本发明专利技术公开了一种用于利用电子束检查半导体器件的通孔的装置和方法。该装置包括电子束辐射装置、电流测量装置和电流测量装置和数据处理装置。电子束辐射装置照射相应的电子束以检查多个检查对象孔。电流测量装置通过位于孔下面的导电层或通过导电层和单独的检测仪测量电流，该电流通过辐射从电子束辐射装置照射的电子束而产生。数据处理装置处理通过电流测量装置的测量而获得的数据。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及利用电子束来检査半导体器件的通孔的装置和方 法，尤其涉及在相对短暂的时间内检查半导体器件的通孔的装置和方法， 该装置和方法使得从多个电子束产生装置照射的多条电子束穿过半导体 器件，因而测量电流。
技术介绍
一般地，例如存储器的半导体器件具有接触孔或通孔，以将形成于 所述接触孔或通孔下部的有源元件电连接到形成于所述接触孔或通孔上部的布线层。利用反应离子蚀刻(RIE)工艺对绝缘层(例如氧化层)从其 表面到下衬底进行蚀刻而形成接触孔。为了优化蚀刻条件，需要检测各 个接触孔的内部和外部结构以及各个接触孔下面的状态。韩国专利No.10-0388690公开了一种用于检査通孔或接触孔的测试 仪。然而，该技术是为了解决这样一种问题，即，当利用现有的扫描电 子显微镜(SEM)设备进行通孔检查时，可以检测到各通孔的开口，但是无 法知道与各通孔的下面有关的信息。图1示出了韩国专利No.10-0388690的一个实施方式。在其专利说 明书中，图1示出了用于检査半导体器件的孔的测试仪。该半导体器件 测试仪包括用于产生电子束2的电子枪1、会聚透镜3、用于使电子束2 准直的孔板4、用于通过移动试样5而将电子束2照射到试样5的期望部 分上的移动台6、电极7、用于测量由于电子束2的照射而由试样5产生 的电流的电流系统9、用于测量移动台6所移动的距离的移动距离测量 设备8、用于处理从电流系统9获得的数据的例如计算机的数据处理器 10、以及用于进行控制(例如改变电子束的加速电压和/或改变照射周期) 的电子束控制单元11。通过会聚透镜3将从电子枪1照射的电子束2转换为准直电子束，并且将该准直电子束指向具有非常小的孔的孔板4。孔 板4由例如金属的材料制成，并且孔板4接地，以使孔板4中不积累照射的电子。穿过孔板4的小孔的电子束是非常细的电子束，该电子束具 有基本上等于小孔面积的截面面积，并且该电子束指向试样5。可以对该 孔板4进行冷却，从而防止由于孔板4的热膨胀而改变孔直径。然而，上述常规的孔检查装置有问题，即因为使用产生一条电子束 的电子枪2而花费了大量时间。即，在必须检查大量孔的情况中，虽然 精确地检查了各个孔，但花费了大量时间，因为必须对孔逐个地进行检 查。因此，半导体器件的制造检查、通孔的检査等都需要大量时间，因 而需要一种更快速且更方便的检査装置和方法
技术实现思路
技术问题因此，考虑到现有技术中发生的上述问题而做出本专利技术，并且本发 明的一个目的是提供一种装置和方法，可用于通过将多个微柱 (microcolumn)用作尺寸非常小的电子柱(electron column)而在相对短 暂的时间内检查多个通孔。技术方案为了实现上述目的，本专利技术提供一种孔检查装置，该孔检查装置包 括电子束辐射装置，其用于辐射相应电子束以检查多个检查对象孔； 电流测量装置，其用于通过位于所述孔下面的导电层或通过所述导电层 和单独的检测仪来测量电流，所述电流通过辐射从所述电子束辐射装置 照射的所述电子束而产生；和数据处理装置，其用于处理通过所述电流 测量装置的测量而获得的数据；其中用作所述电子束辐射装置的多个电 子柱以nxm的排列方式设置，从而使得各个电子柱对应于多个孔，并且 同时或顺序操作所述各个电子柱，响应于所述电子柱的同时或顺序操作， 所述电流测量装置测量相应孔的电流值，并且所述数据处理装置顺序或 同时处理由所述电流测量装置测量到的所述数据，由此获得与所述孔是 否在其两端开放相关的信息。此外，当根据区域对所述孔进行划分时，将所述电子柱以nxm的排列方式设置，从而使得各个电子柱对应于各个区域的孔，并且根据所述 区域同时或顺序操作各个电子柱，响应于相应区域的所述电子柱的操作， 所述电流测量装置测量所述相应区域的电流值，并且所述数据处理装置 对应于所述电流测量装置，并且所述数据处理装置同时或顺序处理由所 述电流测量装置测量到的所述相应区域的多项数据，由此获得与各个区 域的所述孔的深度、方向和结构相关的信息。根据本专利技术的孔检查装置被构造成使得电子束辐射装置以rixm的排列方式设置，以对应于作为检查目标的多个孔的位置，并且因此可以将 检査多个孔所需的时间减至最少。优选的是，将超小尺寸的电子柱(即， 微柱)用作电子束辐射装置。其原因是，各个微柱相对于现有的电子束 辐射装置(即，阴极射线管(CRT))具有较小的尺寸，并且以低电压工作， 因此微柱可以被扩展并可减小对照射了电子束的目标造成的损害。在本 专利技术中，可以将常规的孔检查方法不变地用作检查具有较高径长比 (diameter-to-lengthratio)的孔(例如透孔、接触孔或通孔)的方法。也 可以将例如通过将电子束照射到位于导电层上的绝缘层的孔内而以非破 坏方式检査孔的方法的常规方法用作孔检查方法。即，可以利用公开于 韩国专利No.lO-0388690中的方案来实现根据本专利技术的孔检查装置。在本专利技术中，待检查的孔可以是形成于例如半导体芯片的半导体元 件或器件的绝缘层中的例如通孔、接触孔或透孔的孔。绝缘层的孔穿过 该绝缘层而向导电层开放。在这种情况中，绝缘层和导电层不仅包括作 为相对概念的完全绝缘层和完全导电层，而且也包括属于硅层情况中的 高度掺杂和低度掺杂的相对概念。具体地，在导电层内需要一定程度的 导电率，从而使电子束辐射装置所辐射的电子可以通过导电层被检测到。 相比较而言，绝缘层具有比导电层低的导电率。在这种情况中，只要在 电子穿过绝缘层入射到导电层时所检测到的电流值与电子穿过通孔直接 到达导电层时所检测到的电流值之间的差异足够大到明显的程度，就可 以使用任何种类的绝缘层。在本专利技术中，电子束辐射装置所辐射的电子穿过形成于绝缘层内的孔而入射到导电层上，对通过导电层的入射电子流进行检测，并且因此 获得了与形成于绝缘层内的孔相关的信息。可以将通过检测通过导电层 的电子流而获得与形成于绝缘层内的孔相关的信息的方法归纳为下述两 种类型中的一种l)一种方法，在该方法中，当以电子柱所辐射的电子束形式的电子穿过形成于绝缘层内的孔而到达导电层时，基于通过导电层 检测到的电子量的变化(即电流值的变化)而获得与通孔相关的信息， 和2)另一种方法，在该方法中，与电子显微镜类似，利用电子柱所扫描 的电子束，将通过导电层获得的电流值的变化转换为图像而获得信息。在前一种方法中，为了仅利用电流值的差异获得与相应孔相关的信 息，所辐射的电子束必须具有恒定的斑点尺寸和恒定的电子量。即，必 须通过与预定电子量相对应的电流值来指示辐射到预定区域上的电子 束。因此，应当注意电子束的产生和管理。相应地，必须均匀地辐射准 直电子束或聚焦电子束，并且应当特别注意移动台或电子束的移动。在本专利技术的检査装置中，多个电子束辐射装置以nxm的排列方式设置，使 各个电子束辐射装置对应于多个孔，以使电子束辐射装置可用于响应于 电子束辐射装置的顺序操作而检查相应的孔，或可用于响应于相应组的 电子束辐射装置的同时操作或电子束辐射装置的顺序操作而检査相应的 孔。当顺序操作电子束辐射装置时，基于顺序检测到的电流值之间的差 异而确定任何孔是否异常。相比较而言，当同时操作电子束辐射装置或 根据组而顺序操作电子束辐射装置时，基于总电流值之间的差异或基于 各个组的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种孔检查装置，该孔检查装置包括： 电子束辐射装置，其用于辐射相应电子束以检查多个检查对象孔； 电流测量装置，其用于通过位于所述孔下面的导电层或通过所述导电层和单独的检测仪来测量电流，所述电流通过辐射从所述电子束辐射装置照射的所 述电子束而产生；和 数据处理装置，其用于处理通过所述电流测量装置的测量而获得的数据； 其中用作所述电子束辐射装置的多个电子柱以ｎ×ｍ的排列方式设置，使得各个电子柱对应于多个孔，并且同时或顺序操作所述各个电子柱， 响应于所述 电子柱的同时或顺序操作，所述电流测量装置测量相应孔的电流值，并且所述数据处理装置顺序或同时处理由所述电流测量装置测量到的所述数据， 由此获得与所述孔是否在其两端开放相关的信息。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：金浩燮，
申请(专利权)人：电子线技术院株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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