半导体工业在很多方面总是在变化的,不仅在技术方面而且在还有其应用方面。在不久的过去,电子束检测设备主要用于工艺开发和良率提升的早期阶段。一旦达到量产水平后,工艺流程就会被固定下来,在线检查量减少,需要增加光学设备之外的其他检查设备。现在,这种情况发生了变化。因为制备逻辑器件和存储器件的技术中,表面层内的缺陷占了很大比例。由于工艺窗口（范围）很小,这些重复发生的缺陷是很难在开发阶段就完全检测出来的,从而导致
半导体工业在很多方面总是在变化的,不仅在技术方面而且在还有其应用方面。在不久的过去,
电子束检测设备主要用于工艺开发和良率提升的早期阶段。一旦达到量产水平后,工艺流程就会被固定下来,在线检查量减少,需要增加光学设备之外的其他检查设备。
现在,这种情况发生了变化。因为制备逻辑器件和存储器件的技术中,表面层内的缺陷占了很大比例。由于工艺窗口（范围）很小,这些重复发生的缺陷是很难在开发阶段就完全检测出来的,从而导致生产过程中的成本与成品率之间不符的现象出现。尽管光学检查速度比较快,但是由于电学缺陷与成品率之间有相互关系,所以这类缺陷必须检测,而且最好是用电学方法来检测。KLA-Tencor电子束检测部市场高级总监Raj Persaud,说：“几乎90%的电学缺陷是成品率的杀手。”
对于逻辑器件的内连线来说,最常见的缺陷是铜空洞。产生空洞的原因有很多,包括对铜势垒层薄膜的不连续性等。接触窗口蚀刻不足是高纵宽比(>
15:1)
电容产生空洞的主要原因。
有一家存储器件制造商估计,接触孔蚀刻不透引起成品率下降,每一次会给公司造成超过$1300万的成本损失。德州仪器（
TI）公司发现通孔（via）污染会在
M2CMP后出现暗电压反差缺陷,该缺陷是造成铜空洞的原因。在线电子束检查能把它检查出来,使成品率提高15~20%。
KLA-Tencor最近在eS20XP成功的基础上,推出了一款在线电子束检查设备eS30,大大提高了检查速度。例如,eS20XP系统检测一片
200mm晶片的时间（包括预处理时间）通常为53
min,而eS30只需18min。Persaud说：“电子束检查要比光学检查慢,因此你需要用投资回报率（ROI）来证明它用于生产是很合理的。”
该公司估计,在拥有电子束检查设备的35家铜制备工艺线的半导体厂中大约有14家用于在线检查。通过提高电子束检查的速度,工程师可以很快地在线上发现缺陷并解决问题,同时减少工艺设备停机时间和减少生产的风险。
设备开发的目标是使系统能够检查到65nm工艺的特征尺寸（需要更小的像素和更高的分辨率）,同时保持90,130和180nm工艺在线检查能够接受的速度。然而,灵敏度越高,检测到的缺陷数目越多。这一矛盾推动了将影响成品率的缺陷和与成品率无关的缺陷快速区分开来的需求。
eS30系统在加快扫描速度的同时,对检查数据的处理速度也加快了。扫描速度的提高是通过以下措施实现的量：缩短电子腔,提高电子密度和减少信号噪音。芯片之间的比对则通过激光和
传感器对晶片位置进行动态回馈来完成的。信噪比的提高使扫描速度更快了。Persaud说：“以前,在有些层我们不得不在同一区域扫描5到6次以收集足够的信号。现在扫描一次就可以完成同样的分析了。”
通常,提高光子密度和缩短波长可以提高光学检查设备的灵敏度。而对于电子检查设备来说,灵敏度是电子密度和着陆能量的函数。eS30系统的特点是最小像素（电子束校准后的直径）更小,着陆能量范围更大。例如,0.1um的像素可用于检测65 nm大小的缺陷。像素越大,整个晶片的扫描速度越快。扫描速度还可以通过电荷控制机理来提高,它能使用更大的像素点。
eS30正在两家排名前五名的半导体制造公司进行测试。最近,在SEMICON Japan期间的KLA-Tencor成品率管理研讨会上,
Toshiba讨论了利用电压反差电子束检查和在线缺
