(57)【要約】【課題】観察に関係のない２次電子の飛来を阻止することにより正確な検査を可能にする検査装置あるいは検査方法を提供する。【解決手段】観察側１０に設けた観察用電子銃１１からの電子ビーム１３を半導体ウエハ２の所定箇所に照射してそこからの２次電子１４を２次電子検出器となる２次電子コレクタ１２に集めて所定箇所からの２次電子の状態の観察を行う際に、ビーム照射専用側２０に設けたビーム照射専用電子銃２１からの電子ビーム２３を所定箇所の近傍の箇所に照射し、かつ、観察側１０とビーム照射専用側２０との間に２次電子遮蔽板３を設けてビーム照射専用側からの２次電子２５が観察側１０に飛散することを阻止する。【選択図】　　　図１
2004103865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察側に観察用電子銃および２次電子検出器となる２次電子コレクタを有して所定箇所からの２次電子の状態の観察を行い、ビーム照射専用側にビーム照射専用電子銃を有して前記所定箇所の近傍の箇所に電子ビームの照射を行う半導体装置の検査装置であって、前記観察側と前記ビーム照射専用側との間に２次電子遮蔽板を設けたことを特徴とする半導体装置の検査装置。
【請求項２】
前記２次電子遮蔽板に正の電位を印加することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の検査装置。
【請求項３】
前記ビーム照射専用側にも２次電子コレクタを設けたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の検査装置。
【請求項４】
前記所定箇所は半導体ウエハ上の第１の配線であり、前記近傍の箇所は前記第１の配線の隣りに位置している前記半導体ウエハ上の第２の配線であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の検査装置。
【請求項５】
前記第１の配線からの２次電子の状態により前記第１の配線と前記第２の配線との短絡の有無を検査することを特徴とする請求項４記載の半導体装置の検査装置。
【請求項６】
前記半導体装置はステージ上に裁置された半導体ウエハの状態であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の検査装置。
【請求項７】
観察側に設けた観察用電子銃からの観察用電子ビームを所定箇所に照射してそこからの２次電子を２次電子検出器となる２次電子コレクタに集めて前記所定箇所から発生する２次電子の状態を観察する際に、ビーム照射専用側に設けたビーム照射専用電子銃からの照射専用電子ビームを前記所定箇所の近傍の箇所に照射する半導体装置の検査方法であって、前記観察側と前記ビーム照射専用側との間に２次電子遮蔽板を設けて前記ビーム照射専用側からの２次電子が前記観察側に飛散することを阻止したことを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項８】
前記２次電子遮蔽板に正の電位を印加することを特徴とする請求項７記載の半導体装置の検査方法。
【請求項９】
前記ビーム照射専用側に２次電子コレクタを設けたことを特徴とする請求項７記載の半導体装置の検査方法。
【請求項１０】
前記所定箇所は半導体ウエハ上の第１の配線であり、前記近傍の箇所は前記第１の配線の隣りに位置している前記半導体ウエハ上の第２の配線であることを特徴とする請求項７記載の半導体装置の検査方法。
【請求項１１】
前記第１の配線からの２次電子の状態により前記第１の配線と前記第２の配線との短絡の有無を検査することを特徴とする請求項１０記載の半導体装置の検査方法。
【請求項１２】
前記半導体装置はステージ上に裁置された半導体ウエハの状態であることを特徴とする請求項７記載の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装置および半導体装置の検査方法に係わり、特に配線間の不所望な短絡を検査する検査装置および検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＳＥＭと同様な構造により２次電子像を観察する検査する方法は種々の技術が提案されている。例えば、特開平１０−１７８０７５号公報には図３に示すＬＳＩ短絡不良検査方法が開示されている。
【０００３】
図３（Ａ）において、絶縁膜上をゲート電極配線３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄがたがいに所定の間隔をあけて延在しており、このうちゲート電極配線３１Ｂと３１Ｃとが不所望に短絡３２されている。このような短絡３２の有無を検査するために電子ビーム走査３３が図で左から右にされる。
【０００４】
それによる２次電子観測波形を図３（Ｂ）に示す。電子ビームの注入量がそのまま電位に反映されて２次電子観測量は絶縁膜上では均一であるが、配線の左端では注入された電子ビームが拡散されて電位の変動は少なく、２次電子観測量は絶縁膜上に比べて急激に減少し、同一の配線上を右方向に進につれてその配線全体の積算注入量が増えるので電位が徐々に低くなり、２次電子観測量は徐々に増加してその配線の右端では最大となる。
【０００５】
これにより短絡されていないゲート電極配線３１Ａおよび３１Ｄでは２次電子観測波形３５，３５が得られる。
【０００６】
しかし、ゲート電極配線３１Ｂの右端とゲート電極配線３１Ｃの左端とは短絡３２されているから、ゲート電極配線３１Ｂの右端から短絡３２を通して電子がゲート電極配線３１Ｃの方向に流れ出て、その分だけ電位の低下が発生しないから２次電子観測量の増加も制止されて２次電子観測波形３６となる。
【０００７】
また、ゲート電極配線３１Ｃの左端には、短絡３２を通して電子がゲート電極配線３１Ｂから流入されているから、その分だけ最初から電位が低下されており、ゲート電極配線３１Ｃの左端の２次電子観測量は高い値となり、２次電子観測波形３７となる。
【０００８】
このように２次電子観測波形を目視で観察することにより短絡の有無を検査することができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−１７８０７５号公報（図１，段落番号００１１〜００１６）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図３における従来技術の第１の課題は、１本の電子ビームの照射のみにより得られた２次電子波形を観測するものであるから、検査効率が悪く、かつ、検査を自動化するには不適当である。
【００１１】
第２の課題は、配線にビームを照射した時、発生した２次電子は全てが２次電子検出器となる２次電子コレクタに集められるわけではなく半導体ウェハ上に戻るものもあり、その時２次電子は各方向に飛散するため、もともと照射した配線以外の部分に到達する事もあり、２次電子が到達した配線では短絡（ショート）していないのにもかかわらず輝度（２次電子観測値）が変化してしまう為、輝度の変化には２次電子の影響を無視できないということである。
【００１２】
上記した第１の課題を解決するために、観察される配線の２次電子発生状態を観察する観察電子銃および２次電子検出器となる２次電子コレクタとは別に、ビーム照射専用電子銃を設ける構造が考えられる。このような構造により、ビーム照射専用電子銃により隣の配線に電子を照射しながら観察すれば、短絡の有無により隣の配線からの電子の流入の有無が定まり、これにより観察される配線の２次電子発生の状態が変化するから、検査効率が良くなり、検査を自動化することが容易となる。
【００１３】
しかしながらこのような構造の場合でも、上記した第２の課題は解決しない。さらに、このような構造では、ビーム照射専用電子銃による隣の配線からの２次電子の影響も加わるから、上記した第２の課題はさらに深刻なものとなる。
【００１４】
したがって本発明の目的は、観測される２次電子以外の２次電子による悪影響を抑制した半導体装置の検査装置を提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、観測される２次電子以外の２次電子による悪影響を抑制して検査する半導体装置の検査方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、観察側に観察用電子銃および２次電子検出器となる２次電子コレクタを有して所定箇所からの２次電子の状態の観察を行い、ビーム照射専用側にビーム照射専用電子銃を有して前記所定箇所の近傍の箇所に電子ビームの照射を行う半導体装置の検査装置であって、前記観察側と前記ビーム照射専用側との間に２次電子遮蔽板を設けた半導体装置の検査装置にある。
【００１７】
本発明の他の特徴は、観察側に設けた観察用電子銃からの観察用電子ビームを所定箇所に照射してそこからの２次電子を２次電子検出器となる２次電子コレクタに集めて前記所定箇所から発生する２次電子の状態を観察する際に、ビーム照射専用側に設けたビーム照射専用電子銃からの照射専用電子ビームを前記所定箇所の近傍の箇所に照射する半導体装置の検査方法であって、前記観察側と前記ビーム照射専用側との間に２次電子遮蔽板を設けて前記ビーム照射専用側からの２次電子が前記観察側に飛散することを阻止した半導体装置の検査方法にある。
【００１８】
上記した検査装置あるいは検査方法において、前記２次電子遮蔽板に正の電位を印加すること、すなわち前記２次電子遮蔽板を接地に対して正電位にすることが、２次電子を吸着するうえで好ましい。さらに、前記ビーム照射専用側に２次電子コレクタを設けることが、ビーム照射専用側に発生した２次電子をなるべくこの側で集めることができるから好ましい。
【００１９】
さらに、上記した検査装置あるいは検査方法において、前記所定箇所は半導体ウエハ上の第１の配線であり、前記近傍の箇所は前記第１の配線の隣りに位置している前記半導体ウエハ上の第２の配線であることができる。この場合、前記第１の配線からの２次電子の状態により前記第１の配線と前記第２の配線との短絡の有無を検査することができる。また、前記半導体装置はステージ上に裁置された半導体ウエハの状態であることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を説明する。図１は、本発明の実施の形態の半導体装置の検査装置を示す模式図である。
【００２１】
図１は、ステージ１上に半導体ウエハ２が裁置され、この半導体ウエハ２における配線間の不所望な短絡の有無を検査する検査装置である。
【００２２】
観察側１０に観察用電子銃１１および２次電子検出器となる２次電子コレクタ１２を有して、観察用電子銃１１からの観察用電子ビーム１３を半導体ウエハ２の所定の観察箇所に照射してそこから発生する２次電子１４を２次電子検出器となる２次電子コレクタ１２に集めて２次電子像すなわち２次電子状態を検査する。これは通常のＳＥＭ（走査型顕微鏡）と同じ構造、原理である。
【００２３】
また、ビーム照射専用側２０にビーム専用電子銃２１を設けて、所定の観察箇所の近傍の箇所に照射専用電子ビーム２３を照射して、この近傍の箇所から観察箇所への電子の流れの有無による観察箇所の２次電子発生の状態の変化により、電子の流れの有無すなわち短絡の有無を検査する。また、ビーム照射専用側２０にも２次電子コレクタ２２を設け、ビーム照射専用側２０に発生した２次電子２４をなるべくこの側で集めるようにしている。
【００２４】
さらにこの実施の形態では、観察側１０とビーム照射専用側２０との間に２次電子遮蔽板３を設けている。この２次電子遮蔽板３には正の電位が印加されている。すなわち２次電子遮蔽板３を接地に対して正電位になっている。
【００２５】
したがって、ビーム照射専用側２０の近傍の箇所に発生した２次電子や半導体ウエハの他の箇所から発生した２次電子であって、観察側１０に向かう２次電子２５は２次電子遮蔽板３により吸着され遮蔽されて観察側１０に入り込むことが阻止される。同様に、観察側１０に発生した２次電子であってビーム照射専用側２０に向かう２次電子１５等の浮遊２次電子も２次電子遮蔽板３により吸着され遮蔽されてビーム照射専用側２０に入り込むことが阻止される。
【００２６】
また、観察側１０の観察用電子銃１１および２次電子検出器となる２次電子コレクタ１２、ビーム照射専用側２０のビーム専用電子銃２１および２次電子コレクタ２２ならびに２次電子遮蔽板３に対して、ステージ１により半導体ウエハ２が前後左右に水平方向に移動動作（走査）されて、半導体ウエハ２の各箇所の検査がされる。
【００２７】
図２は、本発明の実施の形態の半導体装置の検査方法を示す模式図であり、（Ａ）は観察される配線１９と隣の配線２９との間に不所望な短絡が無い場合、（Ｂ）は観察される配線１９と隣の配線２９との間に不所望な短絡が有る場合である。
【００２８】
尚、図２において図１と同一もしくは類似の箇所は同じ符号を付してあるから重複する説明は省略する。
【００２９】
照射エリア１８における観察される配線１９の箇所に観察用電子銃１１から観察用電子ビーム１３が照射されてこの照射エリア１８の箇所から、２次電子検出器となる２次電子コレクタ１２に集められた２次電子１４の量を検査する。
【００３０】
この際に、ビーム照射専用電子銃２１から照射専用電子ビーム２３が隣の配線２９の箇所に照射されて、これによる電子の流れ２７が発生する。
【００３１】
図２（Ａ）では、観察される配線１９と隣の配線２９との間に短絡が無いから、電子の流れ２７は観察される配線１９に入り込まない。したがって、照射エリア１８からの２次電子１４の量は、電子の流れ２７による電位の低下が発生しない状態のものとなる。
【００３２】
これに対して、図２（Ｂ）では、観察される配線１９と隣の配線２９との間が短絡されているから、電子の流れ２７は観察される配線１９に入り込む。したがって、照射エリア１８からの２次電子１４の量は、電子の流れ２７による電位の低下が発生した状態のものとなり、短絡されていない場合（図２（Ａ））よりも２次電子１４の量が増加する。
【００３３】
ここで、２次電子遮蔽３が存在しないと、短絡の有無にかかわらず、ビーム照射専用側２０の隣接する配線２９から放出される２次電子２５が観察側１０の照射エリア１８に放出され、短絡による電子の流れ２７の配線１９への流れ込みが無い状態でも２次電子２５により電位が低下してしまい、短絡の有無の正しい検査が不可能になってしまう。
【００３４】
これに対して本発明では、先に述べたように２次電子遮蔽板３により不都合な２次電子の動きが阻止され、特にビーム照射専用側２０の２次電子の影響を受けて観察側の検査に悪影響を与えるが無くなる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、検査効率を高めるために観察側に観察用電子銃および２次電子検出器となる２次電子コレクタを有し、ビーム照射専用側にビーム照射専用電子銃を有した半導体装置の検査装置あるいは検査方法において、観察側とビーム照射専用側との間に２次電子遮蔽板を設けたから、不都合な２次電子の動きを阻止することができ、特にビーム照射専用側に発生した２次電子が観察側に飛来することを阻止することができ、これにより正確な検査が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の半導体装置の検査装置を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の半導体装置の検査方法を示す図であり、（Ａ）は隣の配線との間に不所望な短絡が無い場合、（Ｂ）は隣の配線との間に不所望な短絡が有る場合である。
【図３】従来技術を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は２次観測波形図である。
【符号の説明】
１　　ステージ
２　　半導体ウエハ
３　　２次電子遮蔽板
１０　　観察側
１１　　観察用電子銃
１２　　２次電子検出器となる２次電子コレクタ
１３　　観察用電子ビーム
１４　　２次電子コレクタに集められる２次電子
１５　　２次電子遮蔽板に吸着される２次電子
１８　　照射エリア
１９　　観察される配線
２０　　ビーム照射専用側
２１　　ビーム照射専用電子銃
２２　　２次電子コレクタ
２３　　照射専用電子ビーム
２４　　２次電子コレクタに集められる２次電子
２５　　２次電子遮蔽板に吸着される２次電子
２７　　電子の流れ
２９　　隣の配線
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ　　ゲート電極配線
３２　　短絡
３３　　電子ビーム走査
３５　　短絡が無い状態の２次電子観測波形
３６，３７　　短絡が有る状態の２次電子観測波形
【図１】
2004103865.tif 000003
【図２】
2004103865.tif 000004
【図３】
2004103865.tif 000005