JP4308504B2

JP4308504B2 - Electron beam apparatus and device manufacturing method using the apparatus

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Publication number: JP4308504B2
Application number: JP2002337401A
Authority: JP
Inventors: 隆男加藤; 徹佐竹; 伸治野路
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2002-11-21
Filing date: 2002-11-21
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2022-11-21
Also published as: JP2004172428A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は最小線幅０．１μｍ以下のパターンを形成したり、或いは評価したりする作業を高い信頼性と、高いスループットで行える電子線装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来から、それぞれが一つの電子光学系（光学系）を内蔵した複数個の鏡筒を一枚のウエハのような試料に対して配置し、一枚の試料に対して複数のチップを同時に描画したり、或いは複数のチップの検査等の評価を同時に行う方法及び装置は既知である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０―１３４７５７
複数の光学系を配置した電子線装置を開示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
既知の上記のような描画方法或いは評価方法では、複数の光学系が全て異なるチップの同じ場所を描画したり或いは評価したりできれば、パターンデータの転送が楽で、そのためのメモリーも小容量で済み、装置を簡素化できる。更に、ダイシングライン上等のパターン形成不要な領域や、検査を行う必要のない場所を処理する時刻が各ビームでほぼ共通であれば、その領域をスキップできる利点があり、それだけ高スループット化が可能になる。
【０００５】
このためには、試料上のチップに描画すべき配列或いは試料上に形成されたチップの配列のピッチ（隣接するチップ間のピッチ）と、複数の光学系の隣接する光学系の光軸間の距離との間には簡単な整数比の関係が必要である。しかしながら、描画したいチップ或いは評価したいチップの寸法が変わると、このような関係が崩れ無駄が生じる問題がある。しかしながら、従来においては、このような問題を解決する方策は何ら採られていなかった。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するために成されたものであって、その目的とするところは、チップの寸法が変化しても、それに対応して隣接する光学系の光軸間の距離を容易に調整可能にした電子線装置を提供することである。
本発明の他の目的は、鉛直軸線を中心に旋回可能な支持部材上に複数の光学系を一列又は複数列配置し、その支持部材を旋回角度を調整することによってチップの寸法が変化しても、それに対応して隣接する光学系の光軸間の距離を容易に調整可能にした電子線装置を提供することである。
本発明の別の目的は、上記電子線装置を使用したデバイスの製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の光学系を一列又は複数列に直線状に配置し、試料の評価或いは加工を行う電子線装置において、試料上の複数のチップの並びの方向と上記光学系が配列されたラインとの成す角度を調整し、前記複数のチップの隣接するチップ間のピッチ寸法と、光学系のチップの配列方向へ投影した寸法がｍ：ｎ（ｍ、ｎは整数）の関係を有する点に特徴を有する。
【０００８】
上記電子線装置において、上記光学系がビーム成形開口或いはキャラクターマスクを有し、上記角度を調整変化させる時、上記ビーム成形開口或いは上記キャラクターマスクの光軸の回りの姿勢を調整変化させるようにしてもよい。また、上記光学系が複数のビームを発生させる機能を有し、上記角度を調整変化させる時、上記複数のビームを光軸の回りに回転可能にしてもよい。
更に、試料台を上記チップの一方の並びの方向に連続移動し、他の方向へはステップアンドリピート移動するようにしてもよい。
本願の他の発明は、上記電子線装置を使用してデバイスを製造するデバイスの製造方法である。
【０００９】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、試料としてのウエハＷに対する本発明の電子線装置における電子光学系（以下光学系）の配置を示す図である。ここで、ウエハＷのサイズを３０．４８ｃｍ（１２インチ）とし、チップのサイズが１６ｍｍ×３２ｍｍの矩形であるとすると、ウエハＷにはチップＣが図に示されるように、Ｘ軸に沿う方向（以下Ｘ軸方向）に１４列、Ｙ軸に沿う方向（以下Ｙ軸方向）に７列配置される。一方、電子線装置の複数の光学系は、隣接する光学系の光軸間の間隔Ｌが３６ｍｍ（Ｌ＝３６ｍｍ）で配置可能であるとすると、ＯＳ１からＯＳ１４の１４台の光学系を配置することができ、その光学系の光軸をＯａｘ１〜Ｏａｘ１４とすると、図３のようになる。ウエハＷを載置したステージ装置の載置台をＹ軸に沿う方向に連続移動させ、Ｘ軸方向にはステップ・アンド・リピートの移動（Ｘ軸方向の１回の走査幅は非常に狭いので、１列（Ｙ軸方向に）に並んだチップＣにつき複数回ステップ移動して走査を行う移動）を行わせて、例えば、チップの欠陥検査のような評価を行うとする。また、光学系ＯＤ１ないしＯＤ１４のが配列されている配列ラインＡ−ＡとＸ軸との成す角度をθとする。各チップの内部には詳細に検査をしたい領域ａ１と粗い検査で十分な領域ａ２があるとすると、全ての光学系が詳細に検査したい領域ａ１をそろって検査しているという状況が最も効率が良いので、Ｘ軸上に投影した隣接する光学系の光軸間の距離が隣接するチップ間のＸ軸方向のピッチＰｘに等しくすれば良いことになる。
この場合、隣接する光学系の光軸間の距離をＬとすると、
【数１】

となる。
なお、上記式においてＸ軸方向の隣接チップ間のピッチＰｘを２０ｍｍとしたのは、チップのＸ軸方向の寸法を１６ｍｍとし、隣接するチップ間の間隔を４ｍｍに取ったためである。
【００１０】
従来の複数の光学系の配列方式では、Ｘ軸に沿って配置されているので、Ｎ₁で示されたように７台の光学系しか配置できない。従来の場合では載置台をＹ軸方向にＬｙ₁＝２８０ｍｍ移動させるのみでよいが、本発明の方法ではＬｙ₁＝４９０ｍｍ移動させる必要がある。これは、図１から明らかなように、電子線装置の配列ラインＡ−Ａが一番左下端のチップＣの左下端にかかる位置と一番右上端のチップＣの右上端にかかる位置との間でＹ軸方向に移動する必要があるからである。しかしながら、光学系の台数が従来の７台に比べて２倍の１４台になるので、スループットを大きくできる。
【００１１】
次に、チップ間のＸ軸方向のピッチが２０ｍｍではなく２５ｍｍのウエハを検査する場合には、
【数２】

とすれば良いことになる。
【００１２】
θを可変にする具体的な方法は、例えば、図２に示されるように、全ての光学系を、ウエハをＸ軸に沿った方向及びＹ軸に沿った方向に移動させるステージ装置３０の鉛直の中心軸線（載置台が基準位置にあるときの載置台及びウエハの中心を通る軸線）を中心とする円周上にあるノック溝４１内で移動可能な一対のノックピン４２に支持台４３を設けて、その支持台を前記中心軸心Ｏを中心として旋回可能にし、その支持台に上記複数台（この実施形態では１４台）の光学系を配置すればよい。このような狭い間隔で光学系を配置するには、複数枚のセラミック基板をＺ軸に沿う方向（紙面に垂直な方向で以下Ｚ方向）に所定の間隔で隔てて配置し、そのセラミック基板に複数の光学系を直接形成することにより可能になり、この場合には、複数のセラミック基板に光学系の個数に相当する個数の穴をＺ軸方向に整合して設け、その複数のセラミック基板を前記ノックピンに取りつけて支持台と同様に軸心Ｏを中心に旋回可能にすれば良い。
【００１３】
図３において、本発明による電子線装置をリソグラフィ装置に適用した場合における、その電子線装置の１台の光学系１０（ＯＳ）の例が示されている。同図において、１１は電子銃、１２はコンデンサレンズ、１３は静電偏向器、１４はコンデンサレンズ、１５は縮小レンズ、１６は対物レンズ、Ｗは試料としてのウエハである。これらの各電子光学部品（以下単に光学部品）で構成される光学系を前述のように小さな間隔で複数台配置するには、前述及び図４に示されるように、Ｚ軸方向に隔てて配置された複数枚のセラミック基板に形成してもよい。この場合、各セラミック基板には前述のようにＺ軸に沿って整合する穴を形成し、そのセラミック基板の表面（穴の内面も含む）に金属を選択的にコーティングして形成すれば良い。図４において、上記光学部品に対応する参照番号が右側に示されている。
隣接するチップ間のピッチＰｘが異なるデバイスのパターンを描画する場合には、前述のように支持台を軸線Ｏを中心に旋回させてθを調整し、光学系のＸ軸方向の寸法とピッチＰｘとを一致させる。このとき、偏向器１３、１７及び１８も同時に光軸Ｏａｘを中心に旋回するので、電子線の走査方向も対応して変化させることが可能になる。成形開口板２０とキャラクタマスク２１は、図示しない公知の構造の回転機構により、図３［Ｂ］及び［Ｃ］に示されるように、光軸を中心として旋回させて、θの変化に対応させて調整し、描画するようにする。
【００１４】
図４において、マルチビーム式の光学系を複数台並べて本発明の電子線装置とする場合の１台の光学系５０ついて示したものである。同図において、５１は複数（この実施形態では６本）の電子線を放出可能な電子銃、５２はコンデンサレンズ、５５は縮小レンズ、５６は対物レンズ、５７は走査偏向器、５８はＥ×Ｂ分離器である。これらの光学機器は公知の構造のものでも良いが、前述のようにＺ軸方向に隔てて配置された複数枚のセラミック基板に形成してもよい。この場合、各セラミック基板には前述のようにＺ軸に沿って整合する穴を形成し、そのセラミック基板の表面（穴の内面も含む）に金属を選択的にコーティングして形成すれば良い。そして、この実施形態の電子線装置を用いて試料としてのウエハに形成されたチップの欠陥検査を行う場合にはステージ装置の載置台をＹ軸方向に連続移動させながら行う。各光学系に対しては、Ｅ×Ｂ分離器５８により偏向された二次電子（試料であるウエハから放出された電子）を検出するＭＣＰ検出器６１とアノード６２とが設けられ、複数本の電子線を独立して検出できるようになっている。検出された電子線の電気信号は増幅器６３で増幅され、画像形成回路６４で試料の像を電子線の数（この実施形態では６）×光学系の数（この実施形態では１４）の数だけ形成し、高いスループットで検査を行う。
なお、６本の電子線は図４に示したように、Ｘ軸上に投影した場合のみビーム間の間隔Ｌ₁が皆等しくなるので、光学系のＸ軸方向のピッチと検査されるチップ間のピッチとを一致させるため、△θだけ複数の光学系を前記のように軸線Ｏを中心として旋回させた場合、マルチ開口板５３を△θだけ回転させ、ビーム間の間隔のＸ成分が等間隔になるようにして検査を行う。
同じ場所を必ずしも検査する必要がない場合には、複数の光学系の配列を２列或いは３列に平行に配置してもよい。
【００１５】
次に図５及び図６を参照して本発明による半導体デバイスの製造方法の実施例を説明する。
図５は、本発明による半導体デバイスの製造方法の一実施例を示すフローチャートである。この実施例の製造工程は以下の主工程を含んでいる。
（１）ウエハを製造するウエハ製造工程（又はウエハを準備するウエハ準備工程）
（２）露光に使用するマスクを製造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）ウエハに必要な加工処理を行うウエハプロセッシング工程
（４）ウエ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立工程
（５）できたチップを検査するチップ検査工程
なお、上記のそれぞれの主工程は更に幾つかのサブ工程からなっている。
【００１６】
これらの主工程中の中で、半導体デバイスの性能に決定的な影響を及ぼすのが（３）のウエ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エハ上に順次積層し、メモリやＭＰＵとして動作するチップを多数形成する。このウエハプロセッシング工程は以下の各工程を含んでいる。
（Ａ）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）
（Ｂ）この薄膜層やウエハ基板を酸化する酸化工程
（Ｃ）薄膜層やウエハ基板等を選択的に加工するためにマスク（レチクル）を用いてレジストパターンを形成するリソグラフィー工程
（Ｄ）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技術を用いる）
（Ｅ）イオン・不純物注入拡散工程
（Ｆ）レジスト剥離工程
（Ｇ）加工されたウエハを検査する工程
なお、ウエハプロセッシング工程は必要な層数だけ繰り返し行い、設計通り動作する半導体デバイスを製造する。
【００１７】
図６は、図５のウエハプロセッシング工程の中核をなすリソグラフィー工程を示すフローチャートである。このリソグラフィー工程は以下の各工程を含む。
（ａ）前段の工程で回路パターンが形成されたウエハ上にレジストをコートするレジスト塗布工程
（ｂ）レジストを露光する工程
（ｃ）露光されたレジストを現像してレジストのパターンを得る現像工程
（ｄ）現像されたレジストパターンを安定化するためのアニール工程
上記の半導体デバイス製造工程、ウエハプロセッシング工程、リソグラフィー工程については、周知のものでありこれ以上の説明を要しないであろう。
上記（Ｇ）の検査工程に本発明に係る欠陥検査方法、欠陥検査装置を用いると、微細なパターンを有する半導体デバイスでも、スループット良く検査できるので、全数検査が可能となり、製品の歩留まりの向上、欠陥製品の出荷防止が可能と成る。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような効果を奏することが可能である。
（イ）光学系の間隔をあまり小さくできない場合でも、多くの光学系を一枚のウエハ上に配置できる。
（ロ）光学系のＸ軸方向のピッチとチップのピッチとを一致させること或いはそれらを整数倍の関係にすることができるので、全ての光学系がチップの同一箇所を描画或いは評価できるので、描画のためのデータ転送回路簡略化でき、また評価のための検査データを転送する回路も簡単になる。一つのチップに２台の光学系で描画或いは検査できる場合には、２倍のデータ転送回路で良いことになる。
（ハ）光学系がキャラクタープロジェクション型であっても、光学系が配列されている直線とＸ軸との成す角度θをΔθ変化させた場合も、キャラクターマスクを−Δθ変化させ、Ｘ軸とキャラクターマスクの座標変化を無くすことができるので、パターン形成誤差は生じない。
（ニ）光学系が複数の電子線（マルチビーム）を用いている電子線装置を欠陥検査装置として使用した場合でも、１台の光学系内のマルチビーム間のビーム間隔のＸ軸方向の成分は等間隔にできる。
（ホ）データ転送回路に余裕があれば、光学系の配列を２列、３列と複数にすることによって、更にスループットを向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子線装置の一つの実施形態の概念図である。
【図２】図１の電子線装置の一列に並べられた複数の光学系を旋回させる手段の概略説明図である。
【図３】［Ａ］は本発明による電子線装置の光学系の一実施形態の模式図であり、［Ｂ］は成形開口板の概略平面を示す図であり、［Ｃ］はキャラクタマスクの概略平面を示す図である。
【図４】光学系の複数の光学要素をＺ軸方向に重ねて並べられたセラミック板によってつくる場合の例を示す図である。
【図５】［Ａ］は本発明による電子線装置の光学系の他の実施形態の模式図であり、［Ｂ］はマルチ開口板の開口の位置をＸ軸上に投影した時の開口間のＸ軸方向の間隔を示す図である。
【図６】本発明による半導体デバイスの製造方法の一実施例を示すフローチャートである。
【図７】図５のウエハプロセッシング工程の中核をなすリソグラフィー工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１電子線装置
ＯＳ、１０５０光学系Ｃチップ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an electron beam apparatus that can perform a process of forming or evaluating a pattern having a minimum line width of 0.1 μm or less with high reliability and high throughput.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a plurality of lens barrels each containing a single electron optical system (optical system) are arranged on a sample such as a single wafer, and a plurality of chips are simultaneously drawn on a single sample. Or a method and apparatus for simultaneously evaluating a plurality of chips or the like is known.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-10-134757
An electron beam apparatus having a plurality of optical systems is disclosed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the known drawing method or evaluation method as described above, if a plurality of optical systems can draw or evaluate the same place on all different chips, pattern data can be easily transferred, and the memory for this can be reduced. The device can be simplified. In addition, if the time for processing areas that do not require pattern formation, such as dicing lines, and places where inspection is not required, is almost the same for each beam, there is an advantage that the area can be skipped, and throughput can be increased accordingly. become.
[0005]
For this purpose, the pitch of the array to be drawn on the chip on the sample or the chip array formed on the sample (the pitch between adjacent chips) and the optical axis of the adjacent optical system of a plurality of optical systems A simple integer ratio relationship is necessary between the distances. However, when the size of a chip to be drawn or a chip to be evaluated changes, there is a problem that such a relationship is lost and waste is generated. However, conventionally, no measures have been taken to solve such problems.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to provide a distance between optical axes of adjacent optical systems corresponding to changes in the size of a chip. It is an object to provide an electron beam apparatus that can be easily adjusted.
Another object of the present invention is to arrange a plurality of optical systems on a support member that can turn around a vertical axis, and to adjust the turning angle of the support member to change the size of the chip. Another object of the present invention is to provide an electron beam apparatus that can easily adjust the distance between the optical axes of adjacent optical systems.
Another object of the present invention is to provide a device manufacturing method using the electron beam apparatus.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides an electron beam apparatus in which a plurality of optical systems are linearly arranged in one or a plurality of rows, and a sample is evaluated or processed, and the arrangement direction of a plurality of chips on the sample and the optical system are arranged. The angle formed with the line is adjusted, and the pitch dimension between adjacent chips of the plurality of chips and the dimension projected in the arrangement direction of the chips of the optical system have a relationship of m: n (m, n is an integer) It has the characteristics.
[0008]
In the electron beam apparatus, when the optical system has a beam shaping aperture or a character mask and the angle is adjusted and changed, the posture around the optical axis of the beam shaping aperture or the character mask is adjusted and changed. Also good. Further, the optical system may have a function of generating a plurality of beams, and when the angle is adjusted and changed, the plurality of beams may be rotatable around an optical axis.
Furthermore, the sample stage may be continuously moved in one direction of the chips, and may be step-and-repeat moved in the other direction.
Another invention of the present application is a device manufacturing method for manufacturing a device using the electron beam apparatus.
[0009]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an arrangement of an electron optical system (hereinafter referred to as an optical system) in an electron beam apparatus of the present invention with respect to a wafer W as a sample. Here, if the size of the wafer W is 30.48 cm (12 inches) and the chip size is a rectangle of 16 mm × 32 mm, the wafer C has a chip C in the direction along the X axis as shown in the figure. 14 rows are arranged (hereinafter referred to as X-axis direction) and 7 rows are arranged along the Y-axis (hereinafter referred to as Y-axis direction). On the other hand, assuming that the plurality of optical systems of the electron beam apparatus can be arranged with an interval L between the optical axes of adjacent optical systems of 36 mm (L = 36 mm), 14 optical systems of OS1 to OS14 are arranged. If the optical axis of the optical system is Oax1 to Oax14, the result is as shown in FIG. The stage table mounting stage on which the wafer W is mounted is continuously moved in the direction along the Y axis, and step-and-repeat movement is performed in the X axis direction (since the single scanning width in the X axis direction is very narrow, Assume that the chip C arranged in one row (in the Y-axis direction) is moved a plurality of times to perform scanning to perform scanning), and evaluation such as chip defect inspection is performed, for example. In addition, an angle formed by the array line AA in which the optical systems OD1 to OD14 are arrayed and the X axis is defined as θ. If each chip has a region a1 to be inspected in detail and a region a2 sufficient for a rough inspection, the situation in which all the optical systems inspect the region a1 to be inspected in detail is the most efficient. Since it is good, the distance between the optical axes of the adjacent optical systems projected on the X axis should be equal to the pitch Px in the X axis direction between adjacent chips.
In this case, if the distance between the optical axes of adjacent optical systems is L,
[Expression 1]

It becomes.
The reason why the pitch Px between adjacent chips in the X-axis direction in the above formula is 20 mm is that the size of the chip in the X-axis direction is 16 mm and the distance between adjacent chips is 4 mm.
[0010]
In the conventional arrangement method of a plurality of optical systems, since they are arranged along the X axis, only seven optical systems can be arranged as indicated by N ₁ . In the conventional case, it is only necessary to move the mounting table in the Y-axis direction by Ly ₁ = 280 mm, but in the method of the present invention, it is necessary to move Ly ₁ = 490 mm. As is apparent from FIG. 1, the arrangement line A-A of the electron beam apparatus is located between the position on the lower left end of the leftmost lower end chip C and the position on the upper right end of the uppermost rightmost chip C. This is because it is necessary to move in the Y-axis direction. However, since the number of optical systems is 14 which is twice that of the conventional seven, the throughput can be increased.
[0011]
Next, in the case of inspecting a wafer having a pitch of 25 mm instead of 20 mm in the X-axis direction between chips,
[Expression 2]

It will be good.
[0012]
A specific method for making θ variable is, for example, as shown in FIG. 2, the vertical movement of the stage apparatus 30 that moves all the optical systems in the direction along the X axis and the direction along the Y axis. A support base 43 is provided on a pair of knock pins 42 that are movable in a knock groove 41 on the circumference centered on the center axis of the base plate (the axis passing through the center of the mounting base and the wafer when the mounting base is at the reference position). Then, the support base can be turned around the central axis O, and the plurality of optical systems (14 in this embodiment) may be arranged on the support base. In order to arrange the optical system at such a narrow interval, a plurality of ceramic substrates are arranged at a predetermined interval in a direction along the Z axis (a direction perpendicular to the paper surface and hereinafter referred to as a Z direction). This is possible by directly forming a plurality of optical systems. In this case, a number of holes corresponding to the number of optical systems are provided in the plurality of ceramic substrates in alignment in the Z-axis direction. It may be attached to the knock pin so as to be pivotable about the axis O in the same manner as the support base.
[0013]
FIG. 3 shows an example of one optical system 10 (OS) of the electron beam apparatus when the electron beam apparatus according to the present invention is applied to a lithography apparatus. In the figure, 11 is an electron gun, 12 is a condenser lens, 13 is an electrostatic deflector, 14 is a condenser lens, 15 is a reduction lens, 16 is an objective lens, and W is a wafer as a sample. In order to arrange a plurality of optical systems composed of these electro-optical components (hereinafter simply referred to as optical components) at a small interval as described above, as shown in the foregoing and FIG. 4, they are arranged apart from each other in the Z-axis direction. It may be formed on a plurality of ceramic substrates. In this case, holes may be formed in each ceramic substrate along the Z-axis as described above, and the surface (including the inner surface of the hole) of the ceramic substrate may be selectively coated with metal. In FIG. 4, reference numbers corresponding to the optical components are shown on the right side.
When drawing a pattern of a device having a different pitch Px between adjacent chips, as described above, the support is turned around the axis O to adjust θ, and the X-axis dimension and pitch Px of the optical system are adjusted. To match. At this time, since the

deflectors

13, 17 and 18 simultaneously rotate around the optical axis Oax, the scanning direction of the electron beam can be changed correspondingly. The formed aperture plate 20 and the character mask 21 are rotated about the optical axis as shown in FIGS. 3B and 3C by a rotation mechanism having a known structure (not shown) to correspond to the change in θ. Adjust and draw.
[0014]
FIG. 4 shows one optical system 50 when a plurality of multi-beam optical systems are arranged to form the electron beam apparatus of the present invention. In this figure, 51 is an electron gun capable of emitting a plurality (six in this embodiment) of electron beams, 52 is a condenser lens, 55 is a reduction lens, 56 is an objective lens, 57 is a scanning deflector, and 58 is E ×. B separator. These optical devices may be of a known structure, but may be formed on a plurality of ceramic substrates arranged apart from each other in the Z-axis direction as described above. In this case, holes may be formed in each ceramic substrate along the Z-axis as described above, and the surface (including the inner surface of the hole) of the ceramic substrate may be selectively coated with metal. And when performing the defect inspection of the chip | tip formed in the wafer as a sample using the electron beam apparatus of this embodiment, it carries out, moving the mounting base of a stage apparatus continuously in a Y-axis direction. Each optical system is provided with an MCP detector 61 and an anode 62 for detecting secondary electrons deflected by the E × B separator 58 (electrons emitted from a wafer as a sample), and a plurality of them. The electron beam can be detected independently. The detected electrical signal of the electron beam is amplified by the amplifier 63, and the image forming circuit 64 converts the sample image into the number of electron beams (6 in this embodiment) × the number of optical systems (14 in this embodiment). Form and test with high throughput.
In addition, as shown in FIG. 4, since the distance L ₁ between the beams becomes equal only when the six electron beams are projected onto the X axis, the pitch in the X axis direction of the optical system and the distance between the chips to be inspected When the plurality of optical systems are rotated about the axis O as described above in order to match the pitch of the multi-aperture plate 53, the multi-aperture plate 53 is rotated by Δθ so that the X component of the spacing between the beams is equal. Inspect at intervals.
If it is not always necessary to inspect the same place, an array of a plurality of optical systems may be arranged in parallel in two or three rows.
[0015]
Next, an embodiment of a semiconductor device manufacturing method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a flowchart showing an embodiment of a semiconductor device manufacturing method according to the present invention. The manufacturing process of this embodiment includes the following main processes.
(1) Wafer manufacturing process for manufacturing a wafer (or wafer preparation process for preparing a wafer)
(2) Mask manufacturing process for manufacturing a mask used for exposure (or mask preparation process for preparing a mask)
(3) Wafer processing step for performing necessary processing on the wafer (4) Chip assembly step for cutting out chips formed on the wafer one by one and making them operable (5) Chip inspection step for inspecting the completed chips Each of the main processes described above further includes several sub-processes.
[0016]
Among these main processes, the wafer processing process (3) has a decisive influence on the performance of the semiconductor device. In this step, designed circuit patterns are sequentially stacked on a wafer to form a large number of chips that operate as memories and MPUs. This wafer processing step includes the following steps.
(A) A thin film forming process for forming a dielectric thin film to be an insulating layer, a wiring portion, or a metal thin film for forming an electrode portion (using CVD, sputtering, etc.)
(B) Oxidation process for oxidizing the thin film layer and wafer substrate (C) Lithography process for forming a resist pattern using a mask (reticle) to selectively process the thin film layer and wafer substrate, etc. (D) Resist pattern Etching process (eg using dry etching technology) to process thin film layers and substrates according to
(E) Ion / impurity implantation / diffusion process (F) Resist stripping process (G) Process for inspecting the processed wafer The wafer processing process is repeated as many times as necessary to manufacture a semiconductor device that operates as designed.
[0017]
FIG. 6 is a flowchart showing a lithography process which forms the core of the wafer processing process of FIG. This lithography process includes the following steps.
(A) A resist coating step for coating a resist on the wafer on which a circuit pattern has been formed in the previous step (b) a step for exposing the resist (c) a development step for developing the exposed resist to obtain a resist pattern ( d) Annealing Process for Stabilizing the Developed Resist Pattern The semiconductor device manufacturing process, wafer processing process, and lithography process are well known and will not require further explanation.
When the defect inspection method and the defect inspection apparatus according to the present invention are used in the inspection step (G), even a semiconductor device having a fine pattern can be inspected with high throughput, so that 100% inspection is possible, and the yield of products is improved. It becomes possible to prevent shipment of defective products.
[0018]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(A) Even when the distance between the optical systems cannot be made very small, many optical systems can be arranged on one wafer.
(B) Since the pitch of the optical system in the X-axis direction and the pitch of the chip can be made to coincide or have an integer multiple relationship, all the optical systems can draw or evaluate the same part of the chip. A data transfer circuit for drawing can be simplified, and a circuit for transferring inspection data for evaluation is also simplified. When drawing or inspection can be performed with two optical systems on one chip, a double data transfer circuit is sufficient.
(C) Even if the optical system is a character projection type, even if the angle θ between the straight line on which the optical system is arranged and the X axis is changed by Δθ, the character mask is changed by −Δθ, and the X axis and the character are changed. Since the change in the coordinates of the mask can be eliminated, no pattern formation error occurs.
(D) Even when an electron beam apparatus in which the optical system uses a plurality of electron beams (multi-beams) is used as a defect inspection apparatus, the component in the X-axis direction of the beam interval between the multi-beams in one optical system Can be evenly spaced.
(E) If there is a margin in the data transfer circuit, it is possible to further improve the throughput by arranging the optical system in a plurality of two rows and three rows.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of one embodiment of an electron beam apparatus according to the present invention.
2 is a schematic explanatory view of a means for rotating a plurality of optical systems arranged in a line of the electron beam apparatus of FIG. 1;
[A] is a schematic diagram of an embodiment of an optical system of an electron beam apparatus according to the present invention, [B] is a diagram showing a schematic plane of a shaped aperture plate, and [C] is a character mask. It is a figure which shows a schematic plane.
FIG. 4 is a diagram showing an example in which a plurality of optical elements of an optical system are made of ceramic plates arranged in an overlapping manner in the Z-axis direction.
FIG. 5A is a schematic diagram of another embodiment of the optical system of the electron beam apparatus according to the present invention, and FIG. 5B is a diagram illustrating the space between the apertures when the position of the aperture of the multi aperture plate is projected on the X axis. It is a figure which shows the space | interval of the X-axis direction.
FIG. 6 is a flowchart showing an embodiment of a semiconductor device manufacturing method according to the present invention.
7 is a flowchart showing a lithography process that forms the core of the wafer processing process of FIG. 5;
[Explanation of symbols]
1 electron beam device OS, 10 50 optical system C chip

Claims

複数の光学系を一列又は複数列に直線状に配置し、試料の評価或いは加工を行う電子線装置において、試料上の複数のチップの並びの方向と上記光学系が配列されたラインとの成す角度を、前記複数のチップの隣接するチップ間のＸ軸方向のピッチ寸法と、隣接する光学系の光軸間の、前記Ｘ軸上に投影した寸法がｍ：ｎ（ｍ、ｎは整数）の関係を有するように調整することを特徴とする電子線装置。In an electron beam apparatus in which a plurality of optical systems are linearly arranged in one or a plurality of rows and a sample is evaluated or processed, a direction in which a plurality of chips on the sample are arranged and a line in which the optical systems are arranged The angle is m: n (where m and n are integers) the pitch dimension in the X-axis direction between adjacent chips of the plurality of chips and the projected dimension between the optical axes of adjacent optical systems on the X-axis. The electron beam apparatus is adjusted so as to have the following relationship.

請求項１に記載の電子線装置において、更に、上記光学系にはビーム成形開口或いはキャラクターマスクを有し、上記角度を調整変化させる時、上記ビーム成形開口或いは上記キャラクターマスクの光軸の回りの姿勢を調整変化させることを特徴とする電子線装置。2. The electron beam apparatus according to claim 1, further comprising a beam shaping aperture or a character mask in the optical system, and when the angle is adjusted and changed, the optical system is arranged around the optical axis of the beam shaping aperture or the character mask. An electron beam apparatus characterized by adjusting and changing the posture.

請求項１に記載の電子線装置において、更に上記光学系には複数のビームを発生させる機能を有し、上記角度を調整変化させる時、上記複数のビームを光軸の回りに回転可能にしたことを特徴とする電子線装置。2. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the optical system further has a function of generating a plurality of beams, and the plurality of beams can be rotated around an optical axis when the angle is adjusted and changed. An electron beam apparatus characterized by that.

請求項１に記載の電子線装置において、試料台を上記チップの一方の並びの方向に連続移動し、他の方向へはステップアンドリピート移動することを特徴とする電子線装置。2. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the sample stage is continuously moved in the direction of one of the chips, and step-and-repeat is moved in the other direction.

請求項１ないし４に記載された電子線装置を使用してデバイスを製造するデバイスの製造方法。A device manufacturing method for manufacturing a device using the electron beam apparatus according to claim 1.