JPH10134757A - マルチビーム検査装置 - Google Patents
マルチビーム検査装置Info
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- JPH10134757A JPH10134757A JP8289786A JP28978696A JPH10134757A JP H10134757 A JPH10134757 A JP H10134757A JP 8289786 A JP8289786 A JP 8289786A JP 28978696 A JP28978696 A JP 28978696A JP H10134757 A JPH10134757 A JP H10134757A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 荷電粒子線を用いて高いスループットで試料
の欠陥検査等を行う。 【解決手段】 ウエハ6上の複数の計測点7A〜7Cに
1次電子AEを照射し、計測点7A〜7Cから発生する
2次電子を球殻状の電極15の開口16A〜16Cを介
して2次電子検出器17A〜17Cで検出し、2次電子
検出器17A〜17Cの検出信号を波形比較器19A〜
19Cで参照信号と比較して欠陥検査を行う。走査用偏
向器5で計測点7A〜7Cをウエハ6上で2次元的に走
査するのと同期して、偏向器13によって各計測点から
発生する2次電子を対応する開口16A〜16Cの方向
に偏向することによって、ウエハ6の表面を複数の計測
点で並列に走査する。
の欠陥検査等を行う。 【解決手段】 ウエハ6上の複数の計測点7A〜7Cに
1次電子AEを照射し、計測点7A〜7Cから発生する
2次電子を球殻状の電極15の開口16A〜16Cを介
して2次電子検出器17A〜17Cで検出し、2次電子
検出器17A〜17Cの検出信号を波形比較器19A〜
19Cで参照信号と比較して欠陥検査を行う。走査用偏
向器5で計測点7A〜7Cをウエハ6上で2次元的に走
査するのと同期して、偏向器13によって各計測点から
発生する2次電子を対応する開口16A〜16Cの方向
に偏向することによって、ウエハ6の表面を複数の計測
点で並列に走査する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子線を試料
に照射し、その試料から発生する2次電子を検出してそ
の試料表面の観察等を行うマルチビーム検査装置に関
し、例えば半導体素子製造用のマスクパターン、又は半
導体ウエハ上に形成されたパターン等を高いスループッ
ト(生産性)で検査する場合に使用して好適なものであ
る。
に照射し、その試料から発生する2次電子を検出してそ
の試料表面の観察等を行うマルチビーム検査装置に関
し、例えば半導体素子製造用のマスクパターン、又は半
導体ウエハ上に形成されたパターン等を高いスループッ
ト(生産性)で検査する場合に使用して好適なものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、半導体素子製造用のマスクパ
ターン、又は半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」と呼
ぶ)に形成されたパターンの欠陥検出等を行うために、
走査型電子顕微鏡(SEM)が使用されている。従来の
走査型電子顕微鏡は、細く絞った1本の電子線で試料表
面を走査し、その試料から発生する2次電子を検出して
いた。そして、そのように検出される2次電子の強度信
号を例えばその試料表面のパターンに対応する参照信号
と比較することによって、そのパターンの欠陥検査等が
行われていた。
ターン、又は半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」と呼
ぶ)に形成されたパターンの欠陥検出等を行うために、
走査型電子顕微鏡(SEM)が使用されている。従来の
走査型電子顕微鏡は、細く絞った1本の電子線で試料表
面を走査し、その試料から発生する2次電子を検出して
いた。そして、そのように検出される2次電子の強度信
号を例えばその試料表面のパターンに対応する参照信号
と比較することによって、そのパターンの欠陥検査等が
行われていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の走査
型電子顕微鏡は、試料表面で電子線を細く絞っているた
め光学顕微鏡に比べて分解能は高いが、細く絞られた1
本の電子線で試料表面を2次元的に走査する必要がある
ため、その試料の表面全体を検査するためには長い時間
を要し、検査工程のスループットが極端に小さい不都合
があった。
型電子顕微鏡は、試料表面で電子線を細く絞っているた
め光学顕微鏡に比べて分解能は高いが、細く絞られた1
本の電子線で試料表面を2次元的に走査する必要がある
ため、その試料の表面全体を検査するためには長い時間
を要し、検査工程のスループットが極端に小さい不都合
があった。
【0004】また、例えばウエハ上には通常所定ピッチ
で同一のパターンが繰り返し形成されているため、参照
信号としてはそのウエハ上の全面のパターンではなく、
そのウエハ上の繰り返しの基本となるパターン用の参照
信号のみを用意すればよいことになる。しかしながら、
従来は1本の電子線で試料表面を走査していたため、検
査対象のパターンの周期性を利用することができず、ス
ループットは改善されず、検査回路も簡素化されないと
いう不都合があった。
で同一のパターンが繰り返し形成されているため、参照
信号としてはそのウエハ上の全面のパターンではなく、
そのウエハ上の繰り返しの基本となるパターン用の参照
信号のみを用意すればよいことになる。しかしながら、
従来は1本の電子線で試料表面を走査していたため、検
査対象のパターンの周期性を利用することができず、ス
ループットは改善されず、検査回路も簡素化されないと
いう不都合があった。
【0005】本発明は斯かる点に鑑み、荷電粒子線を用
いて高いスループットで試料の欠陥検査等を行うことが
できる検査装置を提供することを第1の目的とする。ま
た本発明は、周期的なパターンが形成された試料表面を
荷電粒子線を用いて高いスループットで検査できる検査
装置を提供することを第2の目的とする。
いて高いスループットで試料の欠陥検査等を行うことが
できる検査装置を提供することを第1の目的とする。ま
た本発明は、周期的なパターンが形成された試料表面を
荷電粒子線を用いて高いスループットで検査できる検査
装置を提供することを第2の目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による第1のマル
チビーム検査装置は、例えば図1に示すように、試料
(6)上の複数の計測点(7A〜7C)に荷電粒子線を
照射する照射系(1〜4)と、その試料からの2次電
子、又は反射荷電粒子を集めるためにその試料に対して
凹の曲面を向けて配置され、この曲面上にそれらの計測
点に対応させて1個又は複数個の開口(16A〜16
C)が形成された電極(15)と、この電極の開口(1
6A〜16C)の外側に配置されそれぞれその開口を通
過した2次電子、又は反射荷電粒子を検出する複数個の
検出器(17A〜17C)と、を有するものである。
チビーム検査装置は、例えば図1に示すように、試料
(6)上の複数の計測点(7A〜7C)に荷電粒子線を
照射する照射系(1〜4)と、その試料からの2次電
子、又は反射荷電粒子を集めるためにその試料に対して
凹の曲面を向けて配置され、この曲面上にそれらの計測
点に対応させて1個又は複数個の開口(16A〜16
C)が形成された電極(15)と、この電極の開口(1
6A〜16C)の外側に配置されそれぞれその開口を通
過した2次電子、又は反射荷電粒子を検出する複数個の
検出器(17A〜17C)と、を有するものである。
【0007】斯かる本発明によれば、電極(15)には
例えば試料(6)の表面よりも高い電位が付与される。
この場合、試料(6)上の複数の計測点(7A〜7C)
から放出される2次電子の軌道は、試料表面と正の電位
の電極(15)の曲面とが作る電界の凹レンズ作用によ
って、互いに反発する方向の軌道になることが、本発明
者による計算機シミュレーションの結果によって示され
ている。一方、同一の計測点から異なる角度方向へ放出
された2次電子は電極(15)の曲面が作る電界で加速
されるに従って凸レンズ作用を受け、あまり拡がること
なくその曲面の近傍まで加速される。この曲面には小さ
い開口(16A〜16C)が設けられ、これらの開口の
外側には例えば更に高い電位が付与された2次電子の検
出器(17A〜17C)があるため、開口(16A〜1
6C)から漏れる電界の凸レンズ作用で電極(15)の
曲面近傍まで走ってきた2次電子は、その凸レンズ作用
で集束されて殆どが開口(16A〜16C)を通過して
検出器(17A〜17C)に入射する。この結果、試料
表面は荷電粒子線による複数の計測点で並列に検査され
るため、欠陥検査等を高いスループットで行うことがで
きる。また、試料からの2次電子の代わりに反射荷電粒
子(反射電子等)を検出する場合でも同様である。更
に、2次電子及び反射荷電粒子の両方を検出することで
SN比が向上する。
例えば試料(6)の表面よりも高い電位が付与される。
この場合、試料(6)上の複数の計測点(7A〜7C)
から放出される2次電子の軌道は、試料表面と正の電位
の電極(15)の曲面とが作る電界の凹レンズ作用によ
って、互いに反発する方向の軌道になることが、本発明
者による計算機シミュレーションの結果によって示され
ている。一方、同一の計測点から異なる角度方向へ放出
された2次電子は電極(15)の曲面が作る電界で加速
されるに従って凸レンズ作用を受け、あまり拡がること
なくその曲面の近傍まで加速される。この曲面には小さ
い開口(16A〜16C)が設けられ、これらの開口の
外側には例えば更に高い電位が付与された2次電子の検
出器(17A〜17C)があるため、開口(16A〜1
6C)から漏れる電界の凸レンズ作用で電極(15)の
曲面近傍まで走ってきた2次電子は、その凸レンズ作用
で集束されて殆どが開口(16A〜16C)を通過して
検出器(17A〜17C)に入射する。この結果、試料
表面は荷電粒子線による複数の計測点で並列に検査され
るため、欠陥検査等を高いスループットで行うことがで
きる。また、試料からの2次電子の代わりに反射荷電粒
子(反射電子等)を検出する場合でも同様である。更
に、2次電子及び反射荷電粒子の両方を検出することで
SN比が向上する。
【0008】この場合、電極(15)が1個であるとき
にはこの電極(15)に複数個の開口を設けるが、電極
(15)を複数個設けて、各電極にそれぞれ1個の開口
を設けるようにしてもよい。また本発明において、その
照射系から試料(6)上に照射される荷電粒子線を走査
する荷電粒子線走査系(5)と、試料(6)上から電極
(15)に向けて放出される2次電子、又は反射荷電粒
子を荷電粒子線走査系(5)に同期して偏向する偏向系
(13)とを設けることが望ましい。荷電粒子線走査系
(5)によって、荷電粒子線が集束される複数の計測点
(7A〜7C)が試料表面で並列に、且つ高速に走査さ
れる。また、計測点の位置が変わったときでも、偏向系
(13)で各計測点からの2次電子、又は反射荷電粒子
を電極(15)上の対応する開口(16A〜16C)に
導くことによって、常に高いSN比の検出信号が得られ
る。
にはこの電極(15)に複数個の開口を設けるが、電極
(15)を複数個設けて、各電極にそれぞれ1個の開口
を設けるようにしてもよい。また本発明において、その
照射系から試料(6)上に照射される荷電粒子線を走査
する荷電粒子線走査系(5)と、試料(6)上から電極
(15)に向けて放出される2次電子、又は反射荷電粒
子を荷電粒子線走査系(5)に同期して偏向する偏向系
(13)とを設けることが望ましい。荷電粒子線走査系
(5)によって、荷電粒子線が集束される複数の計測点
(7A〜7C)が試料表面で並列に、且つ高速に走査さ
れる。また、計測点の位置が変わったときでも、偏向系
(13)で各計測点からの2次電子、又は反射荷電粒子
を電極(15)上の対応する開口(16A〜16C)に
導くことによって、常に高いSN比の検出信号が得られ
る。
【0009】また、電極(15)の曲面は球面の一部で
あることが望ましく、更にこの球面の中心が試料(6)
の表面より上に設定されていることが望ましい。その曲
面が球面であるときには、電極(15)の製造が容易で
あると共に、2次電子、又は反射荷電粒子の軌道を計算
するためのシミュレーションも容易である。また、その
球面の中心が試料表面より上にあるときには、電極(1
5)の電位が試料表面の電位より高いときに凹レンズ効
果が大きくなって、複数の計測点からの2次電子、又は
反射荷電粒子を分離し易くなる。
あることが望ましく、更にこの球面の中心が試料(6)
の表面より上に設定されていることが望ましい。その曲
面が球面であるときには、電極(15)の製造が容易で
あると共に、2次電子、又は反射荷電粒子の軌道を計算
するためのシミュレーションも容易である。また、その
球面の中心が試料表面より上にあるときには、電極(1
5)の電位が試料表面の電位より高いときに凹レンズ効
果が大きくなって、複数の計測点からの2次電子、又は
反射荷電粒子を分離し易くなる。
【0010】また、電極(15)は試料(6)よりも高
電位であることが望ましい。これによって、試料(6)
からの2次電子、又は反射荷電粒子が効率的に電極(1
5)に向かう。更に、検出器(17A〜17C)は電極
(15)よりも高電位であることが望ましい。これによ
って、電極(15)の開口(16A〜16C)付近では
凸レンズ効果が得られて、各計測点からの2次電子、又
は反射荷電粒子が効率的に対応する検出器に入射する。
電位であることが望ましい。これによって、試料(6)
からの2次電子、又は反射荷電粒子が効率的に電極(1
5)に向かう。更に、検出器(17A〜17C)は電極
(15)よりも高電位であることが望ましい。これによ
って、電極(15)の開口(16A〜16C)付近では
凸レンズ効果が得られて、各計測点からの2次電子、又
は反射荷電粒子が効率的に対応する検出器に入射する。
【0011】また、例えば図3に示すように、その照射
系(31A〜31C)、その電極(15A〜15C)、
及びその検出器(32A,33A〜32C,33C)を
その試料(6A)の表面に沿って複数組配置してもよ
い。この場合、電極(15A〜15C)の曲面に設ける
開口を大きくできるので、試料(6A)から上方に放出
された2次電子、又は反射荷電粒子は殆ど全て検出で
き、検出信号のSN比が改善される。また、電極(15
A〜15C)の個数と2次電子等の検出器の個数を増や
すことで検査工程のスループットを更に高めることがで
きる。
系(31A〜31C)、その電極(15A〜15C)、
及びその検出器(32A,33A〜32C,33C)を
その試料(6A)の表面に沿って複数組配置してもよ
い。この場合、電極(15A〜15C)の曲面に設ける
開口を大きくできるので、試料(6A)から上方に放出
された2次電子、又は反射荷電粒子は殆ど全て検出で
き、検出信号のSN比が改善される。また、電極(15
A〜15C)の個数と2次電子等の検出器の個数を増や
すことで検査工程のスループットを更に高めることがで
きる。
【0012】また、その照射系(1〜4;31A〜31
C)に対して相対的に試料(6;6A)を機械的に走査
する走査装置(9;9A)を設けることが望ましい。こ
の場合、例えば図3の場合に荷電粒子線走査系(5A〜
5C)が設けられているものとすると、荷電粒子線走査
系では試料表面に対してX方向に各計測点を走査し、走
査装置(9A)ではその照射系(31A〜31C)に対
して試料(6A)を、X方向に直交するY方向に連続的
に走査することによって、試料表面を荷電粒子線によっ
て高いスループットで2次元的に走査できる。その他
に、例えば図1の場合には、荷電粒子線走査系(5)に
よって所定範囲内で荷電粒子線を2次元的に走査した
後、走査装置(9)を介して試料(6)をX方向、Y方
向に所定ピッチでステップ移動する動作を繰り返すこと
で、試料(6)の全面を検査できる。
C)に対して相対的に試料(6;6A)を機械的に走査
する走査装置(9;9A)を設けることが望ましい。こ
の場合、例えば図3の場合に荷電粒子線走査系(5A〜
5C)が設けられているものとすると、荷電粒子線走査
系では試料表面に対してX方向に各計測点を走査し、走
査装置(9A)ではその照射系(31A〜31C)に対
して試料(6A)を、X方向に直交するY方向に連続的
に走査することによって、試料表面を荷電粒子線によっ
て高いスループットで2次元的に走査できる。その他
に、例えば図1の場合には、荷電粒子線走査系(5)に
よって所定範囲内で荷電粒子線を2次元的に走査した
後、走査装置(9)を介して試料(6)をX方向、Y方
向に所定ピッチでステップ移動する動作を繰り返すこと
で、試料(6)の全面を検査できる。
【0013】また、試料(6;6A)が表面に所定の回
路パターンが所定ピッチで周期的に形成された試料であ
る場合に、照射系(1〜4;31A〜31C)から試料
(6;6A)上に照射される荷電粒子線(計測点)のピ
ッチがその所定ピッチの整数分の1、又は整数倍(1倍
を含む)に設定されることが望ましい。計測点のピッチ
がその回路パターンの所定ピッチの整数分の1であると
きには、ほぼ計測点の個数分の参照信号を用意する必要
があるが、例えばその所定ピッチ移動する毎に同じ参照
信号を使用できるため、個々の参照信号の容量は少なく
ても良い。一方、計測点のピッチがその回路パターンの
所定ピッチの整数倍であるときには、参照信号は1個用
意するのみでよい。何れの場合でも、複数の計測点で並
列に検査が行われるため、スループットが高い。なお、
2次電子検出を中心に述べたが、反射荷電粒子も利用す
ると信号が大きくなり、SN比が改善されるので,より
高速の走査が可能になり、より高いスループットが期待
できる。
路パターンが所定ピッチで周期的に形成された試料であ
る場合に、照射系(1〜4;31A〜31C)から試料
(6;6A)上に照射される荷電粒子線(計測点)のピ
ッチがその所定ピッチの整数分の1、又は整数倍(1倍
を含む)に設定されることが望ましい。計測点のピッチ
がその回路パターンの所定ピッチの整数分の1であると
きには、ほぼ計測点の個数分の参照信号を用意する必要
があるが、例えばその所定ピッチ移動する毎に同じ参照
信号を使用できるため、個々の参照信号の容量は少なく
ても良い。一方、計測点のピッチがその回路パターンの
所定ピッチの整数倍であるときには、参照信号は1個用
意するのみでよい。何れの場合でも、複数の計測点で並
列に検査が行われるため、スループットが高い。なお、
2次電子検出を中心に述べたが、反射荷電粒子も利用す
ると信号が大きくなり、SN比が改善されるので,より
高速の走査が可能になり、より高いスループットが期待
できる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるマルチビーム
検査装置の第1の実施の形態につき図1、及び図2を参
照して説明する。本例は、走査型電子顕微鏡(SEM)
をマルチビーム化したものであり、以下では本例の検査
装置を「マルチチャンネルSEM」と呼ぶ。
検査装置の第1の実施の形態につき図1、及び図2を参
照して説明する。本例は、走査型電子顕微鏡(SEM)
をマルチビーム化したものであり、以下では本例の検査
装置を「マルチチャンネルSEM」と呼ぶ。
【0015】図1は本例のマルチチャンネルSEMの概
略構成を示し、この図1において、試料としてのウエハ
6の表面の法線に平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面
内で図1の紙面に平行にX軸を、図1の紙面に垂直にY
軸を取って説明する。先ず、電子銃1から放出された電
子線は、コンデンサレンズ2で集束されて、3×3個
(9個)の開口が形成されたアパーチャ板3に入射す
る。アパーチャ板3の9個の開口を通過した電子線(以
下、「1次電子」と呼ぶ)AEは、投影レンズ4を介し
てウエハ6の表面に入射する。この場合、ウエハ6の表
面とアパーチャ板3の配置面とは投影レンズ4に関して
ほぼ共役となっており、ウエハ6の表面の9個の計測点
にそれぞれ1次電子AEが集束される。但し、図1では
3個の計測点7A〜7Cのみが示されている。また、投
影レンズ4とウエハ6との間に、ウエハ6上で1次電子
AEを走査するための走査用偏向器5が配置されてい
る。装置全体の動作を統轄制御する主制御系11が、偏
向量設定器14を介して走査用偏向器5の偏向量を制御
している。
略構成を示し、この図1において、試料としてのウエハ
6の表面の法線に平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面
内で図1の紙面に平行にX軸を、図1の紙面に垂直にY
軸を取って説明する。先ず、電子銃1から放出された電
子線は、コンデンサレンズ2で集束されて、3×3個
(9個)の開口が形成されたアパーチャ板3に入射す
る。アパーチャ板3の9個の開口を通過した電子線(以
下、「1次電子」と呼ぶ)AEは、投影レンズ4を介し
てウエハ6の表面に入射する。この場合、ウエハ6の表
面とアパーチャ板3の配置面とは投影レンズ4に関して
ほぼ共役となっており、ウエハ6の表面の9個の計測点
にそれぞれ1次電子AEが集束される。但し、図1では
3個の計測点7A〜7Cのみが示されている。また、投
影レンズ4とウエハ6との間に、ウエハ6上で1次電子
AEを走査するための走査用偏向器5が配置されてい
る。装置全体の動作を統轄制御する主制御系11が、偏
向量設定器14を介して走査用偏向器5の偏向量を制御
している。
【0016】図2は、ウエハ6上の9個の計測点7A〜
7Iを示し、この図2において、計測点7A〜7IはX
方向にピッチSX、Y方向にピッチSYの3行×3列で
配置され、ピッチSX及びSYはそれぞれ一例として1
mm程度である。また、本例のウエハ6上には、X方向
にピッチSXの3倍のピッチPX、Y方向にピッチSY
の3倍のピッチPYで周期的なパターンが形成されてい
る。従って、ウエハ6上の1次電子による計測点7A〜
7Iの配列ピッチは、ウエハ6上の周期的なパターンの
ピッチの1/3である。また、図1の走査用偏向器5に
よって各計測点(1次電子の集束点)7A〜7Iがそれ
ぞれ幅SX×幅SYの領域を2次元的に走査するように
構成され、各計測点7A〜7Iからそれぞれ2次電子が
発生する。
7Iを示し、この図2において、計測点7A〜7IはX
方向にピッチSX、Y方向にピッチSYの3行×3列で
配置され、ピッチSX及びSYはそれぞれ一例として1
mm程度である。また、本例のウエハ6上には、X方向
にピッチSXの3倍のピッチPX、Y方向にピッチSY
の3倍のピッチPYで周期的なパターンが形成されてい
る。従って、ウエハ6上の1次電子による計測点7A〜
7Iの配列ピッチは、ウエハ6上の周期的なパターンの
ピッチの1/3である。また、図1の走査用偏向器5に
よって各計測点(1次電子の集束点)7A〜7Iがそれ
ぞれ幅SX×幅SYの領域を2次元的に走査するように
構成され、各計測点7A〜7Iからそれぞれ2次電子が
発生する。
【0017】図1に戻り、ウエハ6は可動ステージ8上
に保持され、可動ステージ8は駆動装置9を介してベー
ス10上に載置されている。駆動装置9は、例えば送り
ねじ、及び駆動モータ等から構成され、駆動装置9によ
って可動ステージ8がX方向、及びY方向にステップ移
動する。可動ステージ8の位置は例えば不図示のレーザ
干渉計によってモニタされており、その位置情報が主制
御系11に供給され、主制御系11はドライバ12を介
して駆動装置9の動作を制御する。また、可動ステージ
8の底部のベース10上にウエハ6に近接して、ウエハ
6から発生する2次電子を2次元的に偏向するための偏
向器13が設けられている。偏向器13による偏向量も
主制御系11が偏向量設定器14を介して設定する。
に保持され、可動ステージ8は駆動装置9を介してベー
ス10上に載置されている。駆動装置9は、例えば送り
ねじ、及び駆動モータ等から構成され、駆動装置9によ
って可動ステージ8がX方向、及びY方向にステップ移
動する。可動ステージ8の位置は例えば不図示のレーザ
干渉計によってモニタされており、その位置情報が主制
御系11に供給され、主制御系11はドライバ12を介
して駆動装置9の動作を制御する。また、可動ステージ
8の底部のベース10上にウエハ6に近接して、ウエハ
6から発生する2次電子を2次元的に偏向するための偏
向器13が設けられている。偏向器13による偏向量も
主制御系11が偏向量設定器14を介して設定する。
【0018】ウエハ6の上方に球殻状の導電体よりなる
曲面形状の電極15が配置されている。電極15の内面
はウエハ6に対して凹の球面の一部であり、一例として
その球面の半径は4mmで、その球面の中心15aはウ
エハ6の表面から2mm上方に(Z方向に)位置してい
る。また、ウエハ6の電位は0(接地)であり、電極1
5には1000Vの正電圧が印加されている。更に、電
極15にはウエハ6上の9個の計測点に対応して9個の
小さい開口が形成され、これらの開口の外側にこれらの
開口を通過した2次電子を検出するための2次電子検出
器が配置されている。但し、図1では、ウエハ6上の3
個の計測点7A〜7Cに対応する3個の開口16A〜1
6C、及び3個の2次電子検出器17A〜17Cのみが
示されている。以下では、3個の2次電子検出器17A
〜17Cについて説明するが、他の6個の2次電子検出
器についても同様である。2次電子検出器17A〜17
Cとしては、本例では電極に例えば10kVの正電圧が
印加されたマイクロ・チャンネル・プレートを使用す
る。それ以外に、2次電子検出器17A〜17Cとして
は、プラスチック・シンチレータ等も使用できる。
曲面形状の電極15が配置されている。電極15の内面
はウエハ6に対して凹の球面の一部であり、一例として
その球面の半径は4mmで、その球面の中心15aはウ
エハ6の表面から2mm上方に(Z方向に)位置してい
る。また、ウエハ6の電位は0(接地)であり、電極1
5には1000Vの正電圧が印加されている。更に、電
極15にはウエハ6上の9個の計測点に対応して9個の
小さい開口が形成され、これらの開口の外側にこれらの
開口を通過した2次電子を検出するための2次電子検出
器が配置されている。但し、図1では、ウエハ6上の3
個の計測点7A〜7Cに対応する3個の開口16A〜1
6C、及び3個の2次電子検出器17A〜17Cのみが
示されている。以下では、3個の2次電子検出器17A
〜17Cについて説明するが、他の6個の2次電子検出
器についても同様である。2次電子検出器17A〜17
Cとしては、本例では電極に例えば10kVの正電圧が
印加されたマイクロ・チャンネル・プレートを使用す
る。それ以外に、2次電子検出器17A〜17Cとして
は、プラスチック・シンチレータ等も使用できる。
【0019】2次電子検出器17A〜17Cの検出信号
はそれぞれ増幅整形器18A〜18Cを介して増幅、及
び2値信号への変換が行われた後、波形比較器19A〜
19Cの一方の入力部に供給される。このとき、主制御
系11は現在計測点7A〜7Cが位置する回路パターン
の設計データを波形生成器20に供給し、波形生成器2
0は検査対象の回路パターンに対応する2値の参照信号
を生成して波形比較器19A〜19Cの他方の入力部に
供給する。波形比較器19A〜19Cは、それぞれ検出
信号と参照信号とを比較して、検出信号と参照信号とが
所定の長さ以上の領域で異なる場合にハイレベル”1”
となり、それ以外の領域ではローレベル”0”となるエ
ラー信号を生成し、このエラー信号をそれぞれエラーメ
モリ21に供給する。エラーメモリ21では、ウエハ6
上での計測点7A〜7Cの位置に対応させてエラー信号
を記憶し、主制御系11はエラーメモリ21からエラー
信号を読み出して、エラー信号がハイレベル”1”とな
っている領域、即ち回路パターンに欠陥があると予想さ
れる領域を検出し、検出された欠陥領域を不図示の表示
装置に表示する。
はそれぞれ増幅整形器18A〜18Cを介して増幅、及
び2値信号への変換が行われた後、波形比較器19A〜
19Cの一方の入力部に供給される。このとき、主制御
系11は現在計測点7A〜7Cが位置する回路パターン
の設計データを波形生成器20に供給し、波形生成器2
0は検査対象の回路パターンに対応する2値の参照信号
を生成して波形比較器19A〜19Cの他方の入力部に
供給する。波形比較器19A〜19Cは、それぞれ検出
信号と参照信号とを比較して、検出信号と参照信号とが
所定の長さ以上の領域で異なる場合にハイレベル”1”
となり、それ以外の領域ではローレベル”0”となるエ
ラー信号を生成し、このエラー信号をそれぞれエラーメ
モリ21に供給する。エラーメモリ21では、ウエハ6
上での計測点7A〜7Cの位置に対応させてエラー信号
を記憶し、主制御系11はエラーメモリ21からエラー
信号を読み出して、エラー信号がハイレベル”1”とな
っている領域、即ち回路パターンに欠陥があると予想さ
れる領域を検出し、検出された欠陥領域を不図示の表示
装置に表示する。
【0020】次に、本例のマルチチャンネルSEMによ
る欠陥検査動作につき説明する。先ず、主制御系11は
可動ステージ8を駆動して、ウエハ6上の最初の検査領
域を1次電子AEの照射領域に移動した後、走査用偏向
器5を動作させて図2の矢印で示すように、1次電子の
集束点である計測点7A〜7Iを並列にそれぞれウエハ
6上の隣接する幅SX×幅SYの領域内で2次元的に走
査する。その走査用偏向器5による1次電子の走査と同
期して主制御系11は、偏向器13を介してウエハ6上
の計測点7A〜7Iから発生する2次電子が、それぞれ
電極15の対応する開口の方向に進むようにその2次電
子を偏向する。2次電子のエネルギーは1次電子に比べ
て小さいため、ウエハステージ8の底部の偏向器13に
よってその2次電子をほぼ対応する開口の方向に偏向で
きる。また、主制御系11では、計測点7A〜7Iが位
置する回路パターンの設計データを波形生成器20に供
給する。
る欠陥検査動作につき説明する。先ず、主制御系11は
可動ステージ8を駆動して、ウエハ6上の最初の検査領
域を1次電子AEの照射領域に移動した後、走査用偏向
器5を動作させて図2の矢印で示すように、1次電子の
集束点である計測点7A〜7Iを並列にそれぞれウエハ
6上の隣接する幅SX×幅SYの領域内で2次元的に走
査する。その走査用偏向器5による1次電子の走査と同
期して主制御系11は、偏向器13を介してウエハ6上
の計測点7A〜7Iから発生する2次電子が、それぞれ
電極15の対応する開口の方向に進むようにその2次電
子を偏向する。2次電子のエネルギーは1次電子に比べ
て小さいため、ウエハステージ8の底部の偏向器13に
よってその2次電子をほぼ対応する開口の方向に偏向で
きる。また、主制御系11では、計測点7A〜7Iが位
置する回路パターンの設計データを波形生成器20に供
給する。
【0021】図1において、ウエハ6上の9個の計測点
(以下、3個の計測点7A〜7Cで代表する)から放出
された2次電子BEは、正電位を持つ電極15により加
速され、それぞれその電極15に設けられた開口16A
〜16Cに向かう。この場合、電極15の球面の中心1
5aはウエハ6の表面より高い位置に設定されているた
め、電極15の凹レンズ効果によって各計測点7A〜7
Cからの2次電子は反発するような軌道に沿ってそれぞ
れ対応する開口16A〜16Cに向かう。開口16A〜
16Cの位置を電極15の内側の球面のどの位置に設け
ればよいかは、予め計算機シミュレーションによって求
められている。開口16A〜16Cの近くまできた2次
電子BEは、それぞれ開口の外側に置かれた2次電子検
出器17A〜17Cの電極に印加された正電位が作る凸
レンズ作用によって大部分はその開口を透過して、2次
電子検出器17A〜17Cに捕捉される。この際に、走
査用偏向器5によって計測点7A〜7Cの位置が変化し
ても、この変化を相殺するように偏向器13で2次電子
BEを偏向しているため、各計測点7A〜7Cから発生
する2次電子は常に対応する2次電子検出器17A〜1
7Cに入射する。
(以下、3個の計測点7A〜7Cで代表する)から放出
された2次電子BEは、正電位を持つ電極15により加
速され、それぞれその電極15に設けられた開口16A
〜16Cに向かう。この場合、電極15の球面の中心1
5aはウエハ6の表面より高い位置に設定されているた
め、電極15の凹レンズ効果によって各計測点7A〜7
Cからの2次電子は反発するような軌道に沿ってそれぞ
れ対応する開口16A〜16Cに向かう。開口16A〜
16Cの位置を電極15の内側の球面のどの位置に設け
ればよいかは、予め計算機シミュレーションによって求
められている。開口16A〜16Cの近くまできた2次
電子BEは、それぞれ開口の外側に置かれた2次電子検
出器17A〜17Cの電極に印加された正電位が作る凸
レンズ作用によって大部分はその開口を透過して、2次
電子検出器17A〜17Cに捕捉される。この際に、走
査用偏向器5によって計測点7A〜7Cの位置が変化し
ても、この変化を相殺するように偏向器13で2次電子
BEを偏向しているため、各計測点7A〜7Cから発生
する2次電子は常に対応する2次電子検出器17A〜1
7Cに入射する。
【0022】そして、2次電子検出器17A〜17Cの
検出信号は増幅整形器18A〜18Cを介して波形比較
器19A〜19Cに供給され、波形比較器19A〜19
Cでそれらの検出信号を波形生成器20から供給される
参照信号と比較することによってエラー信号が生成さ
れ、これらのエラー信号がエラーメモリ21に供給され
る。また、図2において、各計測点7A〜7Iの走査が
終了した後、図1の主制御系11は駆動装置9を介して
可動ステージ8を駆動することによってウエハ6をX方
向にPX、又はY方向にPYだけステップ移動させた
後、再び上述の各計測点7A〜7Iの走査を行ってエラ
ーメモリ21にエラー信号を格納させるという動作を、
ウエハ6上の全面の走査が終了するまで繰り返す。その
後、主制御系11は、エラーメモリ21からウエハ6上
の位置に応じたエラー信号を読み出して、ウエハ6上で
欠陥が存在する欠陥領域を検出し、検出された欠陥領域
を不図示の表示装置に表示する。
検出信号は増幅整形器18A〜18Cを介して波形比較
器19A〜19Cに供給され、波形比較器19A〜19
Cでそれらの検出信号を波形生成器20から供給される
参照信号と比較することによってエラー信号が生成さ
れ、これらのエラー信号がエラーメモリ21に供給され
る。また、図2において、各計測点7A〜7Iの走査が
終了した後、図1の主制御系11は駆動装置9を介して
可動ステージ8を駆動することによってウエハ6をX方
向にPX、又はY方向にPYだけステップ移動させた
後、再び上述の各計測点7A〜7Iの走査を行ってエラ
ーメモリ21にエラー信号を格納させるという動作を、
ウエハ6上の全面の走査が終了するまで繰り返す。その
後、主制御系11は、エラーメモリ21からウエハ6上
の位置に応じたエラー信号を読み出して、ウエハ6上で
欠陥が存在する欠陥領域を検出し、検出された欠陥領域
を不図示の表示装置に表示する。
【0023】上述のように本例のマルチチャンネルSE
Mによれば、ウエハ6の表面に9個の計測点7A〜7I
が設定され、これらの計測点をウエハ上で並列に走査し
て欠陥検査を行っている。従って、従来のように1次電
子の1つの集束点で試料を走査する場合と比べて検査時
間が大幅に短縮され、検査工程のスループットが大きく
向上している。
Mによれば、ウエハ6の表面に9個の計測点7A〜7I
が設定され、これらの計測点をウエハ上で並列に走査し
て欠陥検査を行っている。従って、従来のように1次電
子の1つの集束点で試料を走査する場合と比べて検査時
間が大幅に短縮され、検査工程のスループットが大きく
向上している。
【0024】また、図2に示したように、本例の1次電
子による計測点7A〜7Iは、ウエハ6上の周期的な回
路パターンのピッチPX,PYの1/3のピッチSX,
SYで配置されている。従って、1回の走査が終了して
ウエハ6をX方向に幅PX、又はY方向に幅PYだけ移
動した際に、図1の波形生成器20から波形比較器19
A〜19Cに供給する参照信号は、その直前の走査時に
供給した参照信号と同じ信号でよい。即ち、参照信号の
生成が容易であり、欠陥検査時の制御シーケンスが簡素
化できる。
子による計測点7A〜7Iは、ウエハ6上の周期的な回
路パターンのピッチPX,PYの1/3のピッチSX,
SYで配置されている。従って、1回の走査が終了して
ウエハ6をX方向に幅PX、又はY方向に幅PYだけ移
動した際に、図1の波形生成器20から波形比較器19
A〜19Cに供給する参照信号は、その直前の走査時に
供給した参照信号と同じ信号でよい。即ち、参照信号の
生成が容易であり、欠陥検査時の制御シーケンスが簡素
化できる。
【0025】なお、図2では計測点7A〜7Iの配列ピ
ッチSX,SYは、ウエハ6上の周期的な回路パターン
(例えば1つのチップパターン)のピッチPX,PYの
1/3に設定されているが、その配列ピッチSX,SY
を周期的な回路パターンのピッチそのもの、又はこのピ
ッチの整数倍に設定しても良い。この場合には、各計測
点7A〜7Iで互いに同一の回路パターンが検査対象と
なるため、図1において波形生成器20は信号比較器1
9A〜19Cに対して同一の参照信号を供給すればよい
ことになる。従って、波形生成器20が簡素化できると
共に、欠陥検査時の制御シーケンスも更に簡素化でき
る。但し、ウエハ6上の周期的な回路パターンのピッチ
が大きい場合には、図2に示すように計測点7A〜7I
の配列ピッチSX,SYを、その周期的な回路パターン
のピッチPX,PYの整数分の1に設定すればよい。
ッチSX,SYは、ウエハ6上の周期的な回路パターン
(例えば1つのチップパターン)のピッチPX,PYの
1/3に設定されているが、その配列ピッチSX,SY
を周期的な回路パターンのピッチそのもの、又はこのピ
ッチの整数倍に設定しても良い。この場合には、各計測
点7A〜7Iで互いに同一の回路パターンが検査対象と
なるため、図1において波形生成器20は信号比較器1
9A〜19Cに対して同一の参照信号を供給すればよい
ことになる。従って、波形生成器20が簡素化できると
共に、欠陥検査時の制御シーケンスも更に簡素化でき
る。但し、ウエハ6上の周期的な回路パターンのピッチ
が大きい場合には、図2に示すように計測点7A〜7I
の配列ピッチSX,SYを、その周期的な回路パターン
のピッチPX,PYの整数分の1に設定すればよい。
【0026】次に、本発明の第2の実施の形態につき図
3〜図5を参照して説明する。本例も走査型電子顕微鏡
をマルチビーム化したものであるが、本例では更に電子
的な走査と機械的な走査とを組み合わせて検査工程のス
ループットを高めている。図3は、本例のマルチチャン
ネルSEMを示し、この図3において、図1の電子銃1
〜投影レンズ4までの照射系とそれぞれ同様の構成の
(但し、アパーチャ板中の開口は2つでよい)3個の照
射系31A〜31CがX方向にピッチPB(図4参照)
で配置され、照射系31A〜31Cに対応してそれぞれ
同一の、且つ1000V程度の電位が与えられた球殻状
の電極15A〜15Cが配置されている。ピッチPBは
一例として10mm程度である。また、照射系31A〜
31Cとウエハ6Aとの間にそれぞれ走査用偏向器5A
〜5Cが配置されている。
3〜図5を参照して説明する。本例も走査型電子顕微鏡
をマルチビーム化したものであるが、本例では更に電子
的な走査と機械的な走査とを組み合わせて検査工程のス
ループットを高めている。図3は、本例のマルチチャン
ネルSEMを示し、この図3において、図1の電子銃1
〜投影レンズ4までの照射系とそれぞれ同様の構成の
(但し、アパーチャ板中の開口は2つでよい)3個の照
射系31A〜31CがX方向にピッチPB(図4参照)
で配置され、照射系31A〜31Cに対応してそれぞれ
同一の、且つ1000V程度の電位が与えられた球殻状
の電極15A〜15Cが配置されている。ピッチPBは
一例として10mm程度である。また、照射系31A〜
31Cとウエハ6Aとの間にそれぞれ走査用偏向器5A
〜5Cが配置されている。
【0027】そして、照射系31Aから、ウエハ6A上
でX方向に間隔PA(図4参照)だけ離れた2つの計測
点41A,42Aに細く絞られた1次電子が照射されて
いる。計測点41A,42Aは走査用偏向器5Aによっ
て、それぞれX方向に幅DXの検査領域38A,39A
内でX方向に走査される。計測点41A,42Aの間隔
PAを例えば2mmとすると、検査領域38A,39A
の幅DXは1.1mm程度に設定されている。これは後
述のように、検査領域の境界部を重複して走査すること
によって、その境界部での誤検出を防止するためであ
る。
でX方向に間隔PA(図4参照)だけ離れた2つの計測
点41A,42Aに細く絞られた1次電子が照射されて
いる。計測点41A,42Aは走査用偏向器5Aによっ
て、それぞれX方向に幅DXの検査領域38A,39A
内でX方向に走査される。計測点41A,42Aの間隔
PAを例えば2mmとすると、検査領域38A,39A
の幅DXは1.1mm程度に設定されている。これは後
述のように、検査領域の境界部を重複して走査すること
によって、その境界部での誤検出を防止するためであ
る。
【0028】図3において、ウエハ6A上の計測点41
A,42Aのほぼ上方に位置する電極15Aには計測点
41A,42Aに対応して2つの開口15Aa,15A
bが形成され、これらの開口の外側に2次電子検出器3
2A,33Aが配置されている。電極15Aの内側の球
面の中心もウエハ6Aの表面の上方に設定され、電極1
5Aの2つの開口15Aa,15Abの間隔はほぼ3m
mである。開口15Aa,15Abは、図1の電極15
に設けられた開口16A〜16Cに比べて大きく設定さ
れ、走査用偏向器5Aによって計測点41A,42Aを
検査領域38A,39A内で走査したときでも、計測点
41A,41Bから発生する2次電子がそれぞれ開口1
5Aa,15Abに入射するようになっている。
A,42Aのほぼ上方に位置する電極15Aには計測点
41A,42Aに対応して2つの開口15Aa,15A
bが形成され、これらの開口の外側に2次電子検出器3
2A,33Aが配置されている。電極15Aの内側の球
面の中心もウエハ6Aの表面の上方に設定され、電極1
5Aの2つの開口15Aa,15Abの間隔はほぼ3m
mである。開口15Aa,15Abは、図1の電極15
に設けられた開口16A〜16Cに比べて大きく設定さ
れ、走査用偏向器5Aによって計測点41A,42Aを
検査領域38A,39A内で走査したときでも、計測点
41A,41Bから発生する2次電子がそれぞれ開口1
5Aa,15Abに入射するようになっている。
【0029】他の電極15B及び15Cの2つの開口付
近にもそれぞれ2次電子検出器32B,33B及び32
C,33Cが配置され、電極15Bは検査領域38B,
39B内の計測点からの2次電子を検出し、電極15C
は検査領域38C,39C内の計測点からの2次電子を
検出する。図4(a)はウエハ6A上の検査領域の配置
を示し、この図4(a)において、本例のウエハ6A上
にはX方向にピッチPBで周期的な回路パターン(チッ
プパターン)が形成されている。また、本例のマルチチ
ャンネルSEMによる第1組の検査領域38A,39
A、第2組の検査領域38B,39B及び第3組の検査
領域38C,39CもX方向にピッチPBで配置され、
且つ検査領域38A,39A,38B,39B,38
C,39CのそれぞれのX方向の幅DXは同一である。
また、図3の走査用偏向器5A〜5Cによって、各計測
点(1次電子の集束点)は検査領域38A,39A〜3
8C,39C内で矢印45で示すように、それぞれX方
向に走査される。
近にもそれぞれ2次電子検出器32B,33B及び32
C,33Cが配置され、電極15Bは検査領域38B,
39B内の計測点からの2次電子を検出し、電極15C
は検査領域38C,39C内の計測点からの2次電子を
検出する。図4(a)はウエハ6A上の検査領域の配置
を示し、この図4(a)において、本例のウエハ6A上
にはX方向にピッチPBで周期的な回路パターン(チッ
プパターン)が形成されている。また、本例のマルチチ
ャンネルSEMによる第1組の検査領域38A,39
A、第2組の検査領域38B,39B及び第3組の検査
領域38C,39CもX方向にピッチPBで配置され、
且つ検査領域38A,39A,38B,39B,38
C,39CのそれぞれのX方向の幅DXは同一である。
また、図3の走査用偏向器5A〜5Cによって、各計測
点(1次電子の集束点)は検査領域38A,39A〜3
8C,39C内で矢印45で示すように、それぞれX方
向に走査される。
【0030】図3に戻り、ウエハ6Aは可動ステージ8
A上に載置され、可動ステージ8Aは駆動装置9Aによ
ってベース上でX方向にステップ移動し、Y方向に連続
移動できるように構成されている。可動ステージ8Aの
座標も不図示のレーザ干渉計によって計測され、計測結
果が主制御系11Aに供給され、主制御系11Aはドラ
イバ12Aを介して駆動装置9Aの動作を制御してい
る。
A上に載置され、可動ステージ8Aは駆動装置9Aによ
ってベース上でX方向にステップ移動し、Y方向に連続
移動できるように構成されている。可動ステージ8Aの
座標も不図示のレーザ干渉計によって計測され、計測結
果が主制御系11Aに供給され、主制御系11Aはドラ
イバ12Aを介して駆動装置9Aの動作を制御してい
る。
【0031】また、3組の2次電子検出器32A,33
A〜32C,33Cの検出信号はそれぞれ増幅整形器3
4A,35A〜34C,35Cを介して波形比較器36
A,37A〜36C,37Cの一方の入力部に供給さ
れ、波形比較器36A,37A〜36C,37Cの他方
の入力部には、主制御系11Aから波形生成器20Aを
介して参照信号が供給されている。この際に本例では、
図4(a)で示したように、第1組の検査領域38A,
39A〜第3組の検査領域38C,39Cは互いに同一
の回路パターン上に存在するため、図3の波形生成器2
0Aから波形比較器36A,36B,36Cに供給する
参照信号は同一の信号であり、波形比較器37A,37
B,37Cに供給する参照信号も同一の信号である。こ
れによって、3組の波形比較器36A,37A〜36
C,37Cに互いに異なる参照信号を供給する場合に比
べて波形生成器20Aの回路構成が1/3で済み、検査
回路が簡素化されている。波形比較器36A,37A〜
36C,37Cは図1の波形比較器19Aと同様にエラ
ー信号を生成してエラーメモリ21Cに供給し、主制御
系11Aは必要に応じてエラーメモリ21C内のエラー
信号を読み出せる構成となっている。
A〜32C,33Cの検出信号はそれぞれ増幅整形器3
4A,35A〜34C,35Cを介して波形比較器36
A,37A〜36C,37Cの一方の入力部に供給さ
れ、波形比較器36A,37A〜36C,37Cの他方
の入力部には、主制御系11Aから波形生成器20Aを
介して参照信号が供給されている。この際に本例では、
図4(a)で示したように、第1組の検査領域38A,
39A〜第3組の検査領域38C,39Cは互いに同一
の回路パターン上に存在するため、図3の波形生成器2
0Aから波形比較器36A,36B,36Cに供給する
参照信号は同一の信号であり、波形比較器37A,37
B,37Cに供給する参照信号も同一の信号である。こ
れによって、3組の波形比較器36A,37A〜36
C,37Cに互いに異なる参照信号を供給する場合に比
べて波形生成器20Aの回路構成が1/3で済み、検査
回路が簡素化されている。波形比較器36A,37A〜
36C,37Cは図1の波形比較器19Aと同様にエラ
ー信号を生成してエラーメモリ21Cに供給し、主制御
系11Aは必要に応じてエラーメモリ21C内のエラー
信号を読み出せる構成となっている。
【0032】次に、本例の欠陥検査動作につき説明す
る。先ず、図3の走査用偏向器5A〜5Cを動作させ
て、ウエハ6A上の検査領域38A,39A〜38C,
39C内でそれぞれ1次電子の計測点をX方向に走査し
ながら、可動ステージ8Aを−Y方向に連続的に移動す
る。これによって、図4(a)に矢印46で示すよう
に、電子的にX方向に走査される計測点はそれぞれ検査
領域38A,39A〜38C,39C内を+Y方向に走
査する。この際に、図3の主制御系11Aでは検査領域
内の回路パターンの設計データを波形生成器20Aに供
給し、波形生成器20Aでは対応する参照信号を波形比
較器36A,37A〜36C,37Cに供給し、波形比
較器36A,37A〜36C,37Cはそれぞれ検査領
域38A,39A〜38C,39Cのエラー信号をエラ
ーメモリ21Cに供給し、図1の実施の形態と同様に欠
陥検査が行われる。
る。先ず、図3の走査用偏向器5A〜5Cを動作させ
て、ウエハ6A上の検査領域38A,39A〜38C,
39C内でそれぞれ1次電子の計測点をX方向に走査し
ながら、可動ステージ8Aを−Y方向に連続的に移動す
る。これによって、図4(a)に矢印46で示すよう
に、電子的にX方向に走査される計測点はそれぞれ検査
領域38A,39A〜38C,39C内を+Y方向に走
査する。この際に、図3の主制御系11Aでは検査領域
内の回路パターンの設計データを波形生成器20Aに供
給し、波形生成器20Aでは対応する参照信号を波形比
較器36A,37A〜36C,37Cに供給し、波形比
較器36A,37A〜36C,37Cはそれぞれ検査領
域38A,39A〜38C,39Cのエラー信号をエラ
ーメモリ21Cに供給し、図1の実施の形態と同様に欠
陥検査が行われる。
【0033】その検査領域38A,39A〜38C,3
9Cの走査が終わった後、可動ステージ8Aを−X方向
にステップ移動させて、図4(b)に示すように、ウエ
ハ6Aを−X方向にPA/2だけ移動する。そして、既
に検査の終了した斜線を施した検査領域に隣接する次の
検査領域41A,42A〜43C,44C内でそれぞれ
1次電子の計測点を電子的にX方向に走査しながら、可
動ステージ8Aを+Y方向に連続移動することによっ
て、それらの計測点を検査領域41A,42A〜43
C,44C内でそれぞれ−Y方向に走査する。この際に
も、エラーメモリ21Cにエラー信号が格納される。ま
た、本例では検査領域38A,39A及び43A,44
Aの幅DXは1.1mmであり、それらの検査領域の中
心の間隔PAは2mmであるため、図4(b)におい
て、検査領域38Aと検査領域41Aとの境界部、及び
その他の境界部はそれぞれ幅1mm程度の領域で1次電
子によって重複走査されている。これによって、境界部
での誤検出が防止されている。
9Cの走査が終わった後、可動ステージ8Aを−X方向
にステップ移動させて、図4(b)に示すように、ウエ
ハ6Aを−X方向にPA/2だけ移動する。そして、既
に検査の終了した斜線を施した検査領域に隣接する次の
検査領域41A,42A〜43C,44C内でそれぞれ
1次電子の計測点を電子的にX方向に走査しながら、可
動ステージ8Aを+Y方向に連続移動することによっ
て、それらの計測点を検査領域41A,42A〜43
C,44C内でそれぞれ−Y方向に走査する。この際に
も、エラーメモリ21Cにエラー信号が格納される。ま
た、本例では検査領域38A,39A及び43A,44
Aの幅DXは1.1mmであり、それらの検査領域の中
心の間隔PAは2mmであるため、図4(b)におい
て、検査領域38Aと検査領域41Aとの境界部、及び
その他の境界部はそれぞれ幅1mm程度の領域で1次電
子によって重複走査されている。これによって、境界部
での誤検出が防止されている。
【0034】そして、検査領域41A,42A〜43
C,44Cの走査が終了した後、これまでに検査が終了
した領域を検査済み領域47A〜47Cとすると、可動
ステージ8Aを−X方向に(3/2)PA(本例では3
mm)だけステップ移動することによって、図5に示す
ように、ウエハ6A上で検査済み領域47A〜47Cに
隣接する検査領域48A,49A〜48C,49Cに図
3の1次電子の計測点が設定される。そこで、走査用偏
向器5A〜5Cを介して計測点をX方向に走査しなが
ら、可動ステージ8Aを介してウエハ6Aを−Y方向に
連続移動することによって、それらの計測点で検査領域
48A,49A〜48C,49Cが+Y方向に走査され
る。このような動作を繰り返すことによって、ウエハ6
Aの全面の欠陥検査が行われる。
C,44Cの走査が終了した後、これまでに検査が終了
した領域を検査済み領域47A〜47Cとすると、可動
ステージ8Aを−X方向に(3/2)PA(本例では3
mm)だけステップ移動することによって、図5に示す
ように、ウエハ6A上で検査済み領域47A〜47Cに
隣接する検査領域48A,49A〜48C,49Cに図
3の1次電子の計測点が設定される。そこで、走査用偏
向器5A〜5Cを介して計測点をX方向に走査しなが
ら、可動ステージ8Aを介してウエハ6Aを−Y方向に
連続移動することによって、それらの計測点で検査領域
48A,49A〜48C,49Cが+Y方向に走査され
る。このような動作を繰り返すことによって、ウエハ6
Aの全面の欠陥検査が行われる。
【0035】このように本例によれば、各検査領域内で
1次電子を電子的、及び機械的に走査しているため、高
いスループットで欠陥検査を行うことができる。また、
図4(a)に示すように、1つの電極に対応する計測点
41A,42Aの中心間隔PAに比べて電子的な走査の
幅DXは約1/2であるため、電子的な走査を行っても
計測点41A,42Aからの2次電子はそれぞれ確実に
図3の電極15Aの開口15Aa,15Abに入射す
る。従って、異なる計測点からの2次電子の信号が混じ
ることがないため、正確に欠陥検出を行うことができ
る。
1次電子を電子的、及び機械的に走査しているため、高
いスループットで欠陥検査を行うことができる。また、
図4(a)に示すように、1つの電極に対応する計測点
41A,42Aの中心間隔PAに比べて電子的な走査の
幅DXは約1/2であるため、電子的な走査を行っても
計測点41A,42Aからの2次電子はそれぞれ確実に
図3の電極15Aの開口15Aa,15Abに入射す
る。従って、異なる計測点からの2次電子の信号が混じ
ることがないため、正確に欠陥検出を行うことができ
る。
【0036】なお、上述の実施の形態では曲面形状の電
極15,15A〜15Cにはそれぞれ複数の開口が形成
されている。しかしながら、例えば図3に示すように、
複数の電極15A〜15Cを使用するような場合には、
1つの電極15A〜15Cにそれぞれ1つの開口を設け
るようにしてもよい。この場合、対応する照射系31A
〜31Cからはそれぞれ1つの計測点に1次電子が照射
されるが、全体としては複数の電子線で並列に欠陥検査
が行われるため、従来のように1本の電子線のみを走査
する場合に比べてスループットは向上する。
極15,15A〜15Cにはそれぞれ複数の開口が形成
されている。しかしながら、例えば図3に示すように、
複数の電極15A〜15Cを使用するような場合には、
1つの電極15A〜15Cにそれぞれ1つの開口を設け
るようにしてもよい。この場合、対応する照射系31A
〜31Cからはそれぞれ1つの計測点に1次電子が照射
されるが、全体としては複数の電子線で並列に欠陥検査
が行われるため、従来のように1本の電子線のみを走査
する場合に比べてスループットは向上する。
【0037】なお、上述の実施の形態では、ウエハ6,
6Aからの2次電子を検出しているが、更に反射電子を
も検出するようにしてもよい。これによって検出信号の
SN比が改善される。このように、本発明は上述の実施
の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の構成を取り得る。
6Aからの2次電子を検出しているが、更に反射電子を
も検出するようにしてもよい。これによって検出信号の
SN比が改善される。このように、本発明は上述の実施
の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の構成を取り得る。
【0038】
【発明の効果】本発明のマルチビーム検査装置によれ
ば、複数の計測点に並列に荷電粒子線が照射されるた
め、高いスループットで試料の欠陥検査等が行える利点
がある。また、照射系からその試料上に照射される荷電
粒子線を走査する荷電粒子線走査系と、その試料上から
電極に向けて放出される2次電子、又は反射荷電粒子を
その荷電粒子線走査系に同期して偏向する偏向系とを設
けた場合には、荷電粒子線を電子的に高速に走査でき、
検査速度が向上する。更に、荷電粒子線を走査しても、
各計測点からの2次電子、又は反射荷電粒子がその電極
内の対応する開口に正確に導かれるため、正確に検査が
行われる。
ば、複数の計測点に並列に荷電粒子線が照射されるた
め、高いスループットで試料の欠陥検査等が行える利点
がある。また、照射系からその試料上に照射される荷電
粒子線を走査する荷電粒子線走査系と、その試料上から
電極に向けて放出される2次電子、又は反射荷電粒子を
その荷電粒子線走査系に同期して偏向する偏向系とを設
けた場合には、荷電粒子線を電子的に高速に走査でき、
検査速度が向上する。更に、荷電粒子線を走査しても、
各計測点からの2次電子、又は反射荷電粒子がその電極
内の対応する開口に正確に導かれるため、正確に検査が
行われる。
【0039】また、その電極の曲面が球面の一部であ
り、この球面の中心がその試料の表面より上に設定され
ている場合には、この電極に正電位を付与することによ
って凹レンズ効果が大きくなるため、この電極に複数の
開口が形成されていても、各開口に対して対応する計測
点からの2次電子、又は反射荷電粒子が互いに混じるこ
となく入射する。また、その電極がその試料よりも高電
位であるときには、試料からの2次電子、又は反射荷電
粒子がその電極に効率的に入射する。
り、この球面の中心がその試料の表面より上に設定され
ている場合には、この電極に正電位を付与することによ
って凹レンズ効果が大きくなるため、この電極に複数の
開口が形成されていても、各開口に対して対応する計測
点からの2次電子、又は反射荷電粒子が互いに混じるこ
となく入射する。また、その電極がその試料よりも高電
位であるときには、試料からの2次電子、又は反射荷電
粒子がその電極に効率的に入射する。
【0040】また、照射系、電極、及び1個又は複数個
の検出器をその試料の表面に沿って複数組配置した場合
には、計測点の個数が更に増加するためスループットが
向上する。また、照射系に対して相対的にその試料を機
械的に走査する走査装置を設けた場合には、例えば電子
的な走査と機械的な走査とを組み合わせことによって、
一度に試料上の広い検査領域の検査を行うことができ
る。
の検出器をその試料の表面に沿って複数組配置した場合
には、計測点の個数が更に増加するためスループットが
向上する。また、照射系に対して相対的にその試料を機
械的に走査する走査装置を設けた場合には、例えば電子
的な走査と機械的な走査とを組み合わせことによって、
一度に試料上の広い検査領域の検査を行うことができ
る。
【0041】また、試料の表面に所定の回路パターンが
所定ピッチで周期的に形成されている場合に、照射系か
らその試料上に照射される荷電粒子線のピッチをその所
定ピッチの整数分の1、又は整数倍に設定したときに
は、その回路パターンの欠陥検査を行う場合の参照信号
を共通に使用できるため、検査の際の制御シーケンスが
簡素化されるか、又は検査回路が簡素化できる。これに
よって、周期的なパターンが形成された試料表面を荷電
粒子線を用いて高いスループットで、且つ簡素化された
制御シーケンス、又は処理回路を用いて検査できる。
所定ピッチで周期的に形成されている場合に、照射系か
らその試料上に照射される荷電粒子線のピッチをその所
定ピッチの整数分の1、又は整数倍に設定したときに
は、その回路パターンの欠陥検査を行う場合の参照信号
を共通に使用できるため、検査の際の制御シーケンスが
簡素化されるか、又は検査回路が簡素化できる。これに
よって、周期的なパターンが形成された試料表面を荷電
粒子線を用いて高いスループットで、且つ簡素化された
制御シーケンス、又は処理回路を用いて検査できる。
【図1】本発明によるマルチビーム検査装置の第1の実
施の形態を示す構成図である。
施の形態を示す構成図である。
【図2】図1の検査装置による1次電子の計測点の配列
を示す拡大平面図である。
を示す拡大平面図である。
【図3】本発明によるマルチビーム検査装置の第2の実
施の形態を示す構成図である。
施の形態を示す構成図である。
【図4】(a)は図3の検査装置による検査領域の配列
を示す拡大平面図、(b)は図4(a)のウエハを横方
向にステップ移動した後の検査領域を示す拡大平面図で
ある。
を示す拡大平面図、(b)は図4(a)のウエハを横方
向にステップ移動した後の検査領域を示す拡大平面図で
ある。
【図5】図4(b)のウエハを更に横方向にステップ移
動した後の検査領域を示す拡大平面図である。
動した後の検査領域を示す拡大平面図である。
AE 1次電子 BE 2次電子 5,5A〜5C 走査用偏向器 6 ウエハ 7A〜7C,41A,42A 計測点 8,8A 可動ステージ 11,11A 主制御系 15,15A〜15C 電極 16A〜16C 開口 17A〜17C,32A〜32C,33A〜33C 2
次電子検出器 19A〜19C,36A〜36C,37A〜37C 波
形比較器 20,20A 波形生成器 21,21C エラーメモリ
次電子検出器 19A〜19C,36A〜36C,37A〜37C 波
形比較器 20,20A 波形生成器 21,21C エラーメモリ
Claims (7)
- 【請求項1】 試料上の複数の計測点に荷電粒子線を照
射する照射系と、 前記試料からの2次電子、又は反射荷電粒子を集めるた
めに前記試料に対して凹の曲面を向けて配置され、該曲
面上に前記計測点に対応させて1個又は複数個の開口が
形成された電極と、 該電極の前記開口の外側に配置されそれぞれ前記開口を
通過した2次電子、又は反射荷電粒子を検出する複数個
の検出器と、を有することを特徴とするマルチビーム検
査装置。 - 【請求項2】 請求項1記載のマルチビーム検査装置で
あって、 前記照射系から前記試料上に照射される荷電粒子線を走
査する荷電粒子線走査系と、 前記試料上から前記電極に向けて放出される2次電子、
又は反射荷電粒子を前記荷電粒子線走査系に同期して偏
向する偏向系と、を設けたことを特徴とするマルチビー
ム検査装置。 - 【請求項3】 請求項1、又は2記載のマルチビーム検
査装置であって、 前記電極の曲面は球面の一部であり、該球面の中心が前
記試料の表面より上に設定されていることを特徴とする
マルチビーム検査装置。 - 【請求項4】 請求項1、2、又は3記載のマルチビー
ム検査装置であって、 前記電極は前記試料よりも高電位であることを特徴とす
るマルチビーム検査装置。 - 【請求項5】 請求項1〜4の何れか一項記載のマルチ
ビーム検査装置であって、 前記照射系、前記電極、及び前記検出器を前記試料の表
面に沿って複数組配置したことを特徴とするマルチビー
ム検査装置。 - 【請求項6】 請求項1〜5の何れか一項記載のマルチ
ビーム検査装置であって、 前記照射系に対して相対的に前記試料を機械的に走査す
る走査装置を設けたことを特徴とするマルチビーム検査
装置。 - 【請求項7】 請求項1〜6の何れか一項記載のマルチ
ビーム検査装置であって、 前記試料が表面に所定の回路パターンが所定ピッチで周
期的に形成された試料である場合に、 前記照射系から前記試料上に照射される荷電粒子線のピ
ッチが前記所定ピッチの整数分の1、又は整数倍に設定
されることを特徴とするマルチビーム検査装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8289786A JPH10134757A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | マルチビーム検査装置 |
US08/855,736 US5892224A (en) | 1996-05-13 | 1997-05-09 | Apparatus and methods for inspecting wafers and masks using multiple charged-particle beams |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8289786A JPH10134757A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | マルチビーム検査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10134757A true JPH10134757A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17747760
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8289786A Withdrawn JPH10134757A (ja) | 1996-05-13 | 1996-10-31 | マルチビーム検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10134757A (ja) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-10-31 JP JP8289786A patent/JPH10134757A/ja not_active Withdrawn
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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