JPH0737885B2 - 検査方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、検査技術、特に、半導体装置の製造における
走査電子顕微鏡を用いるウエハの外観検査に適用して有
効な技術に関する。

［従来の技術］ 走査電子顕微鏡によるウエハの外観検査については、株
式会社プレスジャーナル、昭和59年９月20日発行「月刊
Semiconductor World」1984年10月号、P3〜P11、に記載
されている。その概要は、無蒸着のウエハ表面を加速電
圧の比較的低い電子ビームによって走査し、その時発生
される二次電子または反射電子の強度などを検出するこ
とによって、該ウエハの所定の部位の拡大平面像や拡大
斜視像などを構成し、走査電子顕微鏡に固有な、すなわ
ち画面に固有な座標系の所定の軸方向の倍率に応じた単
位長さとともに陰極線管や写真などの画面に表示させ、
寸法測定やウエハに形成されたパターンの段差部の観察
などを行うものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記のような検査においては、画面にお
ける単位長さの表示が、画面に固有な座標系のものであ
るため、たとえばウエハ平面を電子ビームの軸に対して
傾斜させたり、該軸の回りに所定の角度だけ回転させた
状態で得られるパターンの拡大斜視像などの観察におい
ては、寸法測定などの際に、同時に表示されている単位
長さをそのまま用いることができず、前記の傾斜角や回
転角などに基づいて個別に算出しなければならないとい
う不便があることを本発明者は見いだした。

本発明の目的は、画面に表示される被検査物の画像の寸
法などの評価を容易に行うことが可能な検査技術を提供
することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。

［問題点を解決するための手段］ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、本発明の検査装置は、載置台に位置するウエ
ハに電子ビームを照射する電子銃と、ウエハに対する電
子ビームの照射位置を制御する電子光学系と、載置台
の、電子ビームの軸に直交する平面内における水平移
動、および電子ビームの軸の回りの回転移動および電子
ビームの軸に対する傾斜移動を制御する載置台駆動部
と、ウエハにおける電子ビームの照射部位から発生する
二次電子および反射電子の少なくとも一方を検出する検
出器と、検出器から得られる二次電子または反射電子の
情報と載置台の位置情報とに基づいて陰極線管などの画
面にウエハの観察画像を表示するとともに、画面上に、
ウエハの画像とともに、該ウエハに固有の座標系の各軸
方向における単位長さの画面に対する射影寸法を表示す
る動作を行う信号処理部と、を備えたものである。

［作用］ 上記した手段によれば、たとえば、ウエハを検査装置に
対して傾斜させ、該ウエハの斜視像などを観察する場合
などにおいて、該斜視像の各部の寸法を、ウエハに固有
な座標系の各軸方向における単位長さの投影寸法と比較
することによって、煩雑な計算などを行うことなく容易
に評価することができる。

［実施例］ 第１図は、本発明の一実施例である検査装置の要部を示
す説明図である。

本実施例においては、検査装置が走査電子顕微鏡として
構成されている。

すなわち、ウエハなどの被検査物１が載置される載置台
２の上方には、電子銃３が設けられ、所定の電子光学系
（図示せず）によって制御される電子ビーム４が被検査
物１の所定の部位を走査するように構成されている。

そして、電子ビーム４が被検査物１の所定の部位を走査
する際に発生される二次電子または反射電子５の強度変
化などを、検出器６によって検出することにより、信号
処理部７を介して該検出器６に接続される表示部８に、
電子ビーム４の軸方向から見た被検査物１の所定の部位
の拡大された画像1aが得られるものである。

また、前記載置台２は、載置台駆動部９によって電子ビ
ーム４の軸に垂直な平面から所望の角度θだけ傾斜可能
にされるとともに、該電子ビーム４の軸の回りにも所望
の回転角度φだけ回動可能にされ、該載置台２の上に位
置される被検査物１の所定の部位の任意の方向からの斜
視像などが表示部８において得られるように構成されて
いる。

この場合、前記載置台２の載置台駆動部９において得ら
れる該載置台２の傾斜角度θおよび回転角度φの情報を
前記信号処理部７に伝達することにより、前記表示部８
の画面8aには、被検査物１の所定の部位の画像1aととも
に、該被検査物１に固有な座標系ｕ−ｖ−ｗの各軸方向
の単位長さの画面8aに対する投影寸法10が、画像1aの表
示倍率に応じて、表示されるように構成されている。

以下、本実施例の作用について説明する。

始めに、検査装置に固有な座標系として、電子ビーム４
の軸方向をｚ軸とする座標系ｘ−ｙ−ｚを設定すると、
表示部８の画面8aは、ｘ−ｙ平面となる。

載置台駆動部９によって制御されることにより、被検査
物１が載置される載置台２は、該被検査物１の平面、す
なわちｕ−ｖ平面が、電子ビーム４の軸に垂直なｘ−ｙ
平面に対して所定の傾斜角度θをなすとともに、該被検
査物の所定の方向が該電子ビーム４の軸の回りに所定の
回転角度φをなすように設定される。

次に、電子ビーム４によって被検査物１の所定の部位が
走査され、この時、検出器６において検出される被検査
物１から発生される二次電子または反射電子５の強度変
化などに基づいて該電子ビーム４の軸方向からみた被検
査物１の所定の部位の斜視像などの画像1aが表示部８の
画面8aに表示される。

ここで、本実施例では、載置台駆動部９から得られる傾
斜角度θおよび回転角度φなどの情報に基づいて、検出
器６と表示部８との間に介在される信号処理処理部７に
おいて、たとえば被検査物１に形成されたパターンなど
に平行なｕ軸およびｖ軸が設定され厚さ方向にｗ軸が設
定された該被検査物に固有の座標系ｕ−ｖ−ｗの各軸方
向における単位長さの画面8aに対する投影寸法10が、画
像1aの表示倍率に応じて、斜視像などの画像1aとともに
該画面8aに表示される。

そして、画面8aに表示された斜視像などの画像1aの各部
の寸法が、同時に表示されている投影寸法10の所望の軸
方向の長さを参照することにより、煩雑な計算などを行
うことなく、容易に評価される。

表示部８における画面8aは、たとえば写真や陰極線管な
どによって出力されるものであり、たとえば、陰極線管
などによる表示においては、第２図に示されるように、
被検査物１の画像1b上の任意の第１の点P1をカーソル11
で特定した後、該第１の点P1を通過し、該被検査物１に
固有な座標系ｕ−ｖ−ｗの任意の一軸に平行な方向（同
図ではｕ方向）にのみ該カーソル11の移動を拘束し、任
意の第２の点P2を特定することにより、被検査物１に固
有な座標系ｕ−ｖ−ｗの任意の一軸方向における画像1b
の寸法Ｌが容易に評価される。

このように、本実施例によれば以下の効果を得ることが
できる。

（１）．被検査物１の電子ビーム４に対する傾斜角度θ
および回転角度φなどの情報に基づいて、たとえば被検
査物１に固有の座標系ｕ−ｖ−ｗの各軸方向における単
位長さの投影寸法10が、画像1aの表示倍率に応じて、斜
視像などの画像1aとともに画面8aに表示されるため、画
面8aに表示された斜視像などの画像1aの各部の寸法が、
同時に表示されている投影寸法10の所望の軸方向の長さ
を参照することにより、煩雑な計算などを行うことな
く、容易に評価される。

（２）．陰極線管などによる表示において、被検査物１
の画像1b上の任意の第１の点P1をカーソル11で特定した
後、該第１の点P1を通過し、該被検査物１に固有な座標
系ｕ−ｖ−ｗの任意の一軸に平行な方向にのみ該カーソ
ル11の移動を拘束し、任意の第２の点P2を特定すること
により、被検査物１に固有な座標系ｕ−ｖ−ｗの任意の
一軸方向における画像1bの寸法Ｌが容易にに評価され
る。

（３）．前記（１）および（２）の結果、たとえば半導
体装置の製造におけるウエハの寸法検査などにおける所
要時間などが短縮され、検査における生産性が向上され
る。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置の製造に
おけるウエハの検査技術に適用した場合について説明し
たが、それに限定されるものではなく、被検査物の形状
などを精密に観察することが必要とされる技術などに広
く適用できる。

［発明の効果］ 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りであ
る。

すなわち、画面上に、ウエハの画像とともに、該ウエハ
に固有の座標系の各軸方向における単位長さの前記画面
に対する射影寸法を表示する表示部を設けることによ
り、たとえば、ウエハを、検査装置に対して傾斜させ、
該ウエハの斜視像などを観察する場合などにおいて、該
斜視像の各部の寸法を、ウエハに固有な座標系の各軸方
向における単位長さの投影寸法と比較することで、煩雑
な計算などを行うことなく容易に評価することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である検査装置の要部を示
す説明図、 第２図は、表示部の画面における寸法測定手順を説明す
る説明図である。 １……被検査物（ウエハ）、1a,1b……画像、２……載
置台、３……電子銃、４……電子ビーム、５……二次電
子または反射電子、６……検出器、７……信号処理部、
８……表示部、8a,8b……画面、９……載置台駆動部、1
0,10a……投影寸法、11……カーソル、θ……傾斜角
度、φ……回転角度、ｕ−ｖ−ｗ……被検査物（ウエ
ハ）に固有な座標系、Ｘ−Ｙ−Ｚ……装置に固有な座標
系、P1……第１の点、P2……第２の点。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウエハの表面を電子ビームによって走査
   し、前記ウエハにおける前記電子ビームの照射部位から
   発生される二次電子または反射電子の強度などを検出す
   ることによって、前記ウエハの所定の部位の拡大像を構
   成し、陰極線管などの画面に表示させ、寸法測定やウエ
   ハに形成されたパターンの段差部の観察などを行う検査
   方法であって、前記ウエハを、前記電子ビームの軸の回
   りに回転させたり、前記電子ビームの軸に対して傾斜さ
   せて観察する時、前記画面上に、ウエハの画像ととも
   に、該ウエハに固有の座標系の各軸方向における単位長
   さの前記画面に対する射影寸法を表示し、前記ウエハの
   画像上の任意の第１の点をカーソルで特定した後、該第
   １の点を通過し、該ウエハに固有な前記座標系の任意の
   一軸に平行な方向にのみ該カーソルの移動を拘束し、任
   意の第２の点を特定することにより、前記ウエハに固有
   な前記座標系の任意の一軸方向における距離を検出する
   ことを特徴とする検査方法。
2. 【請求項２】載置台に位置するウエハに電子ビームを照
   射する電子銃と、前記ウエハに対する前記電子ビームの
   照射位置を制御する電子光学系と、前記載置台の、前記
   電子ビームの軸に直交する平面内における水平移動、お
   よび前記電子ビームの軸の回りの回転移動および前記電
   子ビームの軸に対する傾斜移動を制御する載置台駆動部
   と、前記ウエハにおける前記電子ビームの照射部位から
   発生する二次電子および反射電子の少なくとも一方を検
   出する検出器と、前記検出器から得られる前記二次電子
   または反射電子の情報と前記載置台の位置情報とに基づ
   いて陰極線管などの画面に前記ウエハの観察画像を表示
   するとともに、前記画面上に、前記ウエハの画像ととも
   に、該ウエハに固有の座標系の各軸方向における単位長
   さの前記画面に対する射影寸法を表示する動作を行う信
   号処理部と、を有することを特徴とする検査装置。