发明名称 图型化晶圆之检视方法及设备
摘要 具有固定面积之电子束(区域束)照射于半导体样品之表面上,并且从样品表面反射出之电子藉由成像透镜而成像,并且获得半导体样品表面之多数个区域的影像而且储存于影像储存单元中,并相互比较该多数个区域的储存影像,并测量区域中缺陷及缺陷位置之存在。藉此,在利用电子束检测半导体制造程序中晶圆上相同设计、外部基底及残余的图型缺陷之半导体设备中,可以使检测速度提高。
申请公布号 TW392071 申请公布日期 2000.06.01
申请号 TW087116575 申请日期 1998.10.02
申请人 日立制作所股份有限公司 发明人 品田博之;矢岛裕介;村越久弥;长谷川正树;野副真理;高藤敦子;杉山胜也
分类号 G01N23/00 主分类号 G01N23/00
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种图型化晶圆检视设备,包含用以同时扩散及照射从电子源而来之电子束至样品表面上之固定面积区域上之电子束照射设备,用以使从该面积区积获得之背向散射电子或二次电子成像并且形成该面积区域之放大影像之影像形成设备,用以移动该样品以使该电子束照射在该样品表面所需的位置上之样品移动平台,用以使该影像形成机构所形成之该面积区域之该放大影像转换成影像信号之影像信号取得设备,以及用以比较该影像信号取得机构所获得之该样品表面上一个面积区域之该影像信号与另一面积区域之影像信号并且侦测在该一个面积区域中之图型缺陷之缺陷侦测设备。2.如申请专利范围第1项之图型化晶圆检视设备,其中该电子束照射设备系当从该电子源而来之该电子束正要照射至该样品表面时用以使该电子束减速之束减速机构。3.如申请专利范围第2项之图型化晶圆检视设备,其中该束减速机构藉着施加负电位于该样品表面上而使照射至该样品表面之该电子束减速。4.如申请专利范围第2项之图型化晶圆检视设备,其中该束减速机构使该电子束减速而使照射至该样品之该电子束在该样品表面之极点附近反射而不进入该样品表面内。5.如申请专利范围第1项之图型化晶圆检视设备,其中该样品移动平台以几乎均匀的速度连续移动该样品。6.如申请专利范围第5项之图型化晶圆检视设备,其中该样品移动平台具有用以承载该样品并以几乎均匀的速度连续地移动之样品平台,以及用以测量该样品平台位置之平台位置测量机构,并且该电子束照射机构具有用以控制电子束之偏向而与该平台之移动连结运动之电子束偏向控制机构,使得该电子束基于从该平台位置测量机构而来之测量信号而固定地照射至该样品表面之相同区域持续特定时间而不管该平台之连续移动。7.如申请专利范围第1项之图型化晶圆检视设备,其中该影像信号取得设备藉着使该放大影像投影在萤光板上而使该影像形成机构所形成之该面积区域之该放大影像转换成光学影像,将该光学影像投影在光学影像侦测元件之光接收表面上,并且从该光学影像侦测元件上获得该影像信号作为输出信号。8.如申请专利范围第7项之图型化晶圆检视设备,其中该光学影像侦测元件系CCD感测器或TDI感测器。9.如申请专利范围第7项之图型化晶圆检视设备,其中该光学影像侦测元件可藉着许多通道并联地读取侦测影像信号。10.如申请专利范围第1项之图型化晶圆检视设备,其中该影像信号取得设备使该影像形成设备所形成之该区域之该放大影像直接地投影在具有电子侦测敏感度之电子影像侦测元件之光接收表面上,并且获得该影像信号作为该电子影像侦测元件之输出信号。11.如申请专利范围第10项之图型化晶圆检视设备,其中该电子影像侦测元件系CCD感测器或TDI感测器。12.如申请专利范围第10项之图型化晶圆检视设备,其中该电子影像侦测元件藉着许多通道并联地读取侦测影像信号。13.如申请专利范围第7项之图型化晶圆检视设备,其中该光学影像侦测元件之该光接收表面之尺寸系设定为几乎等于投影在该光接收表面上之该样品表面上固定面积区域之光学影像之尺寸。14.如申请专利范围第10项之图型化晶圆检视设备,其中该电子影像侦测元件之该光接收表面之尺寸系设定为几乎等于投影在该光接收表面上之该样品表面上固定面积区域之电子影像之尺寸。15.如申请专利范围第7项之图型化晶圆检视设备,其中该光学影像侦测元件之该光接收表面之尺寸系设定为大于投影在该光接收表面上之该样品表面上固定面积区域之光学影像之尺寸。16.如申请专利范围第10项之图型化晶圆检视设备,其中该电子影像侦测元件之该光接收表面之尺寸系设定为大于投影在该光接收表面上之该样品表面上固定面积区域之电子影像之尺寸。17.如申请专利范围第2项之图型化晶圆检视设备,其中该束减速机构减速该电子束,使该电子束位于该束减速机构所减速之该电子束照射之该样品表面所射出之该背向散射电子之能量分布几乎不影响该影像形成设备所形成之该样品表面之该放大影像的解析度之能量范围内。18.如申请专利范围第1项之图型化晶圆检视设备,其中该影像形成设备具有用以藉能量而分辨从由该电子束照照至该样品表面而射出之该背向散射电子之能量滤波器并且系建构为使该面积区域之该放大影像仅由特定能量宽度内之背向散射电子所形成。19.如申请专利范围第1项之图型化晶圆检视设备,其中该电子束照射机构系建构为使从该电子源而来之该电子束经由矩形孔径开孔而形成具有矩形截面形状之束并且将具有矩形截面形状之该束照射至该样品表面上。20.如申请专利范围第1项之图型化晶圆检视设备,其中该影像形成设备更进一步地具有藉由该电子束照射至该样品表面而从该电子束照射区域射出之该背向散射电子或二次电子以形成该电子束照射区域之反空间影像的功能,并且该影像信号取得设备更进一步地具有使该反空间影像转换成影像信号之功能,并且该缺陷侦测设备更进一步地具有比较该影像信号取得机构所获得之该样品表面上一个面积区域之反空间影像之影像信号与另一面积区域之反空间影像之影像信号并且侦测在该一个面积区域中图型缺陷之存在的功能。21.一种图型化晶圆检视方法,至少包含用以同时地扩散及照射从电子源而来之电子束至样品表面上第一面积区域上之第一电子束照射步骤,用以使从该第一面积区域射出之背向散射电子或二次电子成像并且形成该第一面积区域之第一电子影像之第一电子影像形成步骤,用以获得该第一面积区域之该第一电子影像之影像信号之第一影像信号取得步骤,用以移动该电子束照射位置从该样品表面上该第一面积区域至第二面积区域之照射位置移动步骤,用以同时地扩散及照射从该电子源而来之该电子束至该样品表面上该第二面积区域之第二电子束照射步骤,用以使从该第二面积区域射出之背向散射电子或二次电子成像并且形成该第二面积区域之第二电子影像之第二电子影像形成步骤,用以获得该第二面积区域之该第二电子影像之影像信号之第二影像信号取得步骤,以及用以比较在该第一影像信号取得步骤中所获得之该第一面积区域之该第一电子影像之该影像信号与在该第二影像信号取得步骤中所获得之该第二面积区域之该第二电子影像之该影像信号并且侦测在该第一面积区域或该第二面积区域中图型缺陷之缺陷侦测步骤。22.如申请专利范围第21项之图型化晶圆检视方法,其中当在该第一及第二电子束照射步骤中该电子束正要照射至该样品表面时,在从该电子源而来之该电子束达到该样品表面之前,该电子束会减速然后照射至该样品表面上。23.如申请专利范围第22项之图型化晶圆检视方法,其中该电子束系藉由施加负电位于该样品表面上而减速。24.如申请专利范围第22项之图型化晶圆检视方法,其中该电子束系减速至照射于该样品上之该电子束在该样品表面之附近便反射而不进入该样品表面内。25.如申请专利范围第21项之图型化晶圆检视方法,其中在该第一及第二电子束照射步骤中该电子束照射至该样品表面上系藉由连续移动该样品。26.如申请专利范围第25项之图型化晶圆检视方法,其中在该第一及第二电子束照射步骤中该电子束照射至该样品表面上系藉由控制该电子束之偏向与该样品之移动成连结运动而使该电子束固定地照射至该样品表面之相同区域上持续给定时间而不管该样品之连续移动。27.如申请专利范围第21项之图型化晶圆检视方法,其中在该第一及第二影像信号取得步骤中获得该影像信号系藉由将在该第一及第二电子影像形成步骤中所获得之该第一及第二电子影像投影至萤光板上并且将该电子影像一次转换成光学影像然后将该光学影像投影至光学影像侦测元件之光接收表面上并且将该光学影像转换成该影像信号。28.如申请专利范围第27项之图型化晶圆检视方法,其中该光学影像侦测元件系CCD感测器或TDI感测器。29.如申请专利范围第27项之图型化晶圆检视方法,其中该光学影像侦测元件可藉着许多通道同时并联地读取侦测影像信号。30.如申请专利范围第21项之图型化晶圆检视方法,其中在该第一及第二影像信号取得步骤中影像信号之获得系藉由将在该第一及第二电子影像形成步骤中所获得之该第一及第二电子影像直接地投影至具有电子侦测敏感度之电子影像侦测元件之光接收表面上并且将该电子影像转换成该影像信号。31.如申请专利范围第30项之图型化晶圆检视方法,其中该电子影像侦测元件系CCD感测器或TDI感测器。32.如申请专利范围第30项之图型化晶圆检视方法,其中该电子影像侦测元件可藉由许多通道同时并联地读取侦测影像信号。33.如申请专利范围第27项之图型化晶圆检视方法,其中该光学影像侦测元件之该光接收表面之尺寸系设定为几乎等于投影在该光接收表面上之该样品表面上固定面积区域之光学影像之尺寸。34.如申请专利范围第30项之图型化晶圆检视方法,其中该电子影像侦测元件之该光接收表面之尺寸系设定为几乎等于投影在该光接收表面上之该样品表面上固定面积区域之电子影像之尺寸。35.如申请专利范围第27项之图型化晶圆检视方法,其中该光学影像侦测元件之该光接收表面之尺寸系设定大于投影在该光接收表面上之该样品表面上固定面积区域之光学影像之尺寸。36.如申请专利范围第30项之图型化晶圆检视方法,其中该电子影像侦测元件之该光接收表面之尺寸系设定为大于投影在该光接收表面上之该样品表面上固定面积区域之电子影像之尺寸。37.如申请专利范围第22项之图型化晶圆检视方法,其中该电子束减速至位于由减速后之该电子束照射之该样品表面所射出之背向散射电子之能量分布不会大大地影响由该背向散射电所形成之该样品表面之电子影像的解析度之能量范围内。38.如申请专利范围第21项之图型化晶圆检视之方法,其中当在该第一及第二电子影像形成步骤中电子影像正要形成时,使用能量滤波器藉能量而分辨由该电子束照射至该样品表面而从该样品表面射出之该背向散射电子并且该电子影像仅由特定能量宽度内之背向散射电子所形成。39.如申请专利范围第21项之图型化晶圆检视方法,其中在该第一及第二电子束照射步骤中该电子束之照射系使从该电子源而来之该电子束经由矩形孔径开孔而形成具有矩形截面形状之束并且将具有矩形截面形状之该束照射至该样品表面上。40.一种图型化晶圆检视方法,至少包含用以同时地扩散及照射从电子源而来之电子束至样品表面上第一面积区域上之第一电子束照射步骤,用以使从该第一面积区域射出之背向散射电子或二次电子成像并且形成该第一面积区域之反空间影像之第一反空间影像形成步骤,用以获得该第一面积区域之该第一反空间影像之影像信号之第一影像信号取得步骤,用以移动该电子束之照射位置从该样品表面上该第一面积区域至第二面积区域之照射位置移动步骤,用以同时地扩散及照射从该电子源而来之该电子束至该样品表面上该第二面积区域之第二电子束照射步骤,用以使从该第二面积区域射出之背向散射电子或二次电子成像并且形成该第二面积区域之第二反空间影像之第二反空间影像形成步骤,用以获得该第二面积区域之该第二反空间影像之影像信号之第二影像信号取得步骤,以及用以比较在该第一影像信号取得步骤中所获得之该第一面积区域之该第一反空间影像之该影像信号与在该第二影像信号取得步骤中所获得之该第二面积区域之该第二反空间影像之该影像信号并且侦测在该第一面积区域或该第二面积区域中图型缺陷之缺陷侦测步骤。41.一种图型化基底检视设备,包含用以同时地扩散及照射从电子源而来之电子束至样品表面上之固定面积区域上之电子束照射设备,用以使从该面积区域获得之背向散射电子或二次电子成像并且形成该面积区域之放大影像之影像形成设备,用以移动该样品以使该电子束照射在该样品表面所需的位置上之样品移动平台,用以使该影像形成机构所形成之该面积区域之该放大影像转换成影像信号之影像信号取得设备,以及用以比较该影像信号取得机构所获得之该样品表面上个面积区域之该影像信号与另一面积区域之影像信号并侦测在该一个面积区域中之图型缺陷之缺陷侦测设备。图式简单说明:第一图系本发明第一实施例之检视设备之显示图。第二图(a)及第二图(b)系用以解释本发明效应之射出电子的能量分布图。第三图系阐明CCD感测器之操作,其系本发明第一实施例之检视设备之成分。第四图系阐明本发明第二实施例之检视设备之操作。第五图系阐明TDI感测器之操作,其系本发明第三实施例之检视设备之成分。第六图系本发明第五实施例之检视设备之显示图。第七图系本发明第六实施例之检视设备之显示图。第八图系本发明第七实施例之检视设备之显示图。
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