JP7305585B2 - 検査装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、検査装置に関する。

半導体装置の製造工程等において、荷電粒子を基板に照射して、基板上に形成されたパターン等の検査を実施する検査装置が知られている。このような検査中に、基板を所定電位に保つため、例えば一端が接地されたピン等を基板の裏面に接触させることがある。

しかしながら、例えば基板の裏面に厚い絶縁膜等が形成されていると、裏面を介して基板を所定電位に保つことが困難な場合がある。

特開２０１８－０４１７３７号公報 米国特許第６６３５８７３号明細書

一つの実施形態は、裏面に厚い絶縁膜が形成されている場合でも基板を所定電位に保つことが容易となる検査装置を提供することを目的とする。

実施形態の検査装置は、第１の主面にパターンが形成された基板に荷電粒子を照射する鏡筒と、前記基板の第２の主面上または前記基板の側面上にある第１の部位で前記基板に接触して前記基板に所定の電位を印加する端子と、前記第１の部位を含む前記基板の所定領域に光を照射する少なくとも１つの光源と、前記基板が載置されるステージと、を備え、前記ステージは、前記ステージの厚さ方向に前記ステージを貫通する貫通孔と、前記ステージの厚さ方向に前記ステージを貫通し、前記貫通孔から前記ステージの外部へと通じる貫通溝と、を備える。

図１は、実施形態１にかかる検査装置の構成の一例を示す模式図である。 図２は、実施形態１にかかる検査装置が備えるウェハステージの平面図である。 図３は、実施形態１にかかる検査装置の原理について説明する模式図である。 図４は、実施形態１にかかる検査装置によってウェハに生じる導通パスの例を示す模式図である。 図５は、実施形態１にかかる検査装置の検査対象となるウェハの他の例を示す模式図である。 図６は、実施形態１にかかる検査装置による検査処理の手順の一例を示すフロー図である。 図７は、実施形態２にかかる検査装置の構成の一例を示す模式図である。 図８は、実施形態２にかかる検査装置によってウェハに光源からの光が照射される様子を示す模式図である。

以下に、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により、本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態１］
以下、図面を参照して実施形態１について詳細に説明する。

（検査装置の構成例）
図１は、実施形態１にかかる検査装置１の構成の一例を示す模式図である。実施形態１の検査装置１は、電子等の荷電粒子をウェハＷに照射して、ウェハＷに形成されたパターン（不図示）の検査を実施可能に構成される。このような検査装置１の例としては、例えばパターンの寸法計測を行う測長ＳＥＭ（ＣＤ－ＳＥＭ：Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ－Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）、電位コントラストを利用したＶＣ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒａｓｔ）検査を行うＶＣ検査装置、パターンに生じた欠陥の検査を行う欠陥レビューＳＥＭ、パターンの観測を行う集束イオンビーム（ＦＩＢ：Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）装置等が挙げられる。

図１に示すように、検査装置１は、電子線の照射源としての電子銃１１が設置された鏡筒１０と、基板としてのウェハＷが配置される試料室２０と、検査装置１の各部を制御する制御装置としてのコントローラ３０と、を備える。

鏡筒１０は、閉塞された上端部と、電子線等を通過させるために開放された下端部と、を備える筒状である。試料室２０は、ウェハＷを収容可能に構成される。鏡筒１０と試料室２０とは気密に封止された状態で組み合わされている。鏡筒１０内および試料室２０内は、図示しないポンプ等により減圧に保持することが可能なように構成される。

また、鏡筒１０は試料室２０に対して直立するよう設置され、鏡筒１０の長尺方向に沿う光軸は、試料室２０内のウェハＷに対して略直交する。

鏡筒１０内には、鏡筒１０の上端部近傍から順に、電子銃１１、集束レンズ１２、コイル１３、及び対物レンズ１４が設置される。対物レンズ１４の更に下方には、下方検出器１５及びフィルタ１６が設置され、集束レンズ１２とコイル１３との間には上方検出器１７が設置される。

電子銃１１は、鏡筒１０内下方に向かって、ウェハＷに入射させる入射電子線Ｂａを照射する。

集束レンズ１２は、鏡筒１０の光軸を中心として同心円状に巻かれた電磁コイルであって、磁界により入射電子線Ｂａを集束させる。

コイル１３は、入射電子線Ｂａを偏向させるため、２つで１組になった電磁コイルであって、鏡筒１０の光軸に対して互いに対称に配置される。これにより、コイル１３は、入射電子線Ｂａを偏向させてウェハＷ上の位置を移動させる。

対物レンズ１４は、鏡筒１０の光軸を中心として同心円状に巻かれた電磁コイルであって、磁界によりウェハＷへ向かって出射した入射電子線Ｂａを集束させる。

下方検出器１５及び上方検出器１７は、ウェハＷから出射された出射電子線Ｂｂ，Ｂｃを検出する。フィルタ１６は、出射された電子線のうち所望の電子線を下方検出器１５へと導く。下方検出器１５及び上方検出器１７の検出対象となるのは、例えば鏡筒１０からの一次電子がウェハＷ表面等に衝突した際に放出される二次電子および鏡筒１０からの一次電子がウェハＷ表面等で反射された反射電子等である。

このような出射電子線Ｂｂ，Ｂｃにより、検査装置１は、ウェハＷからの情報を得て、ウェハＷに形成されたパターン等の検査を行うことができる。

試料室２０内には、ウェハＷが載置されるウェハステージ２１が設置されている。ウェハステージ２１にはアクチュエータ２２が取り付けられ、ウェハステージ２１を前後左右に駆動可能に構成される。ウェハステージ２１が前後左右に駆動することで、ウェハＷ上の所定のポイントに入射電子線Ｂａを照射することができる。このとき、上述のコイル１３が入射電子線Ｂａを偏向させることで、所定のポイントに照射された入射電子線ＢａでウェハＷ上を走査（スキャン）する。

また、ウェハステージ２１には、ウェハＷに裏面で接触して所定の電位を印加する端子としてのコンタクトピン２３が貫通している。コンタクトピン２３は、チタン等の金属から構成され、例えば一端側で接地されている。したがって、コンタクトピン２３がウェハＷに印加する所定電位は、例えば基準電位であってよく、また例えば接地電位であってよい。コンタクトピン２３の他端は、ウェハステージ２１のウェハＷが載置される面と略同じ高さ、または載置面より若干高い位置にある。これにより、コンタクトピン２３は、ウェハステージ２１上に載置されたウェハＷの裏面に接触する。

試料室２０内の、ウェハステージ２１周辺には光源２４ａ，２４ｂが設置されている。より具体的には、光源２４ａ，２４ｂは、例えば固定部材２６によってウェハステージ２１に固定された支持部材２７ａ，２７ｂにより、ウェハステージ２１に据え付けられている。

すなわち、支持部材２７ａは、例えば固定部材２６によってウェハステージ２１の裏面に固定され、ウェハステージ２１の下方へと延びる。ウェハステージ２１下方の支持部材２７ａの端部には、光源２４ａが固定されている。これにより、光源２４ａは、ウェハステージ２１の下方に配置され、ウェハステージ２１を介してウェハＷの裏面に光を照射する。支持部材２７ｂは、例えば固定部材２６によってウェハステージ２１の裏面に固定され、ウェハステージ２１の側方側へと延びる。ウェハステージ２１側方側の支持部材２７ｂの端部には、光源２４ｂが固定されている。これにより、光源２４ｂは、ウェハステージ２１の側方に配置され、ウェハＷの側面に光を照射する。光源２４ｂからの光が、一部、ウェハステージ２１を介してウェハＷに照射されてもよい。ウェハステージ２１を介した光の照射が可能となるウェハステージ２１の構成については後述する。

光源２４ａ，２４ｂから照射される光は、例えば可視域の赤色光から赤外領域のいずれかの波長を有するレーザ光である。光源２４ａ，２４ｂからの光は、例えばウェハＷに入射電子線Ｂａが照射され、ウェハＷの検査が実施されている際に、ウェハＷに対して照射される。

コントローラ３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ及びＲＯＭ等は、内部バスを介してＣＰＵとデータ交換可能なように構成されている。

コントローラ３０のＣＰＵは、ＲＯＭから制御プログラムを読み出して、読み出した制御プログラムの内容に沿うように、電子銃１１、集束レンズ１２、コイル１３、対物レンズ１４、下方検出器１５、上方検出器１７、ウェハステージ２１のアクチュエータ２２、及び光源２４ａ，２４ｂ等を制御する。このとき、コイル１３は、例えばコントローラ３０と接続するスキャン制御回路３１を介して制御される。アクチュエータ２２は、例えばコントローラ３０と接続するアクチュエータ制御回路３２を介して制御される。

また、コントローラ３０のＣＰＵは、下方検出器１５および上方検出器１７から出射電子線Ｂｂ，Ｂｃの検出信号等を取得する。ＣＰＵは、取得した検出信号等に基づいて、ウェハＷに形成されたパターン等に関する情報を解析する。

コントローラ３０には、表示装置としてのテレビモニタ３３が接続されている。コントローラ３０には、その他の出力装置としてのプリンタ（不図示）等が接続されていてもよい。これらの出力装置は、例えば検査装置１における検査条件および検査装置１によるウェハＷの検査結果等を出力する。

コントローラ３０には、入力装置としてのキーボード及びマウス（不図示）等が接続されていてもよい。これらの入力装置からは、例えばユーザからコントローラ３０への指示等が入力される。

また、コントローラ３０には、記憶装置３４が接続されている。記憶装置３４は、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等である。記憶装置３４には、検査装置１における検査条件および検査装置１によるウェハＷの検査結果等が格納される。

図２は、実施形態１にかかる検査装置１が備えるウェハステージ２１の平面図である。図２には、ウェハステージ２１のウェハＷが載置される上面、つまり、載置面が示されている。

図２（ａ）に示すように、ウェハステージ２１は貫通孔２１ｔ及び貫通溝２１ｇを備える。図２（ａ）の例では、ウェハステージ２１は、３つの貫通孔２１ｔと３つの貫通溝２１ｇとを備える。ただし、貫通孔２１ｔ及び貫通溝２１ｇの個数は１つであってもよく、４つ以上であってもよい。

３つの貫通孔２１ｔは、ウェハステージ２１の中心部から略等しい距離に、互いに略等間隔で設けられている。それぞれの貫通孔２１ｔは、ウェハステージ２１の厚さ方向にウェハステージ２１を貫通している。それぞれの貫通孔２１ｔ内には、上述のコンタクトピン２３が配置されている。

３つの貫通溝２１ｇは、ウェハステージ２１の中心部から放射状に広がる線に沿って、それぞれの貫通孔２１ｔからウェハステージ２１の外縁部へと延びている。それぞれの貫通溝２１ｇは、ウェハステージ２１の厚さ方向にウェハステージ２１を貫通しており、また、ウェハステージ２１の外縁部へと延びる一端は、ウェハステージ２１の外部へと通じている。

このような構成により、上述の光源２４ａ，２４ｂは、ウェハステージ２１を介してウェハＷに光を照射することができる。

図２（ｂ）に示すように、ウェハステージ２１下方の光源２４ａ（図１参照）からの光２５ａは、ウェハステージ２１の貫通孔２１ｔ及び貫通溝２１ｇを通って、ウェハＷの裏面に照射される。また、ウェハステージ２１側方の光源２４ｂからの光２５ｂは、一部がウェハステージ２１の貫通溝２１ｇを通って、また一部が直接的に、ウェハＷの側面に照射される。

なお、光源２４ａ，２４ｂは、いずれかの貫通孔２１ｔ及び貫通溝２１ｇに対応する１箇所以上に配置されればよく、図２（ｂ）の例のように複数個所に配置されてもよい。

（検査装置の動作例）
次に、図３～図５を用いて、実施形態１の検査装置１の動作例について説明する。図３は、実施形態１にかかる検査装置１の原理について説明する模式図である。

図３（ａ）に、検査装置１による検査対象のウェハＷの例を示す。図３（ａ）は、検査装置１の光源２４ａから光２５ａを照射されたウェハＷの一部断面図である。

図３（ａ）に示すように、基板としてのウェハＷは、第１の主面としての表面（素子形成面）ＦＳと、第２の主面としての裏面ＢＳと、表面ＦＳ及び裏面ＢＳに跨って形成されている側面としてのベベルＢＶと、を備える。ベベルＢＶは、例えば丸みを帯びたＵ字形の断面を有する。

ウェハＷの本体部分は、例えばシリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素等の半導体、または導電性アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、ダイアモンド等の導体から構成されている。

ウェハＷの表面ＦＳには、検査装置１の検査対象となるパターン（不図示）が形成されている。ウェハＷの裏面ＢＳには、所定の厚さの絶縁膜ＤＬを介して半導体膜ＳＬが形成されている。ただし、絶縁膜ＤＬはウェハＷの外縁部近傍にまでは達していない。一方、半導体膜ＳＬは、例えばウェハＷのベベルＢＶ近傍まで達しており、ベベルＢＶ近傍ではウェハＷ上に直接接している。ウェハＷは、複数の工程を経ることでこのような構成を有しうる。

絶縁膜ＤＬは、例えばＳｉＯ_２膜またはＳｉＮ膜等から構成される。絶縁膜ＤＬが、複数の同種または異種の絶縁膜が積層された構成であってもよい。複数の絶縁膜中にポリシリコン膜等の導電性の膜が介在していてもよい。いずれの場合も、絶縁膜ＤＬ中のＳｉＯ_２膜またはＳｉＮ膜等の絶縁性の膜の総厚は例えば１５００ｎｍ以上であって、絶縁膜ＤＬ全体として絶縁性を示す。絶縁膜ＤＬは、例えばベベルＢＶ近傍を除くウェハＷの裏面ＢＳ全体を覆っている。

半導体膜ＳＬは、例えばノンドープのアモルファスシリコン膜等から構成される。半導体膜ＳＬは、概ね絶縁膜ＤＬの全体を覆うとともに、少なくとも一部が絶縁膜ＤＬの外縁部から更にウェハＷのベベルＢＶ近傍にまで延び、ウェハＷと直接接する領域を有する。ここで、半導体膜ＳＬが、絶縁膜ＤＬの全体を完全に覆っていてもよい。半導体膜ＳＬがウェハＷと直接接する領域が、ウェハＷの全周に亘っていてもよい。半導体膜ＳＬの厚さは、例えば３０ｎｍ以上である。

本明細書においては、半導体または導体のウェハＷ本体をウェハＷまたは基板と呼ぶことがあり、ウェハＷ本体、絶縁膜ＤＬ、及び半導体膜ＳＬを含めてウェハＷまたは基板と呼ぶことがある。

検査装置１内で、ウェハＷはウェハステージ２１（図１参照）に載置され、ウェハステージ２１の貫通孔２１ｔ（図２参照）から露出するコンタクトピン２３と、裏面ＢＳで接する。

検査装置１は、ウェハＷの表面ＦＳに、電子銃１１（図１参照）から入射電子線Ｂａを照射して検査を実施する。このとき、ウェハＷの裏面ＢＳには、ウェハステージ２１の貫通孔２１ｔ及び貫通溝２１ｇ（図２参照）を介して、少なくとも光源２４ａから光２５ａが照射される。ウェハＷの裏面ＢＳにおける光２５ａの照射領域には、コンタクトピン２３とウェハＷとが接する第１の部位としてのポイントＰｓと、半導体膜ＳＬとウェハＷとが直接接する領域の少なくとも一部が含まれる。ポイントＰｓは、半導体膜ＳＬが絶縁膜ＤＬを介してウェハＷに形成されている領域に位置しており、上記の通り、ウェハＷとコンタクトピン２３とが接するポイントである。

図３（ｃ）に示すように、ウェハＷに光２５ａが照射されることで、光２５ａの照射領域の半導体膜ＳＬに内部光電効果が生じる。

内部光電効果とは、半導体または絶縁体に、短波長の光等の充分にエネルギーの高い光を照射すると、物質内部の価電子帯にあった電子が光子のエネルギーを吸収し、禁制帯を飛び越えて伝導帯へと励起される現象である。電子が抜けた価電子帯には正孔が発生し、伝導帯へと励起した電子は伝導電子となる。これらの伝導電子および正孔によって、その物質の導電性が増す。

図３（ｂ）に示すように、内部光電効果により導電性が増した半導体膜ＳＬには、コンタクトピン２３が接するポイントＰｓから、半導体膜ＳＬがウェハＷと直接接する第２の部位としてのポイントＰｅへの導通パスＣＰが形成される。ポイントＰｅは、半導体膜ＳＬがウェハＷと直接接する領域のうち、光源２４ａからの光２５ａの照射領域に位置しており、半導体膜ＳＬとウェハＷとの導通が取れた任意のポイントである。

これにより、コンタクトピン２３から、半導体または導体のウェハＷの本体までの導通が得られ、コンタクトピン２３からウェハＷの本体に所定電位が印加される。よって、検査装置１による検査中、ウェハＷは所定電位に固定される。

ここで、上記の導通パスＣＰは、半導体膜ＳＬに光源２４ａからの光２５ａが照射されている間だけ一時的に形成される。したがって、検査装置１による検査が実施される間、光源２４ａから半導体膜ＳＬへの光２５ａの照射が継続される。

また、検査装置１による検査が実施される間、ウェハステージ２１はウェハＷが載置された状態で移動を繰り返す。上述のように、光源２４ａは、例えばウェハステージ２１に据え付けられて、ウェハステージ２１の動きに追随して移動する。このため、上記の支持部材２７ａ等の簡便な構成で、光源２４ａからの光２５ａの照射位置をウェハステージ２１の移動と連動して一定に維持することができる。よって、検査が実施されている間、形成された導通パスＣＰが消失することなく維持される。

図４は、実施形態１にかかる検査装置１によってウェハＷに生じる導通パスＣＰの例を示す模式図である。図４には、導通パスＣＰの生じたウェハＷの裏面ＢＳが示されている。

図４（ａ）に示すように、検査装置１における検査中、上述のコンタクトピン２３がウェハＷと接触する箇所のうち、少なくとも１箇所においてポイントＰｅと繋がる導通パスＣＰが得られればよい。

図４（ａ）～（ｃ）に示すように、ポイントＰｅの位置は、半導体膜ＳＬがウェハＷと直接接する領域であって、光源２４ａからの光２５ａの照射領域において任意に選択される。導通パスＣＰも、ポイントＰｓ，Ｐｅ間を繋ぐ複数の経路の中から任意に選択される。導通パスＣＰは、ポイントＰｓ，Ｐｅ間を繋ぐ最短の経路でなくともよく、また、最短の経路であってもよい。導通パスＣＰは恐らく、半導体膜ＳＬの微小距離内で、より低抵抗の経路が連続的に選択されていった結果、ポイントＰｓ，Ｐｅ間に形成されると考えられる。

ただし、いずれの場合においても、ポイントＰｓ，Ｐｅ及び導通パスＣＰが全て、光源２４ａからの光２５ａの照射領域内に含まれていることに留意が必要である。このとき、全体の照射領域を広げるために光源２４ｂを併用してもよい。その場合、光源２４ａからの光２５ａの照射領域と、光源２４ｂからの光の照射領域とが連続的に重なり合うようにする。これにより、半導体膜ＳＬがコンタクトピン２３と接触する部位、及び半導体膜ＳＬがウェハＷと直接接触する領域が、より確実に照射領域内に含まれることとなり、ポイントＰｓ，Ｐｅ及び導通パスＣＰが形成されやすくなる。

光源２４ｂを併用する場合、例えば光源２４ｂもウェハステージ２１に据え付けられているため、光源２４ｂからの光２５ｂの照射位置を一定に維持することができるほか、光源２４ａからの光２５ａの照射位置との位置関係を一定に維持することができ、形成された導通パスＣＰの消失を抑制することができる。

光源２４ａ，２４ｂが併用される場合の一例を図５に示す。

図５は、実施形態１にかかる検査装置１の検査対象となるウェハＷの他の例を示す模式図である。図５（ａ）の例に示すウェハＷは、絶縁膜ＤＬがウェハＷの裏面ＢＳからベベルＢＶを回り込み、ウェハＷの表面ＦＳ付近にまで達している。半導体膜ＳＬは、絶縁膜ＤＬのウェハＷの表面ＦＳ側の端部を覆って、更に、ウェハＷの表面ＦＳの内側へと延びることで、ウェハＷと直接接する領域を有している。

複数の工程を経たウェハＷに対して例えばベベルカット処理が施されないことにより、ウェハＷはこのような構成を有しうる。

図５（ｂ）に示すように、このような構成のウェハＷに対して、例えば光源２４ａ，２４ｂが併用される。このとき、光源２４ａからの光２５ａはウェハステージ２１の貫通孔２１ｔ及び貫通溝２１ｇを介してウェハＷの裏面ＢＳに照射され、光源２４ｂからの光２５ｂは、主にウェハＷのベベルＢＶに照射される。ここで、光源２４ｂからの光２５ｂの一部がウェハステージ２１の貫通溝２１ｇを介し、また、他の一部が直接的に、ウェハＷに照射されることで、光源２４ｂからの光２５ｂはウェハＷの裏面ＢＳの一部領域および表面ＦＳの一部領域にも照射される。

これにより、半導体膜ＳＬとコンタクトピン２３とが接するウェハＷの裏面ＢＳのポイントＰｓと、半導体膜ＳＬとウェハＷとが直接接するウェハＷの表面ＦＳの領域とが、光源２４ａ，２４ｂからの光２５ａ，２５ｂによる連続的な照射領域に含まれることとなる。

このため、これらの連続的な照射領域内の半導体膜ＳＬ中の電子が励起して、半導体膜ＳＬの導電性が高まり、ポイントＰｓ，Ｐｅ及びこれらを繋ぐ導通パスＣＰが形成される。

なお、半導体膜ＳＬ及びウェハＷが直接接触する領域は、ウェハＷのベベルＢＶにあってもよく、この場合、ポイントＰｅはベベルＢＶに形成される。

また、上記の図３及び図５の例に依らず、ウェハＷが最表面に半導体膜ＳＬを有していない場合もある。この場合であっても、絶縁膜ＤＬが形成され、コンタクトピン２３の接触位置となる部位から、絶縁膜ＤＬを有さずウェハＷの本体が露出した領域へと至る連続的な半導体膜ＳＬを形成したうえで、検査装置１による検査を実施することができる。

（検査装置による検査処理の例）
次に、図６を用いて、実施形態１の検査装置１による検査処理の例について説明する。図６は、実施形態１にかかる検査装置１による検査処理の手順の一例を示すフロー図である。

図６に示すように、検査装置１のコントローラ３０は、ウェハＷにコンタクトピン２３を接触させる（ステップＳ１０１）。つまり、コントローラ３０は、図示しない搬送系等によってウェハＷをウェハステージ２１上に載置する。これにより、ウェハステージ２１の載置面に露出したコンタクトピン２３がウェハＷの裏面ＢＳに接触する。

コントローラ３０は、ウェハＷへの、少なくとも光源２４ａからの光の照射を開始する（ステップＳ１０２）。このとき、コントローラ３０は、ウェハＷが備える絶縁膜ＤＬ及び半導体膜ＳＬの配置等に基づき、必要に応じて光源２４ｂからもウェハＷに光を照射してもよい。

コントローラ３０は、電子銃１１から入射電子線を、パターンが形成されたウェハＷの表面ＦＳへ照射する（ステップＳ１０３）。ウェハＷからは、パターンの情報を含む出射電子線が出射される。

コントローラ３０は、下方検出器１５及び上方検出器１７の少なくともいずれかにより、ウェハＷからの出射電子線を検出する（ステップＳ１０４）。コントローラ３０は、下方検出器１５及び上方検出器１７から、出射電子線の検出信号を取得する（ステップＳ１０５）。

コントローラ３０は、例えばこのタイミングで、ウェハＷへの光源２４ａからの光の照射を停止する（ステップＳ１０６）。光源２４ｂを併用していた場合は、光源２４ｂからの光の照射も停止する。ただし、光源２４ａ，２４ｂから光の照射を停止するタイミングは、下方検出器１５及び上方検出器１７による出射電子線の検出後であれば、他のタイミングであってもよい。

コントローラ３０は、検出信号を解析して、ウェハＷのパターンの検査結果を取得する（ステップＳ１０７）。コントローラ３０は、検査結果をテレビモニタ３３に表示するなどして出力する（ステップＳ１０８）。

以上により、実施形態１の検査装置１による検査処理が終了する。

荷電粒子等を用いたウェハの検査装置では、例えば接地されたコンタクトピンをウェハの裏面に接触させ、ウェハの電位を固定した状態で検査が行われる。

しかしながら、種々の工程を経たウェハの裏面に厚い絶縁膜が形成されていると、コンタクトピンを介してウェハの電位を安定的に固定することが困難な場合がある。ウェハの電位が不安定であると、例えば荷電粒子から得られるウェハの検査画像が不明瞭になったり、ウェハの観察画像がモニタ上をゆっくりと移動していくドリフト現象が生じたりして、検査精度が低下してしまう。

一方で、コンタクトピンの数量増加、ウェハとの接触圧増大、電気エネルギーの増大等により、ウェハ電位の安定化を図ろうとすると、ウェハ裏面にコンタクトピンとの接触痕が残ってしまう場合がある。ウェハ裏面の接触痕は、その後のリソ工程等での加工不良を引き起こす恐れがある。

実施形態１の検査装置１によれば、少なくとも１つの光源２４ａが、コンタクトピン２３が接触するポイントＰｓを含むウェハＷの所定領域に光を照射する。これにより、半導体膜ＳＬに内部光電効果が生じて半導体膜ＳＬの導電性が高まって、コンタクトピン２３とウェハＷの本体とを導通させることができる。よって、裏面ＢＳに厚い絶縁膜ＤＬが形成されている場合でもウェハＷを所定電位に保つことが容易となる。ウェハＷに、コンタクトピン２３との接触痕が生じることも抑制される。

実施形態１の検査装置１によれば、ウェハステージ２１は貫通孔２１ｔと貫通溝２１ｇとを備える。これにより、これらの貫通孔２１ｔ及び貫通溝２１ｇを介してウェハＷに光を照射することができる。

実施形態１の検査装置１によれば、ウェハステージ２１の下方に配置される光源２４ａと、ウェハステージ２１の側方に配置される光源２４ｂとを備える。これにより、ウェハＷのより広範囲の領域を照射することができ、より確実にポイントＰｓ，Ｐｅ及びこれらを接続する導通パスＣＰを形成することができる。

実施形態１の検査装置１によれば、光源２４ａ，２４ｂは、ウェハＷの裏面ＢＳ上のポイントＰｓと、ウェハＷの裏面ＢＳ、ベベルＢＶ、または表面ＦＳの半導体膜ＳＬ及びウェハＷが直接接触する領域の少なくとも一部と、に光を照射する。これにより、照射領域内にポイントＰｓ，Ｐｅ及びこれらを接続する導通パスＣＰを形成することができる。

実施形態１の検査装置１によれば、光源２４ａ，２４ｂからの光２５ａ，２５ｂによって、ウェハＷの裏面ＢＳ上のポイントＰｓと、ウェハＷの裏面ＢＳ、ベベルＢＶ、または表面ＦＳの半導体膜ＳＬとウェハＷとが直接接触する領域の少なくとも一部と、を含む照射領域が連続的に形成される。これにより、照射領域内にポイントＰｓ，Ｐｅ及びこれらを接続する導通パスＣＰを形成することができる。

［実施形態２］
以下、図面を参照して実施形態２について詳細に説明する。実施形態２の検査装置２は、上述の実施形態１の検査装置１のコンタクトピン２３とは異なる位置でウェハＷに接触するコンタクトピン２３ｃと、光源２４ａ，２４ｂとは異なる位置からウェハＷに光を照射する光源２４ｃとを備える。

図７は、実施形態２にかかる検査装置２の構成の一例を示す模式図である。図７に示すように、検査装置２は、ウェハＷが載置されるウェハステージ２１ｃと、ウェハＷに光を照射する光源２４ｃと、検査装置２の各部を制御する制御装置としてのコントローラ３０ｃと、を備える。

ウェハステージ２１ｃは、上述のコンタクトピン２３に替えて、あるいは加えて、ウェハＷに側面で接触して所定の電位を印加する端子としてのコンタクトピン２３ｃを備える。

コンタクトピン２３ｃは、ウェハＷの載置面から突出するようにウェハステージ２１ｃの外縁部近傍に配置される。より具体的には、コンタクトピン２３ｃは、ウェハステージ２１ｃの載置面上であって、ウェハステージ２１に載置されたウェハＷの側面と接触可能な位置に配置される。コンタクトピン２３ｃもまた、チタン等の金属から構成され、例えば一端側で接地されている。

コンタクトピン２３ｃもまた、上述の実施形態１のコンタクトピン２３と同様、１つ以上設けられていればよい。

試料室２０内には、上述の光源２４ａ，２４ｂに替えて、あるいは加えて、ウェハステージ２１ｃの斜め上方に配置される光源２４ｃが設置されている。より具体的には、支持部材２７ｃは、例えば固定部材２６ｃによってウェハステージ２１ｃの裏面に固定され、ウェハステージ２１ｃの側方側から上方へと延びる。ウェハステージ２１ｃ上方の支持部材２７ｃの端部には、光源２４ｃが固定されている。

したがって、光源２４ｃは、ウェハＷの斜め上方から直接的に、主にウェハＷの表面、及びコンタクトピン２３ｃと接触するウェハＷの側面に光を照射する。光源２４ｃもまた、例えば可視域の赤色光から赤外領域のいずれかの波長を有するレーザ光である。

コンタクトピン２３ｃが複数設けられている場合には、それらのコンタクトピン２３ｃのそれぞれに対応させて、複数の光源２４ｃが設置されることが望ましい。

コントローラ３０ｃは、光源２４ａ，２４ｂに替えて、あるいは加えて、光源２４ｃを制御する他は、上述の実施形態１のコントローラ３０と同様に構成される。

図８は、実施形態２にかかる検査装置２によってウェハＷに光源２４ｃからの光２５ｃが照射される様子を示す模式図である。

図８に示すように、実施形態２の検査装置２においては、例えば上述の図５に示すウェハＷが検査対象になり得る。上述のように、このウェハＷでは、半導体膜ＳＬが絶縁膜ＤＬを介さずウェハＷに直接接触する領域が、ウェハＷの表面ＦＳ側に配置されている。

そこで、このようなウェハＷのベベルＢＶにコンタクトピン２３ｃを接触させ、光源２４ｃによってウェハＷの斜め上方から光２５ｃを照射する。これにより、光源２４ｃからの光２５ｃの照射領域には、コンタクトピン２３ｃとウェハＷとが接する第１の部位としてのポイントＰｓｃと、半導体膜ＳＬとウェハＷとが直接接する領域の少なくとも一部が含まれることとなる。

ポイントＰｓｃは、上述の実施形態１におけるポイントＰｓと同様、半導体膜ＳＬが絶縁膜ＤＬを介してウェハＷに形成されている領域に位置しており、ウェハＷとコンタクトピン２３ｃとが接するポイントである。ただし、上述のポイントＰｓがウェハＷの裏面ＢＳに位置していたのに対し、ポイントＰｓｃは例えばウェハＷのベベルＢＶに位置している。

上記のように光源２４ｃから光２５ｃが照射されることで、照射領域の半導体膜ＳＬに内部光電効果が生じ、半導体膜ＳＬの導電性が向上する。これにより、半導体膜ＳＬの光２５ｃの照射領域内に、ポイントＰｓｃ，Ｐｅｃ及びこれらを繋ぐ導通パスＣＰｃが形成される。

第２の部位としてのポイントＰｅｃは、半導体膜ＳＬがウェハＷと直接接する領域のうち、光源２４ｃからの光２５ｃの照射領域に位置しており、半導体膜ＳＬとウェハＷとの導通が取れた任意のポイントである。また、ポイントＰｅｃは、上述の実施形態１の図５（ｂ）の例と同様、ウェハＷの表面ＦＳ側に位置している。

これにより、コンタクトピン２３ｃから、半導体または導体のウェハＷの本体までの導通が得られ、コンタクトピン２３ｃからウェハＷの本体に所定電位が印加される。よって、検査装置２による検査中、ウェハＷは所定電位に固定される。

以上のように、実施形態２の検査装置２によれば、実施形態１の検査装置１と同様の効果を奏する。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１，２…検査装置、１０…鏡筒、２０…試料室、２１，２１ｃ…ウェハステージ、２１ｇ…貫通溝、２１ｔ…貫通孔、２３，２３ｃ…コンタクトピン、２４ａ～２４ｃ…光源、２７ａ～２７ｃ…支持部材、３０，３０ｃ…コントローラ、ＢＳ…裏面、ＣＰ，ＣＰｃ…導通パス、ＤＬ…絶縁膜、ＦＳ…表面、Ｐｅ，Ｐｅｃ，Ｐｓ，Ｐｓｃ…ポイント、ＳＬ…半導体膜、Ｗ…ウェハ。

Claims (4)

1. 第１の主面にパターンが形成された基板に荷電粒子を照射する鏡筒と、
   前記基板の第２の主面上または前記基板の側面上にある第１の部位で前記基板と接触して前記基板に所定の電位を印加する端子と、
   前記第１の部位を含む前記基板の所定領域に光を照射する少なくとも１つの光源と、
   前記基板が載置されるステージと、を備え、
   前記ステージは、
   前記ステージの厚さ方向に前記ステージを貫通する貫通孔と、
   前記ステージの厚さ方向に前記ステージを貫通し、前記貫通孔から前記ステージの外部へと通じる貫通溝と、を備える、
   検査装置。
2. 前記端子は、
   前記ステージの下方から前記貫通孔を通って前記第２の主面で前記基板と接触し、
   前記光源は、
   前記ステージの下方に配置され、前記貫通孔および前記貫通溝の少なくとも一方を介して前記光を前記基板に照射する第１の光源を含む、
   請求項１に記載の検査装置。
3. 前記光源は、
   前記ステージの側方に配置され、直接または前記貫通溝を介して前記光を前記基板に照射する第２の光源をさらに含む、
   請求項２に記載の検査装置。
4. 第１の主面にパターンが形成された基板に荷電粒子を照射する鏡筒と、
   前記基板の第２の主面上または前記基板の側面上にある第１の部位で前記基板と接触して前記基板に所定の電位を印加する端子と、
   前記第１の部位を含む前記基板の所定領域に光を照射する少なくとも１つの光源と、
   前記基板が載置されるステージと、を備え、
   前記端子は、
   前記ステージの前記基板の載置面から突出して配置され、前記側面で前記基板と接触し、
   前記光源は、
   前記ステージの斜め上方に配置される、
   検査装置。

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