JP2006226833A - 欠陥検査装置及び欠陥検査装置を用いたデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 マルチ鏡筒でダイピッチと光軸ピッチとが異なったときに生じる問題を低減する欠陥検査装置を提供する。
【解決手段】 ウェーハＷ上に複数の光軸２００〜２１４を有する電子光学系２４がダイ２１６のＹ方向の並びと略４５°の角度方向に並んで配置される。光軸２００〜２１４はＸ軸方向へ投影した間隔がダイ２１６の配列ピッチの整数倍になっていると好都合であるが、必ずしも配列ピッチは光軸２００〜２１４の整数倍になっているとは限らない。光軸の位置がストライプの中央に一致させて検査を行う方法として、ピッチ差である（Ｌｘ−Ｄｓｉｎθ）をストライプの幅で割り算した値ｍが整数となるように角度θの値を決めることである。他の方法として、ストライプの境界を各列で同じ場所とせず、列毎に可変にすることであり、（Ｌｘ−Ｄｓｉｎθ）／（ストライプ幅）の値が整数と余りがあり、この余りの寸法のストライプを最初のストライプとすれば休みを最小にして検査が行える。
【選択図】 図４

Description

本発明は基板の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、最小線幅０．２μｍ以下のパターンを有するウェーハ等の基板を高いスループットで欠陥検査を行う欠陥検査装置に関するものである。また、本発明は、この欠陥検査装置を用いてプロセス途中のウェーハ等の基板の欠陥検査を行うデバイス製造方法に関する。

液晶基板上に複数の電子光学鏡筒を配置して、液晶基板の欠陥を検査する欠陥検査装置が知られている。（例えば、非特許文献１参照）

NIKKEI MICRODEVICES 2002年12月号 28頁〜30頁

液晶基板では半導体ウェーハのダイのような繰り返しパターンではないので電子光学系の光軸のピッチをどのような値に決めても問題は生じなかった。しかし、ウェーハではダイの配列ピッチがデバイスの製品毎に変わるので光軸のピッチを固定にすると、配置した光軸の一部は欠陥検査が行えないか、欠陥検査を行えても休んでいる時間が生じる問題があった。

本発明は、この点に鑑みなされたもので、マルチ鏡筒でダイピッチと光軸ピッチとが異なったときに生じる問題を低減する手段を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る欠陥検査装置は、基板上に複数の光軸を有する電子線装置を用いて基板の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、ダイピッチの情報に基づき前記基板を載置した回転可能なステージを所定の角度回転させて前記基板の欠陥を検査することを特徴としている。

また、本発明に係る欠陥検査装置は、複数の光軸がピッチＤで一次元的に配置され、基板上にはＸ軸方向のダイピッチがＬｘ、Ｙ軸方向のダイピッチがＬyでダイが配置され、複数の光軸を結ぶ線とＸ軸とのなす角度をθとし、整数をｎ、ｍとした場合、ｎ×Ｌｘ−Ｄ×ｓｉｎθ＝ｍ×（ストライプ幅）の関係式を満たすｎ、ｍ及びθを定め、前記基板の欠陥を検査することが望ましい。

また、本発明に係る欠陥検査装置は、前記整数ｍを１〜３の範囲内に設定して前記基板の欠陥を検査することが望ましい。

また、本発明に係る欠陥検査装置は、上記関係式を満たす角度θとなるようステージを回転させて異なるダイピッチの基板の欠陥を検査することが望ましい。

また、本発明に係る欠陥検査装置は、基板上に複数の光軸を有する電子線装置を用いて基板の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、前記複数の光軸はＸ軸方向の光軸ピッチＤｘを有して配置され、基板上にはＸ軸方向のダイピッチＬｘでダイが配置されている場合、標準ストライプの幅より小さな幅のストライプを２番目の光軸が担当する最初のチップに設けて前記基板の欠陥を検査することを特徴としている。

また、本発明に係る欠陥検査装置は、基板上に複数の光軸を有する電子線装置を用いて基板の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、光軸はＸ軸方向の光軸ピッチＤｘを有して配置され、基板上にはＸ軸方向のダイピッチＬｘでダイが配置されている場合において、前記ダイの境界と光軸との差をストライプ幅で割った値が整数となるようにストライプ幅を調整して前記基板の欠陥を検査することを特徴としている。

また、本発明に係る欠陥検査装置は、電子線装置には電子銃及び対物レンズが備えられ、前記電子銃はショットキーカソード電子銃であり、前記対物レンズは静電レンズであることが望ましい。

また、本発明に係る欠陥検査装置は、対物レンズは１枚の基板に複数の孔を設けて光軸を形成した基板を複数枚光軸方向に組み合わせて形成したことが望ましい。

また、本発明に係るデバイス製造方法は、本発明の欠陥検査装置を用いてプロセス途中のウェーハの欠陥検査を行うことを特徴としている。

本発明に係る欠陥検査装置によれば、マルチ鏡筒でダイピッチと光軸ピッチとが異なったときに生じる問題を低減する手段を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
本発明に係る欠陥検査装置の検査対象の一例として、表面にパターンが形成された基板、すなわちウェーハの欠陥を検査する欠陥検査装置を用いて説明する。
図１及び図２には、本発明に係る欠陥検査装置の主要な構成の正面及び平面図を示している。この欠陥検査装置１０は複数のウェーハを収納したカセットを保持するカセットホルダ１２と、ミニエンバイロメント装置１４と、ワーキングチャンバを構成するローダハウジング１６と、ウェーハをカセットホルダ１２から主ハウジング１８内に配置されたステージ装置２０上に装填するローダー２２と、真空ハウジングに取り付けられた電子光学装置２４とを備え、これらは図１及び図２に示される位置関係で配置されている。

欠陥検査装置１０は、さらに、真空の主ハウジング１８内に配置されたプレチャージユニット２６と、ウェーハに電位を印加する電位印加機構と電子ビームキャリブレーション機構と、ステージ装置上でのウェーハの位置決めを行うためのアライメント制御装置を構成する光学顕微鏡３０とを備えている。

カセットホルダ１２には、複数枚（例えば２５枚）のウェーハが上下方向に平行に並べられた状態で収納されたカセット３２（例えば、アシスト社製のＳＭＩＦ、ＦＯＵＰのようなクローズドカセット）を複数個（この実施の形態では２個）保持するようになっている。このカセットホルダ１２としてはカセットをロボット等により搬送してきて自動的にカセットホルダ１２に装填する場合にはそれに適した構造のものを、また人手により装填する場合にはそれに適したオープンカセット構造のものをそれぞれ任意に選択して設置できるようになっている。カセットホルダ１２は、本実施形態では自動的にカセット３２が装填される形式であり、例えば昇降テーブル３４と、この昇降テーブル３４を上下移動させる昇降機構３６とを備え、カセット３２は昇降テーブル３４上に図２で示す鎖線にて示す状態に自動的にセット可能にされ、セット後、図２で実線にて示す状態に自動的に回転されてミニエンバイロメント装置内の第１の搬送ユニットの回動軸線に向けられる。

また、昇降テーブル３４は図１で鎖線にて示す状態に降下される。

なお、カセット３２内に収納される基板すなわちウェーハは、欠陥の検査を受けるウェーハであり、そのような欠陥検査は半導体製造工程中でウェーハを処理するプロセスの後、若しくはプロセスの途中で行われる。具体的には、成膜工程、ＣＭＰ、イオン注入等を受けた基板すなわちウェーハ、表面に配線パターンが形成されたウェーハ、又は配線パターンが未だに形成されていないウェーハが、カセット内に収納される。カセット３２内に収納されるウェーハは多数枚上下方向に隔てて、かつ平行に並べて配置されているため、任意の位置のウェーハと後述する第１の搬送ユニットで保持できるように、第１の搬送ユニットのアームを上位移動できるようになっている。また、カセットにはプロセス後のウェーハ表面の酸化等の防止のために、カセット内の水分をコントロールするための機能が設けられている。例えば、シリカゲル等の除湿剤がカセットの中に置かれている。

ミニエンバイロメント装置１４は雰囲気制御されるようになっているミニエンバイロメント空間３８を構成するハウジング４０と、ミニエンバイロメント空間３８内で清浄空気のような気体を循環させ雰囲気制御するための気体循環装置４２と、ミニエンバイロメント空間３８内に供給された空気の一部を回収して排出する排出装置４４と、ミニエンバイロメント空間３８内に配設されていて検査対象としての基板すなわちウェーハを粗位置決めするプリアライナー４６とを備えている。

ハウジング４０は、頂壁４８、底壁５０、及び四周を囲む周壁５２有しており、ミニエンバイロメント空間３８を外部から遮断する構造になっている。ミニエンバイロメント空間３８を雰囲気制御するために気体循環装置４２は、ミニエンバイロメント空間３８において、頂壁４８に取り付けられていて、気体（本実施形態では空気）を清浄にして１つ又はそれ以上の空気吹き出し口（図示せず）を通して清浄空気を真下に向かって層流状に流す気体供給ユニット５４と、ミニエンバイロメント空間３８内において底壁５０の上に配置されていて、底に向かって流れ下った空気を回収する回収ダクト５６と、回収ダクト５６と気体供給ユニット５４とを接続して回収された空気を気体供給ユニット５４に戻す導管５８とを備えている。

本実施形態では、気体供給ユニット５４は供給する空気の約２０％をハウジング４０の外部から取り入れて清浄するようになっているが、この外部から取り入れられる気体の割合は任意に選択可能である。気体供給ユニット５４は、清浄空気を作りだすための公知の構造のＨＥＰＡ若しくはＵＬＰＡフィルタを備えている。清浄空気の層流状の下方向の流れ、すなわちダウンフローは主にミニエンバイロメント空間３８内に配置された後述する第１の搬送ユニットによる搬送面を通して流れるように供給され、搬送ユニットにより発生する虞のある塵埃がウェーハに付着するのを防止するようになっている。したがって、ダウンフローの噴出口には必ずしも図示のように頂壁に近い位置である必要はなく、搬送ユニットによる搬送面より上側にあればよい。また、ミニエンバイロメント空間３８全面に亘って流す必要もない。

ハウジング４０の周壁５２のうちカセットホルダ１２に隣接する部分には、出入り口６０が形成されている。出入り口６０近傍には公知の構造のシャッタ装置を設けて出入り口６０をミニエンバイロメント装置側から閉じるようにしてもよい。ウェーハ近傍でつくる層流のダウンフローは、例えば０．３ないし０．４ｍ／ｓｅｃの流速でよい。気体供給ユニット５４はミニエンバイロメント空間３８内でなく、その外側に設けてもよい。

排出装置４４は、前記搬送ユニットのウェーハ搬送面より下側の位置で搬送ユニットの下部に配置された吸入ダクト６２と、ハウジング４０の外側に配置されたブロワー６４と、吸入ダクト６２とブロワー６４とを接続する導管６６とを備えている。この排出装置４４は、搬送ユニットの周囲の流れを下り搬送ユニットにより吸引し、導管６６及びブロワー６４を介してハウジング４０の外側に排出する。この場合、ハウジング４０の近くに引かれた排気管（図示せず）内に排出してもよい。

ミニエンバイロメント空間３８に配置されたプリアライナー４６は、ウェーハに形成されたオリエンテーションフラット（円形のウェーハの外周に形成された平坦部分をいい、以下においてオリフラと呼ぶ）や、ウェーハの外周縁に形成された１つ、又はそれ以上のＶ型の切欠き、すなわちノッチを光学的に或いは機械的に検出してウェーハの軸線Ｏ−Ｏの回りの回転方向の位置を＋−１度の精度で予め位置決めしておくようになっている。プリアラナー４６は検査対象の座標を決める機構の一部を構成し、検査対象の粗位置決めを担当する。

ワーキングチャンバ６８を構成する主ハウジング１８は、ハウジング本体７０を備え、このハウジング本体７０は、台フレーム７２上に配置された振動遮断装置、すなわち防振装置７４の上に載せられたハウジング支持装置７６によって支持されている。ハウジング支持装置７６は矩形に組まれたフレーム構造体７８を備えている。ハウジング本体７０はフレーム構造体７８上に配設固定されていて、フレーム構造体上に載せられた底壁８０と、頂壁８２と、底壁８０及び頂壁８２に接続されて四周を囲む周壁８４とを備えていて、ワーキングチャンバ６８を外部から隔離している。底壁８０は本実施形態では上に載置されるステージ等の機器による加重で歪みの発生しないように比較的肉厚の厚い鋼板で構成されている。

ローダハウジング１６は、第１のローディングチャンバ８６と第２のローディングチャンバ８８とを構成するハウジング本体９０を備えている。ハウジング本体９０は、底壁９２と、頂壁９４と、四周を囲む周壁９６と、第１のローディングチャンバ８６と第２のローディングチャンバ８８とを仕切る仕切壁９８とを有していて、両ローディングチャンバを外部から隔離できるようになっている。仕切壁９８には、両ローディングチャンバ間でウェーハのやり取り行うための出入り口１００が形成されている。また、周壁９６のミニエンバイロメント装置及び主ハウジングに隣接した部分には出入り口１０２、１０４が形成されている。

ローダハウジング１６のハウジング本体９０は、ハウジング支持装置７６のフレーム構造体７８上に載置されて、それによって支持されている。したがって、このローダハウジング１６の床にも振動が伝達されないようになっている。ローダハウジング１６の出入り口１０２とミニエンバイロメント装置１４のハウジング４０の出入り口１０６とは整合されていて、そこにはミニエンバイロメント空間３８と第１のローディングチャンバ８６との連通を選択的に阻止するシャッタ装置１０８が設けられている。

シャッタ装置１０８は、出入り口１０６及び１０２の周囲を囲んで側壁９６と密に接触して固定されたシール材１１０、このシール材１１０と共動して出入り口を介して空気の流通を阻止する扉１１２と、その扉を動かす駆動装置１１４とを有している。また、ローダハウジング１６の出入り口１０４とハウジング本体７０の出入り口１１６とは整合されていて、そこには第２のローディングチャンバ８８とワーキングチャンバ６８との連通を選択的に密封阻止するシャッタ１１８が設けられている。シャッタ装置１１８は、出入り口１０４及び１１６の周囲を囲んで側壁９６及び８４と密に接触してそれらに固定されたシール材１２０と共動して出入り口を介して空気の流通を阻止する扉１２２と、その扉を動かす駆動装置１２４とを有している。

さらに、仕切壁９８に形成された開口には、扉によりそれを閉じて第１及び第２のローディングチャンバ間の連通を選択的に密封阻止するシャッタ装置１２６が設けられている。これらのシャッタ装置１０８、１１８及び１２６は、閉じた状態にあるとき各チャンバを気密シールできるようになっている。

なお、ミニエンバイロメント装置１４のハウジング４０の支持方法とローダハウジングの支持方法が異なり、ミニエンバイロメント装置１４を介して床からの振動がローダハウジング１６及び主ハウジング１８に伝達されるのを防止するために、ハウジング４０とローダハウジング１６との間には出入り口の周囲を気密に囲むように防振用のクッション材を配置しておけば良い。

第１のローディングチャンバ８６内には複数（本実施形態では２枚）のウェーハＷを上下に隔てて水平の状態で支持するウェーハラック１２８が配設されている。ウェーハラック１２８は、矩形の基板１３０の四隅に互いに隔てて直立状態で固定された支柱１３２を備え、各支柱１３２には、それぞれ２段の支持部１３４、１３６が形成され、その支持部の上にウェーハＷの周縁を載せて保持するようになっている。そして、第１及び第２の搬送ユニットのアームの先端を隣接する支柱間からウェーハに接近させてアームによりウェーハを把持するようになっている。ローディングチャンバ８６、８８は、図示しない真空ポンプによって高真空状態（例えば、真空度として１０^−４〜１０^−６Ｐａ）に雰囲気制御され得るようになっている。この場合、第１のローディングチャンバ８６を低真空チャンバとして低真空雰囲気に保ち、第２のローディングチャンバ８８を高真空チャンバとして高真空雰囲気に保ち、ウェーハの汚染防止を効果的に行うこともできる。このような構造を採用することによって、ローディングチャンバ内に収容されていて次に欠陥検査されるウェーハをワーキングチャンバ内に遅滞なく搬送することができる。このようなローディングチャンバを採用することによって、マルチビーム型電子装置原理と共に、欠陥検査のスループットを向上させ、更に保管状態が高真空状態であることを要求される電子源周辺の真空度を可能な限り高真空度状態にすることができる。

なお、電子線を使用する本発明に係る欠陥検査装置において、電子光学系の電子源として使用される代表的な六硼化ランタン（ＬａＢ_６）等は一度熱電子を放出する程度まで高温状態に加熱された場合には、酸素等に可能な限り接触させないことがその寿命を縮めないために肝要であるが、電子光学系が配置されているワーキングチャンバにウェーハを搬入する前段階で上記のような雰囲気制御を行うことにより、より確実に実行できる。

次に、電子光学系について説明する。電子光学系２４は、ハウジング本体７０に固定された鏡筒１３８の中に設けられ、図３に概略的に図示する一次電子光学系（以下、単に一次光学系という）１４０と、二次光学系（以下、単に二次光学系という）１４２とを備える電子光学系と検出系とを備える。一次光学系１４０は、電子線を検査対象であるウェーハＷの表面に照射する光学系で、電子線を放出する電子銃１４６と、電子銃１４６から放出された一次電子を集束する静電レンズからなるレンズ系１４８と、複数の光軸を形成するマルチ開口板１５０と、ウイーンフィルタ、すなわちＥ×Ｂ分離器１５２と、対物レンズ系１５４とを備える。これらは、図３に示されるように、電子銃１４６を最上部として順に配置されている。

この実施形態の対物レンズ系１５４を構成するレンズは減速電界型対物レンズである。本実施形態では、電子銃１４６から放出される一次電子線の光軸は検査対象であるウェーハＷに照射される照射光軸（ウェーハＷの表面に垂直になっている）に関して斜めになっている。対物レンズ系１５４と検査対象であるウェーハＷとの間には電極１５６が配置されている。この電極１５６は、一次電子線の照射光軸に関して軸対称の形状になっていて、電源１５８によって電圧制御されるようになっている。

二次光学系１４２は、Ｅ×Ｂ型偏向器１５２により一次光学系１４０から分離された二次電子を通す静電レンズからなるレンズ系１６０を備えている。このレンズ系１６０は、二次電子像を拡大する拡大レンズとして機能する。

検出系１４４は、レンズ系１６０の結像面に配置された検出器１６２及び画像処理部１６４を備えている。
一次ビームの入射方向は、通常Ｅ×ＢフィルタのＥ方向（電界の逆方向）であり、この方向と積算型のラインセンサ（ＴＤＩ：time delay integration）の積算方向とは同じ方向となっている。

上述した検査欠陥装置を用いて、光軸ピッチとダイピッチが異なっているときの検査方法を説明する。
図４（ａ）は、本発明の実施の形態の欠陥検査装置の説明図である。ウェーハＷ上に複数の光軸２００、２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２１４を有する電子光学系２４がダイ２１６のＹ方向の並びと略４５°の角度方向に並んで配置される。光軸２００〜２１４はＸ軸方向へ投影した間隔がダイ２１６の配列ピッチの整数倍になっていると好都合であるが、必ずしも配列ピッチは光軸２００〜２１４の整数倍になっているとは限らない。図４（ａ）に示した例は、光軸２００〜２１４のＸ軸への投影したピッチは、ダイのピッチより僅かに小さくなっている例である。それらのピッチの差は、（Ｌｘ−Ｄｓｉｎθ）と表すことができる。ここで、Ｌｘはダイ２１６のＸ方向の配列ピッチであり、Ｄは光軸２００〜２１６の並び方向のピッチであり、ｓｉｎθはＹ軸と光軸の並び方向とのなす角度である。

ウェーハＷを載せている試料台２１８をＹ方向に連続的に移動させながらウェーハＷの欠陥検査が行われる。図で見て左端の光軸２００が最初のダイ２１６の検査領域に達したとき、２番目の光軸２０２は、まだ２個目のダイ２１６に達していない。従って、２個目以降のダイ２１６は、まだ欠陥検査を行えない。２番目の光軸２０２が検査領域に入ってきても、即時に検査を行えるとは限らない。光軸２０２の位置がストライプの中央に一致しないと欠陥検査を行うことができない。光軸の位置がストライプの中央に一致させて検査を行う方法として２つの方法がある。

一番目としては、前記ピッチ差である（Ｌｘ−Ｄｓｉｎθ）をストライプの幅で割り算した値ｍが整数となるように角度θの値を決めることである。角度θの値を決めてやると、ｍ回休んだ後に光軸２０２が検査を開始でき、光軸２０４は２ｍ回、光軸２０６は３ｍ回、光軸２０８は４ｍ回、光軸２１０は５ｍ回、光軸２１２は６ｍ回休んだ後に検査を行うことができる。光軸２００が１つのダイ列の検査を終了した後、光軸２１４が担当するダイの検査が終了するまでに７ｍ回休むこととなる。これらの休止を０にするためにはｍの値が０、即ち、ダイ２１６のＸ方向の配列ピッチＬｘと光軸２００〜２１４のＸ軸への投影したピッチ（Ｄｓｉｎθ）が等しくなるようにθを決めることができる。その場合は、角度θを４５°から大きくずらす必要があり、ウェーハＷをθステージに載せ、試料台２１８を算出した新たな角度θに設定し、ダイの並び方向へ連続的に移動させながら検査を行うことができる。

ニ番目としては、ストライプの境界を各ダイ列で同じ場所とせず、ダイ列毎に可変にすることである。（Ｌｘ−Ｄｓｉｎθ）／（ストライプ幅）の値が整数と余りがあり、この余りの寸法のストライプを最初のストライプとすれば休みを最小にして検査が行える。θステージでウェーハＷを新たな角度θに回転させれば、ＥＯ系の走査方向も角度θを変化させた分回転させる必要がある。

電子光学系は下に１個のレンズを備えており、そのレンズの断面形状を図４（ｂ）に示す。３枚の基板２２０、２２２、２２４を精度良く位置決めして、一例として光軸２１４と一致するように孔２２６、２２８、２３０を合わせる。両端の基板２２０、２２２には０電圧を与え、中央の基板はレンズ条件を満たすように電位を与える。対物レンズについては正の高電位を与え、収差を問題にしなくてよいコンデンサレンズについては負の高電位を与えるようにしてもよい。対物レンズが静電レンズの場合には、軸上色収差が大きいので、電子銃としては色分散の小さいショットキーカソード電子銃と組み合わせるのがよい。偏向器やＥ×Ｂも必要でり、その詳細な構造は特願２００２−３１６３０３に記載されており、ここではその説明を省略する。

上述の説明では、光軸ピッチとダイピッが等しくない場合について説明したが、一般には、光軸の間隔のｓｉｎθ倍がダイのピッチの整数倍でよい。即ち、（ｎＬｘ−Ｄｓｉｎθ）／（ストライプ幅）＝ｍであればよい。更に、ｍの値が大きいと、上述した休止期間が多くなるので、ｍの値は３以下になるように、回転ステージで角度θを変えるのが望ましい。

次に、光軸ピッチとダイピッチを合わせないで検査する場合について図５を用いて説明する。Ｙ方向の光軸間距離はダイの配列とは無関係に決めてもよい。好ましくは、Ｘ方向の光軸間距離は、Ｘ方向のダイサイズと等しいか、若干小さいほうがよい。ピッチが合っていないため、１つの検査方法として、２列目以降の光軸が担当するストライプについては、寸法の小さいストライプを最初に設け、２番目のストライプ以降のストライプの中心が光軸上に合うようにする方法、即ち、（ｎＬｘ−Ｄｘ）／（ストライプ幅）−ｍ（ここで、ｍは最小の正の整数）で求められた位置に最初のストライプの境界を設ければよい。

このことを、図５（ｂ）に基づいて説明する。符号２３２はダイのＸ軸方向の境界であり、符号２３４は、２列目の光軸のビームが担当する最初のストライプの境界である。符号２３６は、２列目の光軸の検査前のストライプの左端のＸ軸座標である。符号２３４と符号２３８との間隔は、標準ストライプ幅である。符号２３６と符号２３２との間隔は（２Ｌｘ−Ｄｘ）であるから、符号２３２と符号２３４間を幅狭ストライプとすると、図５（ｂ）に示すように、２×標準ストライプ幅＝（２Ｌｘ−Ｄｘ）＋幅狭ストライプとなる。従って、幅狭ストライプ＝２×標準ストライプ幅−（２Ｌｘ−Ｄｘ）となる。一般には、幅狭ストライプ＝ｍ×標準ストライプ幅−（ｎ×Ｌｘ−Ｄｘ）となる。ここで、ｍは、ダイの境界と検査前のストライプの左端との距離が標準ストライプの（ｍ−１）倍である。また、ｎは光軸のピッチがダイピッチのｎ倍に最も近い整数である。上述の符号２３２と符号２３４間の幅狭ストライプの場合は、ｍの値が２、ｎの値が２となっている。

光軸ピッチとダイピッチの整数倍の関係がない場合の他の方法としては、図５（ｃ）に示した図に基づいて説明する。符号２３６は２列目の光軸のストライプ左端のＸ軸座標であり、符号２３２はダイのＸ軸方向の境界である。符号２３６と符号２３２との間の距離（２Ｌｘ−Ｄｘ）が、ストライプ幅の整数倍であれば、全てのダイを同じ幅のストライプに分割して欠陥検査が行える。式で表すと、（ｍ×Ｌｘ）／（ストライプ幅）＝ｎを満たすストライプ幅で、ＥＯ系の走査可能な視野寸法より小さいストライプ幅とすればよい。

光軸を２次元的に配置する場合の対物レンズの実施形態を図６に示す。光軸２４０は最初の列に４本、第２列、第３列に６本ずつ、第４列に４本備えられ、ウェーハ上に配置されている。対物レンズ２４２は、内側磁極２４４と、外側磁極２４６がそれぞれ一枚の強磁性体の円板に孔加工が施され、光軸が共通となるように組み立てられる。そして、周辺部には、励磁コイル２４８と、磁気回路２５０を有し、レンズギャップ２５２は試料側に形成されていて、符号２５２で示したように、レンズギャップ２５２は、２つの円錐の一部の形状をしている。

光軸を２次元的に配置する他の方法は、親指サイズの電子顕微鏡（参照：三好，応用物理，第７３巻第４号，２００４）に示されているような小外径の鏡筒を二次元的に配置してもよい。

本発明に係る欠陥検査装置を用いて半導体デバイス製造工程におけるウエーハの欠陥検査を行った。最初に半導体デバイスの製造工程の一例を以下に示す。この製造工程は以下の各主工程を含む。
＜１＞ ウェーハを製造するウェーハ製造工程（又は、ウェーハを準備する準備工程）。
＜２＞ 露光に使用するマスクを製作するマスク製造工程（又は、マスクを準備するマスク準備工程）。
＜３＞ ウェーハに必要な加工処理を行うウェーハプロセッシング工程。
＜４＞ ウェーハ上に形成されたチップを１個ずつ切り出し、動作可能にならしめるチップ組み立て工程。
＜５＞ 組み立てられたチップを検査するチップ検査工程。

上述の各主工程は更に幾つかののサブ工程からなっている。これらの主工程のなかで、半導体デバイスの性能に決定的な影響を及ぼす主工程がウェーハプロセッシング工程である。この工程では、設計された回路パターンをウェーハ上に順次積層し、メモリやＭＰＵとして動作するチップを多数形成する。このウェーハプロセッシング工程は以下の各工程を含む。
《３−１》 絶縁層となる誘電体薄膜や配線部、或いは電極部を形成する金属薄膜等を形成する薄膜形成工程（ＣＶＤやスパッタリング等を用いる）。
《３−２》 形成された薄膜層やウェーハ基板を酸化する酸化工程。
《３−３》 薄膜層やウェーハ基板等を選択的に加工するためにマスク（レチクル）を用いてレジストのパターンを形成するリソグラフィー工程。
《３−４》 レジストパターンに従って薄膜層や基板を加工するエッチング工程（例えば、ドライエッチングを用いる）。
《３−５》 イオン・不純物注入拡散工程。
《３−６》 レジスト剥離工程。
《３−７》 加工されたウェーハを検査する検査工程。
最後のウェーハ検査工程において、本発明に係る検査装置を用いて検査したところ、高スループットで検査を行うことができた。

本発明に係る欠陥検査装置の主要な構成を示す正面図である。 本発明に係る欠陥検査装置の主要な構成を示す平面図である。 本発明に係る欠陥検査装置の電子光学系を示す概略図である。 本発明に係る欠陥検査装置の電子光学系の部分構成を示しており、（ａ）は一次元の光軸を備えたとダイとの関係を示しており、（ｂ）はレンズの断面形状を示している。 本発明に係る欠陥検査装置において、光軸ピッチとダイピッチとの関係を示している。 本発明に係る欠陥検査装置の対物レンズを示しており、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図である。

符号の説明

１０ 欠陥検査装置
１２ カセットホルダ
１４ ミニエンバイロメント
１６ ローダハウジング
１８ 主ハウジング
２０ ステージ装置
２２ ローダー
２４ 電子光学装置（電子光学系）
２００〜２１４ 光軸
２１６ ダイ
２１８ 試料台
２２０〜２２４ 基板
２２６〜２３０ 孔
２４２ 対物レンズ
２４４ 内側磁極
２４６ 外側磁極
２４８ 励磁コイル
２５０ 磁気回路
２５２ レンズギャップ

Claims (9)

1. 基板上に複数の光軸を有する電子線装置を用いて基板の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、前記基板を載置した回転可能なステージをダイピッチの情報に基づき回転させて前記基板の欠陥を検査することを特徴とする欠陥検査装置。
2. 複数の光軸は光軸のピッチＤが二次元的に配置され、基板上にはＸ軸方向のダイピッチがＬｘ、Ｙ軸方向のダイピッチがＬyでダイが配置され、複数の光軸を結ぶ線とＸ軸とのなす角度をθとし、整数をｎ、ｍとした場合、ｎ×Ｌｘ−Ｄ×ｓｉｎθ＝ｍ×（ストライプ幅）の関係式を満たすｎ、ｍ及びθを定め、前記基板の欠陥を検査することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。
3. 前記整数ｍを１〜３の範囲内に設定して前記基板の欠陥を検査することを特徴とする請求項２に記載の欠陥検査装置。
4. 上記関係式を満たす角度θとなるようステージを回転させてダイピッチが異なる場合の基板の欠陥を検査することを特徴とする請求項２に記載の欠陥検査装置。
5. 基板上に複数の光軸を有する電子線装置を用いて基板の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、前記複数の光軸はＸ軸方向の光軸ピッチＤｘを有して配置され、基板上にはＸ軸方向のダイピッチＬｘでダイが配置されている場合、標準ストライプの幅より小さな幅のストライプを２番目の光軸が担当する最初のチップに設けて前記基板の欠陥を検査することを特徴とする欠陥検査装置。
6. 基板上に複数の光軸を有する電子線装置を用いて基板の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、光軸はＸ軸方向の光軸ピッチＤｘを有して配置され、基板上にはＸ軸方向のダイピッチＬｘでダイが配置されている場合において、前記ダイの境界と光軸との差をストライプ幅で割った値が整数となるようにストライプ幅を調整して前記基板の欠陥を検査することを特徴とする欠陥検査装置。
7. 電子線装置は電子銃及び対物レンズを備え、前記電子銃はショットキーカソード電子銃であり、前記対物レンズは静電レンズであることを特徴とする請求項１〜６に記載の欠陥検査装置。
8. 対物レンズは１枚の基板に複数の孔を設けて光軸を形成した基板を複数枚光軸方向に組み合わせて形成したことを特徴とする請求項７に記載の欠陥検査装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の欠陥検査装置を用いてプロセス途中のウェーハの欠陥検査を行うことを特徴とするデバイス製造方法。

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