(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハ表面の欠陥を検査する欠陥検査装置において、
ウエハを載置して移動可能なステージと、
ステージの移動方向に沿って同一ライン上に配置される参照用電子銃及び検査用電子銃であって、ウエハの検査領域にそれぞれ１次電子ビームを照射する参照用電子銃及び検査用電子銃と、
参照用電子銃及び検査用電子銃の間に配置され、参照用電子銃からの１次電子ビームが照射されたウエハ部分の基板電位を測定する基板電位測定器と、
ウエハの材質に依存する、基板電位とウエハへのランディング電圧との相関を表した関数テーブルを用いて、基板電位測定器によって測定された基板電位に基づき、検査用電子銃への加速電圧あるいはウエハへのランディング電圧を調整することにより、ウエハからの２次電子放出効率を制御して、ウエハの帯電による影響を低減又は相殺させる加速電圧コントローラと
を備えていることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
請求項１記載の欠陥検査装置において、加速電圧コントローラは、基板電位がほぼゼロに収束するまで、加速電圧あるいはランディング電圧を変化させるよう構成されていることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の欠陥検査装置において、加速電圧コントローラはさらに、電子銃の加速電圧あるいはウエハへのランディング電圧の変化に伴って、電子銃に付随する１次電子ビームのレンズ系の連動制御を行うことにより、１次電子ビームの焦点制御を行うよう構成されていることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項４】
ウエハ表面の欠陥を検査する欠陥検査方法において、欠陥検査時に、
ウエハが載置されたステージを走査方向に移動させつつ、ステージの移動方向に沿って検査用電子銃と同一ライン上に配置された参照用電子銃によって、ウエハの検査領域に１次電子ビームを照射するステップと、
参照用電子銃と検査用電子銃との間に配置された基板電位測定器を用いて、参照用電子銃からの１次電子ビームが照射されたウエハ部分の基板電位を測定するステップと、
ウエハの材質に依存する、基板電位とウエハへのランディング電圧との相関を表した関数テーブルを用いて、基板電位測定器によって測定された基板電位に基づき、検査用電子銃への加速電圧あるいはウエハへのランディング電圧を調整することにより、ウエハからの２次電子放出効率を制御して、ウエハの帯電による影響を低減又は相殺させるステップと
からなることを特徴とする欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、半導体デバイスの加工状態の評価技術に関し、より詳細には、本発明は、各種工程で加工される半導体デバイスのウエハ又はマスクの欠陥を高スループット及び高信頼性で検出するための欠陥検査装置、及び該装置を用いた半導体デバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体デバイスの製造プロセスにおいて、加工されたウエハ上の微細パターンの欠陥等を電子ビーム装置を用いて検査する場合、電子銃から放出される電子ビームすなわち荷電粒子ビームを細く絞り、該電子ビームでウエハ表面を走査し、これにより生成される2次電子ビームに基づいてウエハ表面の画像データを作成し、該画像データを標準パターン画像データと比較して、傷等の欠陥の検査を行っている。このような欠陥検査方式を、ＳＥＭ（ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）方式と称している。
欠陥には、傷だけではなく、レジストを塗布したウエハ上に描画された微細パターンの精密性及びマスクの精密性等も含まれる。例えば、同様な手法で得られた画像データに基づいて、微細パターンの線幅の測定を行うことにより、線幅欠陥を検査することもできる。
さらに、このようにして得られた画像データをモニタ装置に表示して、欠陥レビューすなわち人間の目で欠陥を検査することもできる。
【０００３】
【発明が解決すべき課題】
このような従来例のウエハの欠陥検査装置においては、例えばスポット径が０．１μｍ程度の電子ビームをウエハ上に照射し、電子ビームをウエハ上でスキャンニングしており、該電子ビーム照射によってウエハに電荷がチャージアップすなわち帯電される。このような帯電は、２次電子放出係数が１以外の値となっていることにより、表面に電荷が残るために生じる現象である。このような帯電が生じると、帯電による電位によって照射ビームが曲げられるため、画像の歪み及びぼけが生じ、また、最小０．１μｍ程度のライン及びスペース・パターンによるモアレ模様（ｍｏｉｒｅ  ｆｒｉｎｇｅ）が発生する場合がある。さらに、ウエハのエッジから放出される２次電子の強度が増大することに起因して、エッジ部分の検出信号の強度が増大し、エッジ部分の画像に歪みが生じるという問題もある。
さらにまた、ウエハから生じる２次電子の放出係数は、ウエハの基板材料及び配線材料によって異なり、これら材料に応じて基板電位は＋及び−のいずれかの方向に帯電する。基板電位が＋方向に帯電するか又は−方向に帯電するかに応じて１次電子ビームが曲げられるので、ウエハ表面の構造を適格に反映した画像が得られないという問題点もある。
【０００４】
本発明は、このような従来例の問題点を改善するためになされたものであり、その目的は、ウエハの帯電によって生じる、画像歪み、ぼけ、モアレ模様の発生、エッジ部分の信号強度の増大等が低減された画像を得ることができるウエハの欠陥検査装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る、ウエハの欠陥を検査する欠陥検査装置においては、
ウエハを載置して移動可能なステージと、
ステージの移動方向に沿って同一ライン上に配置される参照用電子銃及び検査用電子銃であって、ウエハの検査領域に１次電子ビームを照射する参照用電子銃及び検査用電子銃と、
参照用電子銃及び検査用電子銃の間に配置され、参照用電子銃からの１次電子ビームが照射されたウエハ部分の基板電位を測定する基板電位測定器と、
ウエハの材質に依存する、基板電位とウエハへのランディング電圧との相関を表した関数テーブルを用いて、基板電位測定器によって測定された基板電位に基づき、検査用電子銃への加速電圧あるいはウエハへのランディング電圧を変化させることにより、ウエハからの２次電子放出効率を制御して、ウエハの帯電による影響を低減又は相殺させる加速電圧コントローラと
を備えていることを特徴としている。
【０００６】
上記した本発明に係る欠陥検査装置において、加速電圧コントローラは、基板電位がほぼゼロに収束するまで、加速電圧あるいはランディング電圧を変化させるよう構成されていることが好ましい。また、加速電圧コントローラはさらに、電子銃の加速電圧あるいはウエハへのランディング電圧の変化に伴って、電子銃に付随する１次電子ビームのレンズ系の連動制御を行うことにより、１次電子ビームの焦点制御を行うよう構成されていることが好ましい。
【０００７】
上記した目的を達成するために、本発明はさらに、ウエハ表面の欠陥を検査する欠陥検査方法であって、欠陥検査時に、
ウエハが載置されたステージを走査方向に移動させつつ、ステージの移動方向に沿って検査用電子銃と同一ライン上に配置された参照用電子銃によって、ウエハの検査領域に１次電子ビームを照射するステップと、
参照用電子銃と検査用電子銃との間に配置された基板電位測定器を用いて、参照用電子銃からの１次電子ビームが照射されたウエハ部分の基板電位を測定するステップと、
ウエハの材質に依存する、基板電位とウエハへのランディング電圧との相関を表した関数テーブルを用いて、基板電位測定器によって測定された基板電位に基づき、検査用電子銃への加速電圧あるいはウエハへのランディング電圧を変化させることにより、ウエハからの２次電子放出効率を制御して、ウエハの帯電による影響を低減又は相殺させるステップと
からなることを特徴とする欠陥検査方法を提供する。
【０００８】
【発明の実施の態様】
まず、図１を参照して、本発明に係る半導体デバイスのウエハの表面の欠陥を検出するための欠陥検査装置の実施例を説明する。
図１において、１はＸ−Ｙステージ（以下、単に「ステージ」）、２はステージ１上に配置され検査試料であるウエハ、３及び４はそれぞれ検査用及び参照用の電子ビームを放出する検査用電子銃及び参照用電子銃であり、これら電子銃は、所定の距離だけ離間して配置されている。５及び６はそれぞれ、検査用電子銃３及び参照用電子銃４に加速電圧Ｖacc及びエミッション電流Ａを供給する加速電圧電源であり、７はこれら加速電圧源５及び６からの加速電圧Ｖacc及びエミッション電流Ａを制御するための加速電圧コントローラである。８は検査用電子銃３及び参照用電子銃４の間に配置された基板電位測定器であり、ウエハ２の表面から上方に離間して配置され、検出した基板電位を加速電圧コントローラ７に供給する。９は検査用電子銃３からの電子ビームによってウエハ２から放出される２次電子ビームを増幅する２次電子増倍管、１０はラインセンサ、１１は画像処理装置、１２はＣＲＴディスプレイ等のモニタ装置である。１３、１４は電子ビームの焦点を調整するための静電レンズである。
【０００９】
図２は、ステージ１、ウエハ２の検査領域、検査用電子銃３からの電子ビームＢ３及びその照射スポットＳ３、参照用電子銃４からの電子ビームＢ４及びその照射スポットＳ４、並びに、基板電位測定器８の相対的位置関係を模式的に表したものであり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図を示している。
【００１０】
図２から明らかなように、参照用電子銃４、基板電位測定器８、及び検査用電子銃３は、この順で、Ｘ方向すなわちライン方向に一列に配置され、これら電子銃による電子ビームＢ３及びＢ４のビーム・スポットＳ３及びＳ４が、同一ライン上に形成されるよう構成されている。参照用電子銃４が最もスキャンニング開始点に近く配置されている。
また、これら電子ビームＢ３及びＢ４はそれぞれ、ウエハ２に垂直に照射されるよう調整され、また、ビーム・スポットＳ３及びＳ４の間は離間（光軸と光軸との間）されている。基板電位測定器８は、所定の測定領域を有し、ウエハ２の表面から、上方に離間して配置される。
【００１１】
ステージ１は、検査用電子銃３からの電子ビームＢ３がウエハ２の検査領域Ｄ（図２（ａ）参照）の全面をラスタ・スキャンニングするように、ウエハ２を載置した状態でＸ方向及びＹ方向に移動される。すなわち、参照用電子銃４の電子ビームＢ４がウエハ２の検査領域Ｄの検査開始点（−Ｘm，Ｙn）からＹnライン上をＸ方向に順次走査し、その後を検査用電子銃３の電子ビームＢ３が走査する。そして、電子ビームＢ３が点（Ｘm，Ｙn）到達した時点で−Ｘmに戻るとともにＹ方向に１ピッチ進行し、点（−Ｘm，Ｙn-1）からＹn-1ライン上を走査し、同様にして、Ｙn-2ライン、Ｙn-3ライン、……、−Ｙnライン上を走査し、検査領域Ｄの検査終了点（Ｘm，−Ｙn）に検査用電子銃３の電子ビームＢ３が到達した時点で、ステージ１の移動を停止させる。この説明からも明らかなように、ステージ１は、Ｘ方向に、検査領域ＤのＸ方向の距離（２Ｘm）に、Ｓ３とＳ４との距離だけ加算した距離だけ移動することになる。
【００１２】
加速電圧電源５及び６は、例えば最大１０ＫＶ程度の加速電圧Ｖａｃｃで２００μＡ程度のエミッション電流Ａを検査用電子銃３及び参照用電子銃４に供給するよう構成され、これら加速電圧及びエミッション電流は、加速電圧コントローラ７によって制御される。このとき、電子銃のカソードに、−２０ＫＶの電圧が印加され、ウエハに−１９．８ＫＶの電圧が印加されると、ウエハのランディング電圧は、−１９．８ＫＶ−（−２０ＫＶ）＝２００Ｖとなる。なお、加速電圧は電子銃とグランドとの間の電圧であり、ランディング電圧はウエハと電子銃との間の電圧である。
検査用電子銃３及び参照用電子銃４からの電子ビームＢ３及びＢ４が、ウエハ２上に、適宜の直径のスポットを照射するよう、静電レンズ１３、１４等の光学系が調整される。なお、スポット径は、ＳＥＭ方式の欠陥検査装置においては、０．１μｍ程度であり、写像投影型の欠陥検査装置であれば、数１００μｍ程度に調整される。
【００１３】
加速電圧コントローラ７は、図３の（ａ）に示すように、関数発生器７１及び加速電圧指令器７２、エミッション電流指令器７３、及び初期値設定器７４を備え、関数発生器７１は、電子ビームの照射によって生じる帯電を最小にするために、図３の（ｂ）に示すような関数テーブルを備えている。
すなわち、図３の（ｃ）に示すように、電子銃とウエハとの間のランディング電圧Ｖldが約２００Ｖのとき、基板からの２次電子放出係数γが１となる。しかしながら、ランディング電圧Ｖld＝２００Ｖの場合の電子ビームの照射によって基板に帯電が生じると、図３の（ｂ）に示すように、ウエハ材質に依存して、基板電位が上昇又は下降する。例えば、図３の（ｂ）の曲線ｆ１で示される特性のウエハ材質を検査する場合、Ｖld＝２００Ｖのランディング電圧となるような電圧を電子銃に供給すると、２次電子放出係数γが１よりも大きく、基板電位Ｖsubが＋０．５Ｖになる。
そこで、関数発生器７１は、基板電位測定器８からの基板電位Ｖsubに応じて、基板電位が０となるような加速電圧を選択して、ランディング電圧Ｖld＝２００−ΔＶ＝１９０Ｖとなるようにする。これにより、２次電子放出係数γを約１とすることができ、基板電位Ｖsubをほぼ０とすることができる。基板電位Ｖsubが負である場合には、関数発生器７１が、加速電圧を増大するよう指示し、これにより、基板電位を０にすることができる。
【００１４】
したがって、本発明によれば、どのような帯電特性を有するウエハであっても、その帯電を最小にすることができ、しかも、その際、ウエハ材質によって相違する帯電特性を、欠陥検査前に測定する必要がない。
加速電圧コントローラ７は、検査の初期段階においては、初期値設定器７４に設定されたデータにもとづいた加速電圧Ｖacc及びエミッション電流Ａをそれぞれ加速電圧指令器７２及びエミッション電流指令器７３から加速電圧電源５及び６に指令し、その後、基板電位測定器８からの基板電位を表す信号を受け取ると、図３の（ｂ）に示される関数テーブルにもとづいてランディング電圧Ｖldを決定し、それに基づいて加速電圧Ｖaccを決定し、その値を加速電圧指令器７２を介して加速電圧電源５及び６に指令する。
【００１５】
検査用電子銃３によって生成された電子ビームによりウエハ８の検査領域Ｄから発生された２次電子は、２次電子増倍管９よって増幅された後、ラインセンサ１０によって検出され、該検出信号に基づいて画像処理装置１１が画像を生成し、モニタ装置１２に表示する。これにより、オペレータがモニタ装置１２上に表示された画像を監視して、ウエハに欠陥があるか否かを検査することができる。また、必要に応じて、基準となる画像と検査画像とを対応するピクセル毎に電子的に対比することにより、ウエハの欠陥を自動的に検出するよう構成することもできる。
【００１６】
このような構成を有する欠陥検査装置において、ＤＲＡＭウエハの約１３０ｍｍｘ約１３０ｍｍの検査領域の全面を検査する場合を一例として、具体的に説明する。
上記したように、検査用電子銃３、基板電位測定器８、参照用電子銃４は、ステージ１上でウエハの検査領域Ｄを走査するためのライン方向すなわちＸ方向に沿って配置されている。参照用電子銃３及び検査用電子銃４は、それぞれの光軸中心で１０ｍｍ隔てて設置されており、またこれら電子銃３及び４からの電子ビームは、静電レンズ１３等のレンズ系により、ウエハ２の表面に直径φ＝０．１μｍのスポット・ビームが生じるよう調整される。
また、基板電位測定器８は、ウエハ２の表面から１ｍｍ上方に設置され、３ｍｍｘ３ｍｍの測定領域を有し、ウエハの基板電位を−５Ｖ〜＋５Ｖの範囲で測定することができるものを使用する。なお、電子ビーム照射の前後でそれぞれ電位を測定し、それらの電位差を求めることにより、電子ビーム照射によるウエハの帯電量を算出することもできる。
【００１７】
欠陥検査が開始されると、加速電圧コントローラ７により、初期値設定器７４に設定されたデータに基づき、加速電圧電源５及び６に対して指令信号が供給され、これにより、検査用電子銃３及び参照用電子銃４に、初期の加速電圧Ｖacc＝２００Ｖ及びエミッション電流Ａ＝２００μＡを供給するよう設定がなされる。なお、Ｖld＝２００Ｖは、図３の（ｂ）に示したように、基板電位Ｖsubがほぼゼロの場合に２次電子放出係数が１となる加速電圧の値である。
それとともに、ステージ１は、ラスタ・スキャンが開始され、該ラスタ・スキャンは、Ｘ方向すなわちライン方向に１０ｍｍ／ｓｅｃのスキャン速度、Ｙ方向に５００μｍのスキャン幅、２．５ＫＨｚの周波数で行う。
これにより、ウエハ２の検査領域Ｄのピクセル上には、まず、参照用電子銃４によって直径０．１μｍのビーム・スポットＳ４が順次形成され、次いで、ビーム・スポットが形成されたピクセル群が基板電位測定器８の下に到達した時点で、基板電位測定器８よりその基板電位が測定される。
【００１８】
このような条件で実機テストを行ったところ、基板電位測定器８で測定された基板電位は、検査開始時点から２〜３秒後に、＋０．５Ｖ程度となった。この＋０．５Ｖの基板電位が加速電圧コントローラ７に供給され、その結果、加速電圧電源５から検査用電子銃３に供給されたランディング電圧Ｖldが、２００Ｖから１９０Ｖに変化した。すなわち、基板電位０．５Ｖを相殺するための加速電圧Ｖaccが１９０Ｖであることが、関数発生器７１によって示され、その値が、加速電圧指令器７３を介して、加速電圧電源５に指令された。
その後、加速電圧電源６から参照用電子銃４に供給された加速電圧も１９０Ｖに変更される。
【００１９】
参照用電子銃４への加速電圧の変化により基板電位も変化するが、該基板電位の変化を加速電圧コントローラ７にフィードバックし、このような動作を反復実行することにより、基板電位を約０Ｖに収束させることができる。上記した実機テストでは、上記動作を数回繰り返しただけで、基板電位がほぼ０Ｖに収束した。基板電位が収束した段階で加速電圧も一定値となり、この加速電圧でウエハ２の残りの検査領域Ｄが検査される。必要に応じて、１つの検査領域Ｄに付き、数カ所で加速電圧のフィードバック調整を行ってもよい。加速電圧を基板電位を相殺又は低減するように調整した結果、検査領域Ｄの電位はほぼ均一となったため、モニタ装置１２に、歪み、ぼけ等が低減された画像を表示することができた。
【００２０】
このような検査装置において、参照用及び検査用電子銃の初期の加速電圧Ｖaccを２次電子放出係数γが１（図３の（ｃ）参照）となるように選択したことにより、基板電位の電子ビーム照射による変動を押さえることができ、従って、加速電圧の増減の制御範囲を狭めることができる。また、このような欠陥検査は、全てのウエハについて実行してもよいが、同一材料等のウエハであればほぼ同一の帯電特性を示すため、１つのウエハについてサンプル検査を行い、その結果に基づいて加速電圧を決定すれば、他の同一材料のウエハについては、加速電圧のフィードバック制御を行う必要がない。
【００２１】
また、加速電圧の変化に伴って電子ビームの焦点位置が変化する。したがって、加速電圧の変化にも拘わらず焦点位置がほぼ一定となるようにするために、加速電圧コントローラ７に、静電レンズ１３、１４を調整する制御機能を持たせてもよい。
【００２２】
検査用電子銃３、基板電位測定器８及び参照電子銃４を同一ラインにしかも近接して配置することにより、ステージ２の移動範囲を最小とすることができる。
【００２３】
また、基板電位の飽和時間は、ビーム照射量すなわちエミッション電流によって変更されるので、該飽和時間が最短となるように、加速電圧電源５及び６からの初期のエミッション電流を、加速電圧コントローラ７によって設定することが好ましい。
上記した実施例においては、検査用電子銃と参照用電子銃との２つの電子銃を用いているが、検査用電子銃のみを用い、該電子銃から照射される電子ビームによる帯電を基板電位測定器８によって測定するよう構成してもよい。したがって、電子銃を必ずしも２つ用いる必要がない。
【００２４】
図４の（Ａ）は、本発明に係る一実施形態の欠陥検出装置の光学系を示す概略図である。図４において、電子銃２１から放出された電子ビームは、コンデンサ・レンズ２２によって集束されて、点２４においてクロスオーバを形成する。
コンデンサ・レンズ２２の下方には、複数の開口を有する第１のマルチ開口板２３が配置され、これによって複数の１次電子ビームが形成される。形成された複数の１次電子ビームはそれぞれ、縮小レンズ２５によって縮小されて３５に投影される。そして、点３５で合焦した後、対物レンズ２７によって試料であるウエハ２８に合焦される。第１のマルチ開口板２３からの複数の１次電子ビームは、縮小レンズ２５と対物レンズ２７との間に配置された偏向器３９により、同時にウエハ２８面上を走査するよう偏向される。
【００２５】
縮小レンズ２５と対物レンズ２７の像面湾曲収差が発生しないようにするために、第１のマルチ開口板２３は、図４の（Ｂ）に示すように、円周上に小さな開口が複数配置され、そのｘ軸上に投影した点は、等間隔となる構造となっている。
合焦された複数の１次電子ビームによって、ウエハ２８の複数の点が照射され、該照射された複数の点から放出された２次電子ビームは、対物レンズ２７の電界に引かれて細く集束され、ＥＸＢ分離器２６で偏向され、２次光学系に投入される。２次電子ビームによる像は、点３５より対物レンズ７に近い点３６に焦点を結ぶ。これは、複数の１次電子ビームがそれぞれウエハ２８面上で約５００ｅＶのエネルギを有しているのに対して、２次電子ビームは数ｅＶのエネルギしか有していないためである。
【００２６】
２次光学系は、拡大レンズ２９、３０を有しており、これら拡大レンズを通過した２次電子ビームは、第２のマルチ開口板３１に結像する。そして、該第２のマルチ開口板の複数の開口を通過して、複数の検出器３２で検出される。なお、検出器３２の前に配置された第２のマルチ開口板３１の複数の開口と、第１のマルチ開口板２３の複数の開口とは、図４の（Ｂ）に示すように、１対１に対応している。
検出器３２はそれぞれ、受け取った２次電子ビームを、その強度を表す電気信号へ変換する。各検出器３２からの電気信号は増幅器３３で増幅された後、画像処理装置３４において画像データに変換される。画像処理装置３４には、偏向器３９からの１次電子ビームを偏向させるための走査信号も供給されており、これにより、画像処理装置３４は、ウエハ２８の表面の画像を表す画像データを得る。得られた画像データを標準パターンと比較することにより、ウエハ２８の欠陥を検出することができ、また、レジストレーションによってウエハ２８上の被評価パターンを１次光学系の光軸近傍に移動させ、ライン走査することによって線幅評価信号を取り出し、これを適宜構成することによって、ウエハ２８上のパターンの線幅を測定することができる。
【００２７】
なお、第１のマルチ開口板２３の開口を通過した１次電子ビームをウエハ２８の面上に合焦させて、ウエハ２８から放出された２次電子ビームを検出器３２に結像させる際、１次光学系及び２次光学系により生じる歪み、像面湾曲及び視野非点という３つの収差による影響を最小にするように、配慮した方がよい。
また、複数の１次電子ビームの照射位置間隔の最小値を、２次光学系の収差よりも大きい距離だけ離間させれば、複数のビーム間のクロストークを無くすことができる。
図４に示した光学系を、図１に示した検査用光学系及び参照用光学系として用い、先に説明したように、加速電圧コントローラ７により加速電圧を制御することにより、ウエハの帯電による影響を低減させることができる。
【００２８】
次に、本発明の半導体デバイス製造方法について説明する。本発明の半導体デバイス製造方法は、上記した欠陥検査装置を用いて行われるものであるが、該方法を説明する前に、一般的な半導体デバイス製造方法について、図５及び図６のフローチャートを参照して説明する。
図５に示すように、半導体デバイス製造方法は、概略的に分けると、ウエハを製造するウエハ製造工程Ｓ１、ウエハに必要な加工処理を行うウエハ・プロセッシング工程Ｓ２、露光に必要なマスクを製造するマスク製造工程Ｓ３、ウエハ上に形成されたチップを１個づつに切り出し、動作可能にするすチップ組立工程Ｓ４、及び完成したチップを検査するチップ検査工程Ｓ５によって構成されている。これら工程はそれぞれ、幾つかのサブ工程を含んでいる。
【００２９】
上記した工程の中で、半導体デバイスの製造に決定的な影響を及ぼす工程は、ウエハ・プロセッシング工程である。これは、この工程において、設計された回路パターンをウエハ上に形成し、かつ、メモリやＭＰＵとして動作するチップを多数形成するからである。
このように半導体デバイスの製造に影響を及ぼすウエハ・プロセッシング工程のサブ工程において実行されたウエハの加工状態を評価することが重要であり、該サブ工程について、以下に説明する。
【００３０】
まず、絶縁層となる誘電体薄膜を形成するとともに、配線部及び電極部を形成する金属薄膜を形成する。薄膜形成は、ＣＶＤやスパッタリング等により実行される。次いで、形成された誘電体薄膜及び金属薄膜、並びにウエハ基板を酸化し、かつ、マスク製造工程Ｓ３によって作成されたマスク又はレチクルを用いて、リソグラフィ工程において、レジスト・パターンを形成する。そして、ドライ・エッチング技術等により、レジスト・パターンに従って基板を加工し、イオン及び不純物を注入する。その後、レジスト層を剥離し、ウエハを検査する。
このようなウエハ・プロセッシング工程は、必要な層数だけ繰り返し行われ、チップ組立工程Ｓ４においてチップ毎に分離される前のウエハが形成される。
【００３１】
図６は、図５のウエハ・プロセッシング工程のサブ工程であるリソグラフィ工程を示すフローチャートである。図５に示したように、リソグラフィ工程は、レジスト塗布工程Ｓ２１、露光工程Ｓ２２、現像工程Ｓ２３、及びアニール工程Ｓ２４を含んでいる。
レジスト塗布工程Ｓ２１において、ＣＶＤやスパッタリングを用いて回路パターンが形成されたウエハ上にレジストを塗布し、露光工程Ｓ２２において、塗布されたレジストを露光する。そして、現像工程Ｓ２３において、露光されたレジストを現像してレジスト・パターンを得、アニール工程Ｓ２４において、現像されたレジスト・パターンをアニールして安定化させる。これら工程Ｓ２１〜Ｓ２４は、必要な層数だけ繰り返し実行される。
【００３２】
本発明の半導体デバイス製造方法においては、図１〜図４に関連して説明した欠陥検査装置を、ウエハ・プロセッシング行程Ｓ２におけるウエハ検査工程、及び完成したチップを検査するチップ検査工程Ｓ５において用いることにより、微細なパターンを有する半導体デバイスであっても、歪み、ぼけ等が低減された画像を得ることができるので、ウエハの欠陥を確実に検出することができる。
なお、欠陥検査装置が近傍に配置される加工装置は、評価を必要とする加工を行うものであれば、どのような加工装置であってもよい。
【００３３】
本発明の欠陥検査装置は、以上のように構成されているので、電子ビーム照査によって生じるウエハの帯電による画像の歪み、ぼけ等を低減することができ、よって、ウエハの欠陥検出を高精度で実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る欠陥検査装置の実施形態を示す概略ブロック図である。
【図２】  図１に示した本発明に係る欠陥検査装置に具備される構成要素の配置関係を示すブロック図である。
【図３】  本発明に係る欠陥検査装置に具備される加速電圧コントローラの構成を示したブロック図である。
【図４】  本発明に係る欠陥検出装置の光学系の構成を説明するための模式図である。
【図５】  本発明に係る欠陥検査装置を適用して半導体デバイスを製造する方法のフローチャートである。
【図６】  図５に示したウエハ・プロセッシング工程のサブ工程であるリソグラフィ工程を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１…Ｘ−Ｙステージ    ２…ウエハ    ３…検査用電子銃
４…参照用電子銃    ５、６…加速電圧電源    ７…加速電圧コントローラ
８…基板電位測定器    ９…２次電子増倍管    １０…ラインセンサ
１１、３４…画像処理装置    １２…モニタ装置    ２１…電子銃
２２…コンデンサ・レンズ    ２３…第１のマルチ開口板    ２８…対物レンズ
２６…ＥＸＢ分離器    ２８…ウエハ面    ３１…第２のマルチ開口板
３２…検出器
【図１】
0003711244.tif 000002
【図２】
0003711244.tif 000003
【図３】
0003711244.tif 000004
【図４】
0003711244.tif 000005
【図５】
0003711244.tif 000006
【図６】
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