(57)【要約】【課題】  電子を直進性を有するように誘導する電子ソースと、微細な直径を有しながら微細な間隔を置いて配置された穴の内部に電子ビームを正確に照射することができる電子ビーム検査装置と、半導体基板の全面に対して半導体基板に形成された穴のオープン不良検査を実施することができる検査方法とを提供する。【解決手段】  穴のオープン不良検査装置１００は複数の穴が形成された半導体基板Ｗが安置されるアノード電極１１０を含む。電子を放出するカソード電極１２０がアノード電極１１０上部に配置される。カソード電極１２０から放出される電子を微細な間隔で配列され直進性を有する電子ビームに転換させる束型ナノチューブ１４０がカソード電極１２０の下部に半導体基板Ｗの正面に向かって配置される。電流計１５０が半導体基板Ｗの背面を通じて漏洩される電流を測定する。【選択図】    図１
2005197248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード電極と、
前記アノード電極と対向して配置されたカソード電極と、
前記カソード電極と前記アノード電極との間に配置され、電子に直進性を付与する束型ナノチューブと、
を備えることを特徴とする電子ソース。
【請求項２】
前記束型ナノチューブは、カーボンナノチューブを含むことを特徴とする請求項１記載の電子ソース。
【請求項３】
前記アノード電極と前記カソード電極との間に磁気場を形成する電磁石をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の電子ソース。
【請求項４】
前記アノード電極と前記カソード電極との間に磁気場を形成する電磁石をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の電子ソース。
【請求項５】
アノード電極と、
前記アノード電極と対向して配置され、カソード電極と前記カソード電極上に設けられた束型ナノチューブとを有し、前記束型ナノチューブは前記アノード電極と対向する電子放出面と、前記カソード電極から前記電子放出面を経由して前記アノード電極に電子が通過できるようにするための導電チャンネルとを有する電子ソースと、
を備えることを特徴とする電子ビーム検査装置。
【請求項６】
前記アノード電極及び前記カソード電極に電気的に連結された電源をさらに備えることを特徴とする請求項５記載の電子ビーム検査装置。
【請求項７】
前記アノード電極と前記カソード電極との間に磁気場を形成する電磁石をさらに備えることを特徴とする請求項６記載の電子ビーム検査装置。
【請求項８】
前記アノード電極と前記カソード電極との間に磁気場を形成する電磁石をさらに備えることを特徴とする請求項５記載の電子ビーム検査装置。
【請求項９】
半導体基板を収容する第１面を有するアノード電極と、
前記アノード電極の第１面と対向する電子放出面を有するカソード電極と、
前記アノード電極と前記カソード電極との間に配置され、前記カソード電極から前記電子放出面を経由して前記アノード電極に電子を通過させるための導電チャンネルを有する束型ナノチューブと、
前記アノード電極及び前記カソード電極に電気的に連結された電源と、
前記アノード電極に電気的に連結され、前記半導体基板の背面から前記アノード電極の第１面を通じて漏洩される電流を測定する電流計と、
を備えることを特徴とする電子ビーム検査装置。
【請求項１０】
前記束型ナノチューブは、カーボンナノチューブを含むことを特徴とする請求項９記載の電子ビーム検査装置。
【請求項１１】
前記アノード電極と前記カソード電極との間に磁気場を形成する電磁石をさらに備えることを特徴とする請求項１０記載の電子ビーム検査装置。
【請求項１２】
前記アノード電極と前記カソード電極との間に磁気場を形成する電磁石をさらに備えることを特徴とする請求項９記載の電子ビーム検査装置。
【請求項１３】
半導体基板を収容する第１面を有するアノード電極と、
前記アノード電極の第１面と対向する電子放出面を有するカソード電極と、
前記アノード電極と前記カソード電極との間に配置され、前記カソード電極から前記電子放出面を経由して前記アノード電極に電子を通過させるための導電チャンネルを有する束型ナノチューブと、
前記アノード電極及び前記カソード電極に電気的に連結された電源と、
前記半導体基板が安置されるステージと、
前記ステージに電気的に連結され、前記半導体基板の背面から前記アノード電極の第１面を通じて漏洩される電流を測定する電流計と、
を備えることを特徴とする電子ビーム検査装置。
【請求項１４】
前記アノード電極は、前記ステージと前記カソード電極との間に配置されることを特徴とする請求項１３記載の電子ビーム検査装置。
【請求項１５】
前記アノード電極と前記カソード電極との間に磁気場を形成する電磁石をさらに備えることを特徴とする請求項１３記載の電子ビーム検査装置。
【請求項１６】
前記束型ナノチューブは、カーボンナノチューブを含むことを特徴とする請求項１３記載の電子ビーム検査装置。
【請求項１７】
複数のコンタクトホールを有する半導体基板に束型ナノチューブの放出面から電子ビームを放出する段階を含むことを特徴とする半導体基板の検査方法。
【請求項１８】
前記半導体基板は、半導体ウェーハと、前記半導体ウェーハ上に形成され複数のコンタクトホールを有する絶縁膜と、を有することを特徴とする請求項１７記載の半導体基板の検査方法。
【請求項１９】
前記電子ビームを放出する段階は、電磁気場内で遂行することを特徴とする請求項１７記載の半導体基板の検査方法。
【請求項２０】
前記電子ビームを放出する段階は、前記放出面と実質的に直交する方向に沿って延長された流線を有する電磁気場内で遂行することを特徴とする請求項１７記載の半導体基板の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ソースと、これを用いる半導体基板の検査装置及び検査方法に関し、より具体的には半導体素子のコンタクトホールやバイアホールのような微細な直径を有する穴に電子を照射する電子ソースと、このような電子ソースを用いて穴のオープン不良を検査する装置電子ビーム検査装置と、電子ソースを用いて半導体基板の穴のオープン不良を検査する検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、コンピュータのような情報媒体の急速な普及につれて半導体素子も飛躍的に発展しつつある。半導体素子は、高速で動作すると同時に大容量の貯蔵能力を有することが要求される。このような要求に従い半導体素子の製造技術は、集積度、信頼度及び応答速度などを向上させる方向に発展している。
半導体素子が高集積化されることに従って微細パターンの形成が要求されており、各パターンの幅だけではなくパターン間の間隔も顕著に減少している。また、各配線を連結するためのコンタクトのサイズが減少し、これにより、コンタクトのアスペクト比は増加している。
【０００３】
前記のような傾向を有するコンタクトは次のような工程を通じて形成される。半導体基板上に提供された導電領域上に絶縁膜を形成する。絶縁膜上にフォトレジスト膜を形成した後、フォトレジスト膜をパターニングしてフォトレジスト膜を形成する。フォトレジストパターンをエッチングマスクにして絶縁膜をエッチングすることで、絶縁膜に導電領域を露出させるコンタクトホールを形成する。コンタクトホール内部を金属物質で埋立て、コンタクトプラグを形成する。
【０００４】
前述したように、コンタクトのサイズが減少することによって、コンタクトホールの直径も共に減少する。これにより、コンタクトホールが完全にオープンにされない場合が頻繁に発生する。コンタクトホールのオープン不良が発生することは、コンタクトホール内に絶縁膜が局部的に残留することで、導電領域がコンタクトホールを通じて露出することができないことを意味する。従って、このようなコンタクトホールに金属プラグを形成すると、金属プラグが導電領域と電気的に連結されない断線現象が起こる。前記断線現象を予め防止するために、金属プラグをコンタクトホール内に形成する前に、コンタクトホールのオープン不良を検査する工程が必須的に実施される。
コンタクトホールのオープン不良を検査する方法には、主に走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）が使用される。ＳＥＭの電子銃からコンタクトホール内に電子ビームを照射して、コンタクトホール内面から放出された二次電子を用いてコンタクトホールの画像イメージを獲得する。コンタクトホールの画像イメージを分析し、コンタクトホールオープン不良を判別する。
【０００５】
しかし、前述した従来のコンタクトホールのオープン不良検査方法は、半導体基板に形成された複数個の金型が有する多数のコンタクトホールに対して個別的に実施されなければならない。従って、検査時間をあまりに長く必要とするので、半導体基板の全面について前述した従来の検査方法を適用することは困難である。また、画像イメージの分析は検査者の判断に全面的に依存するので、検査結果に対する信頼度が低いという問題点もある。
このような問題を解消するために、最近では漏洩電流を用いる方法が提示された。前記方法は、ＳＥＭの電子銃からコンタクトホールに電子ビームを照射した後、放出されず半導体基板の背面に流れる漏洩電流を分析し、コンタクトホールのオープン不良を検査する方式である。コンタクトホール内に残留絶縁膜が存在すると、このようなコンタクトホールを通じて半導体基板の背面に漏洩される電流は絶縁膜が存在しないコンタクトホールを通じて半導体基板の背面に漏洩される電流と異なる特性を示す。このような漏洩電流の特性差異を分析し、コンタクトホールのオープン不良を検査することができる。
【０００６】
しかし、前述した漏洩電流利用方法もＳＥＭを用いるので半導体基板の全体の金型にこの方法を適用することは困難である。即ち、電子ビームの照射領域を数十μｍ以上に拡大する場合、ＳＥＭの電子銃から照射される電子ビームのピーチは半導体基板上に形成された微細コンタクトホールの直径、大略１００ｎｍより長く、微細な間隔に配列された全てのコンタクトホール内に電子ビームを照射することができない。つまり、半導体基板の全面に対してコンタクトホールのオープン不良検査を実施することは実質的に不可能であるという問題がある。
【０００７】
半導体基板全面に渡ってコンタクトホールの不良を検査するために、電界放出効果を用いる検査方法が提示されている。前記方法は広い面積を有する金属板から電子を放出させ、放出された電子を半導体基板の全面に照射する方式である。半導体基板の背面を通じて漏洩される電流の特性を分析し、コンタクトホールの不良可否を判別する方式は前述の方法と同様である。
【０００８】
しかし、広い面積の金属板に高い電気場が印加されると、金属板でアーク放電や破壊が発生する。従って、電子は半導体基板に向かって直進性を有することができず、半導体基板の全面上に均一に照射されない。半導体基板上に均一に提供することができない電子によって発生する漏洩電流の分析結果は信頼性が低い。つまり、前記方法も半導体基板の全面に対するコンタクトホールの不良検査に適用することが実質的に困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の第１目的は、電子を直進性を有するように誘導することができる電子ソースを提供することにある。
本発明の第２目的は、微細な直径を有しながら微細な間隔を置いて配置された穴の内部に電子ビームを正確に照射することができる電子ビーム検査装置を提供することにある。
本発明の第３目的は、検査対象体である半導体基板の全面に対して半導体基板に形成された穴のオープン不良検査を実施することができる検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電子ソースは、対向して配置されたアノード電極とカソード電極とを備える。束型ナノチューブがカソード電極とアノード電極との間に配置され、電子に直進性を付与する。
本発明の一実施形態によると、束型ナノチューブは、カーボンナノチューブを含む。
本発明の他の実施形態によると、磁気場を発生するための電磁石がアノード電極とカソード電極との間に配置される。
本発明の電子ビーム検査装置は、アノード電極と、アノード電極と対向した電子ソースとを備える。電子ソースは、カソード電極と、アノード電極上に設けられた束型ナノチューブとを有する。束型ナノチューブは、アノード電極と対向する電子放出面と、カソード電極から電子放出面を経由してアノード電極に電子が通過するようにするための導電チャンネルとを有する。
【００１１】
本発明の一実施形態によると、電源がアノード電極とカソード電極に電気的に連結される。
本発明の他の実施形態によると、磁気場を形成するための電磁石がアノード電極とカソード電極との間に配置される。
本発明の電子ビーム検査装置は、半導体基板を収容する第１面を有するアノード電極を備える。カソード電極はアノード電極の第１面と対向する電子放出面を有する。束型ナノチューブがアノード電極とカソード電極との間に配置される。束型ナノチューブは、カソード電極から電子放出面を経由してアノード電極に電子を通過させるための導電チャンネルを有する。電源がアノード電極とカソード電極に電気的に連結される。電流計がアノード電極に電気的に連結され、半導体基板の背面からアノード電極の第１面を通じて漏洩される電流を測定する。
【００１２】
本発明の電子ビーム検査装置は、半導体基板を収容する第１面を有するアノード電極を備える。カソード電極がアノード電極の第1面と対向する電子放出面を有する。束型ナノチューブがアノード電極とカソード電極との間に配置される。束型ナノチューブは、カソード電極から電子放出面を経由してアノード電極に電子を通過させるための導電チャンネルを有する。電源がアノード電極とカソード電極に電気的に連結される。半導体基板はステージ上に安置される。電流計がステージに電気的に連結され、半導体基板の背面からアノード電極の第１面を通じて漏洩される電流を測定する。
本発明の半導体基板の検査方法によると、複数のコンタクトホールを有する半導体基板に束型ナノチューブの放出面から電子ビームを放出する。
【００１３】
本発明の一実施形態によると、半導体基板は半導体ウェーハと、半導体ウェーハ上に形成され、複数のコンタクトホールを有する絶縁膜とを有する。
本発明の他の実施形態によると、電子ビームを放出する段階は、放出面と実質的に直交する方向に沿って延長された流線（flux line）を有する電磁気場内で実施する。
前記のような本発明によると、電子ビームを束型ナノチューブ内に通過させることで、電子ビームに微細な間隔と直進性が付与される。従って、微細な直径を有しながら微細な間隔で配列された穴に電子ビームが均一に照射されるので、検査対象体の全面に対して穴のオープン不良検査を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１による穴のオープン不良検査装置を示す正面図であり、図２は本発明の実施形態１による穴のオープン不良検査方法を順次に示す流れ図である。
図１に示すように、本実施形態１による穴のオープン不良検査装置１００はアノード電極１１０と、カソード電極１２０とからなり、電子を放出する電子ソースを含む。微細な直径を有しながら微細な間隔で配列された複数の穴が形成された検査対象体がアノード電極１１０上に安置される。本実施形態において、検査対象体としては半導体基板Ｗが使用され、穴はコンタクトホールまたはバイアホールである。
カソード電極１２０は、アノード電極１１０の上部に配置される。電流計１５０がアノード電極１１０上に安置された半導体基板Ｗの背面を通じて漏洩される電流を測定する。
【００１５】
電源１３０がアノード電極１１０とカソード電極１２０に電流Ｉを供給し、アノード電極１１０とカソード電極１２０との間に電気場が形成される。即ち、アノード電極１１０とカソード電極１２０との間に電界放出効果が発生する。従って、カソード電極１２０から電子が放出され、放出された電子は陽極に帯電されたアノード電極１１０に向かって移動するようになる。
束型ナノチューブ１４０がカソード電極１２０の下部に配置される。特に、束型ナノチューブ１４０は、放出面１４０ａがアノード電極１１０に向かうようにカソード電極１２０の底面に付着させることが望ましい。束型ナノチューブ１４０は導電チャンネルを有し、カソード電極１２０から放出された電子に垂直下方に向かうように直進性を付与する。また、束型ナノチューブ１４０は電子を微細な間隔に配列させる役割もする。
【００１６】
このような機能をする束型ナノチューブ１４０は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含む。ＣＮＴは微細な直径を有する長いチューブが束型に密集された構造を有する。ＣＮＴで、一つの炭素原子は３つの他の炭素原子とｓｐ2結合して、六角形のハチの巣構造を形成する。一つの炭素チューブの直径は大略数ｎｍ程度と非常に微細である。従って、カソード電極１２０から放出される電子がＣＮＴの各チューブを通過すると、電子は半導体基板Ｗに向かって直進性の付与を受けるようになり、また、チューブの間隔に対応する微細な間隔に配列される。
【００１７】
一方、カソード電極１２０からアノード電極１１０への方向に沿って流れる電界放出電流は下記の数式（１）で決定される。
Ｉ＝ａＶ2ｅｘｐ［−（ｂφ1.5）／（βＶ）］        （１）
前記数式（１）で、Ｉは放出電流であり、Ｖは印加電圧（Ｖ/μｍ：ａｐｐｌｉｅｄ  ｖｏｌｔａｇｅ）であり、φは仕事関数（ｅＶ：ｗｏｒｋ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）であり、βは電界強化係数（ｆｉｅｌｄ  ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  ｆａｃｔｏｒ）である。
金属の場合、印加電圧が１０4Ｖ／μｍと非常に大きく、且つ広い面積の金属から均一に電子を放出させることは非常に難しい。金属に印加される電気場が大きい場合、広い面積の金属ではアーク放電や破壊が発生する。このような理由から、金属の電界放出はチップ部分のみで起こる。
反面、ＣＮＴは金属チップと類似する４．５ｅＶ程度の仕事関数を有するが、電界強化係数が１，０００以上であるので、印加電圧が１０Ｖ／μｍ未満で非常に低いという長所を有している。
【００１８】
前記のような長所を有するＣＮＴは、電気放電法、レーザー気相蒸着法、プラズマ化学気相蒸着法、熱的化学気相蒸着法及び気相合成法などのような方法で製造される。
電気放電法は、２つのグラファイト電極の間に直流電源を印加して放電を起こす方式である。陰極のグラファイト電極から放電によって発生した多量の電子は陽極のグラファイト電極に衝突する。グラファイト電極から炭素クラスター（ｃａｒｂｏｎ  ｃｌｕｓｔｅｒｓ）が落とされる。炭素グラファイトが、低い温度に冷却された陰極のグラファイト電極の表面で凝縮して成長することで、ＣＮＴが製造される。
【００１９】
レーザー気相蒸着法は、オーブン内に配置されたグラファイトタゲットにレーザーを照射する方式である。グラファイトタゲットにレーザーを照射して、グラファイトターゲットを気化させる。グラファイトターゲットで気化された炭素グラファイトが低温に冷却された銅コレクターで凝縮して成長することで、ＣＮＴが製造される。
プラズマ化学気相蒸着法は、両電極に高周波電源を印加して、反応路内にグロー放電を発生させる方式である。反応気体としては、Ｃ2Ｈ4、ＣＨ4、ＣＯガスを使用し、触媒金属としては、Ｓｉ、ＳｉＯ2、グラス基板上に蒸着されたＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏなどを使用する。基板上に蒸着された触媒金属をエッチングして、ナノ大きさの微細な金属パーティクルを形成する。反応ガスを反応路内に供給しながら両電極に高周波電源を印加するとグロー放電が発生し、これにより触媒金属パーティクル上にＣＮＴが成長するようになる。
【００２０】
熱的化学気相蒸着法を通じて、高純度のＣＮＴを製造することができる。基板上に触媒金属としてＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうち一つを蒸着する。基板をＨＦ溶液で湿式エッチングする。基板を石英ボートに収納した後、石英ボートをＣＶＤチャンバー内に搬入する。触媒金属を高温下でＮＨ3ガスでエッチングし、ナノ大きさの触媒金属パーティクルを形成する。
気相合成法は基板を使用しないで、反応ガスと触媒金属を直接的に用いて気相でＣＮＴを合成する方式である。第１温度下で触媒金属を気化させ、微細大きさの触媒金属パーティクルを形成する。第１温度より高い第２温度に触媒金属パーティクルを加熱すると、高温によって分解された炭素原子が触媒金属パーティクル上に吸着された後拡散される。
【００２１】
前述した方法で製造されるＣＮＴは、１から１０ｎｍの直径を有するチューブが束型に配列され、全体的に数十ｎｍ程度の大きさを有する。
前記のような構成からなる実施形態１の検査装置を用いて穴のオープン不良を検査する方法を図２を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、段階ＳＴ１１で、電源１３０からカソード電極１２０とアノード電極１１０に電流を供給すると、対向して配置されたカソード電極１２０とアノード電極１１０との間に強い電気場が形成される。陰極に帯電されたカソード電極１２０から電子が放出される。
段階ＳＴ１２で、電子はＣＮＴ１４０の各ナノチューブ内に沿って通過しながら、アノード電極１１０上に安置された半導体基板Ｗに向かう直進性の電子ビームに形成される。また、直進性の電子ビームはナノチューブの間隔と対応する微細な間隔を有するようになる。
【００２３】
段階ＳＴ１３で、ＣＮＴ１４０を通過した直進性の電子ビームは半導体基板Ｗの正面に照射される。ここで、直進性の電子ビームは非常に微細な間隔で均一に広い範囲にかけて半導体基板Ｗ上の正面に照射される。従って、電子ビームの照射領域は半導体基板Ｗの局部に制限されず、半導体基板Ｗの全面と対応するようになる。つまり、半導体基板Ｗ上に形成された全体の金型が有するコンタクトホールやバイアホールのオープン不良可否を全部検査することが可能となる。
段階ＳＴ１４で、半導体基板Ｗのコンタクトホールやバイアホールに照射された電子ビームは、二次電子として放出されたり、半導体基板Ｗの背面を通じて漏洩される電流として作用したりもする。半導体基板Ｗの背面を通じて漏洩される電流を電流計１５０が測定する。コンタクトホールやバイアホールが完全にエッチングされコンタクトホールやバイアホール内部に絶縁膜が残存しないと、半導体基板Ｗの全体領域に対して電流計１５０で測定される漏洩電流は一定に示される。反面、コンタクトホールやバイアホールが完全にエッチングされずコンタクトホールやバイアホール内部に絶縁膜が残存すると、残存する絶縁膜に起因して測定された漏洩残留が前記の場合とは異なるように示される。このような漏洩電流の差異を分析して、該当位置のコンタクトホールまたはバイアホールのオープン不良可否を判別することができる。
【００２４】
（実施形態２）
図３は本発明の実施形態２による穴のオープン不良検査装置を示す正面図であり、図４は本発明の実施形態２による穴のオープン不良検査方法を順次に示す流れ図である。
図３に示すように、本実施形態２による穴のオープン不良検査装置２００は、アノード電極２１０とカソード電極２２０とからなり電子を放出する電子ソースを含む。複数のコンタクトホールやバイアホールが形成された半導体基板Ｗがアノード電極２１０上に安置される。電流計２５０がアノード電極２１０上に安置された半導体基板Ｗの背面を通じて漏洩される電流を測定する。電源２３０がアノード電極２１０とカソード電極２２０との間に連結される。ＣＮＴ２４０は放出面２４０ａがアノード電極に向かうようにカソード電極２２０の底面に付着させる。
【００２５】
一方、本実施形態による検査装置２００はアノード電極２２０から放出された電子に直進性をさらに付与するために、第１電磁石２６０及び第２電磁石２７０をさらに含む。第１電磁石２６０はアノード電極２１２０の下部に配置され、電流が供給されるとＮ極に磁化する。第２電磁石２７０はカソード電極２２０の上部に配置され、電流が供給されるとＳ極に磁化する。
第１電磁石２６０及び第２電磁石２７０の間には強い磁気場が形成される。従って、カソード電極２２０から放出された電子はＣＮＴ２４０によって直進性の付与を受けると同時に第１電磁石２６０及び第２電磁石２７０による磁気場によっても直進性の提供を受ける。従って、電子はアノード電極２１０上に安置された半導体基板Ｗの正面に向かって実施形態１よりさらに垂直に照射される。
前記のような構成からなる実施形態２の検査装置を用いて穴のオープン不良を検査する方法を図４を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図３及び図４に示すように、段階ＳＴ２１で、まず、第１電磁石２６０及び第２電磁石２７０に電流を供給し、第１電磁石２６０をＮ極に磁化させ、第２電磁石２７０をＳ極に磁化させる。
段階ＳＴ２２で、電源２３０からカソード電極２２０とカソード電極２１０に電流を供給し、カソード電極２２０から電子を放出させる。
段階ＳＴ２３で、電子はＣＮＴ２４０の各ナノチューブ内に沿って通過しながら、アノード電極２１０上に安置された半導体基板Ｗに向かう直進性を有する電子ビームに形成される。特に、電子ビームはカソード電極２２０の放出面と実質的に直交する方向に沿って延長された流線を有する電磁気場の影響を受けるようになるので、傾きが殆どなく、半導体基板Ｗの正面と垂直を成すようになる。また、直進性を有する電子ビームはナノチューブの間隔と対応する微細な間隔を有するようになる。
【００２７】
段階ＳＴ２４０で、ＣＮＴ２４０を通過して磁気場によって誘導された直進性を有する電子ビームは半導体基板Ｗの正面に照射される。
段階ＳＴ２５で、半導体基板Ｗの背面を通じて漏洩される電流を電流計２５０が測定する。測定された漏洩電流を分析して、半導体基板Ｗの該当位置のコンタクトホールまたはバイアホールのオープン不良可否を判別する。
【００２８】
（実施形態３）
図５は本発明の実施形態３による穴のオープン不良検査装置を示す正面図であり、図６は本発明の実施形態３による穴のオープン不良検査方法を順次に示す流れ図である。
図５に示すように、実施形態３による穴のオープン不良検査装置３００は、アノード電極３１０とカソード電極３２０とからなり、電子を放出する電子ソースを含む。ステージ３８０がアノード電極３１０の下部に配置される。複数のコンタクトホールやバイアホールが形成された半導体基板Ｗがステージ３８０上に安置される。カソード電極３２０から放出された電子は、アノード電極３１０を通過して半導体基板Ｗに照射されなければならない。従って、アノード電極３１０は電子を通過させる複数の通孔３１１を有する。通孔３１１を通過する電子は半導体基板Ｗに向かう直進性の付与をさらに受けるようになる。
【００２９】
電流計３５０がステージ３８０上に安置された半導体基板Ｗの背面を通じて漏洩される電流を測定する。電源供給部材３８０がアノード電極３１０とカソード電極３２０との間に連結される。ＣＮＴ３４０は放出面３４０ａがアノード電極１１０に向かうようにカソード電極３２０の底面に付着させる。ＣＮＴ３４０のチューブが有する軸方向はアノード電極３１０の通孔３１１の軸方向と実質的に一致する。
前記のような構成からなる実施形態３の検査装置を用いて穴のオープン不良を検査する方法を図６を参照して詳細に説明する。
【００３０】
図５及び図６に示すように、段階ＳＴ３１で、電源３３０からカソード電極３２０とアノード電極３１０に電流を供給し、カソード電極３２０から電子を放出させる。
段階ＳＴ３２で、電子はＣＮＴ３４０の各ナノチューブ内に沿って通過しながら、直進性を有する電子ビームに形成される。
段階ＳＴ３３で、ＣＮＴ３４０を通過した直進性を有する電子ビームはアノード電極３１０の通孔３１１を通過する。
段階ＳＴ３４で、アノード電極３１０の通孔３１１を通過する電子ビームは半導体基板Ｗの正面に照射される。
段階ＳＴ３５で、半導体基板Ｗの背面を通じて漏洩される電流を電流計３５０が測定する。測定された漏洩電流を分析し、半導体基板Ｗの該当位置のコンタクトホールまたはバイアホールのオープン不良可否を判別する。
【００３１】
（実施形態４）
図７は本発明の実施形態４による穴のオープン不良検査装置を示す正面図であり、図８は本発明の実施形態４による穴のオープン不良検査方法を順次に示す流れ図である。
図７に示すように、実施形態４による穴のオープン不良検査装置４００は、アノード電極４１０とカソード電極４２０とからなり、電子を放出する電子ソースを含む。ステージ４８０がアノード電極４１０の下部に配置される。複数のコンタクトホールやバイアホールが形成された半導体基板Ｗがステージ４８０上に安置される。カソード電極４２０から放出された電子はアノード電極４１０を通過して半導体基板Ｗに照射されなければならない。従って、アノード電極４１０は電子を通過させる複数の通孔４１１を有する。
【００３２】
一方、実施形態４による検査装置４００は、第１電磁石４６０及び第２電磁石４７０をさらに含む。第１電磁石４６０はステージ４８０の下部に配置され、電流が供給されるとＮ極に磁化する。第２電磁石４７０はカソード電極４２０の上部に配置され、電流が供給されるとＳ極に磁化する。
電流計４５０がステージ４８０上に安置された半導体基板Ｗの背面を通じて漏洩される電流を測定する。電源供給部材４３０がアノード電極４１０とカソード電極４２０との間に連結される。ＣＮＴ４４０は放出面４４０ａがアノード電極１１０に向かうようにカソード電極４２０の底面に付着させる。ＣＮＴ４４０のチューブが有する軸方向はアノード電極４１０の通孔４１１の軸方向と実質的に一致する。
前記のような構成からなる実施形態４の検査装置を用いて穴のオープン不良を検査する方法を図８を参照して詳細に説明する。
【００３３】
図７及び図８に示すように、段階ＳＴ４１で、第１電磁石４６０及び第２電磁石４７０に電流を供給し、第１電磁石４６０をＮ極に磁化させ、第２電磁石４７０をＳ極に磁化させる。
段階ＳＴ４２で、電源４３０からカソード電極４２０とアノード電極４１０に電流を供給し、カソード電極４２０から電子を放出させる。
段階ＳＴ４３で、電子はＣＮＴ４４０の各ナノチューブ内に沿って通過しながら、直進性を有する電子ビームに形成される。
段階ＳＴ４４で、ＣＮＴ４４０を通過した直進性を有する電子ビームはアノード電極４１０の通孔４１１を通過した後、段階ＳＴ４５で、半導体基板Ｗの上面に照射される。ここで、電子ビームは第１電磁石４６０及び第２電磁石４７０による磁気場の影響を受け、傾きの殆どない半導体基板Ｗの正面と垂直を成すようになる。
段階ＳＴ４６で、半導体基板Ｗの背面を通じて漏洩される電流を電流計３５０が測定する。測定された漏洩電流を分析し、半導体基板Ｗの該当位置のコンタクトホールまたはバイアホールのオープン不良可否を判別する。
【００３４】
前述したように、本発明の実施形態によると、カソード電極から放出された電子がＣＮＴを通過することによって、電子に微細な間隔と直進性が付与される。
従って、ＣＮＴを通過して直進性を受けた電子ビームが半導体基板のコンタクトホールやバイアホールに均一で且つ正確に照射される。結果的に、半導体基板の全面に対してコンタクトホールやバイアホールのような穴のオープン不良検査を実施することができる。
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と精神を離れることなく、本発明の実施形態を修正または変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態１による検査装置を示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態１による検査方法を順次に示す流れ図である。
【図３】本発明の実施形態２による検査装置を示す正面図である。
【図４】本発明の実施形態２による検査方法を順次に示す流れ図である。
【図５】本発明の実施形態３による検査装置を示す正面図である。
【図６】本発明の実施形態３による検査方法を順次に示す流れ図である。
【図７】本発明の実施形態４による検査装置を示す正面図である。
【図８】本発明の実施形態４による検査方法を順次に示す流れ図である。
【符号の説明】
【００３６】
１００  穴のオープン不良検査装置１１０  アノード電極、１２０  カソード電極、１３０  電源、１４０  ＣＮＴ、１５０  電流計
【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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