TWI323783B - Mapping projection type electron beam apparatus for sample inspection by electron emitted from the sample,sample evaluation method and semiconductor device manufacturing using same - Google Patents

Description

1323783 玖、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、電氣之導 通等之電子束裝置，例如，有關用於進行精密度高、可靠 性高且生產量（throughput)高地檢查最小線寬〇15μιη以下 之圖案上之缺陷之裝置以及方法。 【先前技術】 一直以來，通過向基板表面照射電子束，由電子束在 該表面掃描時，檢龍基板放出之二次電子，從該檢測結 果生成發晶圓圖像資料，透過將發晶圓上每個晶粒咖）圖 像資料與相鄰接之圖像資料作比較，而檢測梦晶圓所存在 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 像從而取件石夕晶圓上之圖像資料之照像投影型檢查 亦眾所周知。 一1 由於照像投影型之檢查裝置可同時照射較大面積，該 種方式” SEM方式相比’可大幅減低掃描次數，進行高生 ==價與觀察。但是，類似照像投影型檢查裝置 " 透過照像投影方式使試料放出之二次電子 於檢測盗上，以取得觀察圖像於 近之放出能量大致為赵v ^ 电卞忒枓附 受到因帶電引起之表面雷地較小’因此在成像時’ 之絕緣物而產生之電^位差’心卩因配料導體與其間 庄土·位差之影塑，，Λ 々〜響，導致產生漂移（ddft)， 315434(修正版) 7 斤年如((日修正替換頁 造成觀察圖像失真的問題產生。 另—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，具有與射入能量同等之2至3keV的能量， 與—次電子相比’具有近1 000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/n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製絕緣物照射一次 电子線時’-次電子線照射能量與二次電子之放出效率（7 門係第I圖所不之關係。如該圖所示，照射電子能量在 勺為：>0eV以上，15〇〇至2〇〇〇eV以下範圍内二次電子 放出效率σ為…’即放出的二次電子比射入之一次電 子更多。因此，絕緣物表面受正充電（chargeup)。但是， 由於―人電子之放出效率。在前述範圍之外比1小，因此 絕緣物表面受負充電。 —種充电變大’由二次電子形成之觀察用以及評七 :圖像將產生失真，因此’藉由例如根據裝置矽晶圓」 所形成之相鄰晶粒之圖傻 ^ 像之比較，進行缺陷檢查時，將本 測出虛的缺陷，即造忐步u 每成虛報缺陷之問題。 對於負的充電，接安· _ ^ ^ 種使用毛細管（capillary tube)、在試料上之觀 察位置局部供給氣體、以及利用 15434(修正版) 8 &面與氣體分子之碰撞’使電子附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，.對於大面積照 射（電子或離子）束之照像型電子束裝置，無法利用該方法 均勻地對試料之整面供給氣體，因此並不適合。 而對於正的充電’透過鎢等熱絲（filament)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 匱况下，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 撞擊（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— ccd根 據向該CCD之電子射入能量&定倍增增&，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—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， 在試料整面進行表面之觀察.評價以及缺陷檢測之電子 裝置。 並且，本發明以提供一種使用前述電子束裝置之半導 315434(修正版) 9

/OJ 體裝置製造方法為目的 為貧現上述目的，古M 士找 k3的有關本發明之一樣態，係提供一種 在试料上照射一次電子类，從4 。 冤子束將該斌料所放出之反射成像在

檢測器上，從而觀窣並辑、+, 4 H ’、κ貝則述試料之表面之照像投影型 電子束裝置； 其中，作為用以檢測前述反射電子之前述檢測器，具 備電子撞擊型CCD(電荷耦合裝置)以及電子撞擊型 TD收時積刀裝置）等之電子撞擊型檢測器，並透過前述試 料所放出之前述反射電子與二次電子之能量差，選擇性檢 測則述反射電子之電子束裝置。 理w If況下，復具備對前述電子撞擊型檢測器之輸出 進行圖像處理’並輪出評價.檢查用圖像之圖像處理機構， 透、使則冑-人電子束射人於前述試料之射人能量設成可 變之特點，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。 理想情況下’將前述一次電子束射入於前述試料之射 入月b量叹為2至4keV，並使前述試料之表面負帶電，所以 可以減低因前述試料表面充電所致之圖像失真。 理想情況下’使前述一次電子束在前述試料之沉陷能 量（landing energy)設為〇 2至〇 4kv，所以可透過檢測前述 反射電子與後方散射電子，提高S/N比。 理想情況下’更具備冷卻前述電子撞擊型檢測器以減 低因電子撞擊所造成之發熱之冷卻機構。 有關本發明之其他樣態，係提供一種向試料室内所配 10 315434(修正版) 1323/63 a之試料表面照射一次電子束，並根據來自試料表面之二 人電子束進行試料表面之觀察、評價等的電子束裝置，其 八有以均勻覆蓋試料表面整體之方式供給氣體之機 構，透過試料表面與氣體之接觸，減低試料表面之充電。 一該電子束裝置，可透過均勾地供給之氣體，均勻地減 十式料表面所產生的充電。#體而$，試肖係放置於試料 至内所设置之試料台（stage)上，而供給前述氣體之機構， 係具備在試料室内t蓋該試料之遮罩。冑遮罩至少設有一 個fr導入口，通過該氣體導入口，@由遮罩圍成之試料 上°卩二間供給氣體，因此，藉由該氣體可將試料表面最好 為試料表面整體均勻覆蓋’從而謀求充電之減低。 Μ更具體而言，用以產生一次電子束之一次電子源，係 认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，首先， 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態。一次電子源以外 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—nanotube)型 冷陰極電子源。 、 本發月中，係知1供一種以一次電子束照射試料 表面’根據來自該表面之二次電子束’進行觀察.評價該試 料表面之試料評價方法，其中’為中和受負充電之試料表 面’以均勻覆蓋試料表面整體之方式供給氣體，使氣體壓 力成為0.01 s 〇1Pa。該氣體壓可適當中和試料表面。導 11 315434(修正版） 南：料室内之氣體’則為氮氣、水蒸氣、電子親和力高的 、乳體、或是這些氣體之化合物中任一者較為理想。並 =來該種方法中，準備有—次電子束發生源料之電子源， :自該電子源之電子線照射試料，藉此，對試料表面作 ，充電狀態，在進行透過前述氣體之中和後，可透過— -人電子束實施對試料表面之觀察.評價等。 本發明復使用如前所述之電子束裝置、方法，提供_ ，製程途中之矽晶圓評價之半導體裝置製造方法:、該 導體裝置之製造方法’不受試料表面所產生之充電之影 ，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》 發明之前述以及其他目的以及特徵，參照附圖同時 閱讀以下詳細說明時，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 儿件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 Deiay Integration)裝置（以下稱EB_TDI)作為以往之照像型電子 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1 55eV之射入能量中將一次電子束照 12 315434(修正版) 1323783 射在Au基板時，從該基板放出之電子能量與放出係數特 性之示意圖（出處：John T.L.Thong 編、[K. Ura Electron Beam Interaction with Specimen] Electron Beam

Technology, p.180，Plenum Press, New York，1993)。如此， 當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0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，在與射入電 子能量大致同等之15 5eV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射入電子之能量同 等之能量’因此可藉由使用反射電子，在不受基板電子之 表面電位影響之條件下，取得無變形之試料圖像。 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 用射入電子之能量·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。 第3圖係表示相對電子之射入能量，EB—CCD之倍 增增益關係之示意圖。由於反射電子向EB — CCD射入之 射入能量為4keV，根據第3圖，反射電子之倍增增益大約 為200。對此’由於二次電子具有數eV之能量，因此二次 電子不倍增，因此也不進行檢測。所以，可選擇性地只檢 測反射電子。檢測器係使用EB — TDI，藉由使載置試料基 13 315434(修正版) 1323783 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—實施形 態之構成概略圖。在第4圖中，從電子源丨放出之電子束 係通過文納爾（wehnelt)電極2、陽極（加速電極）3、静電透 鏡钓以及孔徑（或正方形開口）5，並通過2個静電透鏡42、 43，進入EB過濾'器6。由文納爾電極2、陽極3、静電透 鏡4丨、孔徑5、静電透鏡42、43、以及EB過滤器6構成 一次電子光學系統。 在EB過濾器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— 0試料台7之例如8 至12英寸大小之接地的矽晶圓這時，電子束之能量為 2至4keV，理想為約4keV。在矽晶圓8之表面形成有 例如LSI製造用之電路圖案。 透過電子束之照射，從矽晶圓8之表面，放出具有與射 入電子同等能量之反射電子。該反射電子係透過二次電子 光干系統之數段靜電透鏡，例如丨段靜電透鏡9、2段靜電 透鏡10以及3段靜電透鏡u，在擴大至5〇至5〇〇倍之高 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，矽晶圓8所放出之二次電 子不會進入二次電子光學系蜱。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 — CCD 12選擇性檢測反射電子。 第4圖所不之電子束裝置，使用在作為進行矽晶圓上 14 315434(修正版) 1323783 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13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 須J缺陷。卩位。並且，予先記憶進行這種缺陷檢查之部位、 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。 如弟3圖所示，由 ------〜 >百誠1示田聲r入電 之月b量所決疋，因此在檢測反射電子之， -次電子向.晶圓8射入之射入能量發生變化下可:由整使 CCD圖像之曝光量。並且，藉由在eb—咖12上設置派 爾帖（Peltier)元件等冷卻機構，可減低因EB—CCD12與射 入電子束撞擊所產生之熱量。 、 正如對第i圖已作之說明，在二次電子放出效率口比 小之範圍内，由於放出比射入電子少之 會受到負充電。於是，如第示之電子 "置=況’當從電子源」所放出之電子射入至石夕晶圓 帶電=有1,5至2._之能量，則石夕晶圓8表面為負 每：此’即可取得充電變形較少之觀察.評價用圖像。 f，二將第4圖所示之電子束裝置具體化後之裝 0.5kev至—3keV之範圍：而一:人電子束之沉陷能量在-㈣時石夕晶圓8之電位特別設定為-時，反射電子之檢測效率會變高，因而可取得S/N比 315434(修正版) 15 丄323783

"日修正替换頁 較高之觀察.評價用圖像。 第4圖所示之電子束裝置中，檢測器係使用高感度之 EB —CCD12，但也可使用高感度之EB—Tm。在使用£0一 ™之情況下，梦晶圓8不接地，例如，電子源u定為一 似’而石夕晶圓8則設定為—2kv之電位。結果向矽晶 圓8射人之電子之能量為2kV ’並產生具有與射人電子之 能量相同之2kV能量之反射電子。該反射電子與第4圖中 已說明者相同，成像於擴大了 50至5〇〇倍之£b_tdi上。 另一方面，由於從矽晶圓8所放出之二次電子只帶有數eV 之能量，因此以EB過滤器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之射入面。前述 條件例如係如以下所述。

E*B過濾器6之E : 1937V E*B過濾器6之B : Hl.SmA 孔徑5之直徑：65μΐη 靜電透鏡9 ·· -1436 V 靜電透鏡10 : -322V 靜電透鏡11 : -499V 使用ΕΒ — TDI之電子束裝置中，藉由在使載置石夕晶圓 δ之試料台7連續移動之同時，利用電子束照射矽晶圓8， 可進行連續攝像。這時’具體之動作條件之一例，係如下 所示。 試料台7之移動速度 1 0至1 〇〇mm/秒 EB— TDI之畫素數 40965 12(即512段之乘積） 315434(修正版) 16 1323783 、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 an(j 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1個畫素之尺寸，在5〇5〇nm 大小之8英寸矽晶圓以試料台移動速度丨5ιηιη/秒' 線頻率 3 00kHz之條件下’進行連續攝像時，檢查時間為3小時。 第5圖表示本發明之照像投影型電子束裝置之其他實 施形態。該裝置具有（χ_ γ_ Θ)試料台21，該試料台21 上載置有試料’例如LSI製造途中之電路圖案所形成之8 至12英寸之石夕晶圓22。對該試料22，透過一次電子光學 系統照射從電子源23所放出之一次電子束。一次電子光學 系統具備有文納爾電極24、陽極25、孔徑26、靜電透鏡 27,、272、273、EB過濾器等電子束分割器（spliUer)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统之靜電透鏡 29、30、31，而二次電子係透過這些靜電透鏡，擴大至5〇 至5 00倍，進入下面說明之檢測器。 仏測益係具備微通道板（MCP: Micro Ch&iniel Plate)32、螢光板 33、中繼（relay)透鏡 34、以及 TDI(Time Delayed Integration)35。到達檢測器之二次電子係藉由 M CP 3 2倍增’在螢光板33變換為光信號。所變換之2次 315434(修正版) 17 1323783 το光信號係透過中繼透鏡34導入TDI35，以作為圖像而檢 測。 由於試料22連續移動，因此可透過Tm35高速取得2 次元圖像信號。接受從TDI35輸出之信 %將形成試料22之電子圖像，利用該圖像檢測. 缺陷，並對檢測之缺陷進行分類判別。如此取得之資訊係 反饋給製造步驟管理。 如前所述，在這種電子束裝置中，從石夕晶圓等試料Μ 放出之二次電子的量’比照射在試料22之一次電子少時， 亦即一次電子放出效率σ在】以下時，在試料Μ之表面， 特別是絕緣材料部分將產生負充電。因此，利用二次電子 所形成之觀帛.評價用圖像可能會產生變形。&之，舍二次 :子放出效率…以上時，試料22之表面將發：正充 電，而有發生與負充電時同樣問題之虞。 因此、’為消除這種充電，第5圖所示之實施形態具有 料：方&對於負充電’如第6圖所示，設置有覆蓋試 '· σ上所载置之試料22整體之遮罩37。在該遮罩3 7 上，形成：氣體導入口 38。如第5圖所示，在氣體導入口 ’藉由流量調整器39連接有氣氣瓶4〇。為均勾消除 勺㈣之整個表面之充電’重點在於向遮罩37内儘量均 I ?::氮氣。因此’遮罩”之周圍，等間隔地設有複數 為 個氣體導入口 各氣體導入口 38之直徑約 二二通過氣體導入口 38導入透罩”内之氮氣之氮氣 刀子，向試料U表面碰撞，因而中和試㈣表面之負帶 3】5434(修正版) 18 1323783

奸年1月"日修正替换頁 可作:外“與捕22之表面接觸之氣體並不限於氮氣，也 二物/或電子親和力高㈣錢體’或上述氣體化 如此/負帶電之試料22在將電荷令和為零之狀態 透過一次電子束觀察並評價試料22。 二次電子放出率σ在】以上，試料受到正充電 方止該正帶電，如第5圖所示， -、 ,.θ ^ 汀口 2 1之上方位置， ^第6圖之構成遮罩37 -部分之構成，設置具有鶴絲 ㈣加f】】ament)之熱電子源41。熱電子源Μ係對受 :充電之試料22之表面進行熱電子照射。藉此，試料u 面之正帶電狀態受到中和。但是這種透過熱電子之充電 中和’在控制狀態下-般較難進行。而如第6圖所示，藉 =置遮罩37並使氣體與試料22接觸，在不依存於來自田 之電子束照射量 '時間之狀態下’可使試料 二之表面之電荷處於平衡狀態。如此，可對無充電之試料 22進行觀察、評價。 實施例】 "_室全體利用5Pa左右之渦輪分子_ 盯排乳後，來自氮氣甑4G之氮氣通過調節器（π㈣圳減壓 至0.IMPa左右，在以流量調節器39將流量調節至 後’從氣體導人孔38向遮罩37内導人氮氣。藉由該氣體導 二:。使遮罩37内之堡力上升至4·〇Ε—2pa，而電子槍室、檢 測益夸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 315434(修正版) 19 丄奶783 係表示遮罩37内之氣體壓力，E〇表示包含£328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3 3等檢測器之室内歷力。 在^壓力條件下，透過具有鎢絲之熱電子源4卜利用 射入能量為3kV且電流密度為1〇E—4A/cm2之熱電子， 對熱電子源41之正下方之2Qmm⑽随之區域重新進行約 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=能量-3kV之-次電子照射該區域。使用上述放出之 :次電子’透過前述之照像投影方式’取得觀察.評價圖 22 : Ϊ結果：以熱電子源41之電子照射而負帶電之試料 «由氮氣之中和作用而成為電荷零狀態，亦即 ^特別是在像高較高之周邊部、絕緣物之領域，也可：

Lit電：象，且無圖像失真之良好圖像。在對絕緣物等 枓進仃電子束照射時，材料 等之雷早昭从士 *丁叶#易正1電，由於熱電子源 y …、，使材料朝正—零—負方向進行，而難以推 行控制（中和）。因 難U進 材料向备恶Φ 在氣乳中，利用電子親和力可抑制 陷檢查時，可Si虛it使用該圖像進行”•缺 透過使氮氣之導入晉掷夕 ^ 〇爪更^之翁㈣ 夕，以比實施例1氣體壓力 由於氣體八二 實施與實施例1相同之過程時， 電荷St ::料22間之接觸頻繁，試料22表二 使成科表面成為正帶電。在比〇〇ipa低之案 315434(修正版) 20 1323783 體壓力下，試料表面則成為負帶電。因此，任何—種情況， 都無法取得無變形之良好圖像。 月/ 膏施例1 —在導入比氮氣更具有電子親和力之自族氣體，並實施 貫施例1之^程時，試料22表面之電荷到達平衡狀態之時 間會縮短，因❿可使對石夕晶圓等試料之檢查高生產: f施例4_ 里 。 在對S式料2 2昭射-二灸雷*?击益，*&» /1； ΑΛ* …耵人％于束則，取代鎢等熱絲之熱電 子源4卜而使用碳奈米管冷陰極源，對試料22照射電^。 在這種情況下，對於比使用熱絲之熱電子源時更大之試料 領域，可以均勻電流密度分佈照射一次電子。 ^ _表示本發明之電子束裝置之其他實施形態之 構成概略，電子束裝置係掃描型電子束方式之裝置。以上 述之方法，使試料22成為平衡狀態後，在掃描電子束之正 下方移動。從電子搶51放出之電子係藉由陽極52而加速， 通過孔徑53與靜電透鏡54ι、542’照射試料22。此時， 電子束會因掃描線圈55與靜電透鏡而偏向，並以所需 之倍率掃描試料22之表面。由於電子束照射，從試料22 所放出之一-人電子、後方散射電子或反射電子，係由光電 倍增管（Ph〇t_ltiplier)等檢測器％所檢測，因而取得2 次元圖像。透過該取得之圖像，進行—晶粒—晶粒⑷⑼ ㈣或圖像資料與資料圖像之比較，可進行缺陷檢查。 了肖使用本發明之電子束裝置之半導體裝置製造 方法進行說明。第9圖係i言锸制冶士 t ... 315434(修正版) 21 該例中之製造步驟係包含以下各主要步韓。而各主要步驟 係由若干副步驟所構成。 (1) 製造石夕晶圓62之步驟（或準備矽晶圓步驟）6 i (2) 製造曝光所使用之光罩（光栅（retic〗e))之光罩製造 步驟（或準備光罩之光罩準備步驟） (3) 對矽晶圓進行必要加工處理之矽晶圓處理步驟63 (4) 將矽晶圓上所形成之晶片（chip) 一個一個分割，使 之可動作之晶片組裝步驟64 (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性 v曰之主要步驟，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矽晶圓上，而形成作為記憶體 MPU動作之複數個晶片。矽晶圓處理步驟63 包括以下步驟。 ^⑷形成作為絕緣層之電介質薄膜、配線部或形成電極 部之金屬薄膜之薄膜形成步驟（使用CVD、濺鑛（sputtering) 等） (b) 氧化薄膜層、矽晶圓基板之氧化步驟 (c) 使用用於選擇性加工薄膜層、矽晶圓基板等之光罩 (光柵）板）72，形成光阻圓案之微影技術步驟73 (d) 離子.摻雜物植入.擴散步驟 (e) 光阻剝離步驟 (f) 松查進一步加工之矽晶圓之檢查步驟。 315434(修正版) 22 矽晶圓處理步驟63，只反覆實施必要之層數，、、 依照設計而動作之半導體裝置。 以製造 作為第9圖之矽晶圓處理步驟63之核心者 步驟73，第1〇圖表示以微影技術步驟73所施〜技術 即，微影技術步驟73包括： 步驟。 (a)在前段步驟中，在形成電路圖案之矽晶圓上， 光阻之光阻塗布步驟81 ’塗布 Ο)使光阻曝光之曝光步驟82 (c) 將曝光之光阻顯像’而取得光阻圖案之顯像步驟Μ (d) 為使顯像後之光阻圖案穩定化之退火步驟^。 以上所說明之半導體裝置製造步驟、矽晶圓處理步驟 63、微影技術步驟73係眾所周知者，因此省略對這些 之說明。 二， 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導體裝 置，也可實施高生產量之檢查，不僅可進行全數檢查，: 可提高產品之良率’防止缺陷產品之出貨。 [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射電 子’可取得像差及變形較小之放出電子像，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圖係表不照射電子之能量與絕緣物之二次電子放 315434(修正版) 23 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圖係表示電子射入能量與EB— Ccd之倍增增益 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圖。 第6圖係第5圖中之試料以及覆蓋該試料之遮罩之剖 視圖。 第7圖係導入電子束裝置之試料室内之氣體流量、以 及包含該裝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。 第9圖係可適用本發明之照像投影型電子束裝置的半 導體裝置製造方法之一例之流程圖。 第10圖係表示第9圖之作為矽晶圓處理步驟之主要步 驟之微影技術步驟之流程圖 【元件符號說明】 電子源 2 文納爾電極 陽極 43 靜電透鏡 孔徑 6 EB過濾器 X-Y- 0試料台 8 矽晶圓 1段靜電透鏡 10 2段靜電透鏡 1 3 4ι 5 7 24 315434(修正版) 9 1323783 11 3段靜電透鏡 12 EB-CCD 13 圖像處理 21 Χ-Υ- Θ試料 22 碎晶圓 23 電子源 24 文納爾電極 25 陽極 26 孔徑 27】 、272、273 靜電透鏡 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)延時積分裝 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 電子搶 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

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Claims (1)

1. ll 第9^101*7]〇號專利申锋 拾 ⑽年9月】；曰茶) 中請專利範圍： 種電子束裝置’係對試料 次雪；丄罝之口式枓表面照射 ^子米，亚根據從試料表面放出之 科表面之評價者，該裝置係具有：冑子束進仃 產生前述一次電子束之第一電子源； 構成試料室之遮罩， ^ ^ , 早这141"罩^覆盒前述試料且至，|、 〇又有1個氣體導入口； 竹且至》 以均句覆蓋前述試料表面之方式經 體導入口供給氣f 至夕1個氣 面與前述氣體的接缽Λ 還過則述試料表 在前述==述?料表*之充電:以及 述試料表面之第-:夕3。又置有得以電子照射前 一电于源。 …如申請專利範圍筮 園第1項之電子束裝置，复 ^ 電子源係以2至41cpV + + ，、中，刖述第二 ,,^ keV之電子能量電子昭射& + 3·如申請專利範圍簏 ‘，，、射刖述試料。 圓弟1項之電子束裝置，龙 電子源係為碳夸+ & "中，前述第二 反$未訾型之冷陰極電子源。 •一種試料評價方法 據從試料表面敌出之=面照射1電子束，根 者，該方法係具電子束，進行試料表面之評價 x、啕下述步驟： 丨只 設置產生前；+、 一引述一次電子束之第一 設置構成試料室之逆1g %子源； 至…1個氣體導入口； 1…試料且 句勻设盍前述試料表面之方式經由 粗導入口供給氣 ' 由至少】個氣 "至錢料室，㈣”⑼表面與前 315434(修正版) 26 1323783 第93丨0丨7】0號專利申請素 (98年9月I ]曰） 述氣體的接觸，減低前述試科表面之充電；以及 在兩述弟—電子源之外，另 汁气心 毛于斤之广$叹置有得以電子照射前 述试科衣面之第二電子源0 5·如申請專利範圍第4項之試料 > 紙 万去，其中，前述供 ，.、°之亂體的壓力為0·0 1 Pa至0.1 Pa ;且 電子述試料室内之氣體係選自由氮氣、水蒸氣、 群之任二高的'族氡體、或此等氡體的化合物所成組 6. 如申請專利範圍第 &、悉、M & + 及第5項之斌料評價方法，豆中， 在透過則述提供之氣 & -中 用-次電子束進行… 式科表㈤之充電後，利 、订Λ枓表面之評價。 7. —種半導體裝置勢 , 、k方法，係使用申諳真刹# m & 或第5項之試料坪_ 〗乾圍第4項 價。 。法，進行製程途中之矽晶圓評 ^15434(修正版) 27 1323783

   50 100 二次電子之能量（eV) ο 150 οο 8 ο 第2圖 ο ο 6 ο ο 4 ο ο 2

   ο 2 4 6 8 電子之射入能量（keV) 第3圖 1323783

   第4圖 1323783 柒、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（4 )圖。 (二) 本代表圖之元件代表符號簡單說明: 捌、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： 1 電子源 2 文納爾電極 3 陽極 4ι、42、斗3 靜電透鏡 5 孔徑 6 E*B過濾器 7 Χ-Υ-0試料台 8 接地晶圓 9 1段靜電透鏡 10 2段靜電透鏡 11 3段靜電透鏡 12 EB-CCD 13 圖像處理 6 315434(修正版)