JPS61232545A - 走査電子顕微鏡を用いた半導体のパタ−ン面の観察装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は走査電子顕微鏡を用いた半導体のパターン面の
観察装置に係り、特に半導体ウエーノ・を観察する際に
パターン面にゴミの付着を防止することのできる走査電
子顕微鏡に関する。

〔発明の背景〕

最近、走査電子顕微鏡は半導体ウェーハ製造工程の評価
装置として使用されるようになってきた。

この走査電子顕微鏡による評価の際に、ウェー八表面上
を走査電子顕微鏡を走査する訳であるが、そのときウェ
ーハ表面（回路パターン面）への異物の付着が問題とな
る。なぜなら、現在回路パターンの線幅は２μｍ以下と
なり、１μｍ程度の異物が付着すると短絡を生じ半導体
素子の不良となってしまうためである。

そこで−走査電子顕微鏡内へ異物が入らないようにフィ
ルターを介して空気又は窒素を導入する方法や、ウェー
ハを移動する機構は異物を発生しないような構造が検討
されているが、まだ不確実である。例えば、ＩＳＩ　　
ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｏｐｔｉｃｓｓｅｖｖｉｃｅ　ａｐ
ｒｉｌ　　１９８１゜〔発明の目的〕 本発明の目的は半導体ウェーハのパターン面を観察する
際に、ウェーハ面に異物の付着することのない走査電子
顕微鏡を用いた半導体のパター・ン面の観察装置を提供
することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、試料移動用ステージの傾斜機構をなくシ、鏡
体を二個設ける構造とすることにより、試料の移動用ス
テージの駆動部からの異物発生を少なくし、異物の付着
を少なくしようというものである。

〔発明の実施例〕

以ド、本発明の実施例について説明する。

第１図には、本発明の一実施例が示されている。

図において、試料室ｌには筒状の第一鏡体２が水平にＣ
横方向に１取付けられている。この第一鏡体２は電子を
発生する電子鏡、電子鏡から発生した電子をウェーハ３
の表面に細く絞られた電子線を二次元的に走査するため
の成子線偏向器よシ構成されている。また、ウェーハ３
は試料室ｌ内に、第一鏡体２の中心軸に対してパターン
面が第一鏡体２に対向するように垂直に配置されている
。

さらに試料室ｌ内にはウェーハ３をＹ方向（第一鏡体２
の中心軸に対して垂直な角）に移動できるステージ４が
組み込まれている。また、試料室１には第二鏡体５が第
一鏡体２に対して約６０°傾斜した位置に取り付けられ
ている。この第二鏡体５の構造は第一鏡体２と同一であ
る。第一鏡体２と第二鏡体５の中心軸はウェーハ３の表
面（パターン面）で交わる様な配置となっている。ウェ
ーハ３のパターンの観察にあたっては、第一鏡体２又は
第二鏡体５の電子ビームが発せられ、この電子ビームが
ウェーハ３に当るとウェーハ３より二次電子が発生する
。このウェーハ３より発ぜられる二次電子を検出するた
めの検出器が試料室１に取り付けられている。この検出
器は第２図に示す如き位置に取り付けられている。

このように構成されるものであるから、ウェーハ３のパ
ターン面は、重力方向に対して垂直に配置されているた
め、試料室１内の異物はウェーハ３のパターン面にほと
んど付着しない。また、ウェーハ３を斜めから観察する
場合は第一鏡体２の代りに第二鏡体５を使用する。この
ようにも第二鏡体５を使用することによりウェーハ３を
直゛接傾斜しなくとも実質的にウェーハ３を約６０″傾
斜して観察することができる。この第二鏡体５を取り付
けたことによってステージ４には傾斜機構が不要となり
、ステージ４の構造が簡単になるばかりでなく、異物の
発生も少なくなる。これは異物の発生の原因がステージ
の移動機構部の摩擦によることによる。

なお、本実施例においては、第一鏡体２を試料室１に水
平方向に取り付けるようにしであるが、この第一鏡体２
は水平方向に限定されるものでなく、水平方向より若干
下方であってもよいことは明らかである。

第３図には本発明の他の実施例が示されている。

図において、第一鏡体２は試料室１の下側に取り付けら
れている。この第二鏡体５は第一鏡体２より約６０°傾
斜した位置に取シ付けられている。

本実施例においては、ウェーハ３の観察面【パターン面
）は下向きに設けられてあり、ウェーハ３を移動させる
だめのステージ４はウェーハ３の上側に配置されている
。

このように構成することにより、ウェーハ３の観察面は
下向きになるための異物の付着は第１図の実施例よりも
さらに少なくなる。

第１図の実施例、第３図の実施例に於て第一鏡体２と第
二鏡体５の傾斜は約６０°としたが必ずしもこれに限定
されるものではない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によればウェーハのパター
ン面を観察の際にウエーノ・面に異物が付着することが
なく半導体素子の歩留りを向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す正面断面図、第２図はｇ
１図の斜視図、第３図は他の実施例を示す正面断面図で
ある。 １・・・試料室、２・・・第一鏡体、３・・・ウェーハ
、４・・・ステージ、５・・・第二鏡体、６・・・検出
器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．電子銃と電子レンズと電子線偏向器とから成る第一
   鏡体と、該第一鏡体と同様な構造の第二鏡体と、試料室
   と、二次電子検出器より成るものにおいて、上記第一鏡
   体を前記試料室の水平方向又は下方に配置し、上記第二
   鏡体を前記第一鏡体と所定の角度をもつて配置し、前記
   試料室内に半導体パターン面を前記第一鏡体に対し、概
   略垂直に配置したことを特徴とする走査電子顕微鏡を用
   いた半導体のパターン面の観察装置。