CN1645548A - 带电粒子束装置、控制方法、基板检查方法及半导体器件制造方法 - Google Patents
带电粒子束装置、控制方法、基板检查方法及半导体器件制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1645548A CN1645548A CNA2005100026356A CN200510002635A CN1645548A CN 1645548 A CN1645548 A CN 1645548A CN A2005100026356 A CNA2005100026356 A CN A2005100026356A CN 200510002635 A CN200510002635 A CN 200510002635A CN 1645548 A CN1645548 A CN 1645548A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- charged particle
- particle beam
- mentioned
- optical axis
- deflector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 107
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 103
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 40
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 16
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 8
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 6
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/147—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/02—Details
- H01J2237/024—Moving components not otherwise provided for
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/153—Correcting image defects, e.g. stigmators
- H01J2237/1536—Image distortions due to scanning
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/26—Electron or ion microscopes
- H01J2237/28—Scanning microscopes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
- H01J2237/317—Processing objects on a microscale
- H01J2237/3175—Lithography
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
本发明提供一种带电粒子束装置，其具备：生成带电粒子束的带电粒子束发生器；生成使上述带电粒子束在外部的基板上成像的透镜场的投影光学系统；围着上述带电粒子束的光轴地配置的偏转器，该偏转器生成对应于上述带电粒子束应入射上述基板的角度其强度在上述光轴方向上变化地形成的偏转场，该偏转场与上述透镜场重叠且使上述带电粒子束偏向并控制朝向上述基板照射的位置。
Description
技术领域
本发明涉及带电粒子束(电子束、离子束)装置、带电粒子束控制方法、基板检查方法以及半导体器件的制造方法。
背景技术
用于带电粒子束装置的偏转器，以往，如果采用静电型偏转器的话，则一般采用由围绕光轴地配置的4个或8个的电极构成的4极或8极的偏转器，借助于通过向夹光轴且相对的电极分别施加正电压和负电压而产生的电场来控制带电粒子束。一边参照附图一边对该点进行详细的说明。
图9A～9D是表示T.H.P.chang et al，Multiplc electron-beamlithography，Microelectron.Eng.57-58(2001)117-135中所记载的静电型偏转器的剖面图。图9A是以垂直光轴Ax的平面截断由具有扇型的平面形状的4个电极EL820a～EL820d构成的4极偏转器820的剖面图，图9B是沿图9A的X轴的偏转器820的剖面图。图9C是以垂直光轴Ax的平面截断由8个扇型电极EL822a～EL822h构成的8极偏转器822的剖面图，图9D是沿图9C的X轴的偏转器822的剖面图。
例如，如果以图9C所示的8极偏转器822进行说明的话，则通过在向X轴上的正方向(箭头方向)的偏转上，分别向电极EL822a施加
,向电极EL822b施加V，向电极EL822c施加V，向电极EL822d施加
,向电极EL822e施加
,向电极EL822f施加-V，向电极EL822g施加-V，向电极EL822h施加
的电压，就形成为偏转电场的3次项消除而得到宽的均一电场区域。其结果是可以形成将偏转像差抑制为很小的束偏转。
此外也提出了采用在图9A～9D所示的偏转器的电子束的描绘装置中提高光学性能的方案。图10是表示日本公开2001-283760号所记载的电子束描绘装置的部分结构图。在该图所示的电子束照射装置900中，在磁场型的物镜954的磁场中配置静电型的主偏转器952，进而，在物镜954的物面侧配置前级偏转器950，在物镜954的像面侧配置后级偏转器953。图10所示的带电粒子束照射装置900用于带电粒子束描绘装置，为了高速化描绘工序，而在作为试样的晶片W上使电子束EB大地偏转。在此，通过保持高偏转灵敏度、低电压化偏转电压，而进行彗形像差和晶片W上的电子束EB的入射角度为0的偏转系统的优化。图10的装置的偏转系统的优化通过在光轴上对多个偏转器的配置位置和各偏转器间的电压比、相位设定而进行。
但是，如果想要使图10所示的电子束照射装置900进一步高分辨率化、此外使电子束EB的偏转量变大的话，则形成为更多的偏转器在物镜954内和其前后排列，使物镜954的极靴(pole piece)周围的构成部件和布线数增加。其结果是，不但增加机械组装的负担，而且因为排气率的上升导致极靴周边部的高真空化也变得困难。此外，因偏转器数目的增加引起的电源数的增加也成为大问题。另一方面，实际的偏转器的数目或配置空间存在限制，由于不能配置在物理设计上的最佳位置，故在其基础上的性能的提高很困难。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种带电粒子束装置，其具备：生成带电粒子束的带电粒子束发生器；生成使上述带电粒子束在外部的基板上成像的透镜场的投影光学系统；围着上述带电粒子束的光轴而配置的偏转器，该偏转器生成对应于上述带电粒子束应入射上述基板的角度其强度在上述光轴方向上变化地形成的偏转场，该偏转场与上述透镜场重叠且使上述带电粒子束偏转而控制朝向上述基板照射的位置。
根据本发明的第二方面，提供一种带电粒子束装置，其具备：生成带电粒子束的带电粒子束发生器；生成使上述带电粒子束在外部的基板上成像的透镜场的投影光学系统；偏转器，该偏转器由围着上述带电粒子束的光轴地配置的电极或磁芯构成，生成与上述透镜场重叠的偏转场，并通过该偏转场使上述带电粒子束偏转而控制朝向上述基板照射的位置，其中，上述电极的或者上述磁芯的夹持上述光轴的面之间的间隔在上述光轴方向上台阶状变化。
根据本发明的第三方面，提供一种带电粒子束装置，其具备：生成带电粒子束的带电粒子束发生器；生成使上述带电粒子束在外部的基板上成像的透镜场的投影光学系统；偏转器，该偏转器由围着上述带电粒子束的光轴地配置的电极或磁芯构成，生成与上述透镜场重叠的偏转场，并通过该偏转场使上述带电粒子束偏转而控制朝向上述基板照射的位置，其中，上述电极的或者上述磁芯的夹持上述光轴的面相对上述光轴的方向具有倾斜角，且上述倾斜角在上述光轴方向上变化。
根据本发明的第四方面，提供一种生成照射于基板的带电粒子束的控制方法，其包括：生成使上述带电粒子束在前述基板上成像的透镜场；生成偏转场，该偏转场与上述透镜场重叠，并使上述带电粒子束偏转而控制朝向上述基板照射的位置，且对应于上述带电粒子束应入射上述基板的角度其强度在上述光轴方向上变化。
根据本发明的第五方面，提供一种基板检查方法，其包括：生成带电粒子束并使其照射基板；生成使上述带电粒子束在上述基板上成像的透镜场；生成偏转场，该偏转场与上述透镜场重叠，并使上述带电粒子束偏转而控制朝向上述基板照射的位置，对应于上述带电粒子束应入射上述基板的角度其强度在上述光轴方向上变化；检测因上述带电粒子束的照射而从上述基板中产生的二次带电粒子、反射带电粒子及后方散射带电粒子中至少任一种生成表示上述基板的表面状态的二维电子像。
根据本发明的第六方面，提供一种包括基板检查方法的半导体器件的制造方法，该基板检查方法包括：生成带电粒子束并使其照射基板；生成使上述带电粒子束在上述基板上成像的透镜场；生成偏转场，该偏转场与上述透镜场重叠，并使上述带电粒子束偏转而控制朝向上述基板照射的位置，对应于上述带电粒子束应入射上述基板的角度其强度在上述光轴方向上变化；检测因上述带电粒子束的照射而从上述基板中产生的二次带电粒子、反射带电粒子及后方散射带电粒子中至少任一种并生成表示上述基板的表面状态的二维电子像。
附图说明
图1是表示本发明的带电粒子束装置的一实施形态的概略结构的框图。
图2A是表示现有技术中的偏转器一例的剖面图。
图2B和图2C表示光轴侧的电极面沿光轴具有三级台阶地形成的主偏转器的具体例的剖面图。
图3A～3C表示光轴侧的电极面具有倾斜的主偏转器的具体例的剖面图。
图4A和4B表示沿光轴方向被分割以便形成3段偏转器的主偏转器的具体例的剖面图。
图5A和图5B表示物镜的磁场和主偏转器的电场的分布图。
图6是说明主偏转器的电场分布的变化和电子束轨道的关系的图。
图7A和图7B表示产生图5B所示的电场Ed和Ee的主偏转器的具体例的剖面图。
图8A～图8C表示具有与各电极连接的可动机构的偏转器的具体例。
图9A～图9D是表示现有技术中的偏转器的一例的剖面图。
图10是表示现有技术中的电子束描绘装置的一例的部分结构图。
具体实施方式
以下，边参照附图边说明本发明的几种实施形态。在以下的实施形态中，将电子束用作带电粒子束并采用在晶片上描绘图形的电子束描绘装置进行说明。
图1是表示本发明的带电粒子束装置的一实施形态的概略结构的框图。该图所示的电子束描绘装置1具备电子束镜筒10、电源PS1～PS8、电子检测器56、电子检测器控制器58和控制整个装置的控制计算机60。
电子束镜筒10包括电子枪12、孔径14、照明透镜16、成型孔径18、缩小透镜22、前置主偏转器24、副偏转器26、作为本实施形态的主要特征的主偏转器28和后置主偏转器52。电子枪12生成电子束EB且使其加速并照射到作为试样的晶片W上。孔径14具有矩形或圆形的开口，由此决定电子束EB的截面形状。成形孔径18具有对应于预期的图形的形状的开口。照明透镜16进行倍率调整以使得电子束EB具有预期的束径。缩小透镜22缩小电子束EB的束径。物镜54调整其焦点距离以使得电子束EB在晶片W的上表面成像。前置主偏转器24、主偏转器28、后置主偏转器52和副偏转器26控制晶片W上的电子束EB的照射位置。在本实施形态中，物镜54由磁场型透镜构成，前置主偏转器24、主偏转器28、后置主偏转器52和副偏转器26由静电型透镜构成。前置主偏转器24、主偏转器28、后置主偏转器52对装载于未图示的XY载物台上的晶片W边参照XY载置台的位置边以电子束EB扫描描绘区域地被控制，副偏转器26控制电子束EB的照射位置以便扫描将主偏转区域进一步细地分割而成的副偏转区域。
带电粒子束镜筒10内的各元件的工作如下所述。
由电子枪12生成且被加速的电子束EB照射到孔径14中。通过该孔径14的电子束EB向成形孔径18行进。通过照明透镜16进行倍率调整以便使电子束EB相对成形孔径18的开口足够大，且形成必要大的束径。电子束EB作为以成形孔径18为起点的图形束出发，被缩小透镜22缩小后，通过静电型的前置主偏转器24、副偏转器26、主偏转器28和后置主偏转器52，借此其照射位置被调整，通过磁场型的物镜54以正确聚焦而投影到晶片W的上表面上。
电源PS1～PS8，连接于控制计算机60上，并连接于电子枪12、照明透镜16、缩小透镜22、物镜54、前置主偏转器24、副偏转器26、主偏转器28和后置主偏转器52上，根据由控制计算机60供给的指令信号而向连接处的各元件施加控制其值的电压。
电子检测器56配置在后置主偏转器52和晶片W之间，检测因电子束EB的照射而在晶片W处产生的二次电子、反射电子及后方散射电子中至少任一种，并将检测信号供给电子检测器控制器58。电子检测器控制器58处理来自电子检测器56的检测信号并向控制计算机60供给成为表示晶片W的表面状态的二维电子像(SEM像)的图像信号。控制计算机60基于该图像信号进行电子束EB的聚焦等的调整。
电子束EB在物镜54中受到被物镜54励磁的磁场所产生的洛仑兹力，其轨道变化。如果在该物镜54的磁场中配置静电型偏转器而产生电场的话，则由于在受到磁场的洛仑兹力的同时还受到电场的偏转力，因此电子束EB的轨道进一步变化。该轨道形状给晶片W上的偏转像差或电子束EB向晶片W的照射角度带来大的影响。通过与物镜54的磁场分布相应地产生偏转电场，可以进一步提高偏转灵敏度，可以进一步减小偏转像差。进而，可以控制电子束EB对晶片W的入射角度以便使其大致垂直地向晶片W入射，可以使因晶片W和物镜54间的微小的距离变动而产生的描绘位置的偏移或图形形状的变化降至最小。
在图1中配置于物镜54的磁场中的主偏转器28形成为可沿光轴方向形成预期的偏转电场分布。由此，重叠于物镜54的透镜场的偏转场的强度沿其光轴Ax的方向变化，以使得电子束EB在被抑制偏转像差后原封不动地以预期的入射角度入射晶片W。
边参照图2A～图5B边对主偏转器28的具体的结构中的几种进行说明。图2B～图4B与图9B及图9D同样地，分别表示沿电子束EB的光轴方向的主偏转器282、284、290、292、294、302、304的剖面图。在图2B～图4B及图8A中分别表示的与主偏转器282～306的光轴方向垂直的方向的剖面，与图9A、9C及图9B和图9D中所表示的偏转器820、822相同。
图2B和图2C所示的主偏转器282、284，光轴Ax侧的电极面沿光轴具有三级台阶地形成。在图2B的主偏转器282中，夹持光轴Ax相对的电极EL282b、EL282d由在光轴Ax方向上从物面侧分别具有L1、L2、L3的长度的三级台阶构成，各级电极间的距离φ1、φ2、φ3越靠近晶片侧(像面侧)变得越大地形成。在图2C的主偏转器284中，夹持光轴Ax相对的电极EL284b、EL284d由在光轴Ax方向上从物面侧看分别具有L11、L12、L13的长度的三级台阶构成，物面侧的台阶上的电极间的距离φ11比中间台阶上的电极间距离φ12大、像面侧的台阶的电极间距离φ13形成为最大。此外，为了易于与现有的偏转器比较，而把图9A所示的偏转器820再次在图2A上表示。
图3A～图3C所示的偏转器290、292、294的光轴Ax侧的电极面是具有倾斜的。在图3A所示的主偏转器290中，将电极EL290b、EL290d的上表面的电极间的距离设为φa0地配置，使光轴侧的电极面以相对光轴方向成θa0的角度倾斜地形成，此外，在图3B的主偏转器292中，将电极EL292b、EL292d的上表面的电极间的距离设为φa1地配置，从物面侧看沿光轴方向每经过长度La1、La2、La3光轴Ax侧的电极面相对光轴Ax的角度以θa1、θa2、θa3地变化地形成。进而，在图3C的主偏转器294中，将电极EL294b、EL294d的上表面的电极间的距离设为φa2地配置，从物面侧到La11的长度为止具有相对光轴Ax所成角度为θa11的倾斜面，但是在像面侧的剩余部分(光轴方向的离物面侧的长度超过La11的部分)与光轴平行地形成。
图4A所示的主偏转器302以在图2B所示的主偏转器282中使三级台阶分割的状态构成，上段(物面侧)的电极EL302b1、EL302d1在光轴Ax方向具有Lb1的长度，光轴侧的电极面以正好Φb1的距离相互分离地配置，此外，中段的电极EL302b2、EL302d2在光轴Ax方向具有Lb2的长度，光轴侧的电极面以正好Φb2的距离相互分离地配置，进而，下段(像面侧)的电极EL302b3、EL302d3在光轴Ax方向具有Lb3的长度，光轴侧的电极面以正好Φb3的距离相互分离地配置。
图4B所示的主偏转器304以在图3B所示的主偏转器292中使倾斜角度不同的三级台阶分割的状态构成，上段(物面侧)的电极EL304b1、EL304d1在光轴Ax方向具有Lb11的长度，中段的电极EL304b2、EL304d2在光轴Ax方向具有Lb12的长度，进而，下段(像面侧)的电极EL304b3、EL304d3在光轴Ax方向具有Lb13的长度。上段的电极EL304b1、EL304d1，上表面的电极间以正好Φb11的距离相互分离地配置。此外，上段的电极EL304b1、EL304d1的光轴侧的电极面相对光轴Ax的方向以θb1的角度倾斜，中段的电极EL304b2、EL304d2的光轴侧的电极面相对光轴Ax的方向以θb2的角度倾斜，进而，下段的电极EL304b3、EL304d3的光轴侧的电极面相对光轴Ax的方向以θb3的角度倾斜地形成。
在上述各种主偏转器中，通过对光轴方向的长度、光轴侧的电极面间的距离以及光轴侧的电极面相对光轴方向的角度进行调整，可以使偏转电场分布的形状变化，其结果是可以将电子束EB向晶片W的入射角度控制成任意角度。该点通过图5A及图5B的磁场及电场的分布图以及图6的电子束轨道图说明。例如，如果以图2B所示的主偏转器282为例进行说明的话，则通过调整夹持光轴Ax地相对的电极间的距离Φ1、Φ2、Φ3和各台阶的光轴方向的长度L1、L2、L3，可以相对如图5A所示地沿光轴Ax方向的物镜磁场B，使偏转电场分布的形状如图5B所示地从Ea～Ee地变化。通过使重叠于物镜的透镜场的偏转电场分布如图5B地从Ea～Ee地变化，使电子束EB的轨道如图6的符号TJa～TJe所示地变化。
将图5B所示的5个电场分布之中用于形成Ed和Ee的偏转器的构成例在图7A和图7B中表示。这些图所示的偏转器392和394由将光轴侧的电极面形成为台阶状的一段电极形成。
此外，如图3B所示，在电极表面具有倾斜的主偏转器292中，通过调整主偏转器的电极间的距离Φa1和相对光轴Ax的倾斜角度θa1、θa2、θa3和光轴方向的长度La1、La2、La3，可以与上述主偏转器282的情况同样地改变偏转场的分布。进而，即使采用分割电极的图4A及图4B的主偏转器302、304，只要预先调整偏转电极间的距离(Φb1、Φb2、Φb3)、各电极的长度(Lb1、Lb2、Lb3、Lb11、Lb12、Lb13)、电极表面的倾斜角度(θb1、θb2、θb3)，就可以用同一电源控制沿光轴Ax的方向被分割的三段电极(如果以主偏转器302为例的话，则是EL302b1、EL302b2、EL302b3)。
此外，如图8A所示采用沿光轴Ax方向被分割成多个(多段)的主偏转器306，通过设置分别连接于各电极(EL306a1～EL306h1，EL306a2～EL306h2)的可动机构EL402a1～EL402h1，EL402a2～EL402h2，通过例如将主偏转器的内径(相对的电极的光轴侧的面之间的距离)从Φc2(参照图8B)向Φc12(参照图8C)调整，也可以在光轴方向上形成预期的偏转电场分布。
在曝光装置中，虽然优选使电子束EB向晶片W的入射角度是垂直入射，但是在电子显微镜等的领域中有时也优选使其以大角度相对光轴入射，在这种情况下当然也可以借助于偏转器的形状来控制。
特别地，如果采用图8A所示的主偏转器的话，由于可以自由改变电子束向试样的照射角度，因此可以以高分辨率得到通过使电子束EB相对晶片W垂直入射而得到的来自晶片W上方的SEM像(自上而下像)，和通过使电子束EB相对晶片W倾斜入射而得到的来自晶片W斜向的SEM像(倾斜像)这两者。进而，通过采用左右倾斜的像还可以得到三维形状。
这样地，根据本实施形态，可以任意地改变重叠于物镜的透镜场的偏转场的强度分布。此外，由于通过改变电极形状可以使偏转支点移动，因此即使在沿偏转器的光轴方向的机械配置位置因机械的配置空间情况而不能活动的情况下，也可以优化偏转系统。
此外，通过在半导体器件的制造工序中采用上述电子束装置，可以边抑制晶片W上的偏转像差边以高分辨率描绘图形，还可以进行检查，因此可以以更高的成品率制造半导体器件。
以上对本发明的实施形态进行了说明，但本发明不限于上述实施形态，也可以在其技术范围内进行种种变更。
例如，在上述实施形态中，对将静电型的偏转器用作带电粒子束的偏转器的情况进行了说明，但是本发明不限于此，也可以采用磁场型的偏转器。在采用磁场型的偏转器时，例如也可以取代图2B～图4B所说明的电极地将铁氧体等用作磁芯。
此外，作为带电粒子束对采用电子束的曝光装置的情况进行了说明，但只要是采用偏转器的装置的话，当然本发明可以适用于所有的带电粒子束装置。
Claims (13)
1.一种带电粒子束装置，其具备：生成带电粒子束的带电粒子束发生器；生成使上述带电粒子束在外部的基板上成像的透镜场的投影光学系统；围着上述带电粒子束的光轴地配置的偏转器，该偏转器生成对应于上述带电粒子束应入射上述基板的角度其强度在上述光轴方向上变化地形成的偏转场，该偏转场与上述透镜场重叠使上述带电粒子束偏转控制朝向上述基板照射的位置。
2.如权利要求1所示的带电粒子束装置，其中，上述偏转器由夹持上述光轴的面的间隔在上述光轴的方向上变化的电极或磁芯构成。
3.如权利要求1所述的带电粒子束装置，其中，上述偏转器，其夹持上述光轴的面的间隔沿上述光轴的方向台阶状地变化地形成。
4.如权利要求1所述的带电粒子束装置，其中，上述偏转器，其夹持上述光轴的面相对上述光轴的方向具有倾斜角地形成。
5.如权利要求4所述的带电粒子束装置，其中，上述倾斜角在上述光轴方向变化。
6.如权利要求2所述的带电粒子束装置，其中，上述光轴方向的上述电极或磁芯的段数为1。
7.一种带电粒子束装置，其具备：生成带电粒子束的带电粒子束发生器；生成使上述带电粒子束在外部的基板上成像的透镜场的投影光学系统；偏转器，该偏转器由围着上述带电粒子束的光轴地配置的电极或磁芯构成，生成与上述透镜场重叠的偏转场，并通过该偏转场使上述带电粒子束偏转而控制朝向上述基板照射的位置，其中，上述电极的或者上述磁芯的夹持上述光轴的面之间的间隔在上述光轴方向上台阶状地变化。
8.如权利要求7所述地带电粒子束装置，其中，上述光轴方向的上述电极或磁芯的段数为1。
9.一种带电粒子束装置，其具备：生成带电粒子束的带电粒子束发生器；生成使上述带电粒子束在外部的基板上成像的透镜场的投影光学系统；偏转器，该偏转器由围着上述带电粒子束的光轴地配置的电极或磁芯构成，生成与上述透镜场重叠的偏转场，并通过该偏转场使上述带电粒子束偏转而控制朝向上述基板的照射位置，其中，上述电极的或者上述磁芯的夹持上述光轴的面相对上述光轴的方向具有倾斜角，且上述倾斜角在上述光轴方向上变化。
10.如权利要求9所述的带电粒子束装置，其中，上述光轴方向的上述电极或磁芯的段数为1。
11.一种生成照射于基板的带电粒子束的控制方法，其包括：生成使上述带电粒子束在上述基板上成像的透镜场；生成偏转场，该偏转场与上述透镜场重叠，使上述带电粒子束偏转而控制朝向上述基板照射的位置，对应于上述带电粒子束应入射上述基板的角度其强度在上述光轴方向上变化。
12.一种基板检查方法，其包括：生成带电粒子束并使其照射于基板；生成使上述带电粒子束在上述基板上成像的透镜场；生成偏转场，该偏转场与上述透镜场重叠，使上述带电粒子束偏转而控制朝向上述基板照射的位置，对应于上述带电粒子束应入射上述基板的角度其强度在上述光轴方向上变化；检测因上述带电粒子束的照射而从上述基板中产生的二次带电粒子、反射带电粒子及后方散射带电粒子中至少任一种生成表示上述基板的表面状态的二维电子像。
13.一种包括基板检查方法的半导体器件的制造方法，上述基板检查方法包括：生成带电粒子束并使其照射基板；生成使上述带电粒子束在上述基板上成像的透镜场；生成偏转场，该偏转场与上述透镜场重叠，使上述带电粒子束偏转而控制朝向上述基板的照射位置，对应于上述带电粒子束应入射上述基板的角度其强度在上述光轴方向上变化；检测因上述带电粒子束的照射而从上述基板中产生的二次带电粒子、反射带电粒子及后方散射带电粒子中至少任一种生成表示上述基板的表面状态的二维电子像。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004013392A JP4316394B2 (ja) | 2004-01-21 | 2004-01-21 | 荷電ビーム装置 |
| JP013392/2004 | 2004-01-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1645548A true CN1645548A (zh) | 2005-07-27 |
| CN1645548B CN1645548B (zh) | 2013-03-06 |
Family
ID=34879002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2005100026356A Active CN1645548B (zh) | 2004-01-21 | 2005-01-21 | 一种带电粒子束装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7491945B2 (zh) |
| JP (1) | JP4316394B2 (zh) |
| CN (1) | CN1645548B (zh) |
| TW (1) | TWI265553B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102164635B (zh) * | 2008-10-23 | 2014-01-15 | 株式会社岛津制作所 | 粒子线治疗装置 |
| CN104667436A (zh) * | 2013-12-02 | 2015-06-03 | 株式会社日立制作所 | 波束监视系统以及粒子线照射系统 |
| CN111971774B (zh) * | 2018-03-29 | 2023-09-29 | 株式会社日立高新技术 | 带电粒子束装置 |
| WO2023197131A1 (zh) * | 2022-04-12 | 2023-10-19 | 华为技术有限公司 | 一种可调整的多电极准直装置 |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4807835B2 (ja) * | 2005-12-06 | 2011-11-02 | 株式会社トプコン | 荷電ビーム照射装置、静電偏向器、静電偏向器の製造方法 |
| EP1883094B1 (en) * | 2006-07-24 | 2012-05-02 | ICT, Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Charged particle beam device and method for inspecting specimen |
| JP4789260B2 (ja) * | 2006-08-23 | 2011-10-12 | エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 | 荷電粒子ビーム装置及びアパーチャの軸調整方法 |
| JP4922747B2 (ja) * | 2006-12-19 | 2012-04-25 | 日本電子株式会社 | 荷電粒子ビーム装置 |
| GB0703044D0 (en) * | 2007-02-16 | 2007-03-28 | Nordiko Technical Services Ltd | Apparatus |
| CZ298798B6 (cs) * | 2007-07-30 | 2008-01-30 | Tescan, S. R. O. | Zarízení pro prostorové zobrazování vzorku v reálném case |
| US8642959B2 (en) * | 2007-10-29 | 2014-02-04 | Micron Technology, Inc. | Method and system of performing three-dimensional imaging using an electron microscope |
| JP4945463B2 (ja) * | 2008-01-18 | 2012-06-06 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
| JP5274905B2 (ja) * | 2008-06-19 | 2013-08-28 | 日本電子株式会社 | 静電偏向器及びそれを用いた荷電粒子ビーム装置 |
| TWI452595B (zh) * | 2010-10-22 | 2014-09-11 | Advanced Ion Beam Tech Inc | 用於加速或減速離子束之電極組、離子植入系統及減速點狀或帶狀離子束之方法 |
| US20120112091A1 (en) * | 2010-11-04 | 2012-05-10 | National Taiwan University | Method for adjusting status of particle beams for patterning a substrate and system using the same |
| US8519353B2 (en) * | 2010-12-29 | 2013-08-27 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Method and apparatus for controlling an asymmetric electrostatic lens about a central ray trajectory of an ion beam |
| EP2779205B1 (en) * | 2013-03-15 | 2017-10-18 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | High throughput scan deflector and method of manufacturing thereof |
| JP6253375B2 (ja) * | 2013-12-02 | 2017-12-27 | 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 | イオン注入装置 |
| JP6027150B2 (ja) * | 2014-06-24 | 2016-11-16 | 内海 孝雄 | 低エネルギー電子ビームリソグラフィ |
| JP2018098268A (ja) * | 2016-12-08 | 2018-06-21 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | ブランキング偏向器及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置 |
| CN108305701B (zh) * | 2018-01-10 | 2023-09-19 | 桂林狮达技术股份有限公司 | 一种多相绕组的偏转扫描装置及偏转扫描系统 |
| US11094499B1 (en) * | 2020-10-04 | 2021-08-17 | Borries Pte. Ltd. | Apparatus of charged-particle beam such as electron microscope comprising sliding specimen table within objective lens |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3521464A1 (de) * | 1985-06-14 | 1986-12-18 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Spektrometer-objektiv fuer die elektronenstrahl-messtechnik |
| EP0236807A3 (de) * | 1986-03-07 | 1990-05-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Spektrometerobjektiv für die Korpuskularstrahl-Messtechnik |
| US5393985A (en) * | 1992-11-26 | 1995-02-28 | Shimadzu Corporation | Apparatus for focusing an ion beam |
| JP3280466B2 (ja) | 1993-05-31 | 2002-05-13 | 株式会社日立製作所 | 電子ビーム描画装置 |
| US5614833A (en) * | 1994-10-25 | 1997-03-25 | International Business Machines Corporation | Objective lens with large field deflection system and homogeneous large area secondary electron extraction field |
| JPH09161705A (ja) | 1995-12-04 | 1997-06-20 | Hitachi Ltd | 荷電粒子線用の偏向レンズ系及びそれを用いた荷電粒子線装置 |
| JPH09213250A (ja) | 1996-01-30 | 1997-08-15 | Jeol Ltd | 荷電粒子ビームの偏向装置 |
| US5780859A (en) * | 1996-02-16 | 1998-07-14 | Act Advanced Circuit Testing Gesellschaft | Electrostatic-magnetic lens arrangement |
| JPH1131470A (ja) * | 1997-07-08 | 1999-02-02 | Nikon Corp | 電子光学系 |
| WO1999034397A1 (en) * | 1997-12-23 | 1999-07-08 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Sem provided with an electrostatic objective and an electrical scanning device |
| US6376842B1 (en) * | 1998-03-16 | 2002-04-23 | Nikon Corporation | Optical system for charged-particle-beam microlithography apparatus exhibiting reduced third- and fifth-order aberrations |
| US6441384B1 (en) * | 1998-04-08 | 2002-08-27 | Nikon Corporation | Charged particle beam exposure device exhibiting reduced image blur |
| JP4236742B2 (ja) * | 1998-10-29 | 2009-03-11 | 株式会社日立製作所 | 走査形電子顕微鏡 |
| US6452175B1 (en) * | 1999-04-15 | 2002-09-17 | Applied Materials, Inc. | Column for charged particle beam device |
| US6787772B2 (en) * | 2000-01-25 | 2004-09-07 | Hitachi, Ltd. | Scanning electron microscope |
| EP1120809B1 (en) | 2000-01-27 | 2012-02-22 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Objective lens for a charged particle beam device |
| US6392231B1 (en) * | 2000-02-25 | 2002-05-21 | Hermes-Microvision, Inc. | Swinging objective retarding immersion lens electron optics focusing, deflection and signal collection system and method |
| US6960766B2 (en) * | 2000-02-25 | 2005-11-01 | Hermes-Microvision, Inc. | Swinging objective retarding immersion lens electron optics focusing, deflection and signal collection system and method |
| JP3772067B2 (ja) | 2000-03-30 | 2006-05-10 | 株式会社東芝 | 荷電粒子ビーム照射装置 |
| US6617585B1 (en) * | 2000-05-24 | 2003-09-09 | Nikon Corporation | Optimized curvilinear variable axis lens doublet for charged particle beam projection system |
| EP1296352A4 (en) * | 2000-06-27 | 2007-04-18 | Ebara Corp | INVESTIGATION DEVICE FOR LOADED PARTICLE RAYS AND METHOD FOR PRODUCING A COMPONENT ELEVATED WITH THIS INSPECTION DEVICE |
| EP1271605A4 (en) * | 2000-11-02 | 2009-09-02 | Ebara Corp | ELECTRON BEAM APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE COMPRISING SAID APPARATUS |
| JP3469213B2 (ja) * | 2001-03-29 | 2003-11-25 | 株式会社日立製作所 | 磁場印加試料観察システム |
| EP1255278B1 (en) * | 2001-04-24 | 2005-06-15 | Advantest Corporation | Scanning particle mirror microscope |
| US6674075B2 (en) * | 2002-05-13 | 2004-01-06 | Applied Materials, Inc. | Charged particle beam apparatus and method for inspecting samples |
| WO2003107383A1 (ja) * | 2002-06-13 | 2003-12-24 | Okumura Katsuya | 電子光学鏡筒およびその製造方法 |
| JP3968338B2 (ja) * | 2003-10-08 | 2007-08-29 | 株式会社東芝 | 荷電ビーム露光装置 |
-
2004
- 2004-01-21 JP JP2004013392A patent/JP4316394B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2005
- 2005-01-21 CN CN2005100026356A patent/CN1645548B/zh active Active
- 2005-01-21 US US11/038,161 patent/US7491945B2/en active Active
- 2005-01-21 TW TW094101839A patent/TWI265553B/zh active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102164635B (zh) * | 2008-10-23 | 2014-01-15 | 株式会社岛津制作所 | 粒子线治疗装置 |
| CN104667436A (zh) * | 2013-12-02 | 2015-06-03 | 株式会社日立制作所 | 波束监视系统以及粒子线照射系统 |
| CN104667436B (zh) * | 2013-12-02 | 2018-08-10 | 株式会社日立制作所 | 波束监视系统以及粒子线照射系统 |
| CN111971774B (zh) * | 2018-03-29 | 2023-09-29 | 株式会社日立高新技术 | 带电粒子束装置 |
| WO2023197131A1 (zh) * | 2022-04-12 | 2023-10-19 | 华为技术有限公司 | 一种可调整的多电极准直装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI265553B (en) | 2006-11-01 |
| US20050199827A1 (en) | 2005-09-15 |
| JP2005209806A (ja) | 2005-08-04 |
| CN1645548B (zh) | 2013-03-06 |
| US7491945B2 (en) | 2009-02-17 |
| TW200540925A (en) | 2005-12-16 |
| JP4316394B2 (ja) | 2009-08-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1645548A (zh) | 带电粒子束装置、控制方法、基板检查方法及半导体器件制造方法 | |
| KR102211668B1 (ko) | 복수의 하전 입자 빔들의 장치 | |
| JP7198092B2 (ja) | マルチ電子ビーム照射装置、マルチ電子ビーム検査装置及びマルチ電子ビーム照射方法 | |
| KR102371265B1 (ko) | 멀티 전자 빔 조사 장치 | |
| JP2019204694A (ja) | マルチ電子ビーム画像取得装置及びマルチ電子ビーム光学系の位置決め方法 | |
| JP2019036403A (ja) | 画像取得装置の光学系調整方法 | |
| CN1429397A (zh) | 离子注入机中的高效率扫描 | |
| KR102292850B1 (ko) | 멀티 하전 입자 빔 검사 장치 및 멀티 하전 입자 빔 검사 방법 | |
| US7304320B2 (en) | Charged beam exposure apparatus, charged beam control method and manufacturing method of semiconductor device | |
| JP2019200920A (ja) | マルチ電子ビーム画像取得装置およびマルチ電子ビーム画像取得方法 | |
| JP7427794B2 (ja) | 荷電粒子操作デバイス | |
| US20160172151A1 (en) | Apparatus and methods for aberration correction in electron beam based system | |
| US20240079207A1 (en) | Multi-beam charged particle system and method of controlling the working distance in a multi-beam charged particle system | |
| KR20210127094A (ko) | 멀티 하전 입자 빔 조사 장치 및 멀티 하전 입자 빔 검사 장치 | |
| CN1672233A (zh) | 一种带电粒子束柱体部及其导引方法 | |
| JP2019153536A (ja) | 電子ビーム検査装置及び電子ビーム検査方法 | |
| US8466439B2 (en) | Electron beam lithography apparatus and electron beam lithography method | |
| CN117121152A (zh) | 具有低串扰的多带电粒子射束装置 | |
| TW202220014A (zh) | 用於具有複數個小射束之裝置之二次電子投影成像系統之反掃描操作模式 | |
| TWI818407B (zh) | 多射束圖像取得裝置及多射束圖像取得方法 | |
| JP3859404B2 (ja) | 荷電ビーム描画装置およびパターン描画方法並びに記録媒体 | |
| US20230282440A1 (en) | Aperture patterns for defining multi-beams | |
| TW202405855A (zh) | 成像多電子束之方法及系統 | |
| TW202331773A (zh) | 產生多個電子束之系統及方法 | |
| JP2019207804A (ja) | マルチ電子ビーム画像取得装置およびマルチ電子ビーム画像取得方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20050727 |
|
| CI01 | Publication of corrected invention patent application |
Correction item: Rejection of patent application Correct: Dismiss False: Reject Number: 32 Volume: 26 |
|
| ERR | Gazette correction |
Free format text: CORRECT: PATENT APPLICATION REJECTION OF AFTER PUBLICATION; FROM: REJECTION TO: REVOCATION REJECTED |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180411 Address after: Tokyo, Japan Patentee after: TOSHIBA MEMORY Corp. Address before: Tokyo, Japan Patentee before: Toshiba Corp. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Tokyo, Japan Patentee after: TOSHIBA MEMORY Corp. Address before: Tokyo, Japan Patentee before: Japanese businessman Panjaya Co.,Ltd. Address after: Tokyo, Japan Patentee after: Kaixia Co.,Ltd. Address before: Tokyo, Japan Patentee before: TOSHIBA MEMORY Corp. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20211018 Address after: Tokyo, Japan Patentee after: Japanese businessman Panjaya Co.,Ltd. Address before: Tokyo, Japan Patentee before: TOSHIBA MEMORY Corp. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |