JPH10197463A - Pattern inspection device - Google Patents

Pattern inspection device

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JPH10197463A
JPH10197463A JP9001181A JP118197A JPH10197463A JP H10197463 A JPH10197463 A JP H10197463A JP 9001181 A JP9001181 A JP 9001181A JP 118197 A JP118197 A JP 118197A JP H10197463 A JPH10197463 A JP H10197463A
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electron
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pattern
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Sadaaki Kohama
禎晃 小濱
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive pattern inspection device which can improve the service life of an MCP(micro channel plate) while maintaining a highly sensitive defect detecting ability and can perform high-speed processing. SOLUTION: A pattern inspection device which inspects the pattern of a sample is provided with a lighting means 3 which projects an electron beam upon the surface of a sample, an X-Y stage 7 which moves the sample for exposing the surface of the sample to the electron beam, a position detecting means 9 which detects the position of the stage 7, an electron detector 5 which detects at least one of secondary electrons, reflected electrons, and back scattered electrons from the surface of the sample irradiated with the electron beam as the image beam of the sample, and a projection type electrooptic system 4 which forms the image of the image beam of the sample on the electron detector 5 as the image of the sample. The inspection device continuously inspects the pattern on the surface of the sample by inverting the image of the sample formed on the detector 5 by controlling the electrooptic system 4 in accordance with the variation of the moving direction of the stage 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【従来の技術】最近のLSIの高集積化に伴い、ますま
すウエハ、マスクなどの試料面上の欠陥検出感度が高く
なってきている。例えば、256MDRAMのパターン
寸法0.25μmウエハパターン上の検出すべき欠陥の
寸法に対して0.1μmの検出感度が必要とされてい
る。また、高検出感度化とともに検査速度の高速化をも
満足させた検査装置の要求が高まってきている。これら
の要求に応えるべく、電子ビームを用いた表面検査装置
が開発されている。
2. Description of the Related Art With the recent high integration of LSIs, the sensitivity of detecting defects on a sample surface such as a wafer and a mask has been increasing. For example, a detection sensitivity of 0.1 μm is required for the size of a defect to be detected on a pattern size of a 0.25 μm wafer pattern of a 256 MDRAM. In addition, there has been an increasing demand for an inspection apparatus that satisfies both high detection sensitivity and high inspection speed. In order to meet these requirements, a surface inspection device using an electron beam has been developed.

【0002】従来、電子ビームを用いたパターン検査装
置として、例えば、特開平5−258703号公報や特
開平7−249393号公報などがある。従来技術の代
表例として、特開平7−249393号公報について簡
単に説明する。図10は、従来のパターン検査装置の全
体構成図である。矩形電子ビームを発生させる電子銃と
四極子レンズ系とからなる1次コラム81と試料からの
二次電子もしくは反射電子を検出する投影型二次電子検
出コラム84とから構成されている。矩形陰極と四極子
レンズ系とをからなる電子光学系を用いたことにより、
容易に試料面82に照射されるビーム形状を任意に形成
することができる。本装置は、適正なアスペクト比をも
つ矩形ビームにより、高検出感度で、試料全面を走査す
るための検査時間は大幅に短縮できることを特徴として
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a pattern inspection apparatus using an electron beam, there are, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 5-258703 and 7-249393. As a typical example of the prior art, JP-A-7-249393 will be briefly described. FIG. 10 is an overall configuration diagram of a conventional pattern inspection apparatus. It comprises a primary column 81 composed of an electron gun for generating a rectangular electron beam and a quadrupole lens system, and a projection type secondary electron detection column 84 for detecting secondary electrons or reflected electrons from a sample. By using an electron optical system consisting of a rectangular cathode and a quadrupole lens system,
The beam shape to be irradiated on the sample surface 82 can be easily formed arbitrarily. This apparatus is characterized in that the inspection time for scanning the entire surface of the sample can be greatly reduced with high detection sensitivity by a rectangular beam having an appropriate aspect ratio.

【0003】次に、試料からの二次電子を検出する二次
電子検出系としては様々な検出系が提案されている。そ
の一例としてMCP/蛍光面/リニアイメージセンサを
用いた二次電子検出器について説明する。図11は、従
来の二次電子検出器の断面図である。試料からの放出さ
れた二次電子は、二次電子検出コラムを通過してMCP
検出面に結像される。その後段に蛍光面72を塗布した
ファイバプレート73を配置し、倍増された電子群の信
号を光信号に変換され、MOS型リニアイメージセンサ
74で電気信号に再変換される構成である。
Next, various detection systems have been proposed as secondary electron detection systems for detecting secondary electrons from a sample. As an example, a secondary electron detector using an MCP / phosphor screen / linear image sensor will be described. FIG. 11 is a sectional view of a conventional secondary electron detector. Secondary electrons emitted from the sample pass through the secondary electron detection column,
An image is formed on the detection surface. A fiber plate 73 coated with a fluorescent screen 72 is arranged at the subsequent stage, and the signal of the doubled electron group is converted into an optical signal, and is converted again into an electric signal by a MOS type linear image sensor 74.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、ウエハを連続的に検査する処理速度
を考えると、ステージの折り返し時間を最小にする為
に、TDIアレイCCDに双方向の撮像機能のあるカメ
ラを採用する必要が出てくる。ところが、双方向のTD
Iカメラでは、TDIの積算ライン数を可変に設定する
ことができず、積算ライン数は固定に設定しなければな
らない。これでは、装置が安定に稼働できる条件を最優
先としてTDIカメラを選択しなくてはならず、積算ラ
イン数を、試料の電子ビーム照射によるダメージ特性に合
わせて最適に設定したり、装置の設置環境の善し悪し
(床振動の大小、変動磁場の大小、等)に合わせて最適化
したりする条件設定の自由度がなくなるという問題が生
じる。
However, in the above prior art, considering the processing speed for continuously inspecting the wafer, the TDI array CCD has a bidirectional imaging function in order to minimize the turnaround time of the stage. It is necessary to adopt a camera with a certain point. However, two-way TD
In the I camera, the number of integrated lines of TDI cannot be set variably, and the number of integrated lines must be fixed. In this case, the TDI camera must be selected with the highest priority given to the conditions under which the device can operate stably. Good or bad environment
(The magnitude of the floor vibration, the magnitude of the fluctuating magnetic field, etc.), there is a problem in that the degree of freedom in setting the conditions for optimization or the like is lost.

【0005】双方向の撮像が可能なTDIカメラで、か
つ積算ライン数を可変にできるものを開発するには、膨
大な開発コストが発生し、CCDの内部構成も複雑にな
り、CCDの開口率も低下し、ひいてはライン積算の効
果が低くなるという問題が生じる。本発明の目的は、高
感度な欠陥検出性能を維持しつつ、MCPの寿命を向上
させ、低コストで高速処理を可能とするパターン検査装
置を提供することにある。
[0005] To develop a TDI camera capable of bidirectional imaging and capable of changing the number of integrated lines requires enormous development costs, complicates the internal structure of the CCD, and increases the aperture ratio of the CCD. And the effect of line integration is reduced. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pattern inspection apparatus capable of improving the life of an MCP and maintaining high-speed processing at low cost while maintaining high-sensitivity defect detection performance.

【0006】[0006]

【問題を解決するための手段】上記問題点の解決の為に
本発明では、まず、請求項1では、試料面上に電子ビー
ムを照射する照射手段と、前記試料を前記電子ビーム照
射面に移動するX−Yステージと、該X−Yステージの
位置を検出する位置検出手段と、前記電子ビームにより
照射された試料面からの二次電子、反射電子及び後方散
乱電子のうち少なくとも1つを試料画像ビームとして検
出する電子検出器と、前記試料画像ビームを前記電子検
出器上に試料像として結像させる投影型電子光学系とを
有する試料のパターンを検査するパターン検査装置であ
って、 前記ステージの移動方向変化に応じて前記投影
型電子光学系を制御することにより前記電子検出器上に
結像された試料像を反転させて、試料面上のパターンを
連続検査することとした。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, according to the present invention, first, in claim 1, an irradiation means for irradiating an electron beam on a sample surface, and applying the sample to the electron beam irradiation surface. A moving XY stage, position detection means for detecting the position of the XY stage, and at least one of secondary electrons, reflected electrons and backscattered electrons from the sample surface irradiated by the electron beam. An electron detector for detecting a sample image beam, and a pattern inspection apparatus for inspecting a pattern of a sample having a projection electron optical system that forms the sample image beam as a sample image on the electron detector, Inverting the sample image formed on the electron detector by controlling the projection electron optical system according to a change in the moving direction of the stage, and continuously inspecting the pattern on the sample surface. did.

【0007】本発明の請求項2は、請求項1に付け加
え、前記電子検出器は、TDIアレイCCDとした。本
発明の請求項3では、請求項2に付け加え、前記TDI
アレイCCDは積算ライン可変型であり、前記積算ライ
ン数は検査対象試料の状態に応じて設定を可変とした。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the first aspect, the electronic detector is a TDI array CCD. In claim 3 of the present invention, in addition to claim 2, the TDI
The array CCD is of a variable integration line type, and the number of the integration lines is variable depending on the state of the sample to be inspected.

【0008】本発明の請求項4では、請求項1に付け加
え、前記照射手段は1次電子ビームの電流量を検査対象
試料の状態に応じて設定を可変とした。
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the first aspect, the irradiating means makes the current amount of the primary electron beam variable according to the state of the sample to be inspected.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態の全
体構成図である。図にステージ6の位置ずれ方向を示す
座標としてX軸、紙面に垂直方向にY軸、θはZ軸回り
の角度を示した。矩形電子ビームを形成する電子銃1と
四極子レンズ系2とからなる電子ビーム照射手段として
の一次コラム3から照射される一次照射ビーム100に
より、試料6から二次電子110が発生する。試料6の
表面上から発生する二次電子110は、投影型二次電子
検出コラム4により捕獲され、電子検出手段としてのM
CPアセンブリ検出器5に拡大投影される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention. In the figure, the X axis is used as coordinates indicating the direction of displacement of the stage 6, the Y axis is perpendicular to the paper surface, and θ is the angle around the Z axis. A secondary electron 110 is generated from the sample 6 by a primary irradiation beam 100 irradiated from a primary column 3 as an electron beam irradiation means including an electron gun 1 for forming a rectangular electron beam and a quadrupole lens system 2. Secondary electrons 110 generated from the surface of the sample 6 are captured by the projection type secondary electron detection column 4, and are used as electron detection means.
The image is enlarged and projected on the CP assembly detector 5.

【0010】MCPアセンブリ検出器5は積算ライン可
変型96段TDI方式CCDカメラ駆動制御手段8によ
り制御され、試料画像信号が取り出される。試料6はス
テージ7上に載置され、ステージは駆動手段によりX及
びY方向に移動可能となっており、その実際の位置X、
Y及び角度θは、位置検出手段としてのレーザー干渉計ユ
ニット9により読み取り可能となっている。
The MCP assembly detector 5 is controlled by a drive control means 8 of a variable integration line type 96-stage TDI CCD camera to extract a sample image signal. The sample 6 is placed on a stage 7, and the stage can be moved in X and Y directions by driving means.
Y and the angle θ can be read by a laser interferometer unit 9 as a position detecting means.

【0011】CPU10からの指示により、ステージ駆
動手段がX−Yステージ7を駆動する。そのステージの
位置情報が、レーザー干渉計ユニット9からTDI方式C
CDカメラ駆動制御手段8へ伝達されて、順次試料画像
がCPU10へ供給され、ディスプレイ12上に画像表
示されるようになっている。上述の如く構成された電子
ビームによる欠陥検査装置の動作について以下順を追っ
て説明する。
In response to an instruction from the CPU 10, the stage driving means drives the XY stage 7. The position information of the stage is transmitted from the laser interferometer unit 9 to the TDI system C.
The sample images are transmitted to the CD camera drive control means 8, sequentially supplied to the CPU 10, and displayed on the display 12. The operation of the defect inspection apparatus using the electron beam configured as described above will be described in order below.

【0012】まず始めに、積算ライン可変型TDIアレ
イCCDについて簡単に説明する。第2図は、積算ライ
ン可変型96段TDI(Time-Delay-Integration)アレイ
CCDのブロック図である。C1〜C2048の2048個
のCCD画素が水平方向に並んでいるライン状のCCD
ステージが、Row1〜Row96の96個だけ垂直方向に並べら
れている。各CCDステージ上の蓄積電荷は、外部から
供給される1垂直クロック信号により、一度に垂直方向
へ1ステージ分だけ転送されるしくみになっている。
First, the integration line variable type TDI array CCD will be briefly described. FIG. 2 is a block diagram of a variable integration line 96-stage TDI (Time-Delay-Integration) array CCD. A linear CCD in which 2048 CCD pixels C1 to C2048 are arranged in a horizontal direction.
96 stages of Row1 to Row96 are arranged in the vertical direction. The accumulated charge on each CCD stage is transferred by one stage in the vertical direction at a time by one vertical clock signal supplied from the outside.

【0013】積算ライン数が外部からの信号により最大
の96ラインに設定されている場合、例えばある時点で
Row96に撮像された2048画素の画像が、垂直方向に
1ステージ分だけ移動し、それと同期して垂直クロック
信号が与えられると、Row96に撮像されたライン画像はR
ow95に転送される。そこで同じ画像を撮像し続けるの
で、蓄積される画像の電荷は2倍になる。続けて画像が
垂直方向にさらに1ステージ分移動し、同期クロック信
号が与えられると、蓄積画像はRow94に転送され、そこ
で3倍の画像電荷を蓄積する。
When the total number of lines is set to a maximum of 96 lines by an external signal, for example, at a certain point in time,
When the image of 2048 pixels captured in Row 96 moves by one stage in the vertical direction and a vertical clock signal is given in synchronization with the movement, the line image captured in Row 96 becomes R
Transferred to ow95. Then, since the same image is continuously taken, the charge of the stored image is doubled. Subsequently, when the image is further moved by one stage in the vertical direction and a synchronous clock signal is applied, the stored image is transferred to Row 94, where triple image charges are stored.

【0014】以下順々に、画像の移動に追随してRow1ま
で電荷の転送と撮像を繰り返し終わると、96倍の画像
電荷を蓄積した結果が水平出力レジスタからシリアルに
画像データとして取り出される。以上のような動作が、
各ステージRow1〜Row96で同時に行われ、2次元の画像(2
048画素×96画素)を垂直方向に送りながら、96倍の画
像電荷を蓄積した画像を、1ラインずつ同期して取り出
していくことが可能となる。
Thereafter, when the transfer of charges and the imaging are repeated up to Row 1 following the movement of the image, the result of accumulating 96 times the image charges is serially taken out as image data from the horizontal output register. The above operation is
Performed simultaneously in each stage Row1 to Row96, and a two-dimensional image (2
While transmitting (048 pixels × 96 pixels) in the vertical direction, it is possible to synchronously extract an image in which 96 times the image charge is accumulated line by line.

【0015】外部制御により、積算ライン数を可変にす
る場合は、以下のようになる。このカメラの場合、積算
ラインは、96、48、24、12、6段の5通りが選択可能に
なっている。例えば、48段に設定された場合は、CSS4
8で図示されているライン状の箇所で、転送電荷はカッ
トされる構造になっている。つまり48段設定の場合、
実際に撮像に寄与するのはRow1〜Row48までに限定され
る。他の段数設定の場合は、その段数に応じて、CSS2
4、CSS12、CSS6、の箇所で転送電荷がカットされるよう
になる。
The case where the number of integrated lines is made variable by external control is as follows. In the case of this camera, five types of integration lines, 96, 48, 24, 12, and 6 stages, can be selected. For example, if it is set to 48 levels, CSS4
The transfer charge is cut at the line-shaped portions shown in FIG. That is, in the case of 48-stage setting,
What actually contributes to imaging is limited to Row1 to Row48. If another number of stages is set, CSS2
4, the transfer charge is cut off at CSS12 and CSS6.

【0016】次にMCPアセンブリ検出器について説明
する。図3はMCPアセンブリ検出器の構成説明図であ
る。前記投影型二次電子コラムから投影される試料画像
ビーム36は、第1のMCP31に入射する。第1のM
CP31に入射した試料画像ビーム36はその電流量を
MCP内で増幅しながら、第2のMCP32を経由して
蛍光面33に衝突する。
Next, the MCP assembly detector will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram of the configuration of the MCP assembly detector. The sample image beam 36 projected from the projection type secondary electron column enters the first MCP 31. First M
The sample image beam 36 incident on the CP 31 collides with the fluorescent screen 33 via the second MCP 32 while amplifying the current amount in the MCP.

【0017】その際、第1のMCP31の入口の電位
は、投影型二次電子コラムから投影される試料画像ビー
ム36の加速電圧を、MCPの検出効率の最も良い値に
調整する為に設定される。例えば、投影試料画像ビーム
36の加速電圧が+5kVであった場合、第1のMCP
31の入口の電位は−4.5kVに設定して減速させ、
その電子エネルギーが0.5keV程度になるようにす
る。
At this time, the potential at the entrance of the first MCP 31 is set in order to adjust the acceleration voltage of the sample image beam 36 projected from the projection type secondary electron column to a value with the best MCP detection efficiency. You. For example, when the acceleration voltage of the projection sample image beam 36 is +5 kV, the first MCP
The potential at the inlet of 31 is set to -4.5 kV and decelerated,
The electron energy is set to about 0.5 keV.

【0018】試料画像ビーム電流量の増幅率は、第1の
MCP31と第2のMCP32の間に印可される電圧で
規定される。例えば1kV印可で1×104の増幅率と
なる。また、第2のMCP32から出力される画像ビー
ムの拡がりをできるだけ抑制する為に、第2のMCP3
2と蛍光面33との間には、4kV程度の電圧を印可す
る。
The amplification rate of the sample image beam current is defined by the voltage applied between the first MCP 31 and the second MCP 32. For example, an amplification factor of 1 × 10 4 is obtained when 1 kV is applied. Further, in order to minimize the spread of the image beam output from the second MCP 32, the second MCP 3
A voltage of about 4 kV is applied between 2 and the fluorescent screen 33.

【0019】蛍光面33では電子が光子に変換され、そ
の出力画像はFOP(ファイバーオプティックプレート)3
4を通過して、前記TDIアレイCCDを搭載したTD
I方式CCDカメラ35に照射される。蛍光面33での
画像サイズとTDIアレイCCDの撮像サイズを合わせ
る為、FOP34では約3:1に画像が縮小されて投影
されるように、設計されている。
On the phosphor screen 33, the electrons are converted into photons, and the output image is converted to a FOP (fiber optic plate) 3.
4 and a TD equipped with the TDI array CCD.
The light is emitted to the I-type CCD camera 35. In order to match the image size on the phosphor screen 33 with the imaging size of the TDI array CCD, the FOP 34 is designed so that the image is reduced and projected approximately 3: 1.

【0020】以上のような機能を持つ構成要素を用い
て、実際にどのようにして試料画像がCPUに取り込ま
れていくかを、以下に説明する。図4おいて、試料(ウ
エハ)44の中の斜線で示された検査対象領域43を検
査する場合を想定する。前記CPUの指示により、試料
44は一定の速度で垂直方向に連続的に移動しているも
のとする。また、一次照射ビーム100により照射され
た試料領域からのライン状画像ビーム40は、前記MC
Pアセンブリ検出器に適正に拡大投影されているとす
る。
The following describes how the sample image is actually taken into the CPU by using the components having the above functions. In FIG. 4, it is assumed that the inspection target area 43 indicated by oblique lines in the sample (wafer) 44 is inspected. It is assumed that the sample 44 continuously moves in the vertical direction at a constant speed according to the instruction from the CPU. Further, the linear image beam 40 from the sample area irradiated by the primary irradiation beam 100
Assume that the image is properly enlarged and projected on the P assembly detector.

【0021】今、図4で示されている位置から検査を開
始すると、検査対象領域43の座標(X1,Y1)から(X20
48,Y1)までの試料画像が、前記TDIアレイCCDのR
ow96に撮像、蓄積される。試料44の垂直移動により、
一次ビーム照射位置が移動方向42に一画素分移動する
と、前記レーザー干渉計ユニット8は前記TDIカメラコ
ントロールユニット9に垂直クロック信号を1つ送出す
る。
Now, when the inspection is started from the position shown in FIG. 4, the coordinates (X1, Y1) of the inspection target area 43 are changed to (X20
The sample image up to 48, Y1) is the RDI of the TDI array CCD.
Imaged and stored in ow96. Due to the vertical movement of the sample 44,
When the primary beam irradiation position moves by one pixel in the moving direction 42, the laser interferometer unit 8 sends one vertical clock signal to the TDI camera control unit 9.

【0022】すると、前記TDIアレイCCDのRow96
に撮像された画像はRow95に転送され、次のクロックが
来るまで、(X1,Y1)から(X2048,Y1)までの試料画像
は前記TDIアレイCCDのRow95に、(X1,Y2)から
(X2048,Y2)までの試料画像はRow96に撮像される様に
なる。以下同様にして、一次照射ビーム41のRow96が、
(X1,Y96)から(X2048,Y96)までの試料座標位置まで
来てその撮像を終えると、前記(X1,Y1)から(X2048,
Y1)までの試料画像が、TDIカメラコントロールユニ
ット9を経由して、はじめてCPU10に出力され始め
る。次の垂直クロック信号からは、(X1,Y2)から(X20
48,Y2)までの試料画像がCPU10に出力され、以下
順々に画像がCPUに取得され、検査が遂行されてい
く。
Then, Row 96 of the TDI array CCD is used.
Is transferred to Row95, and the sample images from (X1, Y1) to (X2048, Y1) are transferred to Row95 of the TDI array CCD and from (X1, Y2) until the next clock comes.
The sample image up to (X2048, Y2) is captured in Row 96. Similarly, Row96 of the primary irradiation beam 41 is
When the camera reaches the sample coordinate position from (X1, Y96) to (X2048, Y96) and finishes imaging, (X1, Y1) returns to (X2048, Y96).
The sample images up to Y1) are first output to the CPU 10 via the TDI camera control unit 9. From the next vertical clock signal, (X1, Y2) to (X20
The sample images up to 48, Y2) are output to the CPU 10, and the images are sequentially acquired by the CPU, and the inspection is performed.

【0023】図5は、検査対象ウエハ全体から見た、検
査の流れを図示している。図中、X−Yステージ移動に
よる照射ビーム位置の軌跡50に示した。この図のよう
に、1方向のステージ連続移動による検査を終えると、
次の検査ではステージの移動方向は正反対にするのが最
も処理速度が早くなる。そこで、本実施例ではTDIア
レイCCDの積算方向は変えられないので、投影型二次
電子検出コラム2の内部において、写像を倒立させる手
段を用いる。
FIG. 5 shows a flow of the inspection as viewed from the whole wafer to be inspected. In the drawing, the locus 50 of the irradiation beam position due to the movement of the XY stage is shown. As shown in this figure, after the inspection by continuous movement of the stage in one direction,
In the next inspection, the processing speed is fastest if the moving direction of the stage is opposite. Therefore, in this embodiment, since the integration direction of the TDI array CCD cannot be changed, a means for inverting the mapping is used inside the projection type secondary electron detection column 2.

【0024】図6は、写像の正立、倒立を切り替える、
結像モードの光線模式図である。写像を倒立させるに
は、静電レンズによる結像の回数を1回多くするか、少
なくすれば良くい。その際に生じる倍率差は、十分吸収
できるようにレンズ構成をあらかじめ設計しておく。図
6Aは、試料面上の試料像がMCP検出器面上に正立結
像するモードを概念的に説明している。カソードレンズ6
1およびトランスファーレンズ62により、試料像はあ
る倍率でフィールドアパーチャー65面に結像される。さ
らに後段の第一投影レンズ63および第二投影レンズ6
4により、試料像はMCP面上に結像される。
FIG. 6 is a diagram for switching between erect and inverted mapping.
It is a light beam schematic diagram of an imaging mode. In order to invert the image, the number of times of image formation by the electrostatic lens should be increased or decreased by one. The lens configuration is designed in advance so that the magnification difference generated at that time can be sufficiently absorbed. FIG. 6A conceptually illustrates a mode in which the sample image on the sample surface is erectly formed on the MCP detector surface. Cathode lens 6
By means of 1 and the transfer lens 62, the sample image is formed on the field aperture 65 at a certain magnification. Furthermore, the first projection lens 63 and the second projection lens 6 in the subsequent stage
By 4, the sample image is formed on the MCP surface.

【0025】図6Bは、第一投影レンズ63および第二
投影レンズ64の印可電圧を変えて、結像回数を1回少
なくしている。従って、図6Bの結像は図6Aの倒立し
た像となる。倍率調整は、各レンズの印可電圧を調整す
ることにより行う。以上のような方法により、双方向に
画像積算のできるTDIカメラを用いなくとも、図5の
ような流れの検査が可能となる。
FIG. 6B shows that the number of times of image formation is reduced by one by changing the applied voltage of the first projection lens 63 and the second projection lens 64. Thus, the image of FIG. 6B is the inverted image of FIG. 6A. The magnification adjustment is performed by adjusting the applied voltage of each lens. According to the above-described method, it is possible to inspect the flow as shown in FIG. 5 without using a TDI camera capable of bidirectional image integration.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明によれば、TDIカメラでの積算
ライン数を選択可能とできるので、1次ビーム電流量を
ある程度、試料の表面状態や表面材質に合わせて最適化
することが可能となる。従って、試料の1次ビーム照射
によるチャージアップや、汚染などのダメージを、最小限
に抑えることが可能となる。
According to the present invention, the number of integrated lines in the TDI camera can be selected, so that the primary beam current can be optimized to some extent in accordance with the surface condition and surface material of the sample. Become. Therefore, damage such as charge-up and contamination due to primary beam irradiation of the sample can be minimized.

【0027】さらに、装置に最適な画素構成、積算ライ
ン数の構成を選択できるように、TDIアレイCCDお
よびカメラコントロールユニットを特別に開発しても、
単方向のTDI方式で良いので、その開発コストを大幅
に削減することができる。例えば、TDI積算ライン数
の最大可能値は512ラインにできるように設計し、そ
の選択を、512、256、128、64、32、16、8、とできるよ
うにすることも容易にでき、安定かつ高速な検査を可能
とする装置を安価に開発することが可能となる。
Further, even if the TDI array CCD and the camera control unit are specially developed so that the configuration of the pixel and the configuration of the number of integrated lines optimal for the apparatus can be selected,
Since the unidirectional TDI method is sufficient, the development cost can be greatly reduced. For example, the maximum possible value of the number of TDI integrated lines is designed to be 512 lines, and the selection can be made 512, 256, 128, 64, 32, 16, or 8, which is easy and stable. In addition, it is possible to inexpensively develop a device that enables high-speed inspection.

【0028】本発明においては、写像の倒立手段に静電
レンズの印可電圧による像倒立を用いているが、偏向器
による像回転や電磁レンズによる像回転など、他の回転
手段を用いても良いことは言うまでも無い。本発明にお
いては、試料ステージの折り返し時に写像を180度回
転させることが出来るので、単方向のTDIカメラを使
用しても、双方向TDIカメラを採用した場合と同じ処
理速度が得られる。また、積算ライン数を可変に設定出
来るTDIカメラを採用できるので、TDIカメラでの
積算ライン数と、1次電子ビーム量をケースに応じて最適
化することが可能となる。
In the present invention, the image inversion by means of the applied voltage of the electrostatic lens is used as the image inversion means, but other rotation means such as image rotation by a deflector or image rotation by an electromagnetic lens may be used. Needless to say. In the present invention, since the image can be rotated by 180 degrees when the sample stage is turned back, even if a unidirectional TDI camera is used, the same processing speed as when a bidirectional TDI camera is employed can be obtained. In addition, since a TDI camera capable of variably setting the number of integrated lines can be employed, the number of integrated lines and the amount of primary electron beams in the TDI camera can be optimized according to the case.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の全体構成概念図。FIG. 1 is a conceptual diagram of the overall configuration of the present invention.

【図2】TDI方式アレイCCDのブロック図FIG. 2 is a block diagram of a TDI type array CCD.

【図3】電子検出手段(MCPアッセンブリ検出器)の
構成図
FIG. 3 is a configuration diagram of an electronic detection unit (MCP assembly detector).

【図4】パターン検査時におけるTDI方式アレイCC
Dの動作説明図。
FIG. 4 shows a TDI array CC during pattern inspection.
Operation | movement explanatory drawing of D.

【図5】パターン検査時における試料ステージ動作説明
図。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a sample stage operation during pattern inspection.

【図6】写像結像モード概念説明図。FIG. 6 is a conceptual explanatory diagram of a mapping imaging mode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電子銃 2 四極子レンズ系 3 電子ビーム照射手段(電子銃と四極子レンズ系と
からなる1次電子コラム) 4 二次電子検出コラム 5 電子検出手段(MCPアッセンブリ検出器) 6 試料 7 X−Yステージ 8 TDIアレイCCDカメラ駆動制御手段 9 干渉計ユニット(X−Yステージ位置検出手段) 10 CPU 11 メモリ 12 ディスプレイ 13 遮蔽手段 14 電子ビーム照射手段移動機構 31、32 MCP受像部 33 蛍光部 34 ファイバオプテイクプレート(FOP) 35 TDIアレイCCDを搭載したカメラ 100 一次照射ビーム 110 試料からの放射される電子ビーム
REFERENCE SIGNS LIST 1 electron gun 2 quadrupole lens system 3 electron beam irradiation means (primary electron column composed of electron gun and quadrupole lens system) 4 secondary electron detection column 5 electron detection means (MCP assembly detector) 6 sample 7 X- Y stage 8 TDI array CCD camera drive control unit 9 Interferometer unit (XY stage position detection unit) 10 CPU 11 Memory 12 Display 13 Shielding unit 14 Electron beam irradiation unit moving mechanism 31, 32 MCP image receiving unit 33 Fluorescent unit 34 Fiber Opt plate (FOP) 35 Camera with TDI array CCD 100 Primary irradiation beam 110 Electron beam emitted from sample

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/66 G01R 31/28 L ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/66 G01R 31/28 L

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料面上に電子ビームを照射する照射手
段と、前記試料を前記電子ビーム照射面に移動するX−
Yステージと、該X−Yステージの位置を検出する位置
検出手段と、前記電子ビームにより照射された試料面か
らの二次電子、反射電子及び後方散乱電子のうち少なく
とも1つを試料画像ビームとして検出する電子検出器
と、前記試料画像ビームを前記電子検出器上に試料像と
して結像させる投影型電子光学系とを有する試料のパタ
ーンを検査するパターン検査装置であって、 前記ステージの移動方向変化に応じて前記投影型電子光
学系を制御することにより前記電子検出器上に結像され
た試料像を反転させて、試料面上のパターンを連続検査
することを特徴とするパターン検査装置。
1. An irradiation means for irradiating an electron beam onto a sample surface, and an X-ray moving means for moving the sample to the electron beam irradiation surface.
Y stage, position detecting means for detecting the position of the XY stage, and at least one of secondary electrons, reflected electrons, and backscattered electrons from the sample surface irradiated by the electron beam as a sample image beam. A pattern inspection apparatus for inspecting a pattern of a sample, comprising: an electron detector to be detected; and a projection electron optical system that forms the sample image beam as a sample image on the electron detector. A pattern inspection apparatus characterized in that a pattern on a sample surface is continuously inspected by inverting a sample image formed on the electron detector by controlling the projection electron optical system according to a change.
【請求項2】 前記電子検出器は、TDIアレイCCD
であることを特徴とする請求項1記載のパターン検査装
置。
2. The electronic detector according to claim 1, wherein the electronic detector is a TDI array CCD.
The pattern inspection apparatus according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記TDIアレイCCDは積算ライン可
変型であり、前記積算ライン数は検査対象試料の状態に
応じて設定を可変としたことを特徴とする請求項2記載
のパターン検査装置。
3. The pattern inspection apparatus according to claim 2, wherein the TDI array CCD is of a variable integration line type, and the number of the integration lines is variable according to the state of a sample to be inspected.
【請求項4】 前記照射手段は1次電子ビームの電流量
を検査対象試料の状態に応じて設定を可変としたことを
特徴とする請求項1記載のパターン検査装置。
4. The pattern inspection apparatus according to claim 1, wherein said irradiating means changes the setting of the current amount of the primary electron beam according to the state of the sample to be inspected.
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999009582A1 (en) * 1997-08-19 1999-02-25 Nikon Corporation Object observation device and object observation method
JPH1173905A (en) * 1997-08-29 1999-03-16 Nikon Corp Pattern inspection device
JP2000067798A (en) * 1998-08-21 2000-03-03 Nikon Corp Mapping type observation method and mapping type charged particle beam microscope
JP2000188079A (en) * 1998-12-22 2000-07-04 Nikon Corp Charged particle beam observation device
JP2000277048A (en) * 1999-03-23 2000-10-06 Nikon Corp Observation device and method of surface of object using charged particle beam
JP2001227932A (en) * 1999-11-30 2001-08-24 Minoru Ito Mask inspection apparatus
JP2002093359A (en) * 2000-09-18 2002-03-29 Horon:Kk Electron beam image forming device
JP2003522327A (en) * 2000-02-03 2003-07-22 ザ ユニヴァーシティー オブ バーミンガム Apparatus and method combining surface topography analysis and spectroscopy analysis
JP2004533094A (en) * 2001-05-15 2004-10-28 株式会社荏原製作所 TDI detection device, feed-through device, electron beam device using the same, and semiconductor device manufacturing method using the electron beam device
JP2005091142A (en) * 2003-09-17 2005-04-07 Rigaku Corp X-ray analyzer
JP2005121511A (en) * 2003-10-17 2005-05-12 Rigaku Corp X-ray analyzer
JP2006343346A (en) * 2006-08-04 2006-12-21 Toshiba Corp Method and system for inspecting substrate
JP2017126498A (en) * 2016-01-14 2017-07-20 株式会社荏原製作所 Inspection device and inspection method
JP2018096796A (en) * 2016-12-12 2018-06-21 株式会社 システムスクエア X-ray inspection device

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE40221E1 (en) 1997-08-19 2008-04-08 Nikon Corporation Object observation apparatus and object observation
USRE41665E1 (en) 1997-08-19 2010-09-14 Nikon Corporation Object observation apparatus and object observation
US6479819B1 (en) 1997-08-19 2002-11-12 Nikon Corporation Object observation apparatus and object observation
WO1999009582A1 (en) * 1997-08-19 1999-02-25 Nikon Corporation Object observation device and object observation method
JPH1173905A (en) * 1997-08-29 1999-03-16 Nikon Corp Pattern inspection device
JP2000067798A (en) * 1998-08-21 2000-03-03 Nikon Corp Mapping type observation method and mapping type charged particle beam microscope
JP2000188079A (en) * 1998-12-22 2000-07-04 Nikon Corp Charged particle beam observation device
JP2000277048A (en) * 1999-03-23 2000-10-06 Nikon Corp Observation device and method of surface of object using charged particle beam
JP2001227932A (en) * 1999-11-30 2001-08-24 Minoru Ito Mask inspection apparatus
JP2003522327A (en) * 2000-02-03 2003-07-22 ザ ユニヴァーシティー オブ バーミンガム Apparatus and method combining surface topography analysis and spectroscopy analysis
JP2002093359A (en) * 2000-09-18 2002-03-29 Horon:Kk Electron beam image forming device
US7285010B2 (en) 2001-05-15 2007-10-23 Ebara Corporation TDI detecting device, a feed-through equipment and electron beam apparatus using these devices
JP2004533094A (en) * 2001-05-15 2004-10-28 株式会社荏原製作所 TDI detection device, feed-through device, electron beam device using the same, and semiconductor device manufacturing method using the electron beam device
US7521692B2 (en) 2001-05-15 2009-04-21 Ebara Corporation TDI detecting device, a feed-through equipment, an electron beam apparatus using these device and equipment, and a semiconductor device manufacturing method using the same electron beam apparatus
JP2005091142A (en) * 2003-09-17 2005-04-07 Rigaku Corp X-ray analyzer
JP2005121511A (en) * 2003-10-17 2005-05-12 Rigaku Corp X-ray analyzer
JP2006343346A (en) * 2006-08-04 2006-12-21 Toshiba Corp Method and system for inspecting substrate
JP2017126498A (en) * 2016-01-14 2017-07-20 株式会社荏原製作所 Inspection device and inspection method
JP2018096796A (en) * 2016-12-12 2018-06-21 株式会社 システムスクエア X-ray inspection device

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