JP2002289659A - Substrate-check system and method for checking substrate - Google Patents
Substrate-check system and method for checking substrateInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、基板検査システム
および基板検査方法に関し、特に、荷電ビームを用いて
基板表面のパターン等を観察し検査する基板検査システ
ムおよび基板検査方法を対象とする。The present invention relates to a substrate inspection system and a substrate inspection method, and more particularly to a substrate inspection system and a substrate inspection method for observing and inspecting a pattern or the like on a substrate surface using a charged beam.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電子ビームを用いた半導体パターンの欠
陥検査が行われている中で、矩形状の電子ビームを電子
ビーム照射手段にて形成して検査対象である基板に一次
ビームとして照射し、その基板表面部の形状／材質／電
位の変化に応じて発生した二次電子、反射電子および後
方散乱電子（以下、二次電子等という）を加速して二次
ビームとして集束させ、写像投影手段にて電子検出部に
拡大投影し、基板表面の状態を表す表面観察像を得る手
法が特開平７−２４９３９３に記載されている。さら
に、この手法に加えて一次ビームを電子ビーム偏向手段
であるウィーンフィルタ（Wien filter）にて偏向さ
せ、基板表面に対してほぼ垂直に入射させ、なおかつ二
次ビームを同一のウィーンフィルタ内を直進させて写像
投影手段に導く方法が特開平１１−１３２９７５号出願
にて提案されている。特開平１１−１３２９７５号出願
に示された基板検査システムの概略を図４を参照しなが
ら説明する。なお、以下の各図において、同一の部分に
は同一の参照番号を付してその説明を適宜省略する。2. Description of the Related Art During a defect inspection of a semiconductor pattern using an electron beam, a rectangular electron beam is formed by an electron beam irradiating means, and is irradiated as a primary beam on a substrate to be inspected. Secondary electrons, reflected electrons, and backscattered electrons (hereinafter, referred to as secondary electrons, etc.) generated according to changes in the shape / material / potential of the substrate surface are accelerated and focused as a secondary beam, and the image projection means Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-249393 describes a technique for obtaining a surface observation image representing the state of the substrate surface by enlarging and projecting it on an electron detection unit. Furthermore, in addition to this method, the primary beam is deflected by a Wien filter (electron beam deflecting means) to be incident almost perpendicularly to the substrate surface, and the secondary beam travels straight through the same Wien filter. A method of causing the projection to the mapping projection means has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-132975. The outline of the substrate inspection system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-132975 will be described with reference to FIG. In the following drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
【０００３】図４に示す基板検査システム２００は、一
次光学系１、これを制御する電子銃制御部１６および複
数段四極子レンズ制御部１７、二次光学系２、これを制
御する二次光学系レンズ制御部５２，５４〜５６、電子
検出部３、これを制御する電子検出制御部５７、ウィー
ンフィルタ４１、これを制御するウィーンフィルタ制御
部５３、ステージ４３およびこれを駆動するステージ駆
動装置４７、ステージ４３に印加される電圧を制御する
ステージ電圧制御部５１、画像信号処理部５８、ホスト
コンピュータ５９、および表示部６０を備えている。A substrate inspection system 200 shown in FIG. 4 comprises a primary optical system 1, an electron gun controller 16 for controlling the primary optical system 1, a multi-stage quadrupole lens controller 17, a secondary optical system 2, and a secondary optical system for controlling the same. System lens control units 52, 54 to 56, electron detection unit 3, electron detection control unit 57 for controlling this, Wien filter 41, Wien filter control unit 53 for controlling this, stage 43, and stage driving device 47 for driving this , A stage voltage control unit 51 for controlling a voltage applied to the stage 43, an image signal processing unit 58, a host computer 59, and a display unit 60.
【０００４】一次光学系１は、電子銃部１０と複数段の
四極子レンズ系を備えてる。電子銃部１０は、長軸１０
０〜７００μｍ、短軸１５μｍの矩形の電子放出面を有
するランタンヘキサボライド（ＬａＢ６）線状陰極１
１、矩形開口を有するウエーネルト電極（Wehnelt cyli
nder）１２、電子ビームを引出して一次ビーム５として
照射する陽極１３、およびビーム軸調整用の偏向器１４
を備えている。電子銃制御部１６は、一次ビーム５の加
速電圧、出射電流および光軸を制御する。また、四極子
レンズ系は、複数段四極子レンズ制御部１７の制御に基
づいて一次ビーム５を集束する複数段四極子レンズ１５
を備えている。The primary optical system 1 has an electron gun section 10 and a multi-stage quadrupole lens system. The electron gun section 10 includes a long axis 10
0～700Myuemu, lanthanum hexaboride having an electron emission surface of the rectangular minor axis 15 [mu] m (LaB 6) linear cathodes 1
1. Wehnelt electrode with a rectangular opening
nder) 12, an anode 13 for extracting an electron beam and irradiating it as a primary beam 5, and a deflector 14 for adjusting a beam axis
It has. The electron gun control unit 16 controls the acceleration voltage, emission current, and optical axis of the primary beam 5. Further, the quadrupole lens system includes a multi-stage quadrupole lens 15 that focuses the primary beam 5 based on the control of the multi-stage quadrupole lens controller 17.
It has.
【０００５】線状陰極１１より放出した一次ビーム５
は、複数段の四極子レンズ１５とその制御部１７によっ
てほぼ矩形の断面形状を有するように集束され、ウィー
ンフィルタ４１に対して斜めから入射する。一次ビーム
５はウィーンフィルタ４１によって基板４２の表面に対
して垂直に入射する方向へ偏向されてウィーンフィルタ
４１を出射する。次に、一次ビーム５は、回転対称静電
レンズであるカソードレンズ２１によってレンズ作用を
受け、基板４２に対してほぼ垂直に照射される。The primary beam 5 emitted from the linear cathode 11
Are focused so as to have a substantially rectangular cross-sectional shape by the multi-stage quadrupole lens 15 and its control unit 17 and enter the Wien filter 41 obliquely. The primary beam 5 is deflected by the Wien filter 41 in a direction perpendicular to the surface of the substrate 42 and exits the Wien filter 41. Next, the primary beam 5 is subjected to a lens action by the cathode lens 21 which is a rotationally symmetric electrostatic lens, and is irradiated on the substrate 42 almost perpendicularly.
【０００６】ステージ４３は、基板４２に入射する一次
ビーム５、基板４２から出射する二次ビーム６の各ビー
ム軸に対して垂直な平面内で移動自由な機構を有し、ス
テージ駆動装置４７により、その上面に載置する基板４
２を移動させてその全表面が走査できるようになってい
る。また、ステージ４３は、ステージ電圧制御部５１に
より基板４２に負電圧が印加できるようになっている。
これにより、基板４２の表面の形状／材質／電位の変化
に応じて発生する二次電子等でなる二次ビーム６のエネ
ルギーを向上させることができる。また、一次ビーム５
の基板４２への入射エネルギーを抑えて基板４２のダメ
ージを低減することができる。The stage 43 has a mechanism that can move freely in a plane perpendicular to each beam axis of the primary beam 5 incident on the substrate 42 and the secondary beam 6 emitted from the substrate 42. , A substrate 4 mounted on the upper surface
2 can be moved to scan the entire surface. The stage 43 can apply a negative voltage to the substrate 42 by the stage voltage controller 51.
Thereby, the energy of the secondary beam 6 composed of secondary electrons or the like generated according to the change in the shape / material / potential of the surface of the substrate 42 can be improved. Also, the primary beam 5
Of the substrate 42 can be suppressed to reduce damage to the substrate 42.
【０００７】ウィーンフィルタ４１の基本的な構成を図
５に示す。同図に示すように、ウィーンフィルタ４１
は、それぞれ相互に対向して配置され、ウィーンフィル
タ制御部５３（図４参照）によって制御される２つの電
極４１ａ，４１ｂと２つの磁極４１ｃ，４１ｄとを備え
ている。同図に示すＸＹＺの三次元空間において、Ｚ軸
を写像投影系の光軸とすると、ウィーンフィルタ４１
は、Ｚ軸に垂直なＸＹ平面内で電界Ｅと磁界Ｂとを直交
させた構造の電磁場を発生させ、入射した荷電粒子に対
して、ウィーン条件ｑＥ＝ｖＢ（ｑは粒子電荷、ｖは直
進荷電粒子の速度）を満たす荷電粒子のみを直進させる
働きをする。FIG. 5 shows a basic configuration of the Wien filter 41. As shown in FIG.
Have two electrodes 41a and 41b and two magnetic poles 41c and 41d, which are arranged to face each other and controlled by the Wien filter control unit 53 (see FIG. 4). Assuming that the Z axis is the optical axis of the projection system in the three-dimensional XYZ space shown in FIG.
Generates an electromagnetic field having a structure in which an electric field E and a magnetic field B are orthogonal to each other in an XY plane perpendicular to the Z axis, and applies a Wien condition qE = vB (q is particle charge, v is straight (The speed of the charged particles).
【０００８】図６（ａ），（ｂ）は、ウィーンフィルタ
４１を通過する電子ビーム軌道の説明図であり、いずれ
も、ＸＺ平面（Ｙ＝０）で切断した図５の断面図であ
る。図６（ａ）に示すように、この基板検査システム２
００では、ウィーンフィルタ４１に入射した一次ビーム
５に対しては、磁界による力ＦＢと電界による力ＦＥと
が同一方向に作用して、一次ビーム５は基板４２の表面
に対して垂直に入射するように偏向される。この一方、
同図（ｂ）に示すように、二次ビーム６に対しては、磁
界による力ＦＢと電界による力ＦＥが逆方向に作用し、
なおかつウィーン条件ＦＢ＝ＦＥが成立しているため、
二次ビーム６は偏向されずに直進して二次光学系２に入
射する。FIGS. 6 (a) and 6 (b) are explanatory views of the trajectory of an electron beam passing through the Wien filter 41, and both are sectional views of FIG. 5 cut along the XZ plane (Y = 0). As shown in FIG. 6A, this board inspection system 2
00, with respect to the primary beam 5 incident on the Wien filter 41, and the force F E by the force F B and the electric field generated by the magnetic field acts in the same direction, the primary beam 5 perpendicular to the surface of the substrate 42 It is deflected to be incident. On the other hand,
As shown in FIG. (B), for the secondary beam 6, the force F E by the force F B and the electric field generated by the magnetic field acts in the opposite direction,
Yet for Vienna conditions F B = F E is established,
The secondary beam 6 travels straight without being deflected and enters the secondary optical system 2.
【０００９】図４に戻り、二次光学系２は、回転対称静
電レンズであるカソードレンズ２１、第二レンズ２２、
第三レンズ２３、第四レンズ２４と、開き角絞り２５
と、視野絞り２６とを備えている。カソードレンズ２
１、第二レンズ２２、第三レンズ２３、第四レンズ２４
は、それぞれ二次光学系レンズ制御部５２，５４，５
５，５６によって制御され、二次ビーム６の投影結像を
行なう。視野絞り２６は、第二レンズ２２と第三レンズ
２３との間に設置される。開き角絞り２５は、二次ビー
ムの倍率色収差を抑えるために、ウィーンフィルタ４１
とカソードレンズ２１の間の焦点Ｆ１を通ってビーム軸
に垂直な平面である焦点面９内に配置され、二次ビーム
をカソードレンズ２１と第二レンズ２２と合わせて１回
の結像を行なっている。なお、この構造では開き角絞り
２５によって一次ビーム５の基板４２上での照射領域が
制限されるので、この問題を解消するため、図７のビー
ム軌道説明図に示すように、開き角絞り２５から基板４
２までの領域において一次ビーム軌道７が開き角絞り２
５上に焦点Ｆ１を持つように一次ビーム５を入射させ、
さらにカソードレンズ２１によって一次ビーム５にレン
ズ作用を与えて基板４２に対して垂直に照射させるケー
ラー照明系が採用されている。Returning to FIG. 4, the secondary optical system 2 includes a cathode lens 21, a second lens 22, and a rotationally symmetric electrostatic lens.
Third lens 23, fourth lens 24, aperture angle stop 25
And a field stop 26. Cathode lens 2
1, second lens 22, third lens 23, fourth lens 24
Are the secondary optical system lens control units 52, 54, and 5, respectively.
5 and 56, and performs projection imaging of the secondary beam 6. The field stop 26 is provided between the second lens 22 and the third lens 23. The aperture stop 25 is provided with a Wien filter 41 to reduce the chromatic aberration of magnification of the secondary beam.
The focal point 9 is disposed in the focal plane 9 which is a plane perpendicular to the beam axis through the focal point F1 between the lens and the cathode lens 21. The secondary beam is combined with the cathode lens 21 and the second lens 22 to form one image. ing. In this structure, since the irradiation area of the primary beam 5 on the substrate 42 is limited by the aperture stop 25, in order to solve this problem, as shown in the beam trajectory explanatory diagram of FIG. To substrate 4
In the region up to 2, the primary beam trajectory 7 opens and the angular stop 2
The primary beam 5 is incident on the beam 5 so as to have a focal point F1,
Further, a Koehler illumination system is employed in which the primary beam 5 is given a lens effect by the cathode lens 21 and is irradiated perpendicularly to the substrate 42.
【００１０】図４に戻り、電子検出部３は、ＭＣＰ（Mi
cro-Channel Plate）検出器３１と、蛍光板３２と、ラ
イトガイド３３と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）
等の撮像素子３４とを備えている。二次光学系２を経て
ＭＣＰ検出器３１に入射した二次ビーム６は、ＭＣＰ検
出器３１により増幅されて蛍光板３２に照射され、そこ
で発生した蛍光像は、ライトガイド３３を介して撮像素
子３４にて検出され、画像信号として出力される。この
画像信号は、画像処理部５８に供給されて各種の信号処
理がなされ、画像データとしてホストコンピュータ５９
に供給される。ホストコンピュータ５９は、この画像デ
ータを基板４２の表面から放出された二次電子等により
形成され基板４２の状態を表す画像である電子画像とし
て表示部６０にて表示し、メモリ６１に保存し、さらに
画像処理等の欠陥検出処理を行なう。Returning to FIG. 4, the electron detection unit 3 is configured to use an MCP (Mi
cro-Channel Plate) detector 31, fluorescent plate 32, light guide 33, CCD (Charge Coupled Device)
And the like. The secondary beam 6 that has entered the MCP detector 31 via the secondary optical system 2 is amplified by the MCP detector 31 and irradiated on the fluorescent plate 32, and the fluorescent image generated therefrom is transmitted to the image sensor 34 via the light guide 33. And is output as an image signal. This image signal is supplied to an image processing unit 58 and subjected to various kinds of signal processing.
Supplied to The host computer 59 displays the image data on the display unit 60 as an electronic image formed by secondary electrons or the like emitted from the surface of the substrate 42 and is an image representing the state of the substrate 42, and stores the image data in the memory 61. Further, defect detection processing such as image processing is performed.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示す基板検査システム２００を用いた基板検査工程にお
いては、基板４２に一次ビームを照射すると、基板表面
または表面近傍層の形状、材質によって基板４２の表面
に局所的な電位差が発生する、という問題がある。この
問題点を図８の模式図を用いてより具体的に説明する。However, in the substrate inspection step using the substrate inspection system 200 shown in FIG. 4, when the substrate 42 is irradiated with a primary beam, the substrate 42 or the layer near the surface depends on the shape and material of the layer near the surface. However, there is a problem that a local potential difference is generated on the surface of the device. This problem will be described more specifically with reference to the schematic diagram of FIG.
【００１２】図８に示すように、基板４２の表面に同一
の電位を有する層ＲＡ（ＲＡ１，ＲＡ２）が形成され、
これらの層ＲＡ１，ＲＡ２に囲まれるように異なる電位
を有する層ＲＢが形成されている場合、層ＲＡ１と層Ｒ
Ｂとの境界Ｃ１付近の基板上方領域Ｄ１と、層ＲＡ２と
層ＲＢとの境界Ｃ２付近の基板上方領域Ｄ２において
は、同図の等電位線ＩＬに示すように、基板４２の表面
に対して平行でない電位勾配が発生する。これらの電位
勾配の存在により、一次ビーム５の照射により境界Ｃ
１，Ｃ２の付近から放出した二次電子ビーム６が偏向作
用を受け、二次光学系２で制御されてＭＣＰ検出器３１
に結像する際に正常な結像が妨げられる。これにより、
基板検査システム２００により得られた二次電子ビーム
検出画像に歪みが発生したり、画像コントラストが低下
する原因となっている。この結果、基板検査システム２
００による欠陥検出性能の低下を招く、という問題があ
った。本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、
その目的は、基板表面の局所的電位差を解消して基板表
面観察像の歪みやコントラストむらを低減する基板検査
システムおよび基板検査方法を提供することにある。As shown in FIG. 8, layers RA (RA1, RA2) having the same potential are formed on the surface of a substrate 42,
When a layer RB having a different potential is formed so as to be surrounded by these layers RA1 and RA2, the layer RA1 and the layer R
In the substrate upper region D1 near the boundary C1 with B and the substrate upper region D2 near the boundary C2 between the layers RA2 and RB, as shown by the equipotential line IL in FIG. Non-parallel potential gradients occur. Due to the existence of these potential gradients, the irradiation of the primary beam 5 causes the boundary C
The secondary electron beam 6 emitted from near 1, 1 and C2 is deflected and controlled by the secondary optical system 2 to control the MCP detector 31.
Normal imaging is hindered when imaging. This allows
The secondary electron beam detection image obtained by the substrate inspection system 200 is distorted or causes a reduction in image contrast. As a result, the board inspection system 2
In this case, there is a problem that the defect detection performance is deteriorated due to the P.00. The present invention has been made in view of the above circumstances,
It is an object of the present invention to provide a substrate inspection system and a substrate inspection method that eliminate a local potential difference on a substrate surface and reduce distortion and contrast unevenness of a substrate surface observation image.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明は、以下の手段に
より上記課題の解決を図る。The present invention solves the above problems by the following means.
【００１４】即ち、本発明によれば、検査対象である基
板の表面層における局所的な電位差を解消する表面電位
均一化処理を行なう表面電位均一化手段と、上記表面電
位均一化処理が行なわれた上記基板に第１の荷電ビーム
を照射する第１の荷電ビーム照射手段と、上記第１の荷
電ビームの照射を受けて上記基板の表面から放出する二
次荷電粒子もしくは反射荷電粒子または上記二次荷電粒
子および上記反射荷電粒子を二次ビームとして検出し、
上記基板の表面の状態を表わす像の画像信号として出力
する荷電ビーム検出手段と、上記第１の荷電ビームを偏
向させて上記基板の表面に入射させるとともに上記二次
ビームを直進させる偏向手段を含み、上記二次ビームを
拡大投影して上記荷電ビーム検出手段に結像させる写像
投影手段と、を備える基板検査システムが提供される。That is, according to the present invention, a surface potential equalizing means for performing a surface potential equalizing process for eliminating a local potential difference in a surface layer of a substrate to be inspected, and the surface potential equalizing process are performed. First charged beam irradiating means for irradiating the substrate with a first charged beam, and secondary charged particles or reflected charged particles or second charged particles emitted from the surface of the substrate upon being irradiated with the first charged beam. Detecting the secondary charged particles and the reflected charged particles as a secondary beam,
Charged beam detecting means for outputting as an image signal of an image representing the state of the surface of the substrate; and deflecting means for deflecting the first charged beam so as to be incident on the surface of the substrate and for allowing the secondary beam to travel straight. And a projection unit for enlarging and projecting the secondary beam to form an image on the charged beam detection unit.
【００１５】上記表面電位均一化手段が上記基板の表面
における局所的な電位差を解消するので、この表面電位
均一化処理を受けた上記基板に対して上記第１の荷電ビ
ームを照射し、上記二次ビームを検出して得られる上記
基板表面の観察像から歪みやコントラストむらを低減す
ることができる。Since the surface potential equalizing means eliminates a local potential difference on the surface of the substrate, the substrate which has been subjected to the surface potential equalizing treatment is irradiated with the first charged beam, and Distortion and uneven contrast can be reduced from the observation image of the substrate surface obtained by detecting the next beam.
【００１６】本発明の好適な実施態様において、上記表
面電位均一化手段は、上記第１の荷電ビームと異なる第
２の荷電ビームを上記基板に照射する第２の荷電ビーム
照射手段と、上記第２の荷電ビームの照射により上記基
板から放出する上記二次荷電粒子もしくは上記反射荷電
粒子または上記二次荷電粒子および上記反射荷電粒子を
上記基板の表面に追い戻す二次電子再配分手段と、を含
む。In a preferred embodiment of the present invention, the surface potential equalizing means includes: a second charged beam irradiating means for irradiating the substrate with a second charged beam different from the first charged beam; Secondary electron redistribution means for returning the secondary charged particles or the reflected charged particles or the secondary charged particles and the reflected charged particles emitted from the substrate by irradiation of the charged beam to the surface of the substrate. Including.
【００１７】上記二次電子再配分手段は、上記第２の荷
電ビーム照射手段と上記基板との間に配設され、上記第
２の荷電ビームを通過させる空間が設けられた二次電子
再配分電極と、上記二次電子再配分電極に接続され、上
記第２の荷電ビームの照射により上記基板から放出する
二次荷電粒子もしくは反射荷電粒子または上記二次荷電
粒子および上記反射荷電粒子が有するエネルギーを超え
るポテンシャルエネルギーを上記二次電子再配分電極に
発生させる電圧を上記二次電子再配分電極に印加する電
圧印加手段と、を有することが望ましい。The secondary electron redistribution means is disposed between the second charged beam irradiation means and the substrate, and is provided with a space for passing the second charged beam. An electrode, connected to the secondary electron redistribution electrode, and the secondary charged particles or reflected charged particles emitted from the substrate by the irradiation of the second charged beam or the energy of the secondary charged particles and the reflected charged particles Voltage applying means for applying, to the secondary electron redistribution electrode, a voltage that causes the secondary electron redistribution electrode to generate a potential energy exceeding the following.
【００１８】また、本発明のさらに好適な実施態様にお
いては、上記第２の荷電ビーム照射手段は、上記第２の
荷電ビームが上記基板の法線との間で鋭角をなすように
上記基板に対して斜めに照射されるように配設される。
このように基板表面に対して斜めに上記第２の荷電ビー
ムを照射することにより、上記基板の表面からの二次荷
電粒子放出比が増大する。これにより、上記表面電位均
一化処理の効率を向上させるとともに、上記第２の荷電
ビームの照射量を低減できるので、試料に及ぼすダメー
ジやコンタミネーションを低減させることができる。[0018] In a further preferred aspect of the present invention, the second charged beam irradiating means is provided on the substrate so that the second charged beam forms an acute angle with a normal to the substrate. It is arranged so that it is irradiated obliquely to it.
By thus irradiating the substrate surface with the second charged beam obliquely, the secondary charged particle emission ratio from the substrate surface is increased. This improves the efficiency of the surface potential uniformization process and reduces the amount of irradiation of the second charged beam, thereby reducing damage to the sample and contamination.
【００１９】上述した基板検査装置は、上記画像信号に
基づいて上記二次荷電粒子もしくは上記反射荷電粒子、
または上記二次荷電粒子および上記反射荷電粒子により
形成され上記基板の状態を表わす画像である電子画像を
表示する表示手段をさらに備えることが望ましい。The above-described substrate inspection apparatus may be configured such that, based on the image signal, the secondary charged particles or the reflected charged particles,
Alternatively, it is preferable that the apparatus further includes a display unit that displays an electronic image that is formed by the secondary charged particles and the reflected charged particles and that is an image representing the state of the substrate.
【００２０】また、本発明によれば、検査対象である基
板の表面層における局所的な電位差を検査に先立って解
消する表面電位均一化過程と、上記表面電位均一化過程
を経た上記基板に第１の荷電ビームを照射する検査用荷
電ビーム照射過程と、上記第１の荷電ビームを偏向させ
て上記基板の表面に入射させるとともに上記第１の荷電
ビームの照射を受けて上記基板の表面から放出する二次
荷電粒子もしくは反射荷電粒子または上記二次荷電粒子
および上記反射荷電粒子を直進させながら二次ビームと
して拡大投影して結像させる写像投影過程と、結像され
た上記二次ビームを検出し、上記基板の表面の状態を表
わす像の画像信号として出力する荷電ビーム検出過程
と、を備える基板検査方法が提供される。Further, according to the present invention, a surface potential uniforming step for eliminating a local potential difference in the surface layer of the substrate to be inspected prior to the inspection, and the substrate having undergone the surface potential equalizing step are provided with the following. A step of irradiating a charged beam for inspection for irradiating the first charged beam, and deflecting the first charged beam so as to be incident on the surface of the substrate and receiving the first charged beam and emitting the beam from the surface of the substrate A secondary charged particle or a reflected charged particle, or a projection process in which the secondary charged particle and the reflected charged particle are linearly advanced while being enlarged and projected as a secondary beam to form an image, and the imaged secondary beam is detected. And a charged beam detection step of outputting as an image signal of an image representing the state of the surface of the substrate.
【００２１】上記表面電位均一化過程により、検査に先
立って上記局所的な電位差を解消するので、上記二次ビ
ームを検出して得られる上記基板表面の観察像から歪み
やコントラストむらを低減することができる。Since the local potential difference is eliminated before the inspection by the surface potential uniformization process, distortion and contrast unevenness are reduced from the observation image of the substrate surface obtained by detecting the secondary beam. Can be.
【００２２】本発明の好適な実施態様において、上記表
面電位均一化過程は、上記第１の荷電ビームと異なる第
２の荷電ビームを上記基板に照射する前処理用荷電ビー
ム照射過程と、上記第２の荷電ビームの照射により上記
基板から放出する二次荷電粒子もしくは反射荷電粒子ま
たは上記二次荷電粒子および上記反射荷電粒子を上記基
板の表面に追い戻す二次電子再配分過程と、を含む。In a preferred embodiment of the present invention, the surface potential equalizing step includes a pretreatment charged beam irradiation step of irradiating the substrate with a second charged beam different from the first charged beam. And a secondary electron redistribution step of returning the secondary charged particles or reflected charged particles emitted from the substrate by irradiation of the second charged beam or the secondary charged particles and the reflected charged particles to the surface of the substrate.
【００２３】上記二次電子再配分過程は、上記二次荷電
粒子もしくは上記反射荷電粒子または上記二次荷電粒子
および上記反射荷電粒子が有するエネルギーを超えるポ
テンシャルエネルギーを上記第２の荷電ビームが出射す
る位置と上記基板との間に発生させる過程を含むと好適
である。In the secondary electron redistribution process, the second charged beam emits potential energy that exceeds the energy of the secondary charged particles, the reflected charged particles, or the energy of the secondary charged particles and the reflected charged particles. Preferably, the method includes a step of generating between a position and the substrate.
【００２４】また、上記前処理用荷電ビーム照射過程
は、上記第２の荷電ビームが上記基板の法線との間で鋭
角をなすように上記基板に対して斜めに照射する過程で
あることが望ましい。この場合は、上記基板の表面から
の二次荷電粒子放出比が増大して上記表面電位均一化の
処理効率を向上させることができる。この一方、上記第
２の荷電ビームの照射量を低減できるので、試料に及ぼ
すダメージやコンタミネーションを低減させることもで
きる。[0024] Further, the step of irradiating the pretreatment charged beam may be a step of irradiating the substrate obliquely so that the second charged beam forms an acute angle with a normal to the substrate. desirable. In this case, the secondary charged particle emission ratio from the surface of the substrate is increased, and the processing efficiency of the surface potential uniformization can be improved. On the other hand, since the irradiation amount of the second charged beam can be reduced, damage to the sample and contamination can also be reduced.
【００２５】上述した基板検査方法は、上記画像信号に
基づいて上記二次荷電粒子もしくは上記反射荷電粒子、
または上記二次荷電粒子および上記反射荷電粒子により
形成され上記基板の状態を表わす画像である電子画像を
表示する表示過程をさらに備えることが望ましい。In the above-described substrate inspection method, the secondary charged particles or the reflected charged particles may be selected based on the image signal.
Alternatively, it is preferable that the method further includes a display step of displaying an electronic image which is formed by the secondary charged particles and the reflected charged particles and is an image representing a state of the substrate.
【００２６】上述した基板検査システムおよび基板検査
方法において、上記基板表面の状態は、基板の表面部の
構成素子の形状および材質のうちの少なくともいずれか
が含まれる。In the above-described substrate inspection system and substrate inspection method, the state of the substrate surface includes at least one of the shape and material of the constituent elements on the surface of the substrate.
【００２７】また、上述した基板検査システムおよび基
板検査方法において、上記荷電ビームには、電子ビーム
とイオンビームのうち少なくとも一つが含まれる。In the above-described substrate inspection system and substrate inspection method, the charged beam includes at least one of an electron beam and an ion beam.
【００２８】[0028]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態のいく
つかについて図面を参照しながら説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２９】図１は、本発明にかかる基板検査システム
の第１の実施の形態を示すブロック図である。図１に示
す基板検査システム１００の特徴は、図４に示す基板検
査システム２００の構成に加え、二次光学系２の近傍に
配設された表面電位均一化手段である電子ビーム装置７
０をさらに備える点にある。基板検査システム１００の
その他の構成は、図４の基板検査システム２００と実質
的に同一である。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the board inspection system according to the present invention. The substrate inspection system 100 shown in FIG. 1 is characterized in that, in addition to the configuration of the substrate inspection system 200 shown in FIG.
0 is further provided. Other configurations of the board inspection system 100 are substantially the same as those of the board inspection system 200 of FIG.
【００３０】電子ビーム装置７０は、第２の電子銃部８
０と、電子制御部８８とメッシュ電極９２と、メッシュ
電極電圧制御部９４とを含む。The electron beam device 70 includes a second electron gun 8
0, an electronic control unit 88, a mesh electrode 92, and a mesh electrode voltage control unit 94.
【００３１】図２は、図１の部分拡大図であり、電子ビ
ーム装置７０の動作原理の説明図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1 and is an explanatory view of the operation principle of the electron beam device 70.
【００３２】電子銃部８０は、Ｗフィラメント８２と、
ウェーネルト電極８４と、陽極８６とを含む。Ｗフィラ
メント８２は、コイル形状を有し、電子ビーム７５（第
２の荷電ビーム）を発生させる。Ｗフィラメント８２
は、本実施形態において電子ビーム７５が基板４２の表
面に垂直に照射されるように配置されている。ウェーネ
ルト電極８４は、Ｗフィラメント８２から放出する電子
ビーム７５の放出量を制御する。また、陽極８６は、Ｗ
フィラメント８４から放出した電子ビーム７５の引き出
しを行う。Ｗフィラメント８２、ウェーネルト電極８４
および陽極８６は、いずれも電子銃制御部８８に接続さ
れ、これにより制御される。また、メッシュ電極９２は
メッシュ電極電圧制御部９４に接続され、これによりそ
の印加電圧等が制御される。説明の便宜のため、基板４
２を載置する移動可能なステージ４３と、ステージ４３
の印加電圧を制御するステージ電圧制御部５１も併せて
図２に示す。本実施形態において、ステージ４３には、
ステージ電圧制御部５１により負電圧Ｖｓ（Ｖｓ＜０）
が印加され、メッシュ電極９２には、メッシュ電極電圧
制御部により負電圧Ｖｍ（Ｖｍ＜０）が印加される。The electron gun section 80 includes a W filament 82,
It includes a Wehnelt electrode 84 and an anode 86. The W filament 82 has a coil shape and generates an electron beam 75 (second charged beam). W filament 82
Are arranged so that the electron beam 75 is irradiated perpendicularly to the surface of the substrate 42 in the present embodiment. The Wehnelt electrode 84 controls the emission amount of the electron beam 75 emitted from the W filament 82. In addition, the anode 86
The electron beam 75 emitted from the filament 84 is extracted. W filament 82, Wehnelt electrode 84
The anode 86 is connected to and controlled by an electron gun controller 88. Further, the mesh electrode 92 is connected to a mesh electrode voltage control unit 94, whereby the applied voltage and the like are controlled. For convenience of explanation, the substrate 4
A stage 43 on which the stage 2 is mounted;
FIG. 2 also shows a stage voltage control unit 51 for controlling the applied voltage of. In the present embodiment, the stage 43 includes
The negative voltage Vs (Vs <0) by the stage voltage controller 51
Is applied to the mesh electrode 92, and a negative voltage Vm (Vm <0) is applied to the mesh electrode 92 by the mesh electrode voltage control unit.
【００３３】Ｗフィラメント８２から放出された電子ビ
ーム７５は、ウェーネルト電極８４、陽極８６、メッシ
ュ電極９２を通過して、基板４２の表面に照射される。
その結果、基板４２表面からは二次電子ｅｓが放出され
る。ここで、メッシュ電極９２に対して、 Ｖｍ＝Ｖｓ＋Ｖｂ、(Ｖｂ＜０)・・・・・・（１） となる電圧Ｖｍを印加すると、二次電子ｅｓは障壁電位
Ｖｂによりメッシュ電極９２を通過することができなく
なり、このため、基板４２の表面に追い戻される。この
とき、追い戻された二次電子ｅｓは、基板４２の表面で
局所的により正電位を有する箇所に入射する。この結
果、電位勾配を生じさせる箇所、例えば前述した図８に
おける境界Ｃ１，Ｃ２における電位差を減少させる。こ
の現象を繰り返すことにより、基板４２表面での局所的
な電位差が解消され、基板表面電位が均一化される。こ
のように検査に先立って基板４２の表面電位を均一化す
ることにより、電子検出部３から得られる基板４２の表
面観察像の画像信号から歪みやコントラストむらを低減
することができる。The electron beam 75 emitted from the W filament 82 passes through the Wehnelt electrode 84, the anode 86, and the mesh electrode 92, and is irradiated on the surface of the substrate 42.
As a result, secondary electrons es are emitted from the surface of the substrate 42. Here, when a voltage Vm such that Vm = Vs + Vb, (Vb <0) (1) is applied to the mesh electrode 92, the secondary electrons es pass through the mesh electrode 92 due to the barrier potential Vb. Therefore, it is driven back to the surface of the substrate 42. At this time, the repelled secondary electrons es are locally incident on a portion of the surface of the substrate 42 having a more positive potential. As a result, the potential difference at a location where a potential gradient is generated, for example, the above-described boundaries C1 and C2 in FIG. 8 is reduced. By repeating this phenomenon, a local potential difference on the surface of the substrate 42 is eliminated, and the substrate surface potential is made uniform. In this way, by making the surface potential of the substrate 42 uniform prior to the inspection, it is possible to reduce distortion and uneven contrast from the image signal of the surface observation image of the substrate 42 obtained from the electron detection unit 3.
【００３４】即ち、図１に示すように、電子ビーム装置
７０により基板４２に対して上述した表面電位均一化処
理を行った後、この表面電位均一化処理を施した基板４
２の表面箇所が二次光学系光軸Ａｏ１と基板４２表面と
の交点Ｐ１に配置されるようにステージ４３をステージ
駆動装置４７によって移動し、上述した表面電位均一化
処理が行なわれた個所に対して検査を行う。これによ
り、電位差の生じる境界での歪やコントラスト低下を抑
制した基板表面検査画像が得られる。ステージスキャン
を行いながら基板表面を連続的に検査する場合は、電子
ビーム装置７０の光軸Ａｏ２と基板４２表面との交点Ｐ
２を基板４２表面の所望の個所が交点Ｐ１よりも先に通
過する位置に電子ビーム装置７０を配置すると、電子検
出部３にて基板表面の二次電子像を取得する前に、電子
ビーム装置７０によって基板表面電位均一化処理を予め
行えるので、検査効率上非常に好適である。That is, as shown in FIG. 1, after the above-described surface potential uniformizing process is performed on the substrate 42 by the electron beam device 70, the substrate 4 on which the surface potential uniformizing process has been performed is performed.
The stage 43 is moved by the stage driving device 47 so that the surface portion of No. 2 is located at the intersection P1 between the optical axis Ao1 of the secondary optical system and the surface of the substrate 42. Inspection is carried out. As a result, a substrate surface inspection image in which distortion and a decrease in contrast at a boundary where a potential difference occurs is suppressed. When continuously inspecting the substrate surface while performing a stage scan, the intersection P between the optical axis Ao2 of the electron beam device 70 and the surface of the substrate 42 is used.
When the electron beam device 70 is disposed at a position where a desired point on the surface of the substrate 42 passes before the intersection point P1, the electron beam device 70 can be used before the electron detector 3 acquires a secondary electron image of the substrate surface. Since the substrate surface potential equalizing process can be performed in advance by using the step 70, it is very preferable in terms of inspection efficiency.
【００３５】さらに、基板表面電位の均一化をより一層
効率的に行なうためには、電子ビーム７５の照射によっ
て発生する二次電子ｅｓの量を増大させれば良い。この
ように構成された形態を第２の実施形態として次に説明
する。Further, in order to make the substrate surface potential more uniform, the amount of secondary electrons es generated by the irradiation of the electron beam 75 may be increased. The configuration configured as described above will be described below as a second embodiment.
【００３６】図３は、本発明にかかる基板検査システム
の第２の実施の形態の要部を示す模式図である。同図に
示す電子ビーム装置７２は、本実施形態の基板検査装置
１１０において表面電位均一化手段を構成する。本実施
形態の基板検査装置１１０のその他の構成は、図１に示
す基板検査システム１００と実質的に同一である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a main part of a second embodiment of the board inspection system according to the present invention. The electron beam device 72 shown in the figure constitutes a surface potential equalizing means in the substrate inspection device 110 of the present embodiment. Other configurations of the board inspection apparatus 110 of the present embodiment are substantially the same as those of the board inspection system 100 shown in FIG.
【００３７】図２との対比において明らかなように、図
３に示す電子ビーム装置７２の特徴は、Ｗフィラメント
８２から出射した電子ビーム７５が基板４２の法線ＮＬ
との間で鋭角φ（０＜φ＜９０）をなすように、電子銃
部８０が配設されている点にある。このような構成によ
り、電子銃部８０から照射される電子ビーム７５は、基
板４２の表面に対して斜めから入射する。As is clear from comparison with FIG. 2, the electron beam device 72 shown in FIG. 3 is characterized in that the electron beam 75 emitted from the W filament 82 is
The electron gun 80 is disposed so as to form an acute angle φ (0 <φ <90) with the electron gun. With such a configuration, the electron beam 75 emitted from the electron gun unit 80 is obliquely incident on the surface of the substrate 42.
【００３８】一般的に、二次電子放出比δは、一次電子
ビーム入射角度（試料面の法線に対する角度）φに対し
て次式で表わされる依存性を有するといわれる。Generally, it is said that the secondary electron emission ratio δ has a dependency expressed by the following equation with respect to the incident angle φ of the primary electron beam (the angle with respect to the normal to the sample surface).
【００３９】 δ∝（ｃｏｓφ）−ｎ （ｎは約０．８〜１．３）・・・・・（２） 即ち、一次ビームの入射角度φを増大させることによっ
て二次電子放出比δは増大し、基板表面電位の均一化を
より一層効率的に処理することが可能になる。このこと
は逆に、基板表面電位の均一化処理のために基板表面に
照射する一次電子ビームの総量を減少させることができ
ることを意味する。これにより、基板に対するダメージ
やコンタミネーションを低減させることができる。Δ∝ (cos φ) −n (n is about 0.8 to 1.3) (2) That is, by increasing the incident angle φ of the primary beam, the secondary electron emission ratio δ becomes As a result, the uniformization of the substrate surface potential can be more efficiently processed. On the contrary, this means that the total amount of the primary electron beam applied to the substrate surface for the process of equalizing the substrate surface potential can be reduced. Thereby, damage and contamination to the substrate can be reduced.
【００４０】以上、本発明の実施の形態のいくつかにつ
いて説明したが、本発明は上記形態に限ることなくその
技術的範囲内で種々変形して実施できることは勿論であ
る。例えば、上述した実施形態では、荷電ビームとして
電子ビームを用いる場合について説明したが、電子以外
の荷電ビーム、例えばイオンビームを用いる場合にも勿
論適用できる。Although some embodiments of the present invention have been described above, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified and implemented within the technical scope thereof. For example, in the above-described embodiment, a case where an electron beam is used as a charged beam has been described. However, the present invention can be applied to a case where a charged beam other than electrons, for example, an ion beam is used.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明は、以下の
効果を奏する。As described in detail above, the present invention has the following effects.
【００４２】即ち、本発明にかかる基板検査システムに
よれば、基板表面に発生する局所的な電位差を解消する
表面電位均一化手段を備えるので、歪みやコントラスト
むらが低減された基板表面観察像を効率的に取得するこ
とができる。That is, according to the substrate inspection system of the present invention, since the surface potential equalizing means for eliminating the local potential difference generated on the substrate surface is provided, the substrate surface observation image with reduced distortion and uneven contrast can be obtained. It can be obtained efficiently.
【００４３】また、上記表面電位均一化手段が、前記基
板の法線との間で鋭角をなして上記第２の荷電ビームが
照射するように配設された第２の荷電ビーム照射手段を
含む場合は、基板表面電位の均一化をより一層効率的に
処理できる上、基板に対するダメージやコンタミネーシ
ョンを低減させながら正確に基板表面の観察ができる基
板検査システムが提供される。The surface potential equalizing means includes a second charged beam irradiating means disposed so as to irradiate the second charged beam at an acute angle with respect to a normal to the substrate. In this case, there is provided a substrate inspection system capable of processing the uniformization of the substrate surface potential more efficiently and also capable of accurately observing the substrate surface while reducing damage and contamination on the substrate.
【００４４】また、本発明にかかる基板検査方法によれ
ば、基板の検査に先立って基板表面に発生する局所的な
電位差を解消する表面電位均一化過程を備えるので、歪
みやコントラストむらが低減された基板表面観察像を効
率的に取得することができる。これにより、より高精度
でかつスループットに優れた基板検査方法が提供され
る。Further, according to the substrate inspection method of the present invention, before the inspection of the substrate, there is provided a process of equalizing a surface potential to eliminate a local potential difference generated on the substrate surface, so that distortion and uneven contrast are reduced. The obtained substrate surface observation image can be obtained efficiently. This provides a board inspection method with higher accuracy and higher throughput.
【図１】本発明にかかる基板検査システムの第１の実施
の形態を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a board inspection system according to the present invention.
【図２】図１に示す基板検査システムが備える基板電位
均一化装置の動作原理を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an operation principle of a substrate potential equalizing device provided in the substrate inspection system shown in FIG.
【図３】本発明にかかる基板検査システムの第２の実施
の形態が備える基板電位均一化装置の構成と動作原理を
示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration and an operation principle of a substrate potential equalizing apparatus provided in a second embodiment of the substrate inspection system according to the present invention.
【図４】従来の基板検査システムの一例の概略構成を示
すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an example of a conventional board inspection system.
【図５】図４に示す基板検査システムが備えるウィーン
フィルタの説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a Wien filter included in the substrate inspection system shown in FIG.
【図６】図５に示すウィーンフィルタを通過する電子ビ
ーム軌道の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of an electron beam trajectory passing through a Wien filter shown in FIG. 5;
【図７】図４に示す基板検査システムにおける電子ビー
ムのビーム軌道を示す説明図である。7 is an explanatory diagram showing a beam trajectory of an electron beam in the substrate inspection system shown in FIG.
【図８】従来の技術における問題点を説明する模式図で
ある。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a problem in the related art.
１ 一次光学系 ２ 二次光学系 ３ 電子検出部 ５ 一次ビーム ６ 二次ビーム ７ 一次ビーム軌道 ８ 二次ビーム軌道 ９ 焦点面（絞り位置面） １１ 線状陰極 １２，８４ ウエーネルト電極 １３，８６ 陽極 １４ 偏向器 １５ 複数段四極子レンズ １６，８８ 電子銃制御部 １７ 複数段四極子レンズ制御部 ５９ ホストコンピュータ ２１ カソードレンズ ２２ 第二レンズ ２３ 第三レンズ ２４ 第四レンズ ２５ 開き角絞り ２６ 視野絞り ３１ ＭＣＰ検出器 ３２ 蛍光板 ３３ ライトガイド ３４ 撮像素子 ４１ ウィーンフィルタ ４１ａ，４１ｂ 電極 ４１ｃ，４１ｄ 磁極 ４２ 基板 ４３ ステージ ４７ ステージ駆動装置 ５１ ステージ電圧制御部 ５２ カソードレンズ制御部 ５３ ウィーンフィルタ制御部 ５４ 第二レンズ制御部 ５５ 第三レンズ制御部 ５６ 第四レンズ制御部 ５７ 電子検出制御部 ５８ 画像信号処理部 ６０ 表示部 ６１ メモリ ７０，７２ 電子ビーム装置（表面電位均一化手段） ７５ 電子ビーム ８０ 電子銃部 ８２ Ｗフィラメント ９２ メッシュ電極 ９４ メッシュ電極電圧制御部 １００，１１０ 基板検査システム ＮＬ 基板の法線 Ｖｍ メッシュ電極印加電圧 Ｖｓ ステージ印加電圧 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Primary optical system 2 Secondary optical system 3 Electron detection part 5 Primary beam 6 Secondary beam 7 Primary beam orbit 8 Secondary beam orbit 9 Focal plane (stop position surface) 11 Linear cathode 12, 84 Wehnelt electrode 13, 86 Anode 14 Deflector 15 Multi-stage quadrupole lens 16, 88 Electron gun control unit 17 Multi-stage quadrupole lens control unit 59 Host computer 21 Cathode lens 22 Second lens 23 Third lens 24 Fourth lens 25 Aperture stop 26 Field stop 31 MCP detector 32 Fluorescent plate 33 Light guide 34 Image sensor 41 Wien filter 41a, 41b Electrode 41c, 41d Magnetic pole 42 Substrate 43 Stage 47 Stage drive device 51 Stage voltage control unit 52 Cathode lens control unit 53 Wien filter control unit 54 Second lens control Unit 55 Third lens control unit 56 Fourth lens control unit 57 Electron detection control unit 58 Image signal processing unit 60 Display unit 61 Memory 70, 72 Electron beam device (surface potential equalizing means) 75 Electron beam 80 Electron gun unit 82 W filament 92 Mesh electrode 94 Mesh electrode Voltage control unit 100, 110 Substrate inspection system NL Normal line of substrate Vm Mesh electrode applied voltage Vs Stage applied voltage
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｊ 37/29 Ｇ０１Ｒ 31/28 Ｌ (72)発明者 永 井 隆 光 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 三 好 元 介 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 2G001 AA03 BA07 BA15 CA03 GA06 GA09 HA13 KA03 LA11 MA05 2G011 AB00 AE01 2G132 AA00 AF12 AL00 4M106 AA20 BA02 CA38 DB04 DB05 DB12 DB18 DB30 DJ04 DJ20 DJ21 DJ23 5C001 BB07 CC04 CC08 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H01J 37/29 G01R 31/28 L (72) Inventor Takamitsu Nagai 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Stock Company (72) Motosuke Miyoshi, Inventor, 8-8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-term (reference) 2G001 AA03 BA07 BA15 CA03 GA06 GA09 HA13 KA03 LA11 MA05 2G011 AB00 AE01 2G132 AA00 AF12 AL00 4M106 AA20 BA02 CA38 DB04 DB05 DB12 DB18 DB30 DJ04 DJ20 DJ21 DJ23 5C001 BB07 CC04 CC08
Claims (9)
的な電位差を解消する表面電位均一化処理を行なう表面
電位均一化手段と、 前記表面電位均一化処理が行なわれた前記基板に第１の
荷電ビームを照射する第１の荷電ビーム照射手段と、 前記第１の荷電ビームの照射を受けて前記基板の表面か
ら放出する二次荷電粒子もしくは反射荷電粒子または前
記二次荷電粒子および前記反射荷電粒子を二次ビームと
して検出し、前記基板の表面の状態を表わす像の画像信
号として出力する荷電ビーム検出手段と、 前記第１の荷電ビームを偏向させて前記基板の表面に入
射させるとともに前記二次ビームを直進させる偏向手段
を含み、前記二次ビームを拡大投影して前記荷電ビーム
検出手段に結像させる写像投影手段と、を備える基板検
査システム。1. A surface potential equalizing means for performing a surface potential equalization process for eliminating a local potential difference in a surface layer of a substrate to be inspected, and a first device provided on the substrate subjected to the surface potential uniformization process. First charged beam irradiating means for irradiating a charged beam of the following, secondary charged particles or reflected charged particles which are emitted from the surface of the substrate upon being irradiated with the first charged beam, or the secondary charged particles and the reflection Charged beam detection means for detecting charged particles as a secondary beam and outputting as an image signal of an image representing the state of the surface of the substrate; and deflecting the first charged beam so as to be incident on the surface of the substrate. A substrate inspection system, comprising: a deflecting unit for moving the secondary beam straight, and a projection unit for enlarging and projecting the secondary beam to form an image on the charged beam detection unit.
基板に照射する第２の荷電ビーム照射手段と、 前記第２の荷電ビームの照射により前記基板から放出す
る前記二次荷電粒子もしくは前記反射荷電粒子または前
記二次荷電粒子および前記反射荷電粒子を前記基板の表
面に追い戻す二次電子再配分手段と、を含むことを特徴
とする請求項１に記載の基板検査システム。2. The apparatus according to claim 2, wherein the surface potential equalizing means irradiates the substrate with a second charged beam different from the first charged beam, and irradiates the second charged beam. And a secondary electron redistribution means for returning the secondary charged particles or the reflected charged particles or the secondary charged particles and the reflected charged particles emitted from the substrate to the surface of the substrate. Item 2. A substrate inspection system according to item 1.
２の荷電ビームが前記基板の法線との間で鋭角をなすよ
うに前記基板に対して斜めに照射されるように配設され
ることを特徴とする請求項２に記載の基板検査システ
ム。3. The second charged beam irradiating means is disposed such that the second charged beam is obliquely irradiated on the substrate so as to form an acute angle with a normal to the substrate. The substrate inspection system according to claim 2, wherein the inspection is performed.
され、前記第２の荷電ビームを通過させる空間が設けら
れた二次電子再配分電極と、 前記二次電子再配分電極に接続され、前記第２の荷電ビ
ームの照射により前記基板から放出する二次荷電粒子も
しくは反射荷電粒子または前記二次荷電粒子および前記
反射荷電粒子が有するエネルギーを超えるポテンシャル
エネルギーを前記二次電子再配分電極に発生させる電圧
を前記二次電子再配分電極に印加する電圧印加手段と、
を有することを特徴とする請求項２または３に記載の基
板検査システム。4. The secondary electron redistribution means is disposed between the second charged beam irradiating means and the substrate, and is provided with a space through which the second charged beam passes. A redistribution electrode, connected to the secondary electron redistribution electrode, and the secondary charged particles or reflected charged particles or the secondary charged particles and the reflected charged particles, which are emitted from the substrate by irradiation of the second charged beam, Voltage application means for applying a voltage to the secondary electron redistribution electrode to generate a potential energy at the secondary electron redistribution electrode that exceeds the energy having,
The substrate inspection system according to claim 2, further comprising:
形状を有することを特徴とする請求項４に記載の基板検
査システム。5. The board inspection system according to claim 4, wherein said secondary electron redistribution electrode has a mesh shape.
的な電位差を検査に先立って解消する表面電位均一化過
程と、 前記表面電位均一化過程を経た前記基板に第１の荷電ビ
ームを照射する検査用荷電ビーム照射過程と、 前記第１の荷電ビームを偏向させて前記基板の表面に入
射させるとともに前記第１の荷電ビームの照射を受けて
前記基板の表面から放出する二次荷電粒子もしくは反射
荷電粒子または前記二次荷電粒子および前記反射荷電粒
子を直進させながら二次ビームとして拡大投影して結像
させる写像投影過程と、 結像された前記二次ビームを検出し、前記基板の表面の
状態を表わす像の画像信号として出力する荷電ビーム検
出過程と、を備える基板検査方法。6. A surface potential equalizing step for eliminating a local potential difference in a surface layer of a substrate to be inspected prior to the inspection, and irradiating the substrate after the surface potential equalizing step with a first charged beam. A step of irradiating a charged beam for inspection, and deflecting the first charged beam so as to be incident on the surface of the substrate and secondary charged particles emitted from the surface of the substrate upon being irradiated with the first charged beam or An image projection process of enlarging and projecting the reflected charged particles or the secondary charged particles and the reflected charged particles as a secondary beam while moving straight, and detecting the imaged secondary beam to detect the surface of the substrate A charged beam detection step of outputting as an image signal of an image representing the state of the substrate.
基板に照射する前処理用荷電ビーム照射過程と、 前記第２の荷電ビームの照射により前記基板から放出す
る二次荷電粒子もしくは反射荷電粒子または前記二次荷
電粒子および前記反射荷電粒子を前記基板の表面に追い
戻す二次電子再配分過程と、を含むことを特徴とする請
求項６に記載の基板検査方法。7. The pre-treatment charge beam irradiation step of irradiating the substrate with a second charge beam different from the first charge beam, and the step of irradiating the second charge beam. 7. The method according to claim 6, further comprising the step of redistributing secondary charged particles or reflected charged particles emitted from the substrate or secondary electron returning the secondary charged particles and the reflected charged particles to the surface of the substrate. The substrate inspection method according to 1.
電ビームの照射により前記基板から放出する二次荷電粒
子もしくは反射荷電粒子または前記二次荷電粒子および
前記反射荷電粒子が有するエネルギーを超えるポテンシ
ャルエネルギーを前記第２の荷電ビームが出射する位置
と前記基板との間に発生させる過程を含むことを特徴と
する請求項７に記載の基板検査方法。8. The secondary electron redistribution step includes the step of: irradiating the second charged beam with the secondary charged particles or reflected charged particles emitted from the substrate or the energy of the secondary charged particles and the reflected charged particles. The substrate inspection method according to claim 7, further comprising a step of generating a potential energy between the substrate and a position from which the second charged beam is emitted, the potential energy exceeding the threshold value.
第２の荷電ビームが前記基板の法線との間で鋭角をなす
ように前記基板に対して斜めに照射する過程であること
を特徴とする請求項８に記載の基板検査方法。9. The method according to claim 1, wherein the step of irradiating the charged beam for pretreatment is a step of irradiating the substrate with the second charged beam obliquely so as to form an acute angle with a normal to the substrate. The substrate inspection method according to claim 8, wherein:
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