(57)【要約】      （修正有）【課題】配線パターンが形成された半導体装置の配線に発生した故障箇所を高感度に特定できるようにする。【解決手段】所定の配線３の両端にプローブ２を接触させた状態で、荷電ビーム５を照射し、各プローブに流れる吸収電流を増幅器６で検出し、その差信号を差動増幅器７で得る。その結果、配線３の途中に高抵抗等の欠陥が発生した場合に、欠陥箇所８を境界にして配線３の吸収電流が分流されるので、差動増幅器７の出力をモニタすることにより、欠陥箇所８を特定することができる。【効果】配線の両端に流れる吸収電流の差信号を用いているので、電流増幅器の入力抵抗によらずに、抵抗値の低い欠陥箇所を検出することができ、欠陥部に対応するコントラスト差が強調される。また、解析対象の配線を走査する荷電ビームを強度変調させ配線吸収電流の変化を検出するので、強度変調周波数以外の雑音成分が除去され、欠陥検出を高感度に行うことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電ビームを試料に照射及び走査し、該試料から二次的に発生する信号を検出して表面あるいは内部情報を得る荷電ビーム装置において、
試料の任意箇所にプローブを接触させる複数のプロービング手段と、該プロービング手段を介して得られる吸収電流の複数の増幅手段と、該増幅手段から得られる複数の出力信号から差信号を得るための差動増幅手段とを有することを特徴とした半導体検査装置。
【請求項２】
配線パターンが形成された半導体試料の配線不良を検査する検査装置において、
荷電粒子線源と、該荷電粒子線源から発生した荷電粒子線を前記配線上で走査する手段と、少なくとも２本以上のプローブと、該プローブを前記配線に接触させ保持するためのプローブ保持ユニットと、前記２本以上のプローブの１に接続された第１の増幅器と、前記２本以上のプローブの１に接続された第２の増幅器と、前記第１の増幅器と第２の増幅器の出力を入力とする差動増幅器と、該差動増幅器に接続された電流検出手段とを備えたことを特徴とする半導体検査装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体検査装置において、前記第１の増幅器または第２の増幅器はオフセット補償手段を有することを特徴とする半導体検査装置。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体検査装置において、
前記オフセット補償手段として、前記第１の増幅器または第２の増幅器の信号入力端子に接続された抵抗器と可変抵抗器とを有することを特徴とする半導体検査装置。
【請求項５】
請求項２に記載の半導体検査装置において、
前記荷電粒子線を変調する手段を有し、
前記電流検出手段として、前記変調動作の変調周波数を参照信号とし前記差動増幅器の出力信号を入力信号とするロックインアンプを備えたことを特徴とする半導体検査装置。
【請求項６】
請求項２に記載の半導体検査装置において、
前記荷電粒子線を変調する手段を有し、
前記電流検出手段は、前記変調動作の変調周波数を入力信号とする第１の信号入力端子と、前記差動増幅器の出力信号を入力信号とする第２の信号入力端子とを備え、
前記第２の信号入力端子に入力された信号から前記第１の信号入力端子に入力された信号と同じ周波数の信号成分を検出することを特徴とする半導体検査装置。
【請求項７】
請求項２に記載の半導体検査装置において、前記配線から発生する二次電子を検出する二次電子検出器を備えたことを特徴とする半導体検査装置。
【請求項８】
請求項２に記載の半導体検査装置において、
前記電流検出手段の出力信号を、前記走査手段の走査と同期して表示する表示手段を有することを特徴とする半導体検査装置。
【請求項９】
請求項２に記載の半導体検査装置において、前記第１の増幅器および第２の増幅器は、前記プローブ保持ユニット上に形成されたことを特徴とする半導体検査装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の半導体検査装置において、
前記第１の増幅器または第２の増幅器と前記プローブとを接続するケーブルを有し、
該ケーブルは電磁波の遮蔽手段を備えたことを特徴とする半導体検査装置。
【請求項１１】
荷電ビームを試料に照射及び走査し、該試料から二次的に発生する信号を検出し、試料の任意箇所に複数のプローブを接触させ、該プローブを介して得られる複数の吸収電流を増幅手段により増幅させ、増幅した複数の信号から差信号を得る半導体検査方法において、上記差信号を荷電ビームの走査と同期して画像に表示し、該表示された画像の明暗の変化から配線の異常箇所を特定することを特徴とした半導体検査方法。
【請求項１２】
配線パターンの形成された半導体装置の検査方法において、
前記配線の任意の２箇所以上の箇所に複数のプローブを接触させ、
前記配線上のプローブを接触させた点の間で荷電ビームを走査し、
該荷電ビームの走査によりプローブに検出された電流を差動増幅し、
該差動増幅された信号の変化を前記荷電ビームの走査と同期して検出することにより前記配線の不良箇所を特定することを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の半導体装置の検査方法において、
前記任意の２箇所以上の箇所に複数のプローブを接触させた後に、荷電ビームを配線に照射し、
出力が零になるように前記差動増幅器を調整し、
前記荷電ビームの走査を開始することを特徴とする半導体検査方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の半導体装置の検査方法において、
前記荷電ビームを変調させて走査を行ない、
前記変調動作の変調周波数と同じ周波数の信号成分をプローブで検出された信号から検出することを特徴とする半導体検査方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の半導体装置の検査方法において、
前記荷電ビームの走査により前記配線から放射される二次電子を検出することを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の半導体装置の検査方法において、
前記検出された二次電子に基づく画像と前記差動増幅された信号に基づく画像を同時に表示することを特徴とする半導体装置の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の検査方法及び検査装置に係わり、特に、配線の電気不良箇所を同定する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロジック回路を含むシステムＬＳＩのような半導体装置の不良解析においては、テスタによる不良検出が欠陥箇所の物理的位置の特定に直接結びつかないため、その欠陥位置の特定が困難となってきており、不良解析に要する時間の増大の原因となっている。そのため、発光顕微鏡、電子ビームテスタ及びＯＢＩＲＣＨ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｂｅａｍ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｃｈａｎｇｅ）などの解析装置を整備し、これらの解析装置を駆使することで速やかに欠陥位置を特定することが図られている。
【０００３】
近年、半導体装置の配線系の不良として課題となっている高抵抗接続を含む断線系欠陥の解析手段として、荷電ビームを半導体装置の表面に照射し、配線に吸収される電流を検出して画像化する、或いは、配線から放出される２次電子を検出して画像化する、荷電ビーム解析装置技術が注目されている。
【０００４】
例えば、特開２００２−３６８０４９号公報には、配線パターンを形成した半導体装置の一端に探針を接触させ、電子ビームを半導体装置の表面に照射し、探針を介して配線に吸収された電流を検出して画像化する技術が開示されている。この従来技術においては、配線の高抵抗部での吸収電流の分流現象を利用することにより、配線上の不良箇所を特定している。具体的には、断線などの高抵抗箇所が存在する配線の一端に探針を接触させ、もう一方の端子を接地する。この状態で、配線上に荷電ビームを走査させると、もし探針と配線で導通が取れていれば、探針には荷電ビームにより誘起された電流が流れる（この電流を、以下「吸収電流」と称する）。ビームの走査につれて、不良箇所を電子ビームが横切ると、探針と配線の導通が取れなくなり、よって吸収電流は観測されなくなる。したがって、荷電ビームのスキャン速度と観測される吸収電流の時刻をモニタしておけば、配線上での不良箇所を特定することができる。観測された吸収電流を可視化するためには、片方の探針で観測された吸収電流像を時系列的にモニタに写せば良い。荷電ビームが不良箇所を横切った際に、画像のコントラストが変わるため、不良箇所を視覚的に特定することが容易に可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特開２００２−３６８０４９号公報に記載の技術では、探針の一端を接地しているため、抵抗値の低い配線に対しては感度が良くない。つまり、特開２００２−３６８０４９号公報に記載の技術では、電流検出を探針に接続された電流検出器で行っているが、探針の一端が接地されているため、配線の抵抗値が電流検出器の入力抵抗よりも低いと、吸収電流がすべて接地側に流れてしまう。したがって、吸収電流が電流検出器側に流れず、不良部箇所が特定できない。
【０００６】
本発明の目的は、探針により吸収電流を計測することにより配線不良を検出する検査装置並びに検査方法において、検査感度を高感度化し、併せて電流検出器の入力抵抗によらずに低抵抗値の抵抗不良を検出できる技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
本発明は荷電ビームを試料に照射及び走査し、該試料から二次的に発生する信号を検出して表面あるいは内部情報を得る荷電ビーム装置において、少なくとも２本の電流検出端子を用いて、検出された吸収電流を差動増幅することにより、得られる吸収電流の信号出力を増大させる。このとき、増幅器にオフセットの補償手段を設けると、吸収電流に対する感度が更に向上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１の半導体検査装置の主要部の構成を示す説明図である。
半導体装置１には、トランジスタなどの半導体素子及び配線が形成されている。また、半導体装置１は、個々の半導体チップに分割する前の半導体ウェハの状態であってもよい。
【０００９】
本実施の形態１の半導体検査装置においては、２本のプローブ２を半導体装置１の表面に形成された配線３の両端或いはパッド４に接触させた状態で、荷電ビーム５を半導体装置１の表面上に走査させる。なお、この場合、荷電ビーム５は１ｎＡから１００ｎＡ程度の大きさの電子ビームとする。この状況下で、半導体装置１の配線３に吸収され配線３を流れる電流を２本のプローブ２によりそれぞれ検出し、その検出した電流値を増幅器６により増幅し、２つの増幅器６の出力信号を差動増幅器７の入力端子に入力し、差信号を生成する。得られた差信号は配線３の吸収電流の変化に対応し、この差信号を荷電ビーム５の走査と同期して配線吸収電流画像９として表示する。増幅器６は、プローブの数だけ必要であるが、原理的に、第１の増幅器、第２の増幅器の２つが必要である。これにより、荷電ビーム５が照射され、プローブ２に電気的に接続された配線３を顕在化することができる。この時、配線３の経路に断線または高抵抗部などの欠陥箇所８が存在すると、その欠陥箇所８の両側で配線３に吸収された電流の流れ方が変化し、配線吸収電流画像９においては欠陥箇所８の前後で画像のコントラスト、明暗または階調が変化するので、欠陥箇所８を検出することができる。
【００１０】
ここで、図８、９を用いて差動増幅器による電流信号強度が増大する原理について説明する。図８は電流増幅器６０１、６０２、電流増幅器の入力抵抗Ｒｉｎ、差動増幅器７および配線の抵抗（Ｒ：正常部の抵抗、Ｒｄ：欠陥部の抵抗）を含む等価回路を示す。Ｇは電流増幅器の増幅度をＶ／Ａの単位で表している。配線の全長をＸＬ、配線の一端から測って距離Ｘｄの位置に局所的な欠陥部がある場合を示している。荷電ビームを配線上に照射した場合に配線に吸収される電流値をＩａとして、このＩａが照射位置の両側の抵抗値により分流させるので、図８の等価回路を用いてその分流される電流値を計算することにより、図９（ａ）、（ｂ）の電流増幅器６０１、６０２の出力を得ることが出来る。欠陥部のコントラストはＲｄＩａＧ／ＲＴとなる。ここで、ＲＴ＝Ｒ＋Ｒｄ＋２Ｒｉｎである。差動増幅を用いた場合は、出力信号は図９（ａ）、（ｂ）の出力値の差として得られるので、図９（ｃ）の出力が得られることになる。従って、欠陥部のコントラストは従来技術の場合の２倍となり、信号強度が２倍向上することが分かる。
【００１１】
また、図１で２本のプローブ２を半導体装置１の表面に形成された配線３の両端或いはパッド４に接触させているので、従来の方法で問題となっていた、電流検出器が持つ入力抵抗よりも低い抵抗値を持った配線では、吸収電流はすべて接地側に流れてしまい電流検出器側には全く流れず不良部箇所の特定ができない問題が解決させ、電流検出器の入力抵抗によらずに低抵抗値の抵抗不良を検出できるようになった。
また、上記したプローブ２により検出した電流値の変化を吸収電流画像９として表示する手段と併せて、荷電ビーム５を走査した際に２次的に発生する信号として、２次粒子１０を検出し、２次粒子１０の検出量によって生じる画像のコントラスト差によって欠陥箇所８を検出する手段或いは半導体装置の表面画像を得てもよい。２次粒子１０は、通常２次的に発生する２次電子である。本実施例では、二次的に発生する信号として二次電子を検出しているが、入射電子線に起因して発生する信号であれば例えば、特性Ｘ線などを検出しても良い。これにより、配線３の欠陥箇所８と表面画像との対応が可能となり、より多種の欠陥を確実に検出することができ、従来見逃していたコンタクトホール内またはスルーホール内に存在する欠陥箇所８の不良特定が可能となる。その結果、本実施の形態１の半導体装置の開発期間の短縮及び歩留りの向上ができる。
【００１２】
図２は、図１に示した構成を含んだ本実施の形態１の半導体検査装置の構成を示す説明図である。
半導体検査装置は、電子銃１１、コンデンサレンズ１２、ブランキング制御電極１３、可動絞り１４、偏向器１５、対物レンズ２１、二次電子検出器１６、試料台２４、Ｘ−Ｙステージ２３、プローブ２、プローブ保持ユニット２２、電流増幅器６、差動増幅器７、ビデオボード１７、ＳＥＭディスプレイ１８、パソコン１９、真空排気系２０及び図示されていない試料交換室により構成されている。
電子ビーム５は、ブランキング制御電極１３によって、試料１に照射するタイミングを制御されており、検査を実施する以外の時間には不要な電子ビームは試料１には照射されないようになっている。試料１に電子ビーム５が照射する際には、偏向器１５によって走査スピードや走査領域を制御される。電子ビームの照射エネルギーは約３ｋｅＶとした。これにより、二次電子の発生量が照射する電子ビーム５の量よりも少なくなり、配線パターン３に流れる電流を多くすることができる。また、照射する電子ビーム５の電流は、ここでは１〜５ｎＡの電流に設定した。照射する電子ビーム５の一部が配線パターン３に流れ、これをプローブ２から測定している。高速に電子ビームを走査しながら電流を測定するため、ビーム電流が大きい方が望ましい。
【００１３】
予め２本のプローブ２を試料１表面の配線パターン３の両端のパッド４に接触させる。プローブ２はプローブ保持ユニット２２に固定されており、プローブ保持ユニット２２はプローブ２をＸＹＺの３軸方向に駆動するためのＸＹＺ駆動機能を有している。これにより、プローブ２は試料１の任意の位置に移動され、接触される。このプローブ２を試料１の任意の位置に接触させる部分（プローブ２及びプローブ保持ユニット２２）をプロービング手段と定義する。プローブ２を試料１に接触した状態で電子ビーム５を試料１のプローブ２が接触している配線パターン３を含む所望の領域に照射する。電子ビーム５を照射することにより、表面から２次電子１０が発生すると同時に配線パターン３には電流が流れる。この電流は配線パターン３に接触している２本のプローブ２を伝わって、電流増幅器６で電圧信号に変換すると同時に増幅され、フィードスルー２５を介して真空チャンバの外に出て、さらに差動増幅器７で差動増幅された後にビデオボード１７に入力される。そしてディスプレイ１８あるいはパソコンモニタ１９に表示される。
【００１４】
通常、電子線画像を表示する際には、二次電子検出器１６で検出された信号が途中で増幅され、上記ビデオボード１７を介してデジタル信号に変換され、ディスプレイ１８あるいはパソコンモニタ１９に表示されるが、本装置においては２次電子信号とプローブに流れる電流信号が同時にビデオボード１７に送られる。ビデオボード１７は電子ビーム走査と同期して信号を変換する。そのため、同一箇所に対して、電子ビーム５を走査しながら二次電子１０の信号すなわち二次電子像とプローブ２に流れる電流信号の変化、すなわち吸収電流像を同時に表示し、観察することが可能である。そのために、プローブ２に流れる信号を増幅するための電流増幅器６と差動増幅器７は、応答速度が４００ＫＨｚ以上の高速なアンプを用いた。更に、本技術は基板電流ではなく、配線の吸収電流をプローブで直接検出することにより、信号対雑音比の高い検出を可能とする。これらの理由により、通常のＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）の走査速度と同等の速度で吸収電流信号を増幅でき、吸収電流像を表示できるようになったので、吸収電流像と二次電子像を同時に表示することが可能となった。図３は同時に表示された（ａ）吸収電流像と（ｂ）二次電子像の一例である。二次電子像では不良の位置特定できないが、吸収電流像では不良位置を特定することが出来た。また、表面形状を表す二次電子像と不良位置との対応関係を付けることが出来た。
【００１５】
また、本実施の形態１ではプローブ２と電流増幅器６はケーブル２９で接続されているが、このケーブル２９を通じて外界からの雑音の影響を受けやすいので、ケーブル２９はできる限り短くする必要がある。電流増幅器６は電流信号を電圧信号に変換するが、電流信号は電磁誘導により外乱を受けやすいので、ケーブル２９は短くする。図５はプローブ保持ユニット２２付近を示した図である。理想的にはこの図に示すようにプローブ保持ユニット２２上に設置されているプローブ保持部３５に電流増幅器６を搭載した構成にして、ケーブル２９を従来より短くする。ケーブルには、電磁波の遮蔽手段を設けることにより、雑音耐性を向上させることが好ましい。これは、例えば導体および絶縁体の被覆を施した同軸ケーブルなどの手段により可能である。この様にすることにより雑音の少ない吸収電流検出が可能となる。
【００１６】
上記の本実施の形態１の半導体検査装置を用いた半導体装置１の解析手順を説明する。
まず、解析対象である半導体装置１を試料交換室内のホルダ２４上に載置する。続いて、真空排気系により試料交換室内を所定の真空度になるまで排気した後、半導体装置１を載置したホルダ２４を試料室２６内に導入する。次に、半導体装置１の表面の解析箇所（配線３）を荷電ビーム光学系の下部へ移動させた後、配線３または配線３の端部に設けられたパッド４に荷電ビーム５を照射する。この時、配線３またはパッド４から発生する２次粒子１０を２次粒子検出器１６により検出し、その検出量を基に画像を形成し観察する。次に、欠陥箇所８を有する配線系の両側にある配線３またはパッド４に２本のプローブ２（第１プローブ、第２プローブ）を接触させる。次いで、半導体装置１の表面に荷電ビーム５を照射および走査することで、配線３に荷電ビーム５を吸収させる。この時、増幅器６と接続されたプローブ２により配線３が吸収した電流を検出し、その検出した電流を増幅器６にて増幅する。増幅された電流は、差動増幅器７で差動増幅され、ビデオボード１７によりＡ／Ｄ変換を施すことにより画像信号に変換された後、ＳＥＭディスプレイ１８あるいはパソコンモニタ１９へ送信され、吸収電流画像９として表示することができる。すなわち、配線３に吸収された電流の電流値を基に吸収画像９を形成しているので、２次粒子１０の検出量を基に形成された画像と共に不良箇所８の特定が可能となり、コンタクトホール内またはスルーホール内に存在する欠陥箇所８の検出、および配線３における断線と高抵抗接続とを含む断線系欠陥を検出することが可能となる。また、配線３の両端に流れる電流を検出する構成であるので、電流増幅器６の入力抵抗以下の抵抗値の配線３でも吸収電流を検出することができ、欠陥部に対応するコントラスト差が強調させる。本実施の形態１で使用した電流増幅器６の入力抵抗は１０ｋＷであり、約３０ｋＷの配線の不良を検出することができた。
【００１７】
次に、同一の半導体装置１の表面において、別の解析箇所がある場合には、その解析箇所を荷電ビーム光学系の下部へ移動し、上記欠陥箇所８の検出工程と同様の工程により解析を行う。別の解析箇所がない場合には、試料室２６内の試料交換位置へホルダ２４を移動した後、試料室２６内および試料交換室内の真空度を確認する。続いて、真空排気系により試料交換室内を所定の真空度になるまで排気した後、ホルダ２４を試料交換室へ搬出する。その後、試料交換室を大気圧にリークした後、上記解析の終了した半導体装置１を試料交換室より取り出し、その半導体装置１を次の解析工程へ移送することができる。
（実施の形態２）
図４は、本実施の形態２の半導体検査装置の構成を示す説明図である。
本実施の形態２の半導体検査装置は、前記実施の形態１の半導体検査装置の構成に加えて、ロックインアンプ２７を用いる。ブランキング制御電極１３及び制御電源２８により荷電ビーム５を強度変調させる。差動増幅器７の出力信号のビーム強度変調周波数と同一周波数成分をロックインアンプ２７で検出し、その検出信号をビデオボード１７へ送る。
本実施の形態２の解析手順は、上記のロックインアンプ２７を用いた配線吸収電流の検出手段以外は前記実施の形態１の解析手順と同じであるので、ここでは詳細は述べない。
【００１８】
本実施の形態２では、ロックインアンプ２７を用いているので、ビーム変調周波数と異なる雑音の周波数成分は除去できるので、配線吸収電流の信号対雑音比を向上でき、配線不良検出の高感度化を実現できる。これにより、配線抵抗数ｋＷの配線不良を特定できた。
（実施の形態３）
図６（ａ）、（ｂ）は電流増幅器６の内部を表した回路図である。入力電流はアンプ抵抗ＲＧＡＩＮにより電圧信号に変換されるが、入力電流が零の場合でも通常オフセット電圧が出力に現れる。理想的なアンプであれば入力電流が零であれば出力も完全に零になるが、現実のアンプでは必ずいくらかの誤差としてオフセットを生じる。オフセットの原因は、＋入力と−入力の特性が完全には対称ではないことにある。このオフセット電圧は検査対象が低抵抗配線の場合増大し、最終的には電流増幅器６の出力が飽和して吸収電流が測定できなくなる。前述の実施の形態１および２では述べなかったが、このオフセット電圧の補償を行っている。オフセット補償の方法には３通りを考えることが出来る。１つは、アンプに造り込みのオフセット補償用の端子が設けてあり、それを調整することによるものである。ここではオフセット補償用の端子を用いない場合について、図６（ａ）、（ｂ）に示す。これはアンプの入力に電圧または電流を加えて調整するものである。図６（ａ）は、アンプの−入力に電流を流し込んで補償するものである。抵抗Ｒ１、可変抵抗ＶＲから構成される部分がオフセット補償回路である。可変抵抗ＶＲにより−入力に供給する補償電流を調節し、オフセット出力が零になるようにする。但し、Ｒ１はアンプの−、＋入力間に並列に入って、アンプの性能に影響するので、ＲＧＡＩＮと検査対象の配線抵抗の並列値の１００から１０００倍程度の抵抗値にするのが安全である。例えば、ＶＲ、Ｒ１はそれぞれ５０ｋＷ、１００ＭＷとする。図６（ｂ）は、アンプの＋入力に電圧を加えて補償するものである。可変抵抗ＶＲにより抵抗Ｒ２を通って流れ込んだ電流は抵抗Ｒ３の両端に電位差を生じ、これがオフセットを調整することになる。但し、回路の他の部分への影響をさけるために、Ｒ３はなるべく低くする必要がある。例えば、ＶＲ、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ５０ｋＷ、２２０ｋＷ、１００Ｗとする。
【００１９】
図７はオフセットの補償手段を説明するフローチャートである。先ず工程３０で検査対象である配線パターン３に荷電ビーム５を照射する。次に工程３１で荷電ビーム照射による二次粒子像を観察しながら所望の配線パターン３の両端に第一および第二プローブ２を接触させる。通常二次粒子像は二次電子による二次電子像である。次に工程３２で荷電ビーム照射を停止し、この状態では各プローブ２に接続されている電流増幅器６の出力を読む。この出力値がオフセット電圧である。次の工程３３で図６で説明した方法によりオフセット補償を行う。可変抵抗ＶＲを調整して増幅器６の出力が零になるようにする。これによりオフセットが零調整され、入力電流が零であれば、出力電圧が完全に零になる。最後に工程３４で再び荷電ビームを照射して、吸収電流観察を開始する。以上が補償方法であり、この手順は特に数ｋＷ以下の低抵抗配線を検査する場合に必要である。
【００２０】
【発明の効果】
本願によって開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００２１】
解析対象の配線を荷電ビームにて走査し、その配線に流れる吸収電流の変化を検出するために、配線の両端に流れる吸収電流の差信号を用いているので、電流増幅器の入力抵抗によらずに、抵抗値の低い欠陥箇所を検出することができ、欠陥部に対応するコントラスト差が強調させる。
【００２２】
また、解析対象の配線を走査する荷電ビームを強度変調させ、配線の両端に流れる吸収電流の差信号の強度変調周波数と同一の周波数成分を用いて、配線吸収電流の変化を検出するので、強度変調周波数以外の雑音成分が除去され、欠陥検出を高感度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である半導体検査装置の主要部の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態である半導体検査装置の構成を示す説明図である。
【図３】吸収電流像と二次電子像の同時表示を示す説明図である。
【図４】本発明の他の実施の形態である半導体検査装置の構成を示す説明図である。
【図５】プロービング手段に付属する電流増幅器を示す説明図である。
【図６】電流増幅器の内部回路を示す説明図である。
【図７】オフセットの補償方法を説明するフローチャートである。
【図８】電流増幅器、差動増幅器、検査対象の配線抵抗を含む等価回路図である。
【図９】電流増幅器および差動増幅器の出力信号を示す説明図である。
【符号の説明】
１・・・・半導体装置、２・・・・プローブ、３・・・・配線、４・・・・パッド、５・・・・荷電ビーム、６、６０１、６０２・・・・電流増幅器、７・・・・差動増幅器、８・・・・欠陥箇所、９・・・・吸収電流画像、１０・・・・２次粒子、１１・・・・電子銃、１２・・・・コンデンサレンズ、１３・・・・ブランキング制御電極、１４・・・・可動絞り、１５・・・・偏向器、１６・・・・２次粒子検出器、１７・・・・ビデオボード、１８・・・・ＳＥＭディスプレイ、１９・・・・パソコン、２０・・・・真空排気系、２１・・・・対物レンズ、２２・・・・プローブ保持ユニット、２３・・・・Ｘ−Ｙステージ、２４・・・・試料台、２５・・・・フィードスルー、２６・・・・試料室、２７・・・・ロックインアンプ、２８・・・・ブランキング制御電源、２９・・・・ケーブル、３０・・・・荷電ビーム照射開始、３１・・・・プローブ接触、３２・・・・荷電ビーム照射停止、３３・・・・オフセット調整、３４・・・・荷電ビーム照射開始、３５・・・・プローブ保持部。
【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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