JP2000048758A - 反射電子検出装置 - Google Patents
反射電子検出装置Info
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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
- H01J37/244—Detectors; Associated components or circuits therefor
-
- 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
- H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
- H01J2237/24475—Scattered electron detectors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 信号変化の大きい検出信号波形を得ることに
より、試料上のパターン位置の検出精度を向上させるこ
とが可能な反射電子検出装置を提供する。 【解決手段】 本発明に係る反射電子検出装置は、表面
に重元素からなるパターン１１を有する軽元素からなる
基板１３に電子ビームを照射し、パターン及び基板表面
から得られる反射電子３を検出する反射電子検出装置で
ある。この装置は、所定のエネルギー感度を備えた第１
の反射電子検出器Ａ，Ａ´と、該所定のエネルギー感度
と異なるエネルギー感度を備えた第２の反射電子検出器
Ｂ，Ｂ´と、該第１の反射電子検出器Ａ，Ａ´によって
検出される信号と該第２の反射電子検出器Ｂ，Ｂ´によ
って検出される信号とを合成する手段と、を具備するも
のである。これにより、信号変化の大きい検出信号波形
を得ることができ、パターン１１の位置の検出精度を向
上させることができる。
より、試料上のパターン位置の検出精度を向上させるこ
とが可能な反射電子検出装置を提供する。 【解決手段】 本発明に係る反射電子検出装置は、表面
に重元素からなるパターン１１を有する軽元素からなる
基板１３に電子ビームを照射し、パターン及び基板表面
から得られる反射電子３を検出する反射電子検出装置で
ある。この装置は、所定のエネルギー感度を備えた第１
の反射電子検出器Ａ，Ａ´と、該所定のエネルギー感度
と異なるエネルギー感度を備えた第２の反射電子検出器
Ｂ，Ｂ´と、該第１の反射電子検出器Ａ，Ａ´によって
検出される信号と該第２の反射電子検出器Ｂ，Ｂ´によ
って検出される信号とを合成する手段と、を具備するも
のである。これにより、信号変化の大きい検出信号波形
を得ることができ、パターン１１の位置の検出精度を向
上させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームを照射
した試料から得られる反射電子を検出する反射電子検出
装置に関するものである。特には、高いＳ／Ｎの検出信
号を得ることにより、試料上のパターン位置の検出精度
を向上させることが可能な反射電子検出装置に関するも
のである。
した試料から得られる反射電子を検出する反射電子検出
装置に関するものである。特には、高いＳ／Ｎの検出信
号を得ることにより、試料上のパターン位置の検出精度
を向上させることが可能な反射電子検出装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】図９（ａ）は、従来の反射電子検出装置
により電子ビームを照射した試料から得られる反射電子
を検出する様子を示す模式図であり、図９（ｂ）は、図
９（ａ）に示す反射電子検出装置によって検出された反
射電子の信号強度とビーム照射位置との関係を示すグラ
フである。
により電子ビームを照射した試料から得られる反射電子
を検出する様子を示す模式図であり、図９（ｂ）は、図
９（ａ）に示す反射電子検出装置によって検出された反
射電子の信号強度とビーム照射位置との関係を示すグラ
フである。
【０００３】反射電子検出装置としては、ｐｎ接合やｐ
ｉｎ接合の半導体を使用した半導体反射電子検出装置を
用いるのが一般的である。この反射電子検出装置は、電
子線露光装置に内蔵され、シリコン基板に電子線露光を
行う際の該基板の位置合わせに用いられる。
ｉｎ接合の半導体を使用した半導体反射電子検出装置を
用いるのが一般的である。この反射電子検出装置は、電
子線露光装置に内蔵され、シリコン基板に電子線露光を
行う際の該基板の位置合わせに用いられる。
【０００４】図９（ａ）に示すように、反射電子検出装
置は半導体反射電子検出器１０１，１０１´を備えてい
る。試料は、シリコン等の軽元素からなる基板（例えば
シリコン基板）１０７の上にタンタル等の重元素からな
るパターン１０５が形成されたものである。試料表面に
電子ビームＥＢを入射し、このＥＢを矢印のようにスキ
ャンする。試料に入射した電子は試料内で多重散乱さ
れ、後方散乱電子（反射電子）１０３を発生させる。こ
の後方散乱電子１０３は反射電子検出器１０１，１０１
´により検出される。
置は半導体反射電子検出器１０１，１０１´を備えてい
る。試料は、シリコン等の軽元素からなる基板（例えば
シリコン基板）１０７の上にタンタル等の重元素からな
るパターン１０５が形成されたものである。試料表面に
電子ビームＥＢを入射し、このＥＢを矢印のようにスキ
ャンする。試料に入射した電子は試料内で多重散乱さ
れ、後方散乱電子（反射電子）１０３を発生させる。こ
の後方散乱電子１０３は反射電子検出器１０１，１０１
´により検出される。
【０００５】すなわち、反射電子検出器１０１，１０１
´の内部において、入射された反射電子１０３がそのエ
ネルギーに応じた増幅率で増幅され、それにより検出信
号が発生する。ここで、反射電子１０３の強度は、試料
上のパターンの物質によって異なる。このため、試料上
を電子ビームでスキャンした際、電子ビームで照射され
る物質が変化すると、そこから発生する反射電子の強度
も変化することとなる。これを利用することにより、試
料上のパターンを検出することができる。例えば、電子
線露光を行う前に、ウエハ上のアライメントマークを反
射電子検出装置によって検出することによりウエハの位
置合わせを行うことができる。
´の内部において、入射された反射電子１０３がそのエ
ネルギーに応じた増幅率で増幅され、それにより検出信
号が発生する。ここで、反射電子１０３の強度は、試料
上のパターンの物質によって異なる。このため、試料上
を電子ビームでスキャンした際、電子ビームで照射され
る物質が変化すると、そこから発生する反射電子の強度
も変化することとなる。これを利用することにより、試
料上のパターンを検出することができる。例えば、電子
線露光を行う前に、ウエハ上のアライメントマークを反
射電子検出装置によって検出することによりウエハの位
置合わせを行うことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
反射電子検出装置において試料上のパターンの位置を検
出する精度を向上させるには、試料からの反射電子強度
の変化を大きくすることが考えられる。反射電子係数は
物質にほぼ固有なものであるため、反射電子強度の変化
を大きくするには、反射電子強度が大きい物質で膜厚の
厚いパターンを試料（ウエハ）上に形成する必要があ
る。
反射電子検出装置において試料上のパターンの位置を検
出する精度を向上させるには、試料からの反射電子強度
の変化を大きくすることが考えられる。反射電子係数は
物質にほぼ固有なものであるため、反射電子強度の変化
を大きくするには、反射電子強度が大きい物質で膜厚の
厚いパターンを試料（ウエハ）上に形成する必要があ
る。
【０００７】しかしながら、近年の半導体プロセスで
は、ウエハ表面を研磨すること等によりウエハ表面を平
坦化することが一般化している。このため、例えば位置
合わせ用のパターンの膜厚を厚くすることが困難になっ
ている。従って、反射電子強度の変化を大きくすること
は難しい。
は、ウエハ表面を研磨すること等によりウエハ表面を平
坦化することが一般化している。このため、例えば位置
合わせ用のパターンの膜厚を厚くすることが困難になっ
ている。従って、反射電子強度の変化を大きくすること
は難しい。
【０００８】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、信号変化の大きい検出信
号波形を得ることにより、試料上のパターン位置の検出
精度を向上させることが可能な反射電子検出装置を提供
することにある。
れたものであり、その目的は、信号変化の大きい検出信
号波形を得ることにより、試料上のパターン位置の検出
精度を向上させることが可能な反射電子検出装置を提供
することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る反射電子検出装置は、表面にパターン
を有する試料に電子ビームを照射し、該試料表面から得
られる反射電子を検出する反射電子検出装置であって；
所定のエネルギー感度を備えた第１の反射電子検出器
と、 該所定のエネルギー感度と異なるエネルギー感度
を備えた第２の反射電子検出器と、 該第１の反射電子
検出器によって検出される信号と該第２の反射電子検出
器によって検出される信号とを合成する手段と、 を具
備することを特徴とする。また、上記第１及び第２の反
射電子検出器がともに半導体検出器であることが好まし
い。但し、上記第１及び第２の反射電子検出器は、とも
に又は一方が半導体検出器以外の反射電子検出器であっ
ても良い。
め、本発明に係る反射電子検出装置は、表面にパターン
を有する試料に電子ビームを照射し、該試料表面から得
られる反射電子を検出する反射電子検出装置であって；
所定のエネルギー感度を備えた第１の反射電子検出器
と、 該所定のエネルギー感度と異なるエネルギー感度
を備えた第２の反射電子検出器と、 該第１の反射電子
検出器によって検出される信号と該第２の反射電子検出
器によって検出される信号とを合成する手段と、 を具
備することを特徴とする。また、上記第１及び第２の反
射電子検出器がともに半導体検出器であることが好まし
い。但し、上記第１及び第２の反射電子検出器は、とも
に又は一方が半導体検出器以外の反射電子検出器であっ
ても良い。
【００１０】上記反射電子検出装置では、第１の反射電
子検出器によって検出される信号と第２の反射電子検出
器によって検出される信号とを合成する手段によって合
成した信号をパターン検出信号として用いる。これによ
り、信号変化の大きい検出信号波形を得ることができ
る。
子検出器によって検出される信号と第２の反射電子検出
器によって検出される信号とを合成する手段によって合
成した信号をパターン検出信号として用いる。これによ
り、信号変化の大きい検出信号波形を得ることができ
る。
【００１１】また、上記第１の反射電子検出器が半導体
検出器であり、上記第２の反射電子検出器が該半導体検
出器の反射電子検出面の前に設置された薄膜であって上
記試料表面からの反射電子のエネルギーのピークを遮断
する薄膜であることが好ましい。尚、試料表面からの反
射電子とは、上記表面のパターンを除く部分からの反射
電子をいう。また、上記薄膜の厚さが、上記試料表面か
ら得られる反射電子のうちで最も大きいエネルギーを有
する反射電子を吸収するような厚さであることが好まし
い。また、上記薄膜がシリコンからなり、上記試料に電
子ビームを照射する際の加速電圧が１００ｋＶである場
合は、該薄膜の厚さを１０μｍ以上４０μｍ以下とする
ことが好ましい。
検出器であり、上記第２の反射電子検出器が該半導体検
出器の反射電子検出面の前に設置された薄膜であって上
記試料表面からの反射電子のエネルギーのピークを遮断
する薄膜であることが好ましい。尚、試料表面からの反
射電子とは、上記表面のパターンを除く部分からの反射
電子をいう。また、上記薄膜の厚さが、上記試料表面か
ら得られる反射電子のうちで最も大きいエネルギーを有
する反射電子を吸収するような厚さであることが好まし
い。また、上記薄膜がシリコンからなり、上記試料に電
子ビームを照射する際の加速電圧が１００ｋＶである場
合は、該薄膜の厚さを１０μｍ以上４０μｍ以下とする
ことが好ましい。
【００１２】また、上記第１の反射電子検出器が半導体
検出器であり、上記第２の反射電子検出器が該半導体検
出器の反射電子検出面の前に設置されたメッシュを備え
た検出器であって正の電圧を印加して反射電子を減速さ
せるための電界を発生させるメッシュを備えた検出器で
あることが好ましい。また、上記正の電圧が、上記試料
表面から得られる反射電子のエネルギー分布で最も強度
が大きいエネルギーに相当する電圧であることが好まし
い。また、上記試料に電子ビームを照射する際の加速電
圧が１００ｋＶである場合は、上記正の電圧を４０ｋＶ
以上７０ｋＶ以下とすることが好ましい。
検出器であり、上記第２の反射電子検出器が該半導体検
出器の反射電子検出面の前に設置されたメッシュを備え
た検出器であって正の電圧を印加して反射電子を減速さ
せるための電界を発生させるメッシュを備えた検出器で
あることが好ましい。また、上記正の電圧が、上記試料
表面から得られる反射電子のエネルギー分布で最も強度
が大きいエネルギーに相当する電圧であることが好まし
い。また、上記試料に電子ビームを照射する際の加速電
圧が１００ｋＶである場合は、上記正の電圧を４０ｋＶ
以上７０ｋＶ以下とすることが好ましい。
【００１３】また、本発明に係る反射電子検出装置は、
表面にパターンを有する試料に電子ビームを照射し、該
試料表面から得られる反射電子を検出する反射電子検出
装置であって； 互いに異なるエネルギー感度を備えた
２種類以上の反射電子検出器と、 検出する試料の特性
に適した１種類又は２種類の反射電子検出器を使用する
ために、該反射電子検出器を上記２種類以上の反射電子
検出器のうちから選択する手段と、 を具備することを
特徴とする。これにより、種々の試料に幅広く対応する
ことが可能となる。
表面にパターンを有する試料に電子ビームを照射し、該
試料表面から得られる反射電子を検出する反射電子検出
装置であって； 互いに異なるエネルギー感度を備えた
２種類以上の反射電子検出器と、 検出する試料の特性
に適した１種類又は２種類の反射電子検出器を使用する
ために、該反射電子検出器を上記２種類以上の反射電子
検出器のうちから選択する手段と、 を具備することを
特徴とする。これにより、種々の試料に幅広く対応する
ことが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施の形
態による反射電子検出装置により電子ビームを照射した
試料から得られる反射電子を検出する様子を示す模式図
である。
施の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施の形
態による反射電子検出装置により電子ビームを照射した
試料から得られる反射電子を検出する様子を示す模式図
である。
【００１５】図１に示す反射電子検出装置は、ｐｎ接合
やｐｉｎ接合を使用した感度の異なる２種類の半導体反
射電子検出器（半導体検出器）即ち半導体検出器Ａ，Ａ
´と半導体検出器Ｂ，Ｂ´を１組として配置したもので
ある。試料は、シリコン等の軽元素からなる基板（例え
ばシリコン基板）１３の上にタンタル等の重元素からな
るパターン１１が形成されたものである。試料表面に電
子ビームＥＢを入射し、このＥＢを矢印のようにスキャ
ンする。試料に入射した電子は試料内で多重散乱され、
後方散乱電子（反射電子）３を発生させる。この後方散
乱電子３は２種類の半導体検出器Ａ，Ａ´、Ｂ，Ｂ´に
より検出される。
やｐｉｎ接合を使用した感度の異なる２種類の半導体反
射電子検出器（半導体検出器）即ち半導体検出器Ａ，Ａ
´と半導体検出器Ｂ，Ｂ´を１組として配置したもので
ある。試料は、シリコン等の軽元素からなる基板（例え
ばシリコン基板）１３の上にタンタル等の重元素からな
るパターン１１が形成されたものである。試料表面に電
子ビームＥＢを入射し、このＥＢを矢印のようにスキャ
ンする。試料に入射した電子は試料内で多重散乱され、
後方散乱電子（反射電子）３を発生させる。この後方散
乱電子３は２種類の半導体検出器Ａ，Ａ´、Ｂ，Ｂ´に
より検出される。
【００１６】すなわち、２種類の半導体検出器Ａ，Ａ
´、Ｂ，Ｂ´それぞれの内部において、入射された反射
電子３がそのエネルギーに応じた増幅率で増幅され、そ
れにより検出信号が発生する。反射電子３の強度は、電
子ビームが照射された物質によって異なる。つまり、基
板１３からの反射電子の強度はパターン１１からの反射
電子の強度と異なる。このため、試料上を電子ビームで
スキャンした際、電子ビームの照射位置が基板１３から
パターン１１に変化すると、そこから発生する反射電子
の強度も変化することとなる。
´、Ｂ，Ｂ´それぞれの内部において、入射された反射
電子３がそのエネルギーに応じた増幅率で増幅され、そ
れにより検出信号が発生する。反射電子３の強度は、電
子ビームが照射された物質によって異なる。つまり、基
板１３からの反射電子の強度はパターン１１からの反射
電子の強度と異なる。このため、試料上を電子ビームで
スキャンした際、電子ビームの照射位置が基板１３から
パターン１１に変化すると、そこから発生する反射電子
の強度も変化することとなる。
【００１７】図２は、図１に示す２種類の半導体反射電
子検出器（半導体検出器）Ａ，Ａ´、Ｂ，Ｂ´それぞれ
のエネルギー感度特性の一例を示すグラフである。
子検出器（半導体検出器）Ａ，Ａ´、Ｂ，Ｂ´それぞれ
のエネルギー感度特性の一例を示すグラフである。
【００１８】図２に示すように、半導体検出器Ａ，Ａ´
は高い反射電子エネルギーに対して高い検出感度を有し
ているが、半導体検出器Ｂ，Ｂ´は高い反射電子エネル
ギーに対してはあまり高い検出感度を有していない。な
お、ｐｎ接合やｐｉｎ接合を使用した半導体検出器のエ
ネルギー感度特性は、空乏層の深さと幅を制御すること
で調整することが可能である。従って、種々の感度特性
を備えた半導体検出器を準備することは可能である。
は高い反射電子エネルギーに対して高い検出感度を有し
ているが、半導体検出器Ｂ，Ｂ´は高い反射電子エネル
ギーに対してはあまり高い検出感度を有していない。な
お、ｐｎ接合やｐｉｎ接合を使用した半導体検出器のエ
ネルギー感度特性は、空乏層の深さと幅を制御すること
で調整することが可能である。従って、種々の感度特性
を備えた半導体検出器を準備することは可能である。
【００１９】図３は、図１に示す軽元素からなる基板１
３及び重元素からなるパターン１１から発生する反射電
子エネルギーと反射電子強度との関係を示すグラフであ
る。
３及び重元素からなるパターン１１から発生する反射電
子エネルギーと反射電子強度との関係を示すグラフであ
る。
【００２０】図３に示す符号１５が軽元素からなる基板
から観測される反射電子のエネルギー分布であり、符号
１７が重元素からなるパターンから観測される反射電子
のエネルギー分布である。この図に示すように、重元素
と軽元素とではエネルギー分布が異なり、重元素の場合
の方が高い反射電子エネルギーを示すことが分かる。
から観測される反射電子のエネルギー分布であり、符号
１７が重元素からなるパターンから観測される反射電子
のエネルギー分布である。この図に示すように、重元素
と軽元素とではエネルギー分布が異なり、重元素の場合
の方が高い反射電子エネルギーを示すことが分かる。
【００２１】図４は、図１に示す反射電子検出装置によ
って検出された反射電子の信号強度とビーム照射位置と
の関係を示すグラフである。上述したような事から、電
子線をスキャンした時に半導体検出器Ａ，Ａ´、Ｂ，Ｂ
´によって観測される検出信号波形は図４のようなもの
になる。この図に示す符号Ａ＋Ａ´は、半導体検出器
Ａ，Ａ´によって検出された信号波形であり、符号Ｂ＋
Ｂ´は、半導体検出器Ｂ，Ｂ´によって検出された信号
波形である。
って検出された反射電子の信号強度とビーム照射位置と
の関係を示すグラフである。上述したような事から、電
子線をスキャンした時に半導体検出器Ａ，Ａ´、Ｂ，Ｂ
´によって観測される検出信号波形は図４のようなもの
になる。この図に示す符号Ａ＋Ａ´は、半導体検出器
Ａ，Ａ´によって検出された信号波形であり、符号Ｂ＋
Ｂ´は、半導体検出器Ｂ，Ｂ´によって検出された信号
波形である。
【００２２】図５は、図４に示す信号波形をある係数α
を使用して合成した合成検出信号波形を示すグラフであ
る。合成方法は下記の通りである。 （Ａ＋Ａ´）−α（Ｂ＋Ｂ´）
を使用して合成した合成検出信号波形を示すグラフであ
る。合成方法は下記の通りである。 （Ａ＋Ａ´）−α（Ｂ＋Ｂ´）
【００２３】このように感度の異なる２種類の半導体検
出器Ａ，Ａ´、Ｂ，Ｂ´を用いて反射電子３を検出し、
それぞれの検出器から得られる検出信号波形を合成する
ことより、１種類の半導体検出器を用いて反射電子を検
出した検出信号波形に比べて極めて信号変化の大きい検
出信号波形を得ることができる。従って、試料上のパタ
ーンの位置を検出する精度を向上させることができる。
また、重元素からなるパターン１１の膜厚を薄くして
も、そのパターン１１を精度良く検出するのに十分な強
度比の検出信号を得ることができる。
出器Ａ，Ａ´、Ｂ，Ｂ´を用いて反射電子３を検出し、
それぞれの検出器から得られる検出信号波形を合成する
ことより、１種類の半導体検出器を用いて反射電子を検
出した検出信号波形に比べて極めて信号変化の大きい検
出信号波形を得ることができる。従って、試料上のパタ
ーンの位置を検出する精度を向上させることができる。
また、重元素からなるパターン１１の膜厚を薄くして
も、そのパターン１１を精度良く検出するのに十分な強
度比の検出信号を得ることができる。
【００２４】尚、上記第１の実施の形態では、反射電子
検出装置が２種類の半導体検出器Ａ，Ａ´、Ｂ，Ｂ´を
備えているが、反射電子検出装置が３種類以上の互いに
異なるエネルギー感度を有する半導体検出器を備え、検
出する試料の特性に適した２種類の半導体検出器を選択
し適宜切り替えて使用できるような手段をさらに含むこ
とも可能である。これにより、種々の試料に幅広く対応
することが可能となる。
検出装置が２種類の半導体検出器Ａ，Ａ´、Ｂ，Ｂ´を
備えているが、反射電子検出装置が３種類以上の互いに
異なるエネルギー感度を有する半導体検出器を備え、検
出する試料の特性に適した２種類の半導体検出器を選択
し適宜切り替えて使用できるような手段をさらに含むこ
とも可能である。これにより、種々の試料に幅広く対応
することが可能となる。
【００２５】図６は、本発明の第２の実施の形態による
反射電子検出装置を示す模式図である。この反射電子検
出装置は１種類の半導体反射電子検出器（半導体検出
器）２１を備えており、この半導体検出器２１にはアン
プ２９が接続されている。反射電子２７を検出する半導
体検出器２１の検出面の手前には、例えばシリコンから
なる薄膜２３が設置されている。これにより、反射電子
２７は先ず薄膜２３に当たるので、薄膜２３を透過した
反射電子のみが検出器２１によって検出される。
反射電子検出装置を示す模式図である。この反射電子検
出装置は１種類の半導体反射電子検出器（半導体検出
器）２１を備えており、この半導体検出器２１にはアン
プ２９が接続されている。反射電子２７を検出する半導
体検出器２１の検出面の手前には、例えばシリコンから
なる薄膜２３が設置されている。これにより、反射電子
２７は先ず薄膜２３に当たるので、薄膜２３を透過した
反射電子のみが検出器２１によって検出される。
【００２６】薄膜２３には電流計２５の一端が接続され
ており、電流計２５の他端は接地されている。また、薄
膜２３の厚さは、図３に示す軽元素から発生する反射電
子のエネルギー分布１５のピークを遮断できるような厚
さとする。例えば、軽元素からの反射電子エネルギーの
ピークが５０ｋｅＶの場合は、シリコン薄膜２３の厚さ
を２０μｍ〜３０μｍ程度とするのが適当である。な
お、薄膜２３の厚さは、遮断する反射電子エネルギーの
ピーク値からある程度一義的に決めることができる。
ており、電流計２５の他端は接地されている。また、薄
膜２３の厚さは、図３に示す軽元素から発生する反射電
子のエネルギー分布１５のピークを遮断できるような厚
さとする。例えば、軽元素からの反射電子エネルギーの
ピークが５０ｋｅＶの場合は、シリコン薄膜２３の厚さ
を２０μｍ〜３０μｍ程度とするのが適当である。な
お、薄膜２３の厚さは、遮断する反射電子エネルギーの
ピーク値からある程度一義的に決めることができる。
【００２７】図７は、図６に示す反射電子検出装置を用
いて図１に示す試料パターン上を電子線でスキャンした
時に検出された反射電子の信号強度とビーム照射位置と
の関係を示すグラフである。図７に示す符号３１は、検
出器２１によって検出された検出信号波形であり、符号
３３は、薄膜２３に反射電子が吸収されることによって
該薄膜中を流れる電流を電流計２５によって測定した検
出信号波形である。
いて図１に示す試料パターン上を電子線でスキャンした
時に検出された反射電子の信号強度とビーム照射位置と
の関係を示すグラフである。図７に示す符号３１は、検
出器２１によって検出された検出信号波形であり、符号
３３は、薄膜２３に反射電子が吸収されることによって
該薄膜中を流れる電流を電流計２５によって測定した検
出信号波形である。
【００２８】前述したように、図１に示す試料は軽元素
と重元素から構成されるので、試料からの反射電子は図
３に示すように２種類のエネルギー分布１５，１７を持
つ。このうち軽元素からの反射電子の大部分は薄膜２３
内で散乱吸収され、薄膜２３を流れる電流として電流計
２５で観測される。一方、重元素からの反射電子は薄膜
２３内で若干吸収されるものの、その大部分は薄膜２３
を透過し、検出器２１で検出される。このようにして図
７に示すような検出信号波形３１，３３が得られる。
と重元素から構成されるので、試料からの反射電子は図
３に示すように２種類のエネルギー分布１５，１７を持
つ。このうち軽元素からの反射電子の大部分は薄膜２３
内で散乱吸収され、薄膜２３を流れる電流として電流計
２５で観測される。一方、重元素からの反射電子は薄膜
２３内で若干吸収されるものの、その大部分は薄膜２３
を透過し、検出器２１で検出される。このようにして図
７に示すような検出信号波形３１，３３が得られる。
【００２９】こうして得られた信号波形３１，３３を図
４及び図５で説明したようにある係数を掛けて合成する
ことにより、極めて信号変化の大きい合成検出信号波形
を得ることができる。従って、上記第１の実施の形態と
同様の効果を得ることができる。
４及び図５で説明したようにある係数を掛けて合成する
ことにより、極めて信号変化の大きい合成検出信号波形
を得ることができる。従って、上記第１の実施の形態と
同様の効果を得ることができる。
【００３０】尚、上記第２の実施の形態では、シリコン
からなる薄膜２３を用いているが、薄膜の材質はシリコ
ンに限定されるものではなく、反射電子を遮断可能なも
のであれば、他の材料からなる薄膜を用いることも可能
であり、例えば金属からなる薄膜を用いることも可能で
ある。
からなる薄膜２３を用いているが、薄膜の材質はシリコ
ンに限定されるものではなく、反射電子を遮断可能なも
のであれば、他の材料からなる薄膜を用いることも可能
であり、例えば金属からなる薄膜を用いることも可能で
ある。
【００３１】また、反射電子検出装置が１種類の半導体
検出器２１及び薄膜２３を備えているが、反射電子検出
装置が２種類以上の互いに異なるエネルギー感度を有す
る半導体検出器及び薄膜を備え、検出する試料の特性に
適した１種類の半導体検出器及び薄膜を選択し適宜切り
替えて使用できるような手段をさらに含むことも可能で
ある。これにより、種々の試料に幅広く対応することが
可能となる。
検出器２１及び薄膜２３を備えているが、反射電子検出
装置が２種類以上の互いに異なるエネルギー感度を有す
る半導体検出器及び薄膜を備え、検出する試料の特性に
適した１種類の半導体検出器及び薄膜を選択し適宜切り
替えて使用できるような手段をさらに含むことも可能で
ある。これにより、種々の試料に幅広く対応することが
可能となる。
【００３２】図８は、本発明の第３の実施の形態による
反射電子検出装置を示す模式図であり、図６と同一部分
については同一符号を付し、異なる部分についてのみ説
明する。
反射電子検出装置を示す模式図であり、図６と同一部分
については同一符号を付し、異なる部分についてのみ説
明する。
【００３３】半導体検出器２１の検出面の前に、例えば
銅からなるメッシュ３５を設置し、このメッシュ３５に
正の電圧を印加する。これにより、メッシュ３５に電界
が生じ、反射電子２７を減速させることができる。この
電圧は、図３に示す軽元素から発生する反射電子のエネ
ルギー分布１５のピークを遮断できるような値に設定す
る。例えば、試料に電子ビームを照射する際の加速電圧
が１００ｋＶである場合は、メッシュ３５に印加する電
圧を４０ｋＶ〜７０ｋＶ程度とするのが適当である。
銅からなるメッシュ３５を設置し、このメッシュ３５に
正の電圧を印加する。これにより、メッシュ３５に電界
が生じ、反射電子２７を減速させることができる。この
電圧は、図３に示す軽元素から発生する反射電子のエネ
ルギー分布１５のピークを遮断できるような値に設定す
る。例えば、試料に電子ビームを照射する際の加速電圧
が１００ｋＶである場合は、メッシュ３５に印加する電
圧を４０ｋＶ〜７０ｋＶ程度とするのが適当である。
【００３４】上記第３の実施の形態においても第１の実
施の形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、
軽元素からの反射電子の大部分はメッシュ３５の電界に
よって減速される。一方、重元素からの反射電子の大部
分はメッシュ３５を透過し、検出器２１で検出される。
従って、重元素からの反射電子を検出する信号の比を高
めて検出器２１で検出することができる。
施の形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、
軽元素からの反射電子の大部分はメッシュ３５の電界に
よって減速される。一方、重元素からの反射電子の大部
分はメッシュ３５を透過し、検出器２１で検出される。
従って、重元素からの反射電子を検出する信号の比を高
めて検出器２１で検出することができる。
【００３５】尚、上記第３の実施の形態では、銅からな
るメッシュ３５を用いているが、メッシュの材質は銅に
限定されるものではなく、電気伝導率の良いものであれ
ば、他の材料からなるメッシュを用いることも可能であ
る。
るメッシュ３５を用いているが、メッシュの材質は銅に
限定されるものではなく、電気伝導率の良いものであれ
ば、他の材料からなるメッシュを用いることも可能であ
る。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、信
号変化の大きい検出信号波形を得ることにより、試料上
のパターン位置の検出精度を向上させることが可能な反
射電子検出装置を提供することができる。
号変化の大きい検出信号波形を得ることにより、試料上
のパターン位置の検出精度を向上させることが可能な反
射電子検出装置を提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態による反射電子検出
装置により電子ビームを照射した試料から得られる反射
電子を検出する様子を示す模式図である。
装置により電子ビームを照射した試料から得られる反射
電子を検出する様子を示す模式図である。
【図２】図１に示す２種類の半導体反射電子検出器Ａ，
Ａ´、Ｂ，Ｂ´それぞれのエネルギー感度特性の一例を
示すグラフである。
Ａ´、Ｂ，Ｂ´それぞれのエネルギー感度特性の一例を
示すグラフである。
【図３】図１に示す軽元素からなる基板及び重元素から
なるパターンから発生する反射電子エネルギーと反射電
子強度との関係を示すグラフである。
なるパターンから発生する反射電子エネルギーと反射電
子強度との関係を示すグラフである。
【図４】図１に示す反射電子検出装置によって検出され
た反射電子の信号強度とビーム照射位置との関係を示す
グラフである。
た反射電子の信号強度とビーム照射位置との関係を示す
グラフである。
【図５】図４に示す信号波形をある係数αを使用して合
成した合成検出信号波形を示すグラフである。
成した合成検出信号波形を示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施の形態による反射電子検出
装置を示す模式図である。
装置を示す模式図である。
【図７】図６に示す反射電子検出装置を用いて図１に示
す試料パターン上を電子線でスキャンした時に検出され
た反射電子の信号強度とビーム照射位置との関係を示す
グラフである。
す試料パターン上を電子線でスキャンした時に検出され
た反射電子の信号強度とビーム照射位置との関係を示す
グラフである。
【図８】本発明の第３の実施の形態による反射電子検出
装置を示す模式図である。
装置を示す模式図である。
【図９】図９（ａ）は、従来の反射電子検出装置により
電子ビームを照射した試料から得られる反射電子を検出
する様子を示す模式図であり、図９（ｂ）は、図９
（ａ）に示す反射電子検出装置によって検出された反射
電子の信号強度とビーム照射位置との関係を示すグラフ
である。
電子ビームを照射した試料から得られる反射電子を検出
する様子を示す模式図であり、図９（ｂ）は、図９
（ａ）に示す反射電子検出装置によって検出された反射
電子の信号強度とビーム照射位置との関係を示すグラフ
である。
３…後方散乱電子（反射電子） １１…重元素から
なるパターン １３…軽元素からなる基板 １５…軽元素からなる基板から観測される反射電子のエ
ネルギー分布 １７…重元素からなるパターンから観測される反射電子
のエネルギー分布 ２１…半導体反射電子検出器 ２３…薄膜 ２５…電流計 ２７…反射電子 ２９…アンプ ３１…検出器の
信号（検出信号波形） ３３…薄膜の吸収電流（検出信号波形） ３５…メッシュ １０１，１０１´
…反射電子検出器 １０３…反射電子 １０５…重元素
からなるパターン １０７…軽元素からなる基板 Ａ，Ａ´，Ｂ，Ｂ´…半導体反射電子検出器
なるパターン １３…軽元素からなる基板 １５…軽元素からなる基板から観測される反射電子のエ
ネルギー分布 １７…重元素からなるパターンから観測される反射電子
のエネルギー分布 ２１…半導体反射電子検出器 ２３…薄膜 ２５…電流計 ２７…反射電子 ２９…アンプ ３１…検出器の
信号（検出信号波形） ３３…薄膜の吸収電流（検出信号波形） ３５…メッシュ １０１，１０１´
…反射電子検出器 １０３…反射電子 １０５…重元素
からなるパターン １０７…軽元素からなる基板 Ａ，Ａ´，Ｂ，Ｂ´…半導体反射電子検出器
Claims (9)
- 【請求項１】 表面にパターンを有する試料に電子ビー
ムを照射し、該試料表面から得られる反射電子を検出す
る反射電子検出装置であって；所定のエネルギー感度を
備えた第１の反射電子検出器と、 該所定のエネルギー感度と異なるエネルギー感度を備え
た第２の反射電子検出器と、 該第１の反射電子検出器によって検出される信号と該第
２の反射電子検出器によって検出される信号とを合成す
る手段と、 を具備することを特徴とする反射電子検出装置。 - 【請求項２】 上記第１及び第２の反射電子検出器がと
もに半導体検出器であることを特徴とする請求項１記載
の反射電子検出装置。 - 【請求項３】 上記第１の反射電子検出器が半導体検出
器であり、上記第２の反射電子検出器が該半導体検出器
の反射電子検出面の前に設置された薄膜であって上記試
料表面からの反射電子のエネルギーのピークを遮断する
薄膜であることを特徴とする請求項１記載の反射電子検
出装置。 - 【請求項４】 上記薄膜の厚さが、上記試料表面から得
られる反射電子のうちで最も大きいエネルギーを有する
反射電子を吸収するような厚さであることを特徴とする
請求項３記載の反射電子検出装置。 - 【請求項５】 上記薄膜がシリコンからなり、上記試料
に電子ビームを照射する際の加速電圧が１００ｋＶであ
る場合は、該薄膜の厚さを１０μｍ以上４０μｍ以下と
することを特徴とする請求項３記載の反射電子検出装
置。 - 【請求項６】 上記第１の反射電子検出器が半導体検出
器であり、上記第２の反射電子検出器が該半導体検出器
の反射電子検出面の前に設置されたメッシュを備えた検
出器であって正の電圧を印加して反射電子を減速させる
ための電界を発生させるメッシュを備えた検出器である
ことを特徴とする請求項１記載の反射電子検出装置。 - 【請求項７】 上記正の電圧が、上記試料表面から得ら
れる反射電子のエネルギー分布で最も強度が大きいエネ
ルギーに相当する電圧であることを特徴とする請求項６
記載の反射電子検出装置。 - 【請求項８】 上記試料に電子ビームを照射する際の加
速電圧が１００ｋＶである場合は、上記正の電圧を４０
ｋＶ以上７０ｋＶ以下とすることを特徴とする請求項６
記載の反射電子検出装置。 - 【請求項９】 表面にパターンを有する試料に電子ビー
ムを照射し、該試料表面から得られる反射電子を検出す
る反射電子検出装置であって；互いに異なるエネルギー
感度を備えた２種類以上の反射電子検出器と、 検出する試料の特性に適した１種類又は２種類の反射電
子検出器を使用するために、該反射電子検出器を上記２
種類以上の反射電子検出器のうちから選択する手段と、 を具備することを特徴とする反射電子検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10226580A JP2000048758A (ja) | 1998-07-28 | 1998-07-28 | 反射電子検出装置 |
| US09/363,299 US6399945B1 (en) | 1998-07-28 | 1999-07-28 | Backscattered-electron detection systems and associated methods |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10226580A JP2000048758A (ja) | 1998-07-28 | 1998-07-28 | 反射電子検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000048758A true JP2000048758A (ja) | 2000-02-18 |
Family
ID=16847407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10226580A Pending JP2000048758A (ja) | 1998-07-28 | 1998-07-28 | 反射電子検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6399945B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000048758A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7098455B2 (en) * | 1999-09-01 | 2006-08-29 | Hitachi, Ltd. | Method of inspecting a circuit pattern and inspecting instrument |
| WO2011092757A1 (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
| WO2012081428A1 (ja) * | 2010-12-16 | 2012-06-21 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 走査電子顕微鏡及びそれを用いた測長方法 |
| US9202667B2 (en) | 2009-02-19 | 2015-12-01 | Hitachi High-Technologies Corporation | Charged particle radiation device with bandpass detection |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6541779B2 (en) * | 2000-03-22 | 2003-04-01 | Nikon Corporation | Charged-particle-beam microlithography apparatus including selectable systems for determining alignment-mark position, and device-fabrication methods utilizing same |
| US7276694B1 (en) * | 2005-03-29 | 2007-10-02 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Defect detection using energy spectrometer |
| EP3479933A1 (en) * | 2009-09-17 | 2019-05-08 | Sciaky Inc. | Electron beam layer manufacturing apparatus |
| EP2498935B1 (en) * | 2009-11-13 | 2015-04-15 | Sciaky Inc. | Process for layer manufacturing a three-dimensional work piece using scanning electron monitored with closed loop control |
| WO2011089955A1 (ja) * | 2010-01-20 | 2011-07-28 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
| AU2011233678B2 (en) | 2010-03-31 | 2015-01-22 | Sciaky, Inc. | Raster methodology, apparatus and system for electron beam layer manufacturing using closed loop control |
| JP5662393B2 (ja) * | 2012-08-30 | 2015-01-28 | 株式会社アドバンテスト | 電子ビーム検出器、電子ビーム処理装置及び電子ビーム検出器の製造方法 |
| AU2018273352B2 (en) | 2017-05-22 | 2023-07-27 | Howmedica Osteonics Corp. | Device for in-situ fabrication process monitoring and feedback control of an electron beam additive manufacturing process |
| GB2579743B (en) * | 2017-08-11 | 2022-03-02 | Ge Energy Oilfield Tech Inc | Multi-barrier wellbore integrity inspection system with eccentricity correction |
| JP2019184354A (ja) * | 2018-04-06 | 2019-10-24 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電子顕微鏡装置、電子顕微鏡装置を用いた検査システム及び電子顕微鏡装置を用いた検査方法 |
| JP2019185972A (ja) | 2018-04-06 | 2019-10-24 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 走査電子顕微鏡システム及びパターンの深さ計測方法 |
| EP3597333A1 (en) | 2018-07-19 | 2020-01-22 | Howmedica Osteonics Corporation | System and process for in-process electron beam profile and location analyses |
| JP7149906B2 (ja) | 2019-08-07 | 2022-10-07 | 株式会社日立ハイテク | 走査電子顕微鏡及びパタン計測方法 |
| US11774630B2 (en) * | 2021-03-12 | 2023-10-03 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Systems and methods for determining clean inelastic and capture spectra |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2754096B2 (ja) * | 1991-03-05 | 1998-05-20 | 日本電子テクニクス株式会社 | 電子線による試料表面の状態測定装置 |
-
1998
- 1998-07-28 JP JP10226580A patent/JP2000048758A/ja active Pending
-
1999
- 1999-07-28 US US09/363,299 patent/US6399945B1/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7098455B2 (en) * | 1999-09-01 | 2006-08-29 | Hitachi, Ltd. | Method of inspecting a circuit pattern and inspecting instrument |
| US9202667B2 (en) | 2009-02-19 | 2015-12-01 | Hitachi High-Technologies Corporation | Charged particle radiation device with bandpass detection |
| WO2011092757A1 (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
| JP5576406B2 (ja) * | 2010-01-27 | 2014-08-20 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
| WO2012081428A1 (ja) * | 2010-12-16 | 2012-06-21 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 走査電子顕微鏡及びそれを用いた測長方法 |
| JP5771628B2 (ja) * | 2010-12-16 | 2015-09-02 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 走査電子顕微鏡及びそれを用いた測長方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6399945B1 (en) | 2002-06-04 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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