JP2959529B2 - 荷電粒子ビームによる半導体ウエハー検査装置及び検査方法 - Google Patents
荷電粒子ビームによる半導体ウエハー検査装置及び検査方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は製造途中の工程にお
いて非接触で素子形成の電気的検査を行うＬＳＩの検査
方法に関する。
いて非接触で素子形成の電気的検査を行うＬＳＩの検査
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】基板上に形成された素子に対し、非接触
で検査を行うものとして、光学的にＬＳＩのパターンを
検査して形状欠陥を検出する方法がある。この方法では
ＬＳＩ製造工程中に発生する形状異常を検察できるた
め、異常が発生した場合に比較的早い段階でその原因を
除去することができる。
で検査を行うものとして、光学的にＬＳＩのパターンを
検査して形状欠陥を検出する方法がある。この方法では
ＬＳＩ製造工程中に発生する形状異常を検察できるた
め、異常が発生した場合に比較的早い段階でその原因を
除去することができる。
【０００３】また電気的な不良を検出する方法として
は、ＬＳＩ製造後、電極への物理的な接触により電気的
検査を行う方法がある。テスターを用いたものがその代
表である。一般的にＬＳＩの製造工程においてＬＳＩの
正常動作の確認は最終工程の段階で電気的検査が行われ
ている。
は、ＬＳＩ製造後、電極への物理的な接触により電気的
検査を行う方法がある。テスターを用いたものがその代
表である。一般的にＬＳＩの製造工程においてＬＳＩの
正常動作の確認は最終工程の段階で電気的検査が行われ
ている。
【０００４】また、電子ビームを用いた検査方法として
は、走査型電子顕微鏡による形状観察や、ＬＳＩ完成後
電子ビームテスタによるＬＳＩ動作中の配線電位を電位
コントラストとして調べる方法がある。
は、走査型電子顕微鏡による形状観察や、ＬＳＩ完成後
電子ビームテスタによるＬＳＩ動作中の配線電位を電位
コントラストとして調べる方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし光学的な方法に
よるパターン検査は、検出された形状異常が必ずしも最
終的なＬＳＩの電気的な不良と結びつかないという問題
点がある。つまり、形状異常の原因を除去したからとい
って、ＬＳＩの正常な電気的機能は保証されない。また
検出する解像度にも限界があり、平面的な検査であるの
で立体構造に起因した欠陥の検出が困難である。さらに
薄膜へのリーク不良などの検出も困難である。
よるパターン検査は、検出された形状異常が必ずしも最
終的なＬＳＩの電気的な不良と結びつかないという問題
点がある。つまり、形状異常の原因を除去したからとい
って、ＬＳＩの正常な電気的機能は保証されない。また
検出する解像度にも限界があり、平面的な検査であるの
で立体構造に起因した欠陥の検出が困難である。さらに
薄膜へのリーク不良などの検出も困難である。
【０００６】一方、電気的な機能検査は、ＬＳＩ素子へ
の物理的な接触を伴い、接触により素子が破壊されると
いう問題点や、接触を行うためのパッドを製造する必要
があるため配線などの最終工程にならないと検査できな
い。
の物理的な接触を伴い、接触により素子が破壊されると
いう問題点や、接触を行うためのパッドを製造する必要
があるため配線などの最終工程にならないと検査できな
い。
【０００７】走査型電子顕微鏡による形状観察において
も形状検査が必ずしも電気的不良を検出するものではな
い。
も形状検査が必ずしも電気的不良を検出するものではな
い。
【０００８】また、一般の走査型電子顕微鏡よりも二次
電子像がより試料の電位によるコントラストを得やす
い、電子ビームテスタによる検査方法においても、ＬＳ
Ｉ製造後にＬＳＩを動作状態にして不良を検査するので
不良の作り込みから検出までの期間が長くなるという欠
点があった。
電子像がより試料の電位によるコントラストを得やす
い、電子ビームテスタによる検査方法においても、ＬＳ
Ｉ製造後にＬＳＩを動作状態にして不良を検査するので
不良の作り込みから検出までの期間が長くなるという欠
点があった。
【０００９】本発明の目的は、製造の途中段階で電気的
な検査を行うことを実現するものであり、検査する素子
に非接触でも効果的な電位を与え、不良を判断する方法
を提供することである。
な検査を行うことを実現するものであり、検査する素子
に非接触でも効果的な電位を与え、不良を判断する方法
を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の荷電粒子ビーム
による半導体ウエハー検査装置は、半導体ウエハー上に
形成された第一導電層、第二絶縁膜および第三素子のう
ち、第一導電層と第三素子の間の電気的接触を検査する
装置において、 二次電子像の電位コントラストが二次
電子検出器の二次電子観測量の大小によって得られるウ
エハーステージを備えた走査型荷電粒子顕微鏡の、ウエ
ハーの裏面に接触する裏面電極と、ウエハー表面の少な
くとも一部が空間を置いて裏面電極に対向する部分を有
する対向電極と、裏面電極の電位と対向電極電位の電位
差を制御する装置と、二次電子観測量の閾値を決定する
装置と、二次電子観測量の測定値と前記閾値を比較し
て、二次電子観測量の測定値が前記閾値よりも多いか少
ないかにより類別する装置と、を有する。
による半導体ウエハー検査装置は、半導体ウエハー上に
形成された第一導電層、第二絶縁膜および第三素子のう
ち、第一導電層と第三素子の間の電気的接触を検査する
装置において、 二次電子像の電位コントラストが二次
電子検出器の二次電子観測量の大小によって得られるウ
エハーステージを備えた走査型荷電粒子顕微鏡の、ウエ
ハーの裏面に接触する裏面電極と、ウエハー表面の少な
くとも一部が空間を置いて裏面電極に対向する部分を有
する対向電極と、裏面電極の電位と対向電極電位の電位
差を制御する装置と、二次電子観測量の閾値を決定する
装置と、二次電子観測量の測定値と前記閾値を比較し
て、二次電子観測量の測定値が前記閾値よりも多いか少
ないかにより類別する装置と、を有する。
【００１１】また、本発明の荷電粒子ビームによる半導
体ウエハー検査方法は、半導体ウエハー上に形成された
第一導電層、第二絶縁膜および第三素子のうち、前記第
一導電層と前記第三素子の間の電気的接触を検査する方
法において、二次電子像の電位コントラストが二次電子
観測量の大小によって得られるウエハーステージを備え
た走査型荷電粒子顕微鏡の、ウエハーの裏面に接触する
裏面電極と、ウエハー表面の少なくとも一部が空間を置
いて裏面電極に対向する部分を有する対向電極と、裏面
電極電位と対向電極電位との電位差を制御する装置とを
使用して、裏面電極電位を対向電極電位よりも小さくし
て、荷電粒子ビームをウエハー上に照射することにより
ウエハー上に形成された少なくとも第二絶縁膜および第
三素子に電荷を注入し、第三素子と第一導電層の間に電
気的接触が有るか無いかにより、第三素子に異なる電位
を形成し、第三素子に荷電粒子ビームを照射して発生す
る二次電子観測量を閾値と比較し、第三素子における二
次電子観測量が閾値よりも大きいものを第三素子と第一
導電層の間に電気的接触があると判断し、裏面電極電位
を前記対向電極電位よりも大きくして、荷電粒子ビーム
をウエハー上に照射することによりウエハー上に形成さ
れた少なくとも第二絶縁膜および第三素子に電荷を注入
し、第三素子と前記第一導電層の間に電気的接触が有る
か無いかにより、第三素子に異なる電位を形成し、第三
素子に荷電粒子ビームを照射して発生する二次電子観測
量を閾値と比較し、第三素子における二次電子観測量が
閾値よりも小さいものを第三素子と第一導電層の間に電
気的接触があると判断する。
体ウエハー検査方法は、半導体ウエハー上に形成された
第一導電層、第二絶縁膜および第三素子のうち、前記第
一導電層と前記第三素子の間の電気的接触を検査する方
法において、二次電子像の電位コントラストが二次電子
観測量の大小によって得られるウエハーステージを備え
た走査型荷電粒子顕微鏡の、ウエハーの裏面に接触する
裏面電極と、ウエハー表面の少なくとも一部が空間を置
いて裏面電極に対向する部分を有する対向電極と、裏面
電極電位と対向電極電位との電位差を制御する装置とを
使用して、裏面電極電位を対向電極電位よりも小さくし
て、荷電粒子ビームをウエハー上に照射することにより
ウエハー上に形成された少なくとも第二絶縁膜および第
三素子に電荷を注入し、第三素子と第一導電層の間に電
気的接触が有るか無いかにより、第三素子に異なる電位
を形成し、第三素子に荷電粒子ビームを照射して発生す
る二次電子観測量を閾値と比較し、第三素子における二
次電子観測量が閾値よりも大きいものを第三素子と第一
導電層の間に電気的接触があると判断し、裏面電極電位
を前記対向電極電位よりも大きくして、荷電粒子ビーム
をウエハー上に照射することによりウエハー上に形成さ
れた少なくとも第二絶縁膜および第三素子に電荷を注入
し、第三素子と前記第一導電層の間に電気的接触が有る
か無いかにより、第三素子に異なる電位を形成し、第三
素子に荷電粒子ビームを照射して発生する二次電子観測
量を閾値と比較し、第三素子における二次電子観測量が
閾値よりも小さいものを第三素子と第一導電層の間に電
気的接触があると判断する。
【００１２】次に、本発明の原理について説明する。
【００１３】ウエハー上に形成される素子には絶縁層
と、ウエハーの導電層に電気的に接続する素子と、ウエ
ハーの導電層とは電気的に絶縁される素子がある。絶縁
層としては例えばゲート酸化膜や層間絶縁膜などがあ
り、ウエハーの導電層に接続する素子としてはコンタク
トホールやコンタクトホールに埋め込む電極などがあ
る。また、ウエハーの導電層と電気的に絶縁される素子
としてはゲート電極などがある。
と、ウエハーの導電層に電気的に接続する素子と、ウエ
ハーの導電層とは電気的に絶縁される素子がある。絶縁
層としては例えばゲート酸化膜や層間絶縁膜などがあ
り、ウエハーの導電層に接続する素子としてはコンタク
トホールやコンタクトホールに埋め込む電極などがあ
る。また、ウエハーの導電層と電気的に絶縁される素子
としてはゲート電極などがある。
【００１４】これらの素子に電荷を注入し、ウエハーの
導電層に電荷が流れ込むとその素子の電位はウエハーの
電位と等しくなるが、ウエハーの導電層と絶縁されてい
るとその素子は帯電によりウエハーの導電層とは異なる
電位が生成される。この電荷注入により形成される電位
を制御する手段として、ウエハーへの裏面電極と対向電
極の電位を選ぶことにより行う。荷電粒子ビームの照射
によって発生する二次電子のエネルギーは数ｅＶ以下で
あるので、裏面電極と対向電極の電位差によってウエハ
ー上に再注入する場合と、対向電極方向へ逃がす場合を
選択制御することができる。つまり、二次電子を再注入
する二次帯電の過程を制御する。
導電層に電荷が流れ込むとその素子の電位はウエハーの
電位と等しくなるが、ウエハーの導電層と絶縁されてい
るとその素子は帯電によりウエハーの導電層とは異なる
電位が生成される。この電荷注入により形成される電位
を制御する手段として、ウエハーへの裏面電極と対向電
極の電位を選ぶことにより行う。荷電粒子ビームの照射
によって発生する二次電子のエネルギーは数ｅＶ以下で
あるので、裏面電極と対向電極の電位差によってウエハ
ー上に再注入する場合と、対向電極方向へ逃がす場合を
選択制御することができる。つまり、二次電子を再注入
する二次帯電の過程を制御する。
【００１５】ウエハー上の再注入する場合を選ぶとウエ
ハー上の絶縁層やウエハーの導電層とは絶縁されている
素子は負に帯電する。しかし、逆の場合には正に帯電す
る。このとき、正の帯電を得るためには、一次注入電荷
と二次電子放出による一次帯電を正にしておく必要があ
るが、Ｇａイオンビームを用いるか、あるいは電子ビー
ムを用いた場合でも加速エネルギーを１ｋｅＶ近辺にす
ることにより一次帯電を正の方向にすることができる。
ハー上の絶縁層やウエハーの導電層とは絶縁されている
素子は負に帯電する。しかし、逆の場合には正に帯電す
る。このとき、正の帯電を得るためには、一次注入電荷
と二次電子放出による一次帯電を正にしておく必要があ
るが、Ｇａイオンビームを用いるか、あるいは電子ビー
ムを用いた場合でも加速エネルギーを１ｋｅＶ近辺にす
ることにより一次帯電を正の方向にすることができる。
【００１６】このようにして、本来ウエハーとは絶縁さ
れていなければならないゲート電極などのウエハーへの
リーク不良や、ウエハーとは導通していなければならな
いコンタクトホールの絶縁不良などに良品との電位差を
与える。この結果得られる二次電子像は、電位の低い個
所では二次電子観測量が多く、白く明度の高い電位コン
トラストが得られ、電位の高い個所では二次電子観測量
が少なく、黒く明度の低い電位コントラストが得られ
る。この二次電子観測量あるいは二次電子像の電位コン
トラストにより不良を検出する。
れていなければならないゲート電極などのウエハーへの
リーク不良や、ウエハーとは導通していなければならな
いコンタクトホールの絶縁不良などに良品との電位差を
与える。この結果得られる二次電子像は、電位の低い個
所では二次電子観測量が多く、白く明度の高い電位コン
トラストが得られ、電位の高い個所では二次電子観測量
が少なく、黒く明度の低い電位コントラストが得られ
る。この二次電子観測量あるいは二次電子像の電位コン
トラストにより不良を検出する。
【００１７】また、本発明の方法において二次電子観測
量を用いて不良を判断するか、あるいは電位コントラス
トを用いて不良を判断するかは同一の結果をもたらすの
でどちらで表現されていたとしても、両方の方法を含ん
でいることを意味している。
量を用いて不良を判断するか、あるいは電位コントラス
トを用いて不良を判断するかは同一の結果をもたらすの
でどちらで表現されていたとしても、両方の方法を含ん
でいることを意味している。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明の実施
例を詳細に説明する。
例を詳細に説明する。
【００１９】図１は、本発明の荷電粒子ビームによる半
導体ウエハー検査装置の一実施形態例の構成図、図２
は、電子ビーム加速電圧と二次電子放出比との関係を示
すグラフ、図３（ａ）は、二次電子によるウエハー上絶
縁膜が正の帯電の場合の説明図、（ｂ）は、同じく負の
帯電の場合の説明図である。
導体ウエハー検査装置の一実施形態例の構成図、図２
は、電子ビーム加速電圧と二次電子放出比との関係を示
すグラフ、図３（ａ）は、二次電子によるウエハー上絶
縁膜が正の帯電の場合の説明図、（ｂ）は、同じく負の
帯電の場合の説明図である。
【００２０】図１において、ウエハーステージ２にウエ
ハー８の裏面に接触する裏面電極３があり、ウエハー１
０と対向するように対向電極４がある。裏面電極３と対
向電極４の間には電圧発生器５が電線６で接続され、電
位を制御する。
ハー８の裏面に接触する裏面電極３があり、ウエハー１
０と対向するように対向電極４がある。裏面電極３と対
向電極４の間には電圧発生器５が電線６で接続され、電
位を制御する。
【００２１】電子銃１からウエハー１０に向かって電子
ビーム１１を照射し、ウエハー１０に電荷を注入した
後、二次電子１２を二次電子観測器７で検出し、二次電
子像を観測する。このとき検出する二次電子観測量の閾
値を閾値決定装置８によって決定し、二次電子比較装置
９による二次電子観測量をその閾値と比較して類別を行
う。
ビーム１１を照射し、ウエハー１０に電荷を注入した
後、二次電子１２を二次電子観測器７で検出し、二次電
子像を観測する。このとき検出する二次電子観測量の閾
値を閾値決定装置８によって決定し、二次電子比較装置
９による二次電子観測量をその閾値と比較して類別を行
う。
【００２２】ここで、例えばウエハー上に形成されてい
る絶縁膜の帯電電位を制御する方法を説明する。
る絶縁膜の帯電電位を制御する方法を説明する。
【００２３】図２に示すように、加速電圧が１ｋｅＶの
ときは二次電子放出比が１より大きいので、電子ビーム
注入と二次電子放出による絶縁膜の一次帯電は正の方向
になる。
ときは二次電子放出比が１より大きいので、電子ビーム
注入と二次電子放出による絶縁膜の一次帯電は正の方向
になる。
【００２４】この状態で裏面電極と対向電極により絶縁
膜電位を制御することができる。
膜電位を制御することができる。
【００２５】図３によりウエハー３０上の絶縁膜の帯電
電位を制御する説明をすると、図３（ａ）に示すよう
に、電圧発生器２５により、裏面電極２３の電位を対向
電極２４の電位よりも小さくすると二次電子は対向電極
方向に加速されるので絶縁膜には正の電荷が帯電する。
電位を制御する説明をすると、図３（ａ）に示すよう
に、電圧発生器２５により、裏面電極２３の電位を対向
電極２４の電位よりも小さくすると二次電子は対向電極
方向に加速されるので絶縁膜には正の電荷が帯電する。
【００２６】ところが図３（ｂ）に示すように裏面電極
２３の電位を対向電極２４の電位よりも大きくするとエ
ネルギーの小さい二次電子はウエハー３０方向に引き戻
され、負の方向の二次帯電が起こる。その結果、絶縁膜
は負に帯電する。
２３の電位を対向電極２４の電位よりも大きくするとエ
ネルギーの小さい二次電子はウエハー３０方向に引き戻
され、負の方向の二次帯電が起こる。その結果、絶縁膜
は負に帯電する。
【００２７】このようにして、絶縁膜の電位をコントロ
ールすることができる。
ールすることができる。
【００２８】ウエハー３０上に形成されている絶縁膜以
外の素子でも同様に帯電電位をコントロールする。
外の素子でも同様に帯電電位をコントロールする。
【００２９】この場合、素子がウエハー３０の拡散層な
どとは本来絶縁されているものであればこのように帯電
により電位を得るが、不良でウエハー３０とは電気的に
接触がある場合はウエハー３０の拡散層と同一の電位と
なる。ウエハー３０の拡散層は裏面電極２３によって電
位が与えられるので正常な素子と不良の素子では電位差
を生じ、電位差が生じた後に二次電子像を観測すること
により低電位の個所は白く、高電位の個所は黒く電位コ
ントラストを観測でき、不良個所を特定することが可能
となる。
どとは本来絶縁されているものであればこのように帯電
により電位を得るが、不良でウエハー３０とは電気的に
接触がある場合はウエハー３０の拡散層と同一の電位と
なる。ウエハー３０の拡散層は裏面電極２３によって電
位が与えられるので正常な素子と不良の素子では電位差
を生じ、電位差が生じた後に二次電子像を観測すること
により低電位の個所は白く、高電位の個所は黒く電位コ
ントラストを観測でき、不良個所を特定することが可能
となる。
【００３０】（第２の実施の形態例）次に図４を参照し
て、本発明において電極がウエハーの導電層と電気的に
接続しているかを判断する閾値の決定方法について説明
する。
て、本発明において電極がウエハーの導電層と電気的に
接続しているかを判断する閾値の決定方法について説明
する。
【００３１】図４は、本発明の第２、第３、第４の実施
形態例の説明図であって、（ａ）は、本発明の検査にお
ける閾値の選択を説明するための構造図、（ｂ）は、同
じく説明するための各部分の電位および二次電子観測量
を示す図である。
形態例の説明図であって、（ａ）は、本発明の検査にお
ける閾値の選択を説明するための構造図、（ｂ）は、同
じく説明するための各部分の電位および二次電子観測量
を示す図である。
【００３２】下から順に第１のウエハー導電層４１上に
第２の絶縁膜４２が形成され、ウエハー導電層４１とは
電気的に接触していない第３の非導通電極４３、ウエハ
ー導電層と電気的に接触している導通電極（Ａ）４４が
形成されている。
第２の絶縁膜４２が形成され、ウエハー導電層４１とは
電気的に接触していない第３の非導通電極４３、ウエハ
ー導電層と電気的に接触している導通電極（Ａ）４４が
形成されている。
【００３３】ここに例えば、裏面電極電位を対向電極電
位よりも小さくして電子ビームを１ｋｅＶで照射する
と、各素子の電位は、図４（ｂ）に示すようにウエハー
導電層４１と電気的に接触している素子は電位が相対的
に低くなるが、ウエハー導電層４１と電気的に接触して
いない素子および絶縁膜は電位が相対的に高くなる。
位よりも小さくして電子ビームを１ｋｅＶで照射する
と、各素子の電位は、図４（ｂ）に示すようにウエハー
導電層４１と電気的に接触している素子は電位が相対的
に低くなるが、ウエハー導電層４１と電気的に接触して
いない素子および絶縁膜は電位が相対的に高くなる。
【００３４】ここで導通電極（Ａ）４４が正常にウエハ
ー導通層４１と電気的に接触しているか否かを判断する
閾値として、絶縁膜４２における二次電子観測量を閾値
として導通電極（Ａ）４４における二次電子観測量と比
較する。つまり閾値として、図４（ｂ）の閾値（１）を
選ぶ。
ー導通層４１と電気的に接触しているか否かを判断する
閾値として、絶縁膜４２における二次電子観測量を閾値
として導通電極（Ａ）４４における二次電子観測量と比
較する。つまり閾値として、図４（ｂ）の閾値（１）を
選ぶ。
【００３５】導通電極（Ａ）４４における二次電子観測
量がこの閾値（１）よりも大きい場合、導通電極（Ａ）
４４の電位は絶縁膜４２の電位よりも低いということに
なるので、導通電極（Ａ）４４は正常にウエハー導電層
４１と電気的に接触していると判断できる。
量がこの閾値（１）よりも大きい場合、導通電極（Ａ）
４４の電位は絶縁膜４２の電位よりも低いということに
なるので、導通電極（Ａ）４４は正常にウエハー導電層
４１と電気的に接触していると判断できる。
【００３６】逆に、導通電極４４における二次電子観測
量が閾値（１）とほぼ等しい場合、導通電極（Ａ）４４
の電位は絶縁膜４２の電位と等しいことになり、ウエハ
ー導電層４１とは絶縁されて不良であると判断できる。
量が閾値（１）とほぼ等しい場合、導通電極（Ａ）４４
の電位は絶縁膜４２の電位と等しいことになり、ウエハ
ー導電層４１とは絶縁されて不良であると判断できる。
【００３７】この例では二次電子観測量を判断の基準と
した例を示したが、二次電子像の電位コントラストを判
断の基準としても同様である。つまり、導通電極（Ａ）
４４での電位コントラストを絶縁膜４２での電位コント
ラストと比較して、導通電極（Ａ）４４での電位コント
ラストがより明度が高く白い場合は導通電極（Ａ）４４
は正常にウエハー導電層４１と電気的に接触していると
判断できる。
した例を示したが、二次電子像の電位コントラストを判
断の基準としても同様である。つまり、導通電極（Ａ）
４４での電位コントラストを絶縁膜４２での電位コント
ラストと比較して、導通電極（Ａ）４４での電位コント
ラストがより明度が高く白い場合は導通電極（Ａ）４４
は正常にウエハー導電層４１と電気的に接触していると
判断できる。
【００３８】（第３の実施形態例）第２の実施形態例と
同様にして図４を参照して、閾値として図４（ｂ）の閾
値２で示される電子ビーム照射領域の平均値を選ぶ。
同様にして図４を参照して、閾値として図４（ｂ）の閾
値２で示される電子ビーム照射領域の平均値を選ぶ。
【００３９】この場合、ウエハー導電層４１と電気的に
接触していない素子である絶縁膜４２および非導通電極
４３では正常である場合、二次電子観測量がこの閾値
（２）よりも小さくなり、電位はウエハー導電層よりも
大きくなっている。
接触していない素子である絶縁膜４２および非導通電極
４３では正常である場合、二次電子観測量がこの閾値
（２）よりも小さくなり、電位はウエハー導電層よりも
大きくなっている。
【００４０】逆にウエハー導電層と電気的に接触してい
る導通電極（Ａ）４４では正常である場合、二次電子観
測量はこの閾値（２）よりも大きくなり、電位はウエハ
ー導電層と同じとなる。
る導通電極（Ａ）４４では正常である場合、二次電子観
測量はこの閾値（２）よりも大きくなり、電位はウエハ
ー導電層と同じとなる。
【００４１】このようにして、電子ビーム照射領域にお
ける二次電子観測量の平均値を閾値（２）とすること
で、ウエハー導電層に電気的に接続している素子とそう
でない素子を検出することができる。
ける二次電子観測量の平均値を閾値（２）とすること
で、ウエハー導電層に電気的に接続している素子とそう
でない素子を検出することができる。
【００４２】（第４の実施形態例）第２の実施形態例と
同様にして図４を参照して、閾値として電子ビーム走査
範囲内での被検査素子と同一のレイヤーで製造された被
検査素子とは異なる個所にある素子に電子ビームを照射
しているときの二次電子観測量を選ぶ。
同様にして図４を参照して、閾値として電子ビーム走査
範囲内での被検査素子と同一のレイヤーで製造された被
検査素子とは異なる個所にある素子に電子ビームを照射
しているときの二次電子観測量を選ぶ。
【００４３】つまり、導通電極（Ａ）４４を被検査素子
とするとき、閾値としては導通電極（Ｂ）４５における
二次電子観測量を閾値とする。この場合、図４（ｂ）で
は閾値（３）がこれに対応する。
とするとき、閾値としては導通電極（Ｂ）４５における
二次電子観測量を閾値とする。この場合、図４（ｂ）で
は閾値（３）がこれに対応する。
【００４４】導通電極（Ａ）４４が正常にウエハー導電
層４１と電気的に接触しているかを検査する場合、導通
電極（Ａ）４４に電子ビームを照射しているときの二次
電子観測量を閾値（３）と比較して、閾値（３）よりも
小さい場合は、導通電極（Ａ）４４はウエハー導電層４
１とは電気的な接触は絶たれていて不良と判断できる。
逆に、閾値（３）と同程度の二次電子観測量であれば正
常にウエハー導電層４１と電気的に接触していると判断
できる。
層４１と電気的に接触しているかを検査する場合、導通
電極（Ａ）４４に電子ビームを照射しているときの二次
電子観測量を閾値（３）と比較して、閾値（３）よりも
小さい場合は、導通電極（Ａ）４４はウエハー導電層４
１とは電気的な接触は絶たれていて不良と判断できる。
逆に、閾値（３）と同程度の二次電子観測量であれば正
常にウエハー導電層４１と電気的に接触していると判断
できる。
【００４５】（第５の実施形態例）本実施形態例では、
図５を参照しながら、コンタクトホールの不良を検出す
る例について述べる。
図５を参照しながら、コンタクトホールの不良を検出す
る例について述べる。
【００４６】図５は、本発明の第５、第６の実施形態例
の説明図であって、（ａ）は、本発明により、コンタク
トホールに電極が埋め込まれた後の不良を検出する場合
の説明図、（ｂ）は、本発明により、コンタクトホール
開孔後にコンタクトホールの不良を検出する場合の説明
図である。
の説明図であって、（ａ）は、本発明により、コンタク
トホールに電極が埋め込まれた後の不良を検出する場合
の説明図、（ｂ）は、本発明により、コンタクトホール
開孔後にコンタクトホールの不良を検出する場合の説明
図である。
【００４７】第１の実施形態例の方法を用いて、裏面電
極電位を対向電極電位よりも例えば５Ｖ低電位にする。
不良コンタクト５３および絶縁膜５２は電子ビームを照
射することにより二次電子が放出されて正の電荷が帯電
するが、正常コンタクト５４は基板５１と同一電位とな
る。
極電位を対向電極電位よりも例えば５Ｖ低電位にする。
不良コンタクト５３および絶縁膜５２は電子ビームを照
射することにより二次電子が放出されて正の電荷が帯電
するが、正常コンタクト５４は基板５１と同一電位とな
る。
【００４８】基板５１の電位は裏面電極電位と同一電位
となっているので、不良電極５３および絶縁膜５２は基
板５１および正常コンタクト５４よりも高電位となり、
二次電子観測量は不良コンタクト５３では少なく、正常
コンタクト５４では多くなる。
となっているので、不良電極５３および絶縁膜５２は基
板５１および正常コンタクト５４よりも高電位となり、
二次電子観測量は不良コンタクト５３では少なく、正常
コンタクト５４では多くなる。
【００４９】また、その結果得られる二次電子像の電位
コントラストは不良コンタクト５３は黒く、正常コンタ
クト５４は白くなり、不良コンタクト５３を検出するこ
とができる。
コントラストは不良コンタクト５３は黒く、正常コンタ
クト５４は白くなり、不良コンタクト５３を検出するこ
とができる。
【００５０】（第６の実施形態例）図５（ｂ）に示すコ
ンタクトホール開孔後にコンタクトホールの不良を検出
する例について説明する。
ンタクトホール開孔後にコンタクトホールの不良を検出
する例について説明する。
【００５１】前例と同様に第１の実施形態例の方法を用
いて、裏面電極電位を対向電極電位よりも低電位にす
る。絶縁膜５２および底部に絶縁膜が残っている不良コ
ンタクト５６では正の電荷が帯電するが、正常コンタク
ト５７ではコンタクト底部の電位は基板５１の電位とな
るので、二次電子像の電位コントラストは不良コンタク
ト５６底部は黒く、正常コンタクト５７底部は白くな
り、不良コンタクト５６を検出することができる。
いて、裏面電極電位を対向電極電位よりも低電位にす
る。絶縁膜５２および底部に絶縁膜が残っている不良コ
ンタクト５６では正の電荷が帯電するが、正常コンタク
ト５７ではコンタクト底部の電位は基板５１の電位とな
るので、二次電子像の電位コントラストは不良コンタク
ト５６底部は黒く、正常コンタクト５７底部は白くな
り、不良コンタクト５６を検出することができる。
【００５２】（第７の実施形態例）図６は、本発明の第
７の実施形態例のゲート酸化膜検査の説明図である。
７の実施形態例のゲート酸化膜検査の説明図である。
【００５３】本実施形態例では、図６を参照してゲート
酸化膜のリーク不良を検査する例について述べる。基板
６１上に形成されているゲート酸化膜６２の上にゲート
電極６３または６４が形成されている。正常なゲート酸
化膜の上に形成されている正常ゲート電極６３と、絶縁
不良のあるゲート酸化膜上に形成されている不良ゲート
電極６４がある。
酸化膜のリーク不良を検査する例について述べる。基板
６１上に形成されているゲート酸化膜６２の上にゲート
電極６３または６４が形成されている。正常なゲート酸
化膜の上に形成されている正常ゲート電極６３と、絶縁
不良のあるゲート酸化膜上に形成されている不良ゲート
電極６４がある。
【００５４】第１の実施形態例の方法を用いて、裏面電
極電位を対向電極電位よりも例えば５Ｖ低電位にする。
正常なゲート電極６３は正の電荷が帯電するが、不良の
ゲート電極６４は基板６１と同一電位となり、その結果
得られる二次電子像は正常なゲート電極６３が黒く、不
良のゲート電極６４が白く電位コントラストを得ること
ができ、不良のゲート酸化膜上に形成されているゲート
電極６４を検出することができる。
極電位を対向電極電位よりも例えば５Ｖ低電位にする。
正常なゲート電極６３は正の電荷が帯電するが、不良の
ゲート電極６４は基板６１と同一電位となり、その結果
得られる二次電子像は正常なゲート電極６３が黒く、不
良のゲート電極６４が白く電位コントラストを得ること
ができ、不良のゲート酸化膜上に形成されているゲート
電極６４を検出することができる。
【００５５】（第８の実施形態例）図７は、本発明の第
８の実施形態例のゲート酸化膜の絶縁耐圧測定の説明図
である。
８の実施形態例のゲート酸化膜の絶縁耐圧測定の説明図
である。
【００５６】図７に示すように、基板上にゲート酸化膜
が形成され、その上にゲート電極が形成された試料のゲ
ート電極と基板の間のゲート酸化膜の絶縁耐圧を測定す
る。本手法では対向電極と裏面電極の間の電位差を時間
と共に徐々に大きくして行く。この例では、対向電極電
位は固定して、裏面電極電位を正の方向に徐々に大きく
して行く。図７に示すように、裏面電極電位を正の方向
に大きくして行くと、ゲート電極電位もつられて正の方
向にシフトするが、ゲート電極に形成される電位が対向
電極電位よりも大きくなると、二次電子がゲート電極の
方に再注入されるのでゲート電極の電位は対向電極の電
位と若干のシフトがあるがほぼ等しく保たれる。
が形成され、その上にゲート電極が形成された試料のゲ
ート電極と基板の間のゲート酸化膜の絶縁耐圧を測定す
る。本手法では対向電極と裏面電極の間の電位差を時間
と共に徐々に大きくして行く。この例では、対向電極電
位は固定して、裏面電極電位を正の方向に徐々に大きく
して行く。図７に示すように、裏面電極電位を正の方向
に大きくして行くと、ゲート電極電位もつられて正の方
向にシフトするが、ゲート電極に形成される電位が対向
電極電位よりも大きくなると、二次電子がゲート電極の
方に再注入されるのでゲート電極の電位は対向電極の電
位と若干のシフトがあるがほぼ等しく保たれる。
【００５７】したがって、ゲート電極電位と基板電位と
の間の電位差は拡大していく、ゲート酸化膜の絶縁耐圧
を超えるところで破壊が起こり、ゲート電極電位は基板
電位と等しくなる。ゲート酸化膜の絶縁耐圧はこの破壊
が起こる直前の基板電位とゲート電極電位との間の電位
差であるが、これは裏面電極電位と対向電極電位の電位
差から若干のシフト量を差し引いた値として測定するこ
とができる。
の間の電位差は拡大していく、ゲート酸化膜の絶縁耐圧
を超えるところで破壊が起こり、ゲート電極電位は基板
電位と等しくなる。ゲート酸化膜の絶縁耐圧はこの破壊
が起こる直前の基板電位とゲート電極電位との間の電位
差であるが、これは裏面電極電位と対向電極電位の電位
差から若干のシフト量を差し引いた値として測定するこ
とができる。
【００５８】（第９の実施形態例）表１を参照して、本
発明の第９の実施形態例の、帯電のための電子ビーム照
射と、電位測定のための電子ビーム照射の２種類の照射
を行う例について説明する。
発明の第９の実施形態例の、帯電のための電子ビーム照
射と、電位測定のための電子ビーム照射の２種類の照射
を行う例について説明する。
【００５９】 まず、ステップ１として、加速電圧１０ｋＶで、ビーム
電流５０ｎＡ、裏面電極電位＋１０Ｖで観測する領域を
照射する。次にステップ２で、加速電圧１ｋＶ、ビーム
電流５００ｐＡ、裏面電極電位＋１０Ｖで電子ビームを
照射しながら二次電子を観測する。本実施形態例ではス
テップ１で試料に十分な帯電を短時間で行うことがで
き、ステップ２でその帯電電位を精密に観測することが
できる。
電流５０ｎＡ、裏面電極電位＋１０Ｖで観測する領域を
照射する。次にステップ２で、加速電圧１ｋＶ、ビーム
電流５００ｐＡ、裏面電極電位＋１０Ｖで電子ビームを
照射しながら二次電子を観測する。本実施形態例ではス
テップ１で試料に十分な帯電を短時間で行うことがで
き、ステップ２でその帯電電位を精密に観測することが
できる。
【００６０】（第１０の実施形態例）図８は、本発明の
第１０の実施形態例の、電位コントラスト反転の説明図
である。
第１０の実施形態例の、電位コントラスト反転の説明図
である。
【００６１】図８を参照して第１０の実施形態例につい
て説明すると、コンタクトホール開孔後のウエハーの検
査において、裏面電極電位を＋１０Ｖで電位像（１）を
取得する。次に裏面電極電位−１０Ｖで電位像（２）を
取得する。電位像（１）では正常なコンタクトホールは
黒く電位コントラストが得られるが、不良のコンタクト
ホールは灰色となる。次に電位像（２）では正常なコン
タクトホールは白く電位コントラストが得られるが、不
良のコンタクトホールは灰色となる。
て説明すると、コンタクトホール開孔後のウエハーの検
査において、裏面電極電位を＋１０Ｖで電位像（１）を
取得する。次に裏面電極電位−１０Ｖで電位像（２）を
取得する。電位像（１）では正常なコンタクトホールは
黒く電位コントラストが得られるが、不良のコンタクト
ホールは灰色となる。次に電位像（２）では正常なコン
タクトホールは白く電位コントラストが得られるが、不
良のコンタクトホールは灰色となる。
【００６２】つまり、電位像（１）と電位像（２）では
正常なコンタクトホールの電位コントラストは反転して
いるが、不良のコンタクトホールはあまり電位コントラ
ストが変化しない。
正常なコンタクトホールの電位コントラストは反転して
いるが、不良のコンタクトホールはあまり電位コントラ
ストが変化しない。
【００６３】このコントラストの反転を検出することに
より正常なコンタクトホールと不良のコンタクトホール
を容易に区別することができる。
より正常なコンタクトホールと不良のコンタクトホール
を容易に区別することができる。
【００６４】本実施形態例では電位像（１）と電位像
（２）の差像をとることによりコントラストが反転して
いる個所のみを抽出している。
（２）の差像をとることによりコントラストが反転して
いる個所のみを抽出している。
【００６５】（第１１の実施形態例）図９は、本発明の
第１１の実施の形態例の、ウエハー上に形成されたゲー
ト酸化膜の不良の検出例の説明図であって、（ａ）は、
裏面電極に電圧をパルス的に与えた図、（ｂ）は、ゲー
ト電極の正常と不良を示す図である。
第１１の実施の形態例の、ウエハー上に形成されたゲー
ト酸化膜の不良の検出例の説明図であって、（ａ）は、
裏面電極に電圧をパルス的に与えた図、（ｂ）は、ゲー
ト電極の正常と不良を示す図である。
【００６６】図９により第１１の実施形態例を説明する
と、ウエハー上にゲート電極が形成された試料のゲート
酸化膜の不良を検出する例を示すが、本例ではウエハー
裏面に酸化膜あるいはウエハーにウエルが多重で形成さ
れている場合でも良好な電位コントラストを得る手法に
ついて述べる。
と、ウエハー上にゲート電極が形成された試料のゲート
酸化膜の不良を検出する例を示すが、本例ではウエハー
裏面に酸化膜あるいはウエハーにウエルが多重で形成さ
れている場合でも良好な電位コントラストを得る手法に
ついて述べる。
【００６７】一般にこのような試料では裏面電極とウエ
ハー導電層が絶縁されているため、電子ビーム照射によ
って、ウエハー表面絶縁膜や正常ゲート電極のみでな
く、ウエハー自身も帯電するためのリーク不良のあるゲ
ート電極も同様に帯電し、正常なゲート電極と不良ゲー
ト電極との間の電位コントラストを得ることが困難とな
る。本例では、この問題を解決して良好な電位コントラ
ストを形成する手法を提供する。
ハー導電層が絶縁されているため、電子ビーム照射によ
って、ウエハー表面絶縁膜や正常ゲート電極のみでな
く、ウエハー自身も帯電するためのリーク不良のあるゲ
ート電極も同様に帯電し、正常なゲート電極と不良ゲー
ト電極との間の電位コントラストを得ることが困難とな
る。本例では、この問題を解決して良好な電位コントラ
ストを形成する手法を提供する。
【００６８】図９（ａ）に示すように、裏面電極電位を
＋５Ｖから０Ｖ、０Ｖから＋５Ｖというようにパルス的
に変化させる。このとき、ウエハー上に形成されている
ゲート電極の電位は、裏面電極電位からの容量結合によ
る変動と、電子ビーム照射の帯電による均一化が起こ
り、図９（ｂ）に示すような変化を示す。
＋５Ｖから０Ｖ、０Ｖから＋５Ｖというようにパルス的
に変化させる。このとき、ウエハー上に形成されている
ゲート電極の電位は、裏面電極電位からの容量結合によ
る変動と、電子ビーム照射の帯電による均一化が起こ
り、図９（ｂ）に示すような変化を示す。
【００６９】ウエハーと絶縁されている正常なゲート電
極は実線のように変化し、ウエハーにリ−クしている不
良のゲート電極は電気容量が大きいので破線のように変
化する。ここで、裏面電極が変動してしばらくの間は、
正常なゲート電極の電位と不良のゲート電極の電位が異
なる期間が発生する。この期間に像取得ゲートを活性化
してこの期間内のみ像を取得することで正常のゲート電
極と不良のゲート電極の間の電位コントラストを得るこ
とができる。
極は実線のように変化し、ウエハーにリ−クしている不
良のゲート電極は電気容量が大きいので破線のように変
化する。ここで、裏面電極が変動してしばらくの間は、
正常なゲート電極の電位と不良のゲート電極の電位が異
なる期間が発生する。この期間に像取得ゲートを活性化
してこの期間内のみ像を取得することで正常のゲート電
極と不良のゲート電極の間の電位コントラストを得るこ
とができる。
【００７０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ウエハー
ステージを備えた走査型荷電粒子顕微鏡の、ウエハーの
裏面電極電位と対向電極電位の電位差を制御して、荷電
粒子ビームをウエハー上に照射することによりウエハー
上に形成された素子に電荷を注入し、二次観測量を閾値
と比較して電気的な接触の不良を判断する方法を採るの
で、ＬＳＩの製造途中段階でも電気的な不良検査を非接
触で行うことができる半導体ウエハー検査方法を提供す
ることができる効果がある。
ステージを備えた走査型荷電粒子顕微鏡の、ウエハーの
裏面電極電位と対向電極電位の電位差を制御して、荷電
粒子ビームをウエハー上に照射することによりウエハー
上に形成された素子に電荷を注入し、二次観測量を閾値
と比較して電気的な接触の不良を判断する方法を採るの
で、ＬＳＩの製造途中段階でも電気的な不良検査を非接
触で行うことができる半導体ウエハー検査方法を提供す
ることができる効果がある。
【図１】本発明の荷電粒子ビームによる半導体ウエハー
検査装置の一実施形態例の構成図である。
検査装置の一実施形態例の構成図である。
【図２】電子ビーム加速電圧と二次電子放出比との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図３】（ａ）は、二次電子によるウエハー上絶縁膜が
正の帯電の場合の説明図、（ｂ）は、同じく負の帯電の
場合の説明図である。
正の帯電の場合の説明図、（ｂ）は、同じく負の帯電の
場合の説明図である。
【図４】本発明の第２、第３、第４の実施形態例の説明
図であって、（ａ）は、本発明の検査における閾値の選
択を説明するための構造図、（ｂ）は、同じく説明する
ための各部分の電位および二次電子観測量を示す図であ
る。
図であって、（ａ）は、本発明の検査における閾値の選
択を説明するための構造図、（ｂ）は、同じく説明する
ための各部分の電位および二次電子観測量を示す図であ
る。
【図５】本発明の第５、第６の実施形態例の説明図であ
って、（ａ）は、本発明により、コンタクトホールに電
極が埋め込まれた後の不良を検出する場合の説明図、
（ｂ）は、本発明により、コンタクトホール開孔後にコ
ンタクトホールの不良を検出する場合の説明図である。
って、（ａ）は、本発明により、コンタクトホールに電
極が埋め込まれた後の不良を検出する場合の説明図、
（ｂ）は、本発明により、コンタクトホール開孔後にコ
ンタクトホールの不良を検出する場合の説明図である。
【図６】本発明の第７の実施形態例のゲート酸化膜検査
の説明図である。
の説明図である。
【図７】本発明の第８の実施形態例のゲート酸化膜の絶
縁耐圧測定の説明図である。
縁耐圧測定の説明図である。
【図８】本発明の第１０の実施形態例の電位コントラス
ト反転の説明図である。
ト反転の説明図である。
【図９】本発明の第１１の実施形態例の、ウエハー上に
形成されたゲート酸化膜の不良の検出例の説明図であっ
て、（ａ）は、裏面電極に電圧をパルス的に与えた図、
（ｂ）は、ゲート電極の正常と不良を示す図である。
形成されたゲート酸化膜の不良の検出例の説明図であっ
て、（ａ）は、裏面電極に電圧をパルス的に与えた図、
（ｂ）は、ゲート電極の正常と不良を示す図である。
１ 電子銃 ２ ウエハーステージ ３，２３ 裏面電極 ４，２４ 対向電極 ５，２５ 電圧発生器 ６ 電線 ７ 二次電子観測機 ８ 閾値決定装置 ９ 閾値比較装置 １０，３０ ウエハー １１，５５，６５ 電子ビーム １２ 二次電子 ４１ ウエハー導電層 ４２，５２ 絶縁膜 ４３ 非導通電極 ４４ 導通電極（Ａ） ４５ 導通電極（Ｂ） ５１，６１ 基板 ５３，５６ 不良コンタクト ５４，５７ 正常コンタクト ６２ ゲート酸化膜 ６３ 正常ゲート電極 ６４ 不良ゲート電極
Claims (12)
- 【請求項１】 半導体ウエハー上に形成された第一導電
層、第二絶縁膜および第三素子のうち、前記第一導電層
と前記第三素子の間の電気的接触を検査する装置におい
て、 二次電子像の電位コントラストが二次電子検出器の二次
電子観測量の大小によって得られるウエハーステージを
備えた走査型荷電粒子顕微鏡の、ウエハーの裏面に接触
する裏面電極と、 ウエハー表面の少なくとも一部が空間を置いて前記裏面
電極に対向する部分を有する対向電極と、 前記裏面電極の電位と前記対向電極電位の電位差を制御
する装置と、 二次電子観測量の閾値を決定する装置と、 二次電子観測量の測定値と前記閾値を比較して、二次電
子観測量の測定値が前記閾値よりも多いか少ないかによ
り類別する装置と、を有する荷電粒子ビームによる半導
体ウエハー検査装置。 - 【請求項２】 半導体ウエハー上に形成された第一導電
層、第二絶縁膜および第三素子のうち、前記第一導電層
と前記第三素子の間の電気的接触を検査する方法におい
て、 二次電子像の電位コントラストが二次電子観測量の大小
によって得られるウエハーステージを備えた走査型荷電
粒子顕微鏡の、ウエハーの裏面に接触する裏面電極と、
ウエハー表面の少なくとも一部が空間を置いて前記裏面
電極に対向する部分を有する対向電極と、前記裏面電極
電位と前記対向電極電位との電位差を制御する装置とを
使用して、 前記裏面電極電位を前記対向電極電位よりも小さくし
て、荷電粒子ビームをウエハー上に照射することにより
ウエハー上に形成された少なくとも前記第二絶縁膜およ
び前記第三素子に電荷を注入し、 前記第三素子と前記第一導電層の間に電気的接触が有る
か無いかにより、前記第三素子に異なる電位を形成し、 前記第三素子に荷電粒子ビームを照射して発生する二次
電子観測量を閾値と比較し、 前記第三素子における二次電子観測量が前記閾値よりも
大きいものを前記第三素子と前記第一導電層の間に電気
的接触があると判断し、 前記裏面電極電位を前記対向電極電位よりも大きくし
て、荷電粒子ビームをウエハー上に照射することにより
ウエハー上に形成された少なくとも前記第二絶縁膜およ
び第三素子に電荷を注入し、 前記第三素子と前記第一導電層の間に電気的接触がある
か無いかにより、前記第三素子に異なる電位を形成し、 前記第三素子に荷電粒子ビームを照射して発生する二次
電子観測量を閾値と比較し、 前記第三素子における二次電子観測量が前記閾値よりも
小さいものを前記第三素子と前記第一導電層の間に電気
的接触があると判断する、半導体ウエハー検査方法。 - 【請求項３】 第三素子における二次電子観測量を判断
する閾値として、絶縁膜に荷電粒子ビームを照射して得
られた二次電子観測量が用いられる、請求項２記載の半
導体ウエハー検査方法。 - 【請求項４】 第三素子における二次電子観測量を判断
する閾値として、荷電粒子ビーム走査範囲内における二
次電子観測量の平均値が用いられる、請求項２記載の半
導体ウエハー検査方法。 - 【請求項５】 第三素子における二次電子観測量を判断
する閾値として、荷電粒子ビーム走査範囲内における前
記第三素子と同一のレイヤーで製造された前記第三素子
とは異なる個所にある素子に荷電粒子ビームを照射して
いるときの二次電子観測量が用いられる、請求項２記載
の半導体ウエハー検査方法。 - 【請求項６】 半導体ウエハー上に絶縁膜と前記絶縁膜
にコンタクトホールが形成された前記コンタクトホール
の前記ウエハーへの開孔を電気的に検査する方法におい
て、 他のコンタクトホールにおける二次電子観測量あるいは
絶縁膜における二次電子観測量により閾値を決定し、 裏面電極電位を対向電極電位よりも小さくして、被検査
コンタクトホールにおける二次電子観測量が前記閾値よ
りも大きいものを正常なコンタクトホールと判断し、前
記閾値より小さいものを不良のコンタクトホールと判断
し、 裏面電極電位を対向電極電位よりも大きくして、被検査
コンタクトホールにおける二次電子観測量が前記閾値よ
りも大きいものを不良のコンタクトホールと判断し、前
記閾値よりも小さいものを正常なコンタクトホールと判
断する、請求項２記載の半導体ウエハー検査方法。 - 【請求項７】 コンタクトホールに電極が形成された半
導体ウエハーのコンタクトの導通性を検査する方法にお
いて、 前記電極部分における二次電子観測量の閾値を、他の電
極における二次電子観測量あるいは絶縁膜における二次
電子観測量により決定し、 裏面電極電位を対向電極電位よりも小さくして、被検査
コンタクト電極における二次電子観測量が前記閾値より
も大きいものを正常なコンタクトと判断し、前記閾値よ
りも小さいものを不良のコンタクトと判断し、 裏面電極電位を対向電極電位よりも大きくして、被検査
コンタクト電極における二次電子観測量が前記閾値より
も大きいものを不良のコンタクトと判断し、前記閾値よ
り小さいものを正常なコンタクトと判断する、請求項２
記載の半導体ウエハー検査方法。 - 【請求項８】 ゲート酸化膜上にゲート電極が形成され
た半導体ウエハーのゲート酸化膜の絶縁性を検査する方
法において、 前記ゲート電極における二次電子観測量の閾値を、他の
ゲート電極あるいは絶縁膜における二次電子観測量によ
り決定し、 裏面電極電位を対向電極電位よりも小さくして、被検査
ゲート電極における二次電子観測量が前記閾値よりも大
きいものを不良のゲート酸化膜と判断し、前記閾値より
も小さいものを正常のゲート酸化膜と判断し、 裏面電極電位を対向電極電位よりも大きくして、被検査
ゲート電極における二次電子観測量が前記閾値よりも大
きいものを正常のゲート電極と判断し、前記閾値より小
さいものを不良のゲート電極と判断する、請求項２記載
の半導体ウエハー検査方法。 - 【請求項９】 ゲート酸化膜上のゲート電極が形成され
た半導体ウエハーの検査方法において、 荷電粒子ビームをウエハー上に照射しつつ裏面電極と対
向電極の間の電位差を徐々に大きくして、前記ゲート電
極部分の電位コントラストが極大あるいは極小になると
きの電位差を測定してゲート酸化膜の絶縁耐圧を求め
る、請求項２記載の半導体ウエハー検査方法。 - 【請求項１０】 荷電粒子ビームの照射は、を素子に電
位を与える第一の照射と、二次電子を観測するための第
二の照射を含む、請求項２記載の半導体ウエハー検査方
法。 - 【請求項１１】 裏面電極の電位を対向電極電位以下に
して第１の二次電子像を取得し、裏面電極の電位を対向
電極電位よりも高くして第２の二次電子像を取得し、前
記第１の二次電子像と前記第２の二次電子像で電位コン
トラストの反転を検査して、電位コントラストが反転し
ていない素子を不良として検出する、請求項２記載の半
導体ウエハー検査方法。 - 【請求項１２】 荷電粒子ビームを連続照射しつつ裏面
電極電位を第１の電位から第２の電位に変化させて、前
記裏面電極が第２の電位に変化した後の所定期間のみの
二次電子像を、選択期間のみの二次電子像を取得するゲ
ートにより取得し、前期二次電子像により素子の不良を
判定する、請求項２記載の半導体ウエハー検査方法。
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|---|---|---|---|
| JP9161124A JP2959529B2 (ja) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | 荷電粒子ビームによる半導体ウエハー検査装置及び検査方法 |
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|---|---|---|---|
| JP9161124A JP2959529B2 (ja) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | 荷電粒子ビームによる半導体ウエハー検査装置及び検査方法 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH118278A JPH118278A (ja) | 1999-01-12 |
| JP2959529B2 true JP2959529B2 (ja) | 1999-10-06 |
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|---|---|---|---|
| JP9161124A Expired - Fee Related JP2959529B2 (ja) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | 荷電粒子ビームによる半導体ウエハー検査装置及び検査方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2959529B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1997
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