air that has flowed down toward the bottom, and a conduit 233 that connects the recovery duct 232 and the gas supply unit 231 to return the recovered air to the gas supply unit 231.

清浄空気の層流状の下方向の流れすなわちダウンフローは、主に、ミニエンバイロメント空間21内に配置された後述する第1の搬送ユニットによる搬送面を通して流れるように供給され、これにより、搬送ユニットにより発生する恐れのある塵埃がウエハに付着するのを防止する。ハウジング22の周壁223のうち、カセットホルダ10に隣接する部分には、出入り口225が形成されている。
排出装置24は、後に説明する搬送ユニットのウエハ搬送面より下側の位置で搬送ユニットの下部に配置された吸入ダクト241と、ハウジング22の外側に配置されたブロワー242と、吸入ダクト241とブロワー242とを接続する導管243と、を備えている。この排出装置24は、搬送ユニットの周囲を流れ下り搬送ユニットにより発生する可能性のある塵埃を含んだ気体を、吸入ダクト241により吸引し、導管243、244及びブロワー242を介してハウジング22の外側に排出する。
The laminar flow of the clean air, that is, the downward flow, that is, the downflow, is mainly supplied to flow through a transfer surface by a first transfer unit, which will be described later, arranged in the mini-environment space 21. It prevents dust that may be generated by the unit from adhering to the wafer. An entrance / exit 225 is formed in a portion of the peripheral wall 223 of the housing 22 adjacent to the cassette holder 10.
The discharge device 24 includes a suction duct 241 disposed below the transfer unit at a position below the wafer transfer surface of the transfer unit, which will be described later, a blower 242 disposed outside the housing 22, a suction duct 241 and a blower. And a conduit 243 for connecting the terminal 242 to the terminal 242. The discharge device 24 sucks a gas containing dust that may flow around the transport unit and may be generated by the transport unit through the suction duct 241, and the outside of the housing 22 through the conduits 243 and 244 and the blower 242. To discharge.

ミニエンバイロメント空間21内に配置されたプリアライナー25は、ウエハに形成されたオリエンテーションフラット(円形のウエハの外周に形成された平坦部分を言い、以下においてオリフラと呼ぶ)や、ウエハの外周縁に形成された一つ又はそれ以上のV型の切欠きすなわちノッチを光学的に或いは機械的に検出し、それに基づいて、ウエハの軸線O−Oの周りの回転方向の位置を、約±1度の精度で予め位置決めする。プリアライナー25は、ウエハであるウエハの座標を決める機構の一部を構成し、ウエハの粗位置決めを担当する。 The pre-aligner 25 disposed in the mini-environment space 21 is arranged on an orientation flat formed on the wafer (referred to as a flat portion formed on the outer periphery of a circular wafer, hereinafter referred to as an orientation flat) or on the outer peripheral edge of the wafer. One or more V-shaped notches or notches formed are detected optically or mechanically, and based on this, the rotational position about the axis O 1 -O 1 of the wafer is approximately ± Pre-position with accuracy of 1 degree. The pre-aligner 25 constitutes a part of a mechanism for determining the coordinates of the wafer, which is a wafer, and is responsible for rough positioning of the wafer.

主ハウジング30
図6及び図7に示したように、ワーキングチャンバ31を画成する主ハウジング30は、ハウジング本体32を備え、そのハウジング本体32は、台フレーム36上に配置された振動遮断装置すなわち防振装置37の上に載せられたハウジング支持装置33によって支持されている。ハウジング支持装置33は矩形に組まれたフレーム構造体331を備えている。ハウジング本体32は、フレーム構造体331上に配設固定されており、フレーム構造体上に載せられた底壁321と、頂壁322と、底壁321及び頂壁322に接続されて四周を囲む周壁323とを備え、ワーキングチャンバ31を外部から隔離している。この実施形態においては、ハウジング32本体及びハウジング支持装置33は、剛構造に組み立てられていて、台フレーム36が設置されている床からの振動がこの剛構造に伝達されるのを、防振装置37で阻止している。ハウジング32の周壁323の内、ローダーハウジング40に隣接する周壁には、ウエハ出し入れ用の出入り口325が形成されている。
ワーキングチャンバ31は、汎用の真空装置(図示せず)により、真空雰囲気に保たれる。台フレーム36の下には、検査システム1全体の動作を制御する制御装置2が配置されている。
Main housing 30
As shown in FIGS. 6 and 7, the main housing 30 that defines the working chamber 31 includes a housing main body 32, and the housing main body 32 is a vibration isolating device, that is, a vibration isolating device disposed on the base frame 36. 37 is supported by a housing support device 33 mounted on 37. The housing support device 33 includes a frame structure 331 assembled in a rectangular shape. The housing main body 32 is disposed and fixed on the frame structure 331, and is connected to the bottom wall 321 mounted on the frame structure, the top wall 322, the bottom wall 321 and the top wall 322, and surrounds the four circumferences. The working chamber 31 is isolated from the outside. In this embodiment, the housing 32 main body and the housing support device 33 are assembled in a rigid structure, and vibrations from the floor on which the base frame 36 is installed are transmitted to the rigid structure. Stopping at 37. Of the peripheral wall 323 of the housing 32, a peripheral wall adjacent to the loader housing 40 is formed with a wafer entrance / exit 325.
The working chamber 31 is maintained in a vacuum atmosphere by a general-purpose vacuum device (not shown). A control device 2 that controls the operation of the entire inspection system 1 is disposed under the base frame 36.

なお、検査システム1においては、主ハウジング30を含めて、種々のハウジングを真空排気しているが、そのための真空排気系は、真空ポンプ、真空バルブ、真空ゲージ、真空配管等から構成され、電子光学系、検出器部、ウエハ室、ロードロック室等を、所定のシーケンスに従って真空排気を行う。各部においては、必要な真空度を達成するように、真空バルブが制御される。そして、常時、真空度の監視を行い、異常時には、インターロック機能により隔離バルブ等によるチャンバ間又はチャンバと排気系との間の遮断緊急制御を行い、各部において必要な真空度を確保をする。真空ポンプとしては、主排気にターボ分子ポンプ、粗引き用としてルーツ式のドライポンプを使用する。検査場所(電子線照射部)の圧力は、10−3〜10−5Pa、好ましくは、その1桁下の10−4〜10−6Paが実用的である。 In the inspection system 1, various housings including the main housing 30 are evacuated, and the evacuation system for that purpose includes a vacuum pump, a vacuum valve, a vacuum gauge, a vacuum pipe, and the like. The optical system, detector unit, wafer chamber, load lock chamber, etc. are evacuated according to a predetermined sequence. In each part, the vacuum valve is controlled so as to achieve a necessary degree of vacuum. Then, the degree of vacuum is constantly monitored, and when an abnormality occurs, emergency control is performed between the chambers or between the chamber and the exhaust system using an isolation valve or the like by an interlock function to ensure the necessary degree of vacuum in each part. As the vacuum pump, a turbo molecular pump is used for main exhaust, and a roots type dry pump is used for roughing. The pressure at the inspection place (electron beam irradiation part) is 10 −3 to 10 −5 Pa, preferably 10 −4 to 10 −6 Pa, which is one digit lower than that.

ローダーハウジング40
図10は、図6とは別の方向から見たローダーハウジング40の立面図を示している。図10並びに図6及び図7に示すように、ローダーハウジング40は、第1のローディングチャンバ41と第2のローディングチャンバ42とを画成するハウジング本体43を備えている。ハウジング本体43は、底壁431と、頂壁432と、四周を囲む周壁433と、第1のローディングチャンバ41と第2のローディングチャンバ42とを仕切る仕切壁434とを有しており、2つのローディングチャンバを外部から隔離している。仕切壁434には、2つのローディングチャンバ間でウエハWの受け渡しを行うための開口すなわち出入り口435が形成されている。また、周壁433のミニエンバイロメント装置20及び主ハウジング30に隣接した部分には、出入り口436及び437が形成されている。このローダーハウジング40のハウジング本体43は、ハウジング支持装置33のフレーム構造体331上に載置されて支持されている。したがって、このローダーハウジング40にも、床の振動が伝達されない。
Loader housing 40
FIG. 10 shows an elevation view of the loader housing 40 as seen from a different direction than FIG. As shown in FIGS. 10, 6, and 7, the loader housing 40 includes a housing main body 43 that defines a first loading chamber 41 and a second loading chamber 42. The housing main body 43 includes a bottom wall 431, a top wall 432, a peripheral wall 433 that surrounds the four circumferences, and a partition wall 434 that partitions the first loading chamber 41 and the second loading chamber 42. The loading chamber is isolated from the outside. The partition wall 434 has an opening, that is, an entrance / exit 435 for transferring the wafer W between the two loading chambers. Further, entrances and exits 436 and 437 are formed in a portion of the peripheral wall 433 adjacent to the mini-environment device 20 and the main housing 30. The housing main body 43 of the loader housing 40 is placed and supported on the frame structure 331 of the housing support device 33. Therefore, the floor vibration is not transmitted to the loader housing 40.

ローダーハウジング40の出入り口436とミニエンバイロメント装置20のハウジング22の出入り口226とは整合されているが、これら出入り口436、226の間には、ミニエンバイロメント空間21とローディングチャンバ41との連通を選択的に阻止するシャッタ装置27が設けられている。また、ローダーハウジング40の出入り口437と主ハウジング30のハウジング本体32の出入り口325とは整合されているが、これら出入り口436、325の間には、ローディングチャンバ42とワーキンググチャンバ31との連通を選択的に密封阻止するシャッタ装置45が設けられている。更に、仕切壁434に形成された開口には、扉461により開口を閉じて、第1及び第2のローディングチャンバ間の連通を選択的に密封阻止するシャッタ装置46が設けられている。これらのシャッタ装置27、45及び46は、閉じ状態にあるとき、各チャンバを気密シールできるようになっている。   Although the entrance / exit 436 of the loader housing 40 and the entrance / exit 226 of the housing 22 of the mini-environment device 20 are aligned, the communication between the mini-environment space 21 and the loading chamber 41 is selected between the entrances / exits 436 and 226. A shutter device 27 is provided to prevent this. Further, the entrance / exit 437 of the loader housing 40 and the entrance / exit 325 of the housing main body 32 of the main housing 30 are aligned, but the communication between the loading chamber 42 and the working chamber 31 is selected between the entrances 436, 325. A shutter device 45 is provided to prevent the sealing. Further, the opening formed in the partition wall 434 is provided with a shutter device 46 that closes the opening by a door 461 and selectively blocks communication between the first and second loading chambers. These shutter devices 27, 45 and 46 are adapted to hermetically seal each chamber when in the closed state.

第1のローディングチャンバ41内には、複数枚(この実施形態では2枚)のウエハWを上下に隔てて水平に支持するウエハラック47が配設されている。
第1及び第2のローディングチャンバ41及び42は、真空ポンプを含む汎用の真空排気装置(図示せず)によって、高真空状態(真空度としては、10−5〜10―6Pa)に雰囲気制御される。この場合、第1のローディングチャンバ41を低真空チャンバとして低真空雰囲気に保ち、第2のローディングチャンバ42を高真空チャンバとして高真空雰囲気に保つことにより、ウエハの汚染防止を効果的に行うこともできる。このような2つのローディングチャンバを備えたローディングハウジング構造を採用することによって、ウエハWをローディングチャンバからワーキングチャンバ内に遅滞なく搬送することができる。このようなローディングチャンバ構造を採用することによって、欠陥等の検査のスループットを向上させ、更に、保管状態が高真空状態であることを要求される電子源周辺の真空度を、可能な限り高真空状態にすることができる。
In the first loading chamber 41, a wafer rack 47 is disposed that horizontally supports a plurality of (two in this embodiment) wafers W separated vertically.
The first and second loading chambers 41 and 42 are controlled in atmosphere to a high vacuum state (the degree of vacuum is 10 −5 to 10 −6 Pa) by a general-purpose vacuum exhaust device (not shown) including a vacuum pump. Is done. In this case, the contamination of the wafer can be effectively prevented by maintaining the first loading chamber 41 as a low vacuum chamber in a low vacuum atmosphere and maintaining the second loading chamber 42 as a high vacuum chamber in a high vacuum atmosphere. it can. By adopting such a loading housing structure including two loading chambers, the wafer W can be transferred from the loading chamber into the working chamber without delay. By adopting such a loading chamber structure, the throughput of inspection for defects and the like is improved, and the degree of vacuum around the electron source, which is required to be kept in a high vacuum state, is set as high as possible. Can be in a state.

第1及び第2のローディングチャンバ41及び42にはそれぞれ、真空排気配管と不活性ガス(例えば乾燥純窒素)用のベント配管(それぞれ図示せず)が接続されている。これによって、各ローディングチャンバ内の大気圧状態において、不活性ガスベント(不活性ガスを注入して、不活性ガス以外の酸素ガス等が表面に付着するのを防止する)が達成される。
なお、電子線を使用する主ハウジング30において、電子光学系70の電子源すなわち電子銃として使用される代表的な六硼化ランタン(LaB6)等は、一度熱電子を放出する程度まで高温状態に加熱された場合には、酸素等に可能な限り接触させないことがその寿命を縮めないために肝要である。主ハウジング30の電子光学系70が配置されているワーキングチャンバにウエハWを搬入する前段階で、上記のような雰囲気制御を行うことにより、酸素に接触する可能性が低減されるため、電子源の寿命を縮めてしまう可能性が低くなる。
A vacuum exhaust pipe and a vent pipe (not shown) for an inert gas (for example, dry pure nitrogen) are connected to the first and second loading chambers 41 and 42, respectively. This achieves an inert gas vent (injecting the inert gas to prevent oxygen gas other than the inert gas from adhering to the surface) in the atmospheric pressure state in each loading chamber.
In the main housing 30 that uses an electron beam, a typical lanthanum hexaboride (LaB 6 ) used as an electron source of the electron optical system 70, that is, an electron gun, is in a high-temperature state to such an extent that thermal electrons are emitted once. When heated to a high temperature, it is important not to make it contact with oxygen or the like as much as possible in order not to shorten its life. Since the atmosphere control as described above is performed before the wafer W is loaded into the working chamber in which the electron optical system 70 of the main housing 30 is disposed, the possibility of contact with oxygen is reduced. The possibility of shortening the lifespan is reduced.

ステージ装置50
ステージ装置50は、主ハウジング30の底壁321上に配置された固定テーブル51と、固定テーブル上でY方向(図6において紙面に垂直の方向)に移動するYテーブル52と、Yテーブル上でX方向(図6において左右方向)に移動するXテーブル53と、Xテーブル上で回転可能な回転テーブル54と、回転テーブル54上に配置されたホルダ55とを備えている。該ホルダ55のウエハ載置面551上にウエハWを解放可能に保持する。ホルダ55は、ウエハWを機械的に或いは静電チャック方式で解放可能に把持できる汎用の構造のものでよい。ステージ装置50は、サーボモータ、エンコーダ及び各種のセンサ(図示せず)を用いて、上記した複数のテーブル52〜54を動作させることにより、載置面551上でホルダ55に保持されたウエハWを電子光学系70から照射される電子ビームに対してX方向、Y方向及びZ方向(図6において上下方向)に、更には、ウエハの支持面に鉛直な軸線の回り方向(θ方向)に、高い精度で位置決めすることができる。
Stage device 50
The stage apparatus 50 includes a fixed table 51 disposed on the bottom wall 321 of the main housing 30, a Y table 52 that moves in the Y direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 6) on the fixed table, and a Y table. An X table 53 that moves in the X direction (left-right direction in FIG. 6), a rotary table 54 that can rotate on the X table, and a holder 55 that is arranged on the rotary table 54 are provided. The wafer W is releasably held on the wafer placement surface 551 of the holder 55. The holder 55 may have a general-purpose structure capable of releasably gripping the wafer W mechanically or by an electrostatic chuck method. The stage device 50 operates the plurality of tables 52 to 54 using a servo motor, an encoder, and various sensors (not shown), thereby causing the wafer W held by the holder 55 on the mounting surface 551. In the X direction, Y direction, and Z direction (vertical direction in FIG. 6) with respect to the electron beam irradiated from the electron optical system 70, and further in the direction around the axis perpendicular to the wafer support surface (θ direction). Can be positioned with high accuracy.

なお、Z方向の位置決めは、例えばホルダ55上の載置面の位置をZ方向に微調整可能にしておけばよい。この場合、載置面の参照位置を微細径レーザによる位置測定装置(干渉計の原理を使用したレーザ干渉測距装置)によって検知し、その位置をフィードバック回路(不図示)によって制御したり、それと共に或いはそれに代えて、ウエハのノッチ或いはオリフラの位置を測定して、ウエハの電子ビームに対する平面位置及び回転位置を検知し、回転テーブル54を微小角度制御可能なステッピングモータなどにより回転させて制御する。ホルダ55を設けずに、回転テーブル54上にウエハWを直接載置してもよい。ワーキングチャンバ31内での塵埃の発生を極力防止するために、ステージ装置50用のサーボモータ521、531及びエンコーダ522、532は、主ハウジング30の外側に配置されている。
電子ビームに対するウエハWの回転位置やX−Y座標位置を、後述する信号検出系或いは画像処理系に予め入力することによって、信号の基準化を図ることもできる。
Note that the positioning in the Z direction may be performed by finely adjusting the position of the mounting surface on the holder 55 in the Z direction, for example. In this case, the reference position of the mounting surface is detected by a position measuring device (laser interference distance measuring device using the principle of an interferometer) using a fine-diameter laser, and the position is controlled by a feedback circuit (not shown). In addition to or instead of this, the position of the notch or orientation flat of the wafer is measured to detect the planar position and the rotational position of the wafer with respect to the electron beam, and the rotation table 54 is rotated by a stepping motor or the like capable of controlling a minute angle. . The wafer W may be directly placed on the rotary table 54 without providing the holder 55. Servo motors 521, 531 and encoders 522, 532 for the stage device 50 are disposed outside the main housing 30 in order to prevent dust generation in the working chamber 31 as much as possible.
Signals can be standardized by inputting in advance a rotation position or XY coordinate position of the wafer W with respect to the electron beam into a signal detection system or an image processing system described later.

更に、このホルダに設けられたウエハチャッキング機構は、ウエハをチャックするための電圧を静電チャックの電極に与えられるようになっていて、ウエハの外周部の3点(好ましくは周方向に等隔に隔てられた)を押さえて位置決めするようになっている。ウエハチャック機構は、二つの固定位置決めピンと、一つの押圧式クランクピンとを備えている。クランプピンは、自動チャック及び自動リリースを実現できるようになっており、かつ電圧印加の導通箇所を構成している。
なお、この実施の形態では、図7の左右方向に移動するテーブルをXテーブルとし、図13の上下方向に移動するテーブルをYテーブルとしたが、同図で左右方向に移動するテーブルをYテーブルとし、上下方向に移動するテーブルをXテーブルとしてもよい。
Further, the wafer chucking mechanism provided in the holder is adapted to apply a voltage for chucking the wafer to the electrode of the electrostatic chuck, and has three points on the outer periphery of the wafer (preferably in the circumferential direction, etc.). It is designed to be positioned by pressing down. The wafer chuck mechanism includes two fixed positioning pins and one pressing crank pin. The clamp pin can realize automatic chucking and automatic release, and constitutes a conduction point for voltage application.
In this embodiment, the table that moves in the left-right direction in FIG. 7 is the X table and the table that moves in the up-down direction in FIG. 13 is the Y table, but the table that moves in the left-right direction in FIG. The table that moves in the vertical direction may be the X table.

ウエハチャッキング機構
1)静電チャックの基本構造
電子光学系の焦点を試料面に正確にかつ短時間で合わせるために、試料面すなわちウエハ面の凹凸は極力小さくすることが好ましい。そのため、平面度良く(平面度5μm以下が好ましい)製作された静電チャックの表面にウエハを吸着することが行われる。
静電チャックの電極構造には、単極形と双極形が存在する。単極形はウエハに予め導通をとり、1つの静電チャック電極との間に高電圧(一般的に数10〜数100V程度)を印加することによってウエハを吸着する方法であり、双極形は、ウエハに導通をとる必要が無く、2つの静電チャック電極に正負逆の電圧を印加するだけでウエハを吸着できる。但し、一般的に、安定した吸着条件を得るためには、2つの電極を櫛の歯状に入り組ませた形状にする必要があり、電極形状は複雑になる。
Wafer Chucking Mechanism 1) Basic Structure of Electrostatic Chuck In order to focus the electron optical system on the sample surface accurately and in a short time, it is preferable to make the unevenness of the sample surface, that is, the wafer surface as small as possible. Therefore, the wafer is attracted to the surface of the electrostatic chuck manufactured with good flatness (preferably flatness of 5 μm or less).
The electrode structure of the electrostatic chuck includes a monopolar type and a bipolar type. The monopolar type is a method in which the wafer is attracted by conducting the wafer in advance and applying a high voltage (generally about several tens to several hundreds volts) between one electrostatic chuck electrode and the bipolar type. It is not necessary to conduct the wafer, and the wafer can be attracted only by applying positive and negative voltages to the two electrostatic chuck electrodes. However, in general, in order to obtain stable adsorption conditions, it is necessary to form a shape in which two electrodes are combined in a comb tooth shape, and the electrode shape becomes complicated.

一方、試料の検査のためには、電子光学系の結像条件を得るため、あるいは試料面の状態を電子で観察しやすい状態にするために、ウエハに所定の電圧(リターディング電圧)を印加する必要がある。このリターディング電圧をウエハに印加すること、及びウエハ表面の電位を安定させるためには、静電チャックを上記の単極形とすることが必要である。(但し、後述するように導通針でウエハとの導通をとるまでは、静電チャックを双極形として機能させる必要ある。よって静電チャックは、単極形と双極形の切換可能な構造にしている。)ウエハの表面の電位が、各検査モードで所定の値で安定していない場合、結像条件を満足せず、きれいな画像を得ることができない。そのため、リターディング電圧の印加前に、ウエハの導通確認を確実に行う必要がある。   On the other hand, for specimen inspection, a predetermined voltage (retarding voltage) is applied to the wafer in order to obtain imaging conditions for the electron optical system or to make the specimen surface easy to observe with electrons. There is a need to. In order to apply this retarding voltage to the wafer and stabilize the potential on the wafer surface, the electrostatic chuck needs to be of the above-mentioned monopolar type. (However, it is necessary to make the electrostatic chuck function as a bipolar type until it is connected to the wafer with a conductive needle, as will be described later. Therefore, the electrostatic chuck has a switchable structure between a monopolar type and a bipolar type. If the potential on the surface of the wafer is not stable at a predetermined value in each inspection mode, the imaging conditions are not satisfied and a clear image cannot be obtained. Therefore, it is necessary to surely confirm the continuity of the wafer before applying the retarding voltage.

したがって、ウエハに機械的に接触して導通をとらなければならない。ところが、ウエハに対する汚染防止の要求は厳しくなってきており、ウエハへの機械的接触を極力避けることが求められ、ウエハのエッジへの接触が許されない場合がある。このような場合は、ウエハ裏面にて導通をとらなければならない。
ウエハ裏面には、シリコン酸化膜が形成されていることが普通であり、そのままでは導通がとれない。そこで、ウエハ裏面に、2ケ所以上の針を接触させ、針の間に電圧を印加することによって、酸化膜を局部的に破壊し、ウエハ母材のシリコンと導通をとることができる。針に印加する電圧は、数百V程度のDC電圧もしくはAC電圧である。また針の材料としては、非磁性で耐摩耗性があり高融点材料であることが求められ、タングステン等が考えられる。またさらに耐久性を持たせるため、あるいはウエハの汚染防止のために、表面にTiNやダイヤモンドをコーティングすることも有効である。また、ウエハとの導通がとれたことを確認するために、針の間に電圧を印加し電流計により電流を測定することが有効である。導通確認を行ってから、リターディング電圧を印加することにより、ウエハ表面を所望の電位とすることができ、結像条件を満足した検査を行うことができる。
Therefore, the wafer must be brought into mechanical contact with the wafer for electrical conduction. However, there is an increasing demand for preventing contamination of the wafer, and it is required to avoid mechanical contact with the wafer as much as possible, and contact with the edge of the wafer may not be permitted. In such a case, conduction must be established on the back surface of the wafer.
Usually, a silicon oxide film is formed on the back surface of the wafer, and conduction cannot be obtained as it is. Therefore, by bringing two or more needles into contact with the back surface of the wafer and applying a voltage between the needles, the oxide film can be locally broken and conductive with the silicon of the wafer base material. The voltage applied to the needle is a DC voltage or an AC voltage of about several hundred volts. Further, the needle material is required to be non-magnetic, wear-resistant and a high melting point material, and tungsten or the like can be considered. It is also effective to coat the surface with TiN or diamond in order to provide further durability or prevent contamination of the wafer. It is also effective to apply a voltage between the needles and measure the current with an ammeter in order to confirm that conduction with the wafer has been achieved. By applying a retarding voltage after confirming continuity, the wafer surface can be brought to a desired potential, and an inspection satisfying the imaging conditions can be performed.

以上のような背景から作られたのが、図11に示すようなチャッキング機構である。静電チャックには、ウエハWを安定に吸着するために櫛歯状に入り組んだ形状であることが望ましい電極19・1、19・2と、ウエハ受渡し用の3本のプッシャーピン19・3と、ウエハ印加用の2つ以上の導通針19・4とが設けられている。また、静電チャックの周囲には補正リング19・5とウエハ落とし込み機構19・6が配置される。
プッシャーピン19・3は、試料であるウエハWがロボットハンドによって搬送される際に静電チャック面上から予め突出しており、ロボットハンドの動作によってウエハWがその上に載置されると、ゆっくりと下降し、ウエハWを静電チャック上に載せる。ウエハを静電チャック上から取り出す際には、逆の動作をしてロボットハンドにウエハWを渡す役割を果たす。プッシャーピン19・3は、ウエハの位置がずれたり汚染されることが無いように表面材料を選ばなければならず、シリコンゴム、フッ素ゴム、SiCやアルミナ等のセラミックス、テフロンやポリイミド等の樹脂などを使用することが望ましい。
A chucking mechanism as shown in FIG. 11 is made from the above background. The electrostatic chuck includes electrodes 19. 1, 19. 2, which are preferably arranged in a comb-like shape for stably adsorbing the wafer W, and three pusher pins 19. 3 for delivering the wafer. Two or more conductive needles 19 and 4 for applying a wafer are provided. Further, a correction ring 19.5 and a wafer dropping mechanism 19.6 are disposed around the electrostatic chuck.
The pusher pins 19.3 protrude in advance from the surface of the electrostatic chuck when the wafer W as a sample is transferred by the robot hand. When the wafer W is placed on the wafer by the operation of the robot hand, And the wafer W is placed on the electrostatic chuck. When the wafer is taken out from the electrostatic chuck, the wafer W is transferred to the robot hand by performing the reverse operation. For the pusher pins 19.3, the surface material must be selected so that the wafer is not displaced or contaminated, such as silicon rubber, fluorine rubber, ceramics such as SiC or alumina, resin such as Teflon or polyimide, etc. It is desirable to use

プッシャーピン19・3の駆動機構としては幾つか方法がある。一つは、静電チャックの下部に非磁性アクチュエータを設置する方法である。これは、超音波リニアモータによりプッシャーピンを直接リニア駆動する方法や、回転形超音波モータとボールネジまたはラック&ピニオンギアの組み合わせでプッシャーピンの直線駆動を行う等の方法が有る。この方法は、静電チャックを搭載するXYステージのテーブル上に、プッシャー機構がコンパクトにまとめられる反面、アクチュエータやリミットセンサ等の配線が非常に多くなってしまう。これらの配線はXY動作するテーブルから試料室(メインチャンバ又は主ハウジング)壁面まで繋がるが、ステージの動作に伴って屈曲するため、大きな曲げRを持たせて配設する必要がありスペースをとってしまう。またパーティクル発生源になったり、配線の定期的な交換も必要になるので、使用数は必要最小限にするのがよい。   There are several methods for driving the pusher pins 19.3. One is a method of installing a non-magnetic actuator below the electrostatic chuck. This includes a method in which the pusher pin is directly linearly driven by an ultrasonic linear motor, and a method in which the pusher pin is linearly driven by a combination of a rotary ultrasonic motor and a ball screw or rack and pinion gear. In this method, the pusher mechanism is compactly integrated on the table of the XY stage on which the electrostatic chuck is mounted, but the wiring of the actuators, limit sensors, and the like becomes very large. These wires are connected from the XY-operating table to the sample chamber (main chamber or main housing) wall surface, but bend as the stage moves, so it is necessary to arrange them with a large bend R and take up space. End up. Moreover, since it becomes a particle generation source and the wiring needs to be replaced periodically, the number of use should be minimized.

そこで別方式として、外部から駆動力を供給する方法もある。ウエハWを着脱する位置にステージが移動すると、ベローズを介して真空中に突出した軸が、チャンバ外に備えられたエアシリンダで駆動されて、静電チャック下部に設けられたプッシャー駆動機構の軸を押すようになっている。軸はプッシャー駆動機構内部で、ラック・ピニオンまたはリンク機構と繋がっており、軸の往復移動がプッシャーピンの上下動と連動するようになっている。ウエハWをロボットハンドとの間で受け渡しする際には、コントローラで適切な速度に調整してエアシリンダで軸を真空中に押し出すことによって、プッシャーピン19・3を上昇させる。
なお、外部からの軸の駆動源は、エアシリンダに限るものではなく、サーボモータとラック・ピニオンやボールネジの組み合わせでも良い。また、外部からの駆動源を回転軸とすることも可能である。その場合、回転軸は磁性流体シール等の真空シール機構を介し、プッシャー駆動機構は回転をプッシャーの直線運動に変換する機構を内蔵する。
Therefore, as another method, there is a method of supplying driving force from the outside. When the stage moves to a position where the wafer W is attached or detached, the shaft protruding into the vacuum via the bellows is driven by an air cylinder provided outside the chamber, and the shaft of the pusher drive mechanism provided below the electrostatic chuck It is supposed to press. The shaft is connected to the rack and pinion or the link mechanism inside the pusher drive mechanism, and the reciprocating movement of the shaft is interlocked with the vertical movement of the pusher pin. When the wafer W is transferred to and from the robot hand, the pusher pins 19.3 are raised by adjusting the speed to an appropriate level with a controller and pushing the shaft into a vacuum with an air cylinder.
The drive source of the shaft from the outside is not limited to the air cylinder, but may be a combination of a servo motor, a rack and pinion, and a ball screw. It is also possible to use an external drive source as the rotation axis. In that case, the rotary shaft is provided with a vacuum seal mechanism such as a magnetic fluid seal, and the pusher drive mechanism has a built-in mechanism for converting the rotation into a linear motion of the pusher.

補正リング19・5は、ウエハ端部の電界分布を均一に保つ作用を持つもので、基本的にウエハと同電位を印加する。しかし、ウエハと補正リング間の微小隙間や、ウエハと補正リング表面高さの微小な差の影響を打ち消すため、ウエハ端部電位と若干異なる電位を印加することもある。補正リングは、ウエハの半径方向10〜30mm程度の幅を持ち、非磁性で導電性の材料、例えば、チタン、リン青銅、TiN又はTiCコーティングしたアルミ等を使用することができる。
導通針19・4はばね19・7で支持されており、ウエハが静電チャック上に搭載されると、ばね力でウエハ裏面に軽く押し付けられる。この状態で、上述した様に電圧を印加することによってウエハWとの電気的導通をとる。
The correction ring 19.5 has an action of maintaining the electric field distribution at the wafer end portion uniformly, and basically applies the same potential as that of the wafer. However, a potential slightly different from the wafer end potential may be applied in order to cancel out the influence of the minute gap between the wafer and the compensation ring and the minute difference between the wafer and the compensation ring surface height. The correction ring has a width of about 10 to 30 mm in the radial direction of the wafer, and can use a nonmagnetic and conductive material such as titanium, phosphor bronze, TiN or TiC coated aluminum.
The conductive needles 19 and 4 are supported by springs 19 and 7, and when the wafer is mounted on the electrostatic chuck, it is lightly pressed against the back surface of the wafer by the spring force. In this state, electrical continuity with the wafer W is obtained by applying a voltage as described above.

静電チャック本体は、タングステン等の非磁性の平面状電極19・1、19・2と、その上に形成された誘電体から成る。誘電体の材料はアルミナ、窒化アルミ、ポリイミド等が使用できる。一般にアルミナ等のセラミックスは体積抵抗率が1014Ωcm程度の完全な絶縁体なので、材料内部での電荷移動は発生せず、吸着力としてクーロン力が作用する。これに対して、セラミックス組成をわずかに調整することによって体積抵抗率を1010Ωcm程度にすることができ、こうすることによって材料内部で電荷の移動が生じるため、ウエハ吸着力としてクーロン力より強い所謂ジョンソン・ラーベック力が作用する。吸着力が強ければその分、印加電圧を低くすることができ、絶縁破壊に対するマージンを大きくとることができ、かつ安定した吸着力も得やすい。また、静電チャック表面をたとえばディンプル状に加工することによって、静電チャック表面にパーティクル等が付着しても、パーティクルがディンプルの谷部分に落ちる可能性が生じるのでウエハの平面度に影響を与える可能性が減少する効果も期待できる。
以上より、静電チャック材料を、体積抵抗率を1010Ωcm程度に調整した窒化アルミやアルミナセラミックスとし、表面にディンプル状などの凹凸を形成し、その凸面の集合で形成される面の平面度を5μm程度に加工したものが実用的である。
The electrostatic chuck main body is made up of non-magnetic planar electrodes 19, 19, 2, such as tungsten, and a dielectric formed thereon. As the dielectric material, alumina, aluminum nitride, polyimide, or the like can be used. In general, ceramics such as alumina are a perfect insulator having a volume resistivity of about 10 14 Ωcm, so that no charge transfer occurs inside the material and a Coulomb force acts as an adsorption force. On the other hand, the volume resistivity can be reduced to about 10 10 Ωcm by slightly adjusting the ceramic composition, and this causes the movement of electric charge inside the material, so that the wafer adsorption force is stronger than the Coulomb force. A so-called Johnson-Rahbek force acts. If the attractive force is strong, the applied voltage can be lowered accordingly, a margin for dielectric breakdown can be increased, and a stable attractive force can be easily obtained. In addition, by processing the electrostatic chuck surface into, for example, a dimple shape, even if particles adhere to the electrostatic chuck surface, the particles may fall into the valley portion of the dimple, which affects the flatness of the wafer. The effect of reducing the possibility can be expected.
From the above, the electrostatic chuck material is made of aluminum nitride or alumina ceramic whose volume resistivity is adjusted to about 10 10 Ωcm, and the surface is formed as a set of convex surfaces by forming irregularities such as dimples on the surface. What is processed into about 5 μm is practical.

2)200/300ブリッジツールのためのチャッキング機構
200mmと300mmの2種類のウエハを機械的改造無く検査することが装置に求められることがある。その場合、静電チャックは2種類のサイズのウエハをチャッキングし、かつウエハ周縁部にウエハのサイズに合わせた補正リングを載置しなければならない。図11の(A)、(B)及び図12はそのための構造を示している。
図11の(A)は静電チャック上に300mmのウエハWを搭載した状態を示している。ウエハWのサイズより僅かに大きい(隙間0.5mm程度)内径を持った補正リング19・1が、静電チャック外周の金属性リング状部品にインローで位置決めされ載置されている。この補正リング19・1には、ウエハ落し込み機構19・2が3ヵ所設けられている。ウエハ落し込み機構19・2は、プッシャーピン19・3の駆動機構と連動した上下駆動機構によって駆動され、補正リング19・1に設けられた回転軸周りに回転可能に支持されている。
2) Chucking mechanism for 200/300 bridge tool There are cases where the apparatus is required to inspect two types of wafers of 200 mm and 300 mm without mechanical modification. In this case, the electrostatic chuck must chuck two types of wafers and place a correction ring in accordance with the wafer size on the peripheral edge of the wafer. FIGS. 11A, 11B, and 12 show structures for this purpose.
FIG. 11A shows a state where a 300 mm wafer W is mounted on the electrostatic chuck. A correction ring 19.1 having an inner diameter slightly larger than the size of the wafer W (a gap of about 0.5 mm) is positioned and mounted on a metallic ring-shaped part on the outer periphery of the electrostatic chuck by an inlay. The correction ring 19. 1 is provided with three wafer dropping mechanisms 19.2. The wafer dropping mechanism 19.2 is driven by a vertical drive mechanism that is linked to the drive mechanism of the pusher pins 19.3, and is supported so as to be rotatable around a rotation axis provided in the correction ring 19.1.

ウエハWをロボットハンドから受ける場合、プッシャーピン駆動機構が動作し、プッシャーピン19・3を上に押上げる。それと適切なタイミングをとって補正リング19・1に設けられたウエハ落し込み機構19・2も、図11の(B)に示すように、駆動力を受けて回転する。するとウエハ落し込み機構19・2がウエハWを静電チャック中心にガイドするテーパ面を形成する。次に、押し上げられたプッシャーピン19・3にウエハWが載せられた後、プッシャーピン19・3を下降させる。ウエハ落し込み機構19・2に対する駆動力の作用タイミングをプッシャーピン19・3の下降と適切に調整することによって、ウエハWは落し込み機構19・2のテーパ面によって位置を修正されながら静電チャック上にウエハWの中心と静電チャックの中心がほぼ一致するように置かれる。
落し込み機構19・2のテーパ面にはテフロン等の低摩擦材、好ましくは導電性のある低摩擦材(例えば、導電性テフロン、導電性ダイヤモンドライクカーボン、TINコーティング)を形成することが望ましい。なお、図中の符号A、B、C、D、Eは電圧を印加するための(後述する)端子であり、19・4はウエハWが静電チャック上に載置されたことを検知するウエハ導通用針で、バネ19・5によって押し上げられている。
When the wafer W is received from the robot hand, the pusher pin drive mechanism operates to push up the pusher pins 19.3. At the same time, the wafer dropping mechanism 19.2 provided on the correction ring 19.1 is also rotated by receiving a driving force as shown in FIG. Then, the wafer dropping mechanism 19.2 forms a tapered surface for guiding the wafer W to the electrostatic chuck center. Next, after the wafer W is placed on the pushed-up pusher pins 19.3, the pusher pins 19.3 are lowered. By appropriately adjusting the timing of the driving force applied to the wafer dropping mechanism 19.2 with the lowering of the pusher pins 19.3, the position of the wafer W is corrected by the taper surface of the dropping mechanism 19.2 and the electrostatic chuck. The center of the wafer W and the center of the electrostatic chuck are placed on the top.
It is desirable to form a low friction material such as Teflon, preferably a conductive low friction material (for example, conductive Teflon, conductive diamond-like carbon, TIN coating) on the tapered surface of the dropping mechanism 19 or 2. Reference numerals A, B, C, D, and E in the figure are terminals (described later) for applying a voltage, and 19.4 detects that the wafer W is placed on the electrostatic chuck. The wafer conduction needle is pushed up by a spring 19.5.

図12は、同じ静電チャックに200mmのウエハWを搭載した状態を示している。静電チャックよりもウエハ径が小さいため、静電チャック表面が露出してしまうので、静電チャックを完全に隠す大きさを持った補正リング20・1を搭載している。補正リング20・1の位置決めは300mm用補正リングの場合と同様である。
補正リング20・1の内周部には段差が設けてあり、静電チャック側のリング状溝20・2に収まるようになっている。これは、200mmウエハを搭載した時に補正リング20・1の内周とウエハWの外周との間の隙間から静電チャック表面が見えないように導体(補正リング20・1)で隠すための構造である。もし静電チャック表面が見える構造になっていると、電子ビームが照射された際、静電チャック表面に電荷がチャージしてしまい、試料面の電位が乱れてしまうからである。
FIG. 12 shows a state where a 200 mm wafer W is mounted on the same electrostatic chuck. Since the surface of the electrostatic chuck is exposed because the wafer diameter is smaller than that of the electrostatic chuck, the correction ring 20. 1 having a size that completely hides the electrostatic chuck is mounted. The positioning of the correction ring 20.1 is the same as in the case of the 300 mm correction ring.
A step is provided on the inner peripheral portion of the correction ring 20. 1 so as to be accommodated in the ring-shaped groove 20. This is a structure for concealing the surface of the electrostatic chuck with a conductor (correction ring 20. 1) so that the surface of the electrostatic chuck cannot be seen from the gap between the inner periphery of the correction ring 20. It is. If the electrostatic chuck surface is visible, when the electron beam is irradiated, the electric charge is charged on the surface of the electrostatic chuck, and the potential of the sample surface is disturbed.

補正リング20・1の交換は、真空チャンバ内の所定の位置に補正リング交換場所を設けておき、そこから必要な大きさの補正リングをロボットによって搬送して静電チャックに取り付ける(インロー部に挿入する)ことによって行う。
200mm用補正リングにも、300mmと同様にウエハ落し込み機構20・2が設けられている。静電チャック側には、このウエハ落し込み機構20・2と干渉しないように逃げが形成されている。静電チャック上へのウエハの搭載方法は300mmの場合とまったく同様である。なお、符号A、B、C、D、Eは電圧を印加するための端子、20・3はプッシュピン19・3と同様のプッシュピン、20・4はウエハ導通用針19・4と同様のウエハ導通用針である。
To replace the correction ring 20. 1, a correction ring replacement place is provided at a predetermined position in the vacuum chamber, and a correction ring having a required size is transported by the robot and attached to the electrostatic chuck (on the inlay portion). Insert).
The 200 mm correction ring is also provided with a wafer dropping mechanism 20. 2 as in the case of 300 mm. A relief is formed on the electrostatic chuck side so as not to interfere with the wafer dropping mechanism 20. The wafer mounting method on the electrostatic chuck is exactly the same as in the case of 300 mm. Reference numerals A, B, C, D, and E are terminals for applying a voltage, 20 and 3 are push pins similar to the push pins 19 and 3, and 20 and 4 are similar to the wafer conduction needles 19.4. Wafer conduction needle.

図13の(A)及び(B)は、300mmウエハと200mmウエハの両方に対応することができる静電チャックの構成を概略的に示した図であり、(A)は300mmウエハを、(B)は200mmウエハを載置した状態をそれぞれ示している。図13の(A)から理解されるとおり、静電チャックは300mmウエハを載置することができる広さを持ち、図13の(B)に示すように、静電チャックの中央の部分は200mmウエハを載置することができる広さであり、それを囲むように、補正リング20・1の内周部が嵌り込む溝20・6が設けられる。なお、符号A、B、C、D、Eは電圧を印加するための端子である。   FIGS. 13A and 13B are diagrams schematically showing the configuration of an electrostatic chuck that can handle both 300 mm wafers and 200 mm wafers, and FIG. ) Shows a state in which a 200 mm wafer is placed. As understood from FIG. 13A, the electrostatic chuck has a size capable of mounting a 300 mm wafer, and as shown in FIG. 13B, the central portion of the electrostatic chuck is 200 mm. Grooves 20 and 6 into which the inner peripheral portion of the correction ring 20 and 1 fits are provided so as to surround the wafer. Reference signs A, B, C, D, and E are terminals for applying a voltage.

図13の(A)及び(B)に示す静電チャックの場合、ウエハが静電チャックに載置されているかどうか、ウエハが静電チャックに正しく載置されたかどうか、補正リングがあるかどうか等は、光学的に検出される。例えば、静電チャックの上方に光学センサを設置し、その光学センサから発された光がウエハによって反射されて再び光学センサへ戻ったときの光路長を検出することによって、ウエハが水平に載置されたか、傾いて載置されたかが検出できる。また、補正リングの有無は、補正リングが載置されるべき場所の中の適宜の点を斜めに照射する光送信機と、補正リングからの反射光を受光する光受信機とを設けることで検出することができる。更に、200mmウエハ用の補正リングが載置される場所の適宜の点を斜めに照射する光送信機及び該補正リングからの反射光を受光する光受信機の組み合わせと、300mmウエハ用の補正リングが載置される場所の適宜の点を斜めに照射する光送信機及び該補正リングからの反射光を受光する光受信機の組み合わせとを設け、いずれの光受信機が反射光を受信するかを検知することにより、200mmウエハ用の補正リングと300mmウエハ用の補正リングのいずれが静電チャックに載置されたかを検出することができる。   In the case of the electrostatic chuck shown in FIGS. 13A and 13B, whether the wafer is placed on the electrostatic chuck, whether the wafer is correctly placed on the electrostatic chuck, and whether there is a correction ring. Etc. are detected optically. For example, an optical sensor is installed above the electrostatic chuck, and the wafer is placed horizontally by detecting the optical path length when the light emitted from the optical sensor is reflected by the wafer and returns to the optical sensor again. It can be detected whether it is mounted or tilted. The presence or absence of the correction ring is determined by providing an optical transmitter that obliquely illuminates an appropriate point in the place where the correction ring should be placed and an optical receiver that receives the reflected light from the correction ring. Can be detected. Further, a combination of an optical transmitter for obliquely irradiating an appropriate point where a correction ring for a 200 mm wafer is placed, an optical receiver for receiving reflected light from the correction ring, and a correction ring for a 300 mm wafer A combination of an optical transmitter that obliquely illuminates an appropriate point on the place where the light is placed and an optical receiver that receives reflected light from the correction ring, and which optical receiver receives the reflected light It is possible to detect which one of the 200 mm wafer correction ring and the 300 mm wafer correction ring is placed on the electrostatic chuck.

3)ウエハチャッキング手順
以上説明した構造をもったウエハチャッキング機構は、以下の手順でウエハをチャッキングする。
(1)ウエハサイズに合った補正リングをロボットによって搬送し、静電チャックに搭載する。
(2)ロボットハンドによるウエハ搬送とプッシャーピンの上下動によって、ウエハを静電チャック上に載置する。
(3)静電チャックを双極形で印加(端子C、Dに正負逆の電圧を印加)し、ウエハを吸着する。
(4)導通用針に所定電圧を印加して、ウエハ裏面の絶縁膜(酸化膜)を破壊する。
(5)端子A、B間の電流を測定して、ウエハとの導通が取れたかどうか確認する。
(6)静電チャックを単極形吸着に移行する。(端子A、BをGRD、端子C、Dに同一電圧を印加する)
(7)端子A(又はB)と端子C(又はD)との電位差を保ったまま、端子A(又はB)の電圧を下げ、ウエハに所定のリターディング電圧を印加する。
3) Wafer chucking procedure The wafer chucking mechanism having the above-described structure chucks a wafer according to the following procedure.
(1) A correction ring suitable for the wafer size is transported by a robot and mounted on an electrostatic chuck.
(2) The wafer is placed on the electrostatic chuck by the wafer transfer by the robot hand and the vertical movement of the pusher pin.
(3) An electrostatic chuck is applied in a bipolar manner (positive and negative voltages are applied to the terminals C and D) to attract the wafer.
(4) A predetermined voltage is applied to the conduction needle to destroy the insulating film (oxide film) on the back surface of the wafer.
(5) The current between the terminals A and B is measured, and it is confirmed whether or not electrical connection with the wafer is obtained.
(6) The electrostatic chuck is shifted to monopolar adsorption. (Apply the same voltage to terminals A and B as GRD and terminals C and D)
(7) While maintaining the potential difference between the terminal A (or B) and the terminal C (or D), the voltage at the terminal A (or B) is lowered and a predetermined retarding voltage is applied to the wafer.

200/300ブリッジツールのための装置構成
200mmウエハと300mmウエハのどちらも機械的改造なしに検査できる装置にするための構成を図14及び図15に示す。以下、200mmウエハもしくは300mmウエハの専用装置と異なる点を説明する。
200/300mmウエハ、FOUP、SMIF、オープンカセット等の仕様毎に交換されるウエハカセットの設置場所21・1には、ユーザ仕様によって決まるウエハサイズやウエハカセットの種類に応じたウエハカセットが設置できるようになっている。大気搬送ロボット21・2は、異なるウエハサイズに対応できるようなハンドを備え、すなわちウエハの落し込み部がウエハサイズに合わせて複数設けられており、ウエハサイズにあった箇所でハンドに搭載されるようになっている。大気搬送ロボット21・2はウエハを設置場所21・1からプリアライナー21・3へ送ってウエハの向きを整えた後、ウエハをプリアライナー21・3から取り出して、ロードロック室21・4内へ送る。
Device Configuration for 200/300 Bridge Tool FIGS. 14 and 15 show a configuration for making an apparatus capable of inspecting both 200 mm wafers and 300 mm wafers without mechanical modification. Hereinafter, differences from the 200 mm wafer or 300 mm wafer dedicated apparatus will be described.
Wafer cassettes according to the wafer size and the type of wafer cassette determined by the user specifications can be installed at the wafer cassette installation location 21.1 which is exchanged for each specification such as 200/300 mm wafer, FOUP, SMIF, and open cassette. It has become. The atmospheric transfer robots 21 and 2 are provided with a hand that can cope with different wafer sizes, that is, a plurality of dropping portions of the wafer are provided in accordance with the wafer size, and are mounted on the hand at a position corresponding to the wafer size. It is like that. The atmospheric transfer robot 21. 2 sends the wafer from the installation location 21. 1 to the pre-aligner 21. 3 to adjust the orientation of the wafer, and then removes the wafer from the pre-aligner 21. 3 and enters the load lock chamber 21. send.

ロードロック室21・4の内部のウエハラックも同様の構造で、ウエハラックのウエハ支持部には、ウエハサイズに合わせた複数の落し込み部が形成されており、大気搬送ロボット21・2のハンドに搭載されたウエハは、そのサイズに合った落し込み部に搭載されるようにロボットハンドの高さが調整されてウエハラック内にウエハが挿入され、その後、ロボットハンドが下降することによってウエハ支持部の所定の落し込み部にウエハが載置される。   The wafer racks inside the load lock chambers 21 and 4 have the same structure, and a plurality of drop portions corresponding to the wafer size are formed on the wafer support portion of the wafer rack. The height of the robot hand is adjusted so that the wafer loaded on the drop-in part that fits the size of the wafer is inserted into the wafer rack, and then the robot hand is lowered to support the wafer. The wafer is placed on a predetermined drop portion of the part.

ロードロック室21・4内のウエハラックに載置されたウエハは、次いで、搬送室21・5内に設置された真空搬送ロボット21・6によってロードロック室21・3から取り出されて試料室21・7内のステージ21・8上に搬送される。真空搬送ロボット21・6のハンドも、大気搬送ロボット21・2と同様、ウエハサイズに合った複数の落し込み部を有している。ロボットハンドの所定の落し込み部に搭載されたウエハは、ステージ21・8において、予めウエハサイズに合った補正リング21・9を搭載した静電チャック上に載置され、静電チャックで吸着固定される。補正リング21・9は、搬送室21・5内に設けられた補正リングラック21・10上に載置されている。そこで、真空搬送ロボット21・6はウエハサイズに合った補正リング21・9を補正リングラック21・10から取り出して静電チャック上に搬送し、静電チャック外周部に形成された位置決め用インロー部に補正リング21・9を嵌め込んでから、ウエハを静電チャックに載置する。   The wafers placed on the wafer racks in the load lock chambers 21 and 4 are then taken out from the load lock chambers 21 and 3 by the vacuum transfer robots 21 and 6 installed in the transfer chambers 21 and 5 to be sample chambers 21. -It is conveyed on stage 21 * 8 in 7. Similarly to the atmospheric transfer robots 21 and 2, the hands of the vacuum transfer robots 21 and 6 also have a plurality of drop portions that match the wafer size. The wafer mounted on the predetermined drop portion of the robot hand is placed on the electrostatic chuck on which the correction rings 21 and 9 suitable for the wafer size are mounted in advance on the stages 21 and 8, and is attracted and fixed by the electrostatic chuck. Is done. The correction rings 21 and 9 are placed on correction ring racks 21 and 10 provided in the transfer chambers 21 and 5. Accordingly, the vacuum transfer robots 21 and 6 take out the correction rings 21 and 9 suitable for the wafer size from the correction ring racks 21 and 10 and transfer them onto the electrostatic chuck, and positioning inlay portions formed on the outer periphery of the electrostatic chuck. After the correction rings 21 and 9 are fitted into the wafer, the wafer is placed on the electrostatic chuck.

補正リングを交換する時は、この逆の操作を行う。すなわち、ロボット21・6によって静電チャックから補正リング21・9を外し、搬送室21・5内の補正リングラック21・10に補正リングを戻し、これから検査するウエハサイズにあった補正リングを補正リングラック21・10から静電チャックまで搬送する。
図14に示す検査装置においては、プリアライナー21・3がロードロック室22・4の近くに配置されているので、ウエハのアライメントが不十分なためにロードロック室で補正リングが装着できない場合にも、ウエハをプリアライナーに戻してアライメントし直すことが容易であり、工程での時間のロスを減らせるという利点がある。
When replacing the correction ring, the reverse operation is performed. That is, the correction rings 21 and 9 are removed from the electrostatic chuck by the robots 21 and 6, the correction rings are returned to the correction ring racks 21 and 10 in the transfer chambers 21 and 5, and the correction ring suitable for the wafer size to be inspected is corrected. Transport from the ring racks 21 and 10 to the electrostatic chuck.
In the inspection apparatus shown in FIG. 14, since the pre-aligner 21 · 3 is disposed near the load lock chambers 22 · 4, the wafer is not sufficiently aligned and the correction ring cannot be mounted in the load lock chamber. However, it is easy to return the wafer to the pre-aligner for realignment, and there is an advantage that time loss in the process can be reduced.

図15は、補正リングの置き場所を変えた例であり、補正リングラック21・10は省略されている。ロードロック室22・1には、ウエハラックと補正リングラックとが階層的に形成されており、これらはエレベータに設置されて上下動することができる。まず、これから検査するウエハサイズに合った補正リングを静電チャックに設置するため、真空搬送ロボット21・6が該補正リングを取出せる位置までロードロック室22・1のエレベータを移動する。そして補正リングを真空搬送ロボット21・6で静電チャック上に設置すると、今度は、検査すべきウエハを搬送できるようにエレベータを操作し、ウエハを真空搬送ロボット21・6でウエハラックから取出した後、静電チャックに載置する。この構成の場合、ロードロック室22・1にエレベータが必要になるが、真空の搬送室21・5を小さく形成することができ、装置のフットプリントを小さくする上で有効である。
なお、静電チャック上にウエハが存在するか否かを検知するセンサは、異なるウエハサイズのどちらにも対応できる位置に設置されることが望ましいが、それが不可能な場合には、同一の働きをする複数のセンサをウエハサイズ毎に配置してもよい。
以上のようなアルゴリズムを用いて、比較検査及びアライメントを行う。
FIG. 15 is an example in which the location of the correction ring is changed, and the correction ring racks 21 and 10 are omitted. In the load lock chamber 22.1, wafer racks and correction ring racks are formed in a hierarchy, and these can be installed in an elevator and moved up and down. First, in order to install a correction ring suitable for the wafer size to be inspected in the electrostatic chuck, the elevator of the load lock chamber 22.1 is moved to a position where the vacuum transfer robots 21 and 6 can take out the correction ring. Then, when the correction ring is installed on the electrostatic chuck by the vacuum transfer robots 21 and 6, the elevator is operated so that the wafer to be inspected can be transferred, and the wafers are taken out from the wafer rack by the vacuum transfer robots 21 and 6. After that, it is placed on an electrostatic chuck. In the case of this configuration, an elevator is required for the load lock chamber 22.1, but the vacuum transfer chamber 21.5 can be formed small, which is effective in reducing the footprint of the apparatus.
Note that the sensor for detecting whether or not a wafer is present on the electrostatic chuck is preferably installed at a position that can accommodate both different wafer sizes. A plurality of sensors that function may be arranged for each wafer size.
Comparison inspection and alignment are performed using the algorithm as described above.

ここで、欠陥検査全体の手順について説明する。
欠陥検査は、図16に示すように、電子光学系の条件設定(撮像倍率などの設定)を行い、電子ビームを照射しながらステージを移動させることでTDIスキャン撮像(図17)を行い、設定された検査条件(アレイ検査条件、ランダム検査条件、検査エリア)に従い、検査専用処理ユニット(IPE)によりリアルタイムで欠陥検査が行われる。
検査レシピでは、電子光学系の条件、検査対象ダイ、検査エリア及び検査方法(ランダム/アレイ)などが設定される(図18の(A)、(B))。
なお、欠陥検査用に安定した画像を取得するため、位置ズレや速度ムラなどによる撮像画像のブレを抑制するEO補正、理想的なダイマップ上の配置と実際のダイ位置との誤差を吸収するダイ位置補正、有限の測定点で予め測定したフォーカス値を用いウエハ全領域のフォーカス値を補完するフォーカス調整がリアルタイムで同時に行われる。
欠陥検査のスキャン動作において、検査対象ダイの全域を検査する(図19)他に、図20に示すように、スキャン方向と直角方向へのステップ移動量を調整することで間引き検査も可能となる(検査時間の短縮)。
Here, the overall procedure for defect inspection will be described.
As shown in FIG. 16, the defect inspection is performed by setting the conditions of the electron optical system (setting the imaging magnification, etc.), moving the stage while irradiating the electron beam, and performing TDI scan imaging (FIG. 17). In accordance with the inspection conditions (array inspection conditions, random inspection conditions, inspection area), defect inspection is performed in real time by an inspection dedicated processing unit (IPE).
In the inspection recipe, the conditions of the electron optical system, the inspection target die, the inspection area, the inspection method (random / array), and the like are set (FIGS. 18A and 18B).
In addition, in order to acquire a stable image for defect inspection, EO correction that suppresses blurring of a captured image due to positional deviation or speed unevenness, and an error between an ideal die map arrangement and an actual die position are absorbed. Die position correction and focus adjustment that complements the focus value of the entire area of the wafer using focus values measured in advance at finite measurement points are simultaneously performed in real time.
In the scanning operation for defect inspection, in addition to inspecting the entire area of the inspection target die (FIG. 19), as shown in FIG. 20, thinning inspection can be performed by adjusting the amount of step movement in the direction perpendicular to the scanning direction. (Reduced inspection time).

検査終了後は、検査結果として欠陥個数、欠陥を含むダイの位置、欠陥サイズ、各ダイ内での欠陥位置、欠陥種別、欠陥画像、比較画像をディスプレイに表示し、これらの情報及びレシピ情報などをファイルへ保存することで過去の検査結果の確認、再現が可能となっている。
自動欠陥検査時には各種レシピを選択指定することで、搬送レシピに従ってウエハがロードされ、アライメントレシピに従ってステージ上でウエハのアライメントが行われ、フォーカスマップレシピに従ってフォーカス条件の設定が行われ、検査レシピに従って検査が行われ、搬送レシピに従ってウエハがアンロードされる(図20の(A)、(B))。
After the inspection is completed, the number of defects, the position of the die including the defect, the defect size, the defect position in each die, the defect type, the defect image, and the comparison image are displayed on the display as the inspection result, and the information, recipe information, etc. It is possible to confirm and reproduce past test results by saving to a file.
By selecting and specifying various recipes during automatic defect inspection, the wafer is loaded according to the transfer recipe, the wafer is aligned on the stage according to the alignment recipe, focus conditions are set according to the focus map recipe, and inspection is performed according to the inspection recipe And the wafer is unloaded according to the transfer recipe (FIGS. 20A and 20B).

制御装置2
欠陥検査の制御装置2(図6)は、図22に示すように複数のコントローラにより構成されている。
メインコントローラは、装置(EBI)のGUI部/シーケンス動作を司り、工場ホストコンピュータまたはGUIからの動作指令を受け取り、VMEコントローラやIPEコントローラへ必要な指示を与える。メインコントローラには、マン−マシンインターフェースが備えられており、オペレータの操作は、ここを通して行われる(種々の指示/命令、レシピなどの入力、検査スタートの指示、自動と手動検査モードの切り替え、手動検査モード時等の必要な全てのコマンドの入力等)。その他、工場のホストコンピュータとのコミュニケーション、真空排気系の制御、ウエハの搬送、位置合わせの制御、制御コントローラやステージコントローラヘのコマンドの伝達や情報の受け取り等も、メインコントローラで行われる。また、光学顕微鏡からの画像信号の取得、ステージの変動信号を電子光学系にフィードバックさせて像の悪化を補正するステージ振動補正機能、ウエハ観察位置のZ軸方向(二次光学系の軸方向)の変位を検出して、電子光学系ヘフィードバツクし、自動的に焦点を補正する自動焦点補正機能を備えている。電子光学系へのフィードバック信号等の授受、及びステージ装置からの信号の授受はそれぞれ、IPEコントローラ及びステージコントローラを介して行われる。
Control device 2
The defect inspection control device 2 (FIG. 6) includes a plurality of controllers as shown in FIG.
The main controller controls the GUI unit / sequence operation of the device (EBI), receives operation commands from the factory host computer or GUI, and gives necessary instructions to the VME controller and IPE controller. The main controller is provided with a man-machine interface through which operator operations are performed (various instructions / commands, recipe input, inspection start instructions, automatic and manual inspection mode switching, manual operation, etc. Input all necessary commands in inspection mode etc.). In addition, communication with the host computer in the factory, control of the evacuation system, wafer transfer, alignment control, transmission of commands to the control controller and stage controller, reception of information, and the like are also performed by the main controller. Also, acquisition of image signal from optical microscope, stage vibration correction function that feeds back stage fluctuation signal to electron optical system to correct image deterioration, wafer observation position Z-axis direction (axial direction of secondary optical system) And an automatic focus correction function for automatically correcting the focus by detecting the displacement of the lens and feeding back to the electron optical system. Transmission / reception of feedback signals and the like to the electron optical system and transmission / reception of signals from the stage apparatus are performed via the IPE controller and the stage controller, respectively.

VMEコントローラは、装置(EBI)構成機器の動作を司り、メインコントローラからの指示に従い、ステージコントローラやPLCコントローラへ指示を与える。
IPEコントローラは、メインコントローラからの指示により、IPEノードコンピュータからの欠陥検査情報取得、取得した欠陥の分類及び画像表示を行う。IPEノードコンピュータは、TDIカメラから出力される画像の取得ならびに欠陥検査を行う。電子光学系70の制御、すなわち、電子銃、レンズ、アライナー等の制御等も行う。例えば、照射領域に、倍率が変わったときにも常に一定の電子電流が照射されるように電源を制御すること、各倍率に対応した各レンズ系やアライナーへ自動的に電圧を設定すること等の、各オペレーションモードに対応した各レンズ系やアライナーへの自動電圧設定等の制御(連動制御)を行う。
The VME controller manages the operation of the equipment (EBI) components and gives instructions to the stage controller and PLC controller in accordance with instructions from the main controller.
The IPE controller acquires defect inspection information from the IPE node computer, classifies the acquired defects, and displays an image according to an instruction from the main controller. The IPE node computer acquires an image output from the TDI camera and performs defect inspection. Control of the electron optical system 70, that is, control of an electron gun, a lens, an aligner, etc. is also performed. For example, controlling the power supply so that a constant electron current is always irradiated even when the magnification changes to the irradiation area, automatically setting the voltage to each lens system and aligner corresponding to each magnification, etc. Control (interlocking control) such as automatic voltage setting for each lens system and aligner corresponding to each operation mode.

PLCコントローラは、VMEコントローラからの指示を受け、バルブ等の機器の駆動及びセンサ情報の取得、常時監視が必要な真空度異常などの異常監視を行う。
ステージコントローラは、VMEコントローラからの指示を受け、XY方向への移動及びステージ上に設置されたウエハの回転を行う。特に、ステージコントローラは、X軸方向及びY軸方向のμmオーダーの精密移動(±0.5μm程度の許容誤差)を可能にし、また、誤差精度±0.3秒程度以内で、回転方向の制御(θ制御)も可能にしている。
このような分散制御系を構成することで、末端の装置構成機器が変更された場合に各コントローラ間のインターフェースを同一に保つことで上位コントローラのソフトウェア及びハードウェアの変更が不要となる。また、シーケンス動作が追加・修正された場合でも上位ソフトウェア及びハードウェアの変更を最小限にとどめることで構成変更への柔軟な対応が可能となる。
The PLC controller receives an instruction from the VME controller, and performs abnormality monitoring such as driving of a device such as a valve, acquisition of sensor information, and abnormality in vacuum degree that requires constant monitoring.
Upon receiving an instruction from the VME controller, the stage controller moves in the XY directions and rotates the wafer installed on the stage. In particular, the stage controller enables precise movement in the order of μm in the X-axis direction and Y-axis direction (allowable error of about ± 0.5 μm), and controls the rotation direction within an error accuracy of about ± 0.3 seconds. (Θ control) is also possible.
By configuring such a distributed control system, it is not necessary to change the software and hardware of the host controller by keeping the interface between the controllers the same when the terminal device configuration device is changed. Further, even when the sequence operation is added / modified, it is possible to flexibly cope with the configuration change by minimizing the change of the upper software and the hardware.

ユーザインターフェース
図23は、ユーザインターフェース部の機器構成を示す。
入力部は、ユーザからの入力を受け付ける機器であり、「キーボード」、「マウス」、「JOYパッド」から構成される。
表示部は、ユーザへの情報を表示する機器であり、モニタ2台で構成される。モニタ1は、CCDカメラまたはTDIカメラで取得された画像を表示し、モニタ2はGUI表示を行う。
なお、検査の進捗状況をリアルタイムで画面上に色別表示するようにしてもよい。どのウエハが何処にあるかといったウエハ位置情報や、被検査ウエハについては、どこまで検査が終了し、どこに欠陥があるか等の情報を色別表示すれば、検査の進捗状況が一目瞭然となる。また、被検査ダイについては、スワース毎に表示するようにしてもよい。
User Interface FIG. 23 shows a device configuration of the user interface unit.
The input unit is a device that receives input from the user, and includes a “keyboard”, “mouse”, and “joy pad”.
The display unit is a device that displays information to the user, and includes two monitors. The monitor 1 displays an image acquired by a CCD camera or a TDI camera, and the monitor 2 performs GUI display.
The progress status of the inspection may be displayed on the screen by color in real time. If the wafer position information such as which wafer is located and the information on the inspection target wafer, such as how far the inspection has been completed and where there is a defect, are displayed by color, the progress of the inspection becomes obvious at a glance. Further, the die to be inspected may be displayed for each swath.

本装置では、以下の3つの座標系を規定する。
(1)ステージ座標系[XS,YS]
ステージ位置制御時の位置指示用の基準座標系であり、本装置に1つだけ存在する。
チャンバ左下隅を原点とし、右方向にX座標値が増加し、上方向にY座標値が増加する。
ステージ座標系で示される位置(座標値)は、ステージの中心(ウエハ中心)とする。つまり、ステージ座標系において、座標値[0,0]を指定した場合、ステージ中心(ウエハ中心)がステージ座標系の原点に重なるように移動する。
単位は[μm]とするが、最小分解能はλ/1024(≒0.618[μm])とする。ただし、λは、レーザ干渉計で用いられるレーザの波長(λ≒632.991[μm])である。
(2)ウエハ座標系[XW,YW]
ウエハ上の観察(撮像・表示)する位置を指示するための基準座標系であり、本装置に1つだけ存在する。
ウエハ中心を原点とし、右方向にX座標値が増加し、上方向にY座標値が増加する。ウエハ座標系で示される位置(座標値)は、そのとき選択された撮像機器(CCDカメラ、TDIカメラ)での撮像中心とする。
単位は[μm]とするが、最小分解能はλ/1024(≒0.618[μm])とする。(λは、上記と同一)
(3)ダイ座標系[XD,YD]
各ダイにおける観察(撮像・表示)位置を規定するための基準座標系であり、ダイ毎に存在する。
各ダイの左下隅を原点とし、右方向にX座標値が増加し、上方向にY座標値が増加する。
単位は[μm]とするが、最小分解能はλ/1024(≒0.618[μm])とする。(λは、上記と同一)
In this apparatus, the following three coordinate systems are defined.
(1) Stage coordinate system [X S , Y S ]
This is a reference coordinate system for position indication during stage position control, and there is only one in this apparatus.
Using the lower left corner of the chamber as the origin, the X coordinate value increases in the right direction, and the Y coordinate value increases in the upward direction.
The position (coordinate value) indicated in the stage coordinate system is the center of the stage (wafer center). That is, when the coordinate value [0, 0] is specified in the stage coordinate system, the stage center (wafer center) moves so as to overlap the origin of the stage coordinate system.
The unit is [μm], but the minimum resolution is λ / 1024 (≈0.618 [μm]). Where λ is the wavelength of the laser used in the laser interferometer (λ≈632.991 [μm]).
(2) Wafer coordinate system [X W , Y W ]
This is a reference coordinate system for instructing the observation (imaging / display) position on the wafer, and there is only one in this apparatus.
With the wafer center as the origin, the X coordinate value increases in the right direction and the Y coordinate value increases in the upward direction. The position (coordinate value) indicated in the wafer coordinate system is the imaging center of the imaging device (CCD camera or TDI camera) selected at that time.
The unit is [μm], but the minimum resolution is λ / 1024 (≈0.618 [μm]). (Λ is the same as above)
(3) Die coordinate system [X D , Y D ]
A reference coordinate system for defining an observation (imaging / display) position in each die, and exists for each die.
With the lower left corner of each die as the origin, the X coordinate value increases in the right direction and the Y coordinate value increases in the upward direction.
The unit is [μm], but the minimum resolution is λ / 1024 (≈0.618 [μm]). (Λ is the same as above)

なお、ウエハ上のダイは、番号付け(ナンバリング)され、番号付けの基準となるダイを原点ダイと呼ぶ。デフォルトではウエハ座標系原点に最も近いダイを原点ダイとするが、ユーザの指定により原点ダイの位置を選択可能とする。
各座標系における座標値と、観察(表示)される位置の関係は、図24のとおりである。
また、ユーザインターフェースにより指示される座標及びステージ移動方向の関係は、以下のとおりである。
The dies on the wafer are numbered (numbered), and the die that serves as a reference for numbering is called the origin die. By default, the die closest to the origin of the wafer coordinate system is set as the origin die, but the position of the origin die can be selected by the user's specification.
The relationship between the coordinate value in each coordinate system and the observed (displayed) position is as shown in FIG.
Further, the relationship between the coordinates instructed by the user interface and the stage moving direction is as follows.

(1)ジョイスティック&GUI矢印ボタン
ジョイスティック及びGUI矢印ボタンにより指示される方向は、オペレータが見たい方向とみなし、ステージを指示方向と逆方向に移動させる
例)
指示方向:右・・・・ステージ移動方向:左 (画像が左に移動=視野が右に移動)
指示方向:上・・・・ステージ移動方向:下 (画像が下に移動=視野が上に移動)
(2)GUI上で座標を直接入力
GUI上で直接入力される座標は、ウエハ座標系上でオペレータが見たい場所とみなし、該当ウエハ座標が撮像画像中心に表示されるようにステージを移動させる。
図14に関して説明した装置においては、静電チャックの上に補正リングを載置し、その補正リングの内径に当てはまるようにウエハを位置決めするという手順が取られている。そこで、図15に示す検査装置においては、ロードロック室22・1でウエハに補正リングを装着し、補正リングが装着されたウエハを補正リングごと搬送して試料室21・7へ導入し、ステージ上の静電チャックに装着するという手順が取られる。それを実現する機構として、図25に示す、エレベータを上下させてウエハを大気搬送ロボットから真空搬送ロボットへ渡すためのエレベータ機構がある。
(1) Joystick & GUI arrow button Example in which the direction indicated by the joystick and GUI arrow button is regarded as the direction that the operator wants to see and the stage is moved in the direction opposite to the indicated direction)
Direction: Right ... Stage movement direction: Left (image moves to the left = field of view moves to the right)
Direction: Up ... Stage movement direction: Down (Image moves down = Field of view moves up)
(2) Directly inputting coordinates on the GUI The coordinates directly input on the GUI are regarded as a place the operator wants to see on the wafer coordinate system, and the stage is moved so that the corresponding wafer coordinates are displayed at the center of the captured image. .
In the apparatus described with reference to FIG. 14, a procedure is adopted in which a correction ring is placed on the electrostatic chuck and the wafer is positioned so as to be applied to the inner diameter of the correction ring. Therefore, in the inspection apparatus shown in FIG. 15, a correction ring is mounted on the wafer in the load lock chamber 22. 1, the wafer with the correction ring mounted is transported together with the correction ring and introduced into the sample chamber 21. The procedure of attaching to the upper electrostatic chuck is taken. As a mechanism for realizing this, there is an elevator mechanism shown in FIG. 25 for moving the elevator up and down to pass the wafer from the atmospheric transfer robot to the vacuum transfer robot.

以下、この機構を用いてウエハを搬送する手順を説明する。
図25の(A)に示すように、ロードロック室の中に設けられたエレベータ機構は上下方向に移動可能に設けられた複数段(図では2段)の補正リング支持台を有する。上段の補正リング支持台22・2と下段の補正リング支持台22・3とは、第1のモータ22・4の回転によって昇降する第1の台22・5に固定され、これによって、第1のモータ22・4の回転により、第1の台22・5及び上下の補正リング支持台22・2、22・3が上方又は下方に移動することになる。
Hereinafter, a procedure for carrying a wafer using this mechanism will be described.
As shown in FIG. 25A, the elevator mechanism provided in the load lock chamber has a plurality of stages (two stages in the drawing) of correction ring supports that are provided to be movable in the vertical direction. The upper correction ring support bases 22 and 2 and the lower correction ring support bases 22 and 3 are fixed to the first bases 22 and 5 that are moved up and down by the rotation of the first motors 22 and 4, thereby The rotation of the motors 22 and 4 causes the first bases 22 and 5 and the upper and lower correction ring support bases 22 and 22 and 3 to move upward or downward.

各補正リング支持台にはウエハのサイズに応じた内径の補正リング22・6が載置されている。補正リング22・6は200mmウエハ用と300mmウエハ用との、内径が異なる2種類が用意され、これらの補正リングの外径は同じである。このように、同じ外径の補正リングを用いることにより、相互互換性が生まれ、ロードロック室の中に200mm用と300mm用とを自由な組み合わせで載置しておくことが可能になる。つまり、200mmウエハと300mmウエハとが混合して流れてくるラインについては、上段を300mm用、下段を200mm用とし、どちらのウエハが流れてきても検査を行えるよう柔軟に対応することができる。また、同じサイズのウエハが流れてくるラインであれば、上下の段を200mm用或いは300mm用とし、上下の段のウエハを交互に検査することができるので、スループットを向上させることができる。   On each correction ring support, correction rings 22 and 6 having an inner diameter corresponding to the size of the wafer are placed. Two types of correction rings 22.6 are prepared for the 200 mm wafer and for the 300 mm wafer with different inner diameters, and the outer diameters of these correction rings are the same. Thus, by using a correction ring having the same outer diameter, mutual compatibility is created, and 200 mm and 300 mm can be placed in any combination in the load lock chamber. In other words, for the line in which the 200 mm wafer and the 300 mm wafer are mixed and flowed, the upper stage is for 300 mm and the lower stage is for 200 mm, so that it is possible to flexibly cope with the inspection regardless of which wafer flows. In addition, if the same size wafer flows, the upper and lower tiers are for 200 mm or 300 mm, and the upper and lower tier wafers can be inspected alternately, so that the throughput can be improved.

第1の台22・5には第2のモータ22・7が載置され、第2のモータ22・7には第2の台22・8が昇降可能に取り付けられている。第2の台22・8には上段のウエハ支持台22・9と下段のウエハ支持台22・10とが固定されている。これにより、第2のモータ22・7が回転すると、第2の台22・8と上下のウエハ支持台22・9、22・10とが一体に上方又は下方に移動することになる。
そこで、図25の(A)に示すように、ウエハWを大気搬送ロボット21・2のハンドに載せてロードロック室22・1に搬入し、次いで、(B)に示すように、第2のモータ22・7を第1の方向に回転させてウエハ支持台22・9、22・10を上方に移動させ、ウエハWを上段のウエハ支持台22・9の上に載置させる。これによって、ウエハWを大気搬送ロボット21・2からウエハ支持台22・9へ移す。その後、(C)に示すように大気搬送ロボット21・2を後退させ、大気搬送ロボット21・2の後退が完了したところで、(D)に示すように、第2のモータ22・7を第1の方向とは逆の方向に回転させてウエハ支持台22・9、22・10を下方へ移動させる。これによってウエハWは上段の補正リング22・6に載置される。
The second motors 22 and 7 are mounted on the first bases 22 and 5, and the second bases 22 and 8 are attached to the second motors 22 and 7 so as to be movable up and down. Upper wafer support tables 22 and 9 and lower wafer support tables 22 and 10 are fixed to the second tables 22 and 8. As a result, when the second motors 22 and 7 are rotated, the second tables 22 and 8 and the upper and lower wafer support tables 22 and 9 and 22 and 10 are integrally moved upward or downward.
Therefore, as shown in FIG. 25A, the wafer W is loaded on the hand of the atmospheric transfer robot 21 and 2 and loaded into the load lock chamber 22 and then, as shown in FIG. The motors 22 and 7 are rotated in the first direction to move the wafer support tables 22 and 9 and 22 and 10 upward to place the wafer W on the upper wafer support tables 22 and 9. As a result, the wafer W is transferred from the atmospheric transfer robots 21 and 2 to the wafer support tables 22 and 9. Thereafter, as shown in (C), the atmospheric transfer robots 21 and 2 are moved backward, and when the backward movement of the atmospheric transfer robots 21 and 2 is completed, as shown in (D), the second motors 22 and 7 are moved to the first. The wafer support bases 22, 9, 22, 10 are moved downward by rotating in a direction opposite to the direction of. As a result, the wafer W is placed on the upper correction ring 22.

次いで、(E)に示すように、真空搬送ロボット21・6のハンドをロードロック室22・1の中に入れて補正リング22・6の下側で停止させる。この状態で第1のモータ22・4を回転させ、(F)に示すように、第1の台22・5、上下の補正リング支持台22・2、22・3、第2のモータ22・7及び上下のウエハ支持台22・9、22・10を下方へ移動させ、これによって、上段のウエハ支持台22・9に載置されていた補正リング21・6及びウエハWを真空搬送ロボット21・6のハンドに載せ、試料室21・7へ搬入することができる。
試料室21・7での検査が終了したウエハをロードロック室21・4へ戻す動作は、上記とは逆の手順で行われ、補正リングと共に真空搬送ロボットによりウエハ支持台の上に搬入されたウエハは、補正リング支持台に、次いでウエハ支持台に移され、最後に大気搬送ロボットに載置されることになる。なお、図25においては、上段におけるウエハ受け渡し動作を説明したが、大気搬送ロボット21・2及び真空搬送ロボット21・6のハンドの高さを調整することにより、下段においても同様の動作が可能である。このように大気搬送ロボット21・2及び真空搬送ロボット21・6のハンドの高さを適切に切り換えることにより、一方の段から未検査のウエハを試料室へ搬入し、次いで検査済みのウエハを試料室から他方の段へ搬出することを交互に行うことができる。
Next, as shown in (E), the hand of the vacuum transfer robot 21. 6 is put into the load lock chamber 2. In this state, the first motor 22.4 is rotated, and as shown in FIG. 2F, the first base 22.5, the upper and lower correction ring support bases 22.2, 22-3, the second motor 22 7 and the upper and lower wafer support tables 22, 9, 22, 10 are moved downward, whereby the correction rings 21, 6 and the wafer W placed on the upper wafer support tables 22, 9 are transferred to the vacuum transfer robot 21.・ It can be placed on the hand 6 and carried into the sample chambers 21 and 7.
The operation of returning the wafer, which has been inspected in the sample chambers 21 and 7, to the load lock chambers 21 and 4 is performed in the reverse procedure to the above, and is loaded onto the wafer support table by the vacuum transfer robot together with the correction ring. The wafer is transferred to the correction ring support table, then to the wafer support table, and finally placed on the atmospheric transfer robot. In FIG. 25, the wafer transfer operation in the upper stage has been described. However, the same operation is possible in the lower stage by adjusting the heights of the hands of the atmospheric transfer robots 21 and 2 and the vacuum transfer robots 21 and 6. is there. As described above, by appropriately switching the heights of the hands of the atmospheric transfer robots 21 and 2 and the vacuum transfer robots 21 and 6, an uninspected wafer is carried into the sample chamber from one stage, and the inspected wafer is then sampled. Unloading from the chamber to the other stage can be performed alternately.

ローダー60
ローダー60(図6)は、ミニエンバイロメント装置20のハウジング22内に配置されたロボット式の第1の搬送ユニット61と、第2のローディングチャンバ42内に配置されたロボット式の第2の搬送ユニット63とを備えている。
第1の搬送ユニット61は、駆動部611に関して軸線O1−O1の回りで回転可能になっている多節のアーム612を有している。多節のアームとして任意の構造のものを使用できるが、この実施形態では、互いに回動可能に取り付けられた三つの部分を有している。第1の搬送ユニット61のアーム612の一つの部分すなわち最も駆動部611側の第1の部分は、駆動部611内に設けられた汎用構造の駆動機構(図示せず)により、回転可能な軸613に取り付けられている。アーム612は、軸613により軸線O1−O1の回りで回動可能であると共に、部分間の相対回転により全体として軸線O1−O1に関して半径方向に伸縮可能である。アーム612の軸613から最も離れた第3の部分の先端には、汎用構造の機械式チャック又は静電チャック等のウエハ把持用の把持装置616が設けられている。駆動部611は、汎用構造の昇降機構615により上下方向に移動可能である。
Loader 60
The loader 60 (FIG. 6) includes a robot-type first transfer unit 61 disposed in the housing 22 of the mini-environment device 20 and a robot-type second transfer disposed in the second loading chamber 42. And a unit 63.
The first transport unit 61 has a multi-node arm 612 that is rotatable about the axis O 1 -O 1 with respect to the drive unit 611. Although an arbitrary structure can be used as a multi-node arm, in this embodiment, it has three parts rotatably attached to each other. One portion of the arm 612 of the first transport unit 61, that is, the first portion closest to the drive unit 611 is a shaft that can be rotated by a general-purpose drive mechanism (not shown) provided in the drive unit 611. 613 is attached. The arm 612 can be rotated around the axis O 1 -O 1 by the shaft 613 and can expand and contract in the radial direction with respect to the axis O 1 -O 1 as a whole by relative rotation between the portions. A gripping device 616 for gripping a wafer, such as a general-purpose mechanical chuck or electrostatic chuck, is provided at the tip of the third portion farthest from the shaft 613 of the arm 612. The drive unit 611 can be moved in the vertical direction by a lifting mechanism 615 having a general structure.

この第1の搬送ユニット61において、カセットホルダ10中に保持された二つのカセットcの内のいずれか一方の方向M1又はM2(図7)に向かって、アーム612が伸び、そして、カセットc内に収容されたウエハWをアームの上に載せるか又はアームの先端に取り付けたチャック(図示せず)により把持して取り出す。その後、アームが縮み(図7に示した状態)、アームがプリアライナー25の方向M3に向かって伸長できる位置まで回転して、その位置で停止する。するとアームが再び伸びてアームに保持されたウエハWをプリアライナー25に載せる。プリアライナー25から前記と逆にしてウエハを受け取った後、アームは更に回転し、第1のローディングチャンバ41に向かって伸長できる位置(向きM4)で停止し、第1のローディングチャンバ41内のウエハ受け47に、ウエハを受け渡す。なお、機械的にウエハを把持する場合には、ウエハの周縁部(周縁から約5mmの範囲)を把持する。これは、ウエハには周縁部を除いて全面にデバイス(回路配線)が形成されており、周縁部以外の部分を把持すると、デバイスの破壊、欠陥の発生を生じさせるからである。   In the first transport unit 61, the arm 612 extends in one direction M1 or M2 (FIG. 7) of the two cassettes c held in the cassette holder 10, and the inside of the cassette c The wafer W accommodated in the wafer is placed on the arm or is held and taken out by a chuck (not shown) attached to the tip of the arm. Thereafter, the arm contracts (the state shown in FIG. 7), and the arm rotates to a position where it can extend in the direction M3 of the pre-aligner 25, and stops at that position. Then, the arm extends again and the wafer W held by the arm is placed on the pre-aligner 25. After receiving the wafer from the pre-aligner 25 in the opposite direction, the arm further rotates and stops at a position where the arm can extend toward the first loading chamber 41 (direction M4), and the wafer in the first loading chamber 41 is stopped. The wafer is delivered to the receiver 47. When the wafer is mechanically gripped, the peripheral edge of the wafer (in the range of about 5 mm from the peripheral edge) is gripped. This is because a device (circuit wiring) is formed on the entire surface of the wafer except for the peripheral portion, and if a portion other than the peripheral portion is gripped, the device is broken or a defect is generated.

第2の搬送ユニット63も、第1の搬送ユニット61と構造が基本的に同じであり、ウエハWの搬送を、ウエハラック47とステージ装置50の載置面上との間で行う点でのみ相違する。
第1及び第2の搬送ユニット61及び63は、カセットホルダに保持されたカセットcからワーキングチャンバ31内に配置されたステージ装置50上への及びその逆のウエハの搬送を、ウエハをほぼ水平状態に保ったままで行う。そして、搬送ユニット61、63のアームが上下動するのは、単に、カセットcからのウエハの取り出し及びそれへの挿入、ウエハラックへのウエハの載置及びそこからの取り出し、並びに、ステージ装置50へのウエハの載置及びそこからの取り出しのときるだけである。したがって、例えば直径30cm等の大型のウエハであっても、その移動をスムースに行うことができる。
The second transfer unit 63 is basically the same in structure as the first transfer unit 61, and only the point that the wafer W is transferred between the wafer rack 47 and the mounting surface of the stage device 50. Is different.
The first and second transfer units 61 and 63 transfer the wafer from the cassette c held in the cassette holder onto the stage device 50 arranged in the working chamber 31 and vice versa, and the wafer is in a substantially horizontal state. Keep it in place. The arms of the transfer units 61 and 63 move up and down simply by taking out the wafer from the cassette c and inserting it into the cassette c, placing the wafer on the wafer rack and taking it out from the wafer rack, and the stage device 50. It is only necessary to place the wafer on and take it out of the wafer. Therefore, for example, even a large wafer having a diameter of 30 cm can be moved smoothly.

ここで、上記構成を有する検査システム1において、カセットホルダ10に支持されたカセットcからワーキングチャンバ31内に配置されたステージ装置50までへのウエハの搬送を、順を追って説明する。
カセットホルダ10は、前述のように人手によりカセットをセットする場合にはそれに適した構造のものが、また自動的にカセットをセットする場合にはそれに適した構造のものが使用される。この実施形態において、カセットcがカセットホルダ10の昇降テーブル11の上にセットされると、昇降テーブル11は昇降機構12によって降下され、カセットcが出入り口225に整合される。カセットが出入り口225に整合されると、カセットcに設けられたカバー(不図示)が開き、また、カセットcとミニエンバイロメント装置20の出入り口225との間には、筒状の覆いが配置されて、カセット及びミニエンバイロメント空間21を、外部から遮断する。なお、ミニエンバイロメント装置20側に出入り口225を開閉するシャッタ装置が設けられている場合には、そのシャッタ装置が動作して、出入り口225を開く。
Here, in the inspection system 1 having the above-described configuration, the wafer transfer from the cassette c supported by the cassette holder 10 to the stage device 50 disposed in the working chamber 31 will be described in order.
As described above, the cassette holder 10 has a structure suitable for manually setting a cassette, and a cassette holder 10 having a structure suitable for automatically setting a cassette. In this embodiment, when the cassette c is set on the lifting table 11 of the cassette holder 10, the lifting table 11 is lowered by the lifting mechanism 12 and the cassette c is aligned with the entrance / exit 225. When the cassette is aligned with the entrance / exit 225, a cover (not shown) provided on the cassette c is opened, and a cylindrical cover is disposed between the cassette c and the entrance / exit 225 of the mini-environment device 20. Thus, the cassette and the mini-environment space 21 are blocked from the outside. When a shutter device that opens and closes the entrance / exit 225 is provided on the mini-environment device 20 side, the shutter device operates to open the entrance / exit 225.

一方、第1の搬送ユニット61のアーム612は、方向M1又はM2のいずれかに向いた状態(この説明では、M1の方向)で停止しており、出入り口225が開くと、アームが伸びてその先端でカセットcに収容されているウエハのうち1枚を受け取る。
アーム612によるウエハの受け取りが完了すると、該アームは縮み、シャッタ装置が動作して出入り口を閉じ(シャッタ装置がある場合)、次に、アーム612は軸線O1−O1の回りで回動し、方向M3に向けて伸長できる状態となる。そして、アームが伸びて先端に載せられ或いはチャックで把持されたウエハをプリアライナー25の上に載せ、該プリアライナーによって、ウエハの回転方向の向き(ウエハ平面に垂直な中心軸線の回りの向き)を、所定の範囲内に位置決めする。位置決めが完了すると、第1の搬送ユニット61は、アーム612の先端にプリアライナー25からウエハを受け取った後にアームを縮ませ、方向M4に向けてアームを伸長できる姿勢になる。すると、シャッタ装置27の扉272が動いて出入り口226及び436を開き、アーム612が伸びてウエハを第1のローディングチャンバ41内のウエハラック47の上段側又は下段側に載せる。なお、シャッタ装置27が開いてウエハラック47にウエハが受け渡される前に、仕切壁434に形成された開口435は、シャッタ装置46の扉461により気密状態に閉じられている。
On the other hand, the arm 612 of the first transport unit 61 is stopped in a state facing in either the direction M1 or M2 (in this description, the direction of M1). One of the wafers stored in the cassette c is received at the tip.
When the reception of the wafer by the arm 612 is completed, the arm contracts, the shutter device operates to close the entrance / exit (if there is a shutter device), and then the arm 612 rotates about the axis O 1 -O 1. In this state, it can be extended in the direction M3. Then, the arm is extended and placed on the tip or held by the chuck, and the wafer is placed on the pre-aligner 25, and the orientation of the wafer in the rotation direction (direction around the central axis perpendicular to the wafer plane) by the pre-aligner. Is positioned within a predetermined range. When the positioning is completed, the first transfer unit 61 receives the wafer from the pre-aligner 25 at the tip of the arm 612 and then contracts the arm so that the arm can be extended in the direction M4. Then, the door 272 of the shutter device 27 moves to open the entrances 226 and 436 and the arm 612 extends to place the wafer on the upper stage side or the lower stage side of the wafer rack 47 in the first loading chamber 41. Note that the opening 435 formed in the partition wall 434 is closed in an airtight state by the door 461 of the shutter device 46 before the shutter device 27 is opened and the wafer is transferred to the wafer rack 47.

上記した第1の搬送ユニット61によるウエハの搬送過程において、ミニエンバイロメント装置20のハウジング本体22に設けられた気体供給ユニット231からは清浄空気が層流状に流れ(ダウンフローとして)、搬送途中で塵埃がウエハの上面に付着するのを防止する。搬送ユニット周辺の空気の一部(この実施形態では、供給ユニットから供給される空気の約20%で主に汚れた空気)は、排出装置24の吸入ダクト241から吸引されて、ハウジング外に排出される。残りの空気は、ハウジング本体22の底部に設けられた回収ダクト232を介して回収され、再び気体供給ユニット231に戻される。   During the wafer transfer process by the first transfer unit 61 described above, clean air flows in a laminar flow (as a down flow) from the gas supply unit 231 provided in the housing body 22 of the mini-environment device 20, and is being transferred. This prevents dust from adhering to the upper surface of the wafer. A part of the air around the transport unit (in this embodiment, air mainly contaminated with about 20% of the air supplied from the supply unit) is sucked from the suction duct 241 of the discharge device 24 and discharged out of the housing. Is done. The remaining air is recovered through a recovery duct 232 provided at the bottom of the housing body 22 and returned to the gas supply unit 231 again.

ローダーハウジング40の第1のローディングチャンバ41内のウエハラック47に第1の搬送ユニット61によりウエハが載せられると、シャッタ装置27が閉じて、ローディングチャンバ41を密閉する。すると、該ローディングチャンバ41内には空気が追い出されて不活性ガスが充填された後、その不活性ガスも排出されて、ローディングチャンバ41内は真空雰囲気となる。ローディングチャンバ41の真空雰囲気は、低真空度でよい。ローディングチャンバ41の真空度がある程度得られると、シャッタ装置46が動作して、扉461で密閉していた出入り口434を開き、次いで、第2の搬送ユニット63のアーム632が伸びて先端の把持装置でウエハ受け47から1枚のウエハを受け取る(先端の上に載せて或いは先端に取り付けられたチャックで把持して)。ウエハの受け取りが完了するとアームが縮み、シャッタ装置46が再び動作して扉461により出入り口435を閉じる。なお、シャッタ装置46が開く前に、アーム632は予めウエハラック47の方向N1に向けて伸長できる姿勢になる。また、前記のように、シャッタ装置46が開く前に、シャッタ装置45の扉452により出入り口437、325を閉じて、第2のローディングチャンバ42内とワーキングチャンバ31内との連通を阻止しており、かつ、第2のローディングチャンバ42内は真空排気される。   When a wafer is placed on the wafer rack 47 in the first loading chamber 41 of the loader housing 40 by the first transfer unit 61, the shutter device 27 is closed and the loading chamber 41 is sealed. Then, after the air is expelled into the loading chamber 41 and filled with the inert gas, the inert gas is also discharged, and the inside of the loading chamber 41 becomes a vacuum atmosphere. The vacuum atmosphere in the loading chamber 41 may be a low degree of vacuum. When the degree of vacuum of the loading chamber 41 is obtained to some extent, the shutter device 46 operates to open the doorway 434 that has been sealed with the door 461, and then the arm 632 of the second transport unit 63 extends to hold the tip gripping device. Then, one wafer is received from the wafer receiver 47 (mounted on the tip or held by a chuck attached to the tip). When the receipt of the wafer is completed, the arm contracts, and the shutter device 46 operates again to close the doorway 435 by the door 461. Note that before the shutter device 46 is opened, the arm 632 can be extended in advance in the direction N1 of the wafer rack 47. In addition, as described above, before the shutter device 46 is opened, the doors 437 and 325 are closed by the door 452 of the shutter device 45 to prevent communication between the second loading chamber 42 and the working chamber 31. The inside of the second loading chamber 42 is evacuated.

シャッタ装置46が出入り口435を閉じると、第2のローディングチャンバ42は再度真空排気され、第1のローディングチャンバ41よりも高真空度で真空にされる。その間に、第2の搬送ユニット61のアームは、ワーキングチャンバ31内のステージ装置50の方向に向いて伸長できる位置に回転される。一方ワーキングチャンバ31内のステージ装置50では、Yテーブル52が、Xテーブル53の中心線X0−X0が第2の搬送ユニット63の回動軸線O2−O2を通るX軸線X1−X1とほぼ一致する位置まで、図13で上方に移動し、また、Xテーブル53が図2で最も左側の位置に接近する位置まで移動し、この状態で待機している。第2のローディングチャンバ42がワーキングチャンバ31の真空状態と略同じになると、シャッタ装置45の扉452が動いて出入り口437、325を開き、アームが伸びて、ウエハを保持したアームの先端がワーキングチャンバ31内のステージ装置50に接近する。そして、ステージ装置50の載置面551上にウエハWを載置する。ウエハの載置が完了するとアームが縮み、シャッタ装置45が出入り口437、325を閉じる。 When the shutter device 46 closes the entrance / exit 435, the second loading chamber 42 is evacuated again and is evacuated at a higher degree of vacuum than the first loading chamber 41. Meanwhile, the arm of the second transfer unit 61 is rotated to a position where it can extend toward the stage device 50 in the working chamber 31. On the other hand, in the stage apparatus 50 in the working chamber 31, the Y table 52 has an X axis line X 1 − that passes through the rotation axis O 2 −O 2 of the second transport unit 63 with the center line X 0 -X 0 of the X table 53. It moves upward in FIG. 13 to a position that substantially coincides with X 1, and the X table 53 has moved to a position that is closest to the leftmost position in FIG. 2, and stands by in this state. When the second loading chamber 42 becomes substantially the same as the vacuum state of the working chamber 31, the door 452 of the shutter device 45 moves to open the entrances 437 and 325, the arms extend, and the tip of the arm holding the wafer is the working chamber. The stage apparatus 50 in 31 is approached. Then, the wafer W is placed on the placement surface 551 of the stage apparatus 50. When the placement of the wafer is completed, the arm contracts and the shutter device 45 closes the entrances 437 and 325.

以上は、カセットc内のウエハWをステージ装置50の載置面551上に搬送載置するまでの動作に付いて説明した。検査処理が完了したウエハWをステージ装置50からカセットcに戻すには、前述と逆の動作を行う。また、ウエハラック47に複数のウエハを載置しているため、第2の搬送ユニット63がウエハラック47とステージ装置50との間でウエハの搬送を行っている間に、第1の搬送ユニットがカセットcとウエハラック47との間でウエハの搬送を行うことができる。したがって、検査処理を効率良く行うことができる。   The operation until the wafer W in the cassette c is transferred and placed on the placement surface 551 of the stage device 50 has been described above. In order to return the wafer W that has undergone the inspection process from the stage apparatus 50 to the cassette c, an operation reverse to that described above is performed. In addition, since the plurality of wafers are placed on the wafer rack 47, the first transfer unit 63 is being transferred while the second transfer unit 63 is transferring the wafer between the wafer rack 47 and the stage device 50. However, the wafer can be transferred between the cassette c and the wafer rack 47. Therefore, the inspection process can be performed efficiently.

プレチャージユニット81
プレチャージユニット81は、図6に示したように、ワーキングチャンバ31内で電子光学系70の鏡筒71に隣接して配設されている。本発明の検査システム1では、ウエハに電子線を走査して照射することによってウエハ表面に形成されたデバイスパターン等を検査する形式の装置であるため、ウエハ材料、照射電子のエネルギ等の条件によって、ウエハ表面が帯電(チャージアップ)することがある。更に、ウエハ表面でも強く帯電する箇所、弱い帯電箇所が生じる可能性がある。そして、電子線の照射により生じる二次電子等の情報をウエハ表面の情報としているが、ウエハ表面の帯電量にむらがあると、二次電子の情報もむらを含み、正確な画像を得ることができない。そこで、この実施形態では、帯電むらを防止するために、プレチャージユニット81が設けられている。該プレチャージユニット81は荷電粒子照射部811を含み、ウエハ上に検査のために一次電子を照射する前に、荷電粒子照射部811から荷電粒子を照射することにより、帯電むらを無くす。なお、ウエハ表面の帯電状態は、電子光学系70を用いて予めウエハ面の画像を形成し、その画像を評価することで検出することができ、そして、検出された帯電状態に基づいて、荷電粒子照射部811からの荷電粒子の照射を制御する。プレチャージユニット81では、一次電子線をぼかして照射してもよい。
Precharge unit 81
As shown in FIG. 6, the precharge unit 81 is disposed adjacent to the lens barrel 71 of the electron optical system 70 in the working chamber 31. Since the inspection system 1 of the present invention is an apparatus of a type that inspects a device pattern or the like formed on the wafer surface by scanning and irradiating the wafer with an electron beam, depending on conditions such as wafer material and energy of irradiated electrons. The wafer surface may be charged (charged up). In addition, there may be places where the wafer surface is strongly charged and weakly charged. Information on secondary electrons generated by electron beam irradiation is used as information on the wafer surface. If there is unevenness in the amount of charge on the wafer surface, information on the secondary electrons will also be included and an accurate image can be obtained. I can't. Therefore, in this embodiment, a precharge unit 81 is provided to prevent uneven charging. The precharge unit 81 includes a charged particle irradiation unit 811, and eliminates uneven charging by irradiating the charged particle irradiation unit 811 with charged particles before irradiating the wafer with primary electrons for inspection. The charged state of the wafer surface can be detected by forming an image of the wafer surface in advance using the electron optical system 70 and evaluating the image, and charging based on the detected charged state. The irradiation of charged particles from the particle irradiation unit 811 is controlled. In the precharge unit 81, the primary electron beam may be blurred and irradiated.

アライメント制御装置87
アライメント制御装置87は、ステージ装置50を用いてウエハWを電子光学系70に対して位置決めさせる装置である。アライメント制御装置87は、光学顕微鏡871(図6及び図26)を用いた広視野観察によるウエハの概略位置合わせである低倍率合わせ(電子光学系によるよりも倍率が低い位置合わせ)、電子光学系70の電子光学系を用いたウエハの高倍率合わせ、焦点調整、検査領域設定、パターンアライメント等の制御を行うようになっている。なお、このように低倍率でウエハを検査するのは、ウエハのパターンの検査を自動的に行うためには、電子線を用いた狭視野でウエハのパターンを観察してウエハライメントを行うときに、電子線によるアライメントマークを容易に検出する必要があるからである。
光学顕微鏡871は、主ハウジング30内に設けられているが、主ハウジング30内で移動可能に設けられていてもよい。光学顕微鏡871を動作させるための光源(不図示)も主ハウジング30内に設けられている。また高倍率の観察を行う電子光学系は、電子光学系70の電子光学系(一次光学系72及び二次光学系74)を共用するものである。
Alignment control device 87
The alignment control device 87 is a device that positions the wafer W with respect to the electron optical system 70 using the stage device 50. The alignment control device 87 is a low-magnification alignment (alignment with a lower magnification than that of the electron optical system), which is an approximate alignment of the wafer by wide-field observation using an optical microscope 871 (FIGS. 6 and 26), an electron optical system Control of wafer high-magnification alignment, focus adjustment, inspection area setting, pattern alignment, and the like using 70 electron optical systems is performed. The wafer is inspected at such a low magnification in order to automatically inspect the wafer pattern when performing wafer alignment by observing the wafer pattern with a narrow field of view using an electron beam. This is because it is necessary to easily detect the alignment mark by the electron beam.
The optical microscope 871 is provided in the main housing 30, but may be provided to be movable in the main housing 30. A light source (not shown) for operating the optical microscope 871 is also provided in the main housing 30. Further, the electron optical system that performs high-magnification observation shares the electron optical system (the primary optical system 72 and the secondary optical system 74) of the electron optical system 70.

図26は、アライメント制御装置87の概略構成を示している。ウエハW上の被観察点を低倍率で観察するには、ステージ装置50のXステージ又はYステージを動かすことによって、ウエハの被観察点を光学顕微鏡の視野内に移動させる。光学顕微鏡871を用いて広視野でウエハを視認し、そのウエハ上の観察すべき位置を、CCD872を介してモニタ873に表示させ、観察位置すなわち被観察点の位置を、おおよそ決定する。この場合、光学顕微鏡871の倍率を低倍率から高倍率に徐々に変化させていってもよい。   FIG. 26 shows a schematic configuration of the alignment control device 87. In order to observe the observation point on the wafer W at a low magnification, the observation point on the wafer is moved into the field of view of the optical microscope by moving the X stage or the Y stage of the stage apparatus 50. The wafer is viewed with a wide field of view using the optical microscope 871, the position to be observed on the wafer is displayed on the monitor 873 via the CCD 872, and the observation position, that is, the position of the observation point is roughly determined. In this case, the magnification of the optical microscope 871 may be gradually changed from a low magnification to a high magnification.

次に、ステージ装置50を電子光学系70の光軸と光学顕微鏡871の光軸との間隔δxに相当する距離だけ移動させることにより、光学顕微鏡871を用いて予め決めたウエハ上の被観察点を電子光学系70の視野位置に移動させる。この場合、電子光学系70の軸線O3−O3と光学顕微鏡871の光軸O4−O4との間の距離(この実施形態では、X軸方向にのみ両者は位置ずれしているものとするが、Y軸方向に位置ずれしていてもよい)δxは予めわかっているので、その値δxだけ移動させれば、被観察点を視認位置に移動させることができる。電子光学系70の視認位置への被観察点の移動が完了した後、電子光学系により高倍率で被観察点をSEM撮像して画像を記憶したり、モニタ765に表示させる。 Next, the stage device 50 is moved by a distance corresponding to the distance δx between the optical axis of the electron optical system 70 and the optical axis of the optical microscope 871, so that an observation point on the wafer determined in advance using the optical microscope 871 is used. Is moved to the visual field position of the electron optical system 70. In this case, the distance between the axis O 3 -O 3 of the electron optical system 70 and the optical axis O 4 -O 4 of the optical microscope 871 (in this embodiment, both are displaced only in the X-axis direction). (However, it may be displaced in the Y-axis direction.) Since δx is known in advance, the observation point can be moved to the visual recognition position by moving the value δx. After the movement of the observation point to the visual recognition position of the electron optical system 70 is completed, the observation point is imaged by SEM at a high magnification by the electron optical system, and an image is stored or displayed on the monitor 765.

このようにして、電子光学系70によって高倍率でウエハの観察点をモニタに表示させた後、公知の方法により、ステージ装置50の回転テーブル54の回転中心に関するウエハの回転方向の位置ずれ、すなわち電子光学系の光軸O3−O3に対するウエハの回転方向のずれδθを検出し、また電子光学系70に関する所定のパターのX軸及びY軸方向の位置ずれを検出する。そして、その検出値並びに別途得られたウエハに設けられた検査マークのデータ、或いはウエハのパターンの形状等に関するデータに基づいて、ステージ装置50の動作を制御してウエハのアライメントを行う。 In this way, after the observation point of the wafer is displayed on the monitor at a high magnification by the electron optical system 70, the positional deviation in the rotation direction of the wafer with respect to the rotation center of the rotary table 54 of the stage device 50, that is, a known method. A deviation δθ in the rotation direction of the wafer with respect to the optical axis O 3 -O 3 of the electron optical system is detected, and a positional deviation of a predetermined pattern related to the electron optical system 70 in the X axis and Y axis directions is detected. Then, the wafer alignment is performed by controlling the operation of the stage device 50 based on the detected value and the data of the inspection mark provided on the wafer obtained separately or the data on the pattern shape of the wafer.

アライメント手順について、より詳細に説明する。
ステージ上にロードされたウエハのダイの配置方向は、TDIカメラのスキャン方向と必ずしも一致しない(図27参照)。これを一致させるためにθステージでウエハを回転させる操作が必要となり、この操作をアライメントと呼ぶ(図28)。アライメントレシピではステージ上にロードされた後のアライメント実行条件が保存される。
なお、アライメント実施時にダイの配列を示すダイマップ(図29)が作成され、ダイマップレシピではダイサイズや(ダイの位置を示す起点となる)原点ダイの位置などが保存される。
The alignment procedure will be described in more detail.
The arrangement direction of the die of the wafer loaded on the stage does not necessarily coincide with the scanning direction of the TDI camera (see FIG. 27). In order to make this coincide, an operation of rotating the wafer on the θ stage is required, and this operation is called alignment (FIG. 28). In the alignment recipe, the alignment execution condition after being loaded on the stage is stored.
A die map (FIG. 29) showing the arrangement of dies is created at the time of alignment, and the die size, the position of the origin die (which is the starting point showing the position of the die), etc. are stored in the die map recipe.

アライメント(位置決め)手順としては、始めに光学顕微鏡の低倍にて粗い位置決めを行い、次いで光学顕微鏡の高倍により、最後にEB像により詳細な位置決めを行う。
A.光学顕微鏡を用いて低倍にて撮像
(1)<第1,2,3サーチダイ指定及びテンプレート指定>
(1−1)第1サーチダイ指定及びテンプレート指定
ウエハ下方に位置するダイの左下隅がカメラ中央付近に位置するようにユーザ操作にてステージを移動し、位置決定後、パターンマッチ用テンプレート画像を取得する。このダイが位置決めの基準となるダイであり、左下隅の座標が特徴点の座標となる。今後、このテンプレート画像でパターンマッチングを行うことにより、基板上の任意のダイの正確な位置座標を測定していく。このテンプレート画像には、サーチ領域内でユニークなパターンとなるような画像を選択しなければならない。
なお、本実施例では、左下隅をパターンマッチング用テンプレート画像取得位置としたが、これに限られるものではなく、ダイ内の任意の位置を特徴点として選択してよい。ただし、一般的には、ダイの内部や辺の上にある点よりも、隅の方が座標を特定し易いので、四隅のいずれかを選択するのが好適である。また同様に、本実施例では、ウエハ下方に位置するダイについてパターンマッチング用テンプレート画像を取得したが、これもアライメントが行い易いように任意のダイを選択しても構わないのは当然である。
As an alignment (positioning) procedure, first, coarse positioning is performed at a low magnification of the optical microscope, then detailed positioning is performed at the high magnification of the optical microscope, and finally by an EB image.
A. Imaging at low magnification using an optical microscope (1) <Specifying first, second, third search die and specifying template>
(1-1) First Search Die Designation and Template Designation The user moves the stage so that the lower left corner of the die located below the wafer is located near the center of the camera. get. This die is a die serving as a positioning reference, and the coordinates of the lower left corner are the coordinates of the feature points. In the future, the exact position coordinates of any die on the substrate will be measured by pattern matching with this template image. As the template image, an image that has a unique pattern within the search area must be selected.
In this embodiment, the lower left corner is the pattern matching template image acquisition position. However, the present invention is not limited to this, and an arbitrary position in the die may be selected as the feature point. However, in general, it is preferable to select one of the four corners because the corners are easier to specify the coordinates than the points inside the die or on the sides. Similarly, in the present embodiment, a pattern matching template image is acquired for a die located below the wafer, but it is natural that any die may be selected so that alignment can be easily performed.

(1−2)第2サーチダイ指定
第1サーチダイの右隣のダイを第2サーチダイとし、第2サーチダイの左下隅がカメラ中央付近に位置するようにユーザ操作にてステージを移動し、位置決定後、上記(1−1)で取得したテンプレート画像を用いて自動でパターンマッチを実行することにより、第1サーチダイで指定したテンプレート画像と一致する第2サーチダイのパターンの厳密な座標値を取得する。
なお、本実施例では、第1サーチダイの右隣のダイを第2サーチダイとして例を挙げて説明したが、本発明の第2サーチダイはこれに限られるものではないことは勿論である。要は、正確な特徴点の位置座表を把握した基準点からの、行方向のダイの位置関係をパターンマッチングにより正確に把握することができる点を選択すればよいのである。したがって、例えば、第1サーチダイの左隣のダイを第2サーチダイとすることも可能である。
(1-2) Second search die designation The die next to the right of the first search die is the second search die, and the stage is moved by the user operation so that the lower left corner of the second search die is located near the center of the camera. After the position is determined, pattern matching is automatically performed using the template image acquired in (1-1) above, so that the pattern of the second search die that matches the template image specified by the first search die Get the coordinate value.
In the present embodiment, the die adjacent to the right of the first search die has been described as an example of the second search die. However, the second search die of the present invention is not limited to this. . In short, it is only necessary to select a point at which the positional relationship of the die in the row direction can be accurately grasped by pattern matching from the reference point where the position map of the accurate feature point is grasped. Therefore, for example, the die next to the left of the first search die can be used as the second search die.

(1−3)第3サーチダイ指定
第2サーチダイの上隣のダイを第3サーチダイとし、第3サーチダイの左下隅がカメラ中央付近に位置するようにユーザ操作にてステージを移動し、位置決定後、上記(1−1)で取得したテンプレート画像を用いて自動でパターンマッチを実行することにより、第1サーチダイで指定したテンプレート画像と一致する第3サーチダイのパターンの厳密な座標値を取得する。
なお、本実施例では、第2サーチダイの上隣のダイを第3サーチダイとして例を挙げて説明したが、本発明の第3サーチダイはこれに限られるものではないことは言うまでもない。要は、特徴点の正確な座標を把握したダイを基準として、列方向のダイの特定点の座標の距離を含めた位置関係を把握することができればよいのである。したがって、第1サーチダイの上隣のダイも好適に代替適用可能である。
(1-3) Third search die designation The die next to the second search die is the third search die, and the stage is moved by the user operation so that the lower left corner of the third search die is located near the center of the camera. After the position is determined, pattern matching is automatically performed using the template image acquired in (1-1) above, so that the pattern of the third search die that matches the template image specified by the first search die Get the coordinate value.
In the present embodiment, the upper die adjacent to the second search die is described as an example of the third search die. However, it goes without saying that the third search die of the present invention is not limited to this. In short, it is only necessary to be able to grasp the positional relationship including the distance of the coordinates of the specific point of the die in the column direction with reference to the die that grasped the exact coordinates of the feature points. Therefore, the die adjacent to the upper side of the first search die can be preferably applied as an alternative.

(2)<光顕低倍Y方向パターンマッチング>
(2−1)第2サーチダイのパターンマッチ座標(X2,Y2)と第3サーチダイのパターンマッチ座標(X3,Y3)の関係より、上隣ダイのパターンへの移動量(dX,dY)を算出する。
dX=X3−X2
dY=Y3−Y2
(2−2)算出した移動量(dX,dY)を用い、第1サーチダイの上隣のダイのパターンが存在する(と予想される)座標(XN,YN)へステージを移動。
XN=X1+dX
YN=Y1+dY
ただし、(X1,Y1)は、第1サーチダイのパターンの座標
(2−3)ステージ移動後、光顕低倍にて撮像し、テンプレート画像を用いてパターンマッチを実行することで、現在観察中のパターンの厳密な座標値(XN,YN)を取得し、さらにダイの検出個数(DN)の初期値として1を設定する。
(2−4)第1サーチダイのパターン座標(X1,Y1)から現在撮像中のパターンの座標(XN,YN)への移動量(dX,dY)を算出する。
dX=XN−X1
dY=YN−Y1
(2−5)算出した移動量(dX,dY)の2倍の移動量(2*dX,2*dY)分だけ第1サーチダイを起点としてステージを移動する。
(2−6)ステージ移動後、光顕低倍にて撮像し、テンプレート画像を用いてパターンマッチを実行することで、現在観察中のパターンの厳密な座標値(XN,YN)を更新し、ダイの検出個数を2倍する。これについては図30を参照。
(2−7)予め指定されたY座標値を超えるまでウエハ上部へ向けて(2−4)〜(2−6)を繰り返し実行する。
(2) <Light microscope low magnification Y direction pattern matching>
(2-1) From the relationship between the pattern match coordinates (X2, Y2) of the second search die and the pattern match coordinates (X3, Y3) of the third search die (dX, dY) Is calculated.
dX = X3-X2
dY = Y3-Y2
(2-2) Using the calculated movement amount (dX, dY), move the stage to the coordinates (XN, YN) where the pattern of the adjacent die on the first search die exists (expected).
XN = X1 + dX
YN = Y1 + dY
However, (X1, Y1) is currently being observed by taking the coordinates of the pattern of the first search die (2-3), moving the stage, taking an image at low magnification, and performing pattern matching using the template image. The exact coordinate values (XN, YN) of the pattern are acquired, and 1 is set as the initial value of the number of detected die (DN).
(2-4) The amount of movement (dX, dY) from the pattern coordinates (X1, Y1) of the first search die to the coordinates (XN, YN) of the pattern currently being imaged is calculated.
dX = XN-X1
dY = YN-Y1
(2-5) The stage is moved from the first search die as a starting point by a moving amount (2 * dX, 2 * dY) twice the calculated moving amount (dX, dY).
(2-6) After moving the stage, the image is captured at low magnification, and pattern matching is executed using the template image, thereby updating the exact coordinate value (XN, YN) of the currently observed pattern, The number of detected signals is doubled. See FIG. 30 for this.
(2-7) Steps (2-4) to (2-6) are repeatedly executed toward the upper portion of the wafer until the Y coordinate value specified in advance is exceeded.

なお、本実施例では、精度を高めるため、及び処理回数(繰り返し回数)を低減させ、処理時間を短縮するために、2倍の移動量を繰り返す態様を例にとって説明したが、精度に問題がなく、更に処理時間を短縮させたければ、3倍、4倍というように、2倍以上等の整数倍の高倍率で実行しても構わない。また逆に、問題が無ければ、更に精度を高めるために、固定移動量で移動を繰り返してもよい。これらいずれの場合も、検出個数にもそれを反映させることは言うまでもない。   In the present embodiment, an example has been described in which a double movement amount is repeated in order to increase accuracy, reduce the number of times of processing (number of repetitions), and shorten the processing time. However, there is a problem in accuracy. If the processing time is to be further reduced, it may be executed at a high magnification of an integral multiple such as 2 or more, such as 3 or 4 times. Conversely, if there is no problem, the movement may be repeated with a fixed movement amount in order to further improve the accuracy. In any of these cases, it goes without saying that this is also reflected in the detected number.

(3)<光顕低倍θ回転>
(3−1)第1サーチダイのパターン座標(X1,Y1)から最後にサーチしたダイのパターンの厳密な座標値(XN,YN)までの移動量及び、それまでに検出したダイの個数(DN)を用い、回転量(θ)及びY方向ダイサイズ(YD)を算出する(図31参照)。
dX=XN−X1
dY=YN−Y1
θ=tan―1(dX/dY)
YD=√((dX)+(dY))/DN
(3−2)算出した回転量(θ)分だけθステージを回転させる。
B.光学顕微鏡を用いて高倍にて撮像
(1)光顕低倍の(1)と同様の手順を光顕高倍像を用いて実行する。
(2)光顕低倍の(2)と同様の手順を光顕高倍像を用いて実行する。
(3)光顕低倍の(3)と同様の手順を実行する。
(3) <Light microscope low magnification θ rotation>
(3-1) The amount of movement from the pattern coordinate (X1, Y1) of the first search die to the exact coordinate value (XN, YN) of the last searched die pattern and the number of dies detected so far ( DN) is used to calculate the rotation amount (θ) and the Y-direction die size (YD) (see FIG. 31).
dX = XN-X1
dY = YN-Y1
θ = tan −1 (dX / dY)
YD = √ ((dX) 2 + (dY) 2 ) / DN
(3-2) The θ stage is rotated by the calculated rotation amount (θ).
B. Imaging at high magnification using an optical microscope (1) The same procedure as (1) for light microscope low magnification is performed using a light microscope high magnification image.
(2) The same procedure as in (2) for light microscope low magnification is executed using a light microscope high magnification image.
(3) The same procedure as (3) for light microscopic low magnification is executed.

(4)<光顕高倍θ回転後の許容値チェック>
(4−1)[第1サーチダイ、光顕高倍のテンプレート指定]
回転後の第1サーチダイの座標(X’1,Y’1)を回転前座標(X1,Y1)及び回転量(θ)から算出し、座標(X’1,Y’1)へステージを移動、位置決定後、パターンマッチ用テンプレート画像を取得。
X’1= x*cosθ−y*sinθ
Y’1=x*sinθ+y*cosθ
(4−2)光顕高倍Y方向パターンマッチング
回転後の第1サーチダイの座標(X’1,Y’1)からdYだけY方向へ移動し、パターンマッチを実行することで現在観察中のパターンの厳密な座標値(XN,YN)を取得する。
(4−3)回転後の第1サーチダイの座標(X’1,Y’1)から現在撮像中のパターンの座標
(XN,YN)への移動量(dX,dY)を算出する。
dX=XN−X’1
dY=YN−Y’1
(4−4)算出した移動量(dX,dY)の2倍の移動量(2*dX,2*dY)分だけ第1サーチダイを起点としてステージを移動する。
(4−5)ステージ移動後、光顕高倍にて撮像し、テンプレート画像を用いてパターンマッチを実行することで、現在観察中のパターンの厳密な座標値(XN,YN)を更新する。
(4−6)予め指定されたY座標値を超えるまでウエハ上部へ向けて(4−3)〜(4−5)を繰り返し実行する。
(4−7)θの回転量を算出
回転後の第1サーチダイの座標(X’1,Y’1)から最後にサーチしたダイのパターンの厳密な座標値(XN,YN)までの移動量を用い、回転量(θ)を算出する。
dX=XN−X1
dY=YN−Y1
θ=tan―1(dX/dY)
(4−8)光顕高倍θ許容値チェック
(4−7)にて算出した回転量(θ)が既定値以下に収まっていることを確認する。収まっていない場合は、算出した回転量(θ)を用いてθステージ回転後、再度(4−1)〜(4−8)を実行する。ただし、規定回数繰り返して(4−1)〜(4−8)を実行しても許容範囲内に収まらない場合は、エラー扱いとして処理を中断する。
(4) <Tolerance value check after optical microscope magnification θ rotation>
(4-1) [First search die, light magnifying power template specification]
The coordinates (X′1, Y′1) of the first search die after rotation are calculated from the coordinates (X1, Y1) before rotation and the rotation amount (θ), and the stage is moved to the coordinates (X′1, Y′1). After moving and locating, get a template image for pattern matching.
X′1 = x 1 * cos θ−y 1 * sin θ
Y′1 = x 1 * sin θ + y 1 * cos θ
(4-2) Light-magnification high-magnification Y-direction pattern matching The pattern currently being observed by moving in the Y direction by dY from the coordinates (X′1, Y′1) of the first search die after rotation and executing pattern matching The exact coordinate values (XN, YN) are obtained.
(4-3) The amount of movement (dX, dY) from the coordinates (X′1, Y′1) of the first search die after rotation to the coordinates (XN, YN) of the pattern currently being imaged is calculated.
dX = XN−X′1
dY = YN−Y′1
(4-4) The stage is moved from the first search die as a starting point by a movement amount (2 * dX, 2 * dY) twice the calculated movement amount (dX, dY).
(4-5) After moving the stage, imaging is performed at an optical microscope magnification, and pattern matching is executed using a template image, thereby updating the exact coordinate values (XN, YN) of the currently observed pattern.
(4-6) Steps (4-3) to (4-5) are repeatedly executed toward the upper portion of the wafer until the Y coordinate value designated in advance is exceeded.
(4-7) Calculate the rotation amount of θ Move from the coordinate (X′1, Y′1) of the first search die after rotation to the exact coordinate value (XN, YN) of the die pattern searched last The rotation amount (θ) is calculated using the amount.
dX = XN-X1
dY = YN-Y1
θ = tan −1 (dX / dY)
(4-8) It is confirmed that the rotation amount (θ) calculated in the optical sensible height θ allowable value check (4-7) is within a predetermined value or less. If not, after the θ stage is rotated using the calculated rotation amount (θ), (4-1) to (4-8) are executed again. However, if (4-1) to (4-8) are repeatedly executed a prescribed number of times and the result does not fall within the allowable range, the processing is interrupted as an error.

C.EB像によるアライメント
(1)<Yサーチ第1ダイ、EBのテンプレート指定>
光顕高倍の(1)と同様の手順をEB像を用いて実行する。
(2)<EB Y方向パターンマッチング>
光顕高倍の(2)と同様の手順をEB像を用いて実行する。
(3)<EB θ回転>
光顕高倍の(3)と同様の手順をEB像を用いて実行する。
(4)<EB θ回転後の許容値チェック>
光顕高倍の(4)と同様の手順をEB像を用いて実行する。
(5)必要に応じ、高倍率のEB像を用いて(1)〜(4)を実行する
(6)第1サーチダイの座標(X1,Y1)と第2サーチダイの座標(X2,Y2)より、X方向ダイサイズ(XD)の概略値を算出する
dX=X2−X1
dY=Y2−Y1
XD=√((dX)+(dY)
C. EB image alignment (1) <Y search first die, EB template designation>
The same procedure as that in (1) for optical magnification is performed using the EB image.
(2) <EB Y-direction pattern matching>
A procedure similar to that in (2) of the optical magnification is executed using the EB image.
(3) <EB θ rotation>
A procedure similar to that in (3) of the optical magnification is performed using the EB image.
(4) <Allowable value check after EB θ rotation>
A procedure similar to that in (4) of the optical magnification is performed using the EB image.
(5) If necessary, execute (1) to (4) using a high-magnification EB image. (6) First search die coordinates (X1, Y1) and second search die coordinates (X2, Y2). ) To calculate the approximate value of the X direction die size (XD) dX = X2-X1
dY = Y2-Y1
XD = √ ((dX) 2 + (dY) 2 )

D.ダイマップレシピ作成
(1)<Xサーチ第1ダイ、EBのテンプレート指定>
ウエハ左端に位置するダイの左下隅がTDIカメラ中央付近に位置するようにユーザ操作にてステージを移動し、位置決定後、パターンマッチ用テンプレート画像を取得。このテンプレート画像には、サーチ領域内でユニークなパターンとなるような画像を選択しなければならない。
D. Die map recipe creation (1) <X search first die, EB template designation>
The stage is moved by the user operation so that the lower left corner of the die located at the left end of the wafer is located near the center of the TDI camera, and after determining the position, a pattern matching template image is acquired. As the template image, an image that has a unique pattern within the search area must be selected.

(2)<EB X方向パターンマッチング>
(2−1)X方向ダイサイズ概略値(XD)を用い、Xサーチ第1ダイの右隣のダイのパターンが存在する(と予想される)座標(X1+XD,Y1)へステージを移動。
(2−2)ステージ移動後、TDIカメラにてEB像を撮像し、テンプレート画像を用いてパターンマッチを実行することで現在観察中のパターンの厳密な座標値(XN,YN)を取得し、さらにダイの検出個数(DN)の初期値として1を設定する。
(2−3)Xサーチ第1ダイのパターン座標(X1,Y1)から現在撮像中のパターンの座標(XN,YN)への移動量(dX,dY)を算出する。
dX=XN−X1
dY=YN−Y1
(2−4)算出した移動量(dX,dY)の2倍の移動量(2*dX,2*dY)分だけXサーチ第1ダイを起点としてステージを移動する
(2−5)ステージ移動後、TDIカメラにてEB像を撮像し、テンプレート画像を用いてパターンマッチを実行することで、現在観察中のパターンの厳密な座標値(XN,YN)を更新し、ダイの検出個数を2倍する。
(2−6)予め指定されたX座標値を超えるまでウエハ右方向へ(2−3)〜(2−5)を繰り返し実行する。
(2) <EB X direction pattern matching>
(2-1) Using the approximate X-direction die size (XD), move the stage to the coordinates (X1 + XD, Y1) where the pattern of the die next to the X search first die exists (and is expected).
(2-2) After moving the stage, an EB image is taken with a TDI camera, and pattern matching is executed using a template image to obtain exact coordinate values (XN, YN) of the currently observed pattern, Further, 1 is set as the initial value of the number of detected die (DN).
(2-3) X Search The movement amount (dX, dY) from the pattern coordinates (X1, Y1) of the first die to the coordinates (XN, YN) of the pattern currently being imaged is calculated.
dX = XN-X1
dY = YN-Y1
(2-4) The stage is moved starting from the X search first die by a movement amount (2 * dX, 2 * dY) twice the calculated movement amount (dX, dY). (2-5) Stage movement After that, an EB image is captured by a TDI camera, and pattern matching is executed using a template image, thereby updating the exact coordinate values (XN, YN) of the currently observed pattern and reducing the number of detected dies to 2 Double.
(2-6) The steps (2-3) to (2-5) are repeatedly executed in the right direction of the wafer until the X coordinate value designated in advance is exceeded.

(3)<X方向傾きを算出>
Xサーチ第1ダイのパターン座標(X1,Y1)から最後にサーチしたダイのパターンの厳密な座標値(XN,YN)までの移動量及び、それまでに検出したダイの個数(DN)を用い、ステージ直行誤差(Φ)及びX方向ダイサイズ(XD)を算出する。
dX=XN−X1
dY=YN−Y1
Φ=tan―1(dY/dX)
XD=√((dX)+(dY))/DN
(3) <Calculate X-direction tilt>
The amount of movement from the X search first die pattern coordinates (X1, Y1) to the exact coordinate value (XN, YN) of the last searched die pattern and the number of dies detected so far (DN) are used. The stage direct error (Φ) and the X-direction die size (XD) are calculated.
dX = XN-X1
dY = YN-Y1
Φ = tan −1 (dY / dX)
XD = √ ((dX) 2 + (dY) 2 ) / DN

(4)<ダイマップ作成>
このように、X方向ダイサイズ(XD)を求め、予め回転量(θ)を算出した際に求めたY方向ダイサイズ(YD)と合わせてダイマップ(理想上のダイの配置情報)を作成する。ダイマップにより、ダイの理想上の配置が分かる。一方、異いっさいの基板上のダイは例えばステージの機械的誤差(ガイド等の部品や組み付けの誤差)、干渉計の誤差(例えばミラー等の組み付けの問題による)やチャージアップによる像の歪みの影響を受け、必ずしも利用的な配置には観察することができない場合があるが、この実際のダイの位置とダイマップ上の理想上の配置との誤差を把握し、この誤差を考慮しこれを自動補正しながら、検査を行っていくようにする。
(4) <Die map creation>
In this way, the X direction die size (XD) is obtained, and the die map (ideal die arrangement information) is created together with the Y direction die size (YD) obtained when the rotation amount (θ) is calculated in advance. To do. The die map shows the ideal die placement. On the other hand, dies on different substrates are affected by, for example, mechanical errors of the stage (components such as guides and assembly errors), errors of the interferometer (for example, problems of assembly of mirrors, etc.) and image distortion due to charge-up. However, it is not always possible to observe the available layout, but it is necessary to grasp the error between the actual die position and the ideal layout on the die map, and take this error into account. Make inspections while making corrections.

E.フォーカスレシピ作成手順
次に、フォーカスレシピの作成手順について説明する。フォーカスレシピは、基板等の試料の平面上の印の位置における最適なフォーカス位置、若しくはフォーカス位置に関する諸条件の情報を表等の所定の形式で記憶したものである。フォーカスマップレシピではウエハ上の指定位置のみフォーカス条件が設定され、指定位置間のフォーカス値は、直線補完される(図32参照)。フォーカスレシピ作成手順は次のとおり。
(1)フォーカス測定対象ダイをダイマップから選択する
(2)ダイ内でのフォーカス測定点を設定する
(3)各測定点へステージを移動させ、画像及びコントラスト値を基に、フォーカス値(CL12電圧)の調整を手動で行う。
アライメント処理にて作成したダイマップは、ウエハの両端のダイ座標より算出した理想的な位置情報であり、様々な要因によりダイマップ上のダイ位置と実際のダイ位置には誤差が生じる。(図33参照)この誤差分を吸収するためのパラメータを作成する手順をファインアライメントと呼び、ファインアライメントレシピには、ダイマップ(理想上のダイ配置情報)と実際のダイの位置との誤差情報が保存される。ここで設定された情報は、欠陥検査時に使用される。ファインアライメントレシピではダイマップ上で指定されたダイのみ誤差が測定され、指定ダイ間の誤差は、直線補完される。
E. Focus Recipe Creation Procedure Next, a focus recipe creation procedure will be described. The focus recipe stores information on an optimum focus position at a mark position on a plane of a sample such as a substrate or various conditions related to the focus position in a predetermined format such as a table. In the focus map recipe, focus conditions are set only at specified positions on the wafer, and the focus value between the specified positions is linearly complemented (see FIG. 32). The focus recipe creation procedure is as follows.
(1) Select a focus measurement target die from the die map. (2) Set a focus measurement point in the die. (3) Move the stage to each measurement point, and focus value (CL12) based on the image and contrast value. Adjust the voltage manually.
The die map created by the alignment process is ideal position information calculated from the die coordinates at both ends of the wafer, and an error occurs between the die position on the die map and the actual die position due to various factors. (Refer to FIG. 33) A procedure for creating a parameter for absorbing this error is called fine alignment. The fine alignment recipe includes error information between a die map (ideal die arrangement information) and an actual die position. Is saved. The information set here is used at the time of defect inspection. In the fine alignment recipe, the error is measured only for the die designated on the die map, and the error between the designated dies is linearly supplemented.

F.ファインアライメント手順
(1)ファインアライメント用誤差測定対象ダイをダイマップから指定する
(2)誤差測定対象ダイより基準ダイを選択し、このダイの位置をダイマップとの誤差がゼロの点とする
(3)基準ダイの左下隅をTDIカメラで撮像し、パターンマッチ用テンプレート画像を取得する(ただし、サーチ領域内でユニークなパターンをテンプレート画像として選択する)
(4)近隣の誤差測定対象ダイの左下の(ダイマップ上での)座標(X0,Y0)を取得し、ステージを移動させる。移動後、TDIカメラで撮像し、(3)のテンプレート画像を用いてパターンマッチを実行することで、厳密な座標値(X,Y)を取得する。
(5)パターンマッチで取得した座標値(X,Y)とダイマップ上の座標値(X0,Y0)の誤差を保存
(6)全ての誤差測定対象ダイについて(4)〜(5)を実行する。
F. Fine alignment procedure (1) Specify error measurement target die for fine alignment from die map (2) Select reference die from error measurement target die, and set the position of this die as the point where error with die map is zero ( 3) Capture the lower left corner of the reference die with a TDI camera to obtain a pattern matching template image (however, a unique pattern is selected as a template image in the search area)
(4) The coordinates (X0, Y0) at the lower left (on the die map) of the neighboring error measurement target die are acquired, and the stage is moved. After the movement, an image is taken with a TDI camera, and pattern matching is executed using the template image of (3), thereby obtaining exact coordinate values (X, Y).
(5) Save the error between the coordinate value (X, Y) acquired by pattern matching and the coordinate value (X0, Y0) on the die map. (6) Execute (4) to (5) for all error measurement dies. To do.

本発明に係る電子線装置すなわち電子光学系70によって得られたデータを処理して画像データを取得し、得られた画像データに基づいて半導体ウエハ上の欠陥を検出する欠陥検出についてさらに説明する。
なお、一般に、電子線を用いた検査装置すなわち電子光学系70は、高価であり、またスループットも他のプロセス装置に比べて低い。そのため、現状では最も検査が必要と考えられている重要な工程(例えばエッチング、成膜、又はCMP(化学機械研磨)平坦化処理等)の後に、また、配線工程ではより微細な配線工程部分、すなわち配線工程の1から2工程、及び前工程のゲート配線工程等に利用されている。特に、デザインルールが100nm以下、即ち,100nm以下の線幅を有する配線や直径100nm以下のビアホール等の形状欠陥や電気的欠陥を見つけ、また、プロセスにフィードバックすることが重要である。
Defect detection for processing the data obtained by the electron beam apparatus according to the present invention, that is, the electron optical system 70 to acquire image data and detecting defects on the semiconductor wafer based on the obtained image data will be further described.
In general, an inspection apparatus using an electron beam, that is, an electron optical system 70 is expensive and has a lower throughput than other process apparatuses. Therefore, after an important process (for example, etching, film formation, or CMP (Chemical Mechanical Polishing) flattening process, etc.) which is considered to be most inspected at present, in the wiring process, a finer wiring process part, In other words, it is used in the first and second wiring processes, the previous gate wiring process, and the like. In particular, it is important to find a shape defect or an electrical defect such as a wiring having a line width of 100 nm or less, that is, a design rule of 100 nm or less, or a via hole having a diameter of 100 nm or less, and to feed back to the process.

上記したように、検査されるウエハは大気搬送系及び真空搬送系を通して、超精密のステージ装置(X−Yステージ)50上に位置合わせ後、静電チャック機構等により固定される。そして、欠陥検査工程では、光学顕微鏡により、必要に応じて各ダイの位置確認や、各場所の高さ検出が行われ、記憶される。光学顕微鏡は、この他に欠陥等の見たい所の光学顕微鏡像を取得し、電子線像との比較等にも使用される。次に電子光学系の条件設定を行い、電子線像を用いて、光学顕微鏡で設定された情報の修正を行い、精度を向上させる。
次いで、ウエハの種類(どの工程後か、ウエハのサイズは200mmか300mmか等)に応じたレシピの情報を装置に入力し、以下、検査場所の指定、電子光学系の設定、検査条件の設定等を行った後、画像取得を行いながら通常はリアルタイムで欠陥検査を行う。セル同士の比較、ダイ比較等が、アルゴリズムを備えた高速の情報処理システムにより検査が行われ、必要に応じてCRT等に結果を出力や、メモリへ記憶を行う。
As described above, the wafer to be inspected is positioned on the ultra-precision stage device (XY stage) 50 through the atmospheric transfer system and the vacuum transfer system, and then fixed by the electrostatic chuck mechanism or the like. In the defect inspection process, the position of each die and the height of each location are detected and stored by an optical microscope as necessary. In addition to this, the optical microscope obtains an optical microscope image of a desired location such as a defect and is used for comparison with an electron beam image. Next, the conditions of the electron optical system are set, and the information set by the optical microscope is corrected using the electron beam image to improve the accuracy.
Next, recipe information corresponding to the type of wafer (after which process, whether the wafer size is 200 mm or 300 mm, etc.) is input to the apparatus. After performing the above, defect inspection is usually performed in real time while acquiring an image. Cell-to-cell comparison, die comparison, and the like are inspected by a high-speed information processing system equipped with an algorithm, and the results are output to a CRT or the like or stored in a memory as necessary.

欠陥検査の基本的流れを、図34に示す。まずアライメント動作113・1を含んだウエハ搬送の後、検査に関係する条件等を設定したレシピを作成する(113・2)。レシピは被検査ウエハに最低1種類は必要であるが、複数の検査条件に対応するために、1枚の被検査ウエハに対して、複数のレシピが存在する場合もある。また同一パターンの被検査ウエハが複数枚ある場合、一種類のレシピで複数のウエハを検査する場合もある。図34の経路113・3は、この様に過去に作成されたレシピで検査する場合、検査動作直前にレシピの作成が不要であることを示している。   The basic flow of defect inspection is shown in FIG. First, after carrying the wafer including the alignment operation 113. 1, a recipe in which conditions relating to the inspection are set is created (113. 2). At least one type of recipe is required for the wafer to be inspected, but there may be a plurality of recipes for one wafer to be inspected in order to cope with a plurality of inspection conditions. Further, when there are a plurality of wafers to be inspected with the same pattern, a plurality of wafers may be inspected with one type of recipe. The path 1113 in FIG. 34 indicates that when an inspection is performed with a recipe created in the past, it is not necessary to create a recipe immediately before the inspection operation.

図34において、検査動作113・4は、レシピに記載された条件、シーケンスに従い、ウエハの検査を行う。欠陥抽出は、検査動作中に欠陥を発見する度に即時行われ、以下の動作をほぼ並列的に実行する。
・欠陥分類(113・5)を行い、結果出力ファイルに抽出欠陥情報と欠陥分類情報を追加する動作
・抽出欠陥画像を画像専用結果出力ファイルもしくはファイルに追加する動作
・抽出欠陥の位置などの欠陥情報を操作画面上に表示する動作
被検査ウエハ単位で検査が終了すると、次いで、以下の動作をほぼ並列的に実行する。
・結果出力ファイルをクローズして保存する動作
・外部からの通信が検査結果を要求する場合、検査結果を送る動作
・ウエハを排出する動作
連続的にウエハを検査する設定がなされている場合、次の被検査ウエハを搬送して、前記一連の動作を繰り返す。
In FIG. 34, the inspection operation 1113 performs a wafer inspection according to the conditions and sequence described in the recipe. The defect extraction is performed immediately every time a defect is found during the inspection operation, and the following operations are executed in almost parallel.
・ Operation to perform defect classification (113/5) and add extracted defect information and defect classification information to result output file ・ Operation to add extracted defect image to image-only result output file or file ・ Defects such as position of extracted defect Operation for Displaying Information on Operation Screen When inspection is completed in units of wafers to be inspected, the following operations are then executed in substantially parallel.
・ Operation to close and save result output file ・ Operation to send inspection result when communication from outside requests inspection result ・ Operation to eject wafer When next wafer is set to be inspected continuously The wafer to be inspected is transferred, and the above series of operations is repeated.

図34におけるレシピ作成においては、検査に関係する条件等の設定ファイルからなるレシピを作成する。該レシピは、保存することも可能であり、該レシピを使用して、検査時もしくは検査前に条件設定を行う。レシピに記載された検査に関係する条件は、例えば、以下の事項を含んでいる。
・検査対象ダイ
・ダイ内部検査領域
・検査アルゴリズム
・検出条件(検査感度等、欠陥抽出に必要な条件)
・観察条件(倍率、レンズ電圧、ステージ速度、検査順序等、観察に必要な条件)
In creating a recipe in FIG. 34, a recipe including a setting file for conditions related to inspection is created. The recipe can be stored, and conditions are set at the time of inspection or before inspection using the recipe. Conditions relating to the inspection described in the recipe include, for example, the following matters.
・ Die to be inspected ・ Die internal inspection area ・ Inspection algorithm ・ Detection conditions (Inspection sensitivity and other conditions necessary for defect extraction)
・ Observation conditions (magnification, lens voltage, stage speed, inspection order, etc.)

上記した検査条件の内、検査対象ダイの設定は、図35に示すような操作画面に表示されたダイマップ画面に対して、検査するダイをオペレータが指定する。図35の例では、ウエハ端面のダイ1と前工程で明らかに不良と判定されたダイ2をグレイアウトして検査対象から削除し、残りを検査対象ダイとしている。また、ウエハ端面からの距離や前工程で検出されたダイの良否情報をもとに、自動的に検査ダイを指定する機能も有している。
また、ダイ内部の検査領域の設定は、図36に示される様に操作画面に表示されたダイ内部検査領域設定画面に対して、検査領域をオペレータが光学顕微鏡もしくはEB顕微鏡により取得した画像をもとに、マウス等の入力機器で指定する。図36の例では、実線で示した領域115・1と破線で示した領域115・2を設定している。
Among the inspection conditions described above, the inspection target die is set by the operator specifying a die to be inspected on the die map screen displayed on the operation screen as shown in FIG. In the example of FIG. 35, the die 1 on the wafer end face and the die 2 that is clearly determined to be defective in the previous process are grayed out and deleted from the inspection target, and the rest are used as the inspection target die. It also has a function of automatically designating an inspection die based on the distance from the wafer end face and the quality information of the die detected in the previous process.
Also, the setting of the inspection area inside the die is based on the image acquired by the operator using an optical microscope or EB microscope with respect to the inspection area setting screen displayed on the operation screen as shown in FIG. And using an input device such as a mouse. In the example of FIG. 36, a region 115 · 1 indicated by a solid line and a region 115 · 2 indicated by a broken line are set.

領域115・1は、ダイのほぼ全体を設定領域としている。この場合、検査アルゴリズムは、隣接ダイ比較法とし、この領域に対する検出条件、観察条件の詳細は、別に設定する。領域115・2は、検査アルゴリズムをアレイ検査としこの領域に対する検出条件及び観察条件の詳細は、別に設定する。すなわち複数の検査領域の設定が可能でかつ、検査領域は、それぞれ独自の検査アルゴリズムや検査感度を条件設定できる。また、検査領域は重ね合わせる事も可能で、同じ領域に対して、異なる検査アルゴリズムを同時に処理することも可能である。
図34の検査動作113.4においては、図37に示すように、被検査ウエハを走査幅に細分化して走査する。走査幅は、ほぼラインセンサの長さで決まるが、ラインセンサの端部が少し重なる様に設定してある。これは、検出した欠陥を最終的に統合処理する場合に、ライン間の連続性を判断する為や比較検査を行う際に画像アライメントするための余裕を確保するためである。その重ね量は、2048ドットのラインセンサに対して16ドット程度である。
In the region 115. 1, almost the entire die is set as a setting region. In this case, the inspection algorithm is an adjacent die comparison method, and details of detection conditions and observation conditions for this region are set separately. In the area 115. 2, the inspection algorithm is an array inspection, and details of detection conditions and observation conditions for this area are set separately. That is, a plurality of inspection areas can be set, and each inspection area can be set with its own inspection algorithm and inspection sensitivity. In addition, the inspection areas can be overlapped, and different inspection algorithms can be simultaneously processed for the same area.
In the inspection operation 113.4 in FIG. 34, as shown in FIG. 37, the wafer to be inspected is divided into scan widths and scanned. The scanning width is substantially determined by the length of the line sensor, but is set so that the end portions of the line sensor slightly overlap. This is to ensure a margin for image alignment when determining the continuity between lines or when performing a comparative inspection when finally integrating the detected defects. The amount of overlap is about 16 dots for a 2048-dot line sensor.

走査方向及びシーケンスを、模式的に図38に示す。すなわち、検査時間短縮のために双方向動作(A動作)や、機械制限からの単方向動作(B動作)などが、オペレータより選択できる構成になっている。
また、レシピの検査対象ダイ設定を元に、走査量を減らす動作を自動演算して検査する機能も有している。図39の(A)は検査ダイが1個のみの場合の走査例であり、不要な走査は行わない。
レシピによって設定される検査アルゴリズムは、セル検査(アレイ検査)とダイ検査(ランダム検査)に大別することができる。
図39の(B)に示すように、ダイは、主にメモリに用いられる周期構造をしたセル部118・2と、周期構造を取らないランダム部118・3とに分けられる。周期構造をしたセル部118・2は、比較対象が同じダイの中に複数個あるので、セル検査、すなわち同じダイの中のセル同士で比較を行うことによって検査可能である。一方、ランダム部118・3は、同じダイの中に比較対象がないので、ダイ検査によってダイ同士の比較を行う必要がある。
FIG. 38 schematically shows the scanning direction and sequence. That is, in order to shorten the inspection time, a bidirectional operation (A operation) and a unidirectional operation (B operation) due to machine limitations can be selected by the operator.
In addition, it has a function of automatically calculating and inspecting an operation for reducing the scanning amount based on the inspection target die setting of the recipe. FIG. 39A shows an example of scanning when there is only one inspection die, and unnecessary scanning is not performed.
The inspection algorithm set by the recipe can be roughly divided into cell inspection (array inspection) and die inspection (random inspection).
As shown in FIG. 39 (B), the die is divided into a cell portion 118.2 having a periodic structure mainly used for a memory and a random portion 118.3 having no periodic structure. Since there are a plurality of comparison objects in the same die, the cell portions 118 and 2 having a periodic structure can be inspected by cell inspection, that is, by comparing cells in the same die. On the other hand, since the random parts 118 and 3 do not have a comparison target in the same die, it is necessary to compare the dies by die inspection.

ダイ検査は、比較対象により、さらに以下にように区分される。
・隣接ダイ比較法(Die-to-Die検査)
・基準ダイ比較法(Die-to- Any Die検査)
・CADデータ比較法(Cad Data-to-Any Die検査)
一般にゴールデンテンプレート方式と呼ばれる方式は、基準ダイ比較法及びCADデータ比較法であり、基準ダイ比較法においては、参照ダイをゴールデンテンプレートとし、CADデータ比較法おいては、CADデータをゴールデンテンプレートとする。
The die inspection is further classified as follows according to the comparison target.
・ Adjacent die comparison method (Die-to-Die inspection)
・ Standard die comparison method (Die-to-Any Die inspection)
・ CAD data comparison method (Cad Data-to-Any Die inspection)
A method generally called a golden template method is a standard die comparison method and a CAD data comparison method. In the standard die comparison method, a reference die is a golden template, and in a CAD data comparison method, CAD data is a golden template. .

以下に、各検査アルゴリズムの動作を述べる。
セル検査(アレイ検査)
セル検査は、周期構造の検査に適用される。DRAMセルなどはその一例である。
検査は、参照とする参照画像と被検査画像の比較を行い、その差分を欠陥として抽出する。参照画像と被検査画像は、二値化画像でも検出精度を向上するため多値画像でも構わない。
欠陥は、参照画像と被検査画像の差分そのものでも良いが、検出した差分の差分量や差分のある画素の合計面積などの差分情報を元にして、誤検出を防ぐための2次的な判定を行っても良い。
セル検査においては、参照画像と被検査画像の比較は構造周期単位で行われる。すなわちCCDなどで一括取得した画像を読み出しながら1構造周期単位で比較しても良いし、参照画像がn個の構造周期単位であれば、n個の構造周期単位を同時に比較できる。
参照画像の生成方法の一例を図40に示す、ここでは1構造周期単位で比較する例を述べるので1構造周期単位生成を表す。同じ方法で周期数をnにする事も可能である。
前提として図40での検査方向はAである。また周期4を被検査周期とする。周期の大きさはオペレータが画像を見ながら入力するので、図40において周期1〜6は容易に認識できる。
参照周期画像は、各画素において被検査周期直前の周期1〜3を加算し平均して生成する。1〜3いずれかに欠陥が存在しても平均処理されるので影響は少ない。この形成された参照周期画像と被検査周期画像4を比較して欠陥の抽出を行う。
次に被検査周期画像5を検査する場合、周期2〜4を加算平均して参照周期画像を生成する。以下同様に被検査周期画像取得以前に得た画像より、被検査周期画像を生成して検査を連続させる。
The operation of each inspection algorithm is described below.
Cell inspection (array inspection)
Cell inspection is applied to inspection of periodic structures. An example is a DRAM cell.
In the inspection, the reference image to be referred to is compared with the image to be inspected, and the difference is extracted as a defect. The reference image and the image to be inspected may be a binary image or a multi-value image in order to improve detection accuracy.
The defect may be the difference itself between the reference image and the image to be inspected, but it is a secondary determination for preventing erroneous detection based on difference information such as the difference amount of the detected difference and the total area of the pixels having the difference. May be performed.
In the cell inspection, the comparison between the reference image and the image to be inspected is performed in units of structure periods. That is, comparison may be made in units of one structure period while reading out images collectively acquired by a CCD or the like. If the reference image is n structure period units, n structure period units can be compared simultaneously.
An example of a method for generating a reference image is shown in FIG. 40. Here, an example in which comparison is made in units of one structure period will be described, and thus one structure period unit generation is shown. It is also possible to set the number of periods to n in the same way.
As a premise, the inspection direction in FIG. Period 4 is the inspection period. Since the operator inputs the magnitude of the period while viewing the image, periods 1 to 6 in FIG. 40 can be easily recognized.
The reference period image is generated by adding and averaging the periods 1 to 3 immediately before the inspection period in each pixel. Even if a defect exists in any one of 1 to 3, the average process is performed, so the influence is small. A defect is extracted by comparing the formed reference periodic image and the inspection periodic image 4.
Next, when inspecting the periodic image 5 to be inspected, the reference periodic images are generated by averaging the periods 2 to 4. In the same manner, a periodic image to be inspected is generated from images obtained before acquiring the periodic image to be inspected, and the inspection is continued.

ダイ検査(ランダム検査)
ダイ検査は、ダイの構造に制限されず適用できる。検査は、参照となる参照画像と被検査画像の比較を行い、その差分を欠陥として抽出する。参照画像と被検査画像は、二値化画像でも検出精度を向上するため多値画像でも構わない。欠陥は、参照画像と被検査画像の差分そのものでも良いが、検出した差分の差分量や差分のある画素の合計面積などの差分情報を元にして、誤検出を防ぐため2次的な判定を行っても良い。ダイ検査は参照画像の求め方で分類することができる。以下に、ダイ検査に含まれる隣接ダイ比較法、基準ダイ比較検査法、及びCADデータ比較法について動作を説明する。
Die inspection (random inspection)
The die inspection can be applied without being limited to the die structure. In the inspection, the reference image to be referred to is compared with the image to be inspected, and the difference is extracted as a defect. The reference image and the image to be inspected may be a binary image or a multi-value image in order to improve detection accuracy. The defect may be the difference between the reference image and the image to be inspected, but based on difference information such as the difference amount of the detected difference and the total area of the pixels having the difference, a secondary determination is made to prevent erroneous detection. You can go. Die inspection can be classified according to how to obtain a reference image. The operations of the adjacent die comparison method, the reference die comparison inspection method, and the CAD data comparison method included in the die inspection will be described below.

A.隣接ダイ比較法(Die-Die検査)
参照画像は、被検査画像と隣接したダイである。被検査画像に隣り合った2つのダイと比較して欠陥を判断する。すなわち図41及び図42において、画像処理装置のメモリ121・1とメモリ121・2がカメラ121・3からの経路121・41に接続するようスイッチ121・4、スイッチ121・5を設定した状況で、以下のステップを有する。
a)走査方向Sに従いダイ画像1を経路121・41からメモリ121・1に格納するステップ。
b)ダイ画像2を経路121・41からメモリ121・2に格納するステップ。
c)上記b)と同時に経路121・42からダイ画像2を取得しながら、取得したダイ画像2とダイにおける相対位置が同じであるメモリ121・1に格納された画像データを比較して差分を求めるステップ。
d)上記c)の差分を保存するステップ。
e)ダイ画像3を経路121・41からメモリ121・1に格納するステップ。
f)上記e)と同時に経路121・42からダイ画像3を取得しながら、取得したダイ画像3とダイにおける相対位置が同じであるメモリ121・2に格納された画像データを比較して差分を求めるステップ。
g)上記f)の差分を保存するステップ。
h)上記d)とg)で保存された結果より、ダイ画像2の欠陥を判定するステップ。
i)以下連続したダイにおいてa)からh)を繰り返すステップ。
設定によって、上記c)、f)において差分を求める前に、比較する2つの画像の位置アライメント:位置差が無くなる様に補正する。または濃度アライメント:濃度差が無くなる様に補正する。もしくはその両方の処理を行う場合がある。
A. Adjacent die comparison method (Die-Die inspection)
The reference image is a die adjacent to the image to be inspected. A defect is judged by comparing with two dies adjacent to the image to be inspected. That is, in FIG. 41 and FIG. 42, the switches 121 and 4 and the switches 121 and 5 are set so that the memories 121 and 1 and the memories 121 and 2 of the image processing apparatus are connected to the paths 121 and 41 from the cameras 121 and 3. Has the following steps.
a) A step of storing the die image 1 in the memory 121 · 1 from the path 121 · 41 according to the scanning direction S.
b) A step of storing the die image 2 in the memory 121 · 2 from the route 121 · 41.
c) While obtaining the die image 2 from the paths 121 and 42 simultaneously with the above b), the obtained die image 2 is compared with the image data stored in the memory 121 · 1 having the same relative position on the die and the difference is obtained. Step to seek.
d) A step of storing the difference of c).
e) A step of storing the die image 3 from the path 121 · 41 into the memory 121 · 1.
f) While obtaining the die image 3 from the paths 121 and 42 simultaneously with the above e), the obtained die image 3 is compared with the image data stored in the memory 121 and the relative position of the die is the same, and the difference is obtained. Step to seek.
g) A step of storing the difference of f) above.
h) A step of determining a defect of the die image 2 from the results stored in the above d) and g).
i) Repeat steps a) to h) in subsequent dies.
Depending on the setting, before obtaining the difference in c) and f) above, the position alignment of the two images to be compared: correction is made so that there is no position difference. Or density alignment: Correct so that there is no density difference. Alternatively, both processes may be performed.

B.基準ダイ比較法(Die-Any Die検査)
オペレータにより基準ダイを指定する。基準ダイはウエハ上に存在するダイもしくは、検査以前に保存してあるダイ画像であり、まず基準ダイを走査もしくは転送して画像をメモリに保存、参照画像とする。すなわち図42と図43を参照して以下に説明するステップを実行する。
a)オペレータが基準ダイを、被検査ウエハのダイより、もしくは検査以前に保存してあるダイ画像より選択するステップ。
b)基準ダイが被検査ウエハに存在する場合、画像処理装置のメモリ121・1もしくはメモリ121・2の少なくとも一方がカメラ121・3からの経路121・41に接続するようにスイッチ121・4、スイッチ121・5を設定するステップ。
c)基準ダイが検査以前に保存してあるダイ画像の場合、画像処理装置のメモリ121・1もしくはメモリ121・2の少なくとも一方がダイ画像である参照画像を保存してあるメモリ121・6からの経路121・7に接続するようにスイッチ121・4、スイッチ121・5を設定するステップ。
d)基準ダイが被検査ウエハに存在する場合、基準ダイを走査して、基準ダイ画像である参照画像を画像処理装置のメモリに転送するステップ。
e)基準ダイが検査以前に保存してあるダイ画像の場合、走査を必要とせず、基準ダイ画像である参照画像を画像処理装置のメモリに転送するステップ。
f)被検査画像を順次走査して得られる画像と、基準ダイ画像である参照画像を転送されたメモリの画像と、ダイにおける相対位置が同じである画像データを比較して差分を求めるステップ。
g)上記f)で得られた差分より欠陥を判定するステップ。
h)以下連続して図50で示すように基準ダイの走査位置と被検査ダイのダイ原点に対して同じ部分をウエハ全体について検査し、ダイ全体を検査するまで基準ダイの走査位置を変更しながら上記d)からg)を繰り返すステップ。
設定によって、上記f)において差分を求める前に、比較する2つの画像の位置アライメント:位置差が無くなる様に補正する。もしくは濃度アライメント:濃度差が無くなる様に補正する。もしくはその両方の処理を行う場合がある。
上記d)もしくはe)において画像処理装置のメモリに蓄えられる基準ダイ画像は、基準ダイ全てでも良いし、基準ダイの一部として更新しながら検査しても良い。
B. Standard die comparison method (Die-Any Die inspection)
The reference die is designated by the operator. The standard die is a die existing on the wafer or a die image stored before the inspection. First, the standard die is scanned or transferred, and the image is stored in a memory to be a reference image. That is, the steps described below with reference to FIGS. 42 and 43 are executed.
a) The operator selects a reference die from a die of a wafer to be inspected or a die image stored before inspection.
b) When the reference die is present on the wafer to be inspected, the switches 121.4, 121 are connected so that at least one of the memory 121.1 or the memory 121.2 of the image processing apparatus is connected to the path 121.41 from the camera 121.3. Setting the switches 121 and 5;
c) When the standard die is a die image stored before the inspection, at least one of the memory 121 · 1 or the memory 121 · 2 of the image processing apparatus stores the reference image that is a die image from the memory 121 · 6. A step of setting the switches 121 and 4 and the switches 121 and 5 to be connected to the paths 121 and
d) If the standard die is present on the wafer to be inspected, scanning the standard die and transferring a reference image, which is a standard die image, to the memory of the image processing apparatus.
e) A step of transferring a reference image, which is a standard die image, to the memory of the image processing apparatus without scanning, when the standard die is a die image stored before inspection.
f) A step of obtaining a difference by comparing an image obtained by sequentially scanning an image to be inspected, an image in a memory to which a reference image as a standard die image is transferred, and image data having the same relative position on the die.
g) A step of determining a defect from the difference obtained in f) above.
h) Subsequently, as shown in FIG. 50, the same part is inspected for the entire wafer with respect to the scanning position of the reference die and the die origin of the die to be inspected, and the scanning position of the reference die is changed until the entire die is inspected. While repeating d) to g) above.
Depending on the settings, before obtaining the difference in f) above, the position alignment of the two images to be compared is corrected so as to eliminate the position difference. Or density alignment: correction is made so that the density difference is eliminated. Alternatively, both processes may be performed.
The reference die image stored in the memory of the image processing apparatus in the above d) or e) may be all the reference dies or may be inspected while being updated as a part of the reference die.

C.CADデータ比較法(CAD Data-Any Die検査)
CADによる半導体パターン設計工程の出力であるCADデータより参照画像を作成し基準画像とする。基準画像はダイ全体もしくは検査部分を含んだ部分的な物でも良い。
またこのCADデータは、通常ベクタデータであり、走査動作によって得られる画像データと等価なラスタデータに変換しないと参照画像として使用出来ない。この様にCADデータ加工作業に関して、以下の変換がなされる。
a)CADデータであるベクタデータをラスタデータに変換する。
b)上記a)は、検査時に被検査ダイを走査して得られる画像走査幅の単位で行う。
c)上記b)は、被検査ダイを走査して得る予定の画像とダイにおける相対位置が同じである画像データを変換する。
d)上記c)は、検査走査と、変換作業をオーバラップして行う。
上記のa)〜d)は高速化のために画像走査幅単位の変換を行う例であるが、変換単位を画像走査幅に固定しなくても検査は可能である。
C. CAD data comparison method (CAD Data-Any Die inspection)
A reference image is created from CAD data, which is an output of a semiconductor pattern design process by CAD, and used as a standard image. The reference image may be an entire die or a partial object including an inspection part.
The CAD data is usually vector data, and cannot be used as a reference image unless converted into raster data equivalent to image data obtained by a scanning operation. In this way, the following conversion is performed for the CAD data processing operation.
a) Vector data as CAD data is converted into raster data.
b) The above a) is performed in units of image scanning width obtained by scanning the inspection die during inspection.
c) In the above b), image data whose relative position on the die is the same as the image scheduled to be scanned by the die to be inspected is converted.
d) The above c) is performed by overlapping the inspection scan and the conversion work.
The above a) to d) are examples in which conversion in units of image scanning width is performed for speeding up, but inspection is possible without fixing the conversion units to the image scanning width.

また、ベクタデータをラスタデータに変換する作業に付加機能として、以下の少なくとも1つを有する。
a)ラスタデータの多値化機能。
b)上記a)に関し、多値化の、階調重み、オフセットを検査装置の感度を鑑みて設定する機能。
c)ベクタデータをラスタデータに変換した後で、膨張、収縮など画素を加工する画像処理を行う機能。
In addition, at least one of the following functions is added as an additional function to the work of converting vector data into raster data.
a) Multi-value function of raster data.
b) A function of setting the multi-value gradation weight and offset in consideration of the sensitivity of the inspection apparatus with respect to a).
c) A function of performing image processing for processing pixels such as expansion and contraction after vector data is converted into raster data.

図42の装置において実行される、CADデータ比較法による検査ステップを示す。
a)計算機1でCADデータをラスタデータに変換しかつ上記付加機能で参照画像を生成してメモリ121・6に保存するステップ。
b)画像処理装置のメモリ121・1もしくはメモリ121・2の少なくとも一方がメモリ121・6からの経路121・7に接続するようにスイッチ121・4、スイッチ121・5を設定するステップ。
c)メモリ121・6の参照画像を画像処理装置のメモリに転送するステップ。
d)被検査画像を順次走査して得られる画像と、参照画像が転送されたメモリの画像と、ダイにおける相対位置が同じである画像データを比較して差分を求めるステップ。
e)上記d)で得られた差分より欠陥を判定するステップ。
f)以下連続して図44で示すように基準ダイの走査位置を参照画像とし被検査ダイの同じ部分をウエハ全体検査し、ダイ全体を検査するまで基準ダイの走査位置を変更しながら上記a)からe)を繰り返すステップ。
設定によって、上記d)において差分を求める前に、比較する2つの画像の位置アライメント、すなわち位置差が無くなる様に補正する。もしくは、濃度アライメント、すなわち濃度差が無くなる様に補正する。もしくはその両方の処理を行う場合がある。また、c)において画像処理装置のメモリに蓄えられる基準ダイ画像は、基準ダイ全てでも良いし、基準ダイの一部として更新しながら検査しても良い。
The inspection step by the CAD data comparison method performed in the apparatus of FIG. 42 is shown.
a) A step of converting CAD data into raster data by the computer 1 and generating a reference image by the additional function and storing it in the memory 121/6.
b) A step of setting the switches 121 and 4 and the switches 121 and 5 so that at least one of the memory 121 and the memory 121 and 2 of the image processing apparatus is connected to the path 121 and 7 from the memory 121 and 6.
c) A step of transferring the reference image in the memory 121.6 to the memory of the image processing apparatus.
d) A step of comparing the image obtained by sequentially scanning the image to be inspected, the image in the memory to which the reference image is transferred, and the image data having the same relative position on the die to obtain a difference.
e) A step of determining a defect from the difference obtained in d) above.
f) Subsequently, as shown in FIG. 44, the scanning position of the standard die is used as a reference image, the same portion of the die to be inspected is inspected on the entire wafer, and the above-mentioned a ) To e).
Depending on the setting, before obtaining the difference in d), correction is made so that the positional alignment of the two images to be compared, that is, the positional difference is eliminated. Alternatively, density alignment, that is, correction is made so that there is no density difference. Alternatively, both processes may be performed. Further, the reference die image stored in the memory of the image processing apparatus in c) may be all of the reference dies, or may be inspected while being updated as a part of the reference die.

これまで、周期構造を検査するアレイ検査(セル検査)とランダム検査とのアルゴリズムを説明してきたが、セル検査とダイ検査を同時に行うことも可能である。つまり、セル部とランダム部とを分けて処理し、セル部ではダイ内でセル同士の比較を行うと同時に、ランダム部では、隣接するダイ、基準ダイ又はCADデータとの比較を行っていく。このようにすると、検査時間を大幅に短縮でき、スループットが向上する。
なお、この場合には、セル部の検査回路は別々に独立して備えるのが好適である。また、同時に検査を行わないのであれば、1つの検査回路を有し、セル検査用とランダム検査用のソフトを切換可能に設定しておき、ソフトの切換で比較検査を実行することも可能である。つまり、パターンの検査を複数の処理のアルゴリズムを適用して処理する場合には、それらのアルゴリズムは別回路を用意して同時に処理してもよいし、それらに対応するアルゴリズムを設けて1つの回路で切り換えて処理するようにしてもよい。いずれにせよ、セル部の類型が複数であり、それらは各々のセル同士で比較を行い更にランダム部についてダイ同士又はダイとCADデータで皮革を行うような場合にも、適用可能である。
So far, the algorithm of the array inspection (cell inspection) for inspecting the periodic structure and the random inspection has been described, but it is also possible to perform the cell inspection and the die inspection at the same time. In other words, the cell portion and the random portion are processed separately, and the cell portion compares the cells in the die, and at the same time, the random portion compares the adjacent die, reference die, or CAD data. In this way, the inspection time can be greatly shortened and the throughput is improved.
In this case, it is preferable that the cell portion inspection circuit is provided separately and independently. If inspection is not performed at the same time, it is possible to have one inspection circuit, set the software for cell inspection and random inspection to be switchable, and execute comparative inspection by switching software. is there. In other words, when pattern inspection is processed by applying a plurality of processing algorithms, these algorithms may be prepared separately and processed simultaneously, or an algorithm corresponding to them may be provided to provide a single circuit. You may make it process by switching by. In any case, there are a plurality of types of cell parts, which are also applicable to the case where comparison is made between cells and leather is further formed between dies or CAD data with respect to a random part.

フォーカス機能の基本的流れを、図45に示す。まずアライメント動作を含んだウエハ搬送の後、検査に関係する条件等を設定したレシピを作成する。このレシピの1つとしてフォーカスマップレシピがあり、ここで設定されたフォーカス情報に従い、検査動作及びレビュー動作時にオートフォーカスが行われる。以下、フォーカスマップレシピの作成手順及びオートフォーカスの動作手順を説明する。
フォーカスマップレシピは、以下の例においては独立的な入力画面を有しており、オペレータが次のステップを実行することによりフォーカスレシピを作成する。このような入力画面を、別の目的で設けられた入力画面に付加してもよい。
a)フォーカス値を入力するダイ位置やダイの中のパターン等、フォーカスマップ座標を入力するステップ。図46のスイッチ126・1。
b)フォーカス値を自動測定する場合に必要な、ダイパターンを設定するステップ。このステップはフォーカス値を自動測定しない場合、スキップできる。
c)上記a)で決められたフォーカスマップ座標のベストフォーカス値を設定する、ステップ。
この中で、a)のステップではオペレータが任意のダイを指定する事もできるが、全てのダイの選択や、n個毎のダイの選択などの設定も可能である。また入力画面はウエハ内のダイ配列を模式的に表現した図でも、実画像を使った画像でもオペレータが選択できる。
この中で、c)のステップではオペレータがマニュアルでフォーカス用電極の電圧値に連動したフォーカススイッチ126・2で設定するモード(図46のスイッチ126・3)。自動的にフォーカス値を求めるモードモード(図46のスイッチ126・4)で選択・設定する。
The basic flow of the focus function is shown in FIG. First, after carrying the wafer including the alignment operation, a recipe in which conditions related to the inspection are set is created. As one of the recipes, there is a focus map recipe, and autofocus is performed during the inspection operation and the review operation according to the focus information set here. The focus map recipe creation procedure and autofocus operation procedure will be described below.
In the following example, the focus map recipe has an independent input screen, and the operator creates the focus recipe by executing the following steps. Such an input screen may be added to an input screen provided for another purpose.
a) A step of inputting focus map coordinates such as a die position for inputting a focus value and a pattern in the die. Switch 126.1 in FIG.
b) A step of setting a die pattern necessary for automatically measuring the focus value. This step can be skipped if the focus value is not automatically measured.
c) A step of setting the best focus value of the focus map coordinates determined in the above a).
Among them, in step a), the operator can designate an arbitrary die, but settings such as selection of all dies and selection of every n dies are also possible. The input screen can be selected by the operator, whether it is a diagram schematically representing the die arrangement on the wafer, or an image using an actual image.
Among these, in the step c), the operator manually sets the focus switch 126.2 in conjunction with the voltage value of the focus electrode (switch 126.3 in FIG. 46). Selection and setting are made in a mode mode (switches 126 and 4 in FIG. 46) for automatically obtaining a focus value.

上記c)のステップで自動的にフォーカス値を求める手順は、例えば図47において
a)フォーカス位置Z=1の画像を求めそのコントラストを計算する。
b)上記a)をZ=2,3,4でも行う。
c)上記a)、b)で得られたコントラスト値から回帰させコントラスト関数を求める(図48)
d)コントラスト関数の最大値を得るZを計算で求め、これをベストフォーカス値とする。
例えば、フォーカス値を自動測定する場合に必要なダイパターンは図48の様なライン&スペースが選択された場合、良い結果を示すが、コントラストは白黒パターンがあれば形状によらず計測できる。
a)からd)を行うことで1点のベストフォーカス値が求まる。この時のデータ形式は(X,Y,Z) X、Y:フォーカスを求めた座標、Z:ベストフォーカス値のセットであり、フォーカスマップレシピで決められたフォーカスマップ座標数(X,Y,Z)が存在することになる。これをフォーカスマップレシピの一部でフォーカスマップファイルと呼ぶ。
The procedure for automatically obtaining the focus value in the step c) is, for example, in FIG. 47. a) Obtaining an image at the focus position Z = 1 and calculating the contrast.
b) The above a) is also performed with Z = 2, 3, and 4.
c) Regression from the contrast values obtained in a) and b) above to obtain a contrast function (FIG. 48).
d) Z which obtains the maximum value of the contrast function is obtained by calculation, and this is set as the best focus value.
For example, the die pattern necessary for automatically measuring the focus value shows good results when a line and space as shown in FIG. 48 is selected, but the contrast can be measured regardless of the shape if there is a monochrome pattern.
The best focus value of one point can be obtained by performing steps a) to d). The data format at this time is (X, Y, Z) X, Y: coordinates for obtaining focus, Z: set of best focus values, and the number of focus map coordinates (X, Y, Z determined by the focus map recipe) ) Will exist. This is called a focus map file in a part of the focus map recipe.

フォーカスマップレシピから、画像を取得する検査動作、レビュー動作時にフォーカスをベストフォーカスに設定する方法は次のステップでなされる。
a)フォーカスマップレシピの作成時に作成されたフォーカスマップファイル1を元に位置情報をさらに細分化して、この時のベストフォーカスを計算で求め細分化したフォーカスマップファイル2を作成する。
b)上記a)の計算は、補間関数で行う。
c)上記b)の補間関数は、リニア補間やスプライン補間等でフォーカスマップレシピの作成時にオペレータにより指定される。
d)ステージのXY位置を監視して、現在のXY位置に適したフォーカスマップファイル2に記載されたフォーカス値にフォーカス用電極の電圧を変更する。
A method of setting the focus to the best focus during the inspection operation and the review operation for acquiring an image from the focus map recipe is performed in the following steps.
a) The position information is further subdivided based on the focus map file 1 created at the time of creating the focus map recipe, the best focus at this time is obtained by calculation, and the subdivided focus map file 2 is created.
b) The calculation of a) is performed with an interpolation function.
c) The interpolation function of b) is specified by the operator when creating a focus map recipe by linear interpolation, spline interpolation, or the like.
d) The stage XY position is monitored, and the voltage of the focus electrode is changed to the focus value described in the focus map file 2 suitable for the current XY position.

さらに具体的に説明すると、図49において、黒丸がフォーカスマップファイル1のフォーカス値、白丸がフォーカスマップファイル2のフォーカス値である。
1.フォーカスマップファイルのフォーカス値の間をフォーカスマップファイルのフォーカス値で補間している。
2.走査に従いフォーカス位置Zを変化させベストフォーカスを維持している。この時フォーカスマップファイル(白丸)の間は、次の変更する位置まで値が保持されている。
More specifically, in FIG. 49, the black circle is the focus value of the focus map file 1, and the white circle is the focus value of the focus map file 2.
1. Interpolation is performed between the focus values of the focus map file using the focus value of the focus map file.
2. The best focus is maintained by changing the focus position Z according to the scanning. At this time, the value is held until the next change position during the focus map file (white circle).

図50は、本発明に係る電子線装置を使用した半導体製造プラントの例を示す。図50において、電子線装置は参照番号171.1で示されており、該装置で検査されるウエハのロット番号、製造に経由した製造装置履歴等の情報は、SMIFまたはFOUP171・2に備えられたメモリから読み出されるか、または、そのロット番号を、SMIF、FOUP171・2又はウエハカセットのID番号を読み取ることにより、認識できるようになっている。ウエハの搬送中は、水分の量をコントロールしてメタル配線の酸化等を防止している。
欠陥検査装置171.1の欠陥検出制御用のPC171.6は、生産ラインの情報通信ネットワーク171・3に接続されており、このネットワーク171・3を介して、生産ラインを制御している生産ラインコントロールコンピュータ171・4、各製造装置171・5、及び別の検査システムに、被検査物であるウエハのロット番号などの情報とその検査結果を送ることができる。製造装置171・5には、リソグラフィー関連装置例えば露光装置、コーター、キュア装置、デベロッパ等、又は、エッチング装置、スパッタ装置及びCVD装置などの成膜装置、CMP装置、各種計測装置、他の検査装置等が含まれる。
FIG. 50 shows an example of a semiconductor manufacturing plant using the electron beam apparatus according to the present invention. In FIG. 50, the electron beam apparatus is denoted by reference numeral 171.1, and information such as the lot number of the wafer to be inspected by the apparatus and the history of the manufacturing apparatus through manufacturing is provided in the SMIF or FOUP 171-2. The lot number can be read out from the memory or the lot number can be recognized by reading the SMIF, FOUP 171-2, or wafer cassette ID number. During the transfer of the wafer, the amount of moisture is controlled to prevent the metal wiring from being oxidized.
The PC 171.6 for defect detection control of the defect inspection apparatus 171.1 is connected to the information communication network 171/3 of the production line, and the production line that controls the production line via this network 171/3. Information such as the lot number of the wafer to be inspected and the inspection result can be sent to the control computer 171, 4 and each of the manufacturing apparatuses 171, 5 and another inspection system. The manufacturing apparatus 171/5 includes lithography-related apparatuses such as exposure apparatuses, coaters, curing apparatuses, developers, etc., film forming apparatuses such as etching apparatuses, sputtering apparatuses, and CVD apparatuses, CMP apparatuses, various measuring apparatuses, and other inspection apparatuses. Etc. are included.

以上、本発明の好適な実施態様について詳細に説明したが、本発明の技術思想から離れることなく、これら実施態様の変形・変更が可能であることは明らかであろう。   Although preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, it will be apparent that modifications and changes can be made to these embodiments without departing from the technical idea of the present invention.

本発明の第1の実施形態の電子線装置の電子光学系を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the electron optical system of the electron beam apparatus of the 1st Embodiment of this invention. 図1に示した電子線装置におけるウィーンフィルタの断面図である。It is sectional drawing of the Wien filter in the electron beam apparatus shown in FIG. 本発明の第2の実施形態の電子線装置の電子光学系を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the electron optical system of the electron beam apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態の電子線装置の電子光学系を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the electron optical system of the electron beam apparatus of the 3rd Embodiment of this invention. 図3に示した電子線装置における光路を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the optical path in the electron beam apparatus shown in FIG. 写像投影型の電子線装置において、軸上色収差を除去したことによる作用効果を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the effect by removing an axial chromatic aberration in a mapping projection type electron beam apparatus. 本発明の電子線装置を適用可能な試料の欠陥検出システムを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the defect detection system of the sample which can apply the electron beam apparatus of this invention. 図6に示した検査システムの主要構成要素の平面図であって、図6の線B−Bに沿って見た図である。It is the top view of the main components of the inspection system shown in Drawing 6, and is a figure seen along line BB of Drawing 6. 図6に示した検査システムのウエハ搬送箱とローダーとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the wafer conveyance box and loader of the inspection system shown in FIG. 図6に示した検査システムのミニエンバイロメント装置を示す断面図であって、図6の線C−Cに沿って見た図である。It is sectional drawing which shows the mini environment apparatus of the test | inspection system shown in FIG. 6, Comprising: It is the figure seen along line CC of FIG. 図6に示した検査システムのローダーハウジングを示す図であって、図7の線D−Dに沿って見た図である。FIG. 8 is a view showing a loader housing of the inspection system shown in FIG. 6, viewed along line DD in FIG. 7. 本発明に係る検査システムに使用される静電チャックを説明する図である。It is a figure explaining the electrostatic chuck used for the inspection system concerning the present invention. 本発明に係る検査システムに使用される静電チャックの他の例を説明する図である。It is a figure explaining the other example of the electrostatic chuck used for the test | inspection system which concerns on this invention. 本発明に係る検査システムに使用される静電チャックのさらに他の例を説明する図である。It is a figure explaining the further another example of the electrostatic chuck used for the test | inspection system which concerns on this invention. 本発明に係る検査システムに使用されるブリッジツールを説明する図である。It is a figure explaining the bridge tool used for the inspection system concerning the present invention. 本発明に係る検査システムに使用されるブリッジツールの他の例を説明する図である。It is a figure explaining other examples of the bridge tool used for the inspection system concerning the present invention. 本発明に係る電子線装置における欠陥検査手順を説明する図である。It is a figure explaining the defect inspection procedure in the electron beam apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る電子線装置における欠陥検査手順を説明する図である。It is a figure explaining the defect inspection procedure in the electron beam apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る電子線装置における欠陥検査手順を説明する図である。It is a figure explaining the defect inspection procedure in the electron beam apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る電子線装置における欠陥検査手順を説明する図である。It is a figure explaining the defect inspection procedure in the electron beam apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る電子線装置における欠陥検査手順を説明する図である。It is a figure explaining the defect inspection procedure in the electron beam apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る電子線装置における欠陥検査手順を説明する図である。It is a figure explaining the defect inspection procedure in the electron beam apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る検査システムにおける制御系の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the control system in the test | inspection system which concerns on this invention. 本発明に係る検査システムにおけるユーザインターフェースの構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the user interface in the test | inspection system which concerns on this invention. 本発明に係る電子線装置におけるユーザインターフェースの構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the user interface in the electron beam apparatus which concerns on this invention. 図15のロードロック室におけるエレベータ機構の構成と動作手順を説明する図である。It is a figure explaining the structure and operation | movement procedure of an elevator mechanism in the load lock chamber of FIG. 本発明に係る検査システムの電子光学系に適用可能なウエハのアライメント制御装置の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the wafer alignment control apparatus applicable to the electron optical system of the inspection system which concerns on this invention. ウエハのアライメントが必要な理由を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the reason for which alignment of a wafer is required. ウエハのアライメント実行状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the alignment execution state of a wafer. ウエハのアライメント実行後のダイの配列状態のダイマップを示す図である。It is a figure which shows the die map of the arrangement | sequence state of die | dye after execution of alignment of a wafer. ウエハのアライメント手順における座標値更新を説明する図である。It is a figure explaining the coordinate value update in the alignment procedure of a wafer. ウエハのアライメント手順における回転量及びY方向サイズを説明する図である。It is a figure explaining the rotation amount and Y direction size in the alignment procedure of a wafer. ウエハのアライメント手順中のフォーカスレシピ作成におけるフォーカス値の補間を説明する図である。It is a figure explaining the interpolation of the focus value in the focus recipe preparation in the alignment procedure of a wafer. ウエハのアライメント手順において生じる誤差を説明する図である。It is a figure explaining the error which arises in the alignment procedure of a wafer. 半導体デバイスの検査手順の基本的な流れを説明する図である。It is a figure explaining the basic flow of the inspection procedure of a semiconductor device. 検査対象ダイの設定を示す図である。It is a figure which shows the setting of inspection object die | dye. ダイ内部の検査領域の設定を説明する図である。It is a figure explaining the setting of the inspection area | region inside die | dye. 半導体デバイスの検査手順を説明する図である。It is a figure explaining the test | inspection procedure of a semiconductor device. 半導体デバイスの検査手順を説明する図である。It is a figure explaining the test | inspection procedure of a semiconductor device. 検査ダイが1個の場合の走査例及び検査ダイの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a scan in case there is one inspection die, and an example of an inspection die. 半導体バイスの検査手順における、参照画像の生成方法を説明する図である。It is a figure explaining the production | generation method of the reference image in the test | inspection procedure of a semiconductor device. 半導体デバイスの検査手順における隣接ダイ比較方法を説明する図である。It is a figure explaining the adjacent die comparison method in the inspection procedure of a semiconductor device. 半導体デバイスの検査手順における隣接ダイ比較方法を説明する図である。It is a figure explaining the adjacent die comparison method in the inspection procedure of a semiconductor device. 半導体デバイスの検査手順における基準ダイ比較方法を説明する図である。It is a figure explaining the reference | standard die comparison method in the test | inspection procedure of a semiconductor device. 半導体デバイスの検査手順における基準ダイ比較方法を説明する図である。It is a figure explaining the reference | standard die comparison method in the test | inspection procedure of a semiconductor device. 半導体デバイスの検査手順におけるフォーカスマッピングを説明する図である。It is a figure explaining the focus mapping in the test | inspection procedure of a semiconductor device. 半導体デバイスの検査手順におけるフォーカスマッピングを説明する図である。It is a figure explaining the focus mapping in the test | inspection procedure of a semiconductor device. 半導体デバイスの検査手順におけるフォーカスマッピングを説明する図である。It is a figure explaining the focus mapping in the test | inspection procedure of a semiconductor device. 半導体デバイスの検査手順におけるフォーカスマッピングを説明する図である。It is a figure explaining the focus mapping in the test | inspection procedure of a semiconductor device. 半導体デバイスの検査手順におけるフォーカスマッピングを説明する図である。It is a figure explaining the focus mapping in the test | inspection procedure of a semiconductor device. 本発明に係る電子線装置を半導体製造ラインに接続した実施の形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment which connected the electron beam apparatus which concerns on this invention to the semiconductor manufacturing line.

Claims (11)

試料の表面を検査するための写像投影型の電子光学系を有する電子線装置において、
電子ビームを放出する電子銃と、
該放出された電子ビームを試料上に導いて照射する一次電子光学系と、
電子を検出する検出器と、
電子ビームの照射により試料から放出された、試料表面の情報を得た電子ビームを検出器に導く2次電子光学系と
を備え、
一次電子光学系及び2次電子光学系の少なくとも一方は、多極子レンズを含んでいる
ことを特徴とする電子線装置。
In an electron beam apparatus having a mapping projection type electron optical system for inspecting the surface of a sample,
An electron gun that emits an electron beam;
A primary electron optical system for directing and irradiating the emitted electron beam on a sample;
A detector for detecting electrons;
A secondary electron optical system that guides an electron beam emitted from the sample by irradiation of the electron beam and obtained information on the surface of the sample to a detector;
At least one of the primary electron optical system and the secondary electron optical system includes a multipole lens.
請求項1記載の電子線装置において、多極子レンズは、2次電子光学系の拡大レンズと1次電子ビーム及び2次電子ビームを分離するビーム分離手段との間に配置されていることを特徴とする電子線装置。 2. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the multipole lens is disposed between the magnifying lens of the secondary electron optical system and the beam separating means for separating the primary electron beam and the secondary electron beam. An electron beam device. 請求項2記載の電子線装置において、試料面に最も近接した対物レンズを、磁気ギャップが試料側に設けられた電磁レンズとし、該電磁レンズで生じた軸上色収差を、2次電子光学系に配置した多極子レンズで補正することができるようにしたことを特徴とする電子線装置。 3. The electron beam apparatus according to claim 2, wherein the objective lens closest to the sample surface is an electromagnetic lens having a magnetic gap provided on the sample side, and axial chromatic aberration caused by the electromagnetic lens is applied to the secondary electron optical system. An electron beam apparatus characterized in that correction can be made with a arranged multipole lens. 請求項1記載の電子線装置において、多極子レンズは、1次電子光学系の縮小レンズと1次電子ビーム及び2次電子ビームを分離するビーム分離手段との間に配置されていることを特徴とする電子線装置。 2. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the multipole lens is disposed between a reduction lens of the primary electron optical system and beam separating means for separating the primary electron beam and the secondary electron beam. An electron beam device. 請求項4記載の電子線装置において、
一次電子光学系は、軸対称レンズを含み、
該軸対称レンズは、視野端での軸外収差が予め設定した所定値以下となるように設定され、かつ、電磁レンズで構成され、該レンズのボーア径を視野の最大直径の50倍以上とした
ことを特徴とする電子線装置。
The electron beam apparatus according to claim 4, wherein
The primary electron optical system includes an axisymmetric lens,
The axisymmetric lens is set so that the off-axis aberration at the field edge is equal to or less than a predetermined value set in advance, and is configured by an electromagnetic lens, and the Bohr diameter of the lens is 50 times or more the maximum diameter of the field of view. An electron beam apparatus characterized by that.
請求項1記載の電子線装置において、
1次電子光学系は、電子銃からの電子ビームをマルチ電子ビームに変換する手段を備え、
検出器は、該マルチ電子ビームの試料上の照射点から放出される2次電子ビームであるマルチ電子ビームを個別に検出する検出部を備えている
ことを特徴とする電子線装置。
The electron beam apparatus according to claim 1,
The primary electron optical system includes means for converting an electron beam from an electron gun into a multi-electron beam,
The detector comprises an electron beam apparatus comprising a detector for individually detecting a multi-electron beam, which is a secondary electron beam emitted from an irradiation point on the multi-electron beam sample.
請求項1記載の電子線装置において、多極子レンズは、4段の4極子レンズであることを特徴とする電子線装置。 2. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the multipole lens is a four-stage quadrupole lens. 試料の表面の欠陥を検査する欠陥検査システムにおいて、
請求項1記載の写像投影型の電子光学系を有する電子線装置と、
該電子線装置の検出器により検出した電子に含まれる試料表面の情報に基づいて、試料表面の画像を生成する画像取得手段と、
該取得した画像を参照画像と対比して試料表面の欠陥の有無を検査する欠陥評価手段と
を備えていることを特徴とする欠陥検査システム。
In a defect inspection system for inspecting defects on the surface of a sample,
An electron beam apparatus having the mapping projection type electron optical system according to claim 1;
Image acquisition means for generating an image of the sample surface based on information on the sample surface included in the electrons detected by the detector of the electron beam apparatus;
A defect inspection system comprising: defect evaluation means for inspecting the presence or absence of defects on the sample surface by comparing the acquired image with a reference image.
請求項7記載の欠陥検査システムにおいて、該システムはさらに、
試料を搬送する試料搬送系と、
試料を載置する試料載置ユニットと、
該試料載置ユニットを2次元移動させるXYステージと、
試料載置ユニットとXYステージとを収納し、かつ真空状態に保持するメインチャンバと、
メインチャンバと試料搬送系との間にあり、試料を試料搬送系からメインチャンバに移動させるときに、メインチャンバの真空状態を保持させるロードロック室と
を備えていることを特徴とする欠陥検査システム。
8. The defect inspection system of claim 7, further comprising:
A sample transport system for transporting the sample;
A sample mounting unit for mounting a sample;
An XY stage for two-dimensionally moving the sample mounting unit;
A main chamber for storing the sample mounting unit and the XY stage and maintaining a vacuum state;
A defect inspection system comprising a load lock chamber that is located between the main chamber and the sample transport system and maintains a vacuum state of the main chamber when the sample is moved from the sample transport system to the main chamber. .
請求項9記載の欠陥検査システムにおいて、試料搬送系は、試料へのパーティクルの付着を防止する機能を有する静電チャックを備えていることを特徴とする欠陥検査システム。 The defect inspection system according to claim 9, wherein the sample transport system includes an electrostatic chuck having a function of preventing adhesion of particles to the sample. 請求項7記載の欠陥検査システムにおいて、XYステージは、その少なくとも1軸方向に、差動排気機構を有するエアーベアリングを備えていることを特徴とする欠陥検査システム。 8. The defect inspection system according to claim 7, wherein the XY stage includes an air bearing having a differential exhaust mechanism in at least one axial direction thereof.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008078058A (en) * 2006-09-25 2008-04-03 Ebara Corp Electron beam device and pattern evaluation method using this
JP2009009867A (en) * 2007-06-29 2009-01-15 Hitachi High-Technologies Corp Charged particle beam device
JP2009016283A (en) * 2007-07-09 2009-01-22 Hitachi High-Technologies Corp Electron microscope equipped with graphical user interface and its noise elimination method
JP2009135108A (en) * 2009-02-03 2009-06-18 Toshiba Corp Mapping projection type electron beam device and defect inspecting system using the same
CN104101928A (en) * 2014-07-25 2014-10-15 上海理工大学 Beam splitter with continuous splitting ratios
KR20220140818A (en) 2020-06-12 2022-10-18 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 Multi-electron beam image acquisition apparatus and multi-electron beam image acquisition method
KR20230016709A (en) * 2017-07-28 2023-02-02 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. The systems and the methods for compensating for the dispersion of the beam splitter at the single-beam or the multi-beam apparatus
US11694868B2 (en) 2021-01-21 2023-07-04 Nuflare Technology, Inc. Multi-beam image acquisition apparatus and multi-beam image acquisition method
KR20230148212A (en) 2021-05-11 2023-10-24 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 Multi-electron beam image acquisition device and multi-electron beam image acquisition method
JP7477364B2 (en) 2020-05-19 2024-05-01 株式会社ホロン Multi-beam image generating device and multi-beam image generating method

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001513254A (en) * 1997-12-22 2001-08-28 フィリップス エレクトロン オプティクス ビー ヴィ Correction device for correcting chromatic aberration in particle optics
JP2001291482A (en) * 2000-04-10 2001-10-19 Nikon Corp Manufacturing method of hollow beam aperture and charged particle beam exposure apparatus and semiconductor device
WO2002037526A1 (en) * 2000-11-02 2002-05-10 Ebara Corporation Electron beam apparatus and method for manufacturing semiconductor device comprising the apparatus
JP2003077413A (en) * 2001-09-06 2003-03-14 Toshiba Corp Electron beam system and semiconductor device manufacturing method using the same
WO2003041109A2 (en) * 2001-11-07 2003-05-15 Applied Materials, Inc. Spot grid array electron imagine system
JP2003173756A (en) * 2001-12-05 2003-06-20 Ebara Corp Electron beam device and manufacturing method of device using the same
JP2003197140A (en) * 2001-12-25 2003-07-11 Ebara Corp Charged particle beam optical device, diaphragm for charged particle beam optical device, charged particle beam control method, and object inspecting device, object inspecting method, and semiconductor element using these
JP2003234078A (en) * 2002-02-08 2003-08-22 Ebara Corp Electron beam device
JP2004087460A (en) * 2002-06-28 2004-03-18 Jeol Ltd Charged particle beam apparatus equipped with aberration correcting device
JP2004214044A (en) * 2003-01-06 2004-07-29 Ebara Corp Electron ray apparatus and manufacturing method for semiconductor device using the same
JP2004214156A (en) * 2003-01-09 2004-07-29 Ebara Corp Multipole lens for charged particle beam, method of use of multipole lens for charged particle beam, and charged particle beam
JP2004235225A (en) * 2003-01-28 2004-08-19 Nikon Corp Diaphragm for incident angle adjustment of charged particle beam, manufacturing method therefor and incident angle adjusting method of charged particle beam
JP2004335190A (en) * 2003-05-02 2004-11-25 Ebara Corp Electron beam equipment and device manufacturing method using the same
JP2004342341A (en) * 2003-05-13 2004-12-02 Hitachi High-Technologies Corp Mirror electron microscope, and pattern defect inspection device using it
WO2006093268A1 (en) * 2005-03-03 2006-09-08 Ebara Corporation Projection electron beam apparatus and defect inspection system using the apparatus

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001513254A (en) * 1997-12-22 2001-08-28 フィリップス エレクトロン オプティクス ビー ヴィ Correction device for correcting chromatic aberration in particle optics
JP2001291482A (en) * 2000-04-10 2001-10-19 Nikon Corp Manufacturing method of hollow beam aperture and charged particle beam exposure apparatus and semiconductor device
WO2002037526A1 (en) * 2000-11-02 2002-05-10 Ebara Corporation Electron beam apparatus and method for manufacturing semiconductor device comprising the apparatus
JP2003077413A (en) * 2001-09-06 2003-03-14 Toshiba Corp Electron beam system and semiconductor device manufacturing method using the same
WO2003041109A2 (en) * 2001-11-07 2003-05-15 Applied Materials, Inc. Spot grid array electron imagine system
JP2003173756A (en) * 2001-12-05 2003-06-20 Ebara Corp Electron beam device and manufacturing method of device using the same
JP2003197140A (en) * 2001-12-25 2003-07-11 Ebara Corp Charged particle beam optical device, diaphragm for charged particle beam optical device, charged particle beam control method, and object inspecting device, object inspecting method, and semiconductor element using these
JP2003234078A (en) * 2002-02-08 2003-08-22 Ebara Corp Electron beam device
JP2004087460A (en) * 2002-06-28 2004-03-18 Jeol Ltd Charged particle beam apparatus equipped with aberration correcting device
JP2004214044A (en) * 2003-01-06 2004-07-29 Ebara Corp Electron ray apparatus and manufacturing method for semiconductor device using the same
JP2004214156A (en) * 2003-01-09 2004-07-29 Ebara Corp Multipole lens for charged particle beam, method of use of multipole lens for charged particle beam, and charged particle beam
JP2004235225A (en) * 2003-01-28 2004-08-19 Nikon Corp Diaphragm for incident angle adjustment of charged particle beam, manufacturing method therefor and incident angle adjusting method of charged particle beam
JP2004335190A (en) * 2003-05-02 2004-11-25 Ebara Corp Electron beam equipment and device manufacturing method using the same
JP2004342341A (en) * 2003-05-13 2004-12-02 Hitachi High-Technologies Corp Mirror electron microscope, and pattern defect inspection device using it
WO2006093268A1 (en) * 2005-03-03 2006-09-08 Ebara Corporation Projection electron beam apparatus and defect inspection system using the apparatus

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008078058A (en) * 2006-09-25 2008-04-03 Ebara Corp Electron beam device and pattern evaluation method using this
JP2009009867A (en) * 2007-06-29 2009-01-15 Hitachi High-Technologies Corp Charged particle beam device
JP2009016283A (en) * 2007-07-09 2009-01-22 Hitachi High-Technologies Corp Electron microscope equipped with graphical user interface and its noise elimination method
JP2009135108A (en) * 2009-02-03 2009-06-18 Toshiba Corp Mapping projection type electron beam device and defect inspecting system using the same
CN104101928A (en) * 2014-07-25 2014-10-15 上海理工大学 Beam splitter with continuous splitting ratios
KR20230016709A (en) * 2017-07-28 2023-02-02 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. The systems and the methods for compensating for the dispersion of the beam splitter at the single-beam or the multi-beam apparatus
KR102650124B1 (en) 2017-07-28 2024-03-22 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. The systems and the methods for compensating for the dispersion of the beam splitter at the single-beam or the multi-beam apparatus
JP7477364B2 (en) 2020-05-19 2024-05-01 株式会社ホロン Multi-beam image generating device and multi-beam image generating method
KR20220140818A (en) 2020-06-12 2022-10-18 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 Multi-electron beam image acquisition apparatus and multi-electron beam image acquisition method
US11694868B2 (en) 2021-01-21 2023-07-04 Nuflare Technology, Inc. Multi-beam image acquisition apparatus and multi-beam image acquisition method
KR20230148212A (en) 2021-05-11 2023-10-24 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 Multi-electron beam image acquisition device and multi-electron beam image acquisition method

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