JPH0661324A - Semiconductor wafer defect inspection device - Google Patents
Semiconductor wafer defect inspection deviceInfo
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- JPH0661324A JPH0661324A JP4130355A JP13035592A JPH0661324A JP H0661324 A JPH0661324 A JP H0661324A JP 4130355 A JP4130355 A JP 4130355A JP 13035592 A JP13035592 A JP 13035592A JP H0661324 A JPH0661324 A JP H0661324A
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハー上のパ
ターン欠陥を検出しその欠陥が半導体装置回路に電気的
に与える影響の判定を可能とする半導体ウエハー欠陥検
査装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor wafer defect inspection apparatus capable of detecting a pattern defect on a semiconductor wafer and determining the effect of the defect electrically on a semiconductor device circuit.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、半導体装置の製造過程で発生する
パターン欠陥、パーティクルなどは製造歩留り低下の大
きな原因となっている。それらパターン欠陥、パーティ
クルを検出する為に、半導体ウエハー欠陥検査装置が用
いられている。従来は、図面に示さないが、例えば、C
CDカメラとウエハーを搭載するXYステージとを有す
る半導体ウエハー欠陥検査装置がある。また、この装置
には、CCDカメラで撮像した半導体ウエハーの欠陥部
を更に拡大して観察する光学顕微鏡が付設されていた。2. Description of the Related Art Conventionally, pattern defects, particles and the like generated in the process of manufacturing semiconductor devices have been a major cause of reduction in manufacturing yield. A semiconductor wafer defect inspection apparatus is used to detect these pattern defects and particles. Conventionally, although not shown in the drawings, for example, C
There is a semiconductor wafer defect inspection apparatus having a CD camera and an XY stage on which a wafer is mounted. In addition, this apparatus was provided with an optical microscope for further magnifying and observing a defective portion of a semiconductor wafer imaged by a CCD camera.
【0003】この半導体ウエハー欠陥検査装置で半導体
ウエハーを検査する場合には、まず、半導体ウエハーを
XYステージに乗せ、XY方向に順に、CCDカメラと
XYステージとを相対的に移動させ、カメラにより半導
体ウエハー全面を撮影し、パターンのショートや断線な
どの欠陥、パーティクルの有無を検査する。次に、光学
顕微鏡とCCDカメラの位置を交換し、検知された欠陥
部を拡大して観察する。しかし、これらの検出された欠
陥が与える半導体装置への影響は、欠陥の大きさで判断
していた程度で、実際には、半導体装置が完成した後の
良品判定検査により初めて影響が判明していた。When inspecting a semiconductor wafer with this semiconductor wafer defect inspection apparatus, first, the semiconductor wafer is placed on an XY stage, the CCD camera and the XY stage are relatively moved in order in the XY directions, and the semiconductor is detected by the camera. The entire surface of the wafer is photographed and inspected for defects such as pattern shorts and disconnections, and the presence of particles. Next, the positions of the optical microscope and the CCD camera are exchanged, and the detected defective portion is enlarged and observed. However, the influence of these detected defects on the semiconductor device was judged only by the size of the defect, and in fact, the influence was found only by a non-defective product inspection after the semiconductor device was completed. It was
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、今後半
導体装置の高集積化に伴ない、製造工期の長期化は避け
られない。早期にその製造歩留りを上げる為には、半導
体ウエハー欠陥検査装置により検出された欠陥につい
て、大きさでの判定に加えて、その場で半導体装置の回
路を電気的に断線あるいはショートさせているかどうか
の判定を行う事が、不可欠となってきている。However, with the high integration of semiconductor devices in the future, it is inevitable that the manufacturing period will be prolonged. In order to increase the manufacturing yield at an early stage, in addition to judging the size of the defects detected by the semiconductor wafer defect inspection device, whether the circuit of the semiconductor device is electrically disconnected or short-circuited on the spot. It has become indispensable to make a judgment.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体ウエハー
欠陥検査装置は、半導体ウエハーを載置するステージ
と、イオンビームを発生するイオン銃と、イオンビーム
を一方向に偏向して前記半導体ウエハー面を走査する走
査用コイルと、前記ステージを走査方向と直角方向にス
テップ状に移動させる検査領域制御回路と、前記半導体
ウエハーより発生する2次電子を捕捉するシンチレーシ
ョンカウンタと、捕捉された2次電子をパターン信号に
変換するとともにこのパターン信号を順次記憶する信号
増幅器と、前記信号増幅器より順次出力されるパターン
情報より異常を判定するとともに欠陥を検知する欠陥判
定回路と、この欠陥判定回路により判定された欠陥及び
その欠陥の位置情報を記憶する欠陥情報記憶回路と、こ
の欠陥を表示する表示装置とを有している。SUMMARY OF THE INVENTION A semiconductor wafer defect inspection apparatus according to the present invention comprises a stage on which a semiconductor wafer is placed, an ion gun for generating an ion beam, and an ion beam deflected in one direction so that the surface of the semiconductor wafer is deflected. A scanning coil for scanning, an inspection area control circuit for moving the stage in a stepwise direction perpendicular to the scanning direction, a scintillation counter for capturing secondary electrons generated from the semiconductor wafer, and the captured secondary electrons. To a pattern signal and store the pattern signals in sequence, a defect determination circuit for determining an abnormality and a defect from the pattern information sequentially output from the signal amplifier, and a defect determination circuit for determining a defect. Defect information storage circuit that stores the defect and the position information of the defect, and a table that displays this defect. And a device.
【0006】このような本発明は、半導体装置に発生す
るパターン欠陥、パーティクルを検出し、同時に回路が
電気的に断線やショートしているかの判定を可能とする
半導体ウエハー欠陥検査装置となる。The present invention as described above provides a semiconductor wafer defect inspection apparatus capable of detecting pattern defects and particles generated in a semiconductor device and, at the same time, determining whether the circuit is electrically disconnected or short-circuited.
【0007】[0007]
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の第1の実施例を示す半導体ウエハー
欠陥検査装置のブロック図である。The present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a block diagram of a semiconductor wafer defect inspection apparatus showing a first embodiment of the present invention.
【0008】この半導体ウエハー欠陥検査装置は、図面
に示すように、イオンビームを発生するイオン銃1と、
イオンビームを収束するレンズ2及び3と、イオンを加
速させる加速器4と、イオンビームを収束させ、半導体
ウエハー面を走査させる走査用コイル5と、半導体ウエ
ハーより放出される2次電子を捕捉するシンチレーショ
ンカウンタ6と、前記イオンビームの走査方向に対して
垂直方向に試料ステージ7を移動させる検査領域制御回
路8と、シンチレーションカウンタ6に捕捉された電子
を電気信号に変換し、パターン情報として記憶する信号
増幅器9と、記憶されたパターン情報の周期性の異常に
より欠陥を判定する欠陥判定回路10と、欠陥の画像及
び位置情報を記憶する欠陥情報記録回路11と、欠陥情
報パターンを表示するCRT12とを有している。ま
た、その他のイオン銃1に加速電圧を印加さる加速電源
13と、レンズ電流を供給するレンズ電源14と、走査
用コイルに電流を供給する走査用電源15と、走査幅を
変える倍率器16とを有する。As shown in the drawing, this semiconductor wafer defect inspection apparatus comprises an ion gun 1 for generating an ion beam,
Lenses 2 and 3 for converging the ion beam, an accelerator 4 for accelerating the ions, a scanning coil 5 for converging the ion beam and scanning the surface of the semiconductor wafer, and scintillation for trapping secondary electrons emitted from the semiconductor wafer. A counter 6, a test region control circuit 8 for moving the sample stage 7 in a direction perpendicular to the scanning direction of the ion beam, and a signal for converting the electrons captured by the scintillation counter 6 into an electric signal and storing it as pattern information. An amplifier 9, a defect determination circuit 10 that determines a defect based on an abnormal periodicity of stored pattern information, a defect information recording circuit 11 that stores an image and position information of the defect, and a CRT 12 that displays a defect information pattern. Have Further, an accelerating power source 13 for applying an accelerating voltage to the other ion gun 1, a lens power source 14 for supplying a lens current, a scanning power source 15 for supplying a current to a scanning coil, and a magnification device 16 for changing a scanning width. Have.
【0009】次に、半導体ウエハー欠陥検査装置の動作
を説明する。まず、加速電源13により、例えば30K
eV程度の電圧を加速器4に印加し、イオン銃から引き
出されたイオンビームを加速させる。イオン源として
は、液体金属であるGaを用いた。次に、イオンビーム
は、2つのレンズ2,3によって収束され、50nm程
度の焦点を結ぶ。次に、このイオンビームを走査用コイ
ル5によって例えばY方向に走査させるとともに、イオ
ンビームの走査終了毎に試料ステージ7を例えばX方向
にステップ状に移動させる。このことにより試料ステー
ジ上に置かれた半導体ウエハーにイオンビームを照射さ
せる。次に半導体ウエハーがら順次に放出される2次電
子をシンチュレーションカウンタ6で捕捉する。ここ
で、前述したように、試料ステージ8は、走査用コイル
によって走査可能な範囲すなわち、倍率器16で設定さ
れた走査範囲の走査を終えた時点で、検査領域制御回路
8にあらかじめ設定されたステップで移動する。すなわ
ち、試料ステージ7は、この検査領域制御回路に設定さ
れた検査領域内を順次移動し、イオンビームを走査して
検査を自動的に継続するようにコントロールされてい
る。次に、シンチュレーションカウンタ6により検出さ
れた2次電子は信号増幅器9により電気信号へ変換さ
れ、パターン情報として記憶される。次に欠陥判定回路
10を用いて記憶パターン情報の周期性の異常を検知す
ることにより、欠陥か正常なパターンかの判定を行う。
次に、イオンビームで走査している間に、欠陥が発見さ
れれば、その欠陥の画像と欠陥の位置情報は欠陥情報回
路11の中に記憶される。また、これとは別に信号増幅
器9にて順次記憶されたパターン情報は順次CRT12
に送られ表示される。次に半導体ウエハー面の内の検査
が終了したら、欠陥像の観察をCRT12によって行
う。CRTで得られた欠陥の画像は、Gaイオン限を用
いたSIM(Scanning Ion Micros
cope)像の為、その導電性、絶縁性の程度が画像コ
ントラストに大きく反映している。Next, the operation of the semiconductor wafer defect inspection apparatus will be described. First, with the acceleration power supply 13, for example, 30K
A voltage of about eV is applied to the accelerator 4 to accelerate the ion beam extracted from the ion gun. Ga, which is a liquid metal, was used as the ion source. Next, the ion beam is converged by the two lenses 2 and 3 and focused at about 50 nm. Next, this ion beam is scanned by the scanning coil 5 in the Y direction, for example, and the sample stage 7 is moved stepwise in the X direction, for example, every time the ion beam is scanned. As a result, the semiconductor wafer placed on the sample stage is irradiated with the ion beam. Then, secondary electrons sequentially emitted from the semiconductor wafer are captured by the scintillation counter 6. Here, as described above, the sample stage 8 is preset in the inspection area control circuit 8 at the time when the scanning of the scannable range by the scanning coil, that is, the scan range set by the magnification unit 16 is completed. Move in steps. That is, the sample stage 7 is controlled so as to sequentially move within the inspection area set in the inspection area control circuit, scan the ion beam, and automatically continue the inspection. Next, the secondary electrons detected by the scintillation counter 6 are converted into electric signals by the signal amplifier 9 and stored as pattern information. Next, the defect determination circuit 10 is used to detect an abnormality in the periodicity of the stored pattern information, thereby determining whether the defect is a normal pattern.
Next, if a defect is found during scanning with the ion beam, the image of the defect and the position information of the defect are stored in the defect information circuit 11. Separately from this, the pattern information sequentially stored in the signal amplifier 9 is sequentially stored in the CRT 12
Sent to and displayed. Next, when the inspection of the inside of the semiconductor wafer surface is completed, the defect image is observed by the CRT 12. The image of the defect obtained by CRT is SIM (Scanning Ion Micros) using Ga ion limit.
image), the degree of conductivity and insulating property is largely reflected in the image contrast.
【0010】図2では、本発明のウエハー欠陥検査装置
で検出された欠陥の画像の例を示す。FIG. 2 shows an example of an image of a defect detected by the wafer defect inspection apparatus of the present invention.
【0011】図2(a)では、絶縁膜下地基板17上に
導電性配線18が形成され、導電性配線18間に導電性
異物のパターン欠陥19が検出された画像である。この
場合、導電性異物のパターン欠陥19のコントラスト
は、導電性配線18とほぼ等しく得られた。FIG. 2A is an image in which the conductive wiring 18 is formed on the insulating film base substrate 17, and the pattern defect 19 of the conductive foreign material is detected between the conductive wirings 18. In this case, the contrast of the pattern defect 19 of the conductive foreign matter was almost equal to that of the conductive wiring 18.
【0012】これに対し、図2(b)では、絶縁性異物
のパターン欠陥20が検出された画像である。この場
合、絶縁性異物のパターン欠陥20は、絶縁膜下地基板
17のコントラストにはば等しく得られた。On the other hand, FIG. 2B shows an image in which the pattern defect 20 of the insulating foreign matter is detected. In this case, the pattern defect 20 of the insulating foreign matter was obtained with the same contrast as that of the insulating film base substrate 17.
【0013】図2(c)では、導電性配線18に断線欠
陥21が発生し、チャージアップによりコントラストが
異なる導電性配線22が検出された画像である。FIG. 2C shows an image in which a disconnection defect 21 is generated in the conductive wiring 18 and the conductive wiring 22 having a different contrast due to charge-up is detected.
【0014】図2(d)では、正常なコンタクトホール
が導電性配線18に形成されているのに対し、開口不良
のコンタクトホール24が形成された為、コントラスト
が異なる導電性配線22が検出された画像である。In FIG. 2D, a normal contact hole is formed in the conductive wiring 18, whereas a contact hole 24 with poor opening is formed, so that the conductive wiring 22 having a different contrast is detected. It is an image.
【0015】図3では、本発明の第2の実施例を示す欠
陥検査装置の鏡筒部の構成図である。図1で示した欠陥
検査装置の鏡筒部に、ズーム機能付光顕25を設置した
ものである。欠陥検出箇所を観察する場合は、ズーム機
能付光顕25の光軸に垂直に試料ステージ7を設定す
る。イオンビームは一般に半導体ウエハー表面状態の情
報に限られる為、欠陥検出箇所を光顕で確認可能となる
事で半導体ウエハー製造前工程からの影響についても情
報が得られることになる。FIG. 3 is a block diagram of the lens barrel portion of the defect inspection apparatus showing the second embodiment of the present invention. The optical microscope 25 with a zoom function is installed in the lens barrel of the defect inspection apparatus shown in FIG. When observing the defect detection location, the sample stage 7 is set perpendicularly to the optical axis of the optical microscope 25 with a zoom function. Since the ion beam is generally limited to the information on the surface state of the semiconductor wafer, it becomes possible to obtain information about the influence from the semiconductor wafer pre-manufacturing process by making it possible to confirm the defect detection location with an optical microscope.
【0016】[0016]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体ウ
エハー面をイオンビームで走査し、半導体ウエハーから
発生する2次電子を捕捉し、パターン情報を順次取り込
み、パターン情報の異常を見つける欠陥判定回路と、こ
の欠陥と欠陥位置情報を記録する欠陥情報記録回路を設
けることによって、半導体ウエハー上の欠陥を検出し、
さらに、その欠陥画像のコントラストにより、半導体装
置の回路を電気的に断線あるいはショートさせているか
どうかの判定をその場で可能とする半導体ウエハー欠陥
検査装置が得られるという効果がある。As described above, according to the present invention, the surface of a semiconductor wafer is scanned with an ion beam, secondary electrons generated from the semiconductor wafer are captured, pattern information is sequentially captured, and defect determination for finding abnormal pattern information is performed. By providing a circuit and a defect information recording circuit for recording this defect and defect position information, the defect on the semiconductor wafer is detected,
Further, there is an effect that it is possible to obtain a semiconductor wafer defect inspection apparatus capable of determining whether the circuit of the semiconductor device is electrically disconnected or short-circuited on the spot by the contrast of the defect image.
【図1】本発明の第1の実施例のウエハー欠陥検査装置
を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a wafer defect inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明のウエハー欠陥検査装置で検出された欠
陥の画像例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an image example of a defect detected by the wafer defect inspection apparatus of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施例のウエハー欠陥検査装置
の鏡筒部を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing a lens barrel portion of a wafer defect inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention.
1 イオン銃 2 レンズ 3 レンズ 4 加速器 5 走査用コイル 6 シンチレーションカウンタ 7 試料ステージ 8 検査領域制御回路 9 信号増幅器 10 欠陥判定回路 11 欠陥情報記録回路 12 CRT 13 加速電源 14 レンズ電源 15 走査用電源 16 倍率器 17 絶縁膜下地基板 18 導電性配線 19 導電性異物のパターン欠陥 20 絶縁性異物のパターン欠陥 21 断線欠陥 22 コントラストが異なる導電性配線 23 正常なコンタクトホール 24 開口不良のコンタクトホール 25 ズーム機能付光顕 1 Ion Gun 2 Lens 3 Lens 4 Accelerator 5 Scanning Coil 6 Scintillation Counter 7 Sample Stage 8 Inspection Area Control Circuit 9 Signal Amplifier 10 Defect Judgment Circuit 11 Defect Information Recording Circuit 12 CRT 13 Acceleration Power Supply 14 Lens Power Supply 15 Scanning Power Supply 16 Magnification 17 Insulating film base substrate 18 Conductive wiring 19 Pattern defect of conductive foreign matter 20 Pattern defect of insulating foreign matter 21 Disconnection defect 22 Conductive wiring with different contrast 23 Normal contact hole 24 Contact hole with poor opening 25 Optical microscope with zoom function
Claims (1)
イオンビームを発生するイオン銃と、イオンビームを一
方向に偏向して前記半導体ウエハー面を走査する走査用
コイルと、前記ステージを走査方向と直角方向にステッ
プ状に移動させる検査領域制御回路と、前記半導体ウエ
ハーより発生する2次電子を捕捉するシンチレーション
カウンタと、捕捉された2次電子をパターン信号に変換
するとともにこのパターン信号を順次記憶する信号増幅
器と、前記信号増幅器より順次出力されるパターン情報
より異常を判定するとともに欠陥を検知する欠陥判定回
路と、前記欠陥判定回路により判定された欠陥及びその
欠陥の位置情報を記憶する欠陥情報記憶回路と、この欠
陥を表示する表示装置とを備えることを特徴とする半導
体ウエハー欠陥検査装置。1. A stage for mounting a semiconductor wafer,
An ion gun that generates an ion beam, a scanning coil that deflects the ion beam in one direction to scan the semiconductor wafer surface, and an inspection area control circuit that moves the stage in a step shape in a direction perpendicular to the scanning direction, A scintillation counter that captures secondary electrons generated from the semiconductor wafer, a signal amplifier that converts the captured secondary electrons into a pattern signal and sequentially stores the pattern signal, and pattern information that is sequentially output from the signal amplifier. And a defect information storage circuit that stores the defect determined by the defect determination circuit and position information of the defect and a display device that displays the defect. A semiconductor wafer defect inspection apparatus characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4130355A JPH0661324A (en) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Semiconductor wafer defect inspection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4130355A JPH0661324A (en) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Semiconductor wafer defect inspection device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0661324A true JPH0661324A (en) | 1994-03-04 |
Family
ID=15032409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4130355A Pending JPH0661324A (en) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Semiconductor wafer defect inspection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0661324A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101400570B1 (en) * | 2006-02-21 | 2014-05-27 | 가부시키가이샤 니콘 | Measuring device and method, processing device and method, pattern forming device and method, exposing device and method, and device fabricating method |
-
1992
- 1992-05-22 JP JP4130355A patent/JPH0661324A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101400570B1 (en) * | 2006-02-21 | 2014-05-27 | 가부시키가이샤 니콘 | Measuring device and method, processing device and method, pattern forming device and method, exposing device and method, and device fabricating method |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990615 |