JP2010118413A

JP2010118413A - Wafer static elimination method, measuring method by electron beam measuring apparatus, and electron beam measuring device

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Publication number: JP2010118413A
Application number: JP2008289291A
Authority: JP
Inventors: Toru Tojo; 徹東條; Hisashi Akiyama; 久秋山; Yoshishige Sato; 善茂佐藤; Kota Orui; 孝太大類; Kenji Tagawa; 健二田河; Hiroshi Morita; 博森田; Masuo Yasuma; 益男安間; Tadahira Kanno; 肇平簡野
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2008-11-11
Filing date: 2008-11-11
Publication date: 2010-05-27

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wafer static elimination method in which static elimination of a wafer can be efficiently performed, and a substrate current can more accurately and precisely be measured. <P>SOLUTION: In the wafer static elimination method, electrons electrostatically charged in the wafer WEH are eliminated by irradiating the wafer WEH with soft X rays in the presence of an air current using an X-ray ionizer 1' before measuring the substrate current flowing to the wafer WEH by the electron beam irradiation, in a sample chamber in which a vacuum is produced. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ウェハ除電方法及び電子ビーム測定装置による測定方法及び電子ビーム測定装置に関する。 The present invention relates to a wafer static elimination method, a measurement method using an electron beam measurement apparatus, and an electron beam measurement apparatus.

光学式や電子ビーム(ＥＢ)を用いたＬＳＩ配線の不良解析や欠陥検出が既に行われている（特許文献１参照）。 LSI wiring defect analysis and defect detection using an optical type or electron beam (EB) have already been performed (see Patent Document 1).

光学式としては、例えば、赤外レーザを試料に照射し電子-正孔対を発生させ、これらの発生キャリアによって流れる電流を測定するＯＢＩＣ法（ＯｐｔｉｃａｌＢｅａｍＩｎｄｕｃｅｄＣｕｒｒｅｎｔ）（非特許文献1)がよく知られている。同様な手法でEBを試料面上に照射し流れる電流を測定するEBIC法(Electron Beam Induced Current)（非特許文献２，３参照)や、EB照射電流の一部が吸収される現象を測定するEBAC法(Electron Beam Absorbed Current)（非特許文献４参照)が開発、実用化されている。
国際公開２００８−５３５２４Ａ１ K. Haraguchi；Microscopic Optical Beam Induced Current Measurement and their Applications, Proc. IEEE (IMEC’94), May10-12, Vol.2, 1994, pp693-699. 近藤正、他； EBIC/OBICを用いたGaAsMMIC故障箇所特定解析事例, LSIテスティングシンポジウム, 2002, pp363268. 植木悠介, 他；電子ビーム吸収電流法による故障解析, LSIテスティングシンポジウム, 2007, pp303-307. 野久尾毅, 他；電子ビーム吸収電流による半導体デバイス故障箇所検出方法に対する考察, LSIテスティングシンポジウム, 2007, pp293-296. 矢野資、他；電位コントラスト欠陥検出とそのシミュレーション技術、LSIテスティングシンポジウム, 2006, pp59-64. Hong Xiao, et al; A high Throughput Gray Level Measurement Method for Process Window Characterization/Production Monitor, LSIテスティングシンポジウム, 2006, pp65-70. Topcon HP 山田恵三, EB-Scopeシステムを用いたプロセス管理事例, 電子材料, 2006年6月, pp45-51. M.Honda, et al; Electron-beam Substrate Current Monitoring Technique for Contact Process Optimization & Yield Enhancement, 2007 Advanced Metallization Conference, October 9-11, 2007, pp185-186. As an optical method, for example, an OBIC method (Optical Beam Induced Current) (Non-Patent Document 1) in which an electron beam is generated by irradiating a sample with an infrared laser and the current flowing through these generated carriers is measured is well known. Are known. The EBIC method (Electron Beam Induced Current) (see Non-Patent Documents 2 and 3) that measures the current that flows by irradiating EB onto the sample surface in a similar manner, and the phenomenon that a part of the EB irradiation current is absorbed are measured. An EBAC method (Electron Beam Absorbed Current) (see Non-Patent Document 4) has been developed and put into practical use.
International Publication 2008-53524A1 K. Haraguchi; Microscopic Optical Beam Induced Current Measurement and their Applications, Proc. IEEE (IMEC'94), May10-12, Vol.2, 1994, pp693-699. Tadashi Kondo, et al. GaAsMMIC failure location analysis example using EBIC / OBIC, LSI Testing Symposium, 2002, pp363268. Yusuke Ueki, et al .; Failure analysis by electron beam absorption current method, LSI testing symposium, 2007, pp303-307. Satoshi Nokuo, et al .: Consideration of semiconductor device failure location detection method using electron beam absorption current, LSI Testing Symposium, 2007, pp293-296. Susumu Yano, et al .: Potential contrast defect detection and simulation technology, LSI testing symposium, 2006, pp59-64. Hong Xiao, et al; A high Throughput Gray Level Measurement Method for Process Window Characterization / Production Monitor, LSI Testing Symposium, 2006, pp65-70. Topcon HP Keizo Yamada, Process management example using EB-Scope system, Electronic materials, June 2006, pp45-51. M. Honda, et al; Electron-beam Substrate Current Monitoring Technique for Contact Process Optimization & Yield Enhancement, 2007 Advanced Metallization Conference, October 9-11, 2007, pp185-186.

光学式や電子ビーム(EB)を用いたLSI配線の不良解析や欠陥検出が既に行われている。例えば、光学式としては、赤外レーザを試料に照射し電子-正孔対を発生させ、これらの発生キャリアによって流れる電流を測定するOBIC法⁾がよく知られている。同様な手法でEBを試料面上に照射し流れる電流を測定するEBIC法や、EB照射電流の一部が吸収される現象を測定するEBAC法が開発、実用化されている。 LSI wiring defect analysis and defect detection using optical and electron beam (EB) have already been performed. For example, the optical, infrared laser is irradiated to a sample electrons - to generate hole pairs, OBIC method for measuring the current flowing through these generated ^carriers) are well known. The EBIC method that measures the current that flows when EB is irradiated on the sample surface by the same method and the EBAC method that measures the phenomenon that a part of the EB irradiation current is absorbed have been developed and put to practical use.

今後のLSIの微細化に伴い、上述した電子ビームを用いる検査・評価手法は、将来性のある有力な方法と考えられる。その理由としてEBの収束性、透過性、吸収性のメリットと制御性が挙げられる。しかしながら上記測定手法は、不良箇所の場所の特定や原因プロセスを特定するのには有力であるものの、各配線工程（製造ライン）直後での異常を検出するには最適な方法ではないと思われる。同時に、上記方法では不良解析や欠陥検出を行うために、ウェハ上に何らかの電極を形成する必要もあり、生産ラインのウェハを測定し、また生産ラインに戻すと言うことができない。所謂、非破壊での測定が出来ないという欠点がある。 With the future miniaturization of LSIs, the above-described inspection / evaluation method using an electron beam is considered to be a promising and promising method. The reason for this is the merits and controllability of EB convergence, permeability and absorption. However, although the above measurement method is effective for identifying the location of the defective part and identifying the cause process, it seems that it is not the optimal method for detecting an abnormality immediately after each wiring process (production line). . At the same time, in order to perform defect analysis and defect detection in the above method, it is necessary to form some electrodes on the wafer, and it cannot be said that the wafer on the production line is measured and returned to the production line. There is a drawback that non-destructive measurement is not possible.

一方、各工程直後の検査にはEBI(Electron beam Inspection)（非特許文献５，６参照)を用いるのが一般的であるが、パターン寸法や形状の測定にとどまっている。例えば、今後最も重要と考えられる高アスペクトコンタクトホールの底部界面の不良解析には、新しい計測方法の提案が必要である。 On the other hand, EBI (Electron beam Inspection) (see Non-Patent Documents 5 and 6) is generally used for inspection immediately after each process, but it is limited to measurement of pattern dimensions and shapes. For example, a new measurement method must be proposed for failure analysis of the bottom interface of high aspect contact holes, which will be the most important in the future.

本願発明者らは、ウェハ基板の裏面から直接EB吸収電流を測定し、薄膜やコンタクトホール径の計測・界面評価が可能であるEB-Scopeを開発し（非特許文献７参照)、その測定結果の評価を行ってきた。既にホール径では40nm程度の測定が可能なこと（非特許文献８参照)、SiO2の薄膜計測ではnmの計測ができ、コンタクト抵抗５０〜２５０Ω程度の差を計測できることを報告した（非特許文献９参照）。 The inventors of the present application have developed an EB-Scope that can measure the EB absorption current directly from the back surface of the wafer substrate, and can measure the thin film and contact hole diameter / interface evaluation (see Non-Patent Document 7). Have been evaluated. It has already been reported that the hole diameter can be measured to about 40 nm (see Non-Patent Document 8), and the SiO2 thin film measurement can measure nm and can measure a difference in contact resistance of about 50 to 250Ω (Non-Patent Document 9). reference).

ところで、ＥＢＳでは、ウェハの表面チャージによって測定値が変わるという事実が実験的に検証され、従来から論文発表もされている。従って、表面チャージを解決しないと測定結果が信用できなくなるという問題があった。 By the way, in EBS, the fact that the measurement value changes depending on the surface charge of the wafer has been experimentally verified, and papers have been published. Therefore, there is a problem that the measurement result cannot be trusted unless the surface charge is solved.

この帯電は、プロセス（半導体製造工程）の最中にチャージ、或いは、プロセスの搬送中に生じると考えられる。また、フープ（ウエハを入れるＳＭＩＦボックス）自体が絶縁材料（ＰＣ：ポリカーボネイト)でできているので、フープのチャージがウェハに移るという虞もある。同時に、ＥＢＳ装置の搬送中に、空気との摩擦や電場が存在した場合、チャージする可能性があるという問題もあった。 This charging is considered to occur during the process (semiconductor manufacturing process) or during transfer of the process. Further, since the hoop (SMIF box for placing the wafer) itself is made of an insulating material (PC: polycarbonate), there is a possibility that the charge of the hoop may be transferred to the wafer. At the same time, there is a problem that charging may occur when there is friction with the air or an electric field while the EBS device is being transported.

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的は、ウェハの除電を効率よく行うことができ、基板電流をより正確かつ精密に測定可能なウェハ除電方法及び電子ビーム測定装置による測定方法及び電子ビーム測定装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a wafer static elimination method and an electron beam measurement apparatus capable of efficiently eliminating static charges on a wafer and measuring a substrate current more accurately and precisely. And providing an electron beam measuring apparatus.

請求項１に記載のウェハの除電方法は、電子ビーム照射によりウェハに流れる基板電流を真空中の試料室内で測定する前に、Ｘ線イオナイザーを用いて軟Ｘ線を気流存在の条件下で前記ウェハに向けて照射して、該ウェハに帯電している電子を除電することを特徴とする。 According to the method for removing static electricity from a wafer according to claim 1, before measuring the substrate current flowing through the wafer by electron beam irradiation in a sample chamber in a vacuum, the soft X-rays are subjected to soft X-rays in the presence of an air current using an X-ray ionizer. Irradiating toward the wafer, the electrons charged in the wafer are neutralized.

請求項２に記載の電子ビーム測定装置による測定方法は、電子ビーム照射によりウェハに流れる基板電流を真空中の試料室内で測定する前に、Ｘ線イオナイザーを用いて軟Ｘ線を気流存在の条件下で前記ウェハに向けて照射して、該ウェハに帯電している電子を除電し、その後、前記基板電流を測定することを特徴とする。 The measurement method using the electron beam measuring apparatus according to claim 2 is a condition in which soft X-rays are detected by using an X-ray ionizer and air current is present before measuring a substrate current flowing through the wafer by electron beam irradiation in a sample chamber in a vacuum. It irradiates towards the said wafer below, neutralizes the electron charged to this wafer, Then, the said board | substrate current is measured, It is characterized by the above-mentioned.

請求項３に記載の電子ビーム測定装置による測定方法は、前記試料室内が前記電子ビームを照射可能な真空度に達する途中で前記軟Ｘ線を前記ウェハに照射することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a measuring method using the electron beam measuring apparatus, wherein the soft X-ray is irradiated on the wafer while the sample chamber reaches a degree of vacuum capable of irradiating the electron beam.

請求項４に記載の電子ビーム測定装置は、電子ビーム照射によりウェハに流れる基板電流を真空中の試料室内に搬送する途中で、Ｘ線イオナイザーを用いて軟Ｘ線を空気の流れが存在する箇所で前記ウェハに向けて照射して、該ウェハに帯電している電子を除電し、その後、前記基板電流を測定することを特徴とする。 5. The electron beam measuring apparatus according to claim 4, wherein a soft X-ray is flown by using an X-ray ionizer in the middle of conveying a substrate current flowing through a wafer by electron beam irradiation into a sample chamber in a vacuum. And irradiating the wafer to remove the electrons charged in the wafer, and then measuring the substrate current.

請求項５に記載の電子ビーム測定装置は、前記試料室の直前に真空予備室が設けられ、該真空予備室の一部は軟Ｘ線を透過可能な物質により構成され、該軟Ｘ線を透過可能な物質を介して前記真空予備室内に存在するウェハに向けて照射することを特徴とする。 The electron beam measuring apparatus according to claim 5, wherein a vacuum preliminary chamber is provided immediately before the sample chamber, and a part of the vacuum preliminary chamber is made of a material that can transmit soft X-rays. Irradiation is performed toward the wafer existing in the vacuum preparatory chamber through a permeable material.

請求項６に記載の電子ビーム測定装置は、前記ウェハをアライメントするアライメント装置に前記ウェハが保持されている状態で前記軟Ｘ線が前記ウェハに向けて照射されることを特徴とする。 The electron beam measuring apparatus according to claim 6 is characterized in that the soft X-rays are irradiated toward the wafer while the wafer is held by an alignment apparatus that aligns the wafer.

請求項７に記載の電子ビーム測定装置は、前記ウェハがウェハ保持装置に保持された状態で、前記軟Ｘ線が前記ウェハに向けて照射されることを特徴とする。 The electron beam measuring apparatus according to claim 7 is characterized in that the soft X-rays are irradiated toward the wafer while the wafer is held by a wafer holding apparatus.

請求項８に記載の電子ビーム測定装置は、前記ウェハ保持装置は、回転可能なチャック台盤を有し、該チャック台盤に前記ウェハが保持された状態でかつ前記チャック台盤の回転中に、前記軟Ｘ線が前記ウェハに向けて照射されることを特徴とする。 The electron beam measuring apparatus according to claim 8, wherein the wafer holding device has a rotatable chuck base, and the wafer is held on the chuck base and during rotation of the chuck base. The soft X-rays are irradiated toward the wafer.

請求項９に記載の電子ビーム測定装置は、前記チャック台盤は、空気を吸引する吸引手段を有していることを特徴とする。 The electron beam measuring apparatus according to claim 9 is characterized in that the chuck base has suction means for sucking air.

請求項１に記載の発明によれば、Ｘ線イオナイザーを用いて軟Ｘ線を気流存在の条件下で前記ウェハに向けて照射して、該ウェハに帯電している電子を除電するので、ウェハに滞留している電子を効率よく除去できる。 According to the first aspect of the present invention, soft X-rays are irradiated toward the wafer under the presence of airflow using an X-ray ionizer, and the charged electrons on the wafer are neutralized. Can be removed efficiently.

請求項２に記載の発明によれば、電子ビーム照射によりウェハに流れる基板電流を真空中の試料室内で測定する前に、Ｘ線イオナイザーを用いて軟Ｘ線を気流存在の条件下でウェハに向けて照射して、ウェハに帯電している電子を除電した後、基板電流を測定するので、正確かつ精密に基板電流を測定できる。 According to the second aspect of the present invention, before measuring the substrate current flowing through the wafer by electron beam irradiation in the sample chamber in a vacuum, soft X-rays are applied to the wafer under the condition of air current using an X-ray ionizer. The substrate current is measured after the electrons charged on the wafer are neutralized, and the substrate current is measured. Therefore, the substrate current can be measured accurately and accurately.

請求項３ないし請求項７に記載の発明によれば、請求項２と同様の効果を奏する。 According to invention of Claim 3 thru | or 7, there exists an effect similar to Claim 2.

請求項８に記載の発明によれば、ウェハに滞留している電子のみならず、回転中に生じる空気とウェハとの摩擦による帯電(この場合、ダウンフローによる空気の流れと、ウェハの回転による空気の流れがある)も効率よく除去できる。 According to the eighth aspect of the present invention, not only the electrons staying on the wafer but also the charging due to the friction between the air generated during rotation and the wafer (in this case, the flow of air due to downflow and the rotation of the wafer) Air flow) can also be removed efficiently.

請求項９に記載の電子ビーム測定装置は、チャック台盤は、空気を吸引する吸引手段を有しているので、ウェハを保持するための吸引手段を積極的に利用して除電を行うことができる。 In the electron beam measuring apparatus according to claim 9, since the chuck base has a suction means for sucking air, the suction means for holding the wafer can be actively used to perform static elimination. it can.

（ＥＢ-Ｓｃｏｐｅの概要）
本発明者らは、ウェハ基板の裏面から直接、吸収電流(基板電流;ＥＢＳ)を高感度で測定し、ウェハ表面の薄膜やコンタクトホール径の計測、コンタクト底部の界面評価を行うことができるＥＢ-Ｓｃｏｐｅ(型名ＥＢＳ３０００)の開発を進めている。 (Outline of EB-Scope)
The present inventors can measure the absorption current (substrate current; EBS) directly from the back surface of the wafer substrate with high sensitivity, measure the thin film on the wafer surface, contact hole diameter, and evaluate the interface at the bottom of the contact. -Development of Scope (model name EBS3000) is underway.

既述したように、ホール径では４０ｎｍ以下の測定が可能なこと、ＳｉＯ_２の薄膜計測ではｎｍの計測ができ、コンタクト抵抗５０〜２５０Ω程度の差を計測できることが知られている。 As described above, it is known that the hole diameter can be measured to 40 nm or less, the nm can be measured in the SiO ₂ thin film measurement, and the difference of about 50 to 250 Ω can be measured.

ＥＢ-Ｓｃｏｐｅはコンタクトホール底部の界面状態の情報を得ることができるため、プロセス制御への活用が期待できる。各種ウェハを測定した結果、吸収電流(基板電流)は、明らかにコンタクトホール界面の情報を示していると考えられる。正規化ＥＢＳ手法を用いることによって、製造ラインでのプロセスモニター・制御の可能性も見出された。 Since EB-Scope can obtain information on the interface state at the bottom of the contact hole, it can be expected to be used for process control. As a result of measuring various wafers, it is considered that the absorption current (substrate current) clearly shows information on the contact hole interface. The possibility of process monitoring and control in the production line has also been found by using the normalized EBS technique.

以下、図面を参照しつつＥＢ-Ｓｃｏｐｅの概要を説明する。
（１）EB-Scopeの測定原理
図1はこの発明に係わるEB-Scopeの測定原理を示している。このEB-ScopeはSEMと同じ構成であるが、ウェハ裏面から吸収電流（EBS値）を高感度・精度で計測することができる。 The outline of EB-Scope will be described below with reference to the drawings.
(1) Measurement principle of EB-Scope FIG. 1 shows the measurement principle of EB-Scope according to the present invention. This EB-Scope has the same configuration as the SEM, but it can measure the absorption current (EBS value) from the backside of the wafer with high sensitivity and accuracy.

この図１において、ＷＥＨはウェハ、ＣＯＮＨはコンタクトホール、ＣＯＮＨＤはコンタクトホール底を示している。電子ビームEBをスキャンすることによってコンタクトホールＣＯＮＨの直径を計測する測定モード、コンタクトホールＣＯＮＨの直径よりも若干大きなビーム径をコンタクトホールＣＯＮＨの部分に照射してEBS値を測定するモードがある。 In FIG. 1, WEH indicates a wafer, CONH indicates a contact hole, and CONHD indicates a bottom of the contact hole. There are a measurement mode in which the diameter of the contact hole CONH is measured by scanning the electron beam EB, and a mode in which the EBS value is measured by irradiating the contact hole CONH with a beam diameter slightly larger than the diameter of the contact hole CONH.

電子銃Ｅ−ＢｅａｍＧｕｎから電子ビームＥＢがウェハＷＥＨに照射されると、二次電子ＳＥが電子検出器ＰＭＴによって検出され、電子検出器ＰＭＴの出力はプリアンプＰre-AMPによって増幅されて表示装置に入力され、表示装置の画面Ｇｒに電子顕微鏡画像（ＳＥＭ像）が表示される。これによって被測定物の位置出しが可能である。位置出しが終了すると、例えばコンタクトホールＣＯＮＨの内部に電子ビームEBを照射（或いはスキャン）することで、吸収電流（基板電流）ＩＡＣが検出される。この基板電流ＩＡＣは基板電流増幅システムＳＣＡＳに入力され、この基板電流ＩＡＣも表示装置に入力され、表示装置の画面Ｇｒに基板電流に基づく画像が所定の処理によって表示される。なお、表１にはEBS3000の基本仕様が示されている。 When the electron beam EB is irradiated from the electron gun E-Beam Gun onto the wafer WEH, the secondary electrons SE are detected by the electron detector PMT, and the output of the electron detector PMT is amplified by the preamplifier Pre-AMP to the display device. The electron microscope image (SEM image) is displayed on the screen Gr of the display device. As a result, the position of the object to be measured can be determined. When the positioning is completed, the absorption current (substrate current) IAC is detected by, for example, irradiating (or scanning) the electron beam EB inside the contact hole CONH. The substrate current IAC is input to the substrate current amplification system SCAS, the substrate current IAC is also input to the display device, and an image based on the substrate current is displayed on the screen Gr of the display device by a predetermined process. Table 1 shows the basic specifications of EBS3000.

（２）本発明の概要
図２は、本発明に係るウェハの除電方法を模式的に説明する説明図である。この図２において、符号１’はＸ線イオナイザー装置である。Ｘ線イオナイザー装置１’は軟Ｘ線を気流存在条件下でウェハＷＥＨの表面に向けて照射する。その軟Ｘ線は電子ビーム照射によりウェハＷＥＨに流れる基板電流ＥＢＳを真空中の試料室（チャンバー）内で測定する前に照射される。 (2) Outline of the Present Invention FIG. 2 is an explanatory view for schematically explaining a wafer static elimination method according to the present invention. In FIG. 2, reference numeral 1 'denotes an X-ray ionizer device. The X-ray ionizer 1 ′ irradiates the surface of the wafer WEH with soft X-rays under the condition of airflow. The soft X-rays are irradiated before the substrate current EBS flowing through the wafer WEH by electron beam irradiation is measured in a sample chamber (chamber) in a vacuum.

そのウェハＷＥＨは、例えば、図３〜図５に示す金属製のウェハ保持装置２’に保持される。その金属製のウェハ保持装置２’は、金属製の回転可能なチャック台盤３’と回転軸４’とを有する。チャック台盤３’は、ウェハ受け座５’と４個の同一形状の保持爪６’とを有する。 The wafer WEH is held by, for example, a metal wafer holding device 2 ′ shown in FIGS. 3 to 5. The metal wafer holding device 2 ′ includes a metal rotatable chuck base 3 ′ and a rotation shaft 4 ′. The chuck base 3 'has a wafer receiving seat 5' and four holding claws 6 'having the same shape.

ウェハ受け座５’は、チャック台盤３’の上面３’ａでかつその周縁部から起立されたリング状の突条により構成され、ウェハ受け座５’の上面５’aは平坦面とされている。 The wafer receiving seat 5 ′ is configured by a ring-shaped protrusion standing on the upper surface 3′a of the chuck base 3 ′ and the peripheral edge thereof, and the upper surface 5′a of the wafer receiving seat 5 ′ is a flat surface. ing.

各保持爪６’は、内方突起部６’aと延在部６’ｂと起立部６’ｃとを有する。内方突起部６’aは下側が傾斜面６’ｄとされている。各保持爪６’は図示を略す駆動機構によりチャック台盤３’の半径方向に移動可能とされている。 Each holding claw 6 'has an inward protruding portion 6'a, an extending portion 6'b, and an upright portion 6'c. The lower side of the inward projection 6'a is an inclined surface 6'd. Each holding claw 6 'can be moved in the radial direction of the chuck base 3' by a drive mechanism (not shown).

ウェハ受け座５’の上面５’aにウェハWEHが載置されると、保持爪６’が駆動され、保持爪６’の傾斜面６’ｄがウェハWEHの上部外周端縁に当接し、ウェハWEHが半径方向外方から半径方向内方に向かう力によって挟持される。 When the wafer WEH is placed on the upper surface 5′a of the wafer receiving seat 5 ′, the holding claw 6 ′ is driven, and the inclined surface 6′d of the holding claw 6 ′ comes into contact with the upper outer peripheral edge of the wafer WEH. Wafer WEH is sandwiched by a force from radially outward to radially inward.

また、傾斜面６’ｄの作用により、ウェハ受け座５’の上面５’aにウェハWEHが押し当てられる。そのチャック台盤３’の上面３’aとウェハWEHとウェハ受け座５’とによって、空間Sが形成される。 Further, the wafer WEH is pressed against the upper surface 5'a of the wafer receiving seat 5 'by the action of the inclined surface 6'd. A space S is formed by the upper surface 3'a of the chuck table 3 ', the wafer WEH, and the wafer receiving seat 5'.

回転軸４’にはその中心に吹き出し用の貫通穴７’が形成され、この貫通穴７’はチャック台盤３’の上面３a’に開口している。この貫通穴７’は圧縮装置P２に接続され、クリーンエアーが空間Sに供給され、ウェハWEHに付着しているナノメーターオーダーの塵埃微粒子が除去されるようになっている。 The rotating shaft 4 'is formed with a through hole 7' for blowing out at the center thereof, and this through hole 7 'is opened on the upper surface 3a' of the chuck base plate 3 '. The through-hole 7 'is connected to the compression device P2, clean air is supplied to the space S, and nanometer-order dust particles adhering to the wafer WEH are removed.

回転軸４’にはその貫通穴７’と同心に吸引用の貫通穴８’が設けられている。この貫通穴８’は連通孔９’を介してチャック台盤３’の上面３a’に開口すると共に連通孔９”を介して爪位置とウェハ受け座５’との間の隙間Gに連通している。その貫通穴８’は吸引手段としての吸引装置P1に接続されている。 The rotating shaft 4 ′ is provided with a suction through hole 8 ′ concentric with the through hole 7 ′. The through hole 8 ′ opens to the upper surface 3a ′ of the chuck base 3 ′ through the communication hole 9 ′ and communicates with the gap G between the claw position and the wafer receiving seat 5 ′ through the communication hole 9 ″. The through hole 8 'is connected to a suction device P1 as a suction means.

そのチャック台盤３’の上面３a’には螺旋状の金属製の補助羽根１０’が適宜設けられている。この補助羽根１０’はチャック台盤３’が矢印D方向に回転したときに中心Oに向かう方向（矢印E方向）の空気の流れを生じさせる役割を果たす。 A spiral metal auxiliary blade 10 ′ is appropriately provided on the upper surface 3 a ′ of the chuck base 3 ′. The auxiliary blade 10 'plays a role of generating an air flow in the direction toward the center O (direction of arrow E) when the chuck base plate 3' rotates in the direction of arrow D.

このウェハ保持装置２’では、チャック台盤３’が回転すると、ウェハＷＥＨの上面側では、矢印Ｆに示すように、遠心力により空気がウェハＷＥＨの中心Ｏから半径方向外方に向かって流れようとするため、空気の圧力によるダウンフォースＦ’がウェハＷＥＨに加わる。 In the wafer holding device 2 ′, when the chuck table 3 ′ rotates, air flows from the center O of the wafer WEH toward the outside in the radial direction by the centrifugal force on the upper surface side of the wafer WEH as indicated by an arrow F. Therefore, a down force F ′ due to air pressure is added to the wafer WEH.

しかしながら、空間Sに存在する空気は、補助羽根１０’の作用により、中心Ｏに向かう方向の空気の流れが相対的に生じるため、ウェハＷＥＨは回転中の撓みが抑制される。 However, since the air existing in the space S relatively flows in the direction toward the center O due to the action of the auxiliary blade 10 ′, the wafer WEH is restrained from being bent during rotation.

このウェハ保持装置２’の詳細な構成及び作用は特開２００７−２７３５４１号公報に開示されているので、ここでは、詳細な説明は省略する。本発明はウェハ保持方法に関する発明ではなく、これ以外にも各種なウェハ保持方法がある。 Since the detailed configuration and operation of this wafer holding device 2 'are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-273541, detailed description thereof is omitted here. The present invention is not an invention related to a wafer holding method, and there are various other wafer holding methods.

以下、このウェハ保持装置２’に保持されたウェハＷＥＨの除電について説明する。 Hereinafter, the charge removal of the wafer WEH held by the wafer holding apparatus 2 'will be described.

例えば、ウェハ搬送中のウェハ保持装置２’にウェハＷＥＨが載置されている状態で、ウェハＷＥＨが高速回転されると、矢印Ｆに示す気流が発生し、空気のダウンフローによりウェハＷＥＨがチャック台盤３’に押え付けられ、ウェハＷＥＨの回転が安定する。 For example, if the wafer WEH is rotated at a high speed while the wafer WEH is placed on the wafer holding device 2 ′ during wafer transfer, an air flow indicated by an arrow F is generated, and the wafer WE is chucked by air downflow. The wafer WEH is pressed against the base plate 3 'and the rotation of the wafer WEH is stabilized.

このウェハの回転が安定した状態で、Ｘ線イオナイザー装置１’を用いて軟Ｘ線をウェハＷＥＨに照射する。Ｘ線イオナイザー装置１’の軟Ｘ線により空気がイオン化され、このイオン化された空気にウェハＷＥＨの表面に帯電している電子が引き寄せられるため、ウェハＷＥＨの表面の電子が取り除かれ、ウェハＷＥＨは除電される。イオン化された空気は電子を吸着して半径方向外方に向かって流れるため、ウェハＷＥＨの除電効率が向上する。 In a state where the rotation of the wafer is stable, the wafer WEH is irradiated with soft X-rays using the X-ray ionizer 1 '. Air is ionized by the soft X-rays of the X-ray ionizer apparatus 1 ′, and electrons charged on the surface of the wafer WEH are attracted to the ionized air, so that the electrons on the surface of the wafer WEH are removed, and the wafer WEH It is neutralized. Since the ionized air adsorbs electrons and flows outward in the radial direction, the static elimination efficiency of the wafer WEH is improved.

また、ウェハＷＥＨの表面にダウンフローＦ’により付着凝集している帯電性の空気も除電される。チャック台盤は、空気を吸引する吸引手段を有しているので、このウェハＷＥＨの裏面に付着している電子も併せて除電される可能性があって好ましい。図示していないが、同時にウェハの回転による回転方向の流れも発生し、これらの空気の流れで、帯電が生じる可能性もある。X線イオナイザーはこのような帯電も図示したような照射を行うことで、防止できる。図示したX線イオナイザーは上部方向から照射する場合を示したが、真横から照射する方法も考えられる。この場合は、表面、裏面の帯電を同時に取ることができて都合がよい。 Also, the chargeable air that adheres and aggregates on the surface of the wafer WEH due to the downflow F 'is discharged. Since the chuck base has a suction means for sucking air, it is preferable that electrons attached to the back surface of the wafer WEH may be discharged together. Although not shown, at the same time, a flow in the rotational direction is also generated due to the rotation of the wafer, and there is a possibility that charging is caused by these air flows. The X-ray ionizer can prevent such charging by irradiating as shown. The illustrated X-ray ionizer shows the case of irradiation from above, but a method of irradiation from the side is also conceivable. In this case, it is convenient that the front and back surfaces can be charged simultaneously.

除電されたウェハＷＥＨは、その後ロボットアーム（図示を略す）により電子ビーム測定装置のチャンバー内に搬送され、真空状態で、電子ビーム照射により、ウェハＷＥＨに流れる基板電流が測定される。
ウェハＷＥＨは位置合わせ等を行うため、測定前にウェハ保持装置２’に保持させて大気中の条件下で回転等をさせており、空気との摩擦により帯電が生じる可能性があるが、この方法によれば、ウェハＷＥＨの回転中に軟Ｘ線を照射するので、帯電防止を図ることができるメリットもある。 The neutralized wafer WEH is then transferred into a chamber of an electron beam measuring device by a robot arm (not shown), and the substrate current flowing through the wafer WEH is measured by electron beam irradiation in a vacuum state.
Since the wafer WEH is aligned, etc., it is held by the wafer holding device 2 ′ before measurement and rotated under atmospheric conditions, and there is a possibility that charging may occur due to friction with air. According to the method, since soft X-rays are irradiated while the wafer WEH is rotating, there is an advantage that it is possible to prevent charging.

この除電方法は、ウェハＷＥＨを金属製のチャック台盤３’にウェハＷＥＨを載置した状態で、ウェハＷＥＨを高速回転させ、空気のダウンフォースＦ’によりウェハＷＥＨを押さえ付け、金属壁で囲まれた領域に、軟Ｘ線を照射するものであるので、軟Ｘ線を無駄に外部
に漏れることなく効率よくウェハＷＥＨに照射でき、除電効率の向上が期待される。 In this static elimination method, the wafer WEH is rotated at a high speed while the wafer WE is placed on the metal chuck base 3 ′, and the wafer WEH is pressed by the air down force F ′ and surrounded by the metal wall. Since the soft X-rays are irradiated to the region, it is possible to efficiently irradiate the wafer WEH without irradiating the soft X-rays to the outside unnecessarily, and an improvement in the charge removal efficiency is expected.

ここでは、Ｘ線イオナイザー装置を用いてウェハＷＥＨを除電した後に、資料室（チャンバー）内にウェハＷＥＨを搬送し、その後、真空引きを行うときに、一気に深真空（〜１０−１０パスカル）にまで引かずに予備的な真空状態に引き、すなわち、試料室内が電子ビームを照射可能な真空度に達する途中で、Ｘ線透過性の高いガラス（軟Ｘ線を透過可能な物質）を介して、軟Ｘ線をウェハＷＥＨに照射して除電を行った。この場合、ウェハＷＥＨをアライメント装置に保持させてアライメント作業中に除電を行うことが望ましい。 Here, after removing the wafer WEH using an X-ray ionizer, the wafer WEH is transported into a data chamber (chamber), and then, when vacuuming is performed, a deep vacuum (10-10 Pascal) is applied at once. In other words, the sample chamber is evacuated to a preliminary vacuum state, that is, while reaching the degree of vacuum in which the sample chamber can be irradiated with an electron beam, through a glass having a high X-ray permeability (a material that can transmit soft X-rays). The static electricity was removed by irradiating the wafer WEH with soft X-rays. In this case, it is desirable that the wafer WEH be held by the alignment apparatus and the static elimination is performed during the alignment operation.

図６はそのウェハＷＥＨの基盤電流の変動を示している。ここでは、ウェハＷＥＨの表面に薄膜を形成し、薄膜のＥＢＳ値を測定した。ウェハＷＥＨの除電を行わずに、ＥＢＳ値を測定した場合、符号Ｋ１で示すように、ＥＢＳ値が測定ごとに変動していることが観測された。しかし、Ｘ線イオナイザーを用いて、測定前にウェハＷＥＨに軟Ｘ線を照射して、ウェハＷＥＨの除電を行った後に、ＥＢＳ値を行うと、ＥＢＳ値が符号Ｋ２で示すように安定する。 FIG. 6 shows the fluctuation of the substrate current of the wafer WEH. Here, a thin film was formed on the surface of the wafer WEH, and the EBS value of the thin film was measured. When the EBS value was measured without performing static elimination of the wafer WEH, it was observed that the EBS value fluctuated from measurement to measurement, as indicated by reference numeral K1. However, when the EBS value is obtained after the wafer WEH is irradiated with soft X-rays before the measurement using the X-ray ionizer and the wafer WEH is neutralized, the EBS value is stabilized as indicated by the symbol K2.

図７はＥＢＳ電流値の差をウェハマップにして表示した図である。ここでは、両面酸化膜のウェハＷＥＨの測定を６回行っている。 FIG. 7 is a diagram showing the difference in EBS current values as a wafer map. Here, the measurement of the wafer WEH of the double-sided oxide film is performed six times.

軟Ｘ線を照射してウェハＷＥＨの除電を行った場合、図７（ａ）に示すようにＥＢＳ電流値の差はほとんどない。これに対して、軟Ｘ線を照射してウェハＷＥＨの除電を行わなかった場合、図７（ｂ）に示すようにＥＢＳ電流値の差が大きく変動する。 When neutralizing the wafer WEH by irradiating with soft X-rays, there is almost no difference in the EBS current value as shown in FIG. On the other hand, when the static electricity is not applied to the wafer WEH by irradiating with soft X-rays, the difference in EBS current value greatly fluctuates as shown in FIG.

その図７には、白黒の濃淡でＥＢＳ電流値の差が示されているが、実際は、カラー化されて表示されるものであり、右のバーグラフにおいて、下が青色、上が赤色であり、図７（ｂ）においては、左が青色、右が赤色に対応しており、濃淡が薄い部分は緑から黄色に対応している。カラー化してマッピング表示を行うと、帯電によるＥＢＳ電流値の変動が一目瞭然に判別できる。
（３）本発明が適用される半導体検査装置
以下、本発明のデータ処理方法が適用される半導体検査装置について説明する。 In FIG. 7, the difference in EBS current value is shown in black and white shading, but in reality, it is displayed in color, and in the right bar graph, the bottom is blue and the top is red. In FIG. 7B, the left corresponds to blue and the right corresponds to red, and the lightly shaded portion corresponds to green to yellow. If the mapping display is performed in color, the fluctuation of the EBS current value due to charging can be clearly identified.
(3) Semiconductor inspection apparatus to which the present invention is applied Hereinafter, a semiconductor inspection apparatus to which the data processing method of the present invention is applied will be described.

図８に、本発明の一実施形態による半導体検査装置の構成を示す。この半導体検査装置は、測定対象物（試料）である半導体基板（以下、ウェハと言う）に電子ビームを照射し、この電子ビームによってそのウェハに誘起された基板電流を測定し、この基板電流からそのウェハに形成された微細構造の評価値を得ることを基本原理としている。パターンマッチングのためには放出される二次電子あるいは反射電子も利用する。 FIG. 8 shows a configuration of a semiconductor inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. This semiconductor inspection apparatus irradiates a semiconductor substrate (hereinafter referred to as a wafer), which is an object to be measured (sample), with an electron beam, measures the substrate current induced in the wafer by the electron beam, The basic principle is to obtain an evaluation value of the fine structure formed on the wafer. For pattern matching, emitted secondary electrons or reflected electrons are also used.

図８に示すように、測定対象ウェハ23がどのような素性ウェハか判別可能な固有IDを読めるように、ウェハ識別装置20を有している。測定対象ウェハ23上には、種々の半導体デバイスが形成されているが、それらは、ウェハ23上に予め設けられたグローバルアライメント座標系に従って、ショット座標、チップ座標が一義的に決定されている。これら座標系を用いて位置指定することにより、半導体ウェハ23上に形成された全ての半導体素子を一義的に決定することができる。 As shown in FIG. 8, a wafer identification device 20 is provided so as to read a unique ID that can identify what kind of feature wafer the measurement target wafer 23 is. Various semiconductor devices are formed on the measurement target wafer 23, and the shot coordinates and the chip coordinates of these semiconductor devices are uniquely determined according to a global alignment coordinate system provided in advance on the wafer 23. By specifying the position using these coordinate systems, all semiconductor elements formed on the semiconductor wafer 23 can be uniquely determined.

逆に、検出された不具合の位置もこの座標系を用いることによって一義的に決定される。これらの座標系を用いる事で、他の装置の出力する検査結果や電気テストの結果又は設計情報であるCAD情報と照合することもできる。 On the contrary, the position of the detected defect is uniquely determined by using this coordinate system. By using these coordinate systems, it is possible to collate with CAD information, which is an inspection result output from another apparatus, a result of an electrical test, or design information.

測定対象物（試料）であるウェハ23を収容するチャンバー26には、電子ビームEBを発生する電子銃（照射手段）10が取り付けられ、この電子銃10は電子ビーム源11を備え、この電子ビーム源11には高圧電源40が接続されている。電子銃10の内部には、電子ビーム源11からの電子流の放出方向に沿って、コンデンサレンズ12、アパチャー13、偏向レンズ14、対物レンズ15がこの順に配置されている。このうち、偏向レンズ14には偏向装置100が接続され、電子ビームEBを高精度で偏向可能となっている。また、対物レンズ15の下方に対物レンズ15とウェハ23との間の距離を測定するウェハ対物レンズ間距離測定装置16が設けられている。また、この電子銃10の電子ビームEBのエネルギー、電流量、フォーカス状態も任意に制御可能となっている。ウェハーウェハ23に電子ビームが照射されることによって生じる基板電流は、基板電流測定装置(電流測定装置)30によって測定され、二次電子、反射電子はそれぞれ二次電子反射電子検出装置24によって検出される。 An electron gun (irradiation means) 10 that generates an electron beam EB is attached to a chamber 26 that accommodates a wafer 23 that is an object to be measured (sample), and the electron gun 10 includes an electron beam source 11. A high voltage power source 40 is connected to the source 11. Inside the electron gun 10, a condenser lens 12, an aperture 13, a deflection lens 14, and an objective lens 15 are arranged in this order along the emission direction of the electron flow from the electron beam source 11. Among these, the deflection lens 100 is connected to the deflection lens 14 so that the electron beam EB can be deflected with high accuracy. Also, below the objective lens 15, a wafer objective lens distance measuring device 16 for measuring the distance between the objective lens 15 and the wafer 23 is provided. Further, the energy, current amount, and focus state of the electron beam EB of the electron gun 10 can be arbitrarily controlled. The substrate current generated by irradiating the wafer wafer 23 with the electron beam is measured by a substrate current measuring device (current measuring device) 30, and the secondary electrons and the reflected electrons are detected by the secondary electron reflected electron detecting device 24, respectively. The

チャンバー26の内部には、ウェハ23を移動及び一定位置に支持するためのＸＹステージ21とトレイ22とが収容され、トレイ22にはウェハ23が載置されている。電子銃10から放出される電子ビームEBは、トレイ22に載置されたウェハ23の表面に向けられており、ＸＹステージ21によりトレイ22を移動させることにより、ウェハ23に対する電子ビームEBの照射位置を調整することが可能となっている。 An XY stage 21 and a tray 22 for moving and supporting the wafer 23 at a fixed position are accommodated inside the chamber 26, and the wafer 23 is placed on the tray 22. The electron beam EB emitted from the electron gun 10 is directed to the surface of the wafer 23 placed on the tray 22, and the irradiation position of the electron beam EB on the wafer 23 is moved by moving the tray 22 by the XY stage 21. It is possible to adjust.

ここで、電子銃10から照射された電子ビームEBをnmオーダの位置精度でウェハ23に照射するために、ＸＹステージ21により、固定された電子ビームEBの照射軸に対して相対的にウェハ23を移動するようになっている。ＸＹステージ21の駆動装置としてはパルスモーターや超音波モーター、リニアモーター又は圧電素子等が利用される。レーザ測長器やレーザースケール等の高精度測定技術を併用することにより、ＸＹステージ21上に載置されたウェハ23の位置精度は数nm程度に制御される。 Here, in order to irradiate the wafer 23 with the electron beam EB irradiated from the electron gun 10 with a position accuracy of the order of nm, the wafer 23 is relatively moved by the XY stage 21 with respect to the irradiation axis of the fixed electron beam EB. Is supposed to move. As a driving device for the XY stage 21, a pulse motor, an ultrasonic motor, a linear motor, a piezoelectric element, or the like is used. By using a high-precision measurement technique such as a laser length measuring device or a laser scale, the positional accuracy of the wafer 23 placed on the XY stage 21 is controlled to about several nm.

また、ウェハ23を載置するトレイ22には、電流測定装置30が接続されており、ウェハ23に流れる基板電流がトレイ22を介して電流測定装置30により測定されるようになっている。電流測定装置30は、トレイ22に内蔵され、又は近傍に配置されており、外部からの電磁波ノイズをカットできるようになっている。 Further, a current measuring device 30 is connected to the tray 22 on which the wafer 23 is placed, and the substrate current flowing through the wafer 23 is measured by the current measuring device 30 via the tray 22. The current measuring device 30 is built in the tray 22 or arranged in the vicinity thereof, so that electromagnetic noise from the outside can be cut.

電流測定装置30としては、抵抗、電圧変換型の装置や交流アンプ、チャージアンプなど種々の形式を用いることができる。この電流測定装置30は、測定した基板電流値をデジタル信号にA／D（Analog／Digital）変換するA／D変換器を備えており、測定値をデジタルデータとして出力する。 As the current measuring device 30, various types such as a resistor, a voltage conversion type device, an AC amplifier, and a charge amplifier can be used. The current measuring device 30 includes an A / D converter that converts the measured substrate current value into a digital signal by A / D (Analog / Digital), and outputs the measured value as digital data.

また、この半導体検査装置は、2次元走査制御装置（パターンマッチングエンジンを含む）110、二次電子反射電子信号処理装置190、電流波形記憶装置120、波形整形装置130、波形画像認識処理装置140、表示装置150、データベース装置160を備え、これらは、コンピュータ等の情報処理装置上に構築されている。 The semiconductor inspection apparatus includes a two-dimensional scanning control apparatus (including a pattern matching engine) 110, a secondary electron reflected electron signal processing apparatus 190, a current waveform storage apparatus 120, a waveform shaping apparatus 130, a waveform image recognition processing apparatus 140, A display device 150 and a database device 160 are provided, and these are constructed on an information processing device such as a computer.

このうち、2次元走査制御装置110は、電子ビームEBがウェハ23の表面を2次元的に走査するように偏向装置100を制御すると共に、電子ビームEBの照射位置を高精度に合わせるためのパターンマッチングに関する制御を担うものである。なお、本実施形態では、2次元的に走査するとは、ライン状の走査を一定の間隔で複数回にわたって繰り返すことを意味している。例えば、テレビ画面における水平走査および垂直走査と同様の概念である。 Among these, the two-dimensional scanning control device 110 controls the deflecting device 100 so that the electron beam EB scans the surface of the wafer 23 two-dimensionally, and at the same time, a pattern for adjusting the irradiation position of the electron beam EB with high accuracy. It is responsible for control related to matching. In the present embodiment, two-dimensional scanning means that line-shaped scanning is repeated a plurality of times at regular intervals. For example, the concept is the same as horizontal scanning and vertical scanning on a television screen.

このように走査された電子ビームからは二次電子又は反射電子像又は基板電流像が形成され、パターンマッチングに利用される。 From the electron beam scanned in this way, a secondary electron or reflected electron image or a substrate current image is formed and used for pattern matching.

以上説明したように、この検査装置によると、基板電流測定値からホール底に残膜があるか無いか、酸化膜、レジスト等の残留物があるかないかをはっきりと検出することができる。この検出装置では、規格化基板電流値の面内分布を知ることができる。ホール面積で規格化した後の基板電流値は、測定対象サイズに対して不変量なので、その値で面内分布を評価することにより、ホール底の状態のみのプロセス分布を知ることができる。例えば、エッチング装置には、装置固有のプロセス分布が存在するが、露光プロセスに分布があると、ホール表面径にも影響を与える。そのため、エッチング後に得られるプロセス分布は両者の合成と成り、そのまま測定したのでは、エッチング装置固有の分布だけを抽出することができない。しかし、基板電流をホール表面径又はホール底径で規格化することによって、露光による影響を排除し、エッチング装置固有の分布だけを抽出することができる。 As described above, according to this inspection apparatus, it is possible to clearly detect whether there is a remaining film on the hole bottom or whether there is a residue such as an oxide film or a resist from the measured substrate current. With this detection device, the in-plane distribution of the normalized substrate current value can be known. Since the substrate current value after normalization by the hole area is invariable with respect to the measurement target size, the process distribution of only the state of the hole bottom can be known by evaluating the in-plane distribution with the value. For example, an etching apparatus has a process distribution unique to the apparatus. However, if there is a distribution in the exposure process, the hole surface diameter is also affected. For this reason, the process distribution obtained after etching is a combination of both, and if measured directly, it is not possible to extract only the distribution unique to the etching apparatus. However, by normalizing the substrate current with the hole surface diameter or the hole bottom diameter, it is possible to eliminate the influence of exposure and extract only the distribution unique to the etching apparatus.

この半導体検査装置では、試料室の直前に真空予備室２６’が設けられ、この真空予備室26’には、アライメント装置としてのウェハ保持装置２’が設けられている。ウェハＷＥＨは基板電流を測定する前に真空予備室にロボットアームにより搬送され、ウェハ保持装置２’（図８参照）に保持される。真空予備室２６’は、深真空（〜１０−１０パスカル）にまで引かずに予備的な真空状態に保たれる。 In this semiconductor inspection apparatus, a vacuum preparatory chamber 26 ′ is provided immediately before the sample chamber, and a wafer holding device 2 ′ as an alignment apparatus is provided in the vacuum preparatory chamber 26 ′. Before measuring the substrate current, the wafer WEH is transferred to the vacuum preparatory chamber by the robot arm and held by the wafer holding device 2 '(see FIG. 8). The preliminary vacuum chamber 26 'is maintained in a preliminary vacuum state without being pulled to a deep vacuum (-10-10 Pascal).

ついで、ウェハＷＥＨは高速回転されてアライメントされる。このアライメント作業中に軟Ｘ線を透過窓を介してウェハＷＥＨに照射する。これにより、ウェハＷＥＨが除電される。その後、ロボットアームにより試料内２６に搬送され、基板電流の測定が行われる。 Next, the wafer WEH is rotated at high speed and aligned. During this alignment operation, soft X-rays are irradiated onto the wafer WEH through the transmission window. Thereby, the wafer WEH is neutralized. Thereafter, the sample is transported to the inside 26 of the sample by the robot arm, and the substrate current is measured.

この発明の測定原理を示した概念図である。It is the conceptual diagram which showed the measurement principle of this invention. 本発明に係るウェハの除電方法の模式図である。It is a schematic diagram of the static elimination method of the wafer which concerns on this invention. 本発明に係るウェハ保持装置を模式的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing a wafer holding device according to the present invention. 本発明に係るウェハ保持装置の正面図である。1 is a front view of a wafer holding device according to the present invention. 図１５のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the II line | wire of FIG. ウェハの除電を行わずにＥＢＳ値を測定した場合とウェハに軟Ｘ線を照射してウェハの除電を行った後にＥＢＳ値を測定した場合とでのウェハの基盤電流の変動を示す説明図であるIt is explanatory drawing which shows the fluctuation | variation of the base current of a wafer in the case where EBS value is measured without performing static elimination of a wafer, and the case where EBS value is measured after irradiating a soft X-ray to a wafer and performing static elimination of a wafer. is there ＥＢＳ電流値の差をウェハマップにして表示した図であって、（ａ）は軟Ｘ線を照射してウェハの除電を行った場合のＥＢＳ電流値の差をマッピング表示した説明図、（ｂ）はウェハの除電を行なわなかった場合のＥＢＳ電流値の差をマッピング表示した説明図である。FIG. 6 is a diagram showing a difference between EBS current values displayed as a wafer map, where (a) is an explanatory diagram mapping and displaying the difference in EBS current values when a wafer is discharged by irradiating soft X-rays; ) Is an explanatory diagram mapping and displaying a difference in EBS current values when the wafer is not neutralized. この発明の実施例の半導体検査装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the semiconductor inspection apparatus of the Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１’…Ｘ線イオナイザー装置
ＷＥＨ…ウェハ 1 '... X-ray ionizer WEH ... Wafer

Claims

電子ビーム照射によりウェハに流れる基板電流を真空中の試料室内で測定する前に、Ｘ線イオナイザーを用いて軟Ｘ線を気流存在の条件下で前記ウェハに向けて照射して、該ウェハに帯電している電子を除電することを特徴とするウェハの除電方法。 Before measuring the substrate current flowing through the wafer by electron beam irradiation in the sample chamber in a vacuum, the wafer is charged with soft X-rays using an X-ray ionizer in the presence of an air current. A method for removing static electricity from a wafer, characterized in that static electricity is eliminated.

電子ビーム照射によりウェハに流れる基板電流を真空中の試料室内で測定する前に、Ｘ線イオナイザーを用いて軟Ｘ線を気流存在の条件下で前記ウェハに向けて照射して、該ウェハに帯電している電子を除電し、その後、前記基板電流を測定することを特徴とする電子ビーム測定装置による測定方法。 Before measuring the substrate current flowing through the wafer by electron beam irradiation in the sample chamber in a vacuum, the wafer is charged with soft X-rays using an X-ray ionizer in the presence of an air current. A method for measuring with an electron beam measuring apparatus, comprising: removing static electricity from the electrons and then measuring the substrate current.

前記試料室内が前記電子ビームを照射可能な真空度に達する途中で前記軟Ｘ線を前記ウェハに照射することを特徴とする請求項２に記載の電子ビーム測定装置による測定方法。 3. The measuring method using an electron beam measuring apparatus according to claim 2, wherein the soft X-ray is irradiated onto the wafer while the sample chamber reaches a degree of vacuum capable of irradiating the electron beam.

電子ビーム照射によりウェハに流れる基板電流を真空中の試料室内に搬送する途中で、Ｘ線イオナイザーを用いて軟Ｘ線を空気の流れが存在する箇所で前記ウェハに向けて照射して、該ウェハに帯電している電子を除電し、その後、前記基板電流を測定することを特徴とする電子ビーム測定装置。 While the substrate current flowing through the wafer by electron beam irradiation is being transported into the sample chamber in a vacuum, the wafer is irradiated with soft X-rays using an X-ray ionizer at a location where there is a flow of air. An electron beam measuring apparatus characterized in that the charged electrons are removed and then the substrate current is measured.

前記試料室の直前に真空予備室が設けられ、該真空予備室の一部は軟Ｘ線を透過可能な物質により構成され、該軟Ｘ線を透過可能な物質を介して前記真空予備室内に存在するウェハに向けて照射することを特徴とする請求項４に記載の電子ビーム測定装置。 A vacuum preparatory chamber is provided immediately before the sample chamber, and a part of the vacuum preparatory chamber is made of a material that can transmit soft X-rays. The electron beam measuring apparatus according to claim 4, wherein the irradiation is performed toward an existing wafer.

前記ウェハをアライメントするアライメント装置に前記ウェハが保持されている状態で前記軟Ｘ線が前記ウェハに向けて照射されることを特徴とする請求項４に記載の電子ビーム測定装置。 The electron beam measurement apparatus according to claim 4, wherein the soft X-rays are irradiated toward the wafer while the wafer is held by an alignment apparatus that aligns the wafer.

前記ウェハがウェハ保持装置に保持された状態で、前記軟Ｘ線が前記ウェハに向けて照射されることを特徴とする請求項４に記載の電子ビーム測定装置。 The electron beam measuring apparatus according to claim 4, wherein the soft X-ray is irradiated toward the wafer while the wafer is held by a wafer holding apparatus.

前記ウェハ保持装置は、回転可能なチャック台盤を有し、該チャック台盤に前記ウェハが保持された状態でかつ前記チャック台盤の回転中に、前記軟Ｘ線が前記ウェハに向けて照射されることを特徴とする請求項７に記載の電子ビーム測定装置。 The wafer holding device has a rotatable chuck base, and the soft X-rays are irradiated toward the wafer while the wafer is held on the chuck base and while the chuck base is rotating. The electron beam measurement apparatus according to claim 7, wherein

前記チャック台盤は、空気を吸引する吸引手段を有していることを特徴とする請求項８に記載の電子ビーム測定装置。 The electron beam measuring apparatus according to claim 8, wherein the chuck base includes suction means for sucking air.