JPH0661324A - 半導体ウエハー欠陥検査装置 - Google Patents
半導体ウエハー欠陥検査装置Info
- Publication number
- JPH0661324A JPH0661324A JP4130355A JP13035592A JPH0661324A JP H0661324 A JPH0661324 A JP H0661324A JP 4130355 A JP4130355 A JP 4130355A JP 13035592 A JP13035592 A JP 13035592A JP H0661324 A JPH0661324 A JP H0661324A
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- JP
- Japan
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- defect
- semiconductor wafer
- circuit
- pattern
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- Pending
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体ウエハーに発生するパターン欠陥やパー
ティクルを検出し、同時に回路が電気的に断線やショー
トしているかの判定を可能とする。 【構成】半導体ウエハー面イオンビームを走査させるイ
オン銃と、半導体ウエハーから発生する２次電子を捕捉
してパターン情報を順次取り込み、パターン情報の異常
を見つける欠陥判定回路と、この欠陥と欠陥位置情報を
記録する欠陥情報記録回路を設ける。
ティクルを検出し、同時に回路が電気的に断線やショー
トしているかの判定を可能とする。 【構成】半導体ウエハー面イオンビームを走査させるイ
オン銃と、半導体ウエハーから発生する２次電子を捕捉
してパターン情報を順次取り込み、パターン情報の異常
を見つける欠陥判定回路と、この欠陥と欠陥位置情報を
記録する欠陥情報記録回路を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハー上のパ
ターン欠陥を検出しその欠陥が半導体装置回路に電気的
に与える影響の判定を可能とする半導体ウエハー欠陥検
査装置に関する。
ターン欠陥を検出しその欠陥が半導体装置回路に電気的
に与える影響の判定を可能とする半導体ウエハー欠陥検
査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置の製造過程で発生する
パターン欠陥、パーティクルなどは製造歩留り低下の大
きな原因となっている。それらパターン欠陥、パーティ
クルを検出する為に、半導体ウエハー欠陥検査装置が用
いられている。従来は、図面に示さないが、例えば、Ｃ
ＣＤカメラとウエハーを搭載するＸＹステージとを有す
る半導体ウエハー欠陥検査装置がある。また、この装置
には、ＣＣＤカメラで撮像した半導体ウエハーの欠陥部
を更に拡大して観察する光学顕微鏡が付設されていた。
パターン欠陥、パーティクルなどは製造歩留り低下の大
きな原因となっている。それらパターン欠陥、パーティ
クルを検出する為に、半導体ウエハー欠陥検査装置が用
いられている。従来は、図面に示さないが、例えば、Ｃ
ＣＤカメラとウエハーを搭載するＸＹステージとを有す
る半導体ウエハー欠陥検査装置がある。また、この装置
には、ＣＣＤカメラで撮像した半導体ウエハーの欠陥部
を更に拡大して観察する光学顕微鏡が付設されていた。
【０００３】この半導体ウエハー欠陥検査装置で半導体
ウエハーを検査する場合には、まず、半導体ウエハーを
ＸＹステージに乗せ、ＸＹ方向に順に、ＣＣＤカメラと
ＸＹステージとを相対的に移動させ、カメラにより半導
体ウエハー全面を撮影し、パターンのショートや断線な
どの欠陥、パーティクルの有無を検査する。次に、光学
顕微鏡とＣＣＤカメラの位置を交換し、検知された欠陥
部を拡大して観察する。しかし、これらの検出された欠
陥が与える半導体装置への影響は、欠陥の大きさで判断
していた程度で、実際には、半導体装置が完成した後の
良品判定検査により初めて影響が判明していた。
ウエハーを検査する場合には、まず、半導体ウエハーを
ＸＹステージに乗せ、ＸＹ方向に順に、ＣＣＤカメラと
ＸＹステージとを相対的に移動させ、カメラにより半導
体ウエハー全面を撮影し、パターンのショートや断線な
どの欠陥、パーティクルの有無を検査する。次に、光学
顕微鏡とＣＣＤカメラの位置を交換し、検知された欠陥
部を拡大して観察する。しかし、これらの検出された欠
陥が与える半導体装置への影響は、欠陥の大きさで判断
していた程度で、実際には、半導体装置が完成した後の
良品判定検査により初めて影響が判明していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、今後半
導体装置の高集積化に伴ない、製造工期の長期化は避け
られない。早期にその製造歩留りを上げる為には、半導
体ウエハー欠陥検査装置により検出された欠陥につい
て、大きさでの判定に加えて、その場で半導体装置の回
路を電気的に断線あるいはショートさせているかどうか
の判定を行う事が、不可欠となってきている。
導体装置の高集積化に伴ない、製造工期の長期化は避け
られない。早期にその製造歩留りを上げる為には、半導
体ウエハー欠陥検査装置により検出された欠陥につい
て、大きさでの判定に加えて、その場で半導体装置の回
路を電気的に断線あるいはショートさせているかどうか
の判定を行う事が、不可欠となってきている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体ウエハー
欠陥検査装置は、半導体ウエハーを載置するステージ
と、イオンビームを発生するイオン銃と、イオンビーム
を一方向に偏向して前記半導体ウエハー面を走査する走
査用コイルと、前記ステージを走査方向と直角方向にス
テップ状に移動させる検査領域制御回路と、前記半導体
ウエハーより発生する２次電子を捕捉するシンチレーシ
ョンカウンタと、捕捉された２次電子をパターン信号に
変換するとともにこのパターン信号を順次記憶する信号
増幅器と、前記信号増幅器より順次出力されるパターン
情報より異常を判定するとともに欠陥を検知する欠陥判
定回路と、この欠陥判定回路により判定された欠陥及び
その欠陥の位置情報を記憶する欠陥情報記憶回路と、こ
の欠陥を表示する表示装置とを有している。
欠陥検査装置は、半導体ウエハーを載置するステージ
と、イオンビームを発生するイオン銃と、イオンビーム
を一方向に偏向して前記半導体ウエハー面を走査する走
査用コイルと、前記ステージを走査方向と直角方向にス
テップ状に移動させる検査領域制御回路と、前記半導体
ウエハーより発生する２次電子を捕捉するシンチレーシ
ョンカウンタと、捕捉された２次電子をパターン信号に
変換するとともにこのパターン信号を順次記憶する信号
増幅器と、前記信号増幅器より順次出力されるパターン
情報より異常を判定するとともに欠陥を検知する欠陥判
定回路と、この欠陥判定回路により判定された欠陥及び
その欠陥の位置情報を記憶する欠陥情報記憶回路と、こ
の欠陥を表示する表示装置とを有している。
【０００６】このような本発明は、半導体装置に発生す
るパターン欠陥、パーティクルを検出し、同時に回路が
電気的に断線やショートしているかの判定を可能とする
半導体ウエハー欠陥検査装置となる。
るパターン欠陥、パーティクルを検出し、同時に回路が
電気的に断線やショートしているかの判定を可能とする
半導体ウエハー欠陥検査装置となる。
【０００７】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の第１の実施例を示す半導体ウエハー
欠陥検査装置のブロック図である。
る。図１は本発明の第１の実施例を示す半導体ウエハー
欠陥検査装置のブロック図である。
【０００８】この半導体ウエハー欠陥検査装置は、図面
に示すように、イオンビームを発生するイオン銃１と、
イオンビームを収束するレンズ２及び３と、イオンを加
速させる加速器４と、イオンビームを収束させ、半導体
ウエハー面を走査させる走査用コイル５と、半導体ウエ
ハーより放出される２次電子を捕捉するシンチレーショ
ンカウンタ６と、前記イオンビームの走査方向に対して
垂直方向に試料ステージ７を移動させる検査領域制御回
路８と、シンチレーションカウンタ６に捕捉された電子
を電気信号に変換し、パターン情報として記憶する信号
増幅器９と、記憶されたパターン情報の周期性の異常に
より欠陥を判定する欠陥判定回路１０と、欠陥の画像及
び位置情報を記憶する欠陥情報記録回路１１と、欠陥情
報パターンを表示するＣＲＴ１２とを有している。ま
た、その他のイオン銃１に加速電圧を印加さる加速電源
１３と、レンズ電流を供給するレンズ電源１４と、走査
用コイルに電流を供給する走査用電源１５と、走査幅を
変える倍率器１６とを有する。
に示すように、イオンビームを発生するイオン銃１と、
イオンビームを収束するレンズ２及び３と、イオンを加
速させる加速器４と、イオンビームを収束させ、半導体
ウエハー面を走査させる走査用コイル５と、半導体ウエ
ハーより放出される２次電子を捕捉するシンチレーショ
ンカウンタ６と、前記イオンビームの走査方向に対して
垂直方向に試料ステージ７を移動させる検査領域制御回
路８と、シンチレーションカウンタ６に捕捉された電子
を電気信号に変換し、パターン情報として記憶する信号
増幅器９と、記憶されたパターン情報の周期性の異常に
より欠陥を判定する欠陥判定回路１０と、欠陥の画像及
び位置情報を記憶する欠陥情報記録回路１１と、欠陥情
報パターンを表示するＣＲＴ１２とを有している。ま
た、その他のイオン銃１に加速電圧を印加さる加速電源
１３と、レンズ電流を供給するレンズ電源１４と、走査
用コイルに電流を供給する走査用電源１５と、走査幅を
変える倍率器１６とを有する。
【０００９】次に、半導体ウエハー欠陥検査装置の動作
を説明する。まず、加速電源１３により、例えば３０Ｋ
ｅＶ程度の電圧を加速器４に印加し、イオン銃から引き
出されたイオンビームを加速させる。イオン源として
は、液体金属であるＧａを用いた。次に、イオンビーム
は、２つのレンズ２，３によって収束され、５０ｎｍ程
度の焦点を結ぶ。次に、このイオンビームを走査用コイ
ル５によって例えばＹ方向に走査させるとともに、イオ
ンビームの走査終了毎に試料ステージ７を例えばＸ方向
にステップ状に移動させる。このことにより試料ステー
ジ上に置かれた半導体ウエハーにイオンビームを照射さ
せる。次に半導体ウエハーがら順次に放出される２次電
子をシンチュレーションカウンタ６で捕捉する。ここ
で、前述したように、試料ステージ８は、走査用コイル
によって走査可能な範囲すなわち、倍率器１６で設定さ
れた走査範囲の走査を終えた時点で、検査領域制御回路
８にあらかじめ設定されたステップで移動する。すなわ
ち、試料ステージ７は、この検査領域制御回路に設定さ
れた検査領域内を順次移動し、イオンビームを走査して
検査を自動的に継続するようにコントロールされてい
る。次に、シンチュレーションカウンタ６により検出さ
れた２次電子は信号増幅器９により電気信号へ変換さ
れ、パターン情報として記憶される。次に欠陥判定回路
１０を用いて記憶パターン情報の周期性の異常を検知す
ることにより、欠陥か正常なパターンかの判定を行う。
次に、イオンビームで走査している間に、欠陥が発見さ
れれば、その欠陥の画像と欠陥の位置情報は欠陥情報回
路１１の中に記憶される。また、これとは別に信号増幅
器９にて順次記憶されたパターン情報は順次ＣＲＴ１２
に送られ表示される。次に半導体ウエハー面の内の検査
が終了したら、欠陥像の観察をＣＲＴ１２によって行
う。ＣＲＴで得られた欠陥の画像は、Ｇａイオン限を用
いたＳＩＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｉｏｎ Ｍｉｃｒｏｓ
ｃｏｐｅ）像の為、その導電性、絶縁性の程度が画像コ
ントラストに大きく反映している。
を説明する。まず、加速電源１３により、例えば３０Ｋ
ｅＶ程度の電圧を加速器４に印加し、イオン銃から引き
出されたイオンビームを加速させる。イオン源として
は、液体金属であるＧａを用いた。次に、イオンビーム
は、２つのレンズ２，３によって収束され、５０ｎｍ程
度の焦点を結ぶ。次に、このイオンビームを走査用コイ
ル５によって例えばＹ方向に走査させるとともに、イオ
ンビームの走査終了毎に試料ステージ７を例えばＸ方向
にステップ状に移動させる。このことにより試料ステー
ジ上に置かれた半導体ウエハーにイオンビームを照射さ
せる。次に半導体ウエハーがら順次に放出される２次電
子をシンチュレーションカウンタ６で捕捉する。ここ
で、前述したように、試料ステージ８は、走査用コイル
によって走査可能な範囲すなわち、倍率器１６で設定さ
れた走査範囲の走査を終えた時点で、検査領域制御回路
８にあらかじめ設定されたステップで移動する。すなわ
ち、試料ステージ７は、この検査領域制御回路に設定さ
れた検査領域内を順次移動し、イオンビームを走査して
検査を自動的に継続するようにコントロールされてい
る。次に、シンチュレーションカウンタ６により検出さ
れた２次電子は信号増幅器９により電気信号へ変換さ
れ、パターン情報として記憶される。次に欠陥判定回路
１０を用いて記憶パターン情報の周期性の異常を検知す
ることにより、欠陥か正常なパターンかの判定を行う。
次に、イオンビームで走査している間に、欠陥が発見さ
れれば、その欠陥の画像と欠陥の位置情報は欠陥情報回
路１１の中に記憶される。また、これとは別に信号増幅
器９にて順次記憶されたパターン情報は順次ＣＲＴ１２
に送られ表示される。次に半導体ウエハー面の内の検査
が終了したら、欠陥像の観察をＣＲＴ１２によって行
う。ＣＲＴで得られた欠陥の画像は、Ｇａイオン限を用
いたＳＩＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｉｏｎ Ｍｉｃｒｏｓ
ｃｏｐｅ）像の為、その導電性、絶縁性の程度が画像コ
ントラストに大きく反映している。
【００１０】図２では、本発明のウエハー欠陥検査装置
で検出された欠陥の画像の例を示す。
で検出された欠陥の画像の例を示す。
【００１１】図２（ａ）では、絶縁膜下地基板１７上に
導電性配線１８が形成され、導電性配線１８間に導電性
異物のパターン欠陥１９が検出された画像である。この
場合、導電性異物のパターン欠陥１９のコントラスト
は、導電性配線１８とほぼ等しく得られた。
導電性配線１８が形成され、導電性配線１８間に導電性
異物のパターン欠陥１９が検出された画像である。この
場合、導電性異物のパターン欠陥１９のコントラスト
は、導電性配線１８とほぼ等しく得られた。
【００１２】これに対し、図２（ｂ）では、絶縁性異物
のパターン欠陥２０が検出された画像である。この場
合、絶縁性異物のパターン欠陥２０は、絶縁膜下地基板
１７のコントラストにはば等しく得られた。
のパターン欠陥２０が検出された画像である。この場
合、絶縁性異物のパターン欠陥２０は、絶縁膜下地基板
１７のコントラストにはば等しく得られた。
【００１３】図２（ｃ）では、導電性配線１８に断線欠
陥２１が発生し、チャージアップによりコントラストが
異なる導電性配線２２が検出された画像である。
陥２１が発生し、チャージアップによりコントラストが
異なる導電性配線２２が検出された画像である。
【００１４】図２（ｄ）では、正常なコンタクトホール
が導電性配線１８に形成されているのに対し、開口不良
のコンタクトホール２４が形成された為、コントラスト
が異なる導電性配線２２が検出された画像である。
が導電性配線１８に形成されているのに対し、開口不良
のコンタクトホール２４が形成された為、コントラスト
が異なる導電性配線２２が検出された画像である。
【００１５】図３では、本発明の第２の実施例を示す欠
陥検査装置の鏡筒部の構成図である。図１で示した欠陥
検査装置の鏡筒部に、ズーム機能付光顕２５を設置した
ものである。欠陥検出箇所を観察する場合は、ズーム機
能付光顕２５の光軸に垂直に試料ステージ７を設定す
る。イオンビームは一般に半導体ウエハー表面状態の情
報に限られる為、欠陥検出箇所を光顕で確認可能となる
事で半導体ウエハー製造前工程からの影響についても情
報が得られることになる。
陥検査装置の鏡筒部の構成図である。図１で示した欠陥
検査装置の鏡筒部に、ズーム機能付光顕２５を設置した
ものである。欠陥検出箇所を観察する場合は、ズーム機
能付光顕２５の光軸に垂直に試料ステージ７を設定す
る。イオンビームは一般に半導体ウエハー表面状態の情
報に限られる為、欠陥検出箇所を光顕で確認可能となる
事で半導体ウエハー製造前工程からの影響についても情
報が得られることになる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体ウ
エハー面をイオンビームで走査し、半導体ウエハーから
発生する２次電子を捕捉し、パターン情報を順次取り込
み、パターン情報の異常を見つける欠陥判定回路と、こ
の欠陥と欠陥位置情報を記録する欠陥情報記録回路を設
けることによって、半導体ウエハー上の欠陥を検出し、
さらに、その欠陥画像のコントラストにより、半導体装
置の回路を電気的に断線あるいはショートさせているか
どうかの判定をその場で可能とする半導体ウエハー欠陥
検査装置が得られるという効果がある。
エハー面をイオンビームで走査し、半導体ウエハーから
発生する２次電子を捕捉し、パターン情報を順次取り込
み、パターン情報の異常を見つける欠陥判定回路と、こ
の欠陥と欠陥位置情報を記録する欠陥情報記録回路を設
けることによって、半導体ウエハー上の欠陥を検出し、
さらに、その欠陥画像のコントラストにより、半導体装
置の回路を電気的に断線あるいはショートさせているか
どうかの判定をその場で可能とする半導体ウエハー欠陥
検査装置が得られるという効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例のウエハー欠陥検査装置
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】本発明のウエハー欠陥検査装置で検出された欠
陥の画像例を示す図である。
陥の画像例を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例のウエハー欠陥検査装置
の鏡筒部を示す構成図である。
の鏡筒部を示す構成図である。
１ イオン銃 ２ レンズ ３ レンズ ４ 加速器 ５ 走査用コイル ６ シンチレーションカウンタ ７ 試料ステージ ８ 検査領域制御回路 ９ 信号増幅器 １０ 欠陥判定回路 １１ 欠陥情報記録回路 １２ ＣＲＴ １３ 加速電源 １４ レンズ電源 １５ 走査用電源 １６ 倍率器 １７ 絶縁膜下地基板 １８ 導電性配線 １９ 導電性異物のパターン欠陥 ２０ 絶縁性異物のパターン欠陥 ２１ 断線欠陥 ２２ コントラストが異なる導電性配線 ２３ 正常なコンタクトホール ２４ 開口不良のコンタクトホール ２５ ズーム機能付光顕
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体ウエハーを載置するステージと、
イオンビームを発生するイオン銃と、イオンビームを一
方向に偏向して前記半導体ウエハー面を走査する走査用
コイルと、前記ステージを走査方向と直角方向にステッ
プ状に移動させる検査領域制御回路と、前記半導体ウエ
ハーより発生する２次電子を捕捉するシンチレーション
カウンタと、捕捉された２次電子をパターン信号に変換
するとともにこのパターン信号を順次記憶する信号増幅
器と、前記信号増幅器より順次出力されるパターン情報
より異常を判定するとともに欠陥を検知する欠陥判定回
路と、前記欠陥判定回路により判定された欠陥及びその
欠陥の位置情報を記憶する欠陥情報記憶回路と、この欠
陥を表示する表示装置とを備えることを特徴とする半導
体ウエハー欠陥検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4130355A JPH0661324A (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 半導体ウエハー欠陥検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4130355A JPH0661324A (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 半導体ウエハー欠陥検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0661324A true JPH0661324A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=15032409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4130355A Pending JPH0661324A (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 半導体ウエハー欠陥検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0661324A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101400570B1 (ko) * | 2006-02-21 | 2014-05-27 | 가부시키가이샤 니콘 | 측정 장치 및 방법, 처리 장치 및 방법, 패턴 형성 장치 및 방법, 노광 장치 및 방법, 그리고 디바이스 제조 방법 |
-
1992
- 1992-05-22 JP JP4130355A patent/JPH0661324A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101400570B1 (ko) * | 2006-02-21 | 2014-05-27 | 가부시키가이샤 니콘 | 측정 장치 및 방법, 처리 장치 및 방법, 패턴 형성 장치 및 방법, 노광 장치 및 방법, 그리고 디바이스 제조 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990615 |