DE102005049066B4

DE102005049066B4 - Elektronenstrahl-Einrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE102005049066B4
Application number: DE102005049066A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Ando; Katsuhide Watanabe
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2025-10-14
Also published as: DE102005049066A1; US20060097165A1; US7372027B2; JP2006114385A

Abstract

Elektronenstrahl-Einrichtung die aufweist:
eine Proben-Kammer (10) welche durch einen ersten Erdungspunkt geerdet ist und eine magnetische Substanz aufweist;
eine Säule (20), welche mit der Proben-Kammer (10) verbunden ist und eine magnetische Substanz aufweist
eine Auslass-Sektion (41–46), welche einen Druck in der Proben-Kammer (10) und einen Druck in der Säule (20) steuert und durch einen zweiten Erdungspunkt geerdet ist;
eine Plattform (11), welche in der Proben-Kammer (10) bereitgestellt ist, wobei eine Probe (14) oberhalb der Plattform (11) platziert ist;
eine Plattform-Steuerung (15) welche die Plattform (11) antreibt und durch einen dritten Erdungspunkt geerdet ist;
eine Elektronenstrahl-Quelle (21), welche in der Säule (20) bereitgestellt ist und einen Elektronenstrahl (EB) an die Probe (14) emittiert;
eine Elektronenstrahl-Quelle-Energieversorgung (31), welche der Elektronenstrahl-Quelle (21) eine Energie zuführt, und durch einen vierten Erdungspunkt geerdete ist;
und ein Elektronen-Optiksystem (22–24), welches in der Säule (20) bereitgestellt ist und den...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenstahl-Einrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung unter Verwendung der Elektronenstrahl-Einrichtung, und genauer auf den Aufbau eines Vakuumbehälters und einer Säule für eine Elektronenstrahl-Einrichtung.
Eine Einrichtung, welche einen Elektronenstrahl verwendet, kann eine höhere Auflösung erreichen als eine Einrichtung, welche Licht verwendet, und zwar infolge der kleinen Wellenlänge eines Elektronenstrahls. Somit wird der Elektronenstrahl für ein Transmisionen-Elektronenmikroskop, ein Abtast-Elektronenmikroskop, eine Elektronenstrahl-Zeichnungseinrichtung (electron beam drawing apparatus) und dergleichen verwendet. Der Elektronenstrahl ist aus geladenen Partikeln zusammengesetzt, und wird somit durch elektrische und/oder magnetische Felder gesteuert. Jedoch kann eine Erdungs-Umgebung die elektrischen/magnetischen Felder stören, um den Elektronenstrahl zu beeinflussen. Dies gestaltet schwierig, den Elektronenstrahl zu steuern. Das heißt, dass die Genauigkeit einer Steuerung des Elektronenstrahls verschlechtert werden kann. Um dies zu vermeiden, sind eine Vakuumkammer und eine Säule aus einer magnetischen Substanz gemacht, welche einen niedrigeren magnetischen Widerstand als die Atmosphäre hat, beispielsweise Eisen, wobei die Vakuumkammer eine Probe aufnimmt und die Säule ein Objektiv und eine Kondensorlinse aufnimmt (Japanisches Patent JP 2,993,504 B2 ). Dieser Aufbau zieht die magnetische Störung in die Kammer und Säule an. Dann passiert der magnetische Fluss aus einer magnetischen Störung die Kammer und Säule, und wird somit daran gehindert, den Elektronenstrahl zu beeinflussen.
Wie oben beschrieben, sind die Kammer und die Säule aus der magnetischen Substanz gemacht. Somit fließt, wenn die magnetische Störung die Kammer erreicht, ein magnetischer Fluss, welcher aus der magnetischen Störung herrührt, durch die magnetische Substanz, welche die Kammer bildet, und dann zur Säule. Die Säule ist elektrisch und/oder magnetisch mit dem Objektiv und der Kondensorlinse verbunden. Somit passiert der magnetische Fluss von der Säule durch magnetische Pole des Objektivs und der Kondensorlinse. Der magnetische Fluss sickert dann aus Spalten in den Linsen. Der magnetische Fluss kann die Steuerung des Elektronenstrahls EB verschlechtern.
Die Kammer verbindet ein Messinstrument für den Grad an Vakuum, eine Plattform-Steuerung, ein Röhren- und Solenoid Ventil, welches den Druck in der Kammer gleich dem Atmosphärendruck einstellt, mit einer Pumpe zum Pumpen von Vakuum Ferner ist ein Solenoid-Ventil zur Ventilsteuerung an einer Vakuumröhre angebracht. Diese elektrischen Einrichtungen erzeugen elektrisches Rauschen. Das elektrische Rauschen kann die Referenzpotentiale von Energieversorgungen variieren, welche die Kammer, die Säule und den Strahl steuern. Dies verschlechtert die Fähigkeit, den Elektronenstrahl zu steuern.
Die US 6,653,629 B2 beschreibt ein Probenuntersuchungsinstrument mit einer Probenkammer, an der ein an der Probe angelegter Strom mittels Detektor erfasst wird. Hierbei leitet eine erste Leitung das Detektorausgabesignal an den außen gelegenen Verstärker durch die Wandung der Probenkammer hindurch. Eine zweite Leitung verbindet einen leitfähigen Teiler mit einem leitfähigen Element und mit einem Referenzeingangsanschluss des Verstärkers, der ein Bezugspotential für die Ausgabe aus dem Verstärker bestimmt. Probenkammer, Probenaufnahmeplattform, sowie deren Bezugspotentiale sind für Messungen an der Probe mit separaten Erdungspunkten verbunden. US 2002/0038852 A1 lehrt ein magnetisches Abschirmverfahren für eine Partikelstrahlenmikrolithographieeinrichtung. In einer Probenkammer der Einrichtung angeordnete Spulen gestatten es, einen Stromschluss, der durch Erzeugen von Magnetfeldern äußere Magnetfelder, welche ansonsten durch Öffnungen zur optischen Achse vordringen könnten, abzuschirmen. Getrennte Stromversorgungen werden für jede der beispielsweise drei Spulen verwendet.
JP 02065044 A schließlich sieht ein stabförmiges leitfähiges Element außerhalb eines Strahlrohrs in Längsrichtung vor, das geerdet ist. Durch diese Erdung des Strahlrohrs soll das Rauschen beschränkt werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ansatz bereitzustellen, mit dem das von externen Einrichtungen erzeugte Rauschen von der Vakuumkammer einer Elektronenstrahleinrichtung ferngehalten wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung eine Elektronenstrahl-Einrichtung bereitgestellt, welche aufweist: eine Proben-Kammer, welche durch einen ersten Erdungspunkt geerdet ist und eine magnetische Substanz aufweist; eine Säule, welche mit der Proben Kammer verbunden ist und eine magnetische Substanz aufweist; eine Auslass-Sektion, welche einen Druck in der Proben-Kammer und einen Druck in der Säule steuert, und durch einen zweiten Erdungspunkt geerdet ist; eine Plattform, welche in der Proben-Kammer bereitgestellt ist, wobei eine Probe oberhalb der Plattform platziert wird; eine Plattform-Steuerung, welche die Plattform antreibt und durch einen dritten Erdungspunkt geerdet ist; eine Elektronenstrahl-Quelle, welche in der Säule bereitgestellt ist und einen Elektronenstrahl an die Probe emittiert; eine Elektronenstrahl-Quelle-Energieversorgung, welche der Elektronenstrahl-Quelle Energie zuführt, und durch einen vierten Erdungspunkt geerdet ist; und ein Elektronen-Optiksystem, welches in der Säule bereitgestellt ist und den Elektronenstrahl steuert; eine Energieversorgung, welche dem Elektronen-Optiksystem eine Spannung zuführt und durch einen fünften Erdungspunkt geerdet ist, wobei die Elektronenstrahl-Quelle und das Elektronen-Optiksystem von der Proben-Kammer, der Säule, der Auslass-Sektion und der Plattform elektrisch isoliert sind, und wobei ein Erdungspunkt, welcher aus einer Gruppe ausgewählt ist, welche den ersten Erdungspunkt, den zweiten Erdungspunkt und den dritten Erdungspunkt enthält, sich entweder vom vierten Erdungspunkt oder fünften Erdungspunkt unterscheidet.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung bereitgestellt, wobei das Verfahren ein Zeichnen eines Musters auf einem Film, welcher sich oberhalb eines Halbleitersubstrats befindet, unter Verwendung einer Elektronenstrahl-Einrichtung beinhaltet, welche aufweist: eine Proben-Kammer, welche durch einen ersten Erdungspunkt geerdet ist und eine magnetische Substanz aufweist; eine Säule, welche mit der Proben-Kammer verbunden ist und eine magnetische Substanz aufweist; eine Auslass-Sektion, welche einen Druck in der Proben-Kammer und einen Druck in der Säule steuert, und durch einen zweiten Erdungspunkt geerdet ist; eine Plattform, welche in der Proben-Kammer bereitgestellt ist, wobei eine Probe oberhalb der Plattform platziert wird; eine Plattform-Steuerung, welche die Plattform antreibt und durch einen dritten Erdungspunkt geerdet ist; eine Elektronenstrahl-Quelle, welche in der Säule bereitgestellt ist und einen Elektronenstrahl an die Probe emittiert; eine Elektronenstrahl-Quelle-Energieversorgung, welche der Elektronenstrahl-Quelle Energie zuführt, und durch einen vierten Erdungspunkt geerdet ist; und ein Elektronen-Optiksystem, welches in der Säule bereitgestellt ist und den Elektronenstrahl steuert; eine Energieversorgung, welche dem Elektronen-Optiksystem eine Spannung zuführt und durch einen fünften Erdungspunkt geerdet ist, wobei die Elektronenstrahl-Quelle und das Elektronen-Optiksystem von der Proben-Kammer, der Säule, der Auslass-Sektion und der Plattform elektrisch isoliert sind, und wobei ein Erdungspunkt, welcher aus einer Gruppe ausgewählt ist, welche den ersten Erdungspunkt, den zweiten Erdungspunkt und den dritten Erdungspunkt enthält, sich entweder vom vierten Erdungspunkt oder fünften Erdungspunkt unterscheidet.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung bereitgestellt, wobei das Verfahren die Merkmale des Anspruchs 16 aufweist.
1 ist eine Figur, welche schematisch den Aufbau einer Elektronenstrahl-Zeichnungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 ist eine Figur, welche den Fluss von magnetischen Flüssen zeigt, welche erzeugt werden, wenn eine magnetische Störung die in 1 gezeigte Elektronenstrahl-Zeichnungseinrichtung erreicht;
3 ist eine Figur, welche den Fluss von magnetischen Flüssen zeigt, welche erzeugt werden, wenn eine nicht-magnetische Öffnung in einem magnetischen Pfad in der in 1 gezeigten Elektronenstrahl-Zeichnungseinrichtung ausgebildet ist;
4 ist eine Figur, welche, den Fluss von magnetischen Flüssen zeigt, welche erzeugt werden, wenn eine schlotähnliche magnetische Substanz an der nicht-magnetischen Öffnung gemäß der ersten Ausführungsform bereitgestellt ist;
5 ist eine Figur, welche schematisch den Aufbau einer Elektronenstrahl-Zeichnungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
6 ist eine Figur, welche magnetische Flüsse zeigt, welche erzeugt werden, wenn eine magnetische Störung an die in 5 gezeigte Elektronenstrahl-Zeichnungseinrichtung angelegt wird;
7 ist eine Figur, welche schematisch den Aufbau einer Elektronenstrahl-Zeichnungseinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt; und
8 ist eine Figur, eines Ablaufs zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung unter Verwendung der Elektronenstrahl-Zeichnungseinrichtungen gemäß einer der ersten bis dritten Ausführungsform.
Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt schematisch den Aufbau einer Elektronenstrahl-Zeichnungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
Eine Säule 20 ist mit einer Vakuumkammer (Proben-Kammer) 10 verbunden. Innenräume in der Vakuumkammer 10 und Säule 20 sind miteinander verbunden. Die Vakuumkammer 10 und die Säule 20 sind aus einer magnetischen Substanz (beispielsweise Eisen) gemacht. Die Vakuumkammer 10 und die Säule 20 sind elektrisch miteinander verbunden. Die Vakuumkammer 10 ist durch eine D-Typ-Erdung ED über eine Erdungsleitung geerdet.
Eine Plattform 11 ist in der Vakuumkammer 10 platziert Eine Plattform-Steuerung 15 bewegt die Plattform 11 an eine gewünschte Position.
Eine Proben-Halterung 13 ist über einen Halterungs-Träger 12, welcher ein Isoliermaterial, wie beispielsweise Keramik, enthält, auf der Plattform installiert. Eine Probe 14 ist auf der Proben-Halterung 13 installiert. Somit ist die Probe 14 von der Plattform 11 isoliert. Die Probe 14 ist ebenfalls von der Vakuumkammer 10 und Säule 20 isoliert. Die Proben Halterung 13 ist mit einer A-Typ-Erdung EA über eine Erdungsleitung verbunden. Der Erdungsanschluss der Plattform-Steuerung 15 ist durch die D-Typ-Erdung ED geerdet.
Das folgende ist in der Säule 20 angeordnet: eine Elektronenkanone (Elektronenstrahl-Quelle) 21, eine Kondensorlinse (Elektronen-Optiksystem) 22, ein elektrostatischer Ablenker (Elektronen-Optiksystem) 23, und ein Objektiv (Elektronen-Optiksystem) 24. Die Kondensorlinse 22 ist an der Säule 20 durch einen Kondensorlinsen-Träger 25, welcher ein Isoliermaterial, wie beispielsweise Keramik, enthält, fixiert. Der Kondensorlinsen-Träger 25 isoliert die Kondensorlinse 22 magnetisch und elektrisch von der Säule 20. Der elektrostatische Ablenker 23 ist an der Säule 20 durch einen Ablenker-Träger 26, welcher ein Isoliermaterial, wie beispielsweise Keramik, enthält, fixiert. Der Ablenkerträger 26 isoliert den elektrostatischen Ablenker 23 magnetisch und elektrisch von der Säule 20. Das Objektiv 24 ist an der Säule 20 durch einen Objektiv-Träger 27, welcher ein Isoliermaterial, wie beispielsweise Keramik, enthält fixiert. Der Objektiv-Träger 27 isoliert das Objektiv 24 magnetisch und elektrisch von der Säule 20. Demgemäß sind die Kondensorlinse 22, der elektrostatische Ablenker 23 und das Objektiv 24 ebenfalls von der Vakuumkammer 10 und von der Plattform 11 isoliert.
Die Kondensorlinse 22, der elektrostatische Ablenker 23 und das Objektiv 24 sind durch die A-Typ-Erdung EA über eine Erdungsleitung geerdet Die A-Typ-Erdung EA bietet einen Erdungswiderstand von maximal 10 Ω. Die D-Typ-Erdung ED bietet einen Erdungswiderstand von maximal 100 Ω an.
Die Elektronenkanone 21 ist in der Säule 20 bereitgestellt und emittiert einen Elektronenstrahl EB. Die Elektronenkanone 21 ist von der Säule 20, Vakuumkammer 10 und Plattform 11 isoliert. Die Kondensorlinse 22 stellt Elektronenstrahl Abstrahlungsbedingungen ein. Der elektrostatische Ablenker 23 lenkt den Elektronenstrahl EB ab, um die durch den Elektronenstrahl EB abgestrahlte Position zu steuern Darüber hinaus fokussiert das Objektiv 24 den Elektronenstrahl EB auf der Oberfläche der Probe 14.
Eine Elektronenkanonen-Energiequelle 31 stellt eine Beschleunigungsspannung und einen Heizstrom ein, um es der Elektronenkanone 21 zu ermöglichen, einen Elektronenstrahl zu emittieren. Das Referenzpotential der Elektronenkanonen-Energieversorgung 31 ist durch die A-Typ-Erdung EA geerdet.
Die Kondensorlinse 22 enthält einen magnetischen Pol 22a und eine Spule 22b. Genauso enthält das Objektiv 24 einen magnetischen Pol 24a und eine Spule 24b. Die Intensitäten der Kondensorlinse 22 und des Objektivs 24 werden gemäß eines den Spulen 22b und 24b zugeführten Stromes durch eine Linsen-Energieversorgung (Steuer-Energieversorgung) 32 gesteuert. Das Referenzpotential der Linsen-Energieversorgung 33 ist durch die A-Typ Erdung EA geerdet.
Der elektrostatische Ablenker 23 enthält Metall. Die Position, auf welche der Elektronenstrahl EB abgelenkt wird, wird durch eine Spannung gesteuert, welche dem elektrostatischen Ablenker 23 durch die Ablenk-Energieversorgung (Steuer-Energieversorgung) 32 angelegt wird. Das Referenzpotential der Ablenk-Energieversorgung 32 ist durch die A-Typ–Erdung EA geerdet.
Die Vakuumkammer 10 und die Säule 20 enthalten eine magnetische Substanz, und bilden eine Grenze zwischen dem Vakuum und der Atmosphäre. Eine Turbo-Molekularpumpe (Auslass-Sektion) 41 ist mit der Vakuumkammer 10 verbunden Eine Wälzkolbenpumpe (MBP, Auslass-Sektion) 42 ist an einer Auslassseite der Turbo-Molekularpumpe 41 verbunden. Die Turbo-Molekularpumpe 41 und die Wälzkolbenpumpe (MBP, Auslass-Sektion) 42 weisen die Vakuumkammer 10 dazu an, ein Vakuum zu pumpen.
Ein Vakuum-Druckanzeiger (Auslass-Sektion) 43 ist mit der Vakuumkammer 10 verbunden und misst den Druck (Vakuum-Druck) in der Vakuumkammer 10. Die Vakuumkammer 10 ist mit einem Solenoid-Ventil (Auslass-Sektion) 44 und einer Röhre 45 verbunden, welche notwendig sind, um den Druck in der Vakuumkammer 10 gleich einem atmosphärischen Druck einzustellen.
Ein Messsignal vom Vakuum-Druckanzeiger 43 wird einer Vakuum-Steuerung 46 eingegeben. Die Vakuum-Steuerung (Auslass-Sektion) 46 steuert die Turbo-Molekularpumpe 41, die Wälzkolbenpumpe 42 und das Solenoid-Ventil 44. Das Referenzpotential der Vakuum-Steuerung 46 ist durch die D-Typ-Erdung ED über eine Erdungsleitung geerdet.
Die Turbo-Molekularpumpe 41, die Wälzkolbenpumpe 42, der Vakuum-Druckanzeiger 43, das Solenoid-Ventil 44 und die Vakuum-Steuerung 46 sind elektrisch von der Elektronenkanone 21, der Kondensorlinse 22, dem elektrostatischen Ablenker 23, dem Objektiv 24 und der Probe 14 isoliert. Wie oben beschrieben, sind die Sektionen voneinander isoliert, so dass die Gruppe, welche die Elektronenkanone 21, die Kondensorlinse 22, den elektrostatischen Ablenker 23, das Objektiv 24 und die Probe 14 enthält, elektrisch von der Gruppe isoliert ist, welche die Vakuumkammer 10, die Säule 20, die TurboMolekularpumpe 41, die Wälzkolbenpumpe 42, den Vakuum-Druckanzeiger 43, das Solenoid-Ventil 44, die Vakuum-Steuerung 46 und die Plattform 11 enthält.
Ein Anlegen einer magnetischen Störung M_EX wird mit Bezug auf 2 beschrieben. Wie oben beschrieben, sind die Kammer 10 und die Säule aus einer magnetischen Substanz gemacht. Somit fließt, wenn die magnetische Störung M_EX an die Kammer 10 angelegt wird, ein magnetischer Fluss M1 durch die Kammer 10 und die Säule 20, welche einen geringeren magnetischen Widerstand als der umgebende Raum anbieten. Die Säule 20 ist magnetisch von dem Objektiv 23 und der Kondensorlinse 22 isoliert. Daraus folgend fließt der magnetische Fluss M1 nur durch die Säule 20, als dass er von der Säule 20 aus an die magnetischen Pole 22a und 24a fließt. Somit verschlechtert der magnetische Fluss M1, welcher durch die magnetischen Pole 22a und 24a fließt, nicht die Fähigkeit zur Steuerung des Elektronenstrahls EB.
Die Vakuumkammer 10 ist mit der Turbo-Molekularpumpe 41, der Wälzkolbenpumpe 42, dem Vakuum-Druckanzeiger 43, der Plattform-Steuerung 15 und dem Solenoid-Ventil 44 verbunden. Es wird ein elektrisches Rauschen durch die Turbo-Molekularpumpe 41, die Wälzkolbenpumpe 42, den Vakuum Druckanzeiger 43, das Solenoid-Ventil 44 und die Plattform-Steuerung 15 (welche zusammengefasst als Einrichtungen einer ersten Gruppe bezeichnet werden) erzeugt. Das elektronische Rauschen wird durch die Kammer 10 und in die D-Typ–Erdung ED übertragen.
Das Referenzpotential der Elektronenkanonen-Energieversorgung 31, Ablenk-Energieversorgung 32 und Linsen-Energieversorgung 33 (welche zusammengefasst als Einrichtungen einer zweiten Gruppe bezeichnet werden), welches den Elektronenstrahl EB steuert, ist durch die A-Typ-Erdung EA geerdet, welche sich von der Erdung unterscheidet, an welche die Einrichtungen der ersten Gruppe verbunden sind, welche Rauschen erzeugen.
Daraus folgend wird das Referenzpotential der Einrichtungen der zweiten Gruppe nicht durch Rauschen von den Einrichtungen der ersten Gruppe beeinflusst.
Das Potential der D-Typ-Erdung ED wird durch Rauschen variiert, welches beispielsweise durch die Wälzkolbenpumpe 42 erzeugt wird. Jedoch beeinflusst dieses Potential nicht direkt den Elektronenstrahl EB.
Ferner ist das Referenzpotential der Einrichtungen der zweiten Gruppe, welche den Elektronenstrahl EB steuern, durch die A-Typ-Erdung EA geerdet. Die Einrichtungen der ersten Gruppe, wie beispielsweise die Wälzkolbenpumpe 42, sind durch die D-Typ-Erdung ED geerdet. Somit, sogar wenn das Potential der D-Typ-Erdung ED durch Rauschen variiert wird, welches durch irgendeine der Einrichtungen der ersten Gruppe, wie beispielsweise die Wälzkolbenpumpe 42, erzeugt wird, beeinflusst die Variation nicht die Einrichtungen der zweiten Gruppe.
Der vorliegende Aufbau stellt eine Vakuumkammer bereit, welche es ermöglicht, eine elektrische und/oder magnetische Störung zu blockieren, und den Eintritt von Rauschen von den Einrichtungen (Einrichtungen der ersten Gruppe), welche mit der Vakuumkammer verbunden sind, zu verhindern. Daraus folgend kann die Fähigkeit zur Steuerung des Elektronenstrahls EB verbessert werden.
Ferner, wie in 3 gezeigt, kann eine magnetische Öffnung in der Mitte eines magnetischen Pfades, welcher die Säule 20 bildet, ausgebildet sein, wobei die magnetische Öffnung eine nicht-magnetische Substanz ist, beispielsweise eine Durchführung 51, welche dazu verwendet wird, eine Spannung an einen elektrischen Pol anzulegen. In diesem Fall leckt der magnetische Fluss M1, welcher nahe der Durchführung 51 durch eine magnetische Störung MD erzeugt wird, über die optische Achse des Elektronenstrahls EB, welches die Positionsgenauigkeit des Elektronenstrahls verschlechtert.
Um die Verschlechterung der Positionsgenauigkeit des Elektronenstrahls EB zu unterdrücken, kann ein schlotartiger Abschirmabschnitt (vorspringender Abschnitt) 52 entgegengesetzt der optischen Achse bereitgestellt werden, wie in 4 gezeigt. Dieser Abschirmabschnitt 52 enthält eine magnetische Substanz. Ein solcher Aufbau erlaubt einen magnetische Fluss M2, welcher sich nahe der Durchführung 51 befindet, nachdem er durch die Säule 20 floss, durch den Abschirmabschnitt 52 zu passieren. Der magnetische Fluss M2 leckt dann in eine Richtung, welche der optischen Achse entgegengesetzt ist. Demgemäß wird die optische Achse nicht beeinflusst. Wenn die Öffnung rechteckig ist, kann die Höhe des Abschirmabschnittes 52 zumindest zweimal so lang sein wie die Länge einer kurzen Seite der Öffnung. Wenn die Öffnung elliptisch ist, kann die Höhe des Abschirmabschnittes 52 zumindest zweimal so groß sein, wie die kleine Achse der Öffnung.
5 ist ein Diagramm, welches schematisch den Aufbau einer Elektronenstrahl-Zeichnungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt. In 5 haben dieselben Bauteile wie jene in 1 dieselben Bezugsziffern und werden im folgenden nicht beschrieben.
Die Kammer 10 und die Säule 20 sind über einen Ferrit (Verbindung) 61 miteinander verbunden. In der ersten Ausführungsform ist die Säule 20, welche eine magnetische Substanz enthält, elektrisch mit der Kammer 10 gekoppelt. Demgemäß fließt ein Rausch-Strom von der Kammer 10 wahrscheinlich in die Säule 20. Ein Hochfrequenz-Rauschen verbreitet sich durch ein Vakuum und erreicht die Kondensorlinse 22, den elektrostatischen Ablenker 23, das Objektiv 24, und dergleichen. Genauer gesagt, wird das Hochfrequenz-Rauschen auf Spannungs-Anlegeleitungen von der Ablenk-Energieversorgung 32 und der Linsen- Energieversorgung 43 überlagert. Daraus folgend wird die Steuerung des Elektronenstrahls EB beeinflusst. Um dies zu verhindern, ist der Ferrit 61 an der Verbindung zwischen der Kammer 10 und der Säule 20 platziert.
Die Säule 20 ist durch die A-Typ-Erdung EA geerdet Die Kammer 10 ist durch die D-Typ-Erdung ED, wie im Falle der ersten Ausführungsform, geerdet.
Der Ferrit 61 hat eine hohe magnetische Permeabilität und einen hohen Durchgangswiderstand Ein elektrisches Rauschen, welches durch die Kammer 10 fließt, passiert nicht den Ferrit 61, welcher den hohen Durchgangswiderstand hat. Daraus folgend fließt beinahe kein elektrisches Rauschen durch die Säule 20. Eine Substanz mit hohem magnetischen Widerstand, welche sich vom Ferrit unterscheidet, kann zwischen der Kammer 10 und der Säule 20 eingelegt werden.
Ferner, da der Ferrit 61 die hohe magnetische Permeabilität hat, fließt der magnetische Fluss M1 durch den Ferrit 61 und in die Säule 20, welche eine hohe magnetische Substanz enthält, wie in 6 gezeigt. Dann, wie im Falle der ersten Ausführungsform, fließt der magnetische Fluss M1 nicht von der Säule 20 an den magnetischen Pol 22a oder 24a. Somit wird, sogar bei Anlegen einer magnetischen Störung, wie im Falle der ersten Ausführungsform verhindert, dass die Fähigkeit zur Steuerung des Elektronenstrahls EB verschlechtert wird.
Dieser Aufbau erzeugt nicht nur die Wirkungen der ersten Ausführungsform, sondern ermöglicht ebenfalls eine Reduktion eines elektrischen Rauschens, welches durch die Säule 20 fließt. Es ist somit möglich, ein elektrisches Rauschen zu reduzieren, welches von der Säule 20 an die Kondensorlinse 22, den elektrostatischen Ablenker 23, das Objektiv 24 und dergleichen fließt. Dies ermöglicht es, die Fähigkeit zur Steuerung des Elektronenstrahls zu verbessern.
Wenn es eine Öffnung im magnetischen Pfad, durch welchen der magnetische Fluss verläuft, gibt, kann ein schlotartiger Abschirmabschnitt bereitgestellt werden, welcher eine magnetische Substanz enthält.
7 ist ein Diagramm, welches schematisch den Aufbau einer Elektronenstrahl-Zeichnungseinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
Ein Innenzylinder 71, welcher einen Leiter enthält, ist in der Säule 20 bereitgestellt. Der Innenzylinder ist unter Verwendung eines Isolierträgers 72 an der Säule 20 fixiert. Demgemäß ist der Innenzylinder 71 elektrisch von der Säule 20 und Kammer 10 isoliert. Die Kondensorlinse 22 und das Objektiv 24 sind am Innenzylinder 71 fixiert. Der elektrostatische Ablenker 23 ist am Innenzylinder 71 unter Verwendung des Ablenk-Trägers 26 fixiert. Die Elektronenkanone 21 ist am Innenzylinder 71 fixiert.
Der Innenzylinder ist durch die unabhängige A-Typ-Erdung EA geerdet. Die Kammer 10 ist durch die D-Typ Erdung ED geerdet. Die Kammer 10 steuert ebenfalls den Elektronenstrahl EB. Die Elektronenkanonen-Energiequelle 31, Ablenk-Energieversorgung 32 und Linsen-Energieversorgung 33 sind durch die A-Typ-Erdung EA geerdet, um das Referenzpotential zu erlangen.
Die Plattform-Steuerung 15 und die Vakuum-Steuerung 46 sind durch die D-Typ-Erdung ED geerdet, um das Referenzpotential zu erlangen. Die wie oben beschrieben aufgebaute Kammer 10 wird im folgenden beschrieben.
Bei der in 1 gezeigten Elektronenstrahl-Einrichtung hängt die Einbaugenauigkeit der Kondensorlinse 22, des elektrostatischen Ablenkers 23 und des Objektivs 24 größtenteils von der Bearbeitungsgenauigkeit der Säule 20 ab. Jedoch hängt die Einbaugenauigkeit der Kondensorlinse 22, des elektrostatischen Ablenkers 23 und des Objektivs 24, welche gemäß der vorliegenden Ausführungsform aufgebaut sind, nicht von der Bearbeitungsgenauigkeit der Säule 20, sondern von der Bearbeitungsgenauigkeit des Innenzylinders 71 ab. Der Innenzylinder 71 ist kleiner als die Säule 20 und kann somit einfacher als die Säule 20 bearbeitet werden. Demgemäß kann die Bearbeitungsgenauigkeit des Innenzylinders 71 verbessert werden. Insbesondere sind die Kondensorlinse 22 und das Objektiv 24, welche so aufgebaut sind, dass sie von einem elektrostatischen Typ sind, leichter und kleiner. Dies ermöglicht es ebenfalls, die Größe des Innenzylinders 71 zu reduzieren. Somit kann ein genauerer Einbau erreicht werden.
Der vorliegende Aufbau erzeugt nicht nur die Wirkungen der ersten Ausführungsform, sondern verhindert ebenfalls, dass elektrisches Rauschen von den Einrichtungen (Einrichtungen der ersten Gruppe), welche mit der Vakuumkammer 10 verbunden sind, aus, die Kondensorlinse 22, den elektrostatischen Ablenker 23, das Objektiv 24 und dergleichen, über die Säule 20 erreicht. Es ist ebenfalls möglich, die Einbaugenauigkeit der Kondensorlinse 22, des elektrostatischen Ablenkers 23 und des Objektivs 24, und somit die Fähigkeit zur Steuerung des Elektronenstrahls EB zu verbessern.
Wenn eine Öffnung im magnetischen Pfad, durch welchen ein magnetischer Fluss verläuft, ausgebildet ist, können Anordnungen verwendet werden, welche ähnlich zu jenen in der ersten Ausführungsform sind. Ferner kann, wie bei der zweiten Ausführungsform, eine Substanz mit hohem magnetischem Widerstand zwischen der Kammer 10 und der Säule 20 bereitgestellt werden.
Eine Halbleitervorrichtung wird durch Bestrahlen eines Verarbeitungsziel-Substrats als die Probe 14 durch einen Elektronenstrahl unter Verwendung der Elektronenstrahl-Zeichnungseinrichtung gemäß einer der ersten bis dritten Ausführungsform hergestellt. Das heißt, dass, wie in 8 gezeigt, ein Halbleiter-Herstellungsablauf eine Ausführung verschiedener bekannter Halbleiter-Herstellungsschritte bei vorbestimmten Stufen mit einer vorbestimmten Häufigkeit enthält, wobei die Schritte eine Schicht-Ausbildung (Schritt S1), eine Film-Verarbeitung (Schritt S2), eine Störstellen-Einführung (Schritt S3) und eine thermische Behandlung (Schritt S4) enthalten. Daraus folgend wird eine Halbleitervorrichtung ausgebildet (Schritt S10).
Bei der Film-Verarbeitung wird die Elektronenstrahl-Zeichnungseinrichtung gemäß einer der Ausführungsformen verwendet. Das heißt, dass bei der Film-Ausbildung zunächst ein zu verarbeitender isolierender Film oder leitfähiger Film (Ziel-Film) auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet wird. Ein Fotolack-Film wird dann auf dem Ziel-Film ausgebildet. Dann wird die Elektronenstrahl-Zeichnungseinrichtung dazu verwendet, um den Fotolack-Film mit einem Elektronenstrahl zu bestrahlen, um ein Muster entsprechend einer gewünschten Form des Ziel-Films zu zeichnen (Schritt S21). Dann wird der Fotolack-Film entwickelt (Schritt S22), um ein Muster mit gewünschten Öffnungen auf dem Fotolack-Film auszubilden. Dann wird der Ziel-Film durch anisotropes Ätzen, wie beispielsweise ein reaktives Ionen-Ätzen (Reactive Ion Etching (RIE)) unter Verwendung des Fotolack-Films als eine Maske geätzt (Schritt S23). Daraus folgend wird der Ziel-Film auf ein gewünschtes Muster verarbeitet.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt. Die obigen Aufbauten sind ebenfalls bei einem Transmissionen-Elektronenmikroskop oder einem Abtast-Elektronenmikroskop anwendbar.
Zusätzlich werden dem Fachmann Vorteile und Modifikationen vollständig einfallen. Daher ist die Erfindung in ihren breiteren Aspekten nicht auf die spezifischen Details und darstellhaften Ausführungsformen, wie hier gezeigt und beschrieben, beschränkt. Demgemäß können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Geist oder Umfang des allgemeinen erfinderischen Konzeptes abzuweichen, wie durch die anliegenden Ansprüche und ihre Äquivalente bestimmt.

Claims

Elektronenstrahl-Einrichtung die aufweist: eine Proben-Kammer (10) welche durch einen ersten Erdungspunkt geerdet ist und eine magnetische Substanz aufweist; eine Säule (20), welche mit der Proben-Kammer (10) verbunden ist und eine magnetische Substanz aufweist eine Auslass-Sektion (41–46), welche einen Druck in der Proben-Kammer (10) und einen Druck in der Säule (20) steuert und durch einen zweiten Erdungspunkt geerdet ist; eine Plattform (11), welche in der Proben-Kammer (10) bereitgestellt ist, wobei eine Probe (14) oberhalb der Plattform (11) platziert ist; eine Plattform-Steuerung (15) welche die Plattform (11) antreibt und durch einen dritten Erdungspunkt geerdet ist; eine Elektronenstrahl-Quelle (21), welche in der Säule (20) bereitgestellt ist und einen Elektronenstrahl (EB) an die Probe (14) emittiert; eine Elektronenstrahl-Quelle-Energieversorgung (31), welche der Elektronenstrahl-Quelle (21) eine Energie zuführt, und durch einen vierten Erdungspunkt geerdete ist; und ein Elektronen-Optiksystem (22–24), welches in der Säule (20) bereitgestellt ist und den Elektronenstrahl (EB) steuert; eine Energieversorgung (32, 33), welche dem Elektronen-Optiksystem (22–24) eine Spannung zuführt und durch einen fünften Erdungspunkt geerdet ist, wobei die Elektronenstrahl-Quelle (21) und das Elektronen-Optiksystem (22–24) von der Proben-Kammer (10), der Säule (20), der Auslass-Sektion (41–46) und der Plattform (11) elektrisch isoliert sind, und wobei ein Erdungspunkt, welcher aus einer Gruppe ausgewählt ist, welche den ersten Erdungspunkt, den zweiten Erdungspunkt und den dritten Erdungspunkt enthält, sich entweder vom vierten Erdungspunkt oder fünften Erdungspunkt unterscheidet.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Erdungspunkt, der zwei Erdungspunkt und der dritte Erdungspunkt nahezu denselben Erdungs-Widerstandswert haben, und der vierte Erdungspunkt und der fünfte Erdungspunkt nahezu denselben Erdungs-Widerstandswert haben.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Erdungs-Widerstandswerte vom ersten Erdungspunkt, zweiten Erdungspunkt und dritten Erdungspunkt nahezu gleich einem ersten Wert sind, und Erdungs-Widerstandswerte vom vierten Erdungspunkt und fünften Erdungspunkt nahezu gleich einem zweiten Wert sind, welcher kleiner als der erste Wert ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Träger (25–27) enthält, welcher am Elektronen-Optiksystem (22–24) und an der Säule (20) angrenzt, und zwar zwischen dem Elektronen- Optiksystem (22–24) und der Säule (20), und das Elektronen-Optiksystem (22–24) elektrisch und magnetisch von der Säule (20) isoliert.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Halterung (13) enthält, welche oberhalb der Plattform (11) bereitgestellt ist, von der Plattform (11) isoliert ist, und durch einen sechsten Erdungspunkt geerdet ist, wobei eine Probe (14) auf der Halterung (13) platziert ist, wobei das Elektronen-Optiksystem (22–24) durch einen siebten Erdungspunkt geerdet ist, und der sechste Erdungspunkt und der siebte Erdungspunkt nahezu denselben Erdungs-Widerstandswert wie jene des vierten Erdungspunktes und des fünften Erdungspunktes haben
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Erdungspunkt, der zweite Erdungspunkt und der dritte Erdungspunkt nahezu denselben Erdungs-Widerstandswert haben, und der vierte Erdungspunkt, der fünfte Erdungspunkt, der sechste Erdungspunkt und der siebte Erdungspunkt nahezu denselben Erdungs-Widerstandswert haben.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Erdungs-Widerstandswerte des ersten Erdungspunktes, des zweiten Erdungspunktes und des dritten Erdungspunktes nahezu gleich einem ersten Wert sind, und Erdungs-Widerstandswerte des vierten Erdungspunktes, des fünften Erdungspunktes, des sechsten Erdungspunktes und des siebten Erdungspunktes nahezu gleich einem zweiten Wert sind, welcher kleiner als der erste Wert ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Säule (20) eine nicht-magnetische Substanz (51) aufweist, und ein Abschnitt (52) welcher sich angrenzend der nicht-magnetischen Substanz (51) befindet, eine magnetische Substanz aufweist und von der Säule (20) hervorspringt.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Verbindungs-Abschnitt (61) aufweist, welcher die Proben-Kammer (10) und die Säule (20) verbindet, und zwar zwischen der Proben-Kammer (10) und der Säule (20), und einen Durchgangswiderstand hat, welcher höher ist als jener eines Materials, welches die Proben-Kammer (10) und die Säule (20) bildet, wobei die Säule (20) durch einen sechsten Erdungspunkt geerdet ist.
Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Erdungspunkt, der zweit Erdungspunkt und der dritte Erdungspunkt nahezu denselben Erdungs-Widerstandswert haben, und der vierte Erdungspunkt, der fünfte Erdungspunkt und der sechste Erdungspunkt nahezu denselben Erdungs-Widerstandswert haben.
Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Erdungs-Widerstandswerte des ersten Erdungspunktes, des zweiten Erdungspunktes und des dritten Erdungspunktes nahezu gleich einem ersten Wert sind, und Erdungs-Widerstandswerte des vierten Erdungspunktes, des fünften Erdungspunktes und des sechsten Erdungspunktes nahezu gleich einem zweiten Wert sind, welcher kleiner als der erste Wert ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen in der Säule (20) bereitgestellten Zylinder (71) enthält, welcher elektrisch von der Säule (20) isoliert ist, einen Leiter enthält, und durch einen sechsten Erdungspunkt geerdet ist, wobei die Elektronenstrahl-Quelle (21) und das Elektronen-Optiksystem (22–24) am Zylinder (71) befestigt sind.
Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Erdungspunkt, der zweite Erdungspunkt und der dritte Erdungspunkt nahezu denselben Erdungs-Widerstandswert haben, und der vierte Erdungspunkt, der fünfte Erdungspunkt und der sechste Erdungspunkt nahezu denselben Erdungs- Widerstandswert haben.
Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Erdungs-Widerstandswerte des ersten Erdungspunktes, des zweiten Erdungspunktes und des dritten Erdungspunktes nahezu gleich einem ersten Wert sind, und Erdungs-Widerstandswerte des vierten Erdungspunktes, des fünften Erdungspunktes und de sechsten Erdungspunktes nahezu gleich einem zweiten Wert sind, welcher kleiner als der erste Wert ist.
Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, wobei das Verfahren ein Zeichnen eines Musters auf einem Film, welcher sich oberhalb eines Halbleitersubstrats befindet, unter Verwendung einer Elektronenstrahl-Einrichtung enthält, welche aufweist: eine Proben-Kammer (10), welche durch einen ersten Erdungspunkt geerdet ist und eine magnetische Substanz aufweist; eine Säule (20), welche mit der Proben-Kammer (10) verbunden ist und eine magnetische Substanz aufweist; eine Auslass-Sektion (41–46), welche einen Druck in der Proben-Kammer (10) und einen Druck in der Säule (20) steuert, und durch einen zweiten Erdungspunkt geerdet ist; eine Plattform (11), welche in der Proben-Kammer (10) bereitgestellt ist, wobei eine Probe (14) oberhalb der Plattform (11) platziert ist; eine Plattform-Steuerung (15), welche die Plattform (11) antreibt und durch einen dritten Erdungspunkt geerdet ist; eine Elektronenstrahl-Quelle (21), welche in der Säule (20) bereitgestellt ist und einen Elektronenstrahl (EB) an die Probe (14) emittiert; eine Elektronenstrahl-Quelle-Energieversorgung (31), welche der Elektronenstrahl-Quelle (21) eine Energie zuführt, und durch einen vierten Erdungspunkt geerdet ist; und ein Elektronen-Optiksystem (22–24), welches in der Säule (20) bereitgestellt ist und den Elektronenstrahl (EB) steuert; eine Energieversorgung (32, 33), welche dem Elektronen-Optiksystem (22–24) eine Spannung zuführt und durch einen fünften Erdungspunkt geerdet ist, wobei die Elektronenstrahl-Quelle (21) und das Elektronen-Optiksystem (22–24) von der Proben-Kammer (10), der Säule (20), der Auslass-Sektion (41–46) und der Plattform (11) elektrisch isoliert sind, und ein Erdungspunkt, welcher aus einer Gruppe ausgewählt ist, welche den ersten Erdungspunkt, den zweiten Erdungspunkt und den dritten Erdungspunkt beinhaltet, sich entweder vom vierten Erdungspunkt oder fünften Erdungspunkt unterscheidet.
Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, wobei das Verfahren ein Zeichnen eines Musters auf einem Film, welcher sich oberhalb eines Halbleitersubstrats befindet, unter Verwendung einer Elektronenstrahl-Einrichtung beinhaltet, welche umfasst: eine Proben-Kammer (10), die über einen ersten Erdungspunkt geerdet ist und eine magnetische Substanz, aufweist; eine Säule (20), welche mit der Proben-Kammer (10) verbunden ist und eine magnetische Substanz umfasst; eine Auslass-Sektion (41–46), welche einen Druck in der Proben-Kammer (10) und der Säule (20) steuert und durch einen zweiten Erdungspunkt geerdet ist; eine Plattform (11), welche in der Proben-Kammer (10) gelagert ist, wobei eine Probe (14) oberhalb der Plattform (11) platziert ist; eine Plattform-Steuerung (15), welche die Plattform (11) antreibt und durch einen dritten Erdungspunkt geerdet ist; einen Zylinder (71), welcher in der Säule (20) bereitgestellt ist, gegen die Säule (20) elektrisch isoliert ist, einen Leiter umfasst und durch einen vierten Erdungspunkt geerdet ist; eine Elektronenstrahl-Quelle (21), welche im Zylinder (71) bereitgestellt ist und einen Elektronenstrahl (EB) an die Probe (14) emittiert; eine Elektronenstrahl-Quelle-Energieversorgung (31), welche der Elektronenstrahl-Quelle (21) eine Energie zuführt und durch einen fünften Erdungspunkt geerdet ist; ein Elektronen-Optiksystem (22–24), welches im Zylinder bereitgestellt ist und den Elektronenstrahl (EB) steuert; und eine Energieversorgung (32, 33), welche dem Elektronen-Optiksystem (22–24) eine Spannung zuführt und die durch einen sechsten Erdungspunkt geerdet ist, wobei die Elektronenstrahl-Quelle (21) und das Elektronen-Optiksystem (22–24) gegenüber der Probenkammer (10), der Säule (20), der Auslass-Sektion (41–46), der Plattform (11) und dem Zylinder (71) elektrisch isoliert sind, und ein aus einer den ersten Erdungspunkt, den zweiten Erdungspunkt und den dritten Erdungspunkt beinhaltenden Gruppe ausgewählter Erdungspunkt sich vom vierten Erdungspunkt, vom fünften Erdungspunkt oder vom sechsten Erdungspunkt unterscheidet.