基板検査装置、基板検査方法および半導体装置の製造方法

【課題】基板の欠陥を高感度で検出する。
【解決手段】二次電子ビームの焦点面に、検査対象部位に応じた形状およびサイズの複数の開口絞りが設けられた可動絞り板８１を設置し、任意の検査対象部位から高い二次電子放出比で放出される二次電子ビームが可動絞り板８１を通過してＭＣＰ検出器３１の検出面で結像するように絞り８１Ｂα〜８１Ｂγ，８１Ｄα〜８１Ｄγを選択する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板検査装置、基板検査方法および半導体装置の製造方法に関し、例えば電子ビームを用いた半導体パターン等の観察および検査を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
半導体パターンの欠陥検査のために電子ビームが利用されている。例えば特許文献１には、矩形状の電子ビームを電子照射手段にて形成して一次電子ビームとして試料に照射し、その試料表面の形状／材質／電位の変化に応じて発生した二次電子、反射電子および後方散乱電子である二次電子ビームを写像投影光学手段にて電子検出部に拡大投影し、試料表面画像を得る手法が開示されている。さらに、この手法に加えて一次電子ビームを電子ビーム偏向手段であるウィーンフィルタにて偏向させ、試料表面に対して垂直に入射させ、なおかつ二次電子ビームを同一のウィーンフィルタ内を直進させて写像投影光学系に導入する方法も提案されている（例えば特許文献２）。
【０００３】
しかしながら、例えば特許文献２に記載の装置では、検出系にて収集される二次電子、反射電子および後方散乱電子の放出角度範囲（垂直方向を基準とする）−θb〜＋θbが、二次電子ビーム焦点面に配設されている円孔形状の開き角絞りによって一律に制限されていた。そのため、得られる二次電子像においては、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）方式の欠陥検査装置で得られる二次電子像に比べ、エッジ部でのコントラストが低く、また、側壁部の明度も劣っていた。このため、正確な形状認識ができず、パターン欠陥検出感度の低下を招く等の問題があった。
【特許文献１】特開平７−２４９３９３号公報
【特許文献２】特開平１１−１３２９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、基板の欠陥を高感度で検出することができる基板検査装置および基板検査方法、並びに歩留まりに優れた半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の手段により上記課題の解決を図る。
【０００６】
即ち、本発明によれば、
電子ビームを生成して試料である基板に一次電子ビームとして照射する工程と、
前記一次電子ビームの照射を受けて前記基板から放出される二次電子、反射電子および後方散乱電子の少なくともいずれかを導いて二次電子ビームとして拡大投影し、結像させる写像投影工程と、
結像した前記二次電子ビームを検出して前記基板の状態を表す画像信号を出力する工程と、
を備える基板検査方法であって、
前記写像投影工程は、
前記二次電子、前記反射電子および前記後方散乱電子の少なくともいずれかの放出方向と前記二次電子ビームの光軸との角度を光軸基準放出角度と定義すると、任意の検査対象部位の画像信号の量が他の部位の画像信号の量よりも増大するように、前記検査対象部位の幾何学的形状に応じた光軸基準放出角度を有する前記二次電子、前記反射電子および前記後方散乱電子の少なくともいずれかを選択的に結像させる工程を含む、
基板検査方法が提供される。
【０００７】
また、本発明によれば、
電子ビームを生成して試料である基板に一次電子ビームとして照射する工程と、
前記一次電子ビームの照射を受けて前記基板から放出される二次電子、反射電子および後方散乱電子の少なくともいずれかを導いて二次電子ビームとして拡大投影し、結像させる写像投影工程と、
結像した前記二次電子ビームを検出して前記基板の状態を表す画像信号を出力する工程と、
を備える基板検査方法であって、
前記写像投影工程は、
前記二次電子、前記反射電子および前記後方散乱電子の少なくともいずれかの放出方向と前記二次電子ビームの光軸との角度を光軸基準放出角度と定義すると、任意の検査対象部位とこれに隣接する部位との画像コントラストが高くなるように、前記検査対象部位の幾何学的形状に応じた光軸基準放出角度を有する前記二次電子、前記反射電子および前記後方散乱電子の少なくともいずれかを選択的に結像させる工程を含む、
基板検査方法が提供される。
【０００８】
また、本発明によれば、
電子ビームを生成して試料である基板に一次電子ビームとして照射する一次ビーム照射手段と、
前記一次電子ビームの照射を受けて前記基板から放出される二次電子、反射電子および後方散乱電子の少なくともいずれかを導いて二次電子ビームとして拡大投影して結像させる写像投影手段と、
前記二次電子ビームが結像する検出面を有し、前記検出面で前記二次電子ビームを検出して前記基板の状態を表す画像信号を出力する電子ビーム検出手段と、
前記二次電子、前記反射電子および前記後方散乱電子の少なくともいずれかの放出方向と前記二次電子ビームの光軸との角度を光軸基準放出角度と定義すると、任意の検査対象部位の画像信号の量が他の部位の画像信号の量よりも増大するように、前記検査対象部位の幾何学的形状に応じた光軸基準放出角度を有する前記二次電子、前記反射電子および前記後方散乱電子の少なくともいずれかを選択的に前記電子ビーム検出手段の前記検出面に結像させる電子選択手段と、
を備える基板検査装置が提供される。
【０００９】
さらに、本発明によれば、
電子ビームを生成して試料である基板に一次電子ビームとして照射する一次電子ビーム照射手段と、
前記一次電子ビームの照射を受けて前記基板から放出される二次電子、反射電子および後方散乱電子の少なくともいずれかを導いて二次電子ビームとして拡大投影して結像させる写像投影手段と、
前記二次電子ビームが結像する検出面を有し、前記検出面で前記二次電子ビームを検出して前記基板の状態を表す画像信号を出力する電子ビーム検出手段と、
前記二次電子、前記反射電子および前記後方散乱電子の少なくともいずれかの放出方向と前記二次電子ビームの光軸との角度を光軸基準放出角度と定義すると、任意の検査対象部位とこれに隣接する部位との画像コントラストが高くなるように、前記検査対象部位の幾何学的形状に応じた光軸基準放出角度を有する前記二次電子、前記反射電子および前記後方散乱電子の少なくともいずれかを選択的に前記電子ビーム検出手段の前記検出面に結像させる電子選択手段と、
を備える基板検査装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基板の欠陥を高感度で検出することができる。
また、本発明によれば、上記効果を奏する基板検査方法を用いるので、高い歩留まりで半導体装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本明細書においては、すべての検査対象部位で二次電子等の放出する角度の基準を共通にするため、二次光学系の光軸方向を基準として採用し、二次電子等の放出する方向と二次光学系の光軸方向とがなす角度を「光軸基準放出角度」と定義する。また、角度の正負の符号について反時計方向を正の方向とする。
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる基板検査装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の特徴は、検査対象部位の幾何学的形状に対応した形状およびサイズを有する複数の絞り８１Ｂα〜８１Ｂγ，８１Ｄα〜８１Ｄγを可動絞り板８１に設け、可動絞り板駆動部８３により可動絞り板８１を移動させることにより検査対象部位に応じた絞りを選択する点にある。この点は後に詳述する。
【００１３】
図１に示す基板検査装置１は、一次光学系１０と、二次光学系２０と、電子検出部３０と、ウィーンフィルタ（Wien filter）４１と、ステージ４３と、各種制御部１６，１７，５１〜５５，５７と、画像信号処理部５８と、ホストコンピュータ６０と、表示部６２と、を備える。
【００１４】
一次光学系１０は、電子銃部１１と複数段の四極子レンズ１５を含む。電子銃部１１は、例えば一次電子ビーム照射手段に対応し、長軸１００〜７００μｍ、短軸１５μｍの矩形の電子放出面を有するＬａＢ６線状陰極１１２、ウエーネルト電極１１４、電子ビームの引き出しを行う陽極１１６、光軸調整用の偏向器１１８を有する。ＬａＢ６線状陰極１１２、ウエーネルト電極１１４、陽極１１６および偏向器１１８は制御部１６に接続され、この制御部１６からの信号により一次電子ビームＢｐの加速電圧、出射電流、光軸Ａｐが制御される。四極子レンズ１５は、四極子レンズ制御部１７に接続される。線状陰極１１２より放出した一次電子ビームＢｐは、四極子レンズ制御部１７からの信号により制御される四極子レンズ１５によって収束され、ウィーンフィルタ４１に対して斜めから入射する。一次電子ビームＢｐはウィーンフィルタ４１によって偏向され、試料である基板Ｓに対して垂直な方向に進行する。一次電子ビームＢｐはその後、二次光学系２０内の回転対称静電レンズであるカソードレンズ２１によってレンズ作用を受け、基板Ｓに対して垂直に照射される。
【００１５】
基板Ｓはステージ４３の上面に設置され、ステージ電圧制御部５１により基板Ｓに負電圧が印加できるようになっている。この機構は、一次電子ビームＢｐによる基板Ｓへの入射ダメージを低減し、一次電子ビームＢｐの照射によって、基板Ｓ表面の形状／材質／電位の変化に応じて発生した二次電子、反射電子および後方散乱電子で構成される二次電子ビームＢｓのエネルギ向上を目的としたものである。二次電子、反射電子および後方散乱電子は、例えば二次電子、反射電子および後方散乱電子に対応する。以下では、二次電子、反射電子および後方散乱電子を単に二次電子等という。
【００１６】
ウィーンフィルタ４１の具体的構成を図２に示し、その作動原理を図３および図４を参照しながら簡単に説明する。図２に示すように、ウィーンフィルタ４１の場は、二次光学系の光軸Ａｓに垂直な平面ＣＳｗ（図３，図４参照）内で電界Ｅと磁界Ｂとを直交させた構造になっており、入射した電子に対して、ウィーン条件ｑＥ＝ｖＢ（ｑは粒子電荷、ｖは直進電子の速度）を満たす電子のみを直進させる働きをする。図３に示すように、この検査装置１では、一次電子ビームＢｐに対しては磁界による力ＦＢと電界による力ＦＥが同一方向に作用して、一次電子ビームＢｐは基板Ｓに対して垂直に入射するように偏向される。また、二次電子ビームＢｓに対しては、図４に示すように、ＦＢとＦＥが逆方向に作用し、なおかつウィーン条件ＦＢ＝ＦＥが成立しているため、二次電子ビームＢｓは偏向されずに直進して二次光学系に入射する。
【００１７】
図１に戻り、二次光学系２０は、例えば写像投影手段に対応し、カソードレンズ２１、第二レンズ２２、第三レンズ２３と、第二レンズ２２と第三レンズ２３との間に設置された可動絞り板８１と視野絞り２６とを含む。可動絞り板８１および視野絞り２６は、後述するホストコンピュータ６０とともに、例えば電子選択手段に対応する。可動絞り板８１は、基板Ｓと電子検出部３０との間で二次電子ビームＢｓの焦点面２４に配置され、可動絞り板駆動部８３に接続される。可動絞り板駆動部８３は、ホストコンピュータ６０に接続され、その指令信号を受けて検査対象部位に応じた絞りが光軸上に配置されるように、可動絞り板８１を焦点面２４内で移動させる。カソードレンズ２１、第二レンズ２２、第三レンズ２３は、二次光学系レンズ制御部５２、５４、５５にそれぞれ接続され、これらの制御部から与えられる制御信号により、二次電子ビームＢｓを拡大投影し、二次電子ビーム像をＭＣＰ（Micro Channel Plate）検出器３１の検出面に結像させる。
【００１８】
電子検出部３０は、例えば電子ビーム検出手段に対応し、基板Ｓに対向する検出面を有するＭＣＰ検出器３１と、蛍光板３２と、ライトガイド３３と、ＣＣＤ（Charged Coupled Device）等の撮像素子３４とを含む。ＭＣＰ検出器３１の検出面に入射した二次電子ビームＢｓはＭＣＰにより増幅されて蛍光板３２に照射する。蛍光板３２で発生した蛍光像はライトガイド３３を介して撮像素子３４で検出される。撮像素子３４により検出された信号は、画像処理部５８で処理されて画像データとしてホストコンピュータ６０に転送される。
【００１９】
ホストコンピュータ６０は、各種制御部１６，１７，５１〜５５，５７に接続され、これらの制御部を介して装置全体を制御する。ホストコンピュータ６０はまた可動絞り板駆動部８３に接続され、所望の検査対象部位の画像信号の量が増大するように、または、所望の検査対象部位とこれに隣接する部位とのコントラストが向上するように、可動絞り板８１による二次電子ビームＢｓの通過制限を調整するための指令信号を生成して可動絞り板駆動部８３に供給する。さらに、ホストコンピュータ６０は画像信号処理部５８および表示部６２にも接続され、画像信号処理部５８から画像データの供給を受け、図示しない画像メモリに保存し、二次電子ビーム像を表示装置６０により表示させる他、検査目的に応じた画像処理等により欠陥検出処理等を実行する。
【００２０】
図５に示すように、可動絞り板８１には円孔形状の絞り８１Ｂα〜８１Ｂγとリング形状の開口を有する絞り８１Ｄα〜８１Ｄγとが設けられている。図５のＡ−Ａ断面図を図６に示し、図５のＢ−Ｂ断面図を図７に示す。
【００２１】
図１に示す基板検査装置１は、可動絞り板駆動部８３により可動絞り板８１を移動させることにより、検査対象部位の幾何学的形状に応じて所望の角度で放出する二次電子等で構成される二次電子ビームがＭＣＰ検出器３１の検出面で結像するように、検査対象部位に対応する絞りを選択して光軸上に配置する。
【００２２】
一般的に、二次電子等の放出角度φ（二次電子等が放出する方向と二次電子等が放出する表面の放線方向となす角度）とその放出比Ｓ（放出する二次電子等の量／入射する電子の量）との間には、
Ｓ＝Ａｃｏｓφ（Ａは係数） (1)
の関係が成り立つ。即ち、ある面からの二次電子等の放出比は、その面の法線方向が最大となる。ここで、図８のパターンＰに示すように、同一または類似の材質で構成される検査対象パターンがテーパ状の側壁部または傾斜部ＳＷを有する場合、パターンＰの頂面ＴＳおよび底面ＢＳでは、二次電子等の放出面の法線方向は二次光学系の光軸方向Ａｓと一致するように設置されるため、頂面ＴＳおよび底面ＢＳに垂直な方向で二次電子等の放出比が最大になる。従って、光軸となす角度のうち相対的に小さな鋭角、同図では−θ１〜＋θ１の範囲に含まれる放出角度の二次電子等をＭＣＰ検出器３１の検出面で投影結像させれば、パターンＰの頂面ＴＳおよび底面ＢＳが明部となる画像が得られる。この場合は相対的に大きな鋭角、図８ではθ２〜θ３の範囲に含まれる放出角度の二次電子等はＭＣＰ検出器３１で結像しないように写像投影光学系内で遮断される。
【００２３】
この一方、パターンＰの側壁部または傾斜部ＳＷでは、二次電子等の放出面の法線方向は二次光学系の光軸方向Ａｓと相対的に大きな鋭角、図８では（θ２＋θ３）／２の角度をなし、θ２〜θ３の範囲に含まれる角度で放出される二次電子をＭＣＰ検出器３１の検出面で投影結像させれば、パターンＰの側壁部または傾斜部ＳＷが明部となる画像を得ることができる。この場合、相対的に小さな鋭角、図８では−θ１〜＋θ１の範囲に含まれる角度で放出される二次電子等はＭＣＰ検出器３１で結像しないように写像投影光学系内で遮断される。
【００２４】
本明細書においては、パターンの頂面および底面が明部となり、パターンエッジ部、または側壁部もしくは傾斜部が暗部となって検出系に投影される光学系モードを「明視野モード」と定義し、この一方、パターンエッジ部または側壁部もしくは傾斜部が明部となり、パターンの頂面ＴＳおよび底面ＢＳが暗部となって検出系に投影される光学系モードを「暗視野モード」と定義する。「明視野モード」では、二次電子等の放出比が最大になる光軸方向を中心に（図８では光軸基準放出角度−θ１〜＋θ１の範囲で）パターンの頂面および底面から放出した二次電子等で構成される二次電子ビームの通過を許容する開口絞りを選択する。図５に示す例では、円孔絞り８１Ｂα〜８１Ｂγを使用すればよい。また、「暗視野モード」では、二次電子等の放出比が最大になる、放出面の法線方向を中心に（図８では光軸基準放出角度θ２〜θ３の範囲で）パターンの側壁部または傾斜部ＳＷから放出した二次電子等で構成される二次電子ビームの通過を許容し、かつ、光軸基準放出角度−θ１〜＋θ１の二次電子等で構成される二次電子ビームを遮断する開口絞りを選択する。図５に示す例では、リング形状の開口を有する絞り８１Ｄα〜８１Ｄγを使用すればよい。検査・計測したいパターンの部位が明部となる最適な絞りが選択されるように、ホストコンピュータ６０が可動絞り板駆動部８３へ制御信号を供給する。可動絞り駆動部８３はホストコンピュータ６０からの制御信号に従い、可動絞り板８１を駆動させ、可動絞り板８１上で検査・計測に最適な絞りによる二次電子ビームＢｓの通過制限調整を行う。可動絞り駆動部８３を介してホストコンピュータ６０により絞りの位置が調整された可動絞り板８１は、検査対象部位の幾何学的形状に応じた光軸基準放出角度以外の光軸基準放出角度を有する二次電子等で構成される二次電子ビームを前記基板と前記電子ビーム検出手段との間で遮蔽する。
【００２５】
明視野モードにおけるパターンＰ頂面ＴＳ内の１点ＲｇＡから放出した二次電子ビームＢｓａの光線図を図９に示し、パターンＰ底面ＢＳ内の２点ＲｇＢ，ＲｇＣから放出した二次電子ビームＢｓｂ，Ｂｓｃの光線図を図１０に示し、パターンＰの両側壁ＳＷ内の各点ＲｇＤ，ＲｇＥから放出した二次電子ビームＢｓｅ，Ｂｓｄの光線図を図１１に示す。この明視野モードでは光軸基準放出角−θ１〜＋θ１の二次電子等が通過できるように可動絞り板８１上の対応する絞りが設定されている。例えば図１１では、ＲｇＤおよびＲｇＥから放出した二次電子ビームＢｓｅ，Ｂｓｄよりも、ＲｇＡ，ＲｇＢ，ＲｇＣから放出した二次電子ビームＢｓａ，Ｂｓｂ，Ｂｓｃの方がＭＣＰ検出器３１にて検出される電子信号量が多いために、図８のパターンＰを本装置の明視野モードにて撮像すると、図１２のような明視野像が得られる。
【００２６】
暗視野モードにおけるパターンＰ頂面ＴＳ内の１点ＲｇＡから放出した二次電子ビームＢｓａの光線図を図１３に示し、パターンＰ底面ＢＳ内の２点ＲｇＢ，ＲｇＣから放出した二次電子ビームＢｓｂ，Ｂｓｃの光線図を図１４に示し、パターンＰの両側壁ＳＷ内の各点ＲｇＤ，ＲｇＥから放出した二次電子ビームＢｓｅ，Ｂｓｄの光線図を図１５に示す。この暗視野モードでは光軸基準放出角−θ３〜−θ２，＋θ２〜＋θ３の二次電子等が透過できるように可動絞り板８１上の対応する絞りが設定されている。例えば図１５では、ＲｇＡ，ＲｇＢ，ＲｇＣから放出した二次電子ビームＢｓａ，Ｂｓｂ，Ｂｓｃよりも、ＲｇＤおよびＲｇＥから放出した二次電子ビームＢｓｄ，Ｂｓｅの方がＭＣＰ検出器３１にて検出される電子信号量が多いために、図８のパターンＰを本装置の暗視野モードにて撮像すると、図１６のような暗視野像が得られる。
【００２７】
暗視野モードにおいて、パターンエッジ部のコントラストを強調したい場合は、パターンエッジ部から放出してＭＣＰ検出器３１の検出面で結像する二次電子等の量と、パターンエッジ部に隣接する部位（側壁ＳＷ、頂面ＴＳ、底面ＢＳ等）から放出してＭＣＰ検出器３１の検出面で結像する二次電子ビーム量の差が顕著になればよい。そのためには、図７の断面図に示すような暗視野モード用絞りを適用すればよいが、上記条件を満たすように例えば暗視野モード用絞りの遮断用円盤の直径Ｄ１と透過用絞り孔の径Ｄ２の最適化を行えばよい。このように最適化された暗視野モード絞りを使用することにより、図１７に示すようにエッジ部ＴＥ，ＴＢが強調された暗視野像が得られる。
【００２８】
なお、本実施形態では、明視野モードおよび暗視野モードのための絞りとして回転対称形状のものを用いたが、絞りの形状はこれに限ることなく、測定対象パターンの幾何学的形状に応じて、例えば図１８の符号８１Ｄａｓに示すように非対称形状の絞りでも良い。
【００２９】
このように本実施形態によれば、パターンの側壁部を含む所望の測定対象部位に応じた二次電子像を取得することができる。また、パターンエッジ部でのコントラストも強調されるので、パターン欠陥検出感度が向上する。
【００３０】
上述した一連の検査方法を用いて半導体装置を製造することにより、高い歩留まりでかつ低コストで半導体装置を製造することが可能になる。
【００３１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記形態に限ることなく、その技術的範囲内で種々変形して適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる基板検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す基板検査装置が備えるウィーンフィルタの具体的構成を示す斜視図である。
【図３】図２に示すウィーンフィルタの作動原理の説明図である。
【図４】図２に示すウィーンフィルタの作動原理の説明図である。
【図５】図１に示す基板検査装置が備える可動絞り板に設けられた絞りを示す平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ断面図である
【図８】検査対象パターンの一例を示す断面図である。
【図９】図１に示す基板検査装置の明視野モードにおける二次電子ビームの光線図の一例を示す。
【図１０】図１に示す基板検査装置の明視野モードにおける二次電子ビームの光線図の他の一例を示す。
【図１１】図１に示す基板検査装置の明視野モードにおける二次電子ビームの光線図のさらに他の一例を示す。
【図１２】図１に示す基板検査装置により得られた明視野像の一例を示す。
【図１３】図１に示す基板検査装置の暗視野モードにおける二次電子ビームの光線図の一例を示す。
【図１４】図１に示す基板検査装置の暗視野モードにおける二次電子ビームの光線図の他の一例を示す。
【図１５】図１に示す基板検査装置の暗視野モードにおける二次電子ビームの光線図のさらに他の一例を示す。
【図１６】図１に示す基板検査装置により得られた暗視野像の一例を示す。
【図１７】図１に示す基板検査装置により得られ、エッジ部が強調された暗視野像の一例を示す。
【図１８】非対称形状の絞りの一例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１基板検査装置
１０一次光学系
１１電子銃部
１５四極子レンズ
１６，１７，５１〜５５，５７各種制御部
２０二次光学系
２４二次電子ビームの焦点面
３０電子検出部
３１ＭＣＰ検出器
４１ウィーンフィルタ
４３ステージ
５８画像信号処理部
６０ホストコンピュータ
６２表示部
８１可動絞り板
８１Ｂα〜８１Ｂγ 円孔形状の絞り
８１Ｄα〜８１Ｄγ リング形状の開口を有する絞り
８３可動絞り板駆動部
１１２ＬａＢ６線状陰極
Ｂｐ一次電子ビーム
Ｂｓ二次電子ビーム
ＴＳ頂面
ＢＳ底面
ＳＷパターンの側壁部または傾斜部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを生成して試料である基板に一次電子ビームとして照射する工程と、
前記一次電子ビームの照射を受けて前記基板から放出される二次電子、反射電子および後方散乱電子の少なくともいずれかを導いて二次電子ビームとして拡大投影し、結像させる写像投影工程と、
結像した前記二次電子ビームを検出して前記基板の状態を表す画像信号を出力する工程と、
を備える基板検査方法であって、
前記写像投影工程は、
前記二次電子、前記反射電子および前記後方散乱電子の少なくともいずれかの放出方向と前記二次電子ビームの光軸との角度を光軸基準放出角度と定義すると、任意の検査対象部位の画像信号の量が他の部位の画像信号の量よりも増大するように、前記検査対象部位の幾何学的形状に応じた光軸基準放出角度を有する前記二次電子、前記反射電子および前記後方散乱電子の少なくともいずれかを選択的に結像させる工程を含む、
基板検査方法。
【請求項２】
電子ビームを生成して試料である基板に一次電子ビームとして照射する工程と、
前記一次電子ビームの照射を受けて前記基板から放出される二次電子、反射電子および後方散乱電子の少なくともいずれかを導いて二次電子ビームとして拡大投影し、結像させる写像投影工程と、
結像した前記二次電子ビームを検出して前記基板の状態を表す画像信号を出力する工程と、
を備える基板検査方法であって、
前記写像投影工程は、
前記二次電子、前記反射電子および前記後方散乱電子の少なくともいずれかの放出方向と前記二次電子ビームの光軸との角度を光軸基準放出角度と定義すると、任意の検査対象部位とこれに隣接する部位との画像コントラストが高くなるように、前記検査対象部位の幾何学的形状に応じた光軸基準放出角度を有する前記二次電子、前記反射電子および前記後方散乱電子の少なくともいずれかを選択的に結像させる工程を含む、
基板検査方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板検査方法を備える半導体装置の製造方法。
【請求項４】
電子ビームを生成して試料である基板に一次電子ビームとして照射する一次ビーム照射手段と、
前記一次電子ビームの照射を受けて前記基板から放出される二次電子、反射電子および後方散乱電子の少なくともいずれかを導いて二次電子ビームとして拡大投影して結像させる写像投影手段と、
前記二次電子ビームが結像する検出面を有し、前記検出面で前記二次電子ビームを検出して前記基板の状態を表す画像信号を出力する電子ビーム検出手段と、
前記二次電子、前記反射電子および前記後方散乱電子の少なくともいずれかの放出方向と前記二次電子ビームの光軸との角度を光軸基準放出角度と定義すると、任意の検査対象部位の画像信号の量が他の部位の画像信号の量よりも増大するように、前記検査対象部位の幾何学的形状に応じた光軸基準放出角度を有する前記二次電子、前記反射電子および前記後方散乱電子の少なくともいずれかを選択的に前記電子ビーム検出手段の前記検出面に結像させる電子選択手段と、
を備える基板検査装置。
【請求項５】
電子ビームを生成して試料である基板に一次電子ビームとして照射する一次電子ビーム照射手段と、
前記一次電子ビームの照射を受けて前記基板から放出される二次電子、反射電子および後方散乱電子の少なくともいずれかを導いて二次電子ビームとして拡大投影して結像させる写像投影手段と、
前記二次電子ビームが結像する検出面を有し、前記検出面で前記二次電子ビームを検出して前記基板の状態を表す画像信号を出力する電子ビーム検出手段と、
前記二次電子、前記反射電子および前記後方散乱電子の少なくともいずれかの放出方向と前記二次電子ビームの光軸との角度を光軸基準放出角度と定義すると、任意の検査対象部位とこれに隣接する部位との画像コントラストが高くなるように、前記検査対象部位の幾何学的形状に応じた光軸基準放出角度を有する前記二次電子、前記反射電子および前記後方散乱電子の少なくともいずれかを選択的に前記電子ビーム検出手段の前記検出面に結像させる電子選択手段と、
を備える基板検査装置。

【図１】