(57)【要約】  本発明は電子ビームを用いる半導体装置においてビアホールを検査するための装置に係り、特に多数の電子ビームの照射手段から照射された多数の電子ビームが半導体装置を通過することにより電流が測定される半導体装置において、多くのビアホールを短時間に検査するための装置に関する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象のホールを検査するために、電子ビームを照射する電子ビームの照射手段；
前記電子ビームの照射手段から照射された電子ビームの照射によって発生する電子を、前記ホールの下部に位置する伝導層、または前記伝導層及び別のデテクターによって測定するための電流測定手段；及び
前記電流測定手段によって測定されたデータを処理するデータ処理手段；を含み、
前記電子ビームを照射する段階で、前記電子ビームが傾動して照射されることを特徴とする、請求項８ないし１５のいずれか一項に記載のホール検査方法前記電子ビームの照射手段は、多数の電子カラムが多数のホールにそれぞれ対応するようにｎ×ｍのパターンに配列され、同時または順次作動し、
前記電子カラムの同時または順次の作動によって、前記電流測定手段によってそれぞれのホールに対する電流値を測定し、
前記データ処理手段は、前記電流測定手段によって測定されたデータを順次または同時に処理して、ホールの貫通状態についての情報を得ることを特徴とする、ホール検査装置。
【請求項２】
前記ホールが区域別に区画される場合、前記電子カラムも前記ホールの区域に対応するように区域別に前記それぞれのホールに応じてｎ×ｍのパターンに配列され、それぞれの区域別に同時または順次作動し、前記電流測定手段は、前記区域による電子カラムの作動によって、前記区域別に電流値を測定し、前記データ処理手段は、前記電流測定手段に対応して、電流測定手段によって区域によるデータ値を区域別に同時または順次処理し、区域別に順次ホールの貫通状態についての情報を得ることを特徴とする、請求項１に記載のホール検査装置。
【請求項３】
前記データ処理手段が前記伝導層及びデテクターから得たデータをイメージ化して、ホールの深さ、方向、または構造を検査することを特徴とする、請求項１または２に記載のホール検査装置。
【請求項４】
前記電子ビームが同時に多くのホールに照射されて、同時に多くのホールを検査することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のホール検査装置。
【請求項５】
前記電子ビームの照射手段にビームブランカーをさらに含むことを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか一項に記載のホール検査装置。
【請求項６】
前記電子ビームで前記ホールを修理または修正することができることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一項に記載のホール検査装置。
【請求項７】
前記電子ビームの照射手段が傾動手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項に記載のホール検査装置。
【請求項８】
多数の電子カラムが多数のホールにそれぞれ対応するようにｎ×ｍのパターンに配列される電子ビームの照射手段が同時または順次多数の電子ビームを照射する段階；  前記電子カラムで照射された電子ビームの照射によって発生する電流を前記ホールの下側に形成された伝導層、または前記伝導層及びデテクターによって測定する段階；及び
前記測定された電流データを処理する段階；を含み、ホールの貫通状態についての情報を得ることを特徴とする、ホール検査方法。
【請求項９】
前記ホールが区域別に区画される場合、前記電子ビームを照射する段階で、前記電子ビームの照射手段も前記ホールの区域に対応するように、区域別に前記それぞれのホールに対応してｎ×ｍのパターンに配列され、それぞれの区域別に同時または順次電子ビームを照射し、前記電流を測定する段階は、前記区域による電子カラムの作動によって前記区域別に電流値を測定し、前記データ処理段階は、前記電流測定段階で測定された区域による電流データを区域別に同時または順次処理し、区域別に同時または順次ホールの貫通についての情報を得ることを特徴とする、請求項８に記載のホール検査方法。
【請求項１０】
前記データ処理段階において、前記伝導層及びデテクターから得たデータをイメージ化して、ホールの深さ、方向、または構造を検査することを特徴とする、請求項８または９に記載のホール検査方法。
【請求項１１】
前記電子ビームが同時に多くのホールに照射され、同時に多くのホールを検査することを特徴とする、請求項８ないし１０のいずれか一項に記載のホール検査方法。
【請求項１２】
前記電子ビームが同時に多くのホールを検査した後、不良が発生した場合、さらに前記電子ビームをそれぞれのホールに順次走査してそれぞれのホールを検査することを特徴とする、請求項８ないし１１のいずれか一項に記載のホール検査方法。
【請求項１３】
前記電子ビームを照射する段階で、電子ビームをスキャンすることなく、所定の位置でのみ照射することを特徴とする、請求項８ないし１２のいずれか一項に記載のホール検査方法。
【請求項１４】
前記電子ビームを照射する段階で、電子ビームを同時に照射し、前記電流を前記伝導層によってのみ電流を測定し、処理した後、ホールの貫通に異常を確認した場合、さらに電子ビームを順次前記ホールに走査して異常のあるホールを確認することを特徴とする、請求項８、９、１１ないし１３のいずれか一項に記載のホール検査方法。
【請求項１５】
前記電流データを処理する段階で、異常が発生した場合、該当のホールに電子ビームを走査して修理または修正する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項８ないし１４のいずれか一項に記載のホール検査方法。
【請求項１６】
前記電子ビームを照射する段階で、前記電子ビームが傾動して照射されることを特徴とする、請求項８ないし１５のいずれか一項に記載のホール検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置で電子ビームを利用してビアホールを検査するための装置及び方法に係り、特に多数の電子ビームの照射手段から照射された多数の電子ビームが半導体装置を通過することにより電流を測定するもので、半導体装置において多くのビアホールを短時間に検査するための装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
メモリのような半導体装置においては、下部に形成されたアクティブ素子を、上部に形成された配線層に電気的に接続させるために、一般的にコンタクトホールまたはビアホールが備えられる。コンタクトホールは、反応性イオンエッチングによって表面から下部基板まで酸化膜のような絶縁層をエッチングすることにより形成される。エッチングの条件を最適化するため、コンタクトホールの外部及び内部の構成またはコンタクトホールの下部の状態を検出する必要がある。
【０００３】
大韓民国特許第１０−０３８８６９０号には、ビアホール（ｖｉａ ｈｏｌｅ）またはコンタクトホール（ｃｏｎｔａｃｔ ｈｏｌｅ）を検査するためのテスターが開示されている。この技術は、既存のＳＥＭ装備でビアホールを検査するにあたり、ビアホールの開口部は確認できるが、ビアホールの底についての情報がわからないという問題点を解決するためのものである。
【０００４】
図１は、従来技術として、前記大韓民国特許第１０−０３８８６９０号の１実施例である。前記特許明細書において、図１は従来の半導体装置のホールを検査するテスターのブロック図である。半導体テスターは、電子ビーム２を生成する電子銃１、コンデンサーレンズ３、電子ビーム２を平行にするアパーチャープレート４、サンプル５を移動させてサンプル５の照射位置を電子ビーム２で走査する可動ステージ６、電極７、電子ビーム２の照射によってサンプル５に生成された電流を測定する電流計９、可動ステージ６の移動距離を測定する移動距離測定装置８、電流計９から生じたデータを処理するコンピューターのようなデータプロセッサ１０、及び電子ビームの加速電圧の変化及び／または照射期間の変化のような制御を行うビーム制御部１１を含む。電子銃１から放出された電子ビーム２は、一旦コンデンサーレンズ３によって平行ビームになって、非常に小さなアパーチャーを持つアパーチャープレート４に向かう。アパーチャープレート４は金属などで作られ、アパーチャープレート４を照射する電子が内部に蓄積しないように接地される。アパーチャープレート４の小さなアパーチャーを通過した電子ビームはアパーチャーの面積と実質的に同じ断面積を持つ非常に細いビームになってサンプル５に向かう。アパーチャーの直径がアパーチャープレート４の熱膨脹によって変更されないようにするために、アパーチャープレート４は適切に冷却することができる。
【特許文献１】大韓民国特許第１０−０３８８６９０号
【０００５】
このように、従来のホール検査は、一つの電子ビームを生成する電子銃２を利用するため、時間が長くかかる問題点がある。すなわち、ホールを精密に検査することはできるが、検査対象のホールが多い場合、各々のホールを検査しなければならないので、時間が長くかかることになる。したがって、半導体装置の製造検査またはその他のホールの貫通検査に長時間がかかることになるため、一層速くて便利な検査装置及び方法が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記のような問題点を解決するために、本発明は、超小型電子カラムを多数利用して多くのビアホールを短時間に検査することができる検査装置及び方法を提供することに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記のような目的を達成するために、本発明による検査装置は、検査対象のホールを検査するために、電子ビームを照射する電子ビームの照射手段；前記電子ビームの照射手段から照射された電子ビームによって発生する電子を前記ホールの下部に位置する伝導層、または前記伝導層及び別のデテクターによって測定するための電流測定手段；及び前記電流測定手段によって測定されたデータを処理するデータ処理手段；を含み、前記電子ビームの照射手段は、多数の電子カラムが多数のホールにそれぞれ対応するようにｎ×ｍのパターンに配列されて同時または順次作動し、前記電子カラムの同時または順次作動によって、前記電流測定手段によってそれぞれのホールに対する電流値を測定し、前記データ処理手段は、前記電流測定手段によって測定されたデータを順次または同時に処理して、ホールの貫通状態についての情報を得ることを特徴とする。
【０００８】
前記ホールが区域別に区画される場合、前記電子カラムも前記ホールの区域に対応するように区域別に前記それぞれのホールに応じてｎ×ｍのパターンに配列され、それぞれの区域別に同時または順次作動し、前記電流測定手段は、前記区域による電子カラムの作動によって、前記区域別に電流値を測定し、前記データ処理手段は、前記電流測定手段に対応して、電流測定手段によって区域によるデータ値を区域別に同時または順次処理し、区域別に順次ホールの貫通状態についての情報を得ることを特徴とする。
【０００９】
本発明によるホール検査装置は、検査対象であるホールの位置に対応するように電子ビームの照射手段をｎ×ｍのパターンに配列して、多数のホールを検査する時間を最短化させるようにしたものである。電子ビームの照射手段として、超小型電子カラムであるマイクロカラム（ｍｉｃｒｏ−ｃｏｌｕｍｎ）を使用することが好ましい。何故ならば、マイクロカラムはその大きさが既存の電子ビームの照射手段としてのＣＲＴなどに比べて小さく、低電圧で作動するので、マルチ化が可能であり、電子ビームが照射される対象の損傷を減らすことになる。本発明において、ビアホール（ｖｉａ ｈｏｌｅ）、コンタクトホール（ｃｏｎｔａｃｔ ｈｏｌｅ）、または貫通ホール（ｔｈｒｏｕｇｈ ｈｏｌｅ）などのホールの直径対長さの比が大きいホールを検査する方法は、従来のホール検査方法をそのまま使用することができる。ホール検査方法としては、伝導層上に位置する絶縁層のホールに電子ビームを走査してホールの内部大きさまたは形状などを非破壊的に検査する方法など、従来の方法を使用することができる。すなわち、韓国特許第１０−０３８８６９０号と同様な方式を使用して本発明のホール検査装置を使用することができる。
【００１０】
本発明において、検査対象のホールは半導体チップのような半導体素子または装置などに形成されたビアホール（ｖｉａ ｈｏｌｅ）、コンタクトホール（ｃｏｎｔａｃｔ ｈｏｌｅ）、または貫通ホール（ｔｈｒｏｕｇｈ ｈｏｌｅ）のように、絶縁層に形成されたホールを検査するためのものである。絶縁層のホールは絶縁層の全体を貫通して伝導層にまで形成されたものである。ここで、絶縁層と伝導層は相対的な概念のもので、完全絶縁及び完全伝導層の場合を含むだけでなく、シリコン層の場合、高ドーピングと低ドーピングによる相対的な概念も含む。特に、伝導層の場合、前記電子ビームの照射手段によって照射された電子が前記伝導層を通して電流値として検出できるほどの伝導性を要求し、絶縁層は相対的に伝導層より伝導度が低いもので、貫通ホールを通して直接電子が伝導層に到逹するときの電流値と絶縁層を通して入射して伝導層で検出される電流値との差が大きいことが明らかであればどのような種類の絶縁層も使用可能である。
【００１１】
本発明は、電子ビームから照射された電子が絶縁層に形成されたホールを通して伝導層に入射し、伝導層を介して電子の流れを検出して、絶縁層に形成されたホールについての情報を得るものである。伝導層を介して電子の流れを検出して、絶縁層に形成されたホールについての情報を得る方法は大別して２種があり得る。まず、電子カラムから照射される電子ビームを形成する電子が絶縁層に形成されたホールを通して伝導層に到逹するとき、伝導層で検出される電子量、つまり電流値の変化によって貫通ホールについての情報を得る方法がある。そして、他の方法としては、伝導層で得られる電流値の変化を電子顕微鏡のように電子カラムから走査された電子ビームによってイメージ化して情報を得るものである。
【００１２】
前者の方法において、電流値の差のみでホールの貫通状態についての情報を得るためには、照射される電子ビームが一定の大きさ及び電子量を有することが好ましい。すなわち、所定の領域に照射された電子ビームは所定量の電流値で表わすことができなければならない。したがって、電子ビームの形成及び管理に気を付けねばならず、平行ビームまたはフォーカスビームを一定に照射しなければならず、ステージまたはビームの移動時にも非常に気を付けなければならない。本発明の検査装置は、多数の電子ビームの照射手段を対応するホールに応じてｎ×ｍの配列に配置して使用するので、それぞれの電子ビームの照射手段はそれぞれ順次作動してそれぞれのホールを検査するか、それとも全ての電子ビームの照射手段が同時にまたはグループ別に順次作動して、ホールに照射して使用することができる。それぞれの電子ビームの照射手段が順次作動するときは、順次電流値の差を確認し、そして、同時にまたはグループ別に順次作動するときは、全体的にまたはグループ別に電流値の差を確認してホールの異常有無を判断するものである。  
【００１３】
後者の方法においては、電子顕微鏡のようにビームをスキャンする方式を使用することができる。電子カラムで電子ビームを走査して絶縁層をスキャンすれば、絶縁層のホールを通過する電子が伝導層を通過することにより電流が測定され、これをデータとして活用してイメージを得ることができる。この際に得られるデータは主に絶縁層の底に関連したイメージデータを得ることができる。    
【００１４】
また、別のデテクターを利用して、絶縁層の上部に形成されたホールの入口に対するイメージデータを得ることができる。この際、デテクターは、電子ビームが絶縁層に走査して出る２次電子または反射された電子を検出することで、イメージデータを得ることができる。ここで、デテクターは、従来の電子顕微鏡で使用されるデテクターを使用して情報を得ることができる。すなわち、後者の方法によって、絶縁層のホールの入口側イメージデータと伝導層側に形成された出口側のイメージデータを共に得ることができる。したがって、このようなイメージデータによってホールの異常有無を判断することができる。イメージデータによってホールの異常有無を判断することは、従来のイメージプロセッシングなどの多様な方法によってホールの大きさ及びホールの形成に対する値を得ることができる。特に、超小型電子カラムは、低エネルギーで多くの電子を放出するので、ある程度の立体的イメージデータが得られることができる。放出される電子量によって立体イメージの幅が決定できる。もちろん、後者の場合にも、電子カラムから放出される電子ビームの量を予めデータ化してビームを制御すれば、前者の方法を共に使用することができる。イメージプロセッシングで検査する場合には、指定されたホールの位置での出口側ホールのイメージを確認する方式、あるいはホールの入口側及び出口側のイメージを比較する方式が使用できる。
【００１５】
前者の方法と後者の方法はいずれもデテクターと伝導層で検出される電流値データを利用してホールの異常の有無を確認することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によるホール検査装置は、多数の電子ビームの照射手段を利用して、絶縁層に形成されたホールの検査時間を短縮することができる。
【００１７】
また、前記電子ビームの照射手段をマイクロカラムとして使えば、低エネルギーの多数の電子を利用することになるので、試料に対する損傷の危険が減少する。また、電子カラムを使えば、スキャン機能を利用して絶縁層に形成されたホールのイメージデータまで得ることができるので、一層精密にホールに対するデータを得ることができる。
【００１８】
また、多数の電子カラムによって、ホールの貫通状態はもちろんのこと、イメージを得るだけでなく、ホールの深さ、位置、形状などについての情報を得ることができるので、ホールが間違った位置に形成されたことを確認することができる。
【００１９】
また、電子ビームを利用してホールを貫通するように修正することが可能であるので、検査対象製品を修理して使用が可能になる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図２は本発明によるホール検査装置を概略的に示す斜視図である。  
【００２１】
図２において、四つの電子カラム１００が電子ビームの照射手段として使用された。それぞれの電子カラム１００は、説明のために、三つのホール２１に電子ビームを走査することになる。ホール２１は絶縁層２０に形成されている。そして、絶縁層２０の下部には伝導層３０が位置する。ここで、絶縁層２０には、一つの電子カラム１００によって検査される三つのホール２１が形成されている。ここで、ホール２１の数、形状及び大きさは本発明による検査装置を説明するために設定されたもので、多様な大きさ、数及び形状が可能である。
【００２２】
絶縁層２０は、図２において、２区域に区画されて存在し、前記絶縁層２０の下側の伝導層３０は一つの層になっている。したがって、前記一つの伝導層３０で、各絶縁層２０のホール２１を通過した電子が検出できる。伝導層３０が多数の区域に区画され、それぞれの区域に多くの検査対象のホールが存在すれば、それぞれの伝導層の区域別に配線によって電子量（電流値）を検出し、データ処理及び検査を行う。以下、一つの伝導層を基準として、多くのホールを検査することを主として説明する。  
【００２３】
図３は一つの電子カラム１００が一つのホール２１を検査することを示す概略断面図である。
【００２４】
電子カラム１００から照射された電子ビームＢが絶縁層２０に形成されたホール２１を貫通して伝導層３０に照射される。前記伝導層３０に連結された電子検出装置Ａは、伝導層３０に到達した電子ビームに対するデータとして、前記伝導層３０に到達した電子の量を電流値で検出し、前記電流値が少ない場合に、電子検出装置Ａは増幅も行うことになる。
【００２５】
図４は絶縁層の四つのホール２１を四つの電子カラムが検査する一例を概念的に示す平面図である。電子カラムから放出された電子ビームＢは、図４の（ａ）〜（ｄ）の順に進んでホール２１を電子カラムの電子ビームＢがスキャンまたは移動しながら検査することになる。図４において、電子ビームＢの大きさはホール２１の大きさより小さい。そして、電子カラムはデフレクター（図示せず）に印加される電圧によって所定角度に偏向され、連続的に変化しながらデフレクターに印加される電圧によって電子ビームＢがスキャンされる。  
【００２６】
図５は電子ビームＢの大きさがホール２１の大きさより大きい場合を概念的に示す概略平面図、図６は電子ビームＢの一つのビームサイズ内に多くのホール２１、２２が含まれて照射される場合を概念的に示す概略平面図である。図５及び図６において、電子ビームのビームサイズは検査対象である個々のホールのサイズより大きい場合であって、図５はそれぞれのホールに対する検査を行うもので、図６はいくつかのホールが一つのビームによって検査されるものである。この場合、電子ビームの照射手段として、超小型電子カラムはスキャンの必要なしに使用できる。その代わりに、ビームブランカーを使用して必要な地点でビームを照射し、さらに他の地点に移動して他のホールにビームを照射する方式を使用することができる。
【００２７】
以下、図２〜図４を参考して本発明のホール検査方法を説明する。
【００２８】
電子カラム１００から照射された電子ビームＢは相応するホール２１をスキャンすることになる。スキャンする方法は、図４を参照して説明する。
【００２９】
図４の（ａ）において、四つの電子ビームＢはそれぞれ相応する四つのホール２１の左上部に照射されている。前記走査された電子ビームＢはすべてそれぞれのホール２１を貫いて伝導層３０に走査され、それぞれのビームは伝導層３０に連結された電子検出装置Ａで検出される。ところで、伝導層３０は一つの層でなっているので、同時に電子ビームＢが伝導層３０に走査されれば、伝導層３０に走査された電子ビームのイメージデータを解釈することは難しい。すなわち、一つの伝導層３０で多くの電流値が同時に測定されれば、電流値を利用してそれぞれのホール２１のイメージを得ることが難しい。したがって、電子カラム１００がビームブランカー（図示せず）とともにビームを一定時間照射し、さらにビームを遮断する装置を備えることで、それぞれの電子カラム１００が一つのホール２１に電子ビームＢを照射する間、他の電子カラム１００はビームブランカーによってビームの照射を遮断する。したがって、一つのホール２１で得られた電子量を検出して特定位置のイメージを得、さらに他の電子カラム１００が電子ビームＢを走査すれば、残りの電子カラム１００は電子ビーム走査が遮断される。すなわち、それぞれの電子カラム１００が順次作動して伝導層３０を介して電子検出装置Ａで電子を検出して、それぞれのホールのイメージデータを得ることになる
【００３０】
図４（ａ）はホール２１の左上部にそれぞれの電子カラム１００の電子ビームＢが同一座標にそれぞれ順次走査されることを表す。それぞれの電子カラム１００が順次電子ビームＢを同一座標に走査すれば、図４（ｂ）のように、Ｘ方向に所定の距離だけ移動し、さらに順次ビームを走査することになる。そして、電子カラム１００がＸ方向のスキャンを完了すれば、電子カラム１００は電子ビームＢを、図４（ｃ）のように、Ｙ方向に移動させる。この際、電子ビームＢを、図４（ｃ）のように、最初のＸ方向の原点に戻して始めることもでき、それともＸ軸の最終地点からＹ方向にだけ移動させることもできる。そして、さらに電子カラム１００は電子ビームＢを、図４（ｄ）のように、Ｘ方向にスキャンすることになる。ここで、Ｘ−Ｙ方向のスキャン手順または方法はデフレクターによって適宜調節可能である。ただ、データの処理のために、一定のスキャン手順を用いることが好ましい。ここで、電子ビームＢは当該ホール２１の同一座標を走査しスキャンする方法を説明した。しかし、それぞれの電子ビームＢが同一座標を走査しなくて順次走査すれば、個別的に電子ビームＢが相応する所定の区域をスキャンしながら測定してもかまわない。ただ、この場合、それぞれの電子ビームＢは該当区域ごとにスキャンしなければならないので、それぞれの電子カラム１００が電子ビームＢのスキャンを制御することが難しくなることもある。
【００３１】
上記で、多数の電子カラム１００で電子ビームＢをスキャンしてホール２１のイメージ情報を得るために、電子ビームＢを順次スキャンしてホールを検査する方法を説明したが、全体的に同時に電子ビームＢがホール２１を通して伝導層３０に到逹した電子の量、つまり電流値から、ホール２１の異常の有無を確認することもできる。すなわち、図４（ａ）において、全体電子ビームが伝導層３０に走査する電子の電流量の全体値を電子検出装置Ａが測定すれば、たとえどのホールに問題があるかはわからないとしても、ホールの位置及び数字のデータを予め得ることができるので、ホールの異常有無は判断することができる。また、それぞれの電子ビームがスキャンする間にホールの大きさについての情報も全体的に分かることもある。
【００３２】
以上、電子ビームをスキャンすることに基づいて説明したが、電子ビームまたはサンプルを、ステージを利用して移動しながら平行ビームで検査することができることはもちろんのこと、電子ビーム及びサンプルをステージを利用して同時に移動しながら検査することもできる。
【００３３】
図５は電子ビームＢの大きさ（スポットのサイズ）がホール２１の大きさより大きい場合を概念的に示す概略平面図である。図５の例は、ホール２１の大きさが非常に小さくて電子ビームＢのサイズより小さい場合である。図５において、前記ホール２１は電子ビームＢが全体ホール２１を覆っており、下側の二つのホール２１は電子ビームＢがまだホール２１の全体を照射していないことを示す。四つの電子カラム１００がスキャンすることになれば、すべてのホール２１に対して電子ビームＢがホール２１の全体入口を通して伝導層３１に入射される。ホールの位置が間違った場合、たとえスキャンを行っても全ての絶縁層をスキャンしない場合、異常のあるホールは、電子カラム１００が異常のあるホールを通して伝導層３０に電子ビームを走査することができないので、イメージデータを得ることができなくなる。すると、イメージデータを利用して、どの位置のホールが異常があるかを把握することができる。しかし、単に電子ビームを同時に走査して伝導層３０で電流値を確認すれば、異常があるホールの数までは分かることも可能であるが、異常が発生したホールの位置についての情報は得られにくい。  
【００３４】
図５の例は、図４の例より電子ビームＢをスキャンする範囲は小さくなるか、あるいはスキャンする必要のないことがある。ただ、イメージデータを得るために、もしくは問題があるホールを確認するためには、図４で説明したように、電子ビームＢを順次走査する必要がある。単にホール２１の異常の有無のみを判断するためには、全ての電子カラム１００を同時に移動あるいはスキャンしながら電子ビームＢを照査してもかまわない。ホール２１のイメージを得る方法または異常の有無のみを判断する方法は、前述した図４の説明と同一または類似するようになされる。
【００３５】
図６は、図５と同様に、それぞれの二つの電子ビームのスポットサイズが検査対象のホールより大きい場合であるが、電子ビームのスポットサイズ内にいくつかの検査対象のホールが含まれる場合に使用するためのものである。図６においては、説明のために、電子ビームのスポットＢ内に二つのホール２１及び２２が含まれるものを示す。前記二つの電子カラムから放出された上側の電子ビームＢはそれぞれ電子ビームのスポット内に二つのホール２１及び２２をともに含むように照射している。下側の二つの電子ビームＢはホール２２のみを含み、他のホール２１を完全には含んでいない。したがって、電子ビームをスキャンして前記のようにホールを全て含むようにすることができる。しかし、図６の例では、電子ビームの大きさをフォーカシング調節して意図的に大きくすることができる。一つ方法として、アウトフォーカシング、つまり焦点を試料に到逹する前に合わせることで、ホールの入口に到逹するに先立ち、予めビームのサイズを増やす方法も使用可能である。他の方法としては、電子ビームの大きさそのものを大きくして平行ビームとして走査する方法も可能である。この場合、フォーカスレンズまたはその他のレンズを使用してビームの大きさを調節することができる。図６の例は、多くのホールを検査する場合、単に貫通状態のみを短時間に検査することができる利点がある。すなわち、すべてのホールが正常に貫通されていると、伝導層３０で検出される電子量がホールにかかわらず、一定であるからである。そして、図６の例において、スキャンの必要なしに、ビームブランカーを使用して所望の座標または地点でのみ電子ビームを照射してから他の位置に移動する方式を使用して、続けて検査を行うことができる。このような電子ビームの走査位置の移動は、ビームブランカーとデフレクターを利用することによるものの以外に、ステージなどを利用して試料を動かすか、超小型電子カラムとともに小型電子ビームの照射手段をステージなどによって移動させるか、または試料と電子ビームの照射手段の両者を移動させることによるものがある。特に、図６の例は、小さなホールが近接して形成された場合に使用が便利である。別の大きなホールにおいては、図５のような形式で使用することができる。
【００３６】
また、図４または図５の場合においても、図６の例と同様に、ホールの内でもしくは辺りで、スキャンまたは移動なしに、ビームブランカーを使用して一度照射しさらに検査対象のホールの位置によって所定の位置で照射する方式で検査することができる。
【００３７】
以上で、多数の電子カラムを用いて、ホールのイメージに基づきホールの異常の有無を判断する方法と、伝導層で電流データを利用してホール全部の異常の有無のみを判断する方法を説明した。
【００３８】
このような多数の電子カラムを用いる場合、ホールと電子カラムを一対一に対応させて迅速に検査することができるが、ホール間隔の小さい場合は、一つの電子カラムが多数のホールを検査しなければならない。このように、一つの電子カラムが多数のホールを検査するためには、電子カラムが広い領域をスキャンするか、あるいは電子カラムまたは試料が移動する必要がある。電子カラムがスキャンする場合、伝導層で検出される電流値でホールの異常の有無を判断するためには、スキャン角度によって、電子カラムから放出される電流値を予めデータ化する必要がある。電子カラムはデフレクターを制御して所定の量だけの電子ビームを偏向させることができるが、電子ビームを偏向させるとき、所定の間隔で偏向させると、それぞれの所定の間隔で放出される電子量を予め確認してデータ化することができる。すなわち、ホールの検査に先立ち、予め電子カラムから放出される電子量を所定の距離で角度別に予め測定する方法などで予め電子量をデータ化することが可能である。このデータによってホールの異常有無を判断することができる。
【００３９】
また、本発明の好適な検査方法の一つとして、同一領域でも短時間に多くのホールを多数の電子ビームの照射手段の全てを同時に作動させ、全てのホールの異常の有無を、同一伝導層３０で単純に配線などを介して電子検出手段で検出してデータ処理手段で確認する方法によって検査することができる。検出された電子量で異常が確認される場合、つまり検出された電子量が予定の電子量より小さい場合、図４または図５のように、それぞれのホールを順次検査することで、異常があるホールを確認することができる。同時に多くのホールを走査する方式は、図６のように、できるだけ大きなサイズのビームで多くのホールを検査することが好ましい。  
【００４０】
また、ホールの全長にわたって全く貫通しない場合、あるいはホールの貫通形状に問題がある場合（非常に曲がるか貫通量が少ない場合）、電子ビームでホールを貫通させるかまたはホールの形状を所望の形態に修正することもできる。これは、電子ビームの条件を変更することで、つまりエネルギー、ビームの直径（ｂｅａｍ ｓｐｏｔ）、ビームカーレント、加速電圧などを変更することで、ホールの貫通しない部分、または突出した部分などにずっと走査して、絶縁層において電子ビームが走査された部分のみを除去するようにするものである。これは絶縁層の素材によって違えるが、電子ビームを利用したリペアー（ｒｅｐａｉｒ）機能のような方法を使用することで可能になる。すなわち、電子ビームをホールの内部にスキャンし、そして試料を食刻（ｅｔｃｈｉｎｇ）することによって可能になる。電子ビームをイオンビームに変更すれば、直的食刻が可能であり、あるいは素材によって、食刻に役立つガスを注入して走査対象の部位に噴射し、電子ビームまたはイオンビームで除去する方式を使用することもできる。この場合、図５のように行うこともできるが、図４のように、電子ビームのスポットサイズをホールの直径より小さくして、電子ビームをホール内でスキャンする方式が好ましい。  
【００４１】
また、本発明において、電子ビームの照射手段としてマイクロカラムを利用すれば、電子ビームの照射手段を傾動させることができる。マイクロカラムは小さなサイズ（数ｃｍ以内）に製作することができるので、傾動手段によって容易に傾動させることができる。チャンバ内で前記マイクロカラムを支持する手段そのものを傾動ステージによってなすこともでき、小型アームロボット構造を使用しても可能である。前記のような傾動によって電子ビームのスキャン角度を広げることもでき、図４のように、ビームがホールに比べて小さい場合、ホールの内部で傾動しながらスキャンしてホール内部の構造に対するイメージを得ることができる。  
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によるホール検査装置及び検査方法は、半導体ウエハーなどの半導体装置の製造工程において、ホール検査のための装置及び方法として使用することができる。
【００４３】
例示を目的として本発明の好ましい実施形態を記載したが、当業者であれば、添付の請求項に記載された発明の範囲と精神から逸脱することなく、様々な変更、追加、置換が可能であることが分かるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】従来の半導体装置のホールを検査するテスターのブロック図である。
【図２】本発明によるホール検査装置を概略的に示す斜視図である。
【図３】一つの電子カラム１００が一つのホール２１を検査することを示す概略断面図である。
【図４】絶縁層の四つのホール２１を四つの電子カラムが検査する一例を概念的に示す平面図である。
【図５】電子ビームＢの大きさがホール２１の大きさより大きい場合を概念的に示す概略平面図である。
【図６】電子ビームＢの一つのビームサイズ内に多くのホール２１及び２２が含まれて照射される場合を概念的に示す概略平面図である。
【符号の説明】
【００４５】
２０…絶縁層    ２１，２２…ホール    ３０…伝導層  
１００…電子カラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図４（ｃ）】
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【図４（ｄ）】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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