TW200417729A - Mapping projection type electron beam apparatus for sample inspection by electron emitted from the sample - Google Patents

Description

200417729 玫、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種通過在試料表面照射電子束，進 行檢查·觀察·評價（電子束·測試）試料表面之構造、電 乳之導通等之電子束裝置，例如，有關用於進行精密度 局、可靠性高且生產量（throughput)高地檢查最小線寬 0 · 1 5 μιη以下之圖案上之缺陷之裝置以及方法。 【先前技術】 直以來，通過向基板表面照射電子束，由電子束 在該表面掃描時，檢測從基板放出之二次電子，從該檢 測結果生成矽晶圓圖像資料，透過將矽晶圓上每個晶粒 (die)圖像貧料與相鄰接之圖像資料作比較，而檢測矽晶 圓所存在之缺陷之檢查裝置已眾所周知。而透過向基板 照射一次電子束，使從基板放出之二次電子通過二次透 鏡系統而成像，從而取得矽晶圓上之圖像資料之照像投 影型檢查裝置亦眾所周知。 由於照像投影型之檢查裝置可同時照射較大面積， 邊種方式與SEM方式相比，可大幅減低掃描次數，進行 间生產ΐ之試料評價與觀察。但是，類似照像投影型檢 查裝置之電子束裝置，彡過照像投影方式使試料放出之 二次電子成像於檢測器上，以取得觀察圖像，由於二次 電子試料附近之放出能量大致為數eV，相對地較小，因 此在成像時，受到因帶電引起之表面電位差，亦即因配 線等導體與其間之絕緣物而產生之電位差之影響，導致 315434 7 200417729 產生漂移（drift)，造成觀察圖像失真的問題產生。 另一方面，由於電子束所照射之試料所射出的電 子，亦即反射電子，具有與入射能量同等之2至 的能量，與二次電子相比，具有近丨〇〇〇倍的能量，因此 在以照像方式使該反射電子成像之情況下，不易受表面 電位差之影響，可取得失真較少之觀察圖像。然而，由 於反射電子之放出比與二次電子相比要小的多，在使用 一直以來使用之檢測系統進行檢測時，例如，在使用 MCP、螢光屏以及CCD之組合裝置的情況下，會導致 S/Ν比不足，而產生電子源以及Mcp早期劣化之問題。 而有關二次電子，例如在向Si〇2制絕緣物照射一 次電子線時，-次電子線照射能量與二次電子之放出效 率：間，係第i圖所示之關係。如該圖所示，照射電子 能量在約為50eV以上，1500至2〇〇〇eV以下範圍内， 二次電子放出效率σ為1以上，即放出的：次電子比人 射之-次電子更多。因此，絕緣物表面受正充電 UP)。但是，由於二次電子之放出效率^在前述範圍之外 比1小，因此絕緣物表面受負充電。 若該種充電變大’由二次電子形成之觀察用以及評 :用之圖像將產生失真，因此，藉由例如根據裝置.石夕 :囫上所形成之相鄰晶粒之圖像之比較，進行缺陷檢查 日、，將檢測出虛的缺陷，即造成虛報缺陷之門題 對於負的充電，提案一種使用毛細管(ca:iua:y —)、在試料上之觀察位置局部供給氣體1及利用試 315434 8 200417729 料表面與氣體分子之碰撞，使電子付著於氣體分子成為 離子’以中和試料表面之電荷之方法。但是，對於大面 積知、射（電子或離子）束之照像型電子束裝置，無法利用 "亥方去均勻地對試料之全面供給氣體，因此並不適合。 而對於正的充電，透過鎢燈熱細絲（filarnent)型電子 源’對試料進行電子照射，也考慮中和該充電之方法， 但這種情況下，絕緣物會從正帶電朝零電荷狀態移動， 並容易變為負帶電，因此該種控制較為困難。 【發明内容】 特別是在反射電子之檢測器上，若使用高感度之電 子才里擊（EB:Electron-Bombardment)型 CCD(以下稱 EB_ CCD)，則可在電流量、MCP增益與以往同等位準之條 件下，改善S/N比，並可取得在使用以往之MCP之情 況下所發生之無倍增晃動之高感度圖像。並且，Eb — C C D根據向该c C D之電子入射能量決定倍增增益，因 此若使用EB— CCD，則利用二次電子與反射電子之能量 差，可選擇性取出反射電子。 因此，作為本發明之一目的，係根據前述之見解， 為了解決以往之檢測裝置之課題，而提供一種可精密度 高、可靠性高且生產量高地檢查試料上之缺陷之電子束 裝置。 本發明之另一目的，係提供一種，於無充電之狀態 下，在試料全面進行表面之觀察·評價以及缺陷檢測之 電子束裝置。 315434 9

並且，本發明以提供〜 A P w 、種使用别述電子束裝置之半 ¥體破置製造方法為目的。 為實現上述目的，有關 百關本發明之一樣態，係提供一 種在试料上照射一次電子 像在檢測n上L“/料所放出之反射成 投影型電子束裝置； 坪價前述試料之表面之照像 且備雷I料用以檢測前述反射電子之前述檢測哭， 具備電子撞擊型CCD(電荷麄人壯m ^ TD1 (延時積分裝置）等之 ^ 試料所放出之m私于s擊型檢测器’並透過前述 1·"敌出之刖述反射電子與二 处 性檢測前述反射電子之電子束裝置。此里〜擇 理想情況下，更具備對1 出進行圖像處理，並輸^子^擊型檢測器之輸 機構，透is 、+、 K D饧.檢查用圖像之圖像處理 械偁遗過别述一次電子Φ斟a、上 設成可變之特# 千束對則述試料入射對入射能量 及前述評價.檢查用圖像之曝:二擊型檢測器之增益以 理想情況下，前述_次 1 射能詈讯糸9 $ W 电于束對W述試料入射之入 射此里叹為2至4keV，並 以可以減低因前述試料表面充丨式枓之表面負帶電，所 τ卞衣面充電所致之 理想情況下，使前述一次雷 能量〇anding energy)設為0宅子束在前述試料之沉陷 前述反射電子與後方散射電子，tv，所料透過檢測 理想情況下，更具備 ：S/N比。 以減低因電子撞擊而發敎之、入迷氣子撞擊型檢測器， i热之冷卻機構。 315434 10 200417729 有關本發明之其他樣態，係提供一種向試料室内所 配置之试料表面昭射一今雷工击 ^ . 一 “、、耵—人電子束，並根據來自試料表面 之一人電子束進行試料表面之觀察、評價等的電子束裝 雕八 八有以均勻覆蓋試料表面全體之方式供給氣 脱之機構’透過試料表面與氣體之接觸，減低試料表面 之充電。 該電子束裝置，可透過均句地供給之氣體，均句地 =料表面所產生的充電。具體而言，試料係放置於 。式料至内所㊉置之試料台（stage)上，而供給前述氣體之 機構’係具備在試料室内覆蓋該試料之遮罩。該遮罩至 少设有-個氣體導人口，通過該氣體導人口，向由遮罩 圍成之忒料上邛空間供給氣體，因此，藉由該氣體可將

试料表面最好為試料表面整體均勻覆蓋，從而謀求充電 之減低。 _更具體而言’用以產生-次電子束之-次電子源， 係设有電子照射試料表面之電子源。根據二次電子放射 率不同，試料表面將受到負或正充電，不論何種情況， μ ’先透過前述電子源之電子照射’使試料表面處於 負帶電狀態，再透過前述氣體中和該負帶電狀離…次 電子源以外所設置之前述電子源，最好是以2至4keV 之電子能量電子照射試料之電子源，或是碳奈米管 (carbon nano tube)型冷陰極電子源。 並且’本舍明中’係、提供—種以—次電子束照射試 料表面’根據來自該表面之二次電子束，進行觀察評 11 315434 200417729

價該試料表面之試料評價方法，其中，為中和受負充電 之4料表面，以均勻覆蓋試料表面全體之方式供給氣 體’使氣體壓力成為0·01至〇1Pa。該氣體壓可適當中 和試料表面。而導入試料室内之氣體，則為氮氣、水蒸 氣、電子親和力高的_族氣體，或是這些物質之化合物 的其中之一較為理想。並且，該種方法中，準備有一次 電子束發生源以外之電子源，用來自該電子源之電子線 妝射试料’藉此’對試料表面作成負充電狀態，在進行 透過别述氣體之中和後，可透過一次電子束實施對試料 表面之觀察·評價等。 本發明更使用如前所述之電子束裝置、方法，提供 一種進行製程途中之矽晶圓評價之半導體裝置製造方 法。該半導體裝置之製造方法，不受試料表面所產生之 充電之影響，在進行適當之矽晶圓評價之同時，可進行 高效率之半導體裝置之製造。 本發明之前述以及其他目的以及特徵，參照附圖同 日閱項以下詳細說明時，可更好地理解。 【實施方式】 以下’就本發明之電子束裝置之若干實施形態進行 說明。但本發明並不限於這些實施形態。在圖中，相同 構成要素係以相同之元件符號標記。 本發明之電子束裝置之一實施形態，係使用高感度 EB— CCD或電子撞擊型延時積分裝置（TDI: Time Delay Integration)裝置（以下稱EB — TDI)作為以往之照像型電 315434 200417729 子束裝置之檢測器，向試料基板照射一次電子束時，從 基板放出之反射電子會在照像投影光學條件下成像二次 光學系統之檢測器例如EB — CCD。 第2圖係表示在155eV之入射能量中將一次電子束 照射在Au基板時，從該基板放出之電子能量與放出係 數特性之不意圖（出處：J〇hn T L Th〇ng編、[K·

Electron Beam Interaction with Specimen] Electron Beam Technology，p.l80, Plenum press，New Y〇rk i993)。如 此 ^基板電位為接地電位時，透過電子照射之二次電 子之能量幾乎分佈於〇至50eV，幾乎所有二次電子皆具 有數eV之能量。對此，反射電子之能量分佈之峰值， 在與入射電子能量大致同等之155eV附近。於是，從試 料放出之二次電子以低速存在於試料附近，會受到試料 帶電時之表面電位之影響。對此，由於反射電子具有與 入射電子之能量同等之能量，因此可藉由使用反射電 子，在不文基板電子之表面電位影響之條件下，取得無 歪曲之試料圖像。 在使從試料基板放出之二次電子成像之情況下，使 用能量分佈於0至50eV範圍之所有電子。對此，在使 用從試料基板放出之反射電子之情況下，如前所述，由 於只使用入射電子之能量·峰值之電子，因此會造成 S/N比不足。為克服S/N比不足，本發明之一實施形態， 使用高感度之EB—CCD或EB—TDI進行反射電子之檢 測0 13 315434 200417729 第3圖係表示相對電子之入射能量，eb—ccDi 倍增增盃關係之示意圖。由於反射電子向Eb— CCD入 射之入射能量為4keV，根據第3圖，反射電子之倍增增 |大勺為200。對此’由於二次電子具有數eV之能量， 因此一-人電子不倍增，因此也不進行檢測。所以，可選 擇I·生地/、仏測反射電子。檢測器係使用HR — π〗，藉由 使載置試料板之試料台連續移動，可形成試料之連續 圖像。可藉由使用所形成之圖像進行試料之觀察以及評 價。 第4圖係本發明之照像投影型電子束裝置之一實施 形態之構成概略圖。在第4圖中，從電子源以出之電 子束係通過文納爾（wehneh)電極2、陽極（加速電極）3、 静電透鏡^及隸（或正方形開口）5，並通過2個靜 電透鏡42、4;，進人、、奮gg;。, 運 β過濾态6。由文納爾電極2、陽 極靜電透鏡4l、孔徑5、静電透鏡42、43、以及ΕΒ 過濾器6構成一次電子光學系統。 在ΕΒ過遽、器6中，電子束受電場以及磁場之作用， 偏向進行方向，並照射載置於χ—γ—θ試料台7之例 如8至12英寸大小之接地的石夕晶圓8。這時，電子束之 能量為2至4keV，理想為約㈣。在矽晶圓“表面， 形成有例如LSI製造用之電路圖案。 透過電子束之照射，從石夕晶圓8之表面，放应 入射電子同等能量之反射電子。該反射電子係透過二： 電子光學系統之數段靜電透鏡，例如i段靜電透鏡9、2 315434 14 200417729 段靜電透鏡10以及3段靜電透鏡11，在擴大至5〇至500 倍之高感度EB — CCD12上成像。這時，矽晶圓8具有 接地電位，由於沒有減速（retarding)電壓，石夕晶圓8所 放出之二次電子不會進入二次電子光學系統。並且，如 第3圖所說明者，由於EB—CCD12具有倍增增益特性， 因此可透過EB —CCD12選擇性檢測反射電子。 第4圖所示之電子束裝置，使用在作為進行石夕晶圓 上所形成之圖案之缺陷檢查裝置之情況下，EB— cCD12 所輸出之CCD圖像係供給至圖像處理機構1 3並進行處 理，利用所處理之圖像，對矽晶圓上之圖案缺陷之有無 以及缺陷之分類進行判別。例如，LSI製造步驟中之矽 晶圓，係藉由單元（cell)中之構造之比較、晶片與晶片之 構造比較，檢測缺陷部位。並且，予先記憶進行這種缺 杈查之部位、以及檢測缺陷之部位，也可對所檢測之 缺陷進行分類·判別，並反饋給製造步驟管理。 如第3圖所示，由於EB—CCD122增益係由入射 電子之能量所決定，因此在檢測反射電子之情況下，藉 由使-人電子向矽晶圓8入射之入射能量發生變化，可 口周1 CCD圖像之曝光量。並且，藉由在上 設置派爾帖（Peltier)元件等冷卻機構，可减低因EB — CCD12與入射電子束撞擊所產生之熱量。 正如對第1圖已作之說明，在二次電子放出效率σ 比1 因此 j之範圍内，由於放出比入射電子少之二次電子， 絕緣物之表面會受到負充電。於是，如第4圖所示 15 315434 200417729 田從電子源1所放出之電子入射 L5至2.0keV之能量，則矽晶圓 即可取得充電歪曲較少之觀察·

之EB CCD12 ’但也可使用高感度之eb — 卜在使用

之電子束裝置之情況， 至碎晶圓8時，若呈有 8表面為負帶電。藉此， 評價用圖像。 只際上’將第4圖所示之雷 「<包子束裝置具體化後之裝 置，對該裝置進行實驗，因而―次電子束之沉陷能量在— 0.WV至—3keV之範圍内，石夕晶圓8之電位特別設定 為—2keV時’反射電子之檢測效率會變高，因而可取得 S/N比較高之觀察·評價用圖像。 第4圖所示之電子走奘罢士 .. 果衷置中’檢測器係使用高感度 設定為一4kV，而矽晶圓8則設定為一 2kv之電位。結 果，向矽晶圓8入射之電子之能量為2kv，並產生具有 與入射電子之能量相同之2kV能量之反射電子。該反射 電子與弟4圖中已δ兒明者相同’成像於擴大了 5〇至5〇〇 倍之EB—TDI上。另一方面，由於從矽晶圓8所放出之 次電子不帶有數eV之能量，因此以εβ過濾器6、孔 徑5、靜電透鏡9所設定之條件進行過濾，而不會成像

於EB— TDI之入射面。前述條件例如係如以下所述。 E*B過濾器6之E : 1 937V E*B 過濾器 6 之 B : 111.8mA 孔徑5之直徑·· 65μπι 靜電透鏡9 : -1436V 16 315434 200417729

靜電透鏡10 : -322V 靜電透鏡1 1 : -499V 使用EB — TDI之電子束裝置中’猎由在使載置秒晶 圓8之試料台7連續移動之同時，利用電子束照射石夕晶 圓8，可進行連續攝像。這時，具體之動作條件之—例， 係如下所示。 試料台7之移動速度 10至100mm/秒 EB—TDI之晝素數 4096512(即512段之乘積） 線（line)頻率 200 至 500kHz 最小分解能 30至l〇〇nm 在使用這種可連續攝影之電子束裝置時，可透過步 進與重複（step and repeat)方式進行攝像。因此與使用 EB — CCD者相比較，可進行高速攝像，實現更高之生產 量。例如，以2次光學系統可分解之丨個畫素之尺寸， 在 11111大小之8英寸石夕晶圓以試料台移動速度 1 5 m m / 秒、線頻率 3 〇 〇 k Μ 7 + 技 μ . 、手0kHz之條件下，進行連續攝像時， 檢查時間為3小時。 圖表示本發明之照像投影型電子束裝置之盆他 置具有(…)試料台η，該試料台 载置有試料，例如LSI製造途中之電路圖案所形成 央寸之石夕晶圓$對該試料22,透過一次電 子光予系相射從電子源23所放出之 電子光學系統罝供女 "有文、、，内爾電極24、陽極25、孔徑26、 靜電透鏡滤器等電子束分割器 315434 17 200417729 (splitter)28。透過該一次電子之照射，從試料22之表面 產生二次電子。從試料表面放出之二次電子係透過二次 電子光學系統成像於檢測器。二次電子光學係具備照像 光學系統之靜電透鏡29、30、3 1，而二次電子係透過這 些靜電透鏡，擴大至50至500倍，進入下面說明之檢測 器。

檢測器係具備微通道板（MCP·· Micro Channel Plate)32、螢光板 33、中繼（relay)透鏡 34、以及 TDI(丁_

Delayed Integration)35。到達檢測器之二次電子係藉由 MCP32倍增’在螢光板33變換為光信號。所變換之2 次元光信號係透過中繼透鏡34導入Tm35，以作為圖像 而檢測。 由方…式料22連續移動，因此可透過$高速取 得^次元圖像信號。接受從則5輸出之信號，圖像處 理單元36將形成試料22之電子圖像，利用該圖像檢測 試料2 2之缺陷’並對檢測之缺陷進行分類制。如 得之資訊係反饋給製造步驟管理。 八7日日圓寻試料 2放出之二次電子的量，比照射在試料22之一次 少時，亦即二次電子放出效率 叉手σ在1以下時，在試料22

之表面’特別是絕緣材料部分將產生負充電。目此，I 曲 用二次電子所形成之觀察.tf價用圖像可能會產生蛋利 表面將發生正充電，而有#丨" 2 Μ生與負充電時同樣問題之 之 反之，當二次電子放出效率σ在 : 古带....... 上時’咸料22 18 /729

因此，為、、由IT人 〜’自除這種充電，第5圖所示之實施形態具 有下述之方法。料 ^ 射於負充電，如第6圖所示，設置有覆 盍試料台2 1上所#艰 上所载置之試料22全體之遮罩37。在該遮 v成有氧體導入口 38。如第5圖所示，在氣 體導入口 38上，益丄> 、 上稭由流量調整器39連接有氮氣瓶40。 為句勻/肖除4料22之整個表面之充電，重點在於向遮罩 内均勻地導入氮氣。因此，遮罩37之周圍，等 間隔地設有複數個最好為8個氣體導入口 38。各氣體導 入口 38之直徑約為1mm。通過氣體導入口 38導入透罩 37内之氮氣之氮氣分子，向試料22表面碰撞，因而中 和試料2 2表面之負帶電。 另外與忒料22之表面接觸之氣體並不限於氮氣， 也可使用水蒸氣或電子親和力高的_族氣體，或上述氣 體化合物#。如此，負；之試料22在將電荷中和為零 之狀態下，透過一次電子束觀察並評價試料U。 二次電子放出率。在i以上，試料受到正充電時， 為防止該正帶電，如第5圖所示，在試料台Η之上方位 置，或是第6圖之構成遮罩37 一部·分之構成，設置具有 鑛絲（Tungsten filament)之熱電子源41。熱電子源ο係 對受到正充電之試料22之表面進行熱電子照射。藉此， 試料22表面之正帶電狀態受到中和。但是這種透‘熱電 子之充電中和，在控制狀態下一般較難進行。而如第6 圖所示，藉由設置遮罩37並使氣體與試料22接觸，在 315434 19 200417729 不依存於來自熱電子源41之恭 下，可使試料22之表面之電？束’、、、射夏、時間之狀態 對無充電之試料22進行觀察^平衡狀態。如此，可 實施例1 將試料室全體利用l.〇E〜 f A + Α γ γ a左右之渦輪分子泵普 進仃排氣後，來自氮氣瓶40之翁今、s 1 ☆ ^ <鼠乳通過調節器（regulator)

減壓至0 · 1MPa左右’在以流量^ 机里凋即益39將流量調節至 kern後，從氣體導人孔38向遮罩37内導 由該氣體導入，使遮罩37内之题 a ”曰 1 &刀上升至4.〇E— 2Pa， 而電子搶室、檢測器等動作環境必需為高真空之容器， 則藉由差動排氣機構，維持如第7圖所示之高真空。亦 即在第7圖中，MC係表示遮罩37内之氣體^力二⑽ 表示包含EB28之電子光學系統室内之氣體壓力，而 MCP則表示包含MCP32、螢光屏33等檢測器之室内壓 力。 在δ亥壓力條件下，透過具有鶴絲之熱電子源4 1，利 用入射能量為3kV且電流密度為1·〇Ε— 4A/cm2之熱電 子’對熱電子源41之正下方之2 0mm *2 0mm之區域重新 進行約1秒之照射。接著，用大約3秒，利用氮氣進行 中和。之後，將熱電子所照射之區域移動至一次電子束 照射位置，利用能量一 3kV之一次電子照射該區域。使 用上述放出之二次電子，透過前述之照像投影方式，取 得觀察·評價圖像。其結果，以熱電子源4 1之電子照射 而負帶電之試料22，藉由氮氣之中和作用而成為電荷零 20 315434 200417729 狀匕、，亦即平衡狀態，特別是在 、 緣物之領域， 阿乂呵之周邊部、絕 、-，也可取得無充電現象， 好圖像。Λ μ切 且無圖像失真之良 =正ϋ於熱電子源等之電子照射，T枓谷 零—負方向崔一 便材#朝正〜 气φ 仃，而難以進行控制（中和卜因此，ρ 孔中’利用電子親和力可抑在亂 而在使用該圖像谁杆石夕曰m 貝▼電方向進行。 虛報率。像進…®之缺陷檢查時，可大幅減低 實施例丨 透過使虱氣之導入量增多，以比 O.lPa Φ ^ ^ ^ 、仏們1乳體壓力 …之氣體壓力，實施與實施例力 由於氣體分子盥試料22門夕拉* 门之過程時， 丁，、忒枓22間之接觸頻繁， 之電荷將失去，使試料表面成為正帶電表面上 低之氣體壓力下，試料表面則成為負帶電。2〇.〇心 一種情況’都無法取得無歪曲之良 b’任何 3 在導入比氮氣更具有電子親和力 施實施们之過程時，試料22表面之電、=，並實 之時間會縮短’因而可使對石夕晶圓等試料之=衡狀態 量化。 丹之仏查鬲生產

Jljfe 例 4 在對試料22照射-次電子束前，取 電子㈣，而使用碳奈米管冷陰極源，=熱、、、糸之熱 障況下對於比使用熱絲之熱電子源時更 315434 21 200417729 大之試料領域，可以均勻法 # 电/爪始、度分佈照射一次電子。 弟8圖係表示本發明之命 .M , 电子束裝置之其他實施形態 之構成概略，電子击获罢 革子束衣置係掃描型電子束方式之裝置。 以上述之方法，使試料22 為平衡狀恶後，在掃描電子 末之正下方移動。從雷早i合< 1 n , s 放出之電子係藉由陽極 而加速，通過孔徑與 ^ 00 脒電透鏡54ι、542，照射試

:此匕日守I子束會因掃描線圈55與靜電透鏡542

=向，並以所需之倍率掃描試料22之表面。由於電子 束射，從試料22所放出之-A ,次電子、後方散射電子或 人子係由光電倍增官（Photomultiplier)等檢測器56 因而取得2次元an透過該取得之圖像，進 :一晶粒-晶粒（die by die)或圖像資料與資料圖像之比 較’可進行缺陷檢查。 以下，對使用本發明之電子束裝置之半導體裝置製 仏方法進行說明。第9圖係這種製造方法之一例之流程 圖，該例中之製造步驟係包含以下各主要步驟。而各主 要步驟係由若干副步驟所構成。 (1)製造矽晶圓62之步驟（或準備矽晶圓步驟i 、(2)製造曝光所使用之光罩（reticle))之光罩製造步 '驟（或準備光罩之光罩準備步驟）71 (3)對矽晶圓進行必要加工處理之矽晶圓處理步驟 (4)將石夕晶圓上所形成之晶片（chip)—個一個分割， 使之可動作之晶片組裝步驟64 315434 22 200417729 (5)檢查晶片組裝步驟64所作成之晶片65之晶片檢 查步驟66。 /在這些主要步驟中，對半導體裝置之性能產生決定 !生，v響之主要步驟，係矽晶圓處理步驟63。該步驟將設 計所得之電路圖案依序層積於以圓上，而形成作為記

It H (memory)、MPU動作之複數個晶片。矽晶圓處理步 驟63包括以下步驟。 U)形成作為絕緣層之電介質薄膜、配線部或形成電 極邛之至屬溥膜之薄膜形成步驟（使用CVD、濺鍍 (sputtering)等） (b)氧化薄膜層、矽晶圓基板之氧化步驟 使用用於選擇性加工薄膜層、矽晶圓基板等之光 罩（光栅）板）72，形成光阻圖案之微影技術步驟73 (d) 離子.摻雜物植入·擴散步驟 (e) 光阻剝離步驟 (0檢查進一步加工之矽晶圓之檢查步驟。 矽晶圓處理步驟63，只反覆實施必要之層數，以製 造依照設計而動作之半導體裝置。 作為第9圖之矽晶圓處理步驟63之核心者係微影技 術^驟73 ’第1 0圖表示以微影技術步驟73所實施之步 驟。即，微影技術步驟73包括： U)在前段步驟中，在形成電路圖案之矽晶圓上，塗 布光阻之光阻塗布步驟8 1 (b)使光阻曝光之曝光步驟82 315434 23 83200417729 (c)將曝光之光阻顯傻， 像而取得光阻圖案之顯像步驟 (d)為使顯像後之光阻圖案敎化之退火步驟84 以上所說明之半導體裝置製造步驟、石夕晶圓處理牛 驟63、微影技術步驟73_所周知者，因此省^ 些步驟之說明。 ^

[產業上之利用可能性] 以上，從已說明的部分可理解，本發明係藉由進行 試料表面之電位之均勻化、並檢測從試料表面放出之反 如果對於前述（5)之晶片檢查步驟66,使用本發明之 電子束裝置進行缺陷檢查，即使是具有微細圖案之半 體裝置，也可實施高生產量之檢查，不僅可進行全數檢 查，也可提㊣產品之良率，防止缺陷產品之出貨。 射電子，可取得像差及歪曲較小之放出電子像，因此特

別有助於提高缺陷之檢測以及圖像處理之可靠性 【圖式簡單說明】 第1圖係表示照射電子之能量與絕緣物之二次電子 放出效率之關係之示意圖。 第2圖係表示所放出之二次電子之能量分佈圖。 第3圖係表示電子入射能量與EB— CCD之倍增增 I關係之示意圖。 第4圖係本發明之照像投影型電子束裝置之一實施 形態之概略示意圖。 第5圖係本發明之其他實施形態之構成概略示意 24 315434 200417729 圖 第6圖係第 剖視圖。 5圖中之試料以及覆蓋該試料之遮罩之 第7圖係導入電子束裝置之試料室内之氣體流量、 以及包含该装置之試料室之各室壓力之示意圖。 第8圖係本發明之照像投影型電子束裝置之其他實 施形態之概略圖。 2圖係可適用本發明之照像投影置的 半導體裝置製造方法之— — 例之流程圖。 弟10圖係表示第9圖 步驟之微影技術㈣七、、作為處理步驟之主要 〜/敬程圖 [元件符號說明] 1 電子源 3 陽極 4〆 42、43 5 孔徑 7 Χ-Υ- 0試料台 9 1段靜電透鏡 11 3段靜電透鏡 13 圖像處理 22 碎晶圓 24 文納爾電極 26 孔徑 27, 、272 、 273 2 文納爾電極 靜電透鏡 6 ΕΒ過濾器 8 矽晶圓 10 2段靜電透鏡 12 EB-CCD 21 Χ-Υ- 0試料台 23 電子源 25 陽極 靜電透鏡 25 315434 200417729 28 電子束分割器 29 ^ 30、31 靜電透鏡 32 微溝道板（MCP) 33 螢光板 34 中繼（relay)透鏡 35 TDI (Time Delayed Integration)延時積分 36 圖像處理單元 37 遮罩 38 氣體導入口 39 流量調整器 40 氮氣瓶 41 熱電子源 51 電子槍 52 陽極 53 孔徑 54! 、542 、 543 靜電透鏡 55 掃描線圈 56 檢測器 65 晶片 72 光罩 26 315434

Claims (1)

1. 200417729 拾、申請專利範圍： 一種電子束裝置，係將一次電子束照射在試料，使從 該試料放出之反射電子成像於檢測器，以觀察或評價 前述試料表面之照像投影型電子束裝置； 用以檢測前述反射電子之前述檢測器，具備電子 撞擊型CCD以及電子撞擊型Tm等電子撞擊型檢测 器，並由從前述試料所放出之前述反射電子與二次電 子之能量差，而選擇性檢測前述反射電子。 2.如申請專利範圍帛！項之電子束裝置，其中， 復具有對前述電子撞擊型檢測器之輸出進行圖 ，處理二並輸出評價/檢查用圖像之圖像處理機構； 精由使前述—次電子束射人於前述試料之入射能量 成為可變，從而調節前述電子撞擊型檢測器之增益以 及前述評價/檢查用圖像之曝光量。 3· $申請專利範圍第1或第2項之電子束裝置，其中， 刖述一次電子束射人於前述試料之人射能量為2至 4keV ’因此，該使前述試 低因前述試料表面之充電現象2 ^電’從而減 現象引起之圖像失真。 4.=專利範圍第i至第3項中任一項之電；束裝 置 其中’使前述一二会垂、/ 子束在珂述試料之沉陷能量 為0.2至4.0kv，進而藉檢測前述反 射電子，可提高S/N比。 、後方放 5·如申請專利範圍第1至第4項中任-項之電… 置，其中，具備有冷卻機構，使前述電子撞擊型檢測 315434 27 益冷卻，並減低因電子撞擊，而發熱。 種电：束裝置’係對試料室内所配置之試料表面照 射_人電子束，並根據來自試料表面之二次電子束 行試料表面之評價；其中，具有以均均覆蓋試料表面 ^式供給氣體之機構’並透過試料表 觸，減低試料表面之充電。 ）接 申請專利範圍第6項之電子束裝置，其中，試料係 置於試料室内所設置之試料台上，而供給前述氣體 之機構具有覆蓋前述試料台上所載置之試料之遮Α 罩，該遮罩至少設有1個氣體導入口。 8·如申請專利範圍第6或第7項之電子束裝置，其中， 2用產生—次電子束之—次電子源之外，另設有以電 子照射前述試料表面之電子源。 9.如申請專利範圍第8項之電子束裝置，其中，在前述 人電子源之外另行設置之前述電子源，係以2至 4keV電子能量之電子照射前述試料。 1〇·如申請專利範圍第8或第9項之電子束震置， 將在前述一次電子源之外另行設置之前源 為碳奈米管型之冷陰極電子源。 原係 11 · 一種半導體裝置製洪太、土 ., m , …“： 使用申請專利範圍第1 至苐10項中任一項之雷不占驻吳 石夕晶圓評價。s之電子束裝置’進行製程途中之 12,種試料評價方法，係在試料表面照射一次電子 根據來自試料表面之二次電子束，進行試料表面之評 315434 28 價者其中，為了中和負充電 試料表面之方式供給氣體， O.lPa 〇 之試料表面，以均勻覆蓋 該氣體壓力為0.01至 13= ”㈣12項之試㈣價方法，前述試料 二導入之氣體係氮氣、水蒸氣、電子親和力高的函 私軋體、或彼等的化合物之任一者。 1申請㈣範圍第12或第13項之試料評價方法其 準備月）述-人電子束發生源以外之電子源，對前 2試料進行來自該電子源之電子線照射，從而使試料 、面成為負充電，在透過前述氣體中和該充電後，利 用一次電子束進行試料表面之評價。 種半V體器件製造方法，係使用申請專利範圍第i 2 苐14項中任一項之試料評價方法，進行製程途中 之矽晶圓評價。 315434 29