JPH0464245A - Electron microscope with optical microscope and appearance inspection device using it - Google Patents

Electron microscope with optical microscope and appearance inspection device using it

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JPH0464245A
JPH0464245A JP2175204A JP17520490A JPH0464245A JP H0464245 A JPH0464245 A JP H0464245A JP 2175204 A JP2175204 A JP 2175204A JP 17520490 A JP17520490 A JP 17520490A JP H0464245 A JPH0464245 A JP H0464245A
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JP
Japan
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sample
microscope
electron
electron microscope
optical
Prior art date
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Pending
Application number
JP2175204A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Saito
斉藤 敏男
Kazuko Mitarai
御手洗 和子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発胡は、光学顕微鏡付電子顕微鏡およびこの電子顕微
鏡を用いた外観検査装置に関し、特に半導体集積回路装
置の製造工程における外観検査において、光学顕微鏡に
よるマクロ的な位置合わせと、電子顕微鏡によるミクロ
的な検査が可能とされる光学顕微鏡付電子顕微鏡および
それを用いた外観検査装置に適用して有効な技術に関す
る。
Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] This invention relates to an electron microscope with an optical microscope and an appearance inspection device using this electron microscope, and is particularly applicable to the appearance inspection in the manufacturing process of semiconductor integrated circuit devices. The present invention relates to a technique that is effective when applied to an electron microscope with an optical microscope and an appearance inspection device using the same, which enables macroscopic positioning using a microscope and microscopic inspection using an electron microscope.

[従来の技術] 従来、半導体集積回路装置の製造プロセスにおいては、
集積回路パターンの一層の微細化などに伴って、光学顕
微鏡に代わってより高分解能で精細な観察が可能とされ
る電子顕微鏡が製造プロセスの評価などに用いられてい
る。
[Prior Art] Conventionally, in the manufacturing process of semiconductor integrated circuit devices,
As integrated circuit patterns become ever finer, electron microscopes, which enable higher resolution and finer observation, are being used in place of optical microscopes to evaluate manufacturing processes.

たとえば、共立出版株式会社、昭和60年5月25日発
行、「走査電子顕微−の基礎と応用」、特にPi〜F2
6のS E M (Scanning Electro
nMlcroscope :走査電子顕微鏡〉の原理お
よび構成の項目に記載されるように、電子線によって試
料の表面を走査し、この時試料の表面から発生する信号
の強度と、電子線の走査位置とに基づいて、電子線の走
査に同期した陰極線管などの画面に高倍率の拡大画像を
表示させ、試料の精細な観察が可能とされる走査電子顕
微鏡がある。
For example, Kyoritsu Shuppan Co., Ltd., published May 25, 1985, "Basics and Applications of Scanning Electron Microscope", especially Pi~F2
6 S E M (Scanning Electro
nMlscope: As described in the section on the principle and configuration of scanning electron microscope, the surface of a sample is scanned with an electron beam, and based on the intensity of the signal generated from the surface of the sample and the scanning position of the electron beam. There is a scanning electron microscope that displays a highly magnified image on a screen such as a cathode ray tube that is synchronized with the scanning of an electron beam, making it possible to observe a sample in detail.

そして、たとえば半導体集積回路装置の製造プロセスに
用いられ、半導体集積回路に形成された集積回路パター
ンの寸法測定および欠陥の有無などの外観検査を行うも
のである。
It is used, for example, in the manufacturing process of semiconductor integrated circuit devices, and performs dimension measurements of integrated circuit patterns formed on semiconductor integrated circuits and visual inspections such as the presence or absence of defects.

[発明が解決しようとする課題] ところが、前記のような従来技術においては、電子線の
走査された箇所を高倍率に拡大したミクロ的な観察が可
能とされるものの、電子線の走査する箇所、すなわち試
料の検査箇所の位置合わせまでの範囲について配慮がさ
れておらず、試料のマクロ的な位置合わせの面について
不具合が生じている。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the prior art as described above, although it is possible to perform microscopic observation by enlarging the area scanned by the electron beam at a high magnification, the area scanned by the electron beam In other words, no consideration is given to the range of positioning of the inspection portion of the sample, and problems arise in terms of macroscopic positioning of the sample.

たとえば、高倍率による狭い視野により位置合わせを行
うために試料の全体像が判断できず、検査箇所の位置合
わせに多大な時間が必要であると同時に、検査箇所の位
置検出が極めて難しいという問題がある。
For example, alignment is performed using a narrow field of view using high magnification, making it impossible to determine the entire image of the sample, which requires a large amount of time to align the inspection area, and at the same time, it is extremely difficult to detect the position of the inspection area. be.

また、集積回路パターンの寸法測定を行う場合などにふ
いては、予め試料の検査箇所の座標データを入力する必
要があり、この場合にも時間的な面における問題がある
Further, when measuring the dimensions of an integrated circuit pattern, it is necessary to input the coordinate data of the inspection point on the sample in advance, and this case also poses a problem in terms of time.

従って、従来の電子顕微鏡においては、検査箇所の位置
合わせから精細な検査までの一連の操作が迅速にできな
いという欠点がある。
Therefore, conventional electron microscopes have the disadvantage that they cannot quickly perform a series of operations from alignment of the inspection location to detailed inspection.

そこで、本発明の目的は、光学顕微鏡によるマクロ的な
位置合わせと、電子顕微鏡によるミクロ的な検査とが可
能とされ、検査箇所の位置合わせから精細な検査までの
一連の操作を迅速に行うことができる光学顕微鏡付電子
顕微鏡上よびそれを用いた外観検査装置を提供すること
にある。
Therefore, an object of the present invention is to enable macroscopic alignment using an optical microscope and microscopic inspection using an electron microscope, and to quickly perform a series of operations from alignment of inspection points to detailed inspection. An object of the present invention is to provide an optical microscope/electron microscope capable of performing the above-mentioned functions, and an appearance inspection device using the same.

本発明の前記ならび、:ピその他の目的と新規な特徴は
、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
The foregoing and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

[課題を解決するための手段] 本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
[Means for Solving the Problems] Among the inventions disclosed in this application, a brief overview of typical inventions is as follows.

すなわち、本発明の光学顕微鏡付電子顕微鏡は、電子銃
より発した電子線を集束し、試料の表面を2次元的に走
査しながら照射する電子光学系と、試料を載置する試料
ステージと、試料の表面からの信号を検出する検出器と
を備え、電子光学系、試料ステージおよび検出器が真空
状態に保持される真空容器内に収納される電子顕微鏡で
あって、同一の真空容器内に、光源より発した光線を試
料に照射する光学系を備えた光学顕微鏡を内蔵したもの
である。
That is, the electron microscope with optical microscope of the present invention includes: an electron optical system that focuses an electron beam emitted from an electron gun and irradiates the surface of a sample while scanning it two-dimensionally; and a sample stage on which the sample is placed. An electron microscope that is equipped with a detector that detects signals from the surface of a sample, and in which an electron optical system, a sample stage, and a detector are housed in a vacuum container that is maintained in a vacuum state. , a built-in optical microscope equipped with an optical system that irradiates the sample with light rays emitted from a light source.

この場合に、光学顕微鏡により試料が載置された試料ス
テージの位置合わせを行い、さらにこの試料ステージの
傾斜のみを変えることにより電子顕微鏡による試料の検
査を行うようにしたものである。
In this case, the sample stage on which the sample is placed is aligned using an optical microscope, and the sample is inspected using an electron microscope by changing only the inclination of the sample stage.

また、本発明の外観検査装置は、光学顕微鏡付電子顕微
鏡を備え、試料が半導体集積回路装置の製造工程におけ
る半導体基板とされ、この半導体基板に形成された集積
回路パターンの検査を行うものである。
Further, the appearance inspection apparatus of the present invention is equipped with an electron microscope with an optical microscope, the sample is a semiconductor substrate in the manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device, and the integrated circuit pattern formed on the semiconductor substrate is inspected. .

[作用コ 前記した光学顕微鏡付電子顕微鏡によれば、電子顕微鏡
と同一の真空容器内に、光源より発した光線を試料に照
射する光学系を備えた光学顕微鏡が内蔵されることによ
り、この光学顕微鏡により試料の所定の検査箇所のマク
ロ的な位置合わせを行い、さらにこの位置合わせされた
所定の検査箇所を電子顕微鏡によりミクロ的に検査する
ことができる。これにより、試料の検査箇所の位置合わ
せから精細な検査までの一連の操作を迅速に行うことが
できる。
[Function] According to the above-mentioned electron microscope with optical microscope, an optical microscope equipped with an optical system that irradiates the sample with light rays emitted from a light source is built in the same vacuum container as the electron microscope, so that the optical microscope is It is possible to perform macroscopic alignment of a predetermined inspection location on a sample using a microscope, and further microscopically inspect this aligned predetermined inspection location using an electron microscope. This makes it possible to quickly perform a series of operations from positioning the inspection location of the sample to detailed inspection.

この場合に、試料の位置合わせを行った後に、試料ステ
ージの傾斜のみを変えることによって検査が行われるこ
とにより、試料ステージの駆動を最小限に抑えることが
できるので、位置合わせおよび検査の精度の高い位置決
めが可能である。
In this case, inspection is performed by changing only the inclination of the sample stage after positioning the sample, which makes it possible to minimize the drive of the sample stage, thereby improving the accuracy of alignment and inspection. High positioning is possible.

また、前記した外観検査装置によれば、検査箇所のマク
ロ的な位置合わせと、この位置合わせされた検査箇所の
ミクロ的な検査が可能とされる光学顕微鏡付電子顕微鏡
が半導体集積回路装置の製造工程に用いられることによ
り、半導体基板に形成された集積回路パターンの検査を
短時間で容易に行うことができる。
Further, according to the above-mentioned appearance inspection apparatus, an electron microscope with an optical microscope that can perform macroscopic alignment of inspection points and microscopic inspection of the aligned inspection points is used for manufacturing semiconductor integrated circuit devices. By being used in the process, integrated circuit patterns formed on a semiconductor substrate can be easily inspected in a short time.

[実施例1コ 第1図は本発明の一実施例である光学顕微鏡付電子顕微
鏡を用いた外観検査装置を示す概略構成図、第2図は本
実施例の外観検査装置により検査される試料を示す平面
図である。
[Example 1] Fig. 1 is a schematic configuration diagram showing an appearance inspection apparatus using an electron microscope with an optical microscope, which is an embodiment of the present invention, and Fig. 2 shows a sample inspected by the appearance inspection apparatus of this embodiment. FIG.

まず、第1図により本実施例の光学顕微鏡付電子顕微鏡
を用いた外観検査装置の構成を説明する。
First, the configuration of an appearance inspection apparatus using an electron microscope with an optical microscope according to this embodiment will be explained with reference to FIG.

本実施例の外観検査装置は、たとえば半導体集積回路装
置の製造工程において、半導体基板(試料)1の集積回
路パターンの外観検査に用いられる外観検査装置2とさ
れ、半導体基板1の所定の検査箇所を検査する電子顕微
鏡3と、検査箇所の位置合わせを行う光学顕微鏡4とか
ら構成され、これらの電子顕微鏡3および光学顕微鏡4
が真空状態に保持される真空容器5に内蔵されている。
The appearance inspection apparatus of this embodiment is an appearance inspection apparatus 2 used to inspect the appearance of an integrated circuit pattern on a semiconductor substrate (sample) 1, for example, in the manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device, and is used to inspect predetermined inspection points on the semiconductor substrate 1. It consists of an electron microscope 3 that inspects the area, and an optical microscope 4 that aligns the inspection area.
is housed in a vacuum container 5 that is maintained in a vacuum state.

電子顕微鏡3は、電子線を発する電子銃6と、この電子
銃6から照射された電子線を集束し、半導体基板10表
面を2次元的に走査する電子光学系7と、半導体基板1
を載置する試料ステージ8と、半導体基板10表面から
の信号を検出する検出器9とから構成され、半導体基板
1の検査箇所がミクロ的に検査されるようになっている
The electron microscope 3 includes an electron gun 6 that emits an electron beam, an electron optical system 7 that focuses the electron beam irradiated from the electron gun 6 and two-dimensionally scans the surface of a semiconductor substrate 10, and a semiconductor substrate 1.
It is composed of a sample stage 8 on which a specimen is placed, and a detector 9 that detects a signal from the surface of a semiconductor substrate 10, so that a portion of the semiconductor substrate 1 to be inspected can be microscopically inspected.

電子光学系7は、半導体基板1に到達する電子線のスポ
ットサイズなどを制御する集束レンズ7aと、半導体基
板1に対する電子線の入射位置を制御する偏向コイル7
bと、電子線の半導体基板1に対する焦点位置を制御す
る対物レンズ7Cとから構成されている。
The electron optical system 7 includes a focusing lens 7a that controls the spot size of the electron beam that reaches the semiconductor substrate 1, and a deflection coil 7 that controls the incident position of the electron beam with respect to the semiconductor substrate 1.
b, and an objective lens 7C that controls the focal position of the electron beam with respect to the semiconductor substrate 1.

さらに、これらの電子光学系7は、たとえば図示しない
電流制御部および電源部を介して信号制御部に接続され
、この信号制御部によってそれぞれの動作が統括して制
御されている。そして、信号制御部には陰極線管などの
表示部が接続され、電子線の走査に同期した高倍率の拡
大画像が表示されるようになっている。
Furthermore, these electron optical systems 7 are connected to a signal control section via, for example, a current control section and a power supply section (not shown), and their respective operations are collectively controlled by this signal control section. A display section such as a cathode ray tube is connected to the signal control section, and a high-magnification enlarged image is displayed in synchronization with the scanning of the electron beam.

試料ステージ8は、たとえば図示しない駆動モータなど
を介して光学軸制御部10に接続され、水平方向への移
動および水平面からの傾斜が変位自在に制御されている
。そして、試料ステージ8に載置された半導体基板1の
移動および傾きによって位置合わせおよび検査が行われ
、同時に半導体基板1の出し入れが容易に行われるよう
になっている。
The sample stage 8 is connected to the optical axis control unit 10 via, for example, a drive motor (not shown), and its horizontal movement and inclination from the horizontal plane are controlled to be freely displaceable. Positioning and inspection are performed by moving and tilting the semiconductor substrate 1 placed on the sample stage 8, and at the same time, the semiconductor substrate 1 can be easily taken in and out.

検出器9は、照射された電子線による半導体基板1から
の二次電子または反射電子の強度を検出し、電気的な信
号に変換するものである。
The detector 9 detects the intensity of secondary electrons or reflected electrons from the semiconductor substrate 1 due to the irradiated electron beam, and converts it into an electrical signal.

光学顕微鏡4は、光線を発する光源11と、この光源1
1から照射された光線を集束および投射する光学系12
とから構成され、上記の試料ステージ8に載置された半
導体基板1の検査箇所の位置合わせがマクロ的に行われ
るようになっている。
The optical microscope 4 includes a light source 11 that emits a light beam, and this light source 1.
an optical system 12 that focuses and projects the light beam irradiated from 1;
The inspection position of the semiconductor substrate 1 placed on the sample stage 8 is macroscopically aligned.

光学系12は、半導体基板1に到達す−る光線のスポッ
トサイズなどを制御する集束レンズ12aと、光線の半
導体基板1に対する焦点位置を制御する対物レンズ12
bと、半導体基板1の実像を拡大して投射する接眼レン
ズ12cとから構成されている。
The optical system 12 includes a focusing lens 12a that controls the spot size of the light beam reaching the semiconductor substrate 1, and an objective lens 12 that controls the focal position of the light beam with respect to the semiconductor substrate 1.
b, and an eyepiece lens 12c that magnifies and projects a real image of the semiconductor substrate 1.

真空容器5は、たとえば試料ステージ8の下部に配設さ
れる排気ポンプなどの排気系13に接続され、電子線の
経路が高い真空状態に保持されている。
The vacuum container 5 is connected to an exhaust system 13 such as an exhaust pump disposed below the sample stage 8, and the path of the electron beam is maintained in a high vacuum state.

次に、本実施例の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

始めに、試料である半導体基板1を試料ステージ8に搭
載し、真空状態に保持された真空容器5の内部に収納す
る。そして、試料ステージ8の水平方向への移動と、水
平面からの傾斜とを制御しながら、光学顕微鏡4によ゛
って半導体基板1の所定の検査箇所、すなわち第2図に
示すA部の所定の集積回路パターンへの位置合わせを行
う。
First, the semiconductor substrate 1 as a sample is mounted on the sample stage 8 and housed inside the vacuum container 5 maintained in a vacuum state. Then, while controlling the horizontal movement and inclination of the sample stage 8 from the horizontal plane, the optical microscope 4 is used to inspect a predetermined inspection location of the semiconductor substrate 1, that is, a predetermined portion A shown in FIG. alignment to the integrated circuit pattern.

この場合に、従来の電子顕微鏡3のみの外観検査族W1
2のように高倍率による狭い視野により位置合わせする
必要がなく、検査箇所の位置合わせをマクロ的に行うこ
とができるので、位置合わせに多大な時間を費やすこと
なく、極めて容易に位置合わせが可能となる。
In this case, the appearance inspection group W1 of the conventional electron microscope 3 only
There is no need for positioning due to the narrow field of view due to high magnification as in 2, and the positioning of the inspection area can be done macroscopically, making positioning extremely easy without spending a lot of time on positioning. becomes.

次に、位置合わせが終了した後に、試料ステージ8の水
平方向の位置を保持しながら傾斜のみを制御し、電子顕
微鏡3によって半導体基板1のA部の集積回路パターン
を高倍率に拡大してミクロ的な検査を行う。
Next, after the alignment is completed, only the inclination is controlled while maintaining the horizontal position of the sample stage 8, and the integrated circuit pattern in section A of the semiconductor substrate 1 is enlarged to a high magnification using the electron microscope 3. Conduct specific inspections.

以上の動作を、第2図に示す全ての検査箇所である集積
回路パターンについて繰り返して行い、半導体集積回路
装置の製造工程における半導体基板1の位置合わせから
検査までの一連の外観検査を実施する。
The above operations are repeated for all the integrated circuit patterns shown in FIG. 2 that are the inspection points, and a series of visual inspections from alignment to inspection of the semiconductor substrate 1 in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device are carried out.

従って、本実施例の外観検査装置2によれば、真空状態
の保持された同一の真空容器5の内部に、電子銃6より
発した電子線を集束し、試料である半導体基板10表面
を2次元的に走査しながら照射する電子光学系7と、半
導体基板1を載置する試料ステージ8と、半導体基板1
0表面からの信号を検出する検出器9とを備えた従来の
電子顕微鏡3に加えて、光s11より発した光線を半導
体基板1に照射する光学系12を備えた光学顕微鏡4が
内蔵されることにより、光学顕微鏡4により半導体基板
1の所定の検査箇所のマクロ的な位置合わせを行い、さ
らに試料ステージ8の傾斜のみを変えることによって、
位置合わせされた所定の検査所定を電子顕微鏡3により
ミクロ的に検査することができるので、半導体基板1の
検査箇所の位置合わせから精細な検査までの一連の操作
を迅速に行うことができる。
Therefore, according to the appearance inspection apparatus 2 of this embodiment, the electron beam emitted from the electron gun 6 is focused inside the same vacuum container 5 maintained in a vacuum state, and the surface of the semiconductor substrate 10 as a sample is inspected. An electron optical system 7 that irradiates while scanning dimensionally, a sample stage 8 on which a semiconductor substrate 1 is placed, and a semiconductor substrate 1
In addition to a conventional electron microscope 3 equipped with a detector 9 that detects signals from the 0 surface, an optical microscope 4 equipped with an optical system 12 that irradiates the semiconductor substrate 1 with light rays emitted from the light s11 is built-in. By doing so, by performing macroscopic alignment of a predetermined inspection location on the semiconductor substrate 1 using the optical microscope 4, and further changing only the inclination of the sample stage 8,
Since the aligned predetermined inspection area can be microscopically inspected using the electron microscope 3, a series of operations from alignment of the inspection location of the semiconductor substrate 1 to detailed inspection can be performed quickly.

口実施例2コ 第3図は本発明の他の実施例である光学顕微鏡付電子顕
微鏡を用いた外観検査装置を示す概略構成図である。
Embodiment 2 FIG. 3 is a schematic diagram showing the appearance inspection apparatus using an electron microscope with an optical microscope, which is another embodiment of the present invention.

本実施例の外観検査装置は、第3図に示すように、実施
例1と同様に半導体集積回路装置の製造工程において、
半導体基板(試料)1の集積回路パターンの外観検査に
用いられる外観検査装置!22とされ、半導体基板1の
所定の検査箇所を検査する電子顕微鏡3と、検査箇所の
位置合わせを行う光学顕微鏡4とから構成され、これら
の電子顕微鏡3および光学顕微鏡4が真空状態に保持さ
れる真空容器5に内蔵されている。
As shown in FIG. 3, the visual inspection apparatus of this embodiment, as in the first embodiment, performs the following steps in the manufacturing process of semiconductor integrated circuit devices:
Visual inspection equipment used for visual inspection of integrated circuit patterns on semiconductor substrate (sample) 1! 22, it consists of an electron microscope 3 that inspects a predetermined inspection location on a semiconductor substrate 1, and an optical microscope 4 that aligns the inspection location, and these electron microscope 3 and optical microscope 4 are maintained in a vacuum state. It is built in a vacuum container 5.

そして、実施例1との相違点は、光学顕微鏡4による光
学座標と、電子顕微鏡3による光学座標とにより試料ス
テージ8の移動を制御し、水平方向への移動によって位
置合わせと同一の検査箇所を検査することが異なる点で
あ・る。
The difference from Embodiment 1 is that the movement of the sample stage 8 is controlled by the optical coordinates of the optical microscope 4 and the optical coordinates of the electron microscope 3, and the positioning and the same inspection point are performed by moving in the horizontal direction. There are different points to be examined.

すなわち、実施例2の外観検査装置2は、試料ステージ
8に座標制御部14および座標記憶部15が接続され、
試料ステージ8の水平方向への移動のみが変位自在に制
御されている。
That is, in the visual inspection apparatus 2 of Example 2, the coordinate control section 14 and the coordinate storage section 15 are connected to the sample stage 8,
Only the movement of the sample stage 8 in the horizontal direction is controlled to be freely displaceable.

従って、本実施例の外観検査装置2によれば、光学顕微
鏡4によって半導体基板1の所定の検査箇所の位置合わ
せを行い、位置合わせの光学座標を座標記憶部15に記
憶した後に、試料ステージ8を電子顕微鏡3の光学軸上
に移動する。そして、記憶された位置合わせの光学座標
に基づいて、電子顕微鏡3によって半導体基板1の所定
の検査箇所を高倍率に拡大してミクロ的な検査を行うこ
とができる。
Therefore, according to the appearance inspection apparatus 2 of this embodiment, after aligning a predetermined inspection location of the semiconductor substrate 1 with the optical microscope 4 and storing the optical coordinates of the alignment in the coordinate storage section 15, the sample stage 8 is moved onto the optical axis of the electron microscope 3. Then, based on the stored optical coordinates of alignment, a predetermined inspection location on the semiconductor substrate 1 can be magnified at high magnification using the electron microscope 3 to perform microscopic inspection.

これにより、実施例1と同様に、光学顕微鏡4による半
導体基板lの所定の検査箇所のマクロ的な位置合わせか
ら、さらに試料ステージ8の水平方向への移動のみによ
って、位置合わせされた所定の検査所定の電子顕微鏡3
によるミクロ的な検査までを迅速に行うことができる。
As a result, as in Example 1, from the macroscopic positioning of a predetermined inspection location on the semiconductor substrate l using the optical microscope 4, to the predetermined inspection position that has been aligned only by moving the sample stage 8 in the horizontal direction. Predetermined electron microscope 3
Even micro-inspections can be carried out quickly.

以上、本発明者によってなされた発明を実施例1および
2に基づき具体的に説明したが、本発明は前証各実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。
As above, the invention made by the present inventor has been specifically explained based on Examples 1 and 2. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Needless to say, it is.

たとえば、実施例2の外観検査装置2については、電子
顕微鏡3および光学顕微鏡4の両方が真空状態に保持さ
れる真空容器5に内蔵される場合について説明したが、
光学顕微鏡4については必ずしも真空状態に保持する必
要はなく、第2図の2点鎖線で示す部分から電子顕微鏡
3側のみ真空状態であればよい。
For example, regarding the appearance inspection apparatus 2 of Example 2, a case has been described in which both the electron microscope 3 and the optical microscope 4 are housed in a vacuum container 5 that is maintained in a vacuum state.
The optical microscope 4 does not necessarily need to be kept in a vacuum state, and it is sufficient that only the part shown by the two-dot chain line in FIG. 2 on the side of the electron microscope 3 is in a vacuum state.

また、実施例1および2の外観検査装置2における電子
顕微鏡3と光学顕微鏡4との位置関係および配設などに
ついては、第1図および第3図に示すような構造に限ら
れるものではない。
Furthermore, the positional relationship and arrangement of the electron microscope 3 and the optical microscope 4 in the visual inspection apparatus 2 of Examples 1 and 2 are not limited to the structures shown in FIGS. 1 and 3.

以上の説明では、主として本発明者によってなされた発
明をその利用分野である半導体集積回路装置の製造工程
に用いられる半導体基板1の外観検査装置2に適用した
場合について説明したが、これに限定されるものではな
く、たとえば露光用のマスクなど他の外観検査装置につ
いても広く適用可能である。
In the above description, the invention made by the present inventor is mainly applied to the appearance inspection apparatus 2 for a semiconductor substrate 1 used in the manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device, which is the field of application of the invention, but the present invention is not limited to this. The present invention can be widely applied to other visual inspection devices such as exposure masks, for example.

また、光学顕微鏡付電子顕微鏡としては、たとえば組織
および細胞観察などの医学、生物学関係など他の分野に
も広く適用可能である。
Further, the electron microscope with optical microscope is widely applicable to other fields such as medicine and biology, such as tissue and cell observation.

「発明の効果コ 本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。
``Effects of the Invention'' Among the inventions disclosed in this application, the effects obtained by typical inventions are briefly explained below.

(1)、電子銃より発した電子線を集束し、試料の表面
を2・次元的に走査しながら照射する電子光学系と、試
料を載置する試料ステージと、試料の表面からの信号を
検出する検出器とを備え、電子光学系、試料ステージお
よび検出器が真空状態に保持される真空容器内に収納さ
れる電子顕微鏡であって、この電子顕微鏡と同一の真空
容器内に、光源より発した光線を試料に照射する光学系
を備えた光学顕微鏡が内蔵されることにより、光学顕微
鏡により試料の所定の検査箇所のマクロ的な位置合わせ
を行い、さらにこの位置合わせされた所定の検査箇所を
電子顕微鏡によりミクロ的に検査することができるので
、試料の検査箇所の位置合わせから精細な検査までの一
連の操作を6速に行うことができる。
(1) An electron optical system that focuses the electron beam emitted from the electron gun and irradiates it while scanning the surface of the sample two-dimensionally, a sample stage on which the sample is placed, and an electron beam that collects signals from the surface of the sample. An electron microscope is equipped with a detector for detection, and is housed in a vacuum container in which an electron optical system, a sample stage, and a detector are kept in a vacuum state. By having a built-in optical microscope equipped with an optical system that irradiates the sample with the emitted light beam, the optical microscope can perform macroscopic alignment of a predetermined inspection point on the sample, and furthermore, the aligned predetermined inspection point can be can be microscopically inspected using an electron microscope, so a series of operations from positioning the inspection location of the sample to detailed inspection can be performed at six speeds.

(2)、光学顕微鏡により試料が載置された試料ステー
ジの位置合わせを行い、さらにこの試料ステージの傾斜
のみを変えることによって電子顕微鏡による試料の検査
を行うことにより、試料の位置合わせを行った後に検査
まで試料ステージの駆動を最小限に抑えることができる
ので、位置合わせおよび検査の精度の高い位置決めが可
能である。
(2) The sample stage on which the sample was placed was aligned using an optical microscope, and the sample was inspected using an electron microscope by changing only the inclination of the sample stage to align the sample. Since the drive of the sample stage can be kept to a minimum until later inspection, highly accurate positioning for alignment and inspection is possible.

(3)、検査箇所のマクロ的な位置合わせと、この位置
合わせされた検査箇所のミクロ的な検査が可能とされる
光学顕微鏡付電子顕微鏡が半導体集積回路装置の製造工
程に用いられることにより、半導体基板に形成された集
積回路パターンの位置合わせから検査までを短時間で容
易に行うことができる。
(3) When an electron microscope with an optical microscope is used in the manufacturing process of semiconductor integrated circuit devices, it is possible to perform macroscopic alignment of inspection locations and microscopic inspection of the aligned inspection locations. Everything from alignment to inspection of an integrated circuit pattern formed on a semiconductor substrate can be easily performed in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例1である光学顕微鏡付電子顕微
鏡を用いた外観検査装置を示す概略構成図、 第2図は本実施例の外観検査装置により検査される試料
を示す平面図、 第3図は本発明の実施例2である光学顕微鏡付電子顕微
鏡を用いた外観検査装置を示す概略構成図である。 1・・・半導体基板(試料)、2・・・外観検査装置、
3・・・電子顕微鏡、4・・・光学顕微鏡、5・・・真
空容器、6・・・電子銃、7・・・電子光学系、7a・
・・集束レンズ、7b・・・偏向コイル、7C・・・対
物レンズ、8・・・試料ステージ、9・・・検出器、1
0・・・光学軸制御部、11・・・光源、12・・・光
学系、12a・・・集束レンズ、12b・・・対物レン
ズ、12C・・・接眼レンズ、13・・・排気系、14
・・・座標制御部、15・・・座標記憶部。 第 図 b:電子状 第 図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a visual inspection apparatus using an electron microscope with an optical microscope, which is Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing a sample inspected by the visual inspection apparatus of this embodiment. FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an appearance inspection apparatus using an electron microscope with an optical microscope, which is a second embodiment of the present invention. 1... Semiconductor substrate (sample), 2... Appearance inspection device,
3... Electron microscope, 4... Optical microscope, 5... Vacuum container, 6... Electron gun, 7... Electron optical system, 7a.
... Focusing lens, 7b... Deflection coil, 7C... Objective lens, 8... Sample stage, 9... Detector, 1
0... Optical axis control unit, 11... Light source, 12... Optical system, 12a... Focusing lens, 12b... Objective lens, 12C... Eyepiece lens, 13... Exhaust system, 14
. . . Coordinate control unit, 15 . . . Coordinate storage unit. Diagram b: Electronic form diagram

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、電子銃より発した電子線を集束し、試料の表面を2
次元的に走査しながら照射する電子光学系と、前記試料
を載置する試料ステージと、前記試料の表面からの信号
を検出する検出器とを備え、前記電子光学系、試料ステ
ージおよび検出器が真空状態に保持される真空容器内に
収納される電子顕微鏡であって、同一の前記真空容器内
に、光源より発した光線を前記試料に照射する光学系を
備えた光学顕微鏡が内蔵され、該光学顕微鏡により前記
試料の所定の検査箇所のマクロ的な位置合わせを行い、
さらに該位置合わせされた所定の検査箇所を前記電子顕
微鏡によりミクロ的に検査することを特徴とする光学顕
微鏡付電子顕微鏡。 2、前記光学顕微鏡により前記試料が載置された前記試
料ステージの位置合わせを行い、さらに該試料ステージ
の傾斜のみを変えることにより前記電子顕微鏡による前
記試料の検査を行うことを特徴とする請求項1記載の光
学顕微鏡付電子顕微鏡。 3、請求項1または2記載の光学顕微鏡付電子顕微鏡を
備え、前記試料が半導体集積回路装置の製造工程におけ
る半導体基板とされ、該半導体基板に形成された集積回
路パターンの検査を行うことを特徴とする外観検査装置
[Claims] 1. Focus the electron beam emitted from the electron gun to
an electron optical system that irradiates while scanning dimensionally; a sample stage on which the sample is placed; and a detector that detects a signal from the surface of the sample; An electron microscope is housed in a vacuum container maintained in a vacuum state, and an optical microscope equipped with an optical system for irradiating the sample with light rays emitted from a light source is built in the same vacuum container. Perform macroscopic alignment of a predetermined inspection location of the sample using an optical microscope,
The electron microscope with an optical microscope further comprises microscopically inspecting the aligned predetermined inspection location using the electron microscope. 2. Claim characterized in that the sample stage on which the sample is placed is aligned using the optical microscope, and the sample is inspected using the electron microscope by changing only the inclination of the sample stage. 1. The electron microscope with optical microscope described in 1. 3. An electron microscope with an optical microscope according to claim 1 or 2, wherein the sample is a semiconductor substrate in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device, and an integrated circuit pattern formed on the semiconductor substrate is inspected. Appearance inspection equipment.
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