(57)【要約】【課題】半導体デバイスの製造過程の欠陥検査装置において従来にはない精度の良い欠陥検査装置及び検査（或いは評価）方法を実現する。【解決手段】写像型電子線検査装置で試料表面を検査する方法において、電子銃２１から発生した電子ビームによる前記試料表面上の照射領域のサイズを、前記試料表面上のパターンサイズより大きくかつ概ね円形若しくは楕円形に形成し、前記電子ビームを前記試料表面上のパターンのほぼ中心に照射し、前記電子ビームの照射により前記試料表面から発生した二次電子を検出器の電子検出面で結像させ前記試料表面を検査する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
写像型電子線検査装置で試料表面を検査する方法において、電子銃から発生した電子ビームによる前記試料表面上の照射領域のサイズを、前記試料表面上のパターンサイズより大きくかつ概ね円形若しくは楕円形に形成し、前記電子ビームを前記試料表面上のパターンのほぼ中心に照射し、前記電子ビームの照射により前記試料表面から発生した二次電子を検出器の電子検出面で結像させ前記試料表面を検査する事を特徴とする試料表面検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の試料表面検査方法において、前記検出器がＥＢ−ＣＣＤであることを特徴とする試料表面検査方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の試料表面検査方法において、前記電子ビームの前記試料表面への照射を、前記電子ビームの通路の途中に設けらたブランキング用電極の電圧を制御して電子ビームを偏向することによって行うことを特徴とする試料表面検査方法。
【請求項４】
請求項３に記載の試料表面検査方法において、前記電子ビームの照射位置を、前記試料表面上のパターンの中心から前記電子ビームの偏向方向とは概ね反対方向にずらし、前記試料表面の帯電状態の偏りをなくすことを特徴とする試料表面検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は試料表面検査装置及び検査方法に関し、より詳細には、電子線をウエハ、基板等の試料の表面に照射して検査或いは評価する写像投影型の電子線式試料表面検査装置、並びにそのような検査装置を使用して試料表面を検査或いは評価する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスには露光、エッチング、薄膜形成の工程があり、これらの工程が数回から十数回繰り返される。ここで重要になるのは、互いに重ねて形成された複数の配点パターンの下層部に形成された配線パターンと上層部に形成するパターンの位置の一致性（オーバーレイ）である。
従来は下層パターンと上層パターンの位置を合わせるための専用のマーク（オーバーレイマーク）を用い、光（光学顕微鏡等）を利用した位置合わせ等により行っていた（オーバーレイ検査）。    
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，０９１，２４９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オーバーレイマークと実際のデバイスパターンとではパターンの大きさが違うために、上記したような光によるオーバーレイ検査では、光によるコマ収差の影響を受けてしまい、オーバーレイマークでは位置合わせが許容誤差に入っているが、実デバイスパターンではずれて露光されてしまう場合が多々ある。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体デバイスの製造過程の欠陥検査装置において従来にはない精度の良い欠陥検査装置及び検査（或いは評価）方法を実現することである。
本発明の他の目的は、電子ビームの試料面の照射領域のサイズをパターンのサイズより大きくすることによりオーバーレイの検査の精度を向上した写像型の表面検査装置或いは検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した目的を達成するために、請求項１に記載の本発明によれば、写像型電子線検査装置で試料表面を検査する方法において、電子銃から発生した電子ビームによる前記試料表面上の照射領域のサイズを、前記試料表面上のパターンサイズより大きくかつ概ね円形若しくは楕円形に形成し、前記電子ビームを前記試料表面上のパターンのほぼ中心に照射し、前記電子ビームの照射により前記試料表面から発生した二次電子を検出器の電子検出面で結像させ前記試料表面を検査する事を特徴とする試料表面検査方法が提供される。
請求項２に記載の発明によれば、検出器がＥＢ−ＣＣＤであるってもよい。
【０００６】
本発明の実施形態によれば、電子ビームを用いて試料の表面を検査する写像型の表面検査装置であって、電子ビームを放出する電子銃と、前記電子ビームをほぼ円形若しくは楕円形に形成すると共に電子ビームの照射領域のサイズが試料表面上のパターンより大きくするための少なくとも１つの静電レンズを有し、電子ビームを前記試料表面に導く一次光学系と、前記試料表面から発生した二次電子を加速させる静電レンズ及び加速された前記二次電子を検出するための検出器の検出面に結像させる少なくとも１つの静電レンズを有する二次光学系と、結像された前記二次電子を画像用電気信号に変換する変換装置と、試料表面に照射された電子ビームの量に応じて試料電圧又はリターディング電圧を変化させる機構とを有することを特徴とする試料表面検査装置が提供される。
【０００７】
上記本発明に係る試料表面検査装置並びに検査方法において、半導体ウエハ等の試料に照射された電子ビームにより試料表面から発生した二次電子を検出器に導く二次光学系が四極子レンズを含んでおり、更に複数の静電レンズによって検出器上に結像されるステップを含んでいてもよい。
また、半導体ウエハから発生される二次電子を検出する検出器は、ＭＣＰとＴＤＩ-ＣＣＤを備えていてもよい。
更に、電子を検出する検出器は上記ＭＣＰとＴＤＩ−ＣＣＤの他に蛍光板をＭＣＰとＴＤＩ−ＣＣＤの間に備えていてもよい。
また、ＭＣＰとＴＤＩ−ＣＣＤの代わりにＥＢ−ＴＤＩであってもよく、更にＥＢ−ＣＣＤであってもよい
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては、半導体デバイスの製造において、オーバーレイを検出することができ、もって、半導体デバイス製造における精度のよい欠陥検査を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明に係る試料表面検査方法の実施形態について説明する。
まず、オーバーレイ検査についての概念図を図１に示す。図１において、１００はシリコン基板、１０１は酸化膜層、１０２は下層パターン、１０３は形成膜層、１０４は露光現像後のレジスト層を示す。半導体製造工程には多数のエッチング工程がある。エッチング工程はエッチングしたい形成膜例えば酸化膜１０３の上にレジストを塗布し、そのレジストを光若しくは電子ビームによって露光、現像してレジスト層１０４のように所望のパターン形成し、エッチングによりレジスト層のない部分の形成膜例えば酸化膜を除去することにより所望のパターンにするものである。
第一のエッチング工程で作られたパターン１０２の上に埋め込み、新たなる膜の形成工程があり、そこで形成された膜のエッチングが必要となる。このとき、前工程で作られたパターン（下層パターン）１０２とこれからエッチングするパターン（上層パターン）１０５が設計にしたがって一致していなくてはならない。そこで位置合わせ用のマークを用いて、下層パターン１０２と上層パターン１０５との一致性を検査する。
上層パターンのエッチングのため、下層パターンの上には既にレジストが塗布されており、下層パターンはこのレジストを通して観察若しくは観測しなくてはならない。  また、オーバーレイの検査では上層パターンと下層パターンは同時に観察若しくは観測できなくてはならない。
オーバーレイ検査では下層パターンは主にレジストや酸化膜の下に存在する場合が多い。場合によっては導電性を持った層の下にある場合もある。上層パターンはレジストの露光によって形成される場合が主であり、露光のみの場合とポストベークされた場合、現像までされた場合とがある。
【００１０】
以下に、本発明に係る欠陥等の試料表面検査方法の実施形態についてを説明する。
図２において、本実施形態の試料表面の欠陥等の表面検査方法を行う装置が全体を１で示されている。同図において、２は一次電気光学系（以下単に一次光学系）、３は二次電気光学系（以下単に二次光学系）、４は検出系、５は公知の構造の防振台の上に設けられたステージ装置であり、これらはチャンバ１２を画定するハウジング１１内に収納されている。チャンバ１２は図示しない装置により所望の雰囲気、例えば真空雰囲気に制御されるようになっている。
例えばウエハ、基板のような試料（以下この実施形態の説明では試料としてウエハを使用した例について説明する）Ｗは公知の構造、機能を有するステージ装置５のウエハ保持台５１の上に、例えば真空チャック等の公知の手段により取り外し可能に固定されるようになっている。このウエハ保持台５１は直交２軸方向すなわちＸ−Ｙ方向の少なくとも一方向に連続的又はステップアンドリピート式に動くことができるように構成されている。防振台の防振構造は非接触型軸受けから構成されても良い。
【００１１】
図３に詳細に示されるように、一次電子ビームを照射する一次光学系の電子銃２１としては、熱電子放出型若しくはショットキー型の電子銃が使用され得る。電子銃２１から放出された一次電子ビームＢ１は、一次光学系の四重極子レンズ２２等を介してその形状が整えられ、ウエハ保持台５１上に載置されている試料すなわちウエハＷの表面に照射される。このとき、一次電子ビームは電界と磁界からなるＥ×Ｂフィルタ又はウィーンフィルタ２３を通ってウエハ表面に導かれる。
電子ビームは、試料の照射領域のサイズが試料表面のパターン、特にオーバーレイパターンのパターンサイズより大きくなるように、一次光学系のレンズによって形成する。また電子ビームは、その形状が概ね円形若しくは楕円形になるように、またビーム強度分布が概ね均一になるように形成される。電子ビームはオーバーレイマークのほぼ中心に照射する。電子ビームの試料表面への照射は、図４に示されるように、一次光学系２の途中にあるブランキング用の電極２３によって行われる。試料表面に電子ビームを照射する場合は電極の電圧を０Ｖ（ゼロボルト）若しくは軌道調整に必要な電圧にし、電子ビームを一次光学系の概ね中心を通す。電子ビームを試料表面に照射しない場合には、電子ビームが完全に一次光学系から外れるに十分な電圧をブランキング用の電極２３に印加し、電子ビームを一次光学系を構成する外壁若しくは専用の電極２４等に導き、試料表面には電子ビームが照射されないようにブランキングする。ブランキング用の電極は四重極子電極で構成される。電子ビームの偏向方向は、互いに直交するＸ方向又はＹ方向でも、或いは斜め方向（Ｘ方向の成分とＹ方向の成分を含む方向）でもかまわない。
【００１２】
電子ビームの偏向により、試料表面はその電子ビームの偏向方向に若干多く電子ビームが照射されてしまう。このことは、試料表面の帯電状態に若干の偏りを発生させる原因となり、強いては、取得される画像の左右、上下の対称性が失われる原因となる。図５にブランキング方向と電子ビーム照射領域の概念図を示す。
電子ビームの照射位置を試料表面のオーバーレイマークの中心（図５で中心線Ｏ−Ｏで示す）から電子ビームの偏向方向（ブランキング方向）とは概ね反対方向にずらし（図５で中心線Ｏ′−Ｏ′）、試料表面の帯電状態の偏りをなくすように予め決める。また、ブランキングによる試料表面の帯電の偏りをより少なくするために、ブランキングの際電子ビームの引き出し用電極２５（図４）の印加電圧を変更して、電子ビームの引き出し量を少なくする、又は引き出ししないようにすることもある。取得画像の対称性から、ブランキング方向はＸ方向又はＹ方向に行うほうが好ましい。
【００１３】
図６にオーバーレイマーク又はオーバーレイパターンを示す。オーバーレイマークはｂａｒ  ｉｎ  ｂａｒタイプやｂａｒ  ｉｎ  ｂｏｘタイプのパターンを用いてもよい。外側のｂａｒはレジスト下層パターンであり、内側のｂａｒ又はｂｏｘはレジストパターンであり、露光のみ、露光及びＰＥＢ（呼び加熱）まで、若しくは現像までした場合のものとある。下層パターンはＳＴＩ構造であったり、メタル配線、溝構造であってもよい。
【００１４】
一次電子ビームの照射によりウエハＷの表面からは一次電子ビームのエネルギーに応じて二次電子Ｂ２が発生する。この二次電子は、ウエハの近傍に配置されている電極によって検出器側に所定の運動エネルギーを有するまで加速される。加速された二次電子Ｂ２は先の電界と磁界からなるＥ×Ｂフィルタ又はウィーンフィルタ２３を直進し、二次電気光学系（以下単に二次光学系）３に導かれる。この時ウエハ表面は一次電子ビームの照射により帯電し二次電子が設計された所定の運動エネルギーまで加速されない場合がある。この場合二次電子は検出器４１の検出面上で結像することが出来ず、像が得られないか、像がぼけてしまう。そこで、予め電子ビームの照射によるウエハ表面の帯電量を計算し、試料電圧又はリターディング電圧を計算された帯電量にあわせて変化させておく。これにより、電子ビームの照射による帯電量も含めて所定の運動エネルギーまで二次電子を加速することができる。
【００１５】
二次電子は二次光学系３によって写像映像として検出器４１上に結像される。二次電気光学系３を構成する電気的レンズ又は静電レンズ３１は、複数枚の同軸上に配置された開口部を持つ電極、若しくは同軸状に配置された複数の電極群から構成され、これらのレンズが更に複数段に配置される。電気的レンズは、二次電子の持つ画像情報を拡大し、かつ、ウエハＷ上の位置及び表面情報を失わないように、写像情報として、検出器に導く。
検出器４１はＭＣＰ（マルチチャンネルプレート）と蛍光版及びＴＤＩ−ＣＣＤ又はＥＢ-ＣＣＤ若しくはＥＢ−ＴＤＩから構成されている。ＭＣＰで増倍された電子は、蛍光板にて光に変換され、この光信号がＴＤＩ−ＣＣＤに取り込まれ画像信号として出力される。  また、二次電子は直接ＥＢ−ＣＣＤに導入され画像信号に変換されてもよい。
なお、一次及び二次光学系、並びに検出系の各構成要素は公知の構造、機能を有するものであるから詳細な説明は省略する。
【００１６】
ウエハＷを保持するステージ装置５には、検出器がＴＤＩ−ＣＣＤ若しくはＥＢ−ＴＤＩの場合に、連続的に動くことが可能な構造になっている。また、ＴＤＩ−ＣＣＤ若しくはＥＢ−ＴＤＩの場合には、ステージは連続的な動きだけではなく、移動停止を繰り返すことも可能に構成されている。
検出器がＣＣＤ若しくはＥＢ−ＣＣＤの場合はステージは移動停止を繰り返すことも可能である.
ステージの位置は、図示しないが、常にレーザー干渉計によって公知の方法で測定されており、予め指定された目標値とレーザー干渉計にて測定された現在値との比較を行い、その残差に応じて残差を補正する信号を二次光学系３の静電レンズ制御ユニット（図示せず）に送る。ステージの移動、停止又はその間の速度斑、微少振動を、上記静電レンズにて二次電子の軌道を修正することによって補正し、検出器の検出面では常に安定した結像状態になるように補正する補正機構を有している。ステージ装置にはブレーキ（図示せず）が設けられていて、停止時にブレーキを用い停止し、停止中の微振動を抑制し若しくはなくすことも可能である。
【００１７】
検出系４によって得られた電気的画像情報は、図示しない画像処理装置に入力され、そこで信号処理即ち画像解析がおこなわれ欠陥個所の特定と、欠陥の種類を判別し、観測者に知らせると同時に記憶媒体に記憶させる。オーバーレイ検査の場合、下層パターンと上層パターンのＸ方向とＹ方向のそれぞれのズレ量と回転角（θ）のズレ量とを画像解析から算出し、オーバーレイの可否を決定する。
検査はオフライン検査とオンライン検査の両方が選択可能で、オンライン検査の場合検査結果を半導体製造ラインに直接電気信号等信号線を通じてフィードバックすることも可能である。またオフライン検査の場合でも、検査結果を本検査装置の端末から直接入力して半導体製造ラインに電気信号等信号線を通じてフィードバックすることが可能である。半導体製造ラインのホストコンピューターと通信して、検査結果を製造工程の品質管理に用いてもよい。
【００１８】
次に、検査前のウエハＷをチャンバ１２内のステージ装置５に載せ、また検査後のウエハＷをステージ装置から取り出す動作について図２を参照して説明する。
試料表面検査装置１のチャンバ１２に隣接して配置された予備環境室６２は、半導体製造プロセスにおいて、ウエハが外部から搬入される時の環境からウエハ保持台５１を有するステージ装置５が配置されたチャンバ１２内の環境へと変化され、予備環境室６２内及びチャンバ１２内の環境が一致したとき、予備環境室６２からウエハ保持台に検査前のウエハを搬入することが出来るようになっている。
具体的には、公知の防振構造を備えた防振台及びその上に配置されかつウエハ保持台５１を有するステージ装置５が配置されたチャンバ１２を画定するハウジング１１と予備環境室６２を画定するハウジング６１との間にはゲート弁６３が設けられ、チャンバ１２と予備環境室６２とはゲート弁５３を介して選択的に連通或いは遮断可能になっている。更に、予備環境室６２とチャンバ内のウエハを予備環境室へ導入するための別のゲート弁若しくはフランジを有していても良い。ここで、ウエハが予備環境室６２とチャンバ１２との間でゲート弁６３と通して搬送されるとき、両者の環境はほぼ同一の環境（例えば、真空度１０−４Ｐａ〜１０−６Ｐａ程度の真空状態）に保たれている。  
【００１９】
半導体製造プロセスにおいて、次工程に搬送される前に検査を受けるウエハは次工程に搬送するための環境で保持されているので、先ず予備環境室はこの次工程に搬送するための環境になるように、いずれも公知の構造のガス供給装置（図示せず）及び、真空排気装置によって公知の方法で制御される。次工程に搬送するための環境と予簿環境室の環境（真空状態）が同じになったら、ウエハを予備環境室へ導入するための別のゲート弁若しくはフランジを開放し若しくは開けて、ウエハを予備環境室６２内に導入し、先の真空排気系及びガス供給装置を制御し、ウエハ保持台５１のある環境すなわちチャンバ１２内の環境と同じ環境（真空状態）にする。
その後、チャンバ１２と予備環境室６２とを仕切っているゲート弁６３を開け検査前のウエハＷをウエハ保持台５１へと搬入する（これをロードと呼ぶ）。検査前のウエハの前記搬入が終了すると、ゲート弁６２を閉め、ウエハ保持台のある環境を検査に適した環境にし、検査を開始する。
検査が終了したウエハをウエハ保持台５１から搬出し（これをアンロードと呼ぶ）、ウエハを次工程に搬送する場合には、搬入時と逆の動作をさせればよい。ここで、真空排気装置は、図２に示されるように、ターボ分子ポンプ５６とドライルーツポンプ５７との組み合わせが好ましいが、ドライルーツポンプの替わりにオイルミストトラップ若しくはモレキュラーシーブ付きのロータリーポンプであっても良い。
【００２０】
図７に予備環境室６２を複数（ここでは２個）備えた場合の実施形態を示す。検査対象のウエハのロードとアンロードを同時に平行して行ってもよい。更に予備環境室に同時に複数のウエハをストックする機能を有してもよい。この場合ゲート弁操作を少なくすることができ、効率的な検査とロード及びアンロードが可能である。
【００２１】
図８において、ウエハ電圧（基板電圧、試料電圧或いはリターディング電圧とも言うが、ここでは統一してウエハ電圧と呼ぶ）の制御フローが示されている。図８に示されるフローは、ＣＣＤ若しくはＥＢ−ＣＣＤ又はＴＤＩ−ＣＣＤのStillモードによる1ショット撮像におけるフローを示す。ここで、ウエハ電圧（基板電圧、試料電圧或いはリターディング電圧）とはウエハ、基板等の試料に予め加えられている電圧を言う。
これは、電流密度の信号とブランキング信号からDose量（電子線の投与量でウエハ、基板等の試料上の単位面積当たりに照射される荷電量のことであり、以下Dose量として示す）を計算し、ブランキング信号によってＥＢ-ＣＣＤの制御を行っている実施例である。
電子銃の電子電流値から電流密度Ｊｅが算出される。この電流密度Ｊｅとブランキング信号のブランキング解除時間τｓからウエハ表面のDose量が計算される。
ここでDose量＝Ｊｅ・τｓ
試料表面すなわちウエハ表面の情報例えば、レジスト厚みｄ、比誘電率εｒから単位面積あたりのウエハ表面の静電容量Ｃが求まる。
ここでＣ＝εｒ・ε０／ｄ  （単位面積はｃｍ２で計算、ε０は真空中の誘電率）                                              
また、ＣＶ＝Ｑより
ウエハ表面電圧の変化量ΔＶ＝Ｑ/Ｃ  
ここでウエハ表面電圧とは、基板表面電圧或いは試料表面電圧とも呼ばれ、予め加えられたウエハ電圧と、ウエハに電子ビームが照射されたことにより加えられる電圧とを加え合わせた（重畳した）電圧を言う。
一方Ｑはウエハ表面に照射された総電子量なので、ランディングエネルギＬＥ（keV）の時の二次電子放出率をγとすると
Ｑ＝Dose量・（１−γ）＝Ｊｅ・τｓ・（１−γ）となる。
よってウエハ表面電圧の変化量ΔＶ＝Ｊｅ・τｓ・（１−γ）・ｄ／εｒ・ε０で表わされる。
したがって、ウエハ電圧（又はリターディング電圧）ＲＴＤは
ＲＴＤ＋ΔＶ＝設計値（二次電子引き出し電圧）
を満たすように調整すればよい。
【００２２】
図９はウエハ電圧の別の制御フローを示す。
これは、ＥＢ−ＣＣＤの信号を基にブランキング信号を決め、そのブランキング信号と電流密度信号からDose量を決める場合の実施例である。
図１０は、ＣＣＤ若しくはＥＢ−ＣＣＤ又はＴＤＩ−ＣＣＤのStillモードによる1ショット撮像を連続して複数回行う場合のウエハ電圧とＥＢ−ＣＣＤとブランキング信号との関係を示す。撮像毎にDose量が変わるので、その都度ウエハ電圧（リターディング電圧）を調整しなくてはならない。つまりウエハ電圧をその都度調整することで、常に同じ画像が得られることとなり、それらの画像を積算することで、よりＳ／Ｎ比の高い画像を取得することができ、画像解析の精度を向上させることが可能である。
なお、積算回数は任意の回数とすることができる。即ち、ウエハの条件等に応じた最適な積算回数を予め設定することができる。これによりウエハに応じた最適な検査条件で検査を実施することができる。
【００２３】
図１１はブランキング信号の別の実施例を示す。この場合ＥＢ−ＣＣＤの露光時間中に複数回のブランキング解除が行われることになるので、ウエハ表面電圧の変化量ΔＶは、
【数１】
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で表わされる。
この様に、ウエハ電圧とウエハ表面電圧の変化分の和が二次光学系の結像条件を満たすようにDose量を調整することで、画像を取得することができる。露光時間とブランキング解除時間は相対的に任意に決めることが可能である。即ちブランキング解除時間が露光時間より長くてもよい。この場合Dose量の計算はτｓの変わりに露光時間を代入する。
【００２４】
オーバーレイ検査の場合、下層パターンを見るためのΔＶを決める条件と、上層パターンを見るためのΔＶを決める条件が異なる場合がある。
下層パターンが酸化膜やレジスト越しであり、上層パターンつまりレジスト露光が露光のみの場合若しくはポストベークまでの場合は、Dose量によるそれぞれのΔＶは同じであるので、下層パターンの見易い条件と上層パターンが見易い条件の中間にウエハ電圧（リターディング電圧）を、あわせればよい。
上層パターンが現像までされている場合、上層パターンの見える原理は下層パターンが見える原理とはまったく違う。上層パターンは現像によってその表面に凹凸が存在するために、形状によるコントラストとして像を捕らえることが出来るので、この場合は下層パターンがよりよく見える条件にウエハ電圧（リターディング電圧）を合わせればよい。
【００２５】
上層パターンと下層パターンの像が同時に取得できない場合は複数回撮像を行うことによって、下層パターンと上層パターンをそれぞれ別に取得してもよい。上層パターンが現像後等形状コントラスト若しくは材料コントラストとして像を得られる場合、上層パターンは比較的容易にその像を取得する事ができるので、先ず下層パターンの画像を主に取得し、次に上層パターンの画像を取得し、その合成画像から、下層パターンと上層パターンの位置ずれを検出若しくは計算することも可能である。この時は画像取得条件特にＲＴＤやDose量は下層パターンにあった条件にしても撮像することが好ましい。
また、上層パターンが潜像のように、試料表面に凹凸がない場合は、どちらか見易いパターンから先に画像を取得することが可能である。
【００２６】
ＲＴＤとDose量の関係で先に下層パターンが消失する場合には、下層パターンに条件を合わせて先に画像を取得し、上層パターンが先に消失する場合には上層パターンを先に撮像する。これら、上層パターンと下層パターンをそれぞれ別に撮像する場合、ＲＴＤをDose量に合わせてコントロールする。
ΔＶをコントロールする方法として、レーザー光線の照射を行ってもよい。レーザー光線を照射することで、表面電位の上昇分を更に詳細にコントロールすることが出来る。レーザー光線を予め照射しておいてから電子ビームを照射する。レーザー光線の照射による量子効果で表面電位上昇分が変化しDose量のコントロールだけでは、微調整できなかった、試料表面の表面電位上昇分を調整し、より鮮明な画像を得ることが出来る。
レーザー光線の照射とＲＴＤの調整とDose量による表面電位の調整はそれらを総合的に同時にコントロールすることも可能である。
【００２７】
図１２にレーザー光線照射とブランキング信号の関係を示す。複数回撮像する場合、全ての画像を積算することも可能であるが、それぞれの撮像で上層パターンと下層パターンを別個に撮像することも可能であり、下層パターンの撮像時のみレーザー光線の照射に量、試料表面の電位上昇分をより細かく調整することが可能である。上層パターンの撮像時にレーザー光線の照射による試料表面の電位上昇分をより細かく調整してもよいし、常にレーザー光線を照射しても良い。また、撮像していない期間にレーザー光線を照射して、撮像時にはレーザー光線を止める若しくは遮蔽してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】オーバーレイ概念図
【図２】本発明の表面検査方法を実施する装置の実施例の概略構成図である。
【図３】図２の主要部の詳細を示した図である。
【図４】ブランキングの動作概念図である。
【図５】ブランキング方向と電子ビーム照射領域である。
【図６】オーバーレイのパターンを示す図である。
【図７】予備環境室を複数有した場合の表面検査装置の実施例を示す図である。
【図８】基板電圧またはリターディング電圧の制御フロー図である。
【図９】基板電圧またはリターディング電圧の別の制御フロー図である。
【図１０】基板電圧またはリターディング電圧とＥＢ−ＣＣＤとブランキング信号の関係を示す図である。
【図１１】ブランキング信号の別の実施例を示す図である。
【図１２】レーザー光線照射とブランキング信号の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  試料表面検査装置                        ２  一次光学系
３  二次光学系                              ４  検出系
５  ステージ装置  
１２  チャンバ                              ２１  電子銃
２３  Ｅ×Ｂフィルタ                        ４１  検出器
４２  記憶装置
【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】
2007200658.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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