JP3986032B2 - electronic microscope - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貫通孔が形成された試料を電子ビームで走査して貫通孔の形状を表示する電子顕微鏡であって、露光によってICやLSIの回路をウエハ上に焼き付けるときに原盤となるステンシルマスクなどの微細なパターンの寸法測定および欠陥検査を電子線を用いて効率良く行う電子顕微鏡に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、LSIの集積度は、向上の一途をたどっているが、LSIの製造工程において、光を用いた従来の露光技術は限界に来ており、ArF光エキシマレーザ、X線、電子ビーム露光技術などが次の候補に挙げられている。その中で電子ビームによる露光の原盤となるステンシルマスクの光による計測では、測長および欠陥検査が不可能であり、表面の形状のみを走査電子顕微鏡により測定している。
【0003】
また、裏面付近の形状を観察するためには試料を裏返して同様の測定を行う。従来の走査電子顕微鏡を用いた測長機は試料に細く絞ったビームを照射しつつ走査し、そのときに試料から放出された2次電子および反射電子を2次電子検出器で検出し、増幅器で増幅し、表示装置上に像を表示するようにしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ステンシルマスクには厚みがあり、従来の走査電子顕微鏡では深さ方向の情報を得ることができなかった。このため、実際に描画したパターンからステンシルマスク上の欠陥を見つけるしか方法がないという問題があった。
【0005】
また、欠陥検出は、ステンシルマスク全面で行う必要があり、効率良好な検出方法が必要とされている。
本発明は、これらの問題を解決するため、ステンシルマスクなどの貫通孔を有する試料を通過する電子を検出する手段を備え、通過電子信号により表面のみではなくて中央などにある欠陥検出を実現すると共に効率良好にステンシルマスクなどの全面の欠陥検出を実現することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
図1を参照して課題を解決するための手段を説明する。
図1において、ビーム偏向器7、8は、電子ビームを偏向して試料1上を走査するものである。
【0007】
2次電子検出器9は、試料1の上方向に放出された2次電子および反射電子を検出するものである。
通過電子検出器10は、試料1の貫通孔を通過した電子、貫通孔の内壁から放出された2次電子、貫通孔の内壁で反射した反射電子を検出するものである。
【0008】
次に、構成および動作を説明する。
ビーム偏向器7、8によって電子ビームを貫通孔のある試料1の上を走査し、試料1の上方向に放出された2次電子および反射した反射電子を2次電子検出器9によって検出すると共に、試料1の貫通孔を通過した電子、貫通孔の内壁から放出された2次電子および貫通孔の内壁で反射した反射電子を通過電子検出器10によって検出し、これら検出した信号のいずれか一方あるいは両者の画像を図示外の表示装置に表示するようにしている。
【0009】
この際、試料1と第2の検出器である通過電子検出器10との間にバイアス電圧を印加し、試料1の内壁から放出された2次電子を引き出して効率良好に検出するようにしている。
【0010】
また、第1の検出器である2次電子検出器9および第2の検出器である通過電子検出器10によって検出されたそれぞれの信号について演算(例えばOR演算、加算、減算などの演算)した画像を表示するようにしている。
【0011】
また、第1の検出器である2次電子検出器9あるいは/および第2の検出器である通過電子検出器10の信号をもとに表示した画像上で、指定された領域をビーム偏向器7、8が電子ビームで走査制御して指定した領域を拡大表示するようにしている。
【0012】
また、第1の検出器である2次電子検出器9および第2の検出器である通過電子検出器10からの信号をOR演算、加算あるいは減算して表示し試料1の貫通孔の電子ビームの入口の形状および貫通孔の内部の形状を重畳表示するようにしている。
【0013】
従って、試料1に貫通孔がある例えばステンシルマスクなどにおいて、通過電子信号により表面のみではなくて中央、および出口にある欠陥を容易に検出することが可能となると共に、ステンシルマスクなどの貫通孔のある試料1の全面の欠陥検出を効率良好に行うことが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、図1を用いて本発明の実施の形態および動作を順次詳細に説明する。
図1は、本発明のシステム構成図を示す。
【0015】
図1において、試料1は、細く絞った1次電子ビームを照射して放出される2次電子および反射電子を検出して像を表示したり、当該試料1であるステンシルマスクの貫通孔を通過した電子、および貫通孔の内壁に1次電子ビームを照射して放出される2次電子と反射電子を検出して像を表示したりする対象の試料である。特に、試料1に空いたパターン穴の壁面(内壁)に付着するゴミを含む種々の欠陥検査、パターンの測長を行う対象であって、ステージ19に保持されるものである。
【0016】
対物レンズ2は、1次電子ビームを細く絞って試料1上に照射するものである。
コンデンサレンズ3は、電子銃4から放出された1次電子ビームを集束するものである。
【0017】
電子銃4は、1次電子ビームを発生するものである。
1次電子ビーム5は、電子銃4によって発生され、放出された1次電子ビームである。
【0018】
絞り6は、電子銃4から放出された1次電子ビームをコンデンサレンズ3で集束したときに所定の開き角を与えるためのものである。
ビーム偏向器7、8は、1次電子ビームを2段偏向して試料1上で走査するための偏向器(偏向コイルあるいは偏向電極)である。
【0019】
2次電子検出器9は、1次電子ビームで試料1を照射したときに当該試料1から放出された2次電子14を検出したり、更に試料1から反射した反射電子を検出したりするものである。尚、図示の2次電子検出器9では、試料1で反射した反射電子から見たときの開き角度が小さく、反射電子に対する感度が低いので、高感度にするには図示しないが、対物レンズ2の試料1に面した部分に半導体の円盤状で中心に1次電子を通過させる穴を空けた反射電子検出器を配置してこれによって試料1から反射した反射電子を高感度に検出するようにしてもよい。また、反射電子以外に吸収電子の像を生成するには、試料1に吸収された1次電子ビームの信号を取り出し、この信号により反射電子像に代えて吸収電子像を表示するようにしてもよい。
【0020】
検出用電極10は、試料1から放出されて光軸上を対物レンズ2の磁場によりラセン状に回転しながら上方向に加速された2次電子が2次電子検出器9の中心を通過して更に上方に行ってしまうのを避けて集光効率良好に当該2次電子検出器9に到達するように電界を印加するためのものである。
【0021】
通過電子検出器11は、試料1のパターン穴(貫通孔)を通過した通過電子15、パターン穴の内壁を1次電子が照射して放出された2次電子と反射された反射電子を検出するものであり、直接にこれら通過電子、2次電子、反射電子を検出したり、あるいは特定の物質に当てて発生した2次電子を間接的に検出したりするものである。
【0022】
検出用電極12は、試料1のパターン穴から下方に通過した通過電子、内壁に1次電子が照射して放出された2次電子、反射された反射電子が効率良好に通過電子検出器11で検出されるように電界を印加するものである。
【0023】
バイアス電圧16は、試料1に印加するバイアス電圧であって、試料1から放出された2次電子が2次電子検出器9や通過電子検出器11によって効率良好に補集されるように電界を印加するものである。
【0024】
増幅器17は、通過電子検出器11によって検出された信号を増幅するものである。
増幅器18は、2次電子検出器9によって検出された信号を増幅するものである。
【0025】
ステージ19は、試料1を固定してX方向、Y方向および必要に応じてZ方向に移動させるものである。
次に、構成および動作を説明する。
【0026】
(1) 電子銃4により発生された1次電子ビームをコンデンサーレンズ3によって集束し、更に対物レンズ2によって集束して試料1上を細い1次電子ビームで照射し、この状態でビーム偏向器7、8によって2段偏向して1次電子ビームを試料1上でX方向およびY方向に面走査を行う。
【0027】
(2) (1)の状態で試料1から上方向に放出された2次電子は対物レンズ2の上に設けた2次電子検出器9によって効率的に補集されて信号を出力すると共に、反射電子も当該2次電子検出器9によって検出して信号を出力あるいは図示外の対物レンズ2の下面に光軸の部分に穴を空けた薄いドーナツ状の反射電子検出器によって反射電子を検出して信号を出力する。
【0028】
(3) (1)の状態で試料1のパターン穴を通過した通過電子(1次電子)、およびパターン穴の内壁やゴミなどを1次電子ビームが照射したときに放出される2次電子と反射される反射電子を通過電子検出器11によって検出して信号を出力する。この際、試料1にバイアス電圧16を印加して試料1のパターン穴の内壁で発生した2次電子を効率良好に通過電子検出器11の方向に引出して検出し、パターン穴の欠陥部分の情報(画像)をS/N比良好に得るようにする。
【0029】
(4) (2)および(3)で出力された信号を増幅してそれぞれ表示装置上に表示したり、両者の信号を演算(OR演算、加算、減算)して表示装置上に表示し、試料1の上側の情報、試料1のパターン穴の内壁の情報などを見やすくかつ同一位置に表示し、特にパターン穴の上部が広く、下が狭い形状を見やすく表示する。
【0030】
以上によって、1次電子ビームで試料1を照射して走査し、上方向に放出された2次電子および反射電子によって試料1のパターン形状の上側から見たときの表面の2次電子像や反射電子像を表示することができ、更に、試料1のパターン穴を通過した通過電子の通過電子像、パターン穴の内壁から放出された2次電子の2次電子像や反射電子の反射電子像を表示することができ、しかも、これら試料1の上方向から見た2次電子像や反射電子像と、通過した通過電子像やパターン穴の内壁の2次電子像や反射電子像を重ねて表示し、パターン穴の上側と内壁などの情報を一括して表示させ、検査(パターン穴の直径、内壁のゴミの付着、パターン穴の上が広く下が狭いなどの形状などの検査)を容易に行うことが可能となる。以下パターン穴の欠陥検査について詳細に説明する。
【0031】
(1) 1次電子ビームを試料1の広範囲(例えば全面あるいは全面を所定個数で分割した範囲)に照射して低倍率の通過電子像(試料1のパターン穴を通過した1次電子(通過電子)によって生成した通過電子像)を表示する。
【0032】
(2) (1)で表示した通過電子像上のパターン穴のうち、パターン穴にゴミが付着あるいはパターン穴の径が検査値よりも小さいパターン穴を抽出する。
(3) (2)で抽出したパターン穴を全面に表示するように、ビーム偏向器7、8に供給する電流を小さくして当該パターン穴を拡大した通過電子像を表示する。
【0033】
(4) (3)で拡大した通過電子像をもとにパターン穴の直径やゴミの付着などを検査する。更に、既述した試料1の上方向に放出された2次電子像や反射電子像、更にパターン穴の内壁から放出された2次電子像や反射電子像を重畳して表示し、パターン穴の上部の表面の形状や、パターン穴の内部の2次電子像や反射電子像、更に通過電子像をもとにいずれの位置での形状が異常であるかを容易に検査することができる(例えば上方向の2次電子像、反射電子像、内壁の2次電子像、反射電子像、通過電子像をそれぞれ色分けして全部を線画にして重畳表示し、いずれの場所の形状が異常かを容易に検査することができる)。
【0034】
(5) また、拡大した2次電子像および通過電子像のパターン穴の寸法をそれぞれ測長し、それぞれが所定検査許容範囲か判定でき、パターン穴がいわゆるハの字型になっていても、その穴の傾斜(例えばステンシルマスクで言うテーパ角)を求めることができる(上方向の2次電子像によって上部の寸法、透過電子像によってパターン穴の最も狭い部分の寸法を測長して穴の傾斜を求めることができる)。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、貫通孔のある試料1を1次電子ビームで照射して上方向の2次電子像、反射電子像、更に貫通孔を通過した通過電子像、貫通孔の内壁から放出された2次電子像、貫通孔の内壁で反射した反射電子像を表示する構成を採用しているため、
(1) 試料1に穴の空いたパターンを通過した通過電子の通過電子像を表示でき、穴の全内面に付着する突起物を観察することができる。
【0036】
(2) 試料1にバイアス電圧を印加して試料1の貫通孔の内壁から放出された2次電子を引き出して2次電子像を表示し、貫通孔の内壁の突起物の形状を高S/N比で表示して観察することができる。
【0037】
(3) 試料1の上方向の2次電子像、反射電子像、試料1の貫通孔の内壁の2次電子像、反射電子像、貫通孔を通過した通過電子像を合わせて表示し、貫通孔の上方向の表面、貫通孔の内壁の形状を同時に表示し、いわば3次元的に形状検査することができる。
【0038】
(4) これらにより、貫通孔の厚さが厚い場合には従来の上方向の2次電子像のみでは検査が困難であった例えばステンシルマスクの穴の内壁の形状なども、本願発明により容易に検査できるようになった。
【0039】
(5) また、試料1の全体の画像を表示した後、一部のみを拡大表示して貫通孔の形状や内部に付着したゴミなどを容易に観察して検査できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシステム構成図である。
【符号の説明】
1:試料
2:対物レンズ
3:コンデンサーレンズ
4:電子銃
7、8:ビーム偏向器
9:2次電子検出器
11:透過電子検出器
16:バイアス電圧
19:ステージ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is an electron microscope that displays a shape of a through-hole by scanning a sample with a through-hole formed with an electron beam, and a stencil mask that serves as a master when an IC or LSI circuit is printed on a wafer by exposure The present invention relates to an electron microscope that efficiently performs dimensional measurement and defect inspection of fine patterns using an electron beam.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the degree of integration of LSI has been steadily improved, but conventional exposure technology using light has reached the limit in the LSI manufacturing process, and ArF photo-excimer laser, X-ray, electron beam exposure technology Are listed as the next candidates. Among them, measurement with light of a stencil mask serving as a master for exposure with an electron beam is impossible for length measurement and defect inspection, and only the surface shape is measured with a scanning electron microscope.
[0003]
In order to observe the shape near the back surface, the sample is turned over and the same measurement is performed. A conventional length measuring machine using a scanning electron microscope scans a sample while irradiating a narrowly focused beam, detects secondary electrons and reflected electrons emitted from the sample at that time by a secondary electron detector, and an amplifier. In order to display the image on the display device.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the stencil mask has a thickness, and the conventional scanning electron microscope cannot obtain information in the depth direction. For this reason, there is a problem that there is no other way but to find a defect on the stencil mask from the actually drawn pattern.
[0005]
Moreover, it is necessary to perform defect detection on the entire surface of the stencil mask, and an efficient detection method is required.
In order to solve these problems, the present invention includes means for detecting electrons passing through a sample having a through-hole such as a stencil mask, and realizes defect detection not only at the surface but also at the center or the like by a passing electron signal. At the same time, the object is to efficiently detect defects on the entire surface of the stencil mask and the like.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Means for solving the problem will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, beam deflectors 7 and 8 are for deflecting an electron beam and scanning the sample 1.
[0007]
The secondary electron detector 9 detects secondary electrons and reflected electrons emitted upward of the sample 1.
The passing electron detector 10 detects electrons that have passed through the through hole of the sample 1, secondary electrons emitted from the inner wall of the through hole, and reflected electrons reflected by the inner wall of the through hole.
[0008]
Next, the configuration and operation will be described.
The beam deflectors 7 and 8 scan an electron beam on the sample 1 having a through hole, and the secondary electrons emitted upward and the reflected reflected electrons are detected by the secondary electron detector 9. Electrons that have passed through the through-hole of the sample 1, secondary electrons emitted from the inner wall of the through-hole, and reflected electrons reflected by the inner wall of the through-hole are detected by the passing electron detector 10, and either one of these detected signals is detected. Alternatively, both images are displayed on a display device (not shown).
[0009]
At this time, a bias voltage is applied between the sample 1 and the passing electron detector 10 as the second detector, and secondary electrons emitted from the inner wall of the sample 1 are extracted to detect efficiently. Yes.
[0010]
In addition, each signal detected by the secondary electron detector 9 as the first detector and the passing electron detector 10 as the second detector is operated (for example, OR operation, addition, subtraction, etc.). An image is displayed.
[0011]
In addition, on the image displayed based on the signal of the secondary electron detector 9 which is the first detector and / or the passing electron detector 10 which is the second detector, the designated region is a beam deflector. Reference numerals 7 and 8 perform scanning control with an electron beam to enlarge and display a designated area.
[0012]
Further, the signals from the secondary electron detector 9 as the first detector and the passing electron detector 10 as the second detector are displayed by OR operation, addition or subtraction, and the electron beam in the through hole of the sample 1 The shape of the inlet and the shape inside the through hole are displayed in a superimposed manner.
[0013]
Accordingly, in a stencil mask or the like in which the sample 1 has a through hole, it is possible to easily detect not only the surface but also the center and the outlet at the exit by the passing electron signal, and the through hole of the stencil mask or the like can be detected. It becomes possible to efficiently detect defects on the entire surface of a certain sample 1.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the embodiment and operation of the present invention will be sequentially described in detail with reference to FIG.
FIG. 1 shows a system configuration diagram of the present invention.
[0015]
In FIG. 1, a sample 1 detects a secondary electron and a reflected electron emitted by irradiating a narrowed primary electron beam, displays an image, or passes through a through hole of a stencil mask that is the sample 1. This is a target sample for displaying an image by detecting detected electrons and secondary electrons and reflected electrons emitted by irradiating the inner wall of the through hole with a primary electron beam. In particular, it is an object to be subjected to various defect inspections and pattern length measurement including dust adhering to the wall surface (inner wall) of the pattern hole vacated in the sample 1 and is held by the stage 19.
[0016]
The objective lens 2 irradiates the sample 1 with a narrowed primary electron beam.
The condenser lens 3 focuses the primary electron beam emitted from the electron gun 4.
[0017]
The electron gun 4 generates a primary electron beam.
The primary electron beam 5 is a primary electron beam generated and emitted by the electron gun 4.
[0018]
The diaphragm 6 is for giving a predetermined opening angle when the primary electron beam emitted from the electron gun 4 is focused by the condenser lens 3.
The beam deflectors 7 and 8 are deflectors (deflection coils or deflection electrodes) for scanning the sample 1 by deflecting the primary electron beam by two stages.
[0019]
The secondary electron detector 9 detects secondary electrons 14 emitted from the sample 1 when the sample 1 is irradiated with a primary electron beam, and further detects reflected electrons reflected from the sample 1. It is. In the illustrated secondary electron detector 9, since the opening angle when viewed from the reflected electrons reflected from the sample 1 is small and the sensitivity to the reflected electrons is low, the objective lens 2 is not shown for high sensitivity. In the portion facing the sample 1, a backscattered electron detector having a semiconductor disk-like shape with a hole through which primary electrons pass is arranged so that the backscattered electrons reflected from the sample 1 can be detected with high sensitivity. May be. Further, in order to generate an image of absorbed electrons other than the reflected electrons, a signal of the primary electron beam absorbed by the sample 1 is taken out, and an absorbed electron image is displayed instead of the reflected electron image by this signal. Good.
[0020]
In the detection electrode 10, secondary electrons that are emitted from the sample 1 and accelerated upward while rotating in a spiral shape on the optical axis by the magnetic field of the objective lens 2 pass through the center of the secondary electron detector 9. Further, the electric field is applied so as to reach the secondary electron detector 9 with good light collection efficiency while avoiding going upward.
[0021]
The passing electron detector 11 detects the passing electrons 15 that have passed through the pattern hole (through hole) of the sample 1, the secondary electrons emitted by irradiating the inner wall of the pattern hole with the primary electrons, and the reflected electrons that have been reflected. These passing electrons, secondary electrons, and reflected electrons are directly detected, or secondary electrons generated by hitting a specific substance are indirectly detected.
[0022]
The detection electrode 12 is configured so that the passing electrons that pass downward from the pattern hole of the sample 1, the secondary electrons emitted by irradiating the inner wall with the primary electrons, and the reflected reflected electrons are efficiently passed by the passing electron detector 11. An electric field is applied so as to be detected.
[0023]
The bias voltage 16 is a bias voltage applied to the sample 1, and an electric field is applied so that secondary electrons emitted from the sample 1 are efficiently collected by the secondary electron detector 9 and the passing electron detector 11. To be applied.
[0024]
The amplifier 17 amplifies the signal detected by the passing electron detector 11.
The amplifier 18 amplifies the signal detected by the secondary electron detector 9.
[0025]
The stage 19 fixes the sample 1 and moves it in the X direction, the Y direction, and if necessary, the Z direction.
Next, the configuration and operation will be described.
[0026]
(1) The primary electron beam generated by the electron gun 4 is focused by the condenser lens 3, further focused by the objective lens 2, and irradiated on the sample 1 with a thin primary electron beam. In this state, the beam deflector 7 , 8 to deflect the primary electron beam on the sample 1 in the X direction and the Y direction.
[0027]
(2) Secondary electrons emitted upward from the sample 1 in the state of (1) are efficiently collected by the secondary electron detector 9 provided on the objective lens 2 to output a signal, The backscattered electrons are also detected by the secondary electron detector 9 to output a signal, or the backscattered electrons are detected by a thin donut-shaped backscattered electron detector having a hole in the optical axis portion on the lower surface of the objective lens 2 (not shown). Output a signal.
[0028]
(3) Passing electrons (primary electrons) that have passed through the pattern hole of the sample 1 in the state of (1), and secondary electrons emitted when the primary electron beam is irradiated on the inner wall or dust of the pattern hole, The reflected electrons that are reflected are detected by the passing electron detector 11 and a signal is output. At this time, the bias voltage 16 is applied to the sample 1 and secondary electrons generated on the inner wall of the pattern hole of the sample 1 are efficiently extracted and detected in the direction of the passing electron detector 11 to detect the defect portion of the pattern hole. (Image) is obtained with a good S / N ratio.
[0029]
(4) The signals output in (2) and (3) are amplified and displayed on the display device, or both signals are operated (OR operation, addition, subtraction) and displayed on the display device. The information on the upper side of the sample 1 and the information on the inner wall of the pattern hole of the sample 1 are easy to see and displayed at the same position.
[0030]
As described above, the sample 1 is irradiated with the primary electron beam and scanned, and the secondary electron image and the reflection of the surface when viewed from above the pattern shape of the sample 1 by the secondary electrons and the reflected electrons emitted upward. An electron image can be displayed. Further, a passing electron image of passing electrons passing through the pattern hole of the sample 1, a secondary electron image of secondary electrons emitted from the inner wall of the pattern hole, and a reflected electron image of reflected electrons can be displayed. In addition, the secondary electron image and the reflected electron image viewed from above the sample 1 can be displayed and the secondary electron image and the reflected electron image of the inner wall of the pattern hole and the passing electron image passed through can be displayed. In addition, information such as the upper side of the pattern hole and the inner wall can be displayed at once to facilitate inspection (inspection of pattern hole diameter, dust on the inner wall, shape of the pattern hole being wide and narrow below) Can be done. Hereinafter, the pattern hole defect inspection will be described in detail.
[0031]
(1) A primary electron beam is irradiated over a wide range of the sample 1 (for example, the entire surface or a range obtained by dividing the entire surface by a predetermined number) and a low-magnification passing electron image (primary electrons (passing electrons passing through the pattern hole of the sample 1). ) Is displayed.
[0032]
(2) Among the pattern holes on the passing electron image displayed in (1), a pattern hole in which dust adheres to the pattern hole or the diameter of the pattern hole is smaller than the inspection value is extracted.
(3) A passing electron image in which the pattern hole is enlarged is displayed by reducing the current supplied to the beam deflectors 7 and 8 so that the pattern hole extracted in (2) is displayed on the entire surface.
[0033]
(4) The diameter of the pattern hole and the adhesion of dust are inspected based on the passing electron image enlarged in (3). Furthermore, the secondary electron image and the reflected electron image emitted upward of the sample 1 described above, and the secondary electron image and the reflected electron image emitted from the inner wall of the pattern hole are displayed in a superimposed manner. Based on the shape of the upper surface, the secondary electron image or the reflected electron image inside the pattern hole, and the passing electron image, it is possible to easily inspect which shape is abnormal (for example, The secondary electron image in the upward direction, the reflected electron image, the secondary electron image on the inner wall, the reflected electron image, and the passing electron image are color-coded and displayed as a line drawing in a superimposed manner, making it easy to identify which location is abnormal Can be inspected).
[0034]
(5) In addition, the dimensions of the pattern holes of the enlarged secondary electron image and the passing electron image can be respectively measured to determine whether each is a predetermined inspection allowable range, and even if the pattern hole has a so-called C shape, The inclination of the hole (for example, the taper angle in the stencil mask) can be obtained (the upper dimension is measured by the secondary electron image in the upper direction, and the dimension of the narrowest part of the pattern hole is measured by the transmission electron image. Slope can be determined).
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the specimen 1 having the through hole is irradiated with the primary electron beam, the secondary electron image in the upward direction, the reflected electron image, and the passing electron image that has passed through the through hole. Since the secondary electron image emitted from the inner wall of the hole and the reflected electron image reflected by the inner wall of the through hole are displayed,
(1) A passing electron image of passing electrons that have passed through a holed pattern can be displayed on the sample 1, and projections attached to the entire inner surface of the hole can be observed.
[0036]
(2) A bias voltage is applied to the sample 1 to extract secondary electrons emitted from the inner wall of the through hole of the sample 1 to display a secondary electron image, and the shape of the protrusion on the inner wall of the through hole is changed to a high S / It can be displayed and observed in N ratio.
[0037]
(3) The upper secondary electron image, the reflected electron image of the sample 1, the secondary electron image of the inner wall of the through hole of the sample 1, the reflected electron image, and the passing electron image that has passed through the through hole are displayed together. The upper surface of the hole and the shape of the inner wall of the through hole can be displayed at the same time, so that the shape can be inspected three-dimensionally.
[0038]
(4) Thus, when the through-hole is thick, the shape of the inner wall of the hole of the stencil mask, which has been difficult to inspect only with the conventional secondary electron image in the upward direction, can be easily obtained by the present invention. It became possible to inspect.
[0039]
(5) Further, after displaying the entire image of the sample 1, only a part of the sample 1 is enlarged and the shape of the through hole and dust attached to the inside can be easily observed and inspected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Sample 2: Objective lens 3: Condenser lens 4: Electron gun 7, 8: Beam deflector 9: Secondary electron detector 11: Transmission electron detector 16: Bias voltage 19: Stage

Claims (4)

貫通孔が形成された試料を電子ビームで2次元走査して貫通孔の2次元画像を出力あるいは表示する電子顕微鏡において、
貫通孔が形成された試料上を電子ビームで2次元走査する走査手段と、
上記試料に電子ビームを照射した側に設けて当該試料から放出された2次電子あるいは反射電子を検出する第1の検出器と、
上記試料に電子ビームを照射したと反対側に設けて当該試料の貫通孔を通過した電子、貫通孔の内壁から放出された2次電子、あるいは貫通孔の内壁で反射された反射電子を検出する第2の検出器と、
上記第1の検出器で検出した信号で生成した、上記試料に形成された貫通孔の上部の穴の形状の画像、および第2の検出器で検出した信号で生成した、上記試料に形成された貫通孔を電子ビームが透過したときの穴の透過形状と当該穴の内壁の凹凸を含む異物の形状の画像、の両者を1つの画像に合成して出力あるいは表示する手段と
を備えたことを特徴とする電子顕微鏡。
In an electron microscope that outputs a two-dimensional image of a through-hole by scanning a sample with a through-hole two-dimensionally with an electron beam,
Scanning means for two-dimensionally scanning the sample on which the through hole is formed with an electron beam;
A first detector provided on the side irradiated with the electron beam to detect the secondary electrons or reflected electrons emitted from the sample;
Provided on the opposite side of the sample from the electron beam irradiation to detect electrons passing through the through hole of the sample, secondary electrons emitted from the inner wall of the through hole, or reflected electrons reflected from the inner wall of the through hole A second detector;
An image of the shape of the upper hole of the through-hole formed in the sample and a signal detected by the second detector, generated from the signal detected by the first detector, and formed on the sample. Means for synthesizing and outputting or displaying both the transmission shape of the hole when the electron beam is transmitted through the through-hole and the image of the shape of the foreign matter including the unevenness of the inner wall of the hole in one image
Electron microscope, comprising the.
上記両者を1つに合成した画像を出力あるいは表示すると共に、更に、上記第1の検出器の画像および上記第2の検出器の画像の一方あるいは両者を併せて出力あるいは表示することを特徴とする請求項1記載の電子顕微鏡。 An image obtained by combining the two into one is output or displayed, and one or both of the first detector image and the second detector image are output or displayed together. The electron microscope according to claim 1. 前記第1の検出器で検出した信号として、当該第1の検出器で検出した2次電子信号とし、上記第2の検出器で検出した信号として、当該第2の検出器で検出した透過電子信号としたことを特徴とする請求項1あるいは請求項2記載の電子顕微鏡。 The signal detected by the first detector is a secondary electron signal detected by the first detector, and the signal detected by the second detector is a transmitted electron detected by the second detector. claim 1 or claim 2, wherein the electron microscope is characterized in that a signal. 上記両者を合成した画像、上記第1の検出器の画像、あるいは上記第2の検出器の画像のいずれか1つ以上を出力あるいは表示し、当該出力あるいは表示した画像上で指定された領域を上記走査手段が電子ビームを走査制御して当該指定された領域を拡大して出力あるいは表示する手段を備えたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の電子顕微鏡。 Output or display any one or more of the combined image, the image of the first detector, or the image of the second detector, and a designated area on the output or displayed image 4. The electron microscope according to claim 1, wherein the scanning means includes means for scanning the electron beam to enlarge and output or display the designated area.
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