专利名称：检查装置和检查方法
技术领域：
本发明涉及对在表层部形成有包含绝缘部和导电部的电路图案的基板进行应作 为导电部的部位变为绝缘部的缺陷的检查的技术。
背景技术：
关于在半导体装置的制造工序中检查形成在半导体晶片(以下，称为“晶片”)上 的图案的缺陷的方法，已知有采用了电子束的SEM(Scanning Electron Microscope 扫描 电子显微镜)式的检查方法(例如，参照专利文献1)。
如图12所示，这种SEM式的检查方法为从设置于真空容器10的上方侧的电子束 发射单元11向载置台12上的晶片W照射电子束(一次电子)，用检测器13来检测从晶片 W的表层放出的二次电子。通过射入电子束，从晶片W放出弹性反射电子束的反射电子、 和在晶片W内部由于发热或迁移等而使能量比电子束小的二次电子。此时，如果使加速电 压过大，则一次电子(反射电子)比二次电子更多，所以将加速电压设定得比某个值低，利 用二次电子进行了缺陷检测。
但是，对于晶片W，在作为导电部(由导电体构成的部分)的布线层埋入在作为绝 缘部(由绝缘体构成的部分)的绝缘层内的构造中，有时由于抗蚀剂图案形成时的显像缺 陷或布线的埋入不良等而导致在原本应作为导电部的部位形成有孔或不与基底电接合的 区域。在此，一般而言，在电子束刚照射完之后，绝缘部的二次电子的放出量比导电部多。其 原因是，由于电子束被导电部吸收得多，所以二次电子的放出量变少，而绝缘部的吸收量很 少，所以二次电子的放出量变多。
另一方面，在电子束刚照射完之后从绝缘部大量放出二次电子之后，在照射电子 束时，导电部的二次电子的放出量比绝缘部多。其原因是，由于在绝缘部通过电子束刚照射 完之后的二次电子的放出而充电正电荷，所以即使此后照射电子束也难以放出二次电子。 这样，在导电部和绝缘部，二次电子的放出量不同，因此能够利用其二次电子的放出量的差 异而将存在于原本应作为导电部的部位的绝缘部检测为缺陷。实际上，对照射电子束时放 出的二次电子数进行计数，求出与该计数数目对应的亮度，制成将晶片W中的电子束照射 部位与上述亮度关联显示的图像，在该图像中根据导电部和绝缘部的亮度的差异进行缺陷 的检测。
但是，随着图案精细化的发展，布线层的线宽变得更窄，缺陷部位变得更小，因此 有可能即使提高图像的清晰度也难以使用现有的方法根据图像高精度地检测缺陷。
专利文献1 日本特开2002-216698号发明内容
本发明是为了解决这种问题而完成的，其目的在于提供一种能够对在表层部形成 有包含绝缘部和导电部的电路图案的基板高精度地检测应作为导电部的部位变成绝缘部 的缺陷的技术。
因此，本发明的检查装置用于检查在其表层部形成有包含绝缘部和导电部的电路 图案的基板，其特征在于，包括
真空容器，在其内部设置有用于载置上述基板的载置台；
用于对上述真空容器内进行真空排气的真空排气单元；
用于对上述载置台上的基板照射电荷密度为6. 7X IO-3CAim2以下的电子束的电子 束照射单元；
为了对上述基板的整个检查对象区域进行电子束扫描而使电子束的照射位置与 载置台相对移动的移动单元；
用于对通过上述电子束的照射而从基板放出的二次电子进行检测的电子检测单 元；
取得将上述电子检测单元的检测结果与基板上的电子束的照射位置相关联的数 据的取得单元；以及
用于根据上述数据对应作为导电部的部位是否已变成绝缘部之缺陷进行检查的 检查单元。
此时，上述电子束照射单元包括发射电子束的电子束发射单元和使从该电子束发 射单元发射的电子束会聚在基板上的聚焦透镜，上述电子束的电荷密度通过调整上述聚焦 透镜的焦点位置来设定。
另外，本发明的检查方法用于检查在表层部形成有包含绝缘部和导电部的电路图 案的基板，其特征在于，包括
将上述基板载置在真空容器内的载置台上，并对上述真空容器内进行真空排气的 步骤；
对上述载置台上的基板照射电荷密度为6. 7X IO-3CAim2以下的电子束的步骤；
为了对上述基板的整个检查对象区域进行电子束扫描而使电子束的照射位置与 载置台相对移动的步骤；
对通过上述电子束的照射而放出的二次电子进行检测的步骤；
取得将上述放出的二次电子的检测结果与基板上的电子束的照射位置相关联的 数据的步骤；以及
根据上述数据对应作为导电部的部位是否已变成绝缘部之缺陷进行检查的步骤。
根据本发明，由于向基板照射了电荷密度为6. 7X10_3C/nm2以下的电子束，所以与 照射电荷密度比6. 7X IO-3CAim2大的电子束的情况相比，电子束刚照射完之后从绝缘部放 出的二次电子量变多。因此，在绝缘部，该二次电子放出后被充电的正电荷量变多，然后照 射电子束时，在导电部中的绝缘部附近，所放出的二次电子被吸引到绝缘部侧，形成明显二 次电子的放出量比导电部少的区域。由此，当取得使上述二次电子的放出量的检测结果与 基板上的电子束的照射位置相对应的数据时，在具有原本应作为导电部的部位变成绝缘部 的缺陷的区域中，不仅是缺陷而且在缺陷周围，上述所检测的二次电子量也比导电部少，所 以缺陷明显变大，能够高精度地检测缺陷部分。


图1是表示本发明的实施方式的检查装置的一例的纵向剖视图和设置在该检查装置中的控制部的结构图。
图2是表示在基板上划分的单位区域(帧)与单位像素的一例的俯视图、和表示 在检查时取得的测定图的一例的俯视图。
图3是表示基板的表层部的一部分的示意图。
图4是说明电子束的电荷密度调整的纵向剖视图。
图5是表示本发明的检查方法的一例的流程图。
图6是表示测定图的一例的俯视图。
图7是表示基板的表层部的一部分的纵向剖视图和表示测定图的俯视图。
图8是表示基板的表层部的一部分的纵向剖视图和表示测定图的俯视图。
图9是表示电荷密度和二次电子放出量的关系的特性图。
图10是表示二次电子放出率的时间变化的特性图。
图11是表示缺陷检查的另一例的俯视图。
图12是表示现有的检查装置的一例的纵向剖视图。
符号说明
W:晶片
2 检查装置
21 真空容器
22 载置台
23 :X、Y驱动机构
3 电子发射单元
32 聚焦透镜
35 电子检测单元
37 真空泵
4 控制部
44 显示部
45 缺陷检测程序
46:缺陷信息制成程序
51:绝缘部(绝缘层)
52:导电部(布线层)
53 缺陷具体实施方式
参照图1来说明本发明的检查装置的一个实施方式。图1中的21是真空容器，在 该真空容器21内的下部设置有用于载置晶片W的载置台22。该载置台22构成为可利用 X-Y驱动机构23沿着水平方向移动。在载置台22的表面设置有用于保持晶片W的静电卡 盘M，而且，在载置台22的内部，在与未图示的外部的输送臂机构之间设置有用于交接晶 片W的未图示的升降销。在该载置台22的内部设置有用于对由于电子束照射而升温的晶 片W进行冷却的冷却机构25。该冷却机构25构成为例如在与真空容器21的外部之间进行 致冷剂循环，从在载置台22的上面开口的未图示的气体供给口向晶片W的背面侧供给背面气体，快速地进行该冷却机构25与晶片W之间的热交换。在该载置台22上连接用于对晶 片W施加负电压的电源沈，该电源沈发挥着使在晶片W附近发射的电子束(EB (Electron Beam)一次电子)的速度变慢的作用。
另外，在真空容器21的顶部以与载置台22相对的方式设置有向晶片W发射电子 束的电子发射单元3。在该电子发射单元3上连接有用于施加负电压的电源31，在该电源 31与已述的载置台22的电源沈所施加的电压之差成为照射到晶片W的电子束的加速电 压。进而，在电子发射单元3与载置台22之间设有用于使从电子发射单元3发射的电子束 聚焦的聚焦透镜32、和限制电子束的通过范围的光圈33及用于扫描电子束的多个扫描线 圈34。进而，在载置台22与扫描线圈34之间设置有用于检测通过电子束的照射而从晶片 W放出的二次电子的电子检测单元35。
上述聚焦透镜32由例如利用了磁铁作用的磁透镜构成，在以包围电子束的通过 区域的方式缠绕成线圈状的电线中流过直流电流，由此生成旋转对象的磁力线，产生对电 子束的透镜作用。因此，通过改变流过线圈的电流值，能调整透镜的强度(焦点距离)。本 实施方式是通过调整聚焦透镜32的焦点位置而如后述那样将电子束的电荷密度控制在 6. 7X 10_3C/nm2以下。除了调整聚焦透镜32的焦点位置之外，还可以通过利用光圈33调整 电子束的通过范围来控制电子束的电荷密度。
通过上述电子束发射单元3和聚焦透镜32构成了电子束照射单元，该电子束照射 单元用于对上述载置台22上的晶片W照射电荷密度为6. 7X IO-3CAim2以下的电子束。另 外，通过上述X-Y驱动机构23和扫描线圈34构成了移动单元，该移动单元为了对晶片W的 整个检查对象区域扫描电子束而使电子束的照射位置与载置台相对移动。
在真空容器21的底部形成有排气口 36，在该排气口 36上经由阀门Vl连接有成为 真空排气单元的真空泵37。在真空容器21的侧壁上形成有输送口 38，经由该输送口 38向 真空容器21内搬入晶片W。
该检查装置2具有由例如计算机构成的控制部4。该控制部4具有CPU41、存储器 42、程序存储部43、显示部44等，在上述程序存储部43中存储有缺陷测定程序45和缺陷信 息制成程序46等。上述程序被存储在例如硬盘、光盘、磁光盘(MO)以及存储器卡等作为存 储介质的存储部47中，并从存储部47安装到控制部4。
上述缺陷检测程序45是用于通过控制检查装置2的各部而对晶片W进行缺陷检 查的程序。在此，在缺陷测定时，例如如图2(a)所示，将晶片W的表面划分成由大致四角形 区域构成的多个分割区域(帧)F进行检查。也就是说，对一个帧F照射电子束，进行了该 帧F的二次电子的检测之后，依次移动照射电子束的帧F的位置，其结果，进行晶片W的整 个检查对象区域的扫描。该检查对象区域是指相当于晶片W表面的电路形成区域的区域。
如图2(a)所示，该帧F是将沿横向排列有多个例如η个(η为2以上的整数)单 位像素a的单位射束区域b沿纵向排列多个例如m个(m为2以上的整数)而构成的。该 单位像素a是指照射电子束的射束点的单位区域。也就是说，在以规定时间对某单位像素a 照射电子束后，利用扫描线圈34使该电子束沿着X方向依次移动而移动至下一个单位像素 a。此时的移动次数是(η — 1)次、例如为数百次，在单位射束区域b中存在η个单位像素 a。向一个单位像素a照射电子束的时间例如是10X10_9秒左右，将向一个单位射束区域b 内照射电子束设为一次扫描。利用例如由多个扫描线圈构成的线圈34间歇地沿着Y方向依次移动而形成m个这样的单位射束区域b，将其作为1帧。例如1帧的大小是500X6000 像素左右。此时，单位像素a的大小如后述那样通过调整聚焦透镜32的焦点位置而变化。 接着，利用X-Y移动机构23使晶片W侧依次移动，依次检查已指定的检查范围(帧)。
上述缺陷检测程序45构成为为了得到所有上述帧F的数据，控制扫描线圈34和 X-Y移动机构23，并且根据来自电子检测单元35的二次电子的检测量即通过电子束的照射 而放出的二次电子量来制成数据。由于所放出的二次电子在电子检测单元35中进行计数， 所以如后述那样，按每个单位像素a累计二次电子的计数数目，将例如与上述累计值对应 的亮度作为数据进行采集。
在该例中，与二次电子的计数数目的累计值对应准备三种亮度。也就是说，进行如 下设定当上述二次电子的累计值比阈值Xl大时用最亮的亮度61来显示，当二次电子的累 计值比阈值X2小时用最暗的亮度62来显示，除此之外的情况下用中间的亮度63来显示。
在此，应用该检查方法的基板即晶片W例如如图3(a)的剖视图和图3(b)的俯视 图所示那样，在其表层部形成有电路图案，该电路图案包含绝缘部51和导电部52，例如在 绝缘层(绝缘部)51内埋入导电部52作为布线层。当向这样的晶片W照射电子束时，如 “背景技术”中所记载的那样，就二次电子的放出量(放出数量)而言，在电子束刚照射完之 后，绝缘部51比导电部52多，此后即使照射电子束，绝缘部51被充电为正电荷，所以导电 部52的二次电子的放出量变多。
此时，从后述的评价实验可知，在电子束刚照射完之后二次电子的放出量急剧变 少，在照射后IX 10_9秒之后大致恒定，因此在绝缘部51中在电子束刚照射完之后变成二 次电子难以放出的状态。相对于此，如果从导电部51照射电子束，则不仅在刚照射完之后， 而且之后也继续放出二次电子，所以对每个单位像素a照射电子束的时间比1X10_9秒长， 累计由此放出的二次电子数量时，其结果，导电部52的二次电子数量的累计值比绝缘部51 大。
此时，当照射电荷密度为6. 7X IO-3CAim2以下的电子束时，从后述的评价实验可 知，与电荷密度比6. 7X10_3C/nm2大的情况相比，电子束刚照射完之后的二次电子的放出量 较多。在此，当考虑到在电子束刚照射完之后绝缘部51的二次电子的放出量比导电部52 多时，推测该二次电子的放出量的多少取决于绝缘部51中的二次电子的放出量。这样，当 照射电荷密度为6. 7X KT3CAim2以下的电子束时，由于从绝缘部51放出大量的二次电子， 所以在该绝缘部51，正电荷的充电量变多，变成二次电子更难放出的状态。
而在导电部52中，通过电子束的照射继续放出二次电子，所以在绝缘部51被充电 正电荷后，如已述那样，与绝缘部51相比，二次电子的放出量变多。但是，由于绝缘部51中 的正电荷的充电量较多，所以推测在导电部52与绝缘部51的边界附近，从导电部52放出 的二次电子被绝缘部51的正电荷吸引，产生被捕获的现象。
因此，在导电部52的绝缘部51的附近区域，与放出二次电子无关，不能使用电子 检测单元35检测，使用电子检测单元35计数的二次电子数量比导电部52少，变成接近绝 缘部51的值。因而，当求出二次电子的计数数目的累计值时，该累计值按照导电部52 >导 电部52中的明显二次电子的放出量少的区域>绝缘部51的顺序变多。因此，当根据二次 电子的累计值预先求出阈值X1、X2以使得在导电部52中大于阈值XI，在绝缘部51中小于 阈值X2，则导电部52、绝缘部51、以及导电部52中的明显二次电子的放出量少的区域能够用不同的亮度来显示。
这样，缺陷检测程序45构成为取得将按每个上述单位像素a得到的通过照射电子 束而放出的二次电子的检测量与电子束的照射位置相关联的数据，进而利用该程序45，根 据上述数据按每个帧F制成例如如图2(b)所示那样的测定图M。该测定图M显示了在晶片 W上的某个位置上对应的单位像素a的亮度，如已述那样，用与二次电子的计数数目的累计 值对应的亮度61 63来显示。在该例中，导电部52用亮度61来显示，绝缘部51用亮度 62来显示，导电部52中的明显二次电子的放出量少的区域用亮度63来显示。
上述缺陷信息制成程序46构成为根据上述所得到的测定图M制成缺陷信息。其 具有如下作用从例如所制成的测定图M中减去针对无缺陷的晶片W制成的标准图M0，或 者将由该减法得到的缺陷图Ml放大并在显示部44上显示。该缺陷图Ml使晶片W的表面 上的位置与缺陷部分对应地显示。在该实施方式中，该缺陷信息制成程序46相当于用于根 据将通过照射电子束而放出的二次电子的检测量和电子束的照射位置相关联的数据来检 查应作为导电部52的部位变成绝缘部51的缺陷的有无的装置。
另外，存储器42是存储上述标准图MO或上述测定图、缺陷图Ml的装置，这些测定 图M等例如按每个帧进行存储。进而，例如在存储器42中具有写入向晶片W照射的电子束 的加速电压或设定电荷密度、检查时的压力、温度等检查参数的值的区域，在CPU执行程序 的各命令时，读出这些检查参数，与该参数值相应的控制信号被发送至该检查装置的各部 位。
接着，说明使用了上述检查装置的检查方法。首先，利用未图示的输送机构将晶片 W输送到检查装置2内，并载置在载置台22上。然后，将该晶片W静电吸附，并且按照需要 温度调整成规定的温度，而且将真空容器21内设定为规定的真空度。另外，调整已述的电 源沈，31的电压，使得供给到晶片W的电子束的加速电压为2000eV以下。当使加速电压过 大时，一次电子的放出量比二次电子大，绝缘部不会被充电成正电荷，所以优选加速电压设 定为2000eV以下。
另外，调整对聚焦透镜32的供给电流，使得电子束的电荷密度为6. 7X IO-3CAim2 以下。在此，若加速电压或光圈33的开口相同，则如图4(a)所示，当使电子束的焦点位置 与晶片W表面上一致时，该电子束的电荷密度变大，如图4(b)所示，当从晶片W表面将焦点 位置移开时该电子束的电荷密度变小。在此，图4(b)中，用虚线表示在晶片W的上方侧设 置焦点位置的情况，用点划线表示在晶片W的下方侧设定焦点位置的情况。这样，通过调整 对聚焦透镜32的供给电流，控制电子束的焦点位置(焦点的程度)，能够进行电子束的电荷 密度的控制。由此，电荷密度越低，向晶片W照射的电子束的射束点区域越大。
然后，利用缺陷测定程序45对检查对象的帧Fl—边照射充电用的电子束一边扫 描，按每个单位像素a对二次电子的放出量进行计数(图5中步骤Si)。在此，电子束的射 束点区域例如是直径IOnm的点区域，将例如最初照射的开始点作为在图2所示的晶片W的 X方向的左端侧且Y方向的上端侧的单位像素a，使晶片W移动，以向包含该单位像素a的 帧Fl照射电子束。然后，在该帧Fl内从开始点的单位像素a开始照射电子束，利用扫描线 圈34使电子束沿着X方向移动并扫描了单位射束区域b内之后，利用扫描线圈34使电子 束沿着Y方向移动并扫描下一个单位射束区域b。这样，利用该扫描线圈34向帧Fl内的所 有单位像素a依次照射电子束，按每个单位像素a对通过照射该电子束而放出的二次电子数量进行计数。
这样，在向该帧Fl整体照射电子束后，再次向相同的帧Fl —边照射电子束一边扫 描，对按每个单位像素a放出的二次电子数量进行计数(步骤S2)。接着，在该帧Fl中按每 个单位像素a求出由步骤Sl和步骤S2得到的二次电子的计数数目的累计值(步骤S3)，取 得将该累计值与晶片上的位置相关联的数据。
然后，在该帧Fl中，根据每个上述单位像素a的数据，制成使与二次电子的计数值 的累计值对应的亮度和晶片W上的位置相对应的测定图M,并存储在存储器42 (步骤S4) 中。例如图6(a)中示出具有原本应作为导电部52的部位变成绝缘部的缺陷53时的测定 图M，在该测定图M中，导电部52用亮度61来显示，绝缘部51用亮度62来显示，导电部52 中明显二次电子的放射量少的区域用亮度63来显示。
然后，根据上述测定图M检测缺陷部分(步骤SQ。例如利用缺陷信息制成程序 46，从测定图M中减去预先对无缺陷的晶片W同样制成的对应的帧的标准图M0(参照图 6(b)),得到缺陷图Ml (参照图6 (c))，将该缺陷图Ml放大显示在显示部44上。如图6 (c) 所示，在缺陷图Ml中，具有缺陷53的单位像素a、和由于该缺陷53捕获二次电子而使明显 二次电子的放出量变少的单位像素a与晶片W表面上的位置对应显示。
接着同样地，利用载置台22使晶片W沿着水平方向依次移动，向下一个检查对象 的帧F2照射电子束，对所放出的二次电子数量进行计数并累计，得到该帧2中的缺陷图Ml。 这样，得到晶片W的检查对象区域中的所有帧F的缺陷图M1，对整个帧F进行缺陷的检测 (步骤S6)，得到使之与例如晶片W的各坐标位置中的有无缺陷相对应的检查结果图。然后， 晶片W被未图示的输送机构从检查装置3搬出。
本发明是通过将电荷密度设为6. 7X 10_3C/nm2以下而发现了电子束刚照射完之后 的二次电子的放出量多的结果而完成的。在此，一般而言如下这样进行通过增大电子束的 电荷密度而使来自导电部52的二次电子的放出量增大，从而增大导电部52与绝缘部51的 亮度的对比度而容易发现缺陷。但在该方法中，由于缺陷部分的大小不改变，所以有可能看 漏缺陷。
因此，本发明者们通过改变各种电荷密度进行评价实验，其结果发现了如下情况 通过将电荷密度设为6. 7X IO-3CAim2以下，电子束刚照射完之后的二次电子的放出量极多， 产生从导电部52放出的二次电子的一部分被绝缘部51的正电荷吸引的现象。
在此，图7是使晶片W的表层部的一部分的纵向剖视图与该表层部的测定图M对 应示出的图，图7中的左图示出了电子束刚照射完之后的状态，右图示出了电子束刚照射 完之后经过了规定时间的状态。在此，该规定时间是指电子束刚照射完之后10X10_9秒。 图7的左图中示出在电子束刚照射完之后来自绝缘部51的二次电子的放出量较多的情况， 图7的右图中示出了在绝缘部51所充电的正电荷量较多的状态。
这样，当在绝缘部51所充电的正电荷量较多时，如已述那样，从导电部52放出的 二次电子的一部分被绝缘部51的正电荷吸引，在导电部52中的绝缘部51的边界附近明显 产生二次电子的放出量比导电部52少的区域。由此，当取得使二次电子的放出量与晶片W 的电子束的照射位置相对应的数据时，不仅是该缺陷53，而且在缺陷53的周围部分的二次 电子放出量也与导电部52不同，所以缺陷53明显变大，能够高精度且容易地进行缺陷的检 测。
此时，当取得使与二次电子的放出量对应的亮度与晶片W的电子束的照射位置相 对应的数据并制成测定图M时，如图7的右图所示，在具有缺陷53的区域中，不仅是该缺陷 53，而且缺陷53的周围部分的亮度也不同，所以显示为缺陷53变大。因此，如图6(c)那样， 当从测定图M中减去标准图MO而得到缺陷图Ml时，由于包含缺陷53的周围部分作为缺陷 而残留，所以即使在缺陷微小的情况下，也能高精度且容易地进行其检测。为了便于图示， 图7中左图的晶片W表层部的剖视图中省略了剖面线，而且电子束刚照射完之后的测定图 M表示在刚照射完之后从导电部52及绝缘部51、缺陷53中的任一个区域中都大量地放出 二次电子，所以在整个区域中用亮度61来显示的状态。
另一方面，在电子束的电荷密度比6. 7X10_3C/nm2大的情况下，电子束刚照射完之 后的二次电子的放出量比电荷密度为6. 7X 10_3C/nm2以下时少，所以如图8所示那样，电子 束刚照射完之后的来自绝缘部51的二次电子的放出量变少。即使通过该二次电子的放出 而使绝缘部51被充电正电荷，也由于该充电量少而不能吸引从导电部52放出的二次电子。 因此，当同样地制成测定图M时，如图8的右图所示，即使绝缘部51和导电部52用不同的 亮度62、61来显示，也不能在缺陷53的周围用与导电部52不同的亮度来显示，所以在测定 图M上不能改变缺陷53的大小，在缺陷53为微小的情况下，有时导致看漏。另外在图8的 左图中，为了便于图示，晶片W表层部的剖视图中省略了剖面线，而且在电子束刚照射完之 后的测定图M中，在所有区域用相同的亮度61来显示。
这样，根据上述实施方式，由于照射了电荷密度为6. 7X10_3C/nm2以下的电子束， 所以能够高精度且容易地检测应作为导电部的部位变成绝缘部的图案上的缺陷53。而且， 作为上述缺陷53，包括应作为导电部的部位由不与基底电连接的部位构成的缺陷和由导电 部中的孔构成的缺陷等，由于这些缺陷都是应作为导电部的部位变成绝缘部的缺陷，所以 能够高精度地进行检测。
接着，说明有关向晶片W照射电子束时的二次电子的放出量的评价实验例。
(实验例1)
使用上述检查装置，与图3相同地，针对在表层部形成有在绝缘层51内埋入了导 电部52的图案的晶片W，改变电子束的电荷密度来照射电子束，测定此时的二次电子放出 量。此时电子束的加速电压设为2000eV以下，电子束的电荷密度是通过改变供给聚焦透镜 32的电流值来改变焦点距离而进行调整的。另外，二次电子放出量是通过从照射电子束开 始到IOX 10_9秒后为止的二次电子的计数值的总数所对应的亮度的变化而求出的。
图9示出该结果。图中横轴表示电子束的电荷密度，纵轴表示二次电子放出量， 如已述那样，二次电子放出量根据亮度的变化而求出，所以为任意刻度。如图9所示，电荷 密度越小，从照射电子束开始到IOX 10_9秒后为止的二次电子放出量越多，当电荷密度比 6. 7X IO-3CAim2大时，被认为二次电子放出量几乎没有变化。
(实验例2)
进而，在使电荷密度为6. 7X 10_3C/nm2以下，在该例中为IX 10_3C/nm2左右的情况 (实验例)；和使电荷密度为比6. 7X 10_3C/nm2大的值，在该例中为IOX 10_3C/nm2左右的情 况(比较例)中，对晶片W照射电子束，测定此时的二次电子放出量。此时，电子束的加速电 压为2000eV以下，电子束的电荷密度是通过改变聚焦透镜32的焦点距离来进行调整。另 外，二次电子放出量是根据从照射电子束开始到IOX 10_9秒后的二次电子的计数值的总数所对应的亮度的变化而求出的。
图10示出该结果。图中横轴表示从照射电子束开始后的时间，纵轴表示二次电子 放出率，实验例用虚线表示测定结果，比较例用实线表示测定结果。在此，二次电子放出率 是指向晶片W照射的一次电子数量与来自晶片W内部的二次电子的放出数量的比例。如图 10所示，在电荷密度为6. 7 X 10_3C/nm2以下的实验例中，与电荷密度比6. 7 X 10_3C/nm2大的 比较例相比，被认为电子束刚照射完之后的二次电子放出率非常大。另外，不管是实验例还 是比较例都确定了如下情况即使电子束刚照射完之后的二次电子放出率很大，也会在之 后在电子束照射后IX 10_9秒以下的极短时间内急剧变小，二次电子放出率大致稳定于一 定水平。
根据这些实验例1和实验例2的结果可理解为通过照射电荷密度为6. 7X IO-3C/ nm2以下的电子束，与照射电荷密度比6. 7X 10_3C/nm2大的电子束的情况相比，电子束刚照 射完之后的二次电子放出量非常多，能实现由绝缘部所充电的正电荷进行的对从导电部放 出的二次电子的捕获。
另外，根据这些结果，在本发明中，在照射电荷密度为6.7X10_3C/nm2以下的电子 束时，电荷密度是比0大的值，且该值越小，电子束刚照射完之后的二次电子放出量越是更 多，所以电荷密度的下限值只要是比0大的值且能实现被绝缘部捕获从导电部放出的二次 电子的值即可，没有设定数值的技术意义。但是，如果硬要设定下限，则从能高精度地测定 二次电子的放出数量这样的观点来看，下限值设为IXlO-4CAim2以上。
以上，在上述实施方式中，将对检查对象的帧照射电子束，进行二次由此放出的二 次电子数量计数的工序，而求出了所放出的二次电子的累计值，但是，照射上述电子束并对 所放出的二次电子数量进行计数的工序也可以是一次。如已述那样，电子束的照射时间是 每个单位像素a例如IOX 10_9秒，即使通过照射一次也能实现绝缘部被充电正电荷，并能捕 获从导电部放出的二次电子，这是从图10的实验例中显然得出的。但是，实施次数越多，绝 缘部51、导电部52、和作为导电部明显二次电子的放出量少的区域中的放出二次电子数量 的累计值的差异就越大，所以优选对检查对象的帧照射电子束并对由此放出的二次电子数 量进行计数的工序为二次以上。
进而，在对检查对象的帧照射电荷密度为6. 7 X IO-3CAim2以下的充电用电子束时， 不对通过电子束的照射而放出的二次电子数量进行计数，接着对相同的帧照射电子束时， 对通过电子束的照射而放出的二次电子数量进行计数的情况也包含在本发明的技术的范 围内。
进而，在对检查对象的帧照射充电用电子束时，照射电荷密度为6. 7X 10_3C/nm2以 下的电子束，并对相同的帧再次照射电子束时，将电荷密度变更为比6. 7 X IO-3CAim2大的值 进行照射的情况也包含在本发明的技术的范围内。
进而，在本发明中，将通过电子束的照射从基板放出的二次电子的检测结果与基 板上的电子束的照射位置相关联的数据不仅可以是将基于上述二次电子的放出量的亮度 与基板上的电子束的照射位置相关联的数据，还可以是将上述二次电子数的累计值与基板 上的电子束的照射位置相关联的数据。
进而，在本发明中，作为用于根据将通过电子束的照射而从基板放出的二次电子 的检测结果与基板上的电子束的照射位置相关联的数据来检查应作为导电部的部位变成绝缘部的缺陷的有无的装置，可以是显示在显示部44的数据或测定图M，基于上述数据的 上述缺陷的有无的检查也可以是操作员根据显示在上述显示部44的数据或测定图M用目 视进行。
进而，例如如图11所示，也可以利用相同的测定图M的一部分来检测缺陷部分的 有无。在例如测定图M中按每个单位射束区域b以相同的图案形成有绝缘部51和导电部 52时，可以制成如下程序比较例如前后设置的3个以上的例如3个单位射束区域b0 1^2， 将与其他两个单位射束区域不同的部位确认为缺陷53。另外，也可以制成如下程序在相 同的测定图M中预先将不存在缺陷的正常图案的单位射束区域b0作为标准射束区域来掌 握，通过比较检查对象的单位射束区域bl和该标准射束区域b0来检测缺陷的有无。在这 些情况下，这些程序相当于用于根据将通过电子束的照射而从基板放出的二次电子的检测 结果与基板上的电子束的照射位置相关联的数据来检查应作为导电部的部位变成绝缘部 的缺陷的有无的装置。在该例中，也可以由操作员根据测定图通过目视检测缺陷的有无。
另外，通过电子束的照射而从基板放出的二次电子的检测结果与基板上的电子束 的照射位置相关性的数据是在二次电子的计数数目中设置导电部的计数数目、和将与作为 导电部但明显二次电子的放出量少的区域之间进行区别的阈值，根据是否超出该阈值而取 得“1”、“0”数据。在该情况下，由于导电部为“1”，绝缘部和作为导电部但明显二次电子的 放出量少的区域为“0”，所以缺陷及缺陷周围区域为“0”，而能够以将缺陷区域变大的方式 进行掌握。
另外，基于聚焦透镜32的电子束的电荷密度的调整，既可以通过改变载置台22与 电子束发射单元3的相对距离来调整聚焦透镜32的焦点位置而进行，还可以通过将对聚焦 透镜32的供给电流值的调整和载置台22与电子束发射单元3的相对距离的调整组合而进 行。
另外，本发明是导电部和绝缘部混合的结构，应作为导电部的部位变成绝缘部的 缺陷无论是变成电绝缘部的缺陷还是变成物理上绝缘部的缺陷，都能够应用本发明。而且， 在检测应作为导电部的部位变成绝缘部的缺陷时，同时检测应作为绝缘部的部位变成导电 部的缺陷的情况也包含在本发明的技术的范围内。
权利要求
1.一种检查装置，用于检查在其表层部形成有包含绝缘部和导电部的电路图案的基 板，其特征在于，包括真空容器，在其内部设置有载置所述基板的载置台； 对所述真空容器内进行真空排气的真空排气单元；用于对所述载置台上的基板照射电荷密度为6. 7X IO-3CAim2以下的电子束的电子束照 射单元；为了对所述基板的整个检查对象区域进行电子束扫描，而使电子束的照射位置与载置 台相对移动的移动单元；用于检测通过所述电子束的照射而从基板放出的二次电子的电子检测单元； 取得将所述电子检测单元的检测结果与基板上的电子束的照射位置相关联的数据的 取得单元；以及用于根据所述数据对应作为导电部的部位是否已变成绝缘部之缺陷进行检查的检查 单元。
2.根据权利要求1所述的检查装置，其特征在于所述电子束照射单元具有发射电子束的电子束发射单元和使从该电子束发射单元发 射的电子束会聚在基板上的聚焦透镜，所述电子束的电荷密度通过调整所述聚焦透镜的焦点位置来设定。
3.—种检查方法，用于检查在表层部形成有包含绝缘部和导电部的电路图案的基板， 其特征在于，包括将所述基板载置在真空容器内的载置台上，并对所述真空容器内进行真空排气的步骤；对所述载置台上的基板照射电荷密度为6. 7X IO-3CAim2以下的电子束的步骤； 为了对所述基板的整个检查对象区域进行电子束扫描，而使电子束的照射位置与载置 台相对移动的步骤；对通过所述电子束的照射而放出的二次电子进行检测的步骤； 取得将所述放出的二次电子的检测结果与基板上的电子束的照射位置相关联的数据 的步骤；以及根据所述数据检查对应作为导电部的部位是否已变成绝缘部之缺陷进行检查的步骤。
全文摘要
本发明提供一种检查装置和检查方法。能够对形成有包含绝缘部和导电部的电路图案的基板高精度地进行应作为导电部的部位变成绝缘部的缺陷的检查。在真空容器(21)内的载置台(22)上载置其表层部形成有包含绝缘部和导电部的电路图案的基板(晶片W)。然后，对上述晶片(W)照射电荷密度为6.7×10-3C/nm2以下的电子束，检测通过上述电子束的照射而放出的二次电子。使电子束的照射位置与载置台相对移动，在晶片(W)的整个检查对象区域中取得将放出的二次电子的检测结果与晶片(W)上的电子束的照射位置相关联的数据，根据该数据检查应作为导电部的部位变成绝缘部的缺陷的有无。
文档编号G01N23/225GK102033076SQ20101029997
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者藤原馨, 齐藤美佐子 申请人:东京毅力科创株式会社