JP2007189238A - 半導体製造装置、および半導体検査装置 - Google Patents
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Abstract
試料の端部の電子線の照射位置と試料位置との関係の精度の低下を防止して、加工,分析や検査ができるようにする。
【解決手段】
半導体ウェハの表面に電子線を照射して該試料を加工または検査する半導体製造または検査装置であって、前記試料を保持する静電チャック方式のステージを備え、該ステージは前記試料を保持したときに該ステージの前記試料の周囲が前記試料の表面とほぼ同じ高さであることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
for x-ray maskproduction”,J. Vac. Sci. Tech. B, Vol.9, No.6, pp.3005-3009
(1991)(非特許文献1),文献Meisburger, et al.,“Requirements and performance ofan electron-beam column designed for x-ray mask inspection”,J. Vac. Sci. Tech.B, Vol.9,No.6, pp.3010-3014 (1991)(非特許文献2),文献Meisburger, et al.,“Low-voltage electron-optical system for the high-speed inspection of integrated
circuits”,J. Vac. Sci. Tech. B, Vol.10, No.6, pp.2804-2808 (1992)(非特許文献3),文献Hendricks, et al.,“Characterization of a New Automated Electron-Beam
Wafer Inspection System”, SPIE Vol. 2439, pp.174-183(20-22 February, 1995)(非特許文献4)等に記載された技術が知られている。
(非特許文献5)622頁から623頁に記載がある。しかし、大電流で、かつ低加速の電子線では空間電荷効果による収差が生じ、高分解能な観察が困難であつた。
(1)試料台の最外周部に厚みの異なる少なくとも二面の標準マーク付き試料を設置し、それぞれの高さにおける標準マークの画像信号の位置ずれを算出する。
(2)前記位置ずれの算出と共に、試料表面の高さを逐次計測する光学センサを設置して動作させ、標準マークの高さを信号化する。
(3)この標準マークの高さ信号と画像信号の位置ずれから、高さに応じた偏向補正テーブルを算出・記憶し、基板の観察時に前記基板表面の高さに応じた偏向補正信号を算出して偏向補正をする。
keVでX−Yステージ11方向に進み、コンデンサレンズ3で収束され、さらに、対物レンズ9により細く絞られ、X−Yステージ11の上に搭載された被検査基板10(具体的には、ウェハもしくはチップ等である)に照射される。
(a)の乱れのない電界分布となると考えられる。
10そのもの断面形状の不均一や該基板抑え用の突起部C1,C2,C3,C4があり、図3(b)のように突起周囲で電界が乱れる。ここで、被検査基板10と接地電極15間に設けたシールド電極16によって、リターディング電界の乱れは低減されている。この電界の分布から一次電子線201は次のように影響を受ける。
10表面を巨視的にほぼ平坦と考えて、この軸対称の拡がりを考慮すればよい。
〔x3〕と、外周部標準マークの信号〔x2〕の3つがそれぞれ異なるマーク画像を形成する。上記中央部標準マークの信号〔x3〕の記憶部35と、外周部標準マークの信号
〔x2〕の記憶部36から読み出した信号を比較演算部37にて、偏向歪み係数〔B〕に変換する。すなわち、中央部と外周部の標準マークの信号の位置ずれから外周部歪み係数Bを算出し、外周部歪み量記憶部38に記憶する。
[x2(zL)]=[B(zL)][x3(zL)] …(2)
以上の定期メンテナンス時の外周部歪み量Bを記憶したまま、ウェハ毎に次の外周部標準マークによる校正フローを実施する。基本校正時と同様に、試料台の最外周部に設置した高さzH,zLの二面の標準マーク付き試料の画像を形成させる。|zH−zL|は
400μmである。
36に保存する。これを外周部歪み量の除去演算回路39にて、標準マークの真の構成位置xkと外周部標準マークの信号[x2]とを比較して外周部偏向歪み係数Cを算出する。
=([A(zH)]+[B(zH)])[xk] …(3)
[x2(zL)]=[C(zL)][xk]
=([A(zL)]+[B(zL)])[xk] …(4)
次に、上記歪み量は、標準マークが試料台の最外周部であることから、外周部特有の歪み量を含んでいる。
[A(zL)]=[C(zL)]−[B(zL)] …(6)
前記偏向歪み係数[A]は、標準マークの試料の二面に対してそれぞれに得られており、該偏向歪み係数[A]から偏向補正テーブルを算出し、記憶部40にて任意の高さに対する偏向補正テーブルを算出することができる。
/(zH−zL)+[A(zL)] …(7)
該二段階の偏向補正テーブルの校正動作により、被検査基板10の置き換えを必要とし、所要時間の長い基本校正フローを頻繁に行うことなく、ビーム歪みの影響を受けない高精度な偏向補正テーブルの更新が可能になった。
34で欠陥の有無を判定する。本実施例では、偏向補正テーブルを電子光学系101の時間変化に伴う一次電子線201のドリフトに対して高精度で追随させるため、補正テーブルの更新制御手段41にて、上記の外周部標準マーク17の画像観察と偏向補正テーブル更新をウェハ毎に一回のタイミングで実施した。
504a,504b,504c,504dで真空に維持される。ロードロック室519と試料室507との間にはゲートバルブ518が設けられ、ウェハ510を搬送する時のみ開けられる。
514により二次電子検出器515の方向へ偏向されて検出される。検出された二次電子の量は増幅器516により増幅されたのち情報処理装置517から画像信号として出力される。
527a,527bで案内された方向に駆動ロッド525a,525bで移動される。
(b)に示すようにリフト方向536へ保持板521bとほぼ同じ高さまで持ち上げられ、ウェハ510の表面の高さと試料保持機521の保持板521bの表面の高さがほぼ同一となる。次に2個以上に分割された保持板521bがウェハ510の中心に向かうスライド方向535に、保持機スライド機構532によってスライドし、ウェハ510の端に接触する。本図の実施例では保持板521bは4個に分割された例を示した。
521bの寸法の加工精度の大小により隙間537ができる。この隙間の寸法許容値については、後述する。
523a,523b,523cで位置が固定される。爪523aの断面形状は図15(b)に示すような爪523bの形、図15(c)に示すような爪523cの形にして、ウェハ510を押さえるようにするので、ウェハ510の端部の周囲にこれらの爪523a,
523b,523cが突出することになる。このような従来の試料保持機を用いた場合を想定して、以下に述べるシミュレーションを行った。
503の照射位置が突起から5mm離れている場合、図17(b)は電子線503の照射位置が突起から10mm離れている場合である。
10mm内側であることがわかった。
521のウェハ510の端部周辺を、ウェハ510の表面と同じ高さにすると効果があることが判明した。
34…欠陥判定部、35…中央部標準マーク信号記憶部、36…外周部標準マーク信号記憶部、37…比較演算部、38…外周部歪み量記憶部、39…外周部歪み量除去演算回路、40…偏向補正テーブル算出・記憶部、41…補正テーブル更新制御手段、201…一次電子線、202…第1の二次電子、203…第2の二次電子、503…電子線、510…ウェハ、521…試料保持機。
Claims (8)
- 半導体ウェハを製造する半導体製造装置において、
試料の表面に電子線を照射して該試料を加工する加工室と、
前記試料を保持する静電チャック方式のステージとを備え、
該ステージは前記試料を保持したときに、該ステージの前記試料の周囲が前記試料の表面とほぼ同じ高さであることを特徴とする半導体製造装置。 - 請求項1の記載において、
前記試料の端部の表面の高さと前記ステージの前記試料の周囲の高さとの差が200マイクロメートル以下であることを特徴とする半導体製造装置。 - 請求項1の記載において、
前記試料の端部と前記ステージの前記試料の周囲との隙間が0.5ミリメートル以下であることを特徴とする半導体製造装置。 - 請求項1の記載において、
前記試料の端部から少なくとも10ミリメートル以上の範囲において、前記試料の端部の表面の高さと前記ステージの前記試料の周囲の高さとがほぼ同一であることを特徴とする半導体製造装置。 - 試料の表面に電子線を照射し、その照射によって発生する二次電子を検出して試料の表面状態を観察または検査する半導体検査装置において、
前記試料に負電圧を印加する電源と、
前記試料を保持する静電チャック方式のステージとを備え、
該ステージの前記試料の周囲が該試料の表面とほぼ同じ高さであることを特徴とする半導体検査装置。 - 請求項5の記載において、
前記試料の端部の表面の高さと前記ステージの前記試料の周囲の高さとの差が200マイクロメートル以下であることを特徴とする半導体検査装置。 - 請求項5の記載において、
前記試料の端部と前記ステージの前記試料の周囲との隙間が0.5 ミリメートル以下であることを特徴とする半導体検査装置。 - 請求項5の記載において、
前記試料の端部から少なくとも10ミリメートル以上の範囲において、前記試料の端部の表面の高さと前記ステージの前記試料の周囲の高さとがほぼ同一であることを特徴とする半導体検査装置。
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