专利名称：基板检查方法、半导体器件的制造方法以及基板检查装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及基板检查方法、半导体器件的制造方法以及基板检查装置，例如，以把使用了带电粒子射束的基板检查为对象。
背景技术：
以往，提出有各种用于半导体图形的缺陷检查的方法(例如特开平7-249393以及特开平11-132975)。该方法利用电子枪形成矩形形状射束，把其作为一次射束对基板进行照明，并且把对应该基板表面的形状/材质/电位的变化而生成的二次电子、反射电子以及后方散射电子作为二次射束，通过显像投影光学系统放大投影在电子检测部上，由此获得样品表面的图像，从而进行半导体图形的缺陷检查。
根据这些专利文献所公开的方法，由对应基板表面的形状/材质/电位的变化而生成的二次电子、反射电子以及后方散射电子构成二次射束，使该二次射束通过显像投影光学系统成像，根据该成像的图像信号的反差来形成样品表面图像。这样的图像形成原理，由于二次射束的生成效率依赖于检查对象的材质，所以在获得的图像反差(材质反差)中，基于检查对象的材质因素的比例极大。而且，由于由基板表面的细微凹凸形状等的边缘部分所生成的二次射束无助于成像，所以难于获得图像反差，因而存在着关于凹凸形状的信息量少的问题。并且，所生成的二次射束的轨迹在由于充电等而形成在基板表面正上方的电场的作用下，方向偏移，所以基于检查对象的表面电位的反差(电位反差)也不能成像在检测器上，因此，导致了反差的降低。但如果为了降低这样的表面正上方的电磁场的影响，而使用后方散射电子等，则存在的问题是，虽然降低了表面正上方的电磁场的影响，然而与此同时，对于基板表面的电磁场本身的检查灵敏度也大幅降低。
发明内容
根据本发明的第1侧面，提供一种基板检查方法，其中包括以下步骤生成带电粒子射束；使所生成的上述带电粒子射束照射检查对象；会聚由从上述基板产生的二次带电粒子、反射带电粒子以及后方散射带电粒子中的至少一种构成的第1二次带电粒子射束、或透过了上述检查对象的第1透射带电粒子射束，并且，在上述二次带电粒子射束或上述透射带电粒子射束中，对应上述检查对象的结构而产生相位差；使上述二次带电粒子射束或上述透射带电粒子射束成像；检测成像的上述二次带电粒子射束或上述透射带电粒子射束，输出包含上述相位差的信息的二次带电粒子射束像或透射带电粒子射束像的信号；使用上述二次带电粒子射束像或上述透射带电粒子射束像中所包含的上述相位差信息，检测上述检查对象的缺陷。
根据本发明的第2侧面，提供一种半导体器件的制造方法，其中使用包括以下步骤的基板检查方法来检查上述基板，即生成带电粒子射束；使所生成的上述带电粒子射束照射检查对象；会聚由从上述参照对象产生的二次带电粒子、反射带电粒子以及后方散射带电粒子中的至少一种构成的第1二次带电粒子射束、或透过了上述检查对象的第1透射带电粒子射束，并且，在上述二次带电粒子射束或上述透射带电粒子射束中，对应上述检查对象的结构而产生相位差；使上述二次带电粒子射束或上述透射带电粒子射束成像；检测成像的上述二次带电粒子射束或上述透射带电粒子射束，输出包含上述相位差的信息的二次带电粒子射束像或透射带电粒子射束像的信号；使用上述二次带电粒子射束像或上述透射带电粒子射束像中所包含的上述相位差信息，检测上述检查对象的缺陷。
根据本发明的第3侧面，提供一种基板检查装置，具备射束源，其生成带电粒子射束；照明部，其使所生成的上述带电粒子射束照射检查对象；会聚部，其会由从上述参照对象产生的二次带电粒子、反射带电粒子以及后方散射带电粒子中的至少一种构成的第1二次带电粒子射束、或透过了上述检查对象的第1透射带电粒子射束；成像部，其使上述二次带电粒子射束或上述透射带电粒子射束成像；带电粒子检测部，其检测成像的上述二次带电粒子射束或上述透射带电粒子射束，输出二次带电粒子射束像或透射带电粒子射束像的信号，该信号包含对应上述检查对象的结构而在上述二次带电粒子射束或上述透射带电粒子射束中所产生的相位差的信息；信号处理部，其对上述二次带电粒子射束像或上述透射带电粒子射束像的信号进行处理，根据上述相位差的信息，输出关于上述检查对象的缺陷的数据。
图1是表示本发明第1实施方式的基板检查装置的概略构成的方框图。
图2是表示检查对象的一例的剖面图。
图3是把以往技术的缺陷检查方法的一例作为本发明的比较例进行说明的图。
图4是表示检查对象的其它例的剖面图。
图5是说明图3所示的缺陷检查方法的问题点的图。
图6是说明本发明第1实施方式的基板检查方法的效果的图。
图7是表示检查对象的另一其它例的剖面图。
图8是说明把图3所示的缺陷检查方法应用于图7所示的检查对象时的问题点的图。
图9是说明把本发明第1实施方式的基板检查方法应用于图7所示的检查对象时的效果的图。
图10是表示图1所示的装置具有的照明射束分割部和显像投影射束重叠部的一个具体例的图。
图11是表示本发明第2实施方式的基板检查装置的概略构成的方框图。
图12是表示本发明第3实施方式的基板检查装置的概略构成的方框图。
图13是表示图12所示的基板检查装置具有的射束分离器的一个具体例的图。
图14是表示本发明第4实施方式的基板检查装置的概略构成的方框图。
具体实施例方式
下面，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。下面，对作为带电粒子射束而使用射束的情况进行说明，但本发明不限于此，一般也可以适用于例如离子射束、或离子射束簇等电子以外的带电粒子射束。
(1)第1实施方式图1是表示本发明第1实施方式的基板检查装置的概略构成的方框图。图1所示的反射型射束检查装置1具有电子源10、射束分割部20、照明部42、会聚部44、射束重叠部50、显像投影部60、电子检测器80以及图像处理部100。本实施方式的特征是，把生成的射束310分割成检查对象照明用射束311和参照对象照明用射束312，并分别对检查对象TI和参照对象TR进行照射，把由各个对象TI、TR生成的二次射束315、316重叠并成像，根据所获得的被重叠像的信号，重点观察基于检查对象TI和参照对象TR的各个表面结构所形成的二次射束的干涉性，由此来检测出缺陷。
检查对象TI在本实施方式中例如是设置在半导体基板S(参照图2)表面上的器件图形。参照对象TR是用于从其中取得缺陷检查用的参照图像，并将该参照图像与被检查图像重叠的构件，在本实施方式中，是与检查对象TI一同被设置在同一被检查半导体基板S上的，具有与检查对象相同的图形的部分。在检查对象为周期性图形的情况下，把相邻或附近的同一周期性图形作为参照对象使用。在把多个周期的图形作为检查对象的情况下，把相邻或附近的、与被检查图形的周期数相同周期数的周期性图形作为参照对象。在检查对象为随机图形的情况下，也是把相邻或附近的模块(芯片)的同一图形部作为参照对象。另外，在同一晶片上存在不存在图形的镜面部位的情况下，也可以把该部位作为参照对象。在本实施方式中，所谓可成为参照对象的镜面部位，是指其表面的凹凸之间的阶差与检查对象的图形的凹凸相比，其大小在电子光学上可以被充分忽略的程度的部位。此外，参照对象不限于被检查基板的表面区域，只要是能够提供缺陷检查用的参照图像的构件，可以对被配置在从电子源10到射束重叠部60的任意位置上的任意构件进行设定。
电子源10生成射束对检查对象TI和参照对象TR进行照明。在本实施方式中，所生成的射束为了利用二次射束的干涉性，需要具有某些相干性，所以优选电子源10具有尽可能小的电子射出面，理想的是点源(PointSource)。作为电子源的具体例，可列举出具有W(钨)的单晶体等的冷电场发射型电子源(Cold Field Emission)、和在W(钨)单晶体芯片上涂敷了氧化锆(ZrO2)等物质的结构的热电场发射型电子源(Thermal FieldEmission)等。另外，作为电子放射面而具有碳纳米纤维管(CNT)等的极小放射面的纳米·芯片等，由于其相干性高，所以也是一种有前途的电子源。
射束分割部20把生成的射束310分割成检查对象照明用射束311和参照对象照明用射束312。作为分割射束的技术，可采用例如利用了基于电磁场的射束偏转的技术。作为更具体的分割方法，可列举出使用了磁场棱镜的扇形磁场型分割方法、和使用了静电场的双棱镜方式、以及把磁场和电场组合的分割方式等。
照明部42把被分割的各个射束311、312会聚，然后分别对检查对象TI和参照对象TR进行照射。此时，例如只要根据电磁场透镜设定柯拉照明系统等的照明条件，即可使各个射束311、312作为校准射束向检查对象TI和参照对象TR照射。
检查对象TI接受检查对象照明用射束311的照射，生成二次电子、反射电子以及后方散射电子，而且，从被参照对象照明用射束312照射的参照对象TR也生成二次电子、反射电子以及后方散射电子。会聚部44把这些电子分别会聚成二次射束315、316。二次射束315、316例如分别与第1和第2二次带电粒子射束对应。
射束重叠部50把这些二次射束315、316重叠。显像投影部60把重叠的二次射束投影，在电子检测器80的检测面(未图示)上成像。电子检测器80检测出该像，并把像信号转送到图像处理部100。电子检测器80例如与带电粒子检测部对应。图像处理部100例如与信号处理部对应，通过对被转送来的像信号进行处理，提供检查对象的检查数据。
下面，参照图2至图9，对基于图像处理部100的像信号的具体处理内容，与本实施方式的检查装置1的缺陷检查的效果一并进行说明。
图2是表示检查对象TI的一例的简略剖面图。图2所示的检查对象TI2包括多个线图形P2，该线图形具有周期性设置在半导体基板S上的斜坡状的侧面。图2所示的线图形P2中，在图中右侧的2个图形之间存在着由与线图形P2不同的材料形成的异常缺陷DF2。
图3是说明以往技术的缺陷检查方法的一例的图。在说明本实施方式的缺陷检查方法之前，作为比较例先说明图3所示的方法。
把与检查对象TI相同的图形部分设定为参照对象TR，并取得其参照图像RM2，并进一步取得检查对象TI的被检查图像IM2。然后图像处理部100对各个像素计算出这些图像RM2与IM2之间的灰度的差量，制作差量灰度的直方图HG2。如图3所示，差量灰度直方图HG2包含噪声成分NC2和缺陷成分DFC2。这里，如果在差量灰度直方图HG2上设定阈值TH，则可把在超过该阈值的灰度值的区域中的，突出且频度高的部分判断为缺陷成分DFC2，由此可检测出缺陷DF2的存在。
如图2所示的缺陷DF2那样，在膜厚相对厚的情况下，或由与基板表面部或图形不同的材料形成的情况下，即使采用以往的检查方法，也能够比较容易地进行检测，但是在例如图4所示的检查对象TI4那样，在缺陷DF4(DF4a、DF4b)的膜厚非常薄的情况和/或由与底层的基板表面部相同的材料形成的情况下，来自缺陷DF4、DF4b的信号强度与来自图形底层的基板表面部的信号强度几乎相等，如图5的被检查图像IM4所示那样，在缺陷部分上不能得到充分的反差。其结果，在根据参照图像RM2和被检查图像IM4制作的差量灰度直方图HG4中，缺陷成分DF4的频度降低，使得缺陷检测变得非常困难。
图6是说明把由本实施方式的检查装置1实现的缺陷检查方法应用于检查图4所示的检查对象TI4的情况下的说明图。如图6所示，根据本实施方式的缺陷检查，在各个图像中，对应被射束照射的部位的阶差，产生射束的相位差，在得到的二次电子像中出现干涉图形。特别是，在被检查图像IM6中，缺陷DF4a、DF4b中的微妙凹凸的信息构成了干涉图形。这是因为对应检查对象TI4和参照对象TR的表面形状的电子的干涉性呈明显化，例如，即使在因充电等在半导体基板S的表面正上方形成了电磁场的情况下，微妙的凹凸的信息也能够出现在各图像中。
如果根据这些图像RM6、IM6制作差量灰度直方图HG6，则如图6的图中右侧所示，可得到来自极薄缺陷DF4的强度成分DFC6，该极薄缺陷DF4存在于图形P2之间，由与底层基板S的表面部相同的材料形成、具有微小高度。因此，通过与以往同样地设定阈值Th，可容易地检测出缺陷DF4。
下面，对检查对象为触点图形或通孔图形(以下简称为“触点/通孔图形”)的情况下的缺陷检查进行说明。图7是表示具有以与下层布线WR连接的方式形成在绝缘膜IS内的触点/通孔图形P4的检查对象TI8的简略剖面图。图7所示的检查对象TI8中，产生了导致与下层布线WR呈高阻抗性导通不良的缺陷DF8。
图8是说明把图3所示的缺陷检查方法作为本实施方式的基板检查方法的比较例，来用于检查图7所示的检查对象TI8的情况下的问题点的图。如图8的图中央的被检查图像IM8所示，在射束像中，基于表面电位而产生的电位反差低，因此，对于缺陷DF8，不能得到充分的反差。其结果，如图8的图中右侧所示，在差量灰度直方图HG8中，缺陷成分DFC8的频度低，因此，缺陷检查在以往是困难的。
图9是说明把由本实施方式的基板检查装置1实现的缺陷检查方法用于检查图7所示的检查对象TI8的情况下的说明图。在缺陷DF8的表面上，受到射束的照射，使电场发生微妙的变化，由于该变化而产生射束的相位差，因此，根据本实施方式的基板检查，如图9的中央的被检查图像IM10所示，在图像内被明显化，从而可看出缺陷DF8上的干涉图形发生变化，其与其它正常部位上的干涉图形明显不同。通过利用这样的干涉图形的差异，如图9的图中右侧所示，在差量灰度直方图HG10上，可容易地检测出缺陷成分DFC10。
这里，对图1所示的基板检查装置1具有的射束分割部20和射束重叠部50的具体构成例进行说明。图10是表示包括使用了静电双棱镜的射束分割部20和射束重叠部50的方框图。另外，在图10中，为了简化说明，省略了显像投影部60。
射束分割部20包括与电源26连接的线电极22、和被配置成相互对置且把线电极22夹在中间的平行平板型电极24a、24b。如图10所示，通过把平行平板电极24a、24b接地，并且从电源26向电极22施加负电压，在线电极22与平行平板电极24a之间以及在线电极22与平行平板电极24b之间分别形成静电场，利用该静电场可把射束310分割为2个方向。同样，射束重叠部50也使用静电双棱镜构成，并包括与电源56连接的线电极52和被配置成相互对置、且把线电极52夹在中间的状态的平行平板型电极54a、54b。通过把平行平板电极54a、54b接地，并且从电源56向电极52施加正电压，在线电极52与平行平板电极54a之间以及在线电极52与平行平板电极54b之间分别形成静电场，利用该静电场可把分别从检查对象TI和参照对象TR产生的二次射束315、316重叠。
作为射束分割和射束重叠的方法，除了图10所示的例以外，通过使用利用了基于磁场的偏转、基于混合了磁场和电场的电磁场偏向场的偏转的棱镜，可达到相同的效果。
(2)第2实施方式图11是表示本发明第2实施方式的基板检查装置的概略构成的方框图。图11所示的基板检查装置3，取代图1所示的基板检查装置1所具有的射束分割部20和照明部42，而具有射束放大部30和校准部46，不是把由电子源10所生成的射束310分割成检查对象照明用射束311和参照对象照明用射束312，而是形成照明区域大的照明射束320，把由校准部46校准的照明射束320向检查对象和参照对象双方同时照明，把从各个对象部位产生的二次电子、反射电子、后方散射电子作为二次射束315、316在显像投影部60中进行显像投影，在射束重叠部50进行重叠，并且使其在电子检测器80的未图示的电子检测面上成像，由此来检测出包含干涉图形的射束像的信号，并利用图像处理部100进行处理。本实施方式的检查方法适用于对周期性排列配置了半导体图形的存储器图形等的检查，能够以多个周期为一组，分组进行检查对象的检查。这是由于在缺陷检查技术中，有一种被称为单元对单元(Cell to Cell)方式的方法。达到次微米级的半导体图形的存储器单元，由于其集成度极高，在多个周期为一组的检查对象上，只要使照明射束照明数μm的区域便足够了。因此，对照明射束放大部30施加的负担小，因此，还能够把照明射束放大部30兼用为校准部46。
(3)第3实施方式图12是表示本发明第3实施方式的基板检查装置的概略构成的方框图。图12所示的基板检查装置5的特征是，取代图1所示的基板检查装置1所具有照明部42和会聚部44，而具有射束分离器140和照明兼会聚部150，并且，把由射束分割部20从射束310分割出的检查对象照明用射束311和参照对象照明用射束312向检查基板垂直照射。基板检查装置5的其它构成与图1所示基板检查装置1实质相同。由检查基板上的检查对象TI和参照对象TR所产生的二次电子、反射电子以及后方散射电子，由照明兼会聚部150会聚，成为二次射束315、316，在射束分离器140被偏转方向，然后在射束重叠部50被重叠，并且在显像投影部60通过投影而在电子检测器80的检测面(未图示)上成像。
图13表示射束分离器140的一例。图13所示的射束分离器140具有分别与电源144a、144b连接的平行平板电极142a、142b；和分别与电源148a、148b连接的相互对置配置的磁极146a、146b，通过使由平行平板电极142a、142b所激励的电场与由磁极146a、146b所激励的磁场正交(形成E×B场)，把入射的照明射束偏转成相对检查基板垂直入射，另一方面，通过使对于由检查基板上的检查对象TI和参照对象TR产生的、从与照明射束的相反方向进入的二次电子、反射电子以及后方散射电子直线通过E×B场。可将照明射束311、312与二次射束315、316相互分离。关于照明射束与二次射束的分离方法，除了使用这样的E×B场的方法以外，也可以采用基于扇形磁场的分离方法。
(4)第4实施方式图14是表示本发明第4实施方式的基板检查装置的概略构成的方框图。图14所示基板检查装置7是透射型射束检查装置的一例，其适用于对CP掩模、LEEPLE掩模等EB曝光用掩模的缺陷检查。基板检查装置7具有电子源710射束照明部720、射束分离部730、会聚部740、透射束重叠部770、成像部780、电子像检测部790以及检查图像处理部800，通过把分别透过了同一掩模内的检查对象TI以及参照对象TR的射束912、911在透射束重叠部770进行重叠，然后在电子像检测部790上成像，可取得包含干涉图形的透射束像。由于各个构成部分的具体功能和本实施方式的检查方法与第1实施方式实质相同，所以在此省略重复的说明。
(5)半导体器件的制造方法通过把上述实施方式的基板检查方法应用在半导体器件的制造工序中，能够高灵敏度地检测出基板表面的不良、缺陷等，所以能够以高成品率进行半导体器件的制造。
以上，对本发明的若干实施方式进行了说明，但不言而喻，本发明不限于上述实施方式，在其技术范围内可进行各种变形实施。在上述的实施方式中，是取得检查部位的干涉图形图像和参照部位的干涉图形图像，然后将两者进行比较，然而，例如在根据设计数据能够制作成为基准的软件干涉图形的情况下，只要取得检查部位的干涉图形图像，并进行比较处理即可。
权利要求
1.一种基板检查方法，包括以下步骤生成带电粒子射束；使所生成的上述带电粒子射束照射检查对象；会聚由从上述基板产生的二次带电粒子、反射带电粒子以及后方散射带电粒子中的至少一种构成的第1二次带电粒子射束，或透过了上述检查对象的第1透射带电粒子射束，并且，在上述二次带电粒子射束或上述透射带电粒子射束中，对应上述检查对象的结构而产生相位差；使上述二次带电粒子射束或上述透射带电粒子射束成像；检测成像的上述二次带电粒子射束或上述透射带电粒子射束，输出包含上述相位差的信息的二次带电粒子射束像或透射带电粒子射束像的信号；以及利用上述二次带电粒子射束像或上述透射带电粒子射束像中所包含的上述相位差的信息，检测上述检查对象的缺陷。
2.根据权利要求1所述的基板检查方法，还包括以下步骤将产生的上述带电粒子射束分割成多个射束；使被分割的上述射束的一部分照射参照对象；会聚由从上述参照对象产生的二次带电粒子、反射带电粒子以及后方散射带电粒子中的至少一种构成的第2二次带电粒子射束，或透过了上述参照对象的第2透射带电粒子射束；以及使上述第1二次带电粒子射束与上述第2二次带电粒子射束重叠，或者使上述第1透射带电粒子射束与第2透射带电粒子射束重叠；其中，成像的上述二次带电粒子射束或透射带电粒子射束是被重叠的上述第1和第2二次带电粒子射束或被重叠的上述第1和第2透射带电粒子射束，上述相位差是对应上述检查对象和上述参照对象的结构而分别在上述第1和第2二次带电粒子射束中产生的相位差或分别在上述第1和第2透射带电粒子射束中产生的相位差。
3.根据权利要求2所述的基板检查方法，其中，利用静电场偏转场进行上述带电粒子射束的分割以及重叠的至少一方。
4.根据权利要求2所述的基板检查方法，其中，利用磁场偏转场进行上述带电粒子射束的分割以及重叠的至少一方。
5.根据权利要求2所述的基板检查方法，其中，利用电磁场偏转场进行上述带电粒子射束的分割以及重叠的至少一方。
6.根据权利要求2所述的基板检查方法，其中，被分割的上述射束在被校准后分别照射上述检查对象和上述参照对象。
7.根据权利要求2所述的基板检查方法，其中，被分割的上述射束对于上述检查对象和上述参照对象，分别大致垂直地进行照射。
8.根据权利要求1所述的基板检查方法，还包括以下步骤放大上述带电射束的射束截面面积，以使上述带电射束照射上述检查对象和参照对象；对被放大的上述射束进行校准，使其分别照射上述检查对象和上述参照对象；会聚由从上述参照对象产生的二次带电粒子、反射带电粒子以及后方散射带电粒子中的至少一种构成的第2二次带电粒子射束，或透过了上述参照对象的第2透射带电粒子射束；以及使上述第1二次带电粒子射束和上述第2二次带电粒子射束重叠，或使上述第1透射带电粒子射束和第2透射带电粒子射束重叠；其中，成像的上述二次带电粒子射束或透射带电粒子射束是被重叠的上述第1和第2二次带电粒子射束或被重叠的上述第1和第2透射带电粒子射束，上述相位差是对应上述检查对象和上述参照对象的结构而分别在上述第1和第2二次带电粒子射束中产生的相位差或分别在上述第1和第2透射带电粒子射束中产生的相位差。
9.根据权利要求1所述基板检查方法，还包括以下步骤根据上述检查对象的设计数据制作参照对象，在上述参照对象中，通过运算处理，制作在使上述带电粒子射束照射检查对象时所得到的二次带电粒子射束像、或透射带电粒子射束像；其中，检测上述检查对象的缺陷包括把上述参照对象的二次带电粒子射束像或透射带电粒子射束像作为检查基准进行使用。
10.一种半导体器件的制造方法，其包括检查基板的缺陷的工序，使用包括以下步骤的基板检查方法来检查上述基板生成带电粒子射束；使所生成的上述带电粒子射束照射检查对象；会聚由从上述基板产生的二次带电粒子、反射带电粒子以及后方散射带电粒子中的至少一种构成的第1二次带电粒子射束、或透过了上述检查对象的第1透射带电粒子射束，并且，在上述二次带电粒子射束或上述透射带电粒子射束中，对应上述检查对象的结构而产生相位差；使上述二次带电粒子射束或上述透射带电粒子射束成像；检测成像的上述二次带电粒子射束或上述透射带电粒子射束，输出包含上述相位差的信息的二次带电粒子射束像或透射带电粒子射束像的信号；以及利用上述二次带电粒子射束像或上述透射带电粒子射束像中所包含的上述相位差信息，检测上述检查对象的缺陷。
11.根据权利要求10所述的半导体器件的制造方法，其中，在上述基板检查方法中还包括以下步骤将产生的上述带电粒子射束分割成多个射束；使被分割的上述射束的一部分照射参照对象；会聚由从上述参照对象产生的二次带电粒子、反射带电粒子以及后方散射带电粒子中的至少一种构成的第2二次带电粒子射束，或透过了上述参照对象的第2透射带电粒子射束；以及使上述第1二次带电粒子射束与上述第2二次带电粒子射束重叠，或者使上述第1透射带电粒子射束与第2透射带电粒子射束重叠；其中，成像的上述二次带电粒子射束或透射带电粒子射束是被重叠的上述第1和第2二次带电粒子射束或被重叠的上述第1和第2透射带电粒子射束，上述相位差是对应上述检查对象和上述参照对象的结构，而分别在上述第1和第2二次带电粒子射束中产生的相位差、或分别在上述第1和第2透射带电粒子射束中产生的相位差。
12.根据权利要求11所述的半导体器件的制造方法，其中，被分割的上述射束对于上述检查对象和上述参照对象，分别大致垂直地进行照射。
13.根据权利要求10所述的半导体器件的制造方法，其中，上述基板检查方法还包括以下步骤根据上述检查对象的设计数据制作参照对象，在上述参照对象中，通过运算处理，制作在使上述带电粒子射束照射检查对象时所得到的二次带电粒子射束像、或透射带电粒子射束像；其中，检测上述检查对象的缺陷包括把上述参照对象的二次带电粒子射束像或透射带电粒子射束像作为检查基准进行使用。
14.一种基板检查装置，具备射束源，其生成带电粒子射束；照明部，其使所生成的上述带电粒子射束照射检查对象；会聚部，其会聚由从上述检查对象产生的二次带电粒子、反射带电粒子以及后方散射带电粒子中的至少一种构成的第1二次带电粒子射束，或透过了上述检查对象的透射带电粒子射束；成像部，其使上述二次带电粒子射束或上述透射带电粒子射束成像；带电粒子检测部，其检测成像的上述二次带电粒子射束或上述透射带电粒子射束，输出二次带电粒子射束像或透射带电粒子射束像的信号，其中包含对应上述检查对象的结构而在上述二次带电粒子射束或上述透射带电粒子射束中所产生的相位差的信息；信号处理部，其对上述二次带电粒子射束像或上述透射带电粒子射束像的信号进行处理，根据上述相位差的信息，输出关于上述检查对象的缺陷的数据。
15.根据权利要求14所述的基板检查装置，还包括带电粒子射束分割部，其将产生的上述带电粒子射束分割成多个射束；以及带电粒子射束重叠部，其使被分割的上述射束重叠；其中，上述照射部使被上述带电粒子射束分割部分割的上述射束的一部分照射参照对象，上述会聚部会聚由从上述参照对象产生的二次带电粒子、反射带电粒子以及后方散射带电粒子中的至少一种所构成的第2二次带电粒子射束，或透过了上述参照对象的第2透射带电粒子射束，上述带电粒子射束重叠部使上述第1二次带电粒子射束与上述第2二次带电粒子射束重叠，或者使上述第1透射带电粒子射束与第2透射带电粒子射束重叠，成像的上述二次带电粒子射束或透射带电粒子射束是被重叠的上述第1和第2二次带电粒子射束或被重叠的上述第1和第2透射带电粒子射束，上述相位差是对应上述检查对象和上述参照对象的结构而分别在上述第1和第2二次带电粒子射束中产生的相位差、或分别在上述第1和第2透射带电粒子射束中产生的相位差。
16.根据权利要求15所述的基板检查装置，其中，上述带电粒子射束分割部包括利用基于静电场的偏转的棱镜。
17.根据权利要求15所述的基板检查装置，其中，上述带电粒子射束分割部包括利用基于磁场的偏转的棱镜。
18.根据权利要求15所述的基板检查装置，其中，上述带电粒子射束分割部包括利用基于把磁场和电场混合的电磁场偏转场的偏转的棱镜。
19.根据权利要求14所述的基板检查装置，还具备带电粒子射束放大部，其放大上述带电射束的射束截面面积，以使上述带电射束照射上述检查对象和参照对象；以及校准器，其对被放大的上述射束进行校准，使其分别照射上述检查对象和上述参照对象；其中，上述会聚部会聚由从上述参照对象产生的二次带电粒子、反射带电粒子以及后方散射带电粒子中的至少一种构成的第2二次带电粒子射束，或透过了上述参照对象的第2透射带电粒子射束，上述基板检查装置还具备带电粒子射束重叠部，其使上述第1二次带电粒子射束和上述第2二次带电粒子射束重叠，或使上述第1透射带电粒子射束和第2透射带电粒子射束重叠；其中，成像的上述二次带电粒子射束或透射带电粒子射束是被重叠的上述第1和第2二次带电粒子射束或被重叠的上述第1和第2透射带电粒子射束，上述相位差是对应上述检查对象和上述参照对象的结构而分别在上述第1和第2二次带电粒子射束中产生的相位差或分别在上述第1和第2透射带电粒子射束中产生的相位差。
20.根据权利要求15所述的基板检查装置，其中，上述照明部和上述会聚部将上述带电粒子射束偏转，以使上述射束分别大致垂直地照射上述检查对象和上述参照对象。
全文摘要
一种基板检查方法，其中包括以下步骤生成带电粒子射束；使所生成的上述带电粒子射束照射检查对象；会聚由从上述基板产生的二次带电粒子、反射带电粒子以及后方散射带电粒子中的至少一种构成的第1二次带电粒子射束，或透过了上述检查对象的第1透射带电粒子射束，并且，在上述二次带电粒子射束或上述透射带电粒子射束中，对应上述检查对象的结构而产生相位差；使上述二次带电粒子射束或上述透射带电粒子射束成像；检测成像的上述二次带电粒子射束或上述透射带电粒子射束，输出包含上述相位差的的信息的二次带电粒子射束像或透射带电粒子射束像的信号；使用上述二次带电粒子射束像或上述透射带电粒子射束像中所包含的上述相位差信息，检测上述检查对象的缺陷。
文档编号G01N23/225GK1838396SQ20061006536
公开日2006年9月27日 申请日期2006年3月23日 优先权日2005年3月23日
发明者山崎裕一郎 申请人:株式会社东芝