(57)【要約】【課題】荷電粒子線を用いて、半導体製造工程途中の回路パターンを持つウエハ上の欠陥の位置や種類を検査する方法において、回路パターンの異常な帯電を防ぎ、電子線照射領域を均一に、所望の帯電電圧に制御し、半導体装置の信頼性および生産性を高める。【解決手段】荷電粒子源１０からの荷電粒子線を用いて、半導体製造工程途中の回路パターンを持つウエハ上の欠陥の位置や種類を検査するに際して、試料台３に載置された基板の回路パターンの接合に光源１７からの紫外光を照射すると同時に荷電粒子線を照射し、画像のコントラストにより高感度に検査を行う。紫外光の波長は絶縁膜の吸収端よりも短い。【選択図】図1
2008016858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子源からの一次荷電粒子線を、絶縁膜と配線材料とを含む回路パターンが形成された回路パターン基板に照射・走査する工程と、
前記回路パターン基板に紫外光を照射すると同時に、前記回路パターン基板の上面に設置された電極に、該回路パターン基板に対して正の電圧を印加することによって、該回路パターン基板の上面に電界を生成して該回路パターン基板の表面の帯電電圧を正に帯電させる工程と、
前記回路パターン基板からの二次荷電粒子を検出する工程と、
検出した信号のコントラストの変化から回路パターンの導通・非導通を検査する工程と、を具備し、
前記紫外光の波長が前記絶縁膜の吸収端より短いことを特徴とする荷電粒子線を用いた回路パターン用基板検査方法。
【請求項２】
第１の荷電粒子源からの一次荷電粒子線を用いて、予め絶縁膜と配線材料とを含む回路パターンが形成された回路パターン基板を帯電させる工程と、
第２の荷電粒子源からの一次荷電粒子線を回路パターンが形成された前記回路パターン基板に照射・走査する工程と、
前記回路パターン基板に紫外光を照射すると同時に、前記回路パターン基板の上面に設置された電極に、該回路パターン基板に対して正の電圧を印加することによって、該回路パターン基板の上面に電界を生成して該回路パターン基板の表面の帯電電圧を正に帯電させる工程と、
前記回路パターン基板からの二次荷電粒子を検出する工程と、
検出した信号のコントラストの変化から回路パターンの導通・非導通を検査する工程と、を具備し、
前記紫外光の波長が前記絶縁膜の吸収端より短いことを特徴とする荷電粒子線を用いた回路パターン用基板検査方法。
【請求項３】
荷電粒子源からの一次荷電粒子線を絶縁膜と配線材料とを含む回路パターンが形成された回路パターン基板に照射・走査する工程と、
前記回路パターン基板に紫外光を照射すると同時に、前記回路パターン基板の上面に設置された電極に、該回路パターン基板に対して正の電圧を印加することによって、該回路パターン基板の上面に電界を生成して該回路パターン基板の表面の帯電電圧を正に帯電させる工程と、
前記回路パターン基板からの二次荷電粒子を検出する工程と、
基板上に形成された回路パターンを構成する絶縁膜の種類に応じて、選択的に絶縁膜表面を導伝化する工程を含み、前記基板からの二次荷電粒子からの信号に基づいて、検出した信号のコントラストの変化から回路パターンの導通・非導通を検査する工程と、を具備し、
前記紫外光の波長が前記絶縁膜の吸収端より短いことを特徴とする荷電粒子線を用いた回路パターン用基板検査方法。
【請求項４】
請求項３記載の荷電粒子線を用いた回路パターン用基板検査方法において、
前記絶縁膜表面を導伝化する工程として、紫外光の照射を行なうことを特徴とする荷電粒子線を用いた回路パターン用基板検査方法。
【請求項５】
絶縁膜と配線材料とを含む回路パターンが形成された回路パターン基板を載置する試料台と、
荷電粒子源と、
前記荷電粒子源からの一次荷電粒子線を前記回路パターン基板上に走査する偏向器と、
一次荷電粒子線を前記回路パターン基板上に照射する対物レンズと、
前記回路パターン基板に波長が前記絶縁膜の吸収端より短い紫外光を照射するための紫外光源と、
前記回路パターン基板の上面に設置され、前記回路パターン基板に対して正の電圧を印加する帯電制御用の電極と、
前記荷電粒子源からの一次荷電粒子線を前記回路パターン基板に照射し、前記回路パターン基板から得られる二次荷電粒子を検出し、それに基づいて二次荷電粒子像を記憶し、該記憶された二次荷電粒子像のコントラストから回路パターンの導通・非導通を検査する検査部と、
を具備したことを特徴とする荷電粒子線を用いた回路パターン用基板検査装置。
【請求項６】
請求項５記載の回路パターン用基板検査装置において、
前記紫外光源と前記試料台の間に設けられたフィルタを有することを特徴とする荷電粒子線を用いた回路パターン用基板検査装置。
【請求項７】
絶縁膜と配線材料とを含む回路パターンが形成された回路パターン基板を載置する試料台と、
前記回路パターン基板に一次荷電粒子線を照射する荷電粒子光源系と、
前記回路パターン基板に紫外光を照射できる紫外光源と、
前記回路パターン基板の上面に設置され、前記回路パターン基板に対して正の電圧を印加する帯電制御用の電極と、
前記一次荷電粒子線を前記回路パターン基板に照射し、前記回路パターン基板から得られる二次荷電粒子を検出し、それに基づいて二次荷電粒子像を記憶し、該記憶された二次荷電粒子像のコントラストから回路パターンの導通・非導通を検査する検査部と、
前記絶縁膜の材質に応じて、前記紫外光の波長を前記絶縁膜の吸収端よりも短い波長に制御できる制御手段と、
を具備したことを特徴とする荷電粒子線を用いた回路パターン用基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線を用いた基板検査技術にかかわり、特に、電子線等の荷電粒子線を用いた検査技術において、微細な回路パターンを有する半導体ウエハ等の基板上の異物や欠陥を検出する検査技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体回路の高集積化に伴なって、配線パターンがますます多層化・複雑化すると同時に、配線間の絶縁膜材料の低誘電率化・多様化が進んでいる。このような半導体回路の電気的欠陥を半導体製造工程途中において、高速且つ安定に検査するための技術が必要となってきている。システムLSI等では、多品種の回路形成プロセスを短期間に開発することが必要であるので、多様な種類の回路を検査する技術が必要とされている。
【０００３】
このような半導体回路製造技術のニーズに対して、前記のように、荷電粒子線を用いて半導体製造工程途中のウエハ上に照射し、表面電位差によって生じる二次電子コントラストを用いて半導体回路を検査することによって、半導体製造工程途中の回路パターンの電気的欠陥を検査することが可能である。
【０００４】
例えば、CMOS等のトランジスタを含むコンタクト孔の非導通を検査する方法として、例えば特開平11-121561号公報（特許文献１）に示す方法が知られている。この方法では、n拡散層上のコンタクトは、表面を負に帯電させて検査を行ない、また、p拡散層上のコンタクトは、表面を正に帯電させることにより、非導通欠陥を検査することが開示されている。n拡散層上を検査する場合、正常コンタクトは荷電されることは無いが、非導通であるコンタクトは表面が負に荷電されることにより、二次電子画像のコントラストの差として欠陥を検出し、また、p拡散層上のコンタクト検査の場合は、正常コンタクトは荷電されることは無いが、非導通であるコンタクトは表面が正に帯電されることにより、二次電子画像のコントラストの差として検出することが開示されている。
【０００５】
一方、特開平11-87451号公報（特許文献２）には、荷電ビーム照射によって電荷を供給しつつpn接合部にレーザービームによってキャリアを発生させ、これによって誘起される電流を基板から取り出して測定し、コンタクト欠陥を検査する方法が開示されている。この方法では、任意箇所で非接触での電流供給を可能として、電極パッドの形成を必要としない半導体装置の検査装置の検査方法を提供し、製造工程途中でのOBICによる半導体装置の検査、解析を可能としている。
【特許文献１】特開平11-121561号公報
【特許文献２】特開平11-87451号公報
【特許文献３】特開2000-357483号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の電子線式半導体検査方法は、以下のような課題を有していた。
【０００７】
CMOS等、種々の種類の接合を持つコンタクトを含む回路パターンの非導通を検査するには、ウエハ表面を正極性と負極性に順番に帯電させて２回検査する必要があった。例えば、図２に示すようなn拡散層40上のコンタクト38は、表面を負に帯電させて検査を行なう。この場合、正常ホールは荷電されることは無いが、非導通欠陥であるコンタクトは負に荷電される。
【０００８】
また、p拡散層41上のコンタクト39では、表面を正に帯電させて検査を行なう。この場合、正常ホールは荷電されないが、非導通欠陥であるコンタクトは正に荷電される。このように、正極性と負極性に順番に帯電させて検査する必要があり、時間がかかるだけでなく、帯電のムラが発生しやすく感度が低下するという問題があった。
【０００９】
さらに、電子線照射中に荷電されているコンタクト、例えば、正極性に帯電されているときのn拡散層上のコンタクト38において、基板に形成されている接合の抵抗にばらつきがある場合、接合の抵抗のばらつきによってコンタクトの帯電電圧がばらつくため、二次電子画像のコントラストに相違が生じて正常なコンタクトを欠陥として誤検出してしまうという問題があった。
【００１０】
また、レーザービームを照射しながら荷電ビームを照射したときの基板電流を測定する従来の方法では、レーザービーム照射によって基板に電子-正孔対が生じるので、基板電流にノイズが発生し、微弱なOBIC電流の相違を検出することが困難になるという課題があった。
【００１１】
さらに、レーザービーム照射によってキャリアを発生させて、基板電流を検出する方法では、空間分解能がレーザービームの空間分解能に制限されるので、微細なパターンの検査が困難になるという課題があった。
【００１２】
また、通常半導体装置にはコンタクトの部分に形成されたpn接合の下にも何層かドープ層が形成されているので、それぞれの層間に形成された接合によってOBIC電流が影響を受け、感度が低下するという課題があった。
【００１３】
さらに、SOIウエハの様に、パターン回路とSi基板の間に絶縁膜が形成されて、パターン回路とSi基板との間が電気的に絶縁されている場合には、検査が不可能になるという課題があった。
【００１４】
本発明の目的は、上記の課題を解決し、様々な回路パターンを持つウエハ表面及び回路パターンの帯電を高速且つ安定に制御し、高速且つ高精度に欠陥検査を行なう基板検査方法を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の他の目的は、得られた欠陥情報から半導体製造プロセスの最適化に寄与する技術を提供することにある。
【００１６】
さらに、本発明の他の目的は、半導体製造プロセスの管理において、プロセス異常を早期に発見して対策することによって、半導体装置の信頼性を高めるのに寄与する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
まず、CMOS等、種々の種類の接合を持つコンタクトを含む回路パターンの非導通を検査する方法を説明する。従来は、正極性と負極性に順番に帯電させて検査する必要があり、時間がかかるだけでなく、帯電のムラが発生しやすく感度が低下するという問題があった。
【００１８】
そこで、表面の帯電の極性を変えて２回検査することを回避するために、電子線照射中に光をウエハ上面から照射して、二次電子画像を取得することによって、二次電子画像のコントラストが接合によって受ける影響を低下させるための手段を設けた。
【００１９】
光の波長として、回路パターンの絶縁膜を透過し、接合部のSiを透過しない波長を用いた。例えば、回路パターン上に形成された絶縁膜として、SiO2とSi3N4が用いられている場合、200nm以上の波長の光を照射する手段を設けた。この波長の光は、パターン上に形成されたSiO2及びSi3N4を透過し、Si基板で吸収されて電子正孔対を発生する。この光は接合上面に形成されたプラグを透過できないので、光を接合部に照射するために、光を照射する方向として、図９に示すようにパターン回路の並びの方向からずれた方向から光を照射するための手段を設けた。
【００２０】
表面の帯電の極性を変えて２回検査することを回避するための別の手段として、電子線照射中に光をウエハ裏面から照射して、二次電子画像を取得することによって、二次電子画像のコントラストが接合によって受ける影響を低下させる手段を設けた。光の波長として、Si基板を透過し、Si基板表面に形成された接合部で電子・正孔対を発生する900nm以上1200nm以下の波長を照射するための手段を設けた。
【００２１】
このように、電子線照射中に上記の紫外光あるいはレーザー光を照射することによって、接合部で電子・正孔対が発生するようになる。この結果、接合の種類によるプラグ表面の帯電電圧の相違を無くすことができるようになり、検査を１回行なえば、全ての種類の接合上において、非導通を検査できるようになる。
【００２２】
また、本発明では半導体回路表面から発生した二次電子を検出して欠陥を検査しているので、従来の基板電流を検出する方式とは異なり、レーザー光照射によって基板に発生したキャリアがノイズとなることなく検査を行なうことができる。さらに、本発明の空間分解能は二次電子の空間分解能に依存するので、基板電流を検出する従来方式よりも微細パターンの検査を行なうことが可能となる。
【００２３】
また、従来の二次電子画像による検査方法では、Si3N4のような絶縁膜上に形成されたホールパターンでは、荷電粒子線をパターンに照射しても、ホール周囲の絶縁膜との間に電位コントラストが形成されないため、非開口検査を行なうことはできなかった。そこで、被検査領域の回路パターンを形成する異なる種類の絶縁膜のうち、少なくとも１種類の絶縁膜表面を導伝化しながら、二次電子画像を取得するための手段を設けた。一例として、電子線照射中に紫外光をウエハ表面に照射して、絶縁膜表面を導電化するための手段を設けた。
【００２４】
例えば、ホール底の材料がSi3N4であり、ホール周囲の材料がSiO2であるホールパターンを検査する場合、SiO2を透過し、Si3N4表面を導電化する波長として、150nm以上200nm以下の紫外光を照射するための手段を設けた。このとき、紫外光をファイバー等で導入する手段を設けて、アスペクト比の高いパターンではウエハ表面に対して高角度から照射できる手段を設けた。
【００２５】
また、従来の二次電子画像による欠陥検査方法では、非導通欠陥の種類、例えば、コンタクト孔底の残さによる非開口か配線のボイドによる非導通かを区別して検出することは不可能であった。そこで、電子線照射中に表面あるいは裏面から光を照射しながら、二次電子画像を取得するための手段を設けた。
【００２６】
さらに、光を照射しながら取得した二次電子画像と、レーザー照射無しで取得した二次電子画像を比較して、欠陥の種類を判定するための機構を設けた。光を裏面から照射する場合には、1.2um以上の波長の光を照射するための機構を設けた。
【００２７】
欠陥部にレーザーが照射されると、熱伝効果によって欠陥の抵抗値が変化する。このため、欠陥の種類によって欠陥部の表面の帯電電圧に差が生じ、二次電子画像のコントラストが変化する。光を照射した場合としない場合での二次電子画像を比較することによって、欠陥の種類を評価することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によって、半導体装置の回路パターンの種類や材料によらず、様々な種類の半導体回路検査が可能となり、高感度な検査を行なうことができるようになった。
【００２９】
また、検出された欠陥の種類を区別して検出することが可能となった。
【００３０】
さらに、回路パターンの異常な帯電を防ぎ、電子線照射領域を均一に帯電可能となり、高速に安定した二次電子画像を検出し、高感度な検査を行なうことができるようになった。
【００３１】
その結果、半導体製造工程の早期立ち上げや早期不良対策が可能となり、半導体装置の信頼性および生産性を高めることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
【００３３】
（実施例１）
本実施例では、被検査ウエハの基板に異なる種類の接合が形成されている場合の非導通検査方法の一例について述べる。本実施例における半導体検査装置の構成の一例を図１に示す。
【００３４】
半導体装置の検査装置1は、電子光学系2、ステージ機構系3、ウエハ搬送系4、真空排気系5、光学顕微鏡6、制御系7、操作部8、光照射系9より構成されている。電子光学系2は、電子銃10、コンデンサレンズ11、対物レンズ12、検出器13、エネルギーフィルタ14、偏向器15（例えば、ＥＸＢ偏向器）、ウエハ上面の電極16、ウエハ高さ検出器より構成されている。
【００３５】
光照射系9は紫外光源17、ノズル18で構成されている。ステージ機構系3は、ＸＹステージ19およびウエハを保持し載置するためのホルダ（試料台）20、ホルダ21およびウエハ22に負の電圧を印加するためのリターディング電源23より構成されている。ＸＹステージ20には、レーザー測長による位置検出器が取りつけられている。ウエハ搬送系4はカセット載置部24とウエハローダ25とＸＹステージ20間をウエハ22が行き来するようになっている。
【００３６】
制御系7は、信号検出系制御部26、ブランキング制御部27、ビーム偏向補正制御部28、電子光学系制御部29、ステージ制御部30、電極制御部31、紫外光制御部32より構成されている。
【００３７】
操作部8は、操作画面および操作部33、画像処理部34、画像・検査データ保存部（記憶部）35、外部サーバ36より構成されている。
【００３８】
本実施例では、いくつかの種類の接合を持つ被検査ウエハに光37を照射しながら、電子線を照射し、検出された二次電子画像から欠陥検査を行なう。接合の種類による影響を低下させるための光源17として、回路パターンを形成する絶縁膜の吸収端より長く、Si基板で吸収される1000nm以下の波長の光を照射する。例えば、絶縁膜がSiO2の場合、150nm以上1000nm以下の波長の光を照射する。絶縁膜にSi3N4が含まれる場合、200nm以上1000nm以下の波長の光を照射する。
【００３９】
光として、例えば波長633nmのレーザー光、あるいは、D2等のエキシマランプを用いることができる。D2を用いたエキシマランプの場合は、光源の後段に波長選定用のフィルタを設置することによって、特定波長の紫外光を得ることができる。
【００４０】
また、一つの光源で数種類の波長を選定することもできる。例えば波長633nmのレーザー光を図６に示す断面構造を持つ回路パターンに照射した場合について説明する。光源17から発生した光37は発生した光37が透過可能な物質で構成された真空窓を通して真空中に導入される。例えば石英やMgF2やLiF等の物質を用いることができる。真空中に導入された光は絶縁性のノズル18等を通して導入される。
【００４１】
これによって、真空チャンバー内で光が乱反射したために生じるノイズを防いで二次電子画像を取得することができる。また、この光を誘導するノズル18内にミラー等を設置して、光を集光あるいは偏向してウエハ表面に照射することもできる。光は電子線が走査されている領域よりも十分広い領域を均一に照射することができる。
【００４２】
光照射と同時に二次電子画像を取得する場合、エネルギーフィルタ14を用いて特定のエネルギーを持つ二次電子を検出ことができる。これによって、光照射によって放出された光電子を含む二次電子によるノイズを除去して検査することができる。一例として、ある閾値以上の二次電子を取得する方式のエネルギーフィルタを用いることができる。閾値は、光37のエネルギー以下の閾値に設定し、二次電子画像を取得することによって、光照射によるノイズを低減させることができる。
【００４３】
欠陥検出方法について、検査フローに従って説明する。図５に、検査フローを示す。まず、操作画面33上で検査するウエハのカセット内棚番号を指定する（ステップ53）。そして、被検査ウエハの情報として、パターンレイアウト等のウエハ情報を入力する。検査条件として、検査領域、二次電子画像を取得するときの電子ビーム照射エネルギー、ビーム電流、走査速度、走査サイズを入力する（ステップ54）。また、被検査ウエハの情報から、データベース化された検査条件を用いることもできる。これらの被検査ウエハの情報、電子線の照射条件、検査条件は、外部サーバ36から入力することも可能である。光の照射条件として、波長、パワー、照射領域等の条件を入力する。
【００４４】
検査を開始すると、ウエハ22を検査装置に搬送する。ウエハ22はカセットからウエハローダ内に搬送された後、ウエハローダは真空排気される。その後、既に真空排気されている検査室に導入される（ステップ55）。
【００４５】
ウエハロード終了後、上記入力された検査条件に基づき、電子光学系制御部25より各部に電子線照射条件が設定される。そして、ウエハホルダ21上にビーム校正用パターンが電子光学系2下に来るようにステージ19が移動する（ステップ56）。その後、電子線画像を取得し、焦点、非点および検出系の設定を調整して画像のコントラスト等を調整する（ステップ57）。同時にウエハ22の高さを求め、この後の電子線画像取得時には毎回焦点合わせを行なうことなく、ウエハ高さ検出の結果より合焦点条件に自動的に調整することができる。
【００４６】
その後、ウエハ22上の２点から被検査ウエハ22の光学顕微鏡による像と二次電子画像とのアライメントを行なう。さらに二次電子線画像を取得し、明るさの調整を実施する（ステップ60）。検査条件ファイルに基づき、電子線画像を取得する際には電子ビーム電流や電子ビーム照射エネルギー、エネルギーフィルタ14に印加する電圧や使用する検出器13、検出系のゲインが設定されており、これらのパラメータを設定して電子線画像を取得する。明るさ調整が完了したら、検査を実行する（ステップ61）。検査領域は、検査条件ファイルに予め指定しておく。
【００４７】
本実施例を用いて、光37を照射して非導通欠陥検査を行なう方法の一例として、図６の回路パターンを正極性に帯電して検査を行なった場合の一実施例を以下に述べる。ウエハ表面に例えば照射エネルギー500eVの電子線を照射し、Siで構成されたプラグを正極性に帯電させる。Si基板73に形成されたpウェル72上にn拡散層69が形成されている場合、接合部に逆バイアスがかかるので、接合部に空乏層が形成される。この結果、Si基板73から電子が供給されずプラグは正極性に帯電する。
【００４８】
一方、nウェル71上に形成されたp拡散層70が形成されている場合、接合に順バイアスがかかるので、Si基板73から電子が供給されてプラグ76表面は0 Vになる。従って、このときの二次電子画像は図７のようになる。非導通のプラグ75は正に帯電して暗く観察されるので、正極性の帯電を用いた検査だけでは、正常ホール74と非導通欠陥75を区別することが困難であった。
【００４９】
これに対して、波長633nmのレーザー光を照射した場合、レーザー光は絶縁膜78を透過し、基板Si73に到達する。このレーザー光はSi及び接合部に形成された空乏層内で電子正孔対を発生して、価電子帯の電子を導電帯に励起させることができるので、逆バイアスがかかった場合でも接合部に電流を流すことができる。
【００５０】
従って、プラグ74でも、Si基板から電子が供給されるので、プラグの帯電は緩和される。この結果、レーザー光を照射した場合は図８に示すように接合の影響なく二次電子画像を取得することが可能となり、１回の検査で非導通欠陥を検出できるようになった。
【００５１】
これに対して、ウエハ表面を負極性に帯電させて検査を行なう場合は、従来の方法では正常プラグ76及び欠陥プラグ77の接合部に逆バイアスがかかるため、正常プラグ76と欠陥プラグ77を区別することができない。
【００５２】
本実施例では、レーザー光を接合部に照射して接合部に電流が流れるので、欠陥プラグ77と欠陥プラグ75が帯電される。これによって、負極性の帯電を用いた場合でも接合の種類によらず、二次電子画像の相違から、欠陥検査を行なうことができるようになった。
【００５３】
このとき、紫外光37を照射する入射方向について次に述べる。通常メモリのような回路パターンでは、図９に示すように、パターンが直行するように配列されている。通常、プラグの材料として、poly Siや金属が使われているので、上記の紫外光はプラグ部分を透過することはできない。そこで、紫外光37の入射方向をパターンの配列方向81からずらして照射できる構成とした。これによって、密なパターン回路でも下地Siの接合部に紫外光を照射して接合の影響を低減し、非道通欠陥を検出できるようになった。
【００５４】
次に、下地がSi3N4のような絶縁膜上に形成されたホールの非開口欠陥の検出方法の一例を述べる。下地の絶縁膜上を導伝化させるために照射する光源として、回路パターンを形成する絶縁膜の吸収端より長く、下地の絶縁膜の吸収端より短い波長の光を照射する。例えば、図１０に示すように、上層の絶縁膜45がSiO2、下地の絶縁膜43がSi3N4の場合、140nm以上200nm以下の波長の紫外光を照射する。
【００５５】
光源17として、ArF(波長：193nm)、Kr2(波長：146nm)、Xe(波長：172nm)等の紫外光源を用いることができる。例えば波長193nmの紫外光を図１０示す断面構造を持つ回路パターンに照射した場合について説明する。
【００５６】
図１０の回路パターンに紫外光照射無しで電子線を照射してパターン表面を正極性に帯電させたときは、SiO2も下地のSi3N4も正極性に帯電されるので、正常ホール82と非開口ホール83は図１１(a)に示すような二次電子画像となり、欠陥を検出することは不可能であった。
【００５７】
これに対して、波長193 nmの紫外光を照射した場合、紫外光は上層45のSiO2を透過し、下地43のSi3N4に到達する。この紫外光はSi3N4で、価電子帯の電子を導電帯に励起させることができるので、正常ホール82の底からは二次電子が放出され易くなる。
【００５８】
この結果、図１１(b)に示す様に正常ホール82は明るく、非開口ホール83は暗く観察され、Si3N4のような絶縁膜上でも非開口検査が可能となった。
【００５９】
このとき、光を照射する入射方向について次に述べる。図１０に示すように、層間に下地絶縁膜と同種の材料で構成された層84がある場合がある。このような構造のウエハにおいて、下地の絶縁膜に光を到達させるためには高角度で照射する方法が有効である。
【００６０】
図１２に高角度から光を照射するための装置のウエハ表面近傍の概要を示す。ファイバー85等を用いてプローブ先端部に光37を誘導し、対物レンズ12のわきから照射できる構成である。これにより、ウエハ表面に対して高角度で光37を照射できるようになり、ホール底の絶縁膜を効率良く導伝化することが可能となり、絶縁膜上のホールの非開口検査が可能となった。
【００６１】
以上述べたような方法を用いて欠陥と判定された箇所は、欠陥箇所の座標、信号値、欠陥の種類および欠陥のサイズ等が自動的に記録され、操作画面33内のウエハマップ上の相当する箇所に欠陥有りのマークが種類別に表示される。該検査条件ファイルで指定された領域の検査を終了したら、欠陥箇所を再度画像取得することができる（図５中、ステップ62）。
【００６２】
以上述べた方法により、回路パターンの接合の種類や材料によらず、様々な種類の半導体回路の検査が可能となり、高感度な検査を行なうことができるようになった。その結果、半導体製造工程の早期立ち上げや早期不良対策に貢献できるようになった。
【００６３】
（実施例２）
本実施例では、ウエハ22の裏面からレーザー光37を照射し、非導通を検査する方法の一例について述べる。本実施例で用いた半導体検査装置の一例を図１３に示す。電子光学系2、ステージ機構系3、ウエハ搬送系4、真空排気系5、光学顕微鏡6、制御系7、操作部8、レーザー光照射系9より構成されている。レーザー光照射系9以外は実施例１で述べたものと同等の構成である。レーザー光源17から発生したレーザー光37は発生したレーザー光が透過可能な物質で構成された真空窓を通して真空中に導入される。真空中に導入されたレーザー光は、被検査ウエハ22の裏面から照射される。
【００６４】
被検査ウエハ22の試料台20、ホルダ21およびXYステージ19の裏面にはレーザー光照射を行なうための窓が設置されている。この窓は、レーザー光37が透過可能な物質で構成されている。一方、検査画像を取得するための電子線51はウエハ上面から照射・走査される。このレーザー光37と電子線51はウエハ22の裏面と表面から同時に同一箇所を照射することが可能であり、レーザー光37を裏面から照射しながらウエハ表面の二次電子画像を取得することができる。
【００６５】
レーザー光照射と同時に二次電子画像を取得すると、レーザー光によって励起された二次電子が二次電子画像のノイズとなる。このノイズを除去するために、エネルギーフィルタ14を用いて特定のエネルギーを持つ二次電子を検出することもできる。これによって、レーザー光照射によって放出されたノイズを除去して検査することができる。一例として、ある閾値以上の二次電子を取得する方式のエネルギーフィルタ14を用いることができる。
【００６６】
例えばCMOSのように、被検査ウエハの基板に異なる種類の接合が形成されている場合がある。まず、いくつかの種類の接合を持つ被検査ウエハにレーザー光をウエハ裏面から照射しながら、ウエハ表面から電子線を照射し、検出された二次電子画像から欠陥検査を行なう方法の一例を示す。
【００６７】
従来は実施例１で述べたように、図６に示す回路パターンを正極性に帯電させたときには、Siで構成されたプラグも正極性に帯電する。このときの二次電子画像は図７のようになり、正極性の帯電を用いた検査だけでは、正常ホール74と非導通欠陥75を区別することが困難であった。これに対して本実施例では、接合の種類による影響を低下させるためのレーザー光源17として、例えばSi基板を透過し、接合部で電子励起を行なうことが可能な波長900以上1200nm以下のレーザー光を照射する。
【００６８】
この波長のレーザー光はSi基板だけでなく酸化膜等、絶縁膜等の物質も透過する。このためウエハ裏面からレーザー光を照射すると、Si基板を透過して、接合部分にレーザーを照射することが可能となる。このレーザー光は接合部で、価電子帯の電子を導電帯に励起させることができる。従って、接合に逆バイアスがかかる様に電子線照射した場合でも、Si基板および接合部から電子が供給されるので、プラグ74の帯電は緩和される。この結果、レーザー照射した場合は図８に示すように接合の影響の少ない二次電子画像を取得することが可能となり、１回の検査で非導通欠陥を検出できるようになった。
【００６９】
本実施例では、光37をウエハ裏面から照射するので、Si基板上に形成されたパターンの形状や材料によらず検査することが可能である。また、本波長のレーザー光は酸化膜を透過できるので、SOIウエハのような酸化膜上に形成された回路パターンの検査にも有効である。基本的に試料台20、ウエハホルダ21やXYステージ19の裏面にはレーザー光照射のための窓を設置することが望ましい。あるいは、試料台20、ウエハホルダ21及びステージ19の底部をレーザー光37が透過可能な材料、例えばpoly Si等で構成することによって、窓を設置しなくても検査する。
【００７０】
次に、図４に示すような非導通欠陥の種類、例えば、コンタクト孔底の残さによる非開口47か配線のボイドによる非導通48かを区別して検出する方法の一例について述べる。
【００７１】
従来は、図４に示す回路パターンを正極性に帯電させたときには、ホール底の残さによる非開口による欠陥47もプラグに発生したボイドによる欠陥48も正極性に帯電する。従ってこのときの二次電子画像からは欠陥プラグ47と欠陥プラグ48を区別して検出することは困難であった。
【００７２】
これに対して、本実施例では、欠陥の種類別に検出するために、レーザー光37をウエハ裏面から照射しながら、二次電子画像を取得することが可能である。レーザー光源17として、例えばSi基板を透過し、配線部で電子励起を行なうことが可能な波長900以上のレーザー光を照射する。この波長のレーザー光はSi基板だけでなく酸化膜等、絶縁膜等の物質も透過する。
【００７３】
このため、ウエハ裏面からレーザー光37を照射すると、Si基板を透過して、欠陥部分にレーザーを照射することが可能となる。このレーザー光は接合部あるいは配線部で吸収される。このとき、配線部に非開口やボイド等の欠陥がある場合、欠陥部にはレーザー光のエネルギーによって熱起電力が生じる。この熱起電力によって欠陥部の抵抗が変化することによって、欠陥部の帯電電圧が変化し、この結果、欠陥部の二次電子画像のコントラストも変化する。
【００７４】
このとき、レーザー光照射による熱起電力は欠陥の種類によって異なるため、欠陥の種類によって二次電子画像のコントラストの変化も異なってくる。レーザー光37を照射した場合と照射しない場合の二次電子画像のコントラスト変化から、従来の方法では、非道通欠陥として検出された欠陥の種類を区別して検出することが可能となった。
【００７５】
本実施例では、レーザー光37をウエハ裏面から照射するので、Si基板上に形成されたパターンの形状や材料によらず検査することが可能である。また、本波長のレーザー光は酸化膜を透過できるので、SOIウエハのような酸化膜上に形成された回路パターンの検査にも有効である。基本的に試料台20、ウエハホルダ21やXYステージ19の裏面にはレーザー光照射のための窓を設置することが望ましい。あるいは、試料台20、ウエハホルダ21及びステージ19の底部をレーザー光37が透過可能な材料、例えばpoly Si等で構成することによって、窓を設置しなくても検査することができるようになった。
【００７６】
あるいは、回路パターンが複雑ではない場合、実施例１で示したようにウエハ表面から光37を照射する方法でも非導通欠陥の種類を区別して欠陥検出することも可能である。この場合、光源17として、絶縁膜の吸収端より長く、配線材料の吸収端より短い波長の光を照射する。
【００７７】
例えば、絶縁膜がSiO2で配線材料がpoly Siの場合、150nm以上1000nm以下の波長の光を照射する。絶縁膜にSi3N4が含まれる場合、200nm以上1000nm以下の波長の光を照射する。この波長の光37をウエハ表面に照射すれば、当該光はSiO2等の絶縁膜を透過し、配線部で吸収される。
【００７８】
このとき、配線部に非開口やボイド等の欠陥がある場合、上記のウエハ22の裏面からレーザー光を照射した場合と同様に、欠陥部には光37のエネルギーによって熱起電力が生じる。この熱起電力によって欠陥部の抵抗が変化することによって、欠陥部の帯電電圧が変化し、この結果、欠陥部の二次電子画像のコントラストも変化する。このとき、光照射による熱起電力は欠陥の種類によって異なるため、欠陥の種類によって二次電子画像のコントラストの変化も異なってくる。
【００７９】
光37を照射した場合と照射しない場合の二次電子画像のコントラスト変化から、従来の方法では、非道通欠陥として検出された欠陥の種類を区別して検出することが可能となった。
【００８０】
（実施例３）
さらに本手法により、ウエハ表面の帯電安定化を行ない、安定した二次電子画像を得られるようになる。本実施例では、ウエハ表面の帯電を安定化させる方法の一例について説明する。
【００８１】
従来の検査装置では、被検査回路の少なくとも一部に絶縁体材料が形成されている場合、回路パターンのレイアウトによっては、検査途中にウエハ表面が異常に帯電することがある。局所的に異常な帯電を生じたり、帯電にムラが生じたために、二次電子画像がシフトしたりムラが生じた結果、検査可能な二次電子画像を取得できなくなる場合があった。これは、ウエハ表面が異常に帯電すると、表面の帯電によって一次電子線の軌道がわずかにシフトして、所望の領域の二次電子画像を取得できなくなるため、あるいは、帯電電圧の異常に異なる領域が隣接していると、二次電子の軌道に影響を及ぼして、所望の二次電子画像が得られなくなるためである。
【００８２】
例えば、図１４に示す様に、検査パターンとして導電体の密度が高い領域51と絶縁膜の占める割合の高い領域52の間には異常に高い電位差が生じる。このため、配線密度の高い領域51と絶縁膜の占める割合の高い領域52の境界近傍において放出された二次電子が検出器13まで到達せず、領域の端の検査が困難になるという問題があった。あるいは、絶縁膜や誘電膜上に形成されたパターンでは、回路パターンがSi基板から電気的に絶縁されているので、電子線照射によって帯電されやすくなり、電子線照射中に二次電子画像がシフトして、所望の領域の二次電子画像が困難になったり、パターン形状が変形して観察されたりするという問題があった。
【００８３】
表面の帯電を除去する方法として、特開2000-357483号公報（特許文献３）で開示されているように、検査用二次電子画像を取得していない時間に同期させて、紫外光を被検査ウエハの表面に照射する方法がある。この方法では、荷電粒子ビームと帯電除去用の紫外光を交互に照射してウエハ上の帯電を除去するので、荷電粒子照射領域全体の帯電を除去することはできるが、二次電子画像内部において、帯電によって生じた二次電子画像の局所的なムラを除去することは困難であった。また、表面の異常な帯電や帯電ムラによる二次電子画像のムラは、検査に用いる電子線の照射条件を最適化することで、ある程度低減することが可能である。しかし、半導体回路の多品種化に伴なって、各々の品種について最適化を実現するには時間がかかるという問題があった。
【００８４】
本実施例では、このような異常な帯電を回避するために、光を照射しながら電子線を照射して、ウエハ表面の帯電を均一にしながら二次電子画像を取得する手段を設けた。このとき、光は電子線走査領域よりも十分大きい領域に均一に照射することができる。
【００８５】
本実施例では、図1に示した半導体検査装置を用いることができる。ウエハ表面の帯電安定化を行なう光源17として、回路パターンを形成する絶縁膜の吸収端より短い波長の光を照射する。例えば、絶縁膜表面がSiO2の場合、150nm以下の波長の紫外光を照射する。SiO2表面に例えば波長126nmの紫外光を照射すると、SiO2表面にある価電子帯の電子が励起されて伝導体に上がり、伝導電子となる。これにより、SiO2表面のみが導伝化される。紫外光源として、例えば、Ar2（波長：126 nm）またはD2等のエキシマランプやYAGレーザーの第３高調派（波長：118 nm）やAr2のエキシマレーザー（波長：126 nm）を用いることができる。
【００８６】
D2を用いたエキシマランプの場合は、光源の後段に波長選定用のフィルタを設置することによって、特定波長の紫外光を得ることができる。また、一つの光源で数種類の波長を選定することもできるので、被検査ウエハの回路パターンに応じて、実施例1および2と本実施例を同一装置で実現することができる。
【００８７】
ここでは一例として、Ar2によるエキシマランプの紫外光（波長126 nm）を用いた場合の実施例を示す。光源17から発生した紫外光37は発生した紫外光37が透過可能な物質で構成された真空窓を通して真空中に導入される。例えばMgF2やLiF等の物質を用いることができる。真空中に導入された紫外光は絶縁性のノズル18等を通して導入される。これによって、真空チャンバー内で紫外光が乱反射したために生じるノイズを防いで二次電子画像を取得することができる。
【００８８】
また、この紫外光を誘導するノズル18内にミラー等を設置して、紫外光を集光あるいは偏向してウエハ表面に照射することもできる。紫外光は電子線が走査されている領域よりも十分広い領域を均一に照射することができる。
【００８９】
紫外光照射と同時に二次電子画像を取得する場合、エネルギーフィルタ14を用いて特定のエネルギーを持つ二次電子を検出ことができる。このように波長を選択するフィルタと同様の機能を有するモノクロメータを用いても良い。これによって、紫外光照射によって放出された光電子を含む二次電子によるノイズを除去して検査することができる。一例として、ある閾値以上の二次電子を取得する方式のエネルギーフィルタを用いることができる。閾値は、紫外光37のエネルギー以下の閾値に設定し、二次電子画像を取得することによって、紫外光照射によるノイズを低減させることができる。
【００９０】
本実施例を用いて取得した二次電子画像の一例を示す。従来の検査方法では、ウエハ表面の帯電によって、二次電子画像がドリフトしたり、パターンの一部が観察できなくなることがあった。一般に電子を絶縁膜表面に照射すると、二次電子が放出されるために帯電される。特に絶縁膜内に浮遊した導電性パターンやSOIウエハに形成されたパターンでは、パターンの種類によってはパターンの帯電が局所的に異常になり、検査可能な二次電子画像を取得するのが困難であった。
【００９１】
このようなパターンに紫外光を照射して絶縁膜表面を導電化しながら電子ビームを照射すると、絶縁膜表面に異常な帯電が形成された場合には、電子線照射領域およびその近傍の電子が帯電を緩和するように移動するために、電子線走査領域内において局所的に極端な電位差は形成されなくなる。
【００９２】
この結果、本実施例を用いると安定した二次電子画像を検出可能となり、高感度な検査を行なうことができるようになった。
【００９３】
（実施例４）
さらに本手法により、ウエハ表面を検査前に正、あるいは負極性に帯電させてから二次電子画像を取得することによって、電位コントラストを増大させて高速に高感度な検査を行なうことができるようになる。本実施例では、光を用いてウエハ表面を正極性に帯電させて、高速かつ高感度な検査を行なう方法の一例を説明する。
【００９４】
従来の検査方法では、検査前に電子線を照射して、予めウエハ表面を正、あるいは負極性に帯電させてから二次電子画像を取得することによって、電位コントラストを増大させて高感度な検査を行なうことができた。しかし、予め電子線をウエハ表面に照射した後、電位コントラストを得る方法では、検査前に電子線49を走査してウエハ表面を帯電させるのに、時間がかかるという問題があった。また、ウエハ面内を均一に帯電させることが難しかった。
【００９５】
本実施例では、電子線50を照射する前、あるいは照射中に光を照射してウエハ表面を均一に帯電させるための手段を設けた。さらに、ウエハ上方に電極を設け、この電極にウエハ表面よりも高い電圧をかけてウエハ表面の電界を制御して、ウエハ表面を正極性に帯電させるための手段を設けた。本実施例では、図１に示した半導体検査装置を用いることができる。
【００９６】
まず、本実施例において、ウエハ表面を正極性に帯電させる方法について説明する。ウエハ表面に光37を照射することにより、ウエハ表面を帯電させることができる。あるいは、光37を照射すると同時に、ウエハ22上面に設置された電極16にウエハ22に対して正の電圧をかけることによって、ウエハ上面に電界を生成してウエハ表面の帯電電圧を制御することができる。
【００９７】
光の波長として、回路パターンを形成する絶縁膜の吸収端より短い波長の光を照射する。例えば、絶縁膜がSiO2の場合、150nm以下の波長の紫外光を照射する。紫外光源として、実施例１と同様に、例えば、Ar2（波長：126nm）またはD2等のエキシマランプやYAGレーザーの第３高調派（波長：118nm）やAr2のエキシマレーザー（波長：126nm）を用いることができる。
【００９８】
絶縁膜がSi3N4の場合、200 nm以下の波長の紫外光を照射する。例えば、ウエハ表面の絶縁膜がSiO2の場合について、ウエハ表面を正極性に帯電させる方法について述べる。SiO2表面に例えば波長126nmの紫外光を照射すると、SiO2表面の価電子帯の電子が光電効果によって真空準位に励起される。このため、光電効果によって生成された電子がSiO2表面から真空へ放出されたり、絶縁膜内を拡散した結果、紫外光照射領域は全体的に正極性に帯電される。紫外光照射と同時に、電極にウエハに対して正の電圧をかけると電子がウエハ表面から引き出されてウエハ表面からの二次電子放出効率が高くなり、ウエハ22の表面を効率的に正極性に帯電することができる。
【００９９】
電極16の電圧を調整することによって、ウエハ表面の帯電電圧を制御することが可能である。紫外光照射領域及び電極16に均一な電位を与えることによって、電子線走査領域よりも十分広い領域を均一に帯電させることができる。この結果、均一な二次電子画像を取得することができる。
【０１００】
ウエハの帯電用の光37と検査画像を取得するための電子線の走査方法として、ウエハをいくつかの検査領域に分割し、ウエハ22の帯電と二次電子画像取得を交互に繰り返すことにより、ウエハ22の移動時間中にウエハ表面を効率的に正極性に帯電させて検査することができる。図１５に、光37の走査方法の一例を示す。まず、第一の照射領域65に光37を設定済みの条件で、電極16の電圧を設定された条件で図１５（ａ）のように照射し走査させる。
【０１０１】
次に、第一の走査領域66に画像取得用電子線51を、図１５（ｂ）で示すように走査させて、二次電子画像を取得する。このとき、電極16の電圧は画像取得時の設定値に切り替えて二次電子画像を取得する。次に、図１５（ｃ）に示す様に、電極電圧を帯電時の設定値に切り替えて、第二の照射領域67に光37を照射する。
【０１０２】
その後、再び電極電圧を二次電子画像取得時の設定値に切り替えて第二の走査領域68に画像取得用電子線51を走査する。このとき、ウエハ22を移動させながら光37を照射することができる。このように、ウエハ22の移動時間中に光37を照射できるので、ウエハを帯電させるための余分な時間をかけることなく、検査することが可能となった。
【０１０３】
また図１６に示すように、ウエハを帯電させるための光源17と帯電時の帯電電圧を制御するための電極16を電子光学系2の光軸とずらして設置し、帯電と二次電子画像検出とを連続して同一真空チャンバー内で行なうこともできる。光37の照射によって二次電子検出器に入るノイズを除去する方法として、検出器13の前方に配置されているエネルギーフィルタ14に電圧を印加して、エネルギー分別した二次電子を検出することもできる。
【０１０４】
以上述べた方法により、高速に安定してウエハ表面を正に帯電できるようになり、高速で高感度な検査が可能となった。
【０１０５】
さらに、従来の電子線を用いてウエハ表面を帯電させる方法では、ウエハ上面の電位分布として、ウエハを帯電させるために照射する電子線と検査画像を取得する際に照射する電子線とウエハから放出される二次電子の軌道を同時に制御できる電位分布を形成する必要があり、多品種の半導体回路に適応可能な条件を満たすことが困難であった。
【０１０６】
しかし、光を照射してウエハ表面を帯電する手段を設けることによって、検査画像を取得する際に照射する電子線とウエハから放出される二次電子軌道のみを制御可能な電位分布を形成する電極条件を用いれば検査可能となる。従って、各々のウエハに対する検査条件を決定することが格段に容易となった。
【０１０７】
以上を纏めると、第１点は、荷電粒子源からの一次荷電粒子線を回路パターンが形成された基板に照射・走査する工程と、回路パターン基板に光を照射する工程と、回路パターン基板からの二次荷電粒子を検出する工程と、検出した信号のコントラスの変化から回路パターンの導通・非導通を検査する工程と、を具備した点にある。
【０１０８】
第２点は、第１の荷電粒子源からの一次荷電粒子線を予め回路パターンが形成された基板に帯電させる工程と、第２の荷電粒子源からの一次荷電粒子線を回路パターンが形成された基板に照射・走査する工程と、回路パターン基板に光を照射する工程と、回路パターン基板からの二次荷電粒子を検出する工程と、検出した信号のコントラスの変化から回路パターンの導通・非導通を検査する工程と、を具備した点にある。具体的には上述の第１の荷電粒子源と、第２の荷電粒子源とは同一であっても良い。
【０１０９】
更に具体的には、前記光を照射する工程に用いる光の波長が200 nm以上1200 nm以下の波長を含む点にある。また更に、前記光を照射する工程に用いる光の波長が900 nm以上1200 nm以下の波長を含む点にもある。
【０１１０】
更に前記光を照射する工程として、赤外光をウエハの裏面から照射することを特徴とした点にもある。
【０１１１】
第３点は、荷電粒子源からの一次荷電粒子線を回路パターンが形成された基板に照射・走査する工程と、回路パターン基板に光を照射する工程と、回路パターン基板からの二次荷電粒子を検出する工程と、基板上に形成された回路パターンを構成する絶縁膜の種類に応じて、選択的に絶縁膜表面を導伝化する工程を含み、前記基板からの二次荷電粒子からの信号に基づいて、検出した信号のコントラスの変化から回路パターンの導通・非導通を検査する工程と、を具備した点にもある。具体的には、前記絶縁膜表面を導伝化する工程として、光を用いる点にある。また、前記光を照射する工程における光として、150 nm以上200 nm以下の波長を用いる点にもある。
【０１１２】
第４点は、基板を載置する試料台と、荷電粒子源と、前記荷電粒子源からの一次荷電粒子線を回路パターンが形成された基板上を走査する偏向器と、一次荷電粒子線を基板上に照射する対物レンズと、基板に光を照射するための光源と、前記光源からの光を回路パターン基板に照射し基板から得られる二次荷電粒子を検出しそれに基づいて二次荷二次荷電粒子像を記憶し記憶された像のコントラストから回路パターンの導通・非導通を検査する検査部と、を具備した点ある。また、前記光源が試料台の下に配置している点にもある。更にまた、前記光源と前記試料台の間に設けられたフィルタを有することを特徴することにもある。
【０１１３】
第５点は、荷電粒子源と、前記荷電粒子源からの一次荷電粒子線を回路パターンが形成された基板に照射・走査する工程と、該基板上の回路パターンが前記基板裏面から電気的に絶縁されていることを特徴とし、前記回路パターンを形成している部材の表面に光を照射して表面の電位を安定させる工程を含み、前記基板からの二次荷電粒子からの信号に基づいて、前記パターンの良否を検査することを特徴とする方法にもある。具体的には、前記光として、150 nm以下の波長を用いる点にある。更に、前記一次電子線と前記光を同時に照射する点にもある。
【０１１４】
第６点は、荷電粒子源と、前記荷電粒子源からの一次荷電粒子線を回路パターンが形成された基板に照射・走査する工程と該基板上の回路パターンを形成している部材の表面に光を照射して基板表面電位を正極性にさせる工程を含み、前記基板からの二次荷電粒子からの信号に基づいて、前記パターンの良否を検査することを特徴とする方法にある。具体的には、前記光として、150nm以下の波長を用いる点ある。更に具体的には、前記表面電位を正極性に帯電させる工程において、基板上方に設置された基板表面の電位を調整するための電極の電位を調整する機構を持つ点にもある。
【０１１５】
以上の如く、本発明の特徴は、基板上に設けられた回路パターンにプローブを物理的に接触することなく、電気的接続状況を検査することにある。即ちプローブ検査前のウエハ検査段階で電気特性(回路パターンの導通め非導通状態)を検査することに有る。特にPN接合部に光を照射し抵抗を下げ電流を流すことによりで正に帯電した状態で光を照射し輝度の明るさが周辺に比べ暗い時に欠陥と判定し、逆に負に帯電しているときには周辺に比べ明るい部分を欠陥と判定することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の半導体検査装置の一例を示す構成図。
【図２】コンタクト孔の非導通を検査する従来方法の説明図。
【図３】従来の検査方法の問題点の説明図。
【図４】コンタクト孔の非導通の種類の説明図。
【図５】本発明における検査フローの一例を示す図。
【図６】本発明のCMOS検査方法の説明図。
【図７】従来の検査方法を用いた場合の二次電子画像の一例を示す図。
【図８】本発明の検査方法を用いた場合の二次電子画像の一例を示す図。
【図９】光の入射方向の説明図。
【図１０】本発明の検査方法の一例の説明図。
【図１１】従来の検査方法と本発明の検査方法を用いた場合の二次電子画像の一例を示す図。
【図１２】本発明の半導体検査装置の一例を示す構成図。
【図１３】本発明の半導体検査装置の一例を示す構成図。
【図１４】帯電ムラを生じた場合の二次電子画像の一例を示す図。
【図１５】本発明の電子ビームと光のスキャン方式の一例を示す説明図。
【図１６】本発明の半導体検査装置の一例を示す構成図。
【符号の説明】
【０１１７】
1…検査装置、2…電子光学系、3…ステージ、4…ウエハ搬送系、5…真空排気系、6…光学顕微鏡、7…制御系、8…操作部、9…光照射系、10…電子銃、11…コンデンサレンズ、12…対物レンズ、13…検出器、14…エネルギーフィルタ、15…偏向器、16…電極、17…光源、18…ノズル、19…ＸＹステージ、20…ウエハホルダ、21…ホルダ、22…ウエハ、23…リターディング電源、24…ウエハカセット、25…ウエハローダ、26…信号検出系制御部、27…ブランキング制御部、28…ビーム偏向補正部、29…電子光学系制御部、30…ステージ制御部、31…電極制御部、32…光制御部、33…操作画面、34…画像処理部、35…データ保持部、36…外部サーバ、37…光、38…n拡散層上のコンタクト孔、39…p拡散層上のコンタクト孔、40…n拡散層、41…p拡散層、42…nウェル、43…絶縁膜、44…ホールパターン、45…ホール周囲の絶縁膜、46…正常ホール、47…残さによる非開口、48…ボイドによる非導通、49…予備照射用電子線、50…画像取得用電子線、51…領域、52…領域、53…ウエハセット、54…検査条件入力、55…ロード、56…ステージ移動、57…ビーム校正、58…アライメント、59…キャリブレーション、60…調整、61…検査、62…画像取得、63…結果出力、64…アンロード、65…第一の領域、66…第一の走査領域、67…第二の領域、66…第二の走査領域、69…n拡散層、70…p拡散層、71…Nウェル、72…Pウェル、73…Si基板、74…正常プラグ、75…欠陥プラグ、76…正常プラグ、77…欠陥プラグ、78…層間絶縁膜、79…フィールド酸化物層、80…ゲート電極、81…パターンの配列方向、82…正常ホール、83…非開口ホール、84…スペーサー、85…ファイバー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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