JP3544865B2 - Substrate inspection apparatus, substrate inspection system including the same, and method of controlling substrate inspection apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビームを用いた基板検査装置およびこれを用いた基板検査システム並びに基板検査方法に関し、特に、一次電子ビームの試料への照射領域を確保しつつ、倍率色収差を低減する基板検査装置およびこれを用いた基板検査システム並びに基板検査装置の制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置の高集積化に伴い、半導体ウェーハやフォトマスク等の基板表面上の欠陥、異物の検出に要求される感度がますます高くなり、近年は、光学式によるパターン欠陥検査の限界から光学式に替わって電子ビームを用いた半導体パターン欠陥検査装置が開発されている。この検査装置は、電子ビームを電子照射手段にて形成して一次電子ビームとして試料である基板に照射し、その試料表面の形状、材質および電位の変化に応じて発生した二次電子、反射電子および後方散乱電子を写像投影手段にて導いて集束させ、二次電子ビームとして電子検出部に拡大投影し、試料表面画像を得る装置であり、特に、特開平7−249393号公報には、線、矩形または長楕円の断面形状の電子ビームを一次電子ビームとして試料に照射することにより、走査速度を向上させる手法が提案されている。また、この手法に加えて一次電子ビームを電子ビーム偏向手段であるウィーンフィルタ(Wien filter)にて偏向させ、試料表面に対して垂直に入射させ、なおかつ二次電子ビームを同一のウィーンフィルタ内を直進させて写像投影手段に導く方法が特願平9−300275号出願にて提案されている。特願平9−300275号出願に示された検査装置を備えた基板検査システムの概略を図8に示す。
【0003】
同図に示す基板検査システム100は、一次光学系1、これを制御する電子銃制御部16および複数段四極子レンズ制御部17、二次光学系2、これを制御する二次光学系レンズ制御部52,54〜56、電子検出部3、これを制御する電子検出制御部57、ウィーンフィルタ41、これを制御するウィーンフィルタ制御部53、ステージ43およびこれを制御するステージ電圧制御部51、画像信号処理部58、ホストコンピュータ59、表示部60およびメモリ61とを備えている。
【0004】
一次光学系1は、電子銃と複数段の四極子レンズ系を備えてる。電子銃は長軸100〜700μm、短軸15μmの矩形の電子放出面を有するランタンヘキサボライド(LaB6という)陰極11、矩形開口を有するウエーネルト電極(Wehnelt cylinder)12、電子ビームを引出して一次電子ビーム5として照射する陽極13、ビーム軸調整用の偏向器14とを備えている。電子銃制御部16は、一次電子ビーム5の加速電圧、出射電流などを制御する。また、四極子レンズ系は、複数段四極子レンズ制御部17の制御に基づいて一次電子ビーム5を集束する複数段四極子レンズ15を備えている。
【0005】
陰極11より放出した一次電子ビーム5は、複数段の四極子レンズ15とその制御部17によって略矩形の断面形状を有するように収束され、ウィーンフィルタ41に対して斜めから入射する。ここで、陰極11は、矩形の電子放出面を有しているので、電子ビームの断面形状は略矩形となり、試料への照射領域が拡大し、検査効率を高めることができる。なお、矩形の他に、例えば、線状、長楕円等のアスペクト比が1を超える細長形状の断面を有する電子ビームを用いても、検査効率を高めることができる。しかし、細長形状に限らず様々な断面形状の電子ビームを用いても良い。
【0006】
一次電子ビーム5はウィーンフィルタ41によって試料42の表面に対して垂直な方向へ偏向されてウィーンフィルタ41を出射する。その後、一次電子ビーム5は、回転対称静電レンズであるカソードレンズ21によって縮小され、試料42上で長軸数百μm、短軸25μm程度の略矩形ビームとして照射される。
【0007】
ウィーンフィルタ41の基本的な構成を図9に示す。同図に示すように、ウィーンフィルタ41は、それぞれ相互に対向して配置され、ウィーンフィルタ制御部53(図8参照)によって制御される直方体の2つの電極41a,41bと2つの磁極41c,41dとを備えている。同図に示すXYZの三次元空間において、Z軸を写像投影系の光軸とすると、ウィーンフィルタ41は、Z軸に垂直なXY平面内で電界Eと磁界Bとを直交させた構造になっており、入射した電荷粒子に対して、ウィーン条件qE=vB(qは粒子電荷、vは直進電荷粒子の速度)を満たす電荷粒子のみを直進させる働きをする。
【0008】
図10(a),(b)は、ウィーンフィルタ41を通過する電子ビーム軌道の説明図であり、いずれも、XZ平面(Y=0)で切断した図9の断面図である。図10(a)に示すように、この基板検査システム100では、ウィーンフィルタ41に入射した一次電子ビーム5に対しては、磁界による力FBと電界による力FEが同一方向に作用して、一次電子ビーム5は試料42の表面に対して垂直に入射するように偏向される。この一方、同図(b)に示すように、二次電子ビーム6に対しては、磁界による力FBと電界による力FEが逆方向に作用し、なおかつウィーン条件FB=FEが成立しているため、二次電子ビーム6は偏向されずに直進して二次光学系に入射する。
【0009】
図8に戻り、ステージ43は、一次電子ビーム5,二次電子ビーム6の各ビーム軸に対して水平に移動自由な機構を有し、これにより、その上面に設置する試料42を移動させてその全表面が走査できるようになっている。また、ステージ43は、ステージ電圧制御部51により試料42に負電圧が印加できるようになっている。これにより、一次電子ビーム5による試料42への入射ダメージを低減することができる。
【0010】
電子検出部3は、MCP(Micro Channel Plate)検出器31と、蛍光板32と、ライトガイド33と、CCD等を有する撮像素子34とを備えている。二次光学系2を経てMCP検出器31に入射した二次電子ビーム6は、MCP検出器31により増幅されて蛍光板32に照射され、そこで発生した蛍光像は、ライトガイド33を介して撮像素子34にて画像信号として検出される。
【0011】
この画像信号は、画像処理部58に供給されて各種の信号処理がなされ、画像データとしてホストコンピュータ59に供給される。ホストコンピュータ59は、この画像データを表示部60にて画像表示するとともに、メモリ61を用いた画像データの保存等を行う。
【0012】
二次光学系2は、回転対称静電レンズであるカソードレンズ21、第二レンズ22、第三レンズ23、第四レンズ24と、第二レンズ22と第三レンズ23との間に設置された視野絞り26とを備えている。カソードレンズ21、第二レンズ22、第三レンズ23、第四レンズ24は、それぞれ二次光学系レンズ制御部52,54,55,56によって制御される。二次光学系2はまた、ウィーンフィルタ41とカソードレンズ21の間の焦点F1を通り、ビーム軸に垂直な平面である焦点面8内に配設された開き角絞り25を備えている。このように焦点面8の位置に開き角絞り25を配置する理由は、二次電子ビーム6についてカソードレンズ21のみで結像を行おうとすると、レンズ作用が強くなり収差が発生しやすいので、図7のビーム軌道7の説明図に示すように、第二レンズ22と合わせて両テレセントリック系、即ち、入射瞳と出射瞳のいずれもが無限遠に存在する光学系を形成して1回の結像を行わせ、さらに、この結像光学系105の焦点面8に開き角絞り25を設置することにより、二次電子ビーム6の倍率色収差を抑えることができるからである。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構造を有する従来の基板検査システム100では、二次電子ビーム5の倍率色収差を低減するために、開き角絞り25の絞りを狭くすると、これにより、一次電子ビーム5の試料42上への照射領域が制限されるという欠点があった。これは、開き角絞り25から試料42までの一次電子ビーム5が開き角絞り25上の焦点F1に入射し、カソードレンズ21によってレンズ作用を受け、試料42に対して垂直に照明するというケラー照明(Koehler illumination)系になっているためである。
【0014】
また、試験の内容によっては、開き角絞り25の開口を広げたり、狭めたりしたい場合があり、これに対応して絞りの最適化を行うためには、開き角絞り25の交換を行う必要がある。しかし、従来の技術においては、交換の度ごとに装置内の真空雰囲気を開放しなければならず、装置使用効率が非常に悪くなるという欠点があった。
【0015】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、一次電子ビームの照射領域を確保しつつ、二次電子ビームの倍率色収差を従来の技術と同等に抑制することができる基板検査装置およびこれを備えた検査システム並びに基板検査装置の制御方法を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の手段により上記課題の解決を図る。
即ち、本発明によれば、
試料である基板に電子ビームを一次電子ビームとして照射する一次電子ビーム照射手段と、
上記一次電子ビームは、その入射角度を変化させて上記基板の表面に入射させ、上記一次電子ビームの照射を受けて上記基板から発生した二次電子および反射電子を含む二次電子ビームは、取込み角度のまま通過させる電子ビーム偏向手段と、
上記電子ビーム偏向手段を含み、上記二次電子ビームを制御して結像させるとともに、その結像光学系が焦点の前後でビーム軸に平行に進行する領域を形成する相互に共役なテレセントリック系をなすように上記二次電子ビームを制御する複数の写像投影手段と、
最後段の上記写像投影手段により結像された上記二次電子ビームを検出し、画像信号として出力する電子ビーム検出手段と、
二段目以後の上記写像投影手段内の上記焦点を通り上記二次電子ビームのビーム軸に垂直な平面である焦点面に配設され、上記二次電子ビームの開き角を決定する第一の開き角絞りと、
上記電子ビーム検出手段から上記画像信号の供給を受けて、上記基板の表面の物理的・電気的状態を表す画像を表示する画像表示手段とを備えた基板検査装置が提供される。
【0017】
上記第一の開き角絞りは、それぞれが伸縮自由な絞り幅を有し、その長軸方向が相互に略直交する第一および第二の可動矩形絞りと、これら第一および第二の可動矩形絞りの絞り幅をそれぞれ変動させる第一および第二の矩形絞り駆動手段を備えると良い。
【0018】
本発明に係る基板検査装置は、上記電子ビーム偏向手段と上記基板との間の領域内の上記テレセントリック系の焦点面に配設された第二の開き角絞りをさらに備え、上記第一の開き角絞りは、伸縮自由な絞り幅を有する第一の可動矩形絞りと上記第一の可動矩形絞りの絞り幅を変動させる第一の矩形絞り駆動手段とを備え、上記第二の開き角絞りは、伸縮自由な絞り幅を有する第二の可動矩形絞りと上記第二の可動矩形絞りの絞り幅を変動させる第二の矩形絞り駆動手段を備え、上記第一および第二の可動矩形絞りは、その長軸方向が相互に略直交するように配設されるものでも良い。
【0019】
また、上記第一および第二の可動矩形絞りは、それぞれ2枚の金属平板を有し、これら2枚の金属平板が長辺において対抗して配設されることにより、上記開き角絞りを形成することが好ましい。
【0020】
また、上記矩形絞り駆動手段は、上記金属平板と接続された圧電素子を有し、この圧電素子の形状の変化に基づいて上記金属平板を駆動して上記2枚の金属平板間の距離を調整すると良い。
【0021】
また、上記一次電子ビームの照射方向に垂直な断面形状は、略矩形をなすと良い。
【0022】
また、本発明によれば、
CPUと、上述の本発明に係る基板検査装置と、上記画像信号を処理して画像データを出力する信号処理手段と、この画像データを格納する記憶手段とを備えた基板検査システムが提供される。
【0023】
また、本発明によれば、
試料である基板に略矩形の断面形状を有する電子ビームを一次電子ビームとして照射する一次電子ビーム照射手段と、
上記一次電子ビームの照射を受けて、上記基板から発生する二次電子および反射電子を上記試料に略垂直な方向に導いて二次電子ビームとして出射させる第一の回転対称静電レンズと、
上記一次電子ビームの上記試料への入射角度を変化させて上記試料表面に上記一次電子ビームを入射させ、上記第一の回転対称静電レンズから出射された上記二次電子ビームは取り込み角度のまま通過させる電界磁界重畳型分光器と、
上記電界磁界重畳型分光器の後段に配設され、上記第一の回転対称静電レンズとともにテレセントリック系をなす第一の結像光学系を形成する第二の回転対称静電レンズと、
上記第一の結像光学系の焦点面である第一の焦点面に配設され、上記一次電子ビームの入射方向を長軸とし、伸縮自由な絞り幅で相互に平行に離隔された二枚の金属平板を有する第一の開き角絞りと、
第一の圧電素子を有し、上記第一の開き角絞りの絞り幅を変動させる第一の開き角絞り駆動機構と、
上記第一の結像光学系の結像面に配設された視野絞りと、
上記視野絞りの後段に配設され、上記第一の結像光学系と共役なテレセントリック系をなす第二の結像光学系を形成する少なくとも一対の第三および第四の回転対称静電レンズと、
上記第二の結像光学系の焦点面であって、上記第一の焦点面と共役な第二の焦点面に配設され、上記第一の開き角絞りの長軸方向と略直交する方向を長軸とし、伸縮自由な絞り幅で相互に平行に離隔された二枚の金属平板を有する第二の開き角絞りと、
第二の圧電素子を有し、上記第二の開き角絞りの絞り幅を変動させる第二の開き角絞り駆動機構と、
上記第四の回転対称レンズにより結像された上記二次電子ビームを検出し、画像信号として出力する電子ビーム検出手段と、
上記検出手段から上記画像信号の供給を受けて、上記基板の表面の物理的・電気的状態を表す画像を表示する画像表示手段と、
上記画像信号の処理を行うホストコンピュータとを備えた基板検査システムが提供される。
【0024】
また、本発明によれば、
試料である基板に電子ビームを一次電子ビームとして照射する電子ビーム照射手段と、上記一次電子ビームはその入射角度を変化させて上記基板の表面に入射させ、上記一次電子ビームの照射を受けて上記基板から発生した二次電子および反射電子を含む二次電子ビームは取込み角度のまま通過させる電子ビーム偏向手段と、上記電子ビーム偏向手段を含み、上記二次電子ビームを結像させる複数の写像投影手段と、最後段の上記写像投影手段により結像された上記二次電子ビームを検出し、画像信号として出力する電子ビーム検出手段と、上記電子ビーム検出手段から上記画像信号の供給を受けて、上記基板の表面の物理的・電気的状態を表す画像を表示する画像表示手段とを備えた基板検査装置の制御方法であって、
上記複数の写像投影手段により上記二次電子ビームが相互に共役なテレセントリック系をなすように上記二次電子ビームを制御して結像させ、
二段目以後の上記写像投影手段内の第一の焦点面に第一の開き角絞りを配設することにより、上記一次電子ビームの上記基板への照射領域を確保するとともに、上記二次電子ビームの倍率色収差を低減する、基板検査装置の制御方法が提供される。
【0025】
上記第一の開き角絞りは、それぞれが伸縮自由な絞り幅を有し、それぞれの長軸が相互に略直交する2つの可動矩形絞りで形成し、さらに備える矩形絞り駆動手段を用いて、上記可動矩形絞りの絞り幅をそれぞれ変動させることにより、相互に略直交する2つの方向に対して独立して開き角を制御すると良い。
【0026】
また、一段目の上記写像投影手段の焦点面であって、上記電子ビーム偏向手段と上記基板との間の領域内の第二の焦点面に第二の開き角絞りをさらに配設し、上記第一および第二の開き角絞りは、伸縮自由な絞り幅を有する第一および第二の可動矩形絞りでそれぞれ形成し、上記第一および第二の可動矩形絞りは、それぞれの長軸が相互に略直交するように配設し、上記第一および第二の可動矩形絞りの各絞り幅を変動させる駆動手段を備えて、相互に略直交する二つの方向に対してそれぞれ独立して開き角を制御するとさらによい。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態のいくつかについて図面を参照しながら説明する。なお、以下の各図において、図8ないし図10と同一の部分には、同一の参照番号を付してその説明を適宜省略する。
【0028】
図3は、本発明に係る基板検査システムの第1の実施の形態を示すブロック図である。同図において、基板検査システム70が備える一次光学系1、これを制御する電子銃制御部16および複数段四極子レンズ制御部17、電子検出部3、これを制御する電子検出制御部57、ウィーンフィルタ41、これを制御するウィーンフィルタ制御部53、ステージ43およびこれを制御するステージ電圧制御部51、画像信号処理部58、ホストコンピュータ59、表示部60およびメモリ61の部分は、図8に示す基板検査システム100と同一である。
【0029】
本実施形態の特徴は、二次光学系72の二次光学系レンズ制御部55,56により第三レンズ23および第四レンズ24を制御して両テレセントリック系を形成し、この結像光学系75内の領域であって、従来技術において開き角絞り25が設置された焦点面8と共役、即ち、結像に際して互いに役割を交換することができる関係にある焦点面9に、開き角絞り27が配設されている点にある。
【0030】
図3に示す基板検査システム70の二次光学系72のブロック図を図4に示す。
【0031】
同図に示すように、二次光学系72は、第三レンズ23と第四レンズ24の間に設置された、本実施形態において特徴的な開き角絞り27を備え、第三レンズ23と第四レンズ24が形成する光学系が、カソードレンズ21と第二レンズ22で形成される結像光学系105とともに両テレセントリック系をなし、相互に共役な結像光学系75を形成するように、ホストコンピュータ59が二次光学系レンズ制御部55,56の設定を制御している(図3参照)。
【0032】
このような構成により、従来技術を示す図7との比較において明らかなように、試料42の表面から発生した二次電子ビーム6(二次電子/反射電子/後方散乱電子)は、カソードレンズ21によって進行方向を制御された後、図4のビーム軌道7に示すように、従来技術において開き角絞りが設置されていた焦点面8の焦点F1に入射し、ウィーンフィルタ41内を偏向することなく直進し、拡大されながら第二レンズ22によりコリメートされ、即ち、ビーム線軸に対して平行に進行するように制御され、視野絞り26上で結像する。視野絞り26を通過した二次電子ビーム6は、再び第三レンズ23によって進行方向を制御され、上記焦点面8と共役な位置にある焦点面9にある開き角絞り27の焦点F2に入射し、第四レンズ24によりMCP検出器31の下面で結像する。このように、二次電子ビーム6を第三レンズと第四レンズの間で結像させることなく、これらのレンズの間で焦点F2を形成することにより、結像光学系105と共役な結像光学系75を形成し、この結像光学系75内で焦点面8と共役な焦点面9に開き角絞り27を配設することにより、カソードレンズ21で発生する二次電子ビームの倍率色収差を、一次電子ビーム5の試料照射の妨げにならない開き角絞り27で抑えることが可能となる。
【0033】
次に、本発明に係る基板検査システムの第2の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0034】
図5は、本実施形態に係る基板検査システムの構成の一部を示す斜視図である。
【0035】
同図に示すように、本実施形態に係る基板検査システム80は、図4に示す基板検査システムの焦点面9に設けられた開き角絞り27を2つの可動矩形絞り81,82で形成した点に特徴がある。その他の点は、図4に示す基板検査システム70と同一である。
【0036】
可動矩形絞り81,82は、焦点面9上に配設され、それぞれ直交座標XYにおけるX方向、Y方向の絞り幅(短軸長)が伸縮自由な構造となっている。
【0037】
図6は、可動矩形絞り81の基本的な構成を示す斜視図である。同図に示すように、可動矩形絞り81は、金属、例えばモリブデン(Mo)で形成された2枚の平板86,87を備え、これらの金属平板86,87の対向するエッジ86e,87eにより二次電子ビーム6の通過量を制御する絞りを形成している。また、可動矩形絞り81は、金属平板86,87にそれぞれ接続された矩形絞り駆動機構88,89と、これらの矩形絞り駆動機構88,89を制御する可動矩形絞り制御部90をさらに備えている。矩形絞り駆動機構88,89は、モーターや圧電素子等を用いて形成され、本実施形態においては、圧電素子としてピエゾ素子を用い、可動矩形絞り制御部90により電圧の印加を受けてひずみまたは応力を生じ、これにより金属平板86,87をX方向で相互に逆方向に駆動させる。この圧電素子による金属平板86,87の移動量は、例えばピエゾ素子を用いた場合、約100μmである。このようにして、矩形絞り駆動機構88,89は、平板エッジ間距離81gを調整し、矩形絞り81の絞り幅、即ち、X方向サイズの調整をおこなうことができる。
【0038】
可動矩形絞り82も、可動矩形絞り81と同様の構成を備え、その金属平板は、図6に示す可動矩形絞り81の金属平板86,87と直交するように配設されて、Y方向サイズを調整できるように形成されている。
【0039】
本実施形態に係る基板検査システム80は、このような構成の2つの可動矩形絞り81,82を備えているので、基板検査装置内の真空雰囲気を開放して開き角絞りを交換する作業をすることなく、開き角絞りを最適なサイズに調整することができ、かつ、二次電子ビーム6のビーム軸に垂直な平面の相互に直交する二方向に対して、それぞれ独立して調整することができる。これにより、上述の第1の実施の形態が有する効果に加え、試験の内容に対応して開き角絞りの調整ができる基板検査システムが提供される。
【0040】
次に、本発明に係る基板検査システムの第3の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0041】
図1は、本実施形態に係る基板検査システム90の基本的な構成を示すブロック図である。図3との対比において明らかなように、本実施形態に係る基板検査システム90の特徴は、その写像投影系において、相互に共役な焦点面8,9上に第二の実施の形態と同仕様の可動矩形絞り91,92をそれぞれの絞り長軸が直交するようにそれぞれ配設した点にある。その他の点は、第1の実施形態と同様である。
【0042】
本実施形態に係る基板検査システム90の二次光学系のより詳細な構成を図2の斜視図に示す。
【0043】
同図に示すように、ウィーンフィルタ41とカソードレンズ21との間の焦点面8に可動矩形絞り91が配設され、この焦点面8と共役な焦点面であって、第三レンズ23と第四レンズ24との間の焦点面9に可動矩形絞り92が配設されている。
【0044】
同図のXYZ空間において、可動矩形絞り91は、その長軸方向が一次電子ビーム5の断面略矩形の長軸方向と同一のY方向となるように配設されている。
【0045】
このような構造を有する可動矩形絞り91を焦点面8に備えることにより、一次電子ビーム5は、Y方向には開き角を制限されることなく、なおかつX方向のみの開き角調整を行うことができる。これにより、一次電子ビーム5の照射領域が十分に確保される。この構造は、例えば、試料42のチャージアップや汚染を回避したい場合など、一次電子ビーム5を試料42上に必要以上に照射することが望ましくない場合に特に有効である。
【0046】
また、焦点面9上の可動矩形絞り92は、その長軸方向がX方向となるように設置され、可動矩形絞り91の長軸と直交するように配設されている。これにより、二次電子ビーム6に対してX方向とY方向の2つの方向からビーム整形することが可能になり、倍率色収差を低減することができる。
【0047】
即ち、二次電子ビーム6は可動矩形絞り91によりX方向の開き角の調整が行われ、可動矩形絞り92によりY方向の開き角の調整が行われ、さらに、可動矩形絞り91,92はそれぞれ二次光学系の共役面8,9上にあるため、二次電子ビーム6に対して、可動矩形絞り91,92を重ね合わせた形状の絞りを共役面8および9にそれぞれ配設した場合と等価の収差低減効果が得られる。
【0048】
このように、本実施形態に係る基板検査システム90によれば、相互に共役な焦点面8,9に、それぞれの長軸方向が相互に直交する2つの可動矩形絞り91,92をそれぞれ設け、さらに、一次電子ビーム5の焦点F1が形成される焦点面8に開き角絞りの絞り長軸が一次電子ビーム5の断面略矩形状の長軸と同一方向となるように可動矩形絞りを配設するので、一次電子ビーム5の照射領域を制限することなく、二次電子ビームの収差を低減することが可能となる。また、2つの可動矩形絞りをそれぞれ別の平面位置に配置できるため、第2の実施形態のように、単一の絞り位置平面に2つの可動矩形絞りを同時に設ける場合と比較して、駆動機構の設置スペースが十分に確保できるという利点を有する。
【0049】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、本発明は、以下の効果を奏する。
【0050】
即ち、本発明に係る基板検査装置によれば、相互に共役なテレセントリック系をなすように二次電子ビームを制御する複数の写像投影手段と、2段目以降の写像投影手段内の焦点面に配設された開き角絞りとを備えているので、一次電子ビームの基板上の照射領域を制限することなく、二次電子ビームの倍率色収差を抑えることができる。これにより、写像投影手段の解像性能を落とすことなく基板の検査領域を拡大することができる。
【0051】
また、上記2段目以降の焦点面に長軸方向が相互に略直交する第一および第二の可動矩形絞りを備える場合は、ビーム軸に垂直な2方向に開き角を各々独立して調整できるので、装置内の真空雰囲気を開放して開き角絞りを交換することなく、最適な絞り角に調整することができる。これにより、装置のダウンタイムを大幅に削減できるので、使用効率を高めることができる。
【0052】
また、上記電子ビーム出射手段と基板との間のテレセントリック系の焦点面に第二の開き角絞りを備え、上記可動矩形絞りを第一および第二の開き角絞りとして備える場合には、上述した効果に加え、可動矩形絞りの駆動機構等のスペースを確保できるので、装置設計上の柔軟性が向上する。また、上記第二の可動矩形絞りをその長軸方向が一次電子ビームの長軸方向と同一の方向となるように配設するので、一次電子ビームの短軸方向にのみ絞り幅の調整が可能となり、必要量以上の一次電子ビームが試料に照射することを防止し、試料のチャージアップや汚染を防止することができる。
【0053】
また、本発明にかかる基板検査装置の制御方法によれば、上記写像投影手段により、相互に共役なテレセントリック系をなすように上記二次電子ビームを制御して結像させるので、二段目以降の写像投影手段内で焦点面に開き角絞りを配設することが可能となり、上記効果を奏するように基板検査装置を制御することができる。
【0054】
また、本発明に係る基板検査システムによれば、上述の制御方法で上述の基板検査装置を作動することができるので、試料のチャージアップや汚染を防止しながら、優れた解像度と高い効率で基板の検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る基板検査システムの第3の実施の形態を示すブロック図である。
【図2】図1に示す基板検査システムの二次光学系のより詳細な構成を示す斜視図である。
【図3】本発明に係る基板検査システムの第1の実施の形態を示すブロック図である。
【図4】図3に示す基板検査システムにおける二次電子ビームの軌道を示すブロック図である。
【図5】本発明に係る基板検査システムの第2の実施の形態の構成の一部を示すブロック図である。
【図6】図5に示す基板検査システムの可動矩形絞りの詳細を示すブロック図である。
【図7】図8に示す従来の基板検査システムにおける二次電子ビームの軌道を示すブロック図である。
【図8】ウィーンフィルタを用いた従来の技術による基板検査システムの一例を示すブロック図である。
【図9】図8に示すウィーンフィルタの詳細な構成を示す斜視図である。
【図10】(a),(b)ともに、図9に示すウィーンフィルタの機能を示す説明図である。
【符号の説明】
1 一次光学系
2,72,73 二次光学系
3 電子検出部
5 一次電子ビーム
6 二次電子ビーム(進行方向)
7 二次電子ビーム軌道
8,9 焦点面
11 陰極
12 ウエーネルト電極
13 陽極
14 偏向器
15 複数段四極子レンズ
16 電子銃制御部
17 複数段四極子レンズ制御部
21 カソードレンズ
22 第二レンズ
23 第三レンズ
24 第四レンズ
25,27 開き角絞り
26 視野絞り
31 MCP検出器
32 蛍光板
33 ライトガイド
34 撮像素子
41 ウィーンフィルタ
41a,41b 電極
41c,41d 磁極
42 試料
43 ステージ
51 ステージ電圧制御部
52,54〜56 二次光学系レンズ制御部
53 ウィーンフィルタ制御部
57 電子検出制御部
58 画像信号処理部
59 ホストコンピュータ
60 表示部
61 メモリ
70,80,90 基板検査システム
75,105 結像光学系
81,82,91,92 可動矩形絞り
81g 平板エッジ間距離
86,87 金属平板
88,89 矩形絞り駆動機構
90 可動矩形絞り制御部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate inspection apparatus using an electron beam, a substrate inspection system using the same, and a substrate inspection method, and more particularly, to a substrate inspection apparatus that reduces a chromatic aberration of magnification while securing an irradiation area of a sample with a primary electron beam. The present invention also relates to a board inspection system and a board inspection apparatus control method using the same.
[0002]
[Prior art]
With the increasing integration of semiconductor devices, the sensitivity required for detecting defects and foreign substances on the substrate surface such as semiconductor wafers and photomasks has become increasingly higher. A semiconductor pattern defect inspection apparatus using an electron beam has been developed instead of the above. In this inspection device, an electron beam is formed by electron irradiating means and irradiates a sample substrate as a primary electron beam, and secondary electrons and reflected electrons generated according to changes in the shape, material and potential of the sample surface And a backscattered electron guided by an image projection means, focused, and enlarged and projected as a secondary electron beam onto an electron detection section to obtain a sample surface image. In particular, JP-A-7-249393 discloses a line. There has been proposed a method for improving the scanning speed by irradiating a sample with an electron beam having a rectangular or oblong cross section as a primary electron beam. In addition, in addition to this method, the primary electron beam is deflected by a Wien filter, which is an electron beam deflecting means, and is made to be perpendicularly incident on the sample surface, and the secondary electron beam passes through the same Wien filter. A method of directing the light to the projection means by going straight is proposed in Japanese Patent Application No. Hei 9-300275. FIG. 8 schematically shows a board inspection system provided with an inspection apparatus disclosed in Japanese Patent Application No. 9-300275.
[0003]
The
[0004]
The primary optical system 1 includes an electron gun and a multi-stage quadrupole lens system. The electron gun is a lanthanum hexaboride (LaB) having a rectangular electron emission surface having a major axis of 100 to 700 μm and a minor axis of 15 μm. 6 A
[0005]
The
[0006]
The
[0007]
FIG. 9 shows a basic configuration of the Wien
[0008]
FIGS. 10A and 10B are explanatory views of the trajectory of the electron beam passing through the Wien
[0009]
Returning to FIG. 8, the
[0010]
The
[0011]
This image signal is supplied to an
[0012]
The secondary
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional
[0014]
In addition, depending on the content of the test, there is a case where it is desired to widen or narrow the aperture of the
[0015]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a substrate capable of suppressing the chromatic aberration of magnification of a secondary electron beam equivalently to a conventional technology while securing an irradiation area of a primary electron beam. An object of the present invention is to provide an inspection apparatus, an inspection system including the same, and a method of controlling a substrate inspection apparatus.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves the above problems by the following means.
That is, according to the present invention,
Primary electron beam irradiating means for irradiating an electron beam as a primary electron beam to a substrate which is a sample,
The primary electron beam is incident on the surface of the substrate with its incident angle changed, and the secondary electron beam including secondary electrons and reflected electrons generated from the substrate by irradiation of the primary electron beam is captured. Electron beam deflecting means for passing through at an angle,
Including the electron beam deflecting means, while controlling and imaging the secondary electron beam, the imaging optical system forms a mutually conjugate telecentric system that forms an area that travels in parallel with the beam axis before and after the focal point. A plurality of projection means for controlling the secondary electron beam to make,
An electron beam detection unit that detects the secondary electron beam formed by the mapping projection unit at the last stage and outputs the image as an image signal,
A first stage which is disposed on a focal plane which is a plane perpendicular to the beam axis of the secondary electron beam passing through the focal point in the mapping projection means in the second and subsequent stages, and which determines an opening angle of the secondary electron beam Aperture angle aperture,
There is provided a substrate inspection apparatus including: an image display unit that receives an image signal supplied from the electron beam detection unit and displays an image representing a physical / electrical state of a surface of the substrate.
[0017]
The first opening angle aperture has first and second movable rectangular apertures each having a freely expandable / contractible aperture width, and the major axis directions thereof are substantially orthogonal to each other, and these first and second movable rectangular apertures. It is preferable to include first and second rectangular aperture driving means for varying the aperture width of the aperture.
[0018]
The substrate inspection apparatus according to the present invention further includes a second aperture stop disposed on a focal plane of the telecentric system in a region between the electron beam deflecting unit and the substrate, wherein the first aperture is provided. The angular aperture is provided with a first movable rectangular aperture having an expandable and contractible aperture width and a first rectangular aperture drive unit that varies the aperture width of the first movable rectangular aperture. A second movable rectangular diaphragm having a diaphragm width that can freely expand and contract, and a second rectangular diaphragm driving unit that varies the diaphragm width of the second movable rectangular diaphragm, the first and second movable rectangular diaphragms are: They may be arranged such that their major axes are substantially orthogonal to each other.
[0019]
The first and second movable rectangular diaphragms each have two metal flat plates, and the two metal flat plates are arranged to face each other on a long side to form the open angle diaphragm. Is preferred.
[0020]
The rectangular aperture driving means has a piezoelectric element connected to the metal flat plate, and drives the metal flat plate based on a change in the shape of the piezoelectric element to adjust the distance between the two metal flat plates. Good.
[0021]
Further, the cross-sectional shape perpendicular to the irradiation direction of the primary electron beam is preferably substantially rectangular.
[0022]
According to the present invention,
A board inspection system including a CPU, the above-described board inspection apparatus according to the present invention, signal processing means for processing the image signal and outputting image data, and storage means for storing the image data is provided. .
[0023]
According to the present invention,
Primary electron beam irradiating means for irradiating a substrate as a sample with an electron beam having a substantially rectangular cross section as a primary electron beam,
A first rotationally symmetric electrostatic lens that receives the primary electron beam, guides secondary electrons and reflected electrons generated from the substrate in a direction substantially perpendicular to the sample, and emits the secondary electron beam as a secondary electron beam,
The angle of incidence of the primary electron beam on the sample is changed so that the primary electron beam is incident on the surface of the sample, and the secondary electron beam emitted from the first rotationally symmetric electrostatic lens remains at the capture angle. An electric field magnetic field superimposed spectrometer to be passed;
A second rotationally symmetric electrostatic lens that is arranged at the subsequent stage of the electric field and magnetic field superimposed spectroscope and forms a first imaging optical system that forms a telecentric system together with the first rotationally symmetric electrostatic lens,
Two pieces disposed in a first focal plane, which is a focal plane of the first imaging optical system, having the incident direction of the primary electron beam as a long axis and being parallel to and separated from each other with a freely adjustable diaphragm width. A first aperture angle aperture having a metal flat plate,
Having a first piezoelectric element, a first opening angle aperture drive mechanism that varies the aperture width of the first aperture angle aperture,
A field stop disposed on the image plane of the first image forming optical system,
At least a pair of third and fourth rotationally symmetric electrostatic lenses forming a second imaging optical system forming a telecentric system conjugate with the first imaging optical system, disposed at a stage subsequent to the field stop, ,
A focal plane of the second imaging optical system, which is disposed on a second focal plane conjugate to the first focal plane, and is a direction substantially orthogonal to a major axis direction of the first aperture stop. A long aperture, a second aperture angle aperture having two metal flat plates spaced apart in parallel with each other with a freely adjustable aperture width,
Having a second piezoelectric element, a second opening angle aperture drive mechanism that varies the aperture width of the second aperture angle aperture,
An electron beam detection unit that detects the secondary electron beam imaged by the fourth rotationally symmetric lens and outputs the image as an image signal;
Image display means for receiving the supply of the image signal from the detection means, and displaying an image representing a physical and electrical state of the surface of the substrate,
A board inspection system including a host computer for processing the image signal is provided.
[0024]
According to the present invention,
An electron beam irradiating means for irradiating a substrate as a sample with an electron beam as a primary electron beam, and changing the incident angle of the primary electron beam so as to be incident on the surface of the substrate, receiving the primary electron beam, and Electron beam deflecting means for passing a secondary electron beam including a secondary electron and a reflected electron generated from a substrate at a capture angle, and a plurality of image projections including the electron beam deflecting means for imaging the secondary electron beam Means, the secondary electron beam imaged by the mapping projection means at the last stage, the electron beam detection means to output as an image signal, receiving the supply of the image signal from the electron beam detection means, A method for controlling a board inspection apparatus, comprising: an image display unit that displays an image representing a physical / electrical state of a surface of the board.
The secondary electron beam is controlled and imaged by controlling the secondary electron beam so that the secondary electron beam forms a mutually conjugate telecentric system by the plurality of projection units.
By arranging a first aperture stop at a first focal plane in the mapping projection means in the second and subsequent stages, an area for irradiating the substrate with the primary electron beam and the secondary electron beam are secured. A method for controlling a substrate inspection apparatus that reduces chromatic aberration of magnification of a beam is provided.
[0025]
The first aperture angle aperture is formed by two movable rectangular apertures each having a freely expandable / contractible aperture width and each major axis being substantially orthogonal to each other. By varying the aperture width of the movable rectangular aperture, it is preferable to control the opening angle independently in two directions substantially orthogonal to each other.
[0026]
Further, a second aperture angle aperture is further provided on a second focal plane in a region between the electron beam deflecting unit and the substrate, which is a focal plane of the first-stage mapping projection unit, The first and second opening angle diaphragms are respectively formed by first and second movable rectangular diaphragms having a freely expandable and contractible diaphragm width, and the first and second movable rectangular diaphragms have respective long axes mutually. A drive means for varying the aperture width of each of the first and second movable rectangular apertures, independently of each other in two directions substantially orthogonal to each other. Is better controlled.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same portions as those in FIGS. 8 to 10 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
[0028]
FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment of the board inspection system according to the present invention. In the figure, the primary optical system 1 provided in the
[0029]
The feature of the present embodiment is that the secondary lens
[0030]
FIG. 4 is a block diagram of the secondary
[0031]
As shown in the drawing, the secondary
[0032]
With such a configuration, the secondary electron beam 6 (secondary electron / reflected electron / backscattered electron) generated from the surface of the
[0033]
Next, a second embodiment of the board inspection system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0034]
FIG. 5 is a perspective view showing a part of the configuration of the board inspection system according to the present embodiment.
[0035]
As shown in the figure, the
[0036]
The movable
[0037]
FIG. 6 is a perspective view showing the basic configuration of the movable
[0038]
The movable
[0039]
Since the
[0040]
Next, a third embodiment of the board inspection system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0041]
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a
[0042]
A more detailed configuration of the secondary optical system of the
[0043]
As shown in the figure, a movable
[0044]
In the XYZ space shown in the figure, the movable
[0045]
By providing the movable
[0046]
Further, the movable
[0047]
That is, the opening angle of the
[0048]
As described above, according to the
[0049]
【The invention's effect】
As described in detail above, the present invention has the following effects.
[0050]
That is, according to the substrate inspection apparatus of the present invention, a plurality of projection units for controlling the secondary electron beam so as to form a mutually conjugate telecentric system, and a focal plane in the second and subsequent projection units. With the aperture stop provided, the chromatic aberration of magnification of the secondary electron beam can be suppressed without limiting the irradiation area of the primary electron beam on the substrate. Thereby, the inspection area of the substrate can be enlarged without lowering the resolution performance of the projection unit.
[0051]
In the case where the first and second movable rectangular diaphragms whose major axis directions are substantially orthogonal to each other are provided on the focal planes of the second and subsequent stages, the opening angles are independently adjusted in two directions perpendicular to the beam axis. Since it is possible to adjust the aperture angle to the optimal one without opening the vacuum atmosphere in the apparatus and replacing the aperture angle aperture. As a result, the downtime of the apparatus can be significantly reduced, and the usage efficiency can be improved.
[0052]
In the case where a second aperture stop is provided on the focal plane of the telecentric system between the electron beam emitting means and the substrate, and the movable rectangular aperture is provided as the first and second aperture stops, the above is described. In addition to the effect, the space for the drive mechanism of the movable rectangular diaphragm can be secured, so that the flexibility in device design is improved. Further, since the second movable rectangular aperture is disposed so that its major axis direction is the same as the major axis direction of the primary electron beam, the aperture width can be adjusted only in the minor axis direction of the primary electron beam. Thus, it is possible to prevent the primary electron beam from irradiating the sample with a necessary amount or more, thereby preventing charge-up and contamination of the sample.
[0053]
Further, according to the control method of the substrate inspection apparatus according to the present invention, since the mapping projection means controls and forms an image of the secondary electron beam so as to form a mutually conjugate telecentric system, It is possible to arrange an aperture stop on the focal plane in the projection means, and it is possible to control the substrate inspection apparatus so as to achieve the above-described effects.
[0054]
Further, according to the substrate inspection system according to the present invention, the above-described substrate inspection apparatus can be operated by the above-described control method, so that the substrate can be charged with excellent resolution and high efficiency while preventing charge-up and contamination of the sample. Inspection can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a third embodiment of a board inspection system according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a more detailed configuration of a secondary optical system of the substrate inspection system shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment of the board inspection system according to the present invention.
4 is a block diagram showing a trajectory of a secondary electron beam in the substrate inspection system shown in FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a part of the configuration of a second embodiment of the board inspection system according to the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing details of a movable rectangular stop of the substrate inspection system shown in FIG. 5;
FIG. 7 is a block diagram showing a trajectory of a secondary electron beam in the conventional substrate inspection system shown in FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing an example of a conventional board inspection system using a Wien filter.
FIG. 9 is a perspective view showing a detailed configuration of the Wien filter shown in FIG. 8;
FIGS. 10A and 10B are explanatory diagrams showing the function of the Wien filter shown in FIG. 9;
[Explanation of symbols]
1 Primary optical system
2,72,73 Secondary optical system
3 electron detector
5 Primary electron beam
6. Secondary electron beam (direction of travel)
7 Secondary electron beam orbit
8,9 Focal plane
11 Cathode
12 Wehnelt electrode
13 Anode
14 Deflector
15 Multi-stage quadrupole lens
16 electron gun controller
17 Multi-stage quadrupole lens controller
21 Cathode lens
22 Second lens
23 Third lens
24 Fourth lens
25, 27 aperture angle aperture
26 Field stop
31 MCP detector
32 fluorescent screen
33 Light Guide
34 Image sensor
41 Wien filter
41a, 41b electrodes
41c, 41d Magnetic pole
42 samples
43 stages
51 Stage voltage controller
52, 54-56 Secondary optical system lens controller
53 Wien filter controller
57 Electronic detection control unit
58 Image signal processing unit
59 Host computer
60 Display
61 memory
70,80,90 Board inspection system
75,105 Imaging optical system
81, 82, 91, 92 Movable rectangular diaphragm
81g Distance between flat plate edges
86,87 metal plate
88, 89 Rectangular aperture drive mechanism
90 Movable rectangular aperture control unit
Claims (11)
前記一次電子ビームは、その入射角度を変化させて前記基板の表面に入射させ、前記一次電子ビームの照射を受けて前記基板から発生した二次電子および反射電子を含む二次電子ビームは、取込み角度のまま通過させる電子ビーム偏向手段と、
前記電子ビーム偏向手段を含み、前記二次電子ビームを制御して結像させるとともに、その結像光学系が焦点の前後でビーム軸に平行に進行する領域を形成する相互に共役なテレセントリック系をなすように前記二次電子ビームを制御する複数の写像投影手段と、
最後段の前記写像投影手段により結像された前記二次電子ビームを検出し、画像信号として出力する電子ビーム検出手段と、
二段目以後の前記写像投影手段内の前記焦点を通り前記二次電子ビームのビーム軸に垂直な平面である焦点面に配設され、前記二次電子ビームの開き角を決定する第一の開き角絞りと、
前記電子ビーム検出手段から前記画像信号の供給を受けて、前記基板の表面の物理的・電気的状態を表す画像を表示する画像表示手段とを備えた基板検査装置。Primary electron beam irradiating means for irradiating an electron beam as a primary electron beam to a substrate which is a sample,
The primary electron beam is incident on the surface of the substrate by changing its incident angle, and the secondary electron beam including secondary electrons and reflected electrons generated from the substrate by irradiation of the primary electron beam is captured. Electron beam deflecting means for passing through at an angle,
Including the electron beam deflecting means, while controlling and imaging the secondary electron beam, the imaging optical system forms a mutually conjugate telecentric system that forms a region that travels in parallel with the beam axis before and after the focal point. A plurality of projection means for controlling the secondary electron beam to make,
An electron beam detection unit that detects the secondary electron beam formed by the mapping projection unit in the last stage and outputs the image as an image signal,
A first stage which is disposed on a focal plane which is a plane perpendicular to the beam axis of the secondary electron beam passing through the focal point in the mapping projection means of the second and subsequent stages, and which determines an opening angle of the secondary electron beam Aperture angle aperture,
A substrate inspection apparatus comprising: an image display unit that receives an image signal from the electron beam detection unit and displays an image representing a physical / electrical state of a surface of the substrate.
前記第一の開き角絞りは、伸縮自由な絞り幅を有する第一の可動矩形絞りと前記第一の可動矩形絞りの絞り幅を変動させる第一の矩形絞り駆動手段とを備え、
前記第二の開き角絞りは、伸縮自由な絞り幅を有する第二の可動矩形絞りと前記第二の可動矩形絞りの絞り幅を変動させる第二の矩形絞り駆動手段を備え、
前記第一および第二の可動矩形絞りは、その長軸方向が相互に略直交するように配設されたことを特徴とする請求項1に記載の基板検査装置。A second aperture stop provided at a focal plane of the telecentric system in a region between the electron beam deflecting unit and the substrate,
The first opening angle diaphragm includes a first movable rectangular diaphragm having an expandable and contractible diaphragm width and a first rectangular diaphragm driving unit that varies the diaphragm width of the first movable rectangular diaphragm.
The second opening angle aperture is provided with a second movable rectangular aperture having an expandable and contractible aperture width and a second rectangular aperture drive unit that varies the aperture width of the second movable rectangular aperture,
2. The substrate inspection apparatus according to claim 1, wherein the first and second movable rectangular diaphragms are disposed so that their major axes are substantially orthogonal to each other.
請求項1ないし6のいずれかに記載の基板検査装置と、
前記画像信号を処理して画像データを出力する信号処理手段と、
前記画像データを格納する記憶手段とを備えた基板検査システム。A CPU,
A board inspection apparatus according to any one of claims 1 to 6,
Signal processing means for processing the image signal and outputting image data,
A substrate inspection system comprising: a storage unit configured to store the image data.
前記一次電子ビームの照射を受けて、前記基板から発生する二次電子および反射電子を前記試料に略垂直な方向に導いて二次電子ビームとして出射させる第一の回転対称静電レンズと、
前記一次電子ビームの前記試料への入射角度を変化させて前記試料表面に前記一次電子ビームを入射させ、前記第一の回転対称静電レンズから出射された前記二次電子ビームは取り込み角度のまま通過させる電界磁界重畳型分光器と、
前記電界磁界重畳型分光器の後段に配設され、前記第一の回転対称静電レンズとともにテレセントリック系をなす第一の結像光学系を形成する第二の回転対称静電レンズと、
前記第一の結像光学系の焦点面である第一の焦点面に配設され、前記一次電子ビームの入射方向を長軸とし、伸縮自由な絞り幅で相互に平行に離隔された二枚の金属平板を有する第一の開き角絞りと、
第一の圧電素子を有し、前記第一の開き角絞りの絞り幅を変動させる第一の開き角絞り駆動機構と、
前記第一の結像光学系の結像面に配設された視野絞りと、
前記視野絞りの後段に配設され、前記第一の結像光学系と共役なテレセントリック系をなす第二の結像光学系を形成する少なくとも一対の第三および第四の回転対称静電レンズと、
前記第二の結像光学系の焦点面であって、前記第一の焦点面と共役な第二の焦点面に配設され、前記第一の開き角絞りの長軸方向と略直交する方向を長軸とし、伸縮自由な絞り幅で相互に平行に離隔された二枚の金属平板を有する第二の開き角絞りと、
第二の圧電素子を有し、前記第二の開き角絞りの絞り幅を変動させる第二の開き角絞り駆動機構と、
前記第四の回転対称レンズにより結像された前記二次電子ビームを検出し、画像信号として出力する電子ビーム検出手段と、
前記検出手段から前記画像信号の供給を受けて、前記基板の表面の物理的・電気的状態を表す画像を表示する画像表示手段と、
前記画像信号の処理を行うホストコンピュータとを備えた基板検査システム。Primary electron beam irradiating means for irradiating a substrate as a sample with an electron beam having a substantially rectangular cross section as a primary electron beam,
A first rotationally symmetric electrostatic lens that receives irradiation of the primary electron beam, guides secondary electrons and reflected electrons generated from the substrate in a direction substantially perpendicular to the sample and emits the secondary electron beam,
The primary electron beam is incident on the sample surface by changing the angle of incidence of the primary electron beam on the sample, and the secondary electron beam emitted from the first rotationally symmetric electrostatic lens remains at the capture angle. An electric field magnetic field superimposed spectrometer to be passed;
A second rotationally symmetric electrostatic lens that is arranged at a stage subsequent to the electric field and magnetic field superimposed spectroscope and forms a first imaging optical system that forms a telecentric system together with the first rotationally symmetric electrostatic lens,
Two pieces disposed on a first focal plane, which is a focal plane of the first imaging optical system, with the incident direction of the primary electron beam as a long axis, and separated in parallel with each other with a freely adjustable diaphragm width. A first aperture angle aperture having a metal flat plate,
Having a first piezoelectric element, a first opening angle aperture drive mechanism that varies the aperture width of the first aperture angle aperture,
A field stop disposed on an image plane of the first image forming optical system,
At least a pair of third and fourth rotationally symmetric electrostatic lenses forming a second imaging optical system forming a telecentric system conjugate to the first imaging optical system, disposed at a stage subsequent to the field stop, ,
A focal plane of the second imaging optical system, which is disposed on a second focal plane conjugate to the first focal plane, and is substantially orthogonal to a major axis direction of the first aperture stop; A long aperture, a second aperture angle aperture having two metal flat plates spaced apart in parallel with each other with a freely adjustable aperture width,
A second opening angle aperture drive mechanism having a second piezoelectric element, and varying the aperture width of the second aperture angle aperture,
An electron beam detection unit that detects the secondary electron beam imaged by the fourth rotationally symmetric lens and outputs the image as an image signal;
Image display means for receiving an image signal from the detection means and displaying an image representing a physical / electrical state of the surface of the substrate,
A board inspection system comprising: a host computer configured to process the image signal.
前記複数の写像投影手段により前記二次電子ビームが相互に共役なテレセントリック系をなすように前記二次電子ビームを制御して結像させ、
二段目以後の前記写像投影手段内の第一の焦点面に第一の開き角絞りを配設することにより、前記一次電子ビームの前記基板への照射領域を確保するとともに、前記二次電子ビームの倍率色収差を低減する、基板検査装置の制御方法。Electron beam irradiation means for irradiating a substrate as a sample with an electron beam as a primary electron beam, the primary electron beam being incident on the surface of the substrate by changing its incident angle, receiving the primary electron beam, Electron beam deflecting means for passing a secondary electron beam including a secondary electron and a reflected electron generated from a substrate at a capture angle, and a plurality of image projections including the electron beam deflecting means for forming an image of the secondary electron beam Means, the secondary electron beam imaged by the last projection projection means, the electron beam detection means to output as an image signal, receiving the supply of the image signal from the electron beam detection means, A method for controlling a substrate inspection apparatus, comprising: an image display unit that displays an image representing a physical / electrical state of the surface of the substrate.
The secondary electron beam is controlled and imaged by controlling the secondary electron beam so that the secondary electron beam forms a mutually conjugate telecentric system by the plurality of mapping projection means,
By arranging a first opening angle stop on a first focal plane in the mapping projection means in the second and subsequent stages, an area for irradiating the substrate with the primary electron beam and the secondary electron beam are secured. A method for controlling a substrate inspection apparatus, which reduces chromatic aberration of magnification of a beam.
前記第一および第二の開き角絞りは、伸縮自由な絞り幅を有する第一および第二の可動矩形絞りでそれぞれ形成し、
前記第一および第二の可動矩形絞りは、それぞれの長軸が相互に略直交するように配設し、
前記第一および第二の可動矩形絞りの各絞り幅を変動させる駆動手段を備えて、相互に略直交する二つの方向に対してそれぞれ独立して開き角を制御する請求項9に記載の基板検査装置の制御方法。A second aperture angle aperture is further provided on a second focal plane in a region between the electron beam deflecting unit and the substrate on the focal plane of the first-stage mapping projection unit,
The first and second opening angle apertures are formed by first and second movable rectangular apertures each having a freely adjustable aperture width,
The first and second movable rectangular diaphragms are disposed such that their long axes are substantially orthogonal to each other,
The substrate according to claim 9, further comprising: a driving unit configured to change the width of each of the first and second movable rectangular diaphragms to independently control an opening angle in two directions substantially orthogonal to each other. Inspection device control method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20050298A JP3544865B2 (en) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | Substrate inspection apparatus, substrate inspection system including the same, and method of controlling substrate inspection apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP20050298A JP3544865B2 (en) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | Substrate inspection apparatus, substrate inspection system including the same, and method of controlling substrate inspection apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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