JP2002231172A - 荷電粒子ビーム装置 - Google Patents
荷電粒子ビーム装置Info
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Landscapes
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- Electron Beam Exposure (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被照射対象物の帯電を無くす。
【解決手段】 電子銃１、集束レンズ２、偏向器４、ブ
ランカー１３、エキシマ光源２１を備え、更に、電子ビ
ーム通過孔２３Ｈを有し、且つ、エキシマ光源２１から
のエキシマ光が電子ビーム通路に沿って試料上に照射さ
れるようにエキシマ光を反射する反射面２３Ｒを有する
反射ミラー２３を電子ビーム通路上に設ける。電子ビー
ムの試料上走査において定期的に電子ビームにブランキ
ングを掛けると同時に、エキシマ光源制御回路２２から
ブランキング信号に同期した高電圧印加タイミング信号
をエキシマ光源２１に供給して、ブランキング期間以内
の期間にエキシマ光を発生させる。エキシマ光は反射ミ
ラー２３の反射面２３Ｒで反射され、電子ビーム通路に
沿って進み、試料３上の電子ビーム走査領域３０を含む
エキシマ光照射領域３１に照射されるようにする。
ランカー１３、エキシマ光源２１を備え、更に、電子ビ
ーム通過孔２３Ｈを有し、且つ、エキシマ光源２１から
のエキシマ光が電子ビーム通路に沿って試料上に照射さ
れるようにエキシマ光を反射する反射面２３Ｒを有する
反射ミラー２３を電子ビーム通路上に設ける。電子ビー
ムの試料上走査において定期的に電子ビームにブランキ
ングを掛けると同時に、エキシマ光源制御回路２２から
ブランキング信号に同期した高電圧印加タイミング信号
をエキシマ光源２１に供給して、ブランキング期間以内
の期間にエキシマ光を発生させる。エキシマ光は反射ミ
ラー２３の反射面２３Ｒで反射され、電子ビーム通路に
沿って進み、試料３上の電子ビーム走査領域３０を含む
エキシマ光照射領域３１に照射されるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は、被照射対象物のチャー
ジアップを防止するようにした荷電粒子ビーム装置に関
する。
ジアップを防止するようにした荷電粒子ビーム装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、走査電子顕微鏡により試料を観
察したり、電子ビーム描画装置により半導体材料上にＩ
Ｃパターンを描いたり、集束イオンビーム装置により材
料上の所定の箇所をエッチングする等、荷電粒子ビーム
装置を使用して、試料や材料等の被照射対象物の観察や
加工等を行うことは良く知られている。
察したり、電子ビーム描画装置により半導体材料上にＩ
Ｃパターンを描いたり、集束イオンビーム装置により材
料上の所定の箇所をエッチングする等、荷電粒子ビーム
装置を使用して、試料や材料等の被照射対象物の観察や
加工等を行うことは良く知られている。
【０００３】例えば、走査電子顕微鏡による試料の観察
を例に上げて説明する。
を例に上げて説明する。
【０００４】図１は走査電子顕微鏡の概略を示してい
る。図中１は電子銃、２は電子銃からの電子ビームを集
束させるための集束レンズ、４は試料３上を電子ビーム
で走査させるための偏向器（４ＸはＸ方向偏向器、４Ｙ
はＹ方向偏向器である）、５は電子ビームを試料３上に
集束させるための対物レンズである。６は試料からの二
次電子を検出する二次電子検出器、７はＡＤ変換器、８
はＡＤ変換器７を介した検出器６の出力信号を画像デー
タとして記憶するためのフレームメモリである。９は中
央制御装置１０の指令に従って作動し、偏向器４に走査
信号を送る走査制御回路、１１は中央制御装置１０から
の指令によりフレームメモリ８から読み出された画像デ
ータに基づいて試料像を表示するための陰極線管であ
る。尚、１２は前記中央制御装置１０の指令によって作
動し、前記走査制御回路９からの走査信号と同期したブ
ランキング信号をブランキング用偏向板（以後、ブラン
カと称す）１３に送るブランキング信号発生回路、１４
はブランキング用遮蔽板である。
る。図中１は電子銃、２は電子銃からの電子ビームを集
束させるための集束レンズ、４は試料３上を電子ビーム
で走査させるための偏向器（４ＸはＸ方向偏向器、４Ｙ
はＹ方向偏向器である）、５は電子ビームを試料３上に
集束させるための対物レンズである。６は試料からの二
次電子を検出する二次電子検出器、７はＡＤ変換器、８
はＡＤ変換器７を介した検出器６の出力信号を画像デー
タとして記憶するためのフレームメモリである。９は中
央制御装置１０の指令に従って作動し、偏向器４に走査
信号を送る走査制御回路、１１は中央制御装置１０から
の指令によりフレームメモリ８から読み出された画像デ
ータに基づいて試料像を表示するための陰極線管であ
る。尚、１２は前記中央制御装置１０の指令によって作
動し、前記走査制御回路９からの走査信号と同期したブ
ランキング信号をブランキング用偏向板（以後、ブラン
カと称す）１３に送るブランキング信号発生回路、１４
はブランキング用遮蔽板である。
【０００５】この様な走査電子顕微鏡において、電子銃
１からの電子ビームは対物レンズ５により細く絞られ、
走査制御回路９から走査信号を偏向器４に供給すること
により、電子ビームは試料３上の所定の領域内を走査す
る。
１からの電子ビームは対物レンズ５により細く絞られ、
走査制御回路９から走査信号を偏向器４に供給すること
により、電子ビームは試料３上の所定の領域内を走査す
る。
【０００６】この走査により、試料上から二次電子が発
生し、該二次電子は二次電子検出器６に検出される。該
検出器の出力信号はＡＤ変換器７を介してフレームメモ
リ８に画像データとして記憶される。中央制御装置１０
はこの画像データをフレームメモリ８から読み出し、陰
極線管１１に供給することにより、陰極線管１１の画面
上に試料像が表示される。
生し、該二次電子は二次電子検出器６に検出される。該
検出器の出力信号はＡＤ変換器７を介してフレームメモ
リ８に画像データとして記憶される。中央制御装置１０
はこの画像データをフレームメモリ８から読み出し、陰
極線管１１に供給することにより、陰極線管１１の画面
上に試料像が表示される。
【０００７】尚、電子ビームによる試料上の走査が不要
な時、例えば、試料上のある領域を観察した後、別の領
域を電子ビーム走査により観察する迄の期間、前記中央
制御装置１０の指令により、ブランキング発生回路１２
からブランカ１３にブランキング信号が送られ、電子ビ
ームを試料上に照射せずに遮蔽板１４に当てる様にす
る。
な時、例えば、試料上のある領域を観察した後、別の領
域を電子ビーム走査により観察する迄の期間、前記中央
制御装置１０の指令により、ブランキング発生回路１２
からブランカ１３にブランキング信号が送られ、電子ビ
ームを試料上に照射せずに遮蔽板１４に当てる様にす
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】さて、上記した走査電
子顕微鏡による試料の観察に限られず、他の荷電粒子ビ
ーム装置による被照射対象物の観察や加工等を行う際、
被照射対象物が例えば絶縁物の場合に帯電が発生し、被
照射対象物の観察や加工等に支障をきたすという問題が
あった。
子顕微鏡による試料の観察に限られず、他の荷電粒子ビ
ーム装置による被照射対象物の観察や加工等を行う際、
被照射対象物が例えば絶縁物の場合に帯電が発生し、被
照射対象物の観察や加工等に支障をきたすという問題が
あった。
【０００９】例えば、前記走査電子顕微鏡の試料観察を
例に上げて説明すると、図２に示す様に、前記試料３が
絶縁物の場合に、電子ビームＥＢが照射されると、試料
３に電子ビームの負電荷１９が注入される。この負電荷
の内、一部は二次電子２０として試料外部に放出される
が、大半は試料３に留まり、その結果、試料は負に帯電
してしまい、試料の観察が出来なくなる。
例に上げて説明すると、図２に示す様に、前記試料３が
絶縁物の場合に、電子ビームＥＢが照射されると、試料
３に電子ビームの負電荷１９が注入される。この負電荷
の内、一部は二次電子２０として試料外部に放出される
が、大半は試料３に留まり、その結果、試料は負に帯電
してしまい、試料の観察が出来なくなる。
【００１０】最近、この様な帯電問題を解決するため
に、試料表面に紫外線を照射して、除電を行うことが提
案されている。このメカニズムを次に説明する。
に、試料表面に紫外線を照射して、除電を行うことが提
案されている。このメカニズムを次に説明する。
【００１１】試料に紫外線を照射すると、光電効果が起
こる。この光電効果には、図３に示す様に、紫外線４０
を試料３に照射することにより、光電子（外部光電子５
１）を放出する外部光電効果と、光電子を外部にまで放
出するまでには行かないが、試料表面に近い試料内部に
光電子（内部光電子５２）発生させる内部光電効果とが
ある。この光電効果による外部光電子５１及び内部光電
子５２の発生と電子ビームＥＢ照射による試料３からの
二次電子５３放出に基づいて試料３表面での帯電が著し
く緩和される。即ち、前記内部光電効果により、試料表
面に近い試料内部（試料表面から大体数ｎｍの深さの層
５４）に自由電子である内部光電子が発生してこの領域
内を自由に動くことから、この層５４が導電体層とな
る。従って、電子走査期間において、絶縁体試料上を電
子ビームで走査した場合、電子の負電荷が試料３表面に
留まることがない。従って、帯電によって試料が観察が
出来なくなることが防止される。
こる。この光電効果には、図３に示す様に、紫外線４０
を試料３に照射することにより、光電子（外部光電子５
１）を放出する外部光電効果と、光電子を外部にまで放
出するまでには行かないが、試料表面に近い試料内部に
光電子（内部光電子５２）発生させる内部光電効果とが
ある。この光電効果による外部光電子５１及び内部光電
子５２の発生と電子ビームＥＢ照射による試料３からの
二次電子５３放出に基づいて試料３表面での帯電が著し
く緩和される。即ち、前記内部光電効果により、試料表
面に近い試料内部（試料表面から大体数ｎｍの深さの層
５４）に自由電子である内部光電子が発生してこの領域
内を自由に動くことから、この層５４が導電体層とな
る。従って、電子走査期間において、絶縁体試料上を電
子ビームで走査した場合、電子の負電荷が試料３表面に
留まることがない。従って、帯電によって試料が観察が
出来なくなることが防止される。
【００１２】所で、この様な紫外線照射は、例えば図４
に示す様に、電子ビームＥＢの光軸中心Ｏに対して、少
なくとも数１０°以上の角度つけて（即ち、試料表面に
対して斜めの方向から）試料３上に照射されるようにし
ている。尚、図中ＬＳは紫外線源である。
に示す様に、電子ビームＥＢの光軸中心Ｏに対して、少
なくとも数１０°以上の角度つけて（即ち、試料表面に
対して斜めの方向から）試料３上に照射されるようにし
ている。尚、図中ＬＳは紫外線源である。
【００１３】さて、観察すべき試料３が、例えば、コン
タクトホールＣＨを有する半導体デバイスの場合、紫外
線を試料表面に対して斜めの方向から照射すると、深い
穴が形成されたコンタクトホール内全てに紫外線が照射
されず、その結果、コンタクトホール内を十分に除電す
ることが困難となる。
タクトホールＣＨを有する半導体デバイスの場合、紫外
線を試料表面に対して斜めの方向から照射すると、深い
穴が形成されたコンタクトホール内全てに紫外線が照射
されず、その結果、コンタクトホール内を十分に除電す
ることが困難となる。
【００１４】特に、年々パターンの微細化やシステム化
が進むことによりコンタクトホール径が極めて小さく成
り且つコンタクトホールのアスペクト比が極めて高く成
っており、益々、コンタクトホール内を十分に除電する
ことが困難となっている。本発明は、この様な問題点を
解決する為になされたもので、新規な荷電粒子ビーム装
置を提供することを目的とするものである。
が進むことによりコンタクトホール径が極めて小さく成
り且つコンタクトホールのアスペクト比が極めて高く成
っており、益々、コンタクトホール内を十分に除電する
ことが困難となっている。本発明は、この様な問題点を
解決する為になされたもので、新規な荷電粒子ビーム装
置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の荷電粒子ビーム
装置は、荷電粒子ビーム発生手段、該荷電粒子ビーム発
生手段からの荷電粒子ビームを被照射対象物に照射する
ための手段、及び、紫外線発生源を備え、荷電粒子ビー
ム通過孔を有し、且つ、紫外線発生源からの紫外線が荷
電粒子ビーム通路に沿って試料上に照射されるように紫
外線を反射する反射面を有する反射ミラーを荷電粒子ビ
ーム通路上に設けたことを特徴とする。
装置は、荷電粒子ビーム発生手段、該荷電粒子ビーム発
生手段からの荷電粒子ビームを被照射対象物に照射する
ための手段、及び、紫外線発生源を備え、荷電粒子ビー
ム通過孔を有し、且つ、紫外線発生源からの紫外線が荷
電粒子ビーム通路に沿って試料上に照射されるように紫
外線を反射する反射面を有する反射ミラーを荷電粒子ビ
ーム通路上に設けたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
施の形態を詳細に説明する。
【００１７】図５は本発明の荷電粒子ビーム装置の一例
として示した走査電子顕微鏡の概略例を示したもので、
図中前記図１と同一記号の付されたものは同一構成要素
を示す。
として示した走査電子顕微鏡の概略例を示したもので、
図中前記図１と同一記号の付されたものは同一構成要素
を示す。
【００１８】図中２１は紫外線を発生する紫外線源で、
例えば、エキシマレーザ光源から成る。この様なエキシ
マ光源は、例えば、内部に放電電極が配置されており、
その光源内部にガスを導入し、該放電電極に高電圧を印
加することによりガスを放電励起させ、該放電励起によ
りパルス状のエキシマ光を発生させるように構成されて
おり、内部に封入されるガスの種類により波長が選択出
来るようになっている。例えば、ＨｇＢｒ（５０２ｎｍ
の波長のレーザー光が発生される）、ＸｅＦ（３５１ｎ
ｍの波長のレーザー光が発生される）、ＸｅＣｌ（３０
８ｎｍの波長のレーザー光が発生される）、ＫｒＦ（２
４８ｎｍ）、ＡｒＦ（１９３ｎｍの波長のレーザー光が
発生される）、Ｘｅ（１７２ｎｍの波長のレーザー光が
発生される）、Ｆ２（１５７ｎｍの波長のレーザー光が
発生される）、Ｋｒ（１４６ｎｍの波長のレーザー光が
発生される）、Ａｒ（１２６ｎｍの波長のレーザー光が
発生される）等のガスの何れかが封入されている。２２
はエキシマ光源制御回路で、中央制御装置１０の指令に
より、ブランキング信号に同期する高電圧印加タイミン
グ信号をエキシマ光源２１に送る。
例えば、エキシマレーザ光源から成る。この様なエキシ
マ光源は、例えば、内部に放電電極が配置されており、
その光源内部にガスを導入し、該放電電極に高電圧を印
加することによりガスを放電励起させ、該放電励起によ
りパルス状のエキシマ光を発生させるように構成されて
おり、内部に封入されるガスの種類により波長が選択出
来るようになっている。例えば、ＨｇＢｒ（５０２ｎｍ
の波長のレーザー光が発生される）、ＸｅＦ（３５１ｎ
ｍの波長のレーザー光が発生される）、ＸｅＣｌ（３０
８ｎｍの波長のレーザー光が発生される）、ＫｒＦ（２
４８ｎｍ）、ＡｒＦ（１９３ｎｍの波長のレーザー光が
発生される）、Ｘｅ（１７２ｎｍの波長のレーザー光が
発生される）、Ｆ２（１５７ｎｍの波長のレーザー光が
発生される）、Ｋｒ（１４６ｎｍの波長のレーザー光が
発生される）、Ａｒ（１２６ｎｍの波長のレーザー光が
発生される）等のガスの何れかが封入されている。２２
はエキシマ光源制御回路で、中央制御装置１０の指令に
より、ブランキング信号に同期する高電圧印加タイミン
グ信号をエキシマ光源２１に送る。
【００１９】図中２３は中央部に電子銃１からの電子ビ
ームを通過させる孔２３Ｈが開けられた反射ミラー、２
４は前記エキシマ光源２１から発生され、前記反射ミラ
ー２３により試料３方向に反射されたエキシマ光を試料
上で集束させるための光学的集束レンズである。
ームを通過させる孔２３Ｈが開けられた反射ミラー、２
４は前記エキシマ光源２１から発生され、前記反射ミラ
ー２３により試料３方向に反射されたエキシマ光を試料
上で集束させるための光学的集束レンズである。
【００２０】前記反射ミラー２３は、例えば、紫外線に
対して反射率の良好なアルミニウムを母材としており、
反射面２３Ｒを除く外面及び孔２３Ｈ内面は、例えばニ
ッケルの如き酸化し難い導電性材料で被覆（被覆層と称
し、２３Ｓで示す）されている。この様に、反射面Ｒを
除く外面及び孔内面を酸化し難い導電性材料で被覆する
のは、次の理由による。アルミニウム製の反射ミラーは
経時的に表面が酸化され酸化アルミニウム（絶縁物）と
なる。すると、上方からの散乱電子により反射面２３Ｒ
を除く外面及び孔内面が帯電しまい、試料へ照射するた
めの電子ビームに影響を及ぼす。そこで、反射面２３Ｒ
を除く外面及び孔内面に導電性の膜を付着させたのであ
る。尚、この様な膜を付着させる場合、径の小さい孔内
であっても膜の付き易さが良好な無電解メッキ法等が採
用されている。
対して反射率の良好なアルミニウムを母材としており、
反射面２３Ｒを除く外面及び孔２３Ｈ内面は、例えばニ
ッケルの如き酸化し難い導電性材料で被覆（被覆層と称
し、２３Ｓで示す）されている。この様に、反射面Ｒを
除く外面及び孔内面を酸化し難い導電性材料で被覆する
のは、次の理由による。アルミニウム製の反射ミラーは
経時的に表面が酸化され酸化アルミニウム（絶縁物）と
なる。すると、上方からの散乱電子により反射面２３Ｒ
を除く外面及び孔内面が帯電しまい、試料へ照射するた
めの電子ビームに影響を及ぼす。そこで、反射面２３Ｒ
を除く外面及び孔内面に導電性の膜を付着させたのであ
る。尚、この様な膜を付着させる場合、径の小さい孔内
であっても膜の付き易さが良好な無電解メッキ法等が採
用されている。
【００２１】さて、この様な走査電子顕微鏡において、
予め、図６に示す様に、電子ビームによる試料３の走査
領域３０を含む領域（エキシマ光照射領域と称す）３１
にエキシマ光が照射されるように、例えば、光学的集束
レンズ２４の位置の調整等を行っておく。
予め、図６に示す様に、電子ビームによる試料３の走査
領域３０を含む領域（エキシマ光照射領域と称す）３１
にエキシマ光が照射されるように、例えば、光学的集束
レンズ２４の位置の調整等を行っておく。
【００２２】この状態において、中央制御装置１０の指
令に基づいて、電子ビームで走査領域３０内が二次元的
に走査され、且つ各水平方向走査の始まりの一定期間Ｔ
ｂおいて走査されないようにする水平走査信号（図７の
（ａ）），垂直走査信号（図７の（ｂ））が走査制御回
路９からそれぞれ偏向器４Ｘ，４Ｙに送られ、同時に、
中央制御装置１０の指令に基づいてブランキング信号発
生回路１２は前記走査信号に同期して前記各期間Ｔｂに
電子ビームにブランキングを掛けるようなブランキング
信号（図７の（ｃ））をブランカ１３に送る。又、この
時、同時に、中央制御装置１０の指令に基づいてエキシ
マ光源制御回路２２は前記走査信号に同期して前記各期
間Ｔｂ以内の期間Ｔｅ（尚、Ｔｅ≦Ｔｂ）にエキシマ光
源２０内部の放電電極（図示せず）に高電圧を印加する
ような高電圧印加タイミング信号（図７の（ｄ））をエ
キシマ光源２１に送る。
令に基づいて、電子ビームで走査領域３０内が二次元的
に走査され、且つ各水平方向走査の始まりの一定期間Ｔ
ｂおいて走査されないようにする水平走査信号（図７の
（ａ）），垂直走査信号（図７の（ｂ））が走査制御回
路９からそれぞれ偏向器４Ｘ，４Ｙに送られ、同時に、
中央制御装置１０の指令に基づいてブランキング信号発
生回路１２は前記走査信号に同期して前記各期間Ｔｂに
電子ビームにブランキングを掛けるようなブランキング
信号（図７の（ｃ））をブランカ１３に送る。又、この
時、同時に、中央制御装置１０の指令に基づいてエキシ
マ光源制御回路２２は前記走査信号に同期して前記各期
間Ｔｂ以内の期間Ｔｅ（尚、Ｔｅ≦Ｔｂ）にエキシマ光
源２０内部の放電電極（図示せず）に高電圧を印加する
ような高電圧印加タイミング信号（図７の（ｄ））をエ
キシマ光源２１に送る。
【００２３】すると、電子銃１からの電子ビームはブラ
ンキング期間Ｔｂにおいてブランキングが掛けられる。
又、同時に、このブランキング期間Ｔｂ以内の期間Ｔｅ
において、エキシマ光源２１はパルス状のエキシマ光を
発生する。このエキシマ光は反射ミラー２３の反射面２
３Ｒで試料３方向に反射されて電子ビーム光軸の中心Ｏ
に沿って試料３方向に向かい、且つ、光学用集束レンズ
２４により試料３上のエキシマ光照射領域３１に照射さ
れるように集束される。
ンキング期間Ｔｂにおいてブランキングが掛けられる。
又、同時に、このブランキング期間Ｔｂ以内の期間Ｔｅ
において、エキシマ光源２１はパルス状のエキシマ光を
発生する。このエキシマ光は反射ミラー２３の反射面２
３Ｒで試料３方向に反射されて電子ビーム光軸の中心Ｏ
に沿って試料３方向に向かい、且つ、光学用集束レンズ
２４により試料３上のエキシマ光照射領域３１に照射さ
れるように集束される。
【００２４】一方、ブランキング期間を除く走査期間に
おいては、集束レンズ２により細く絞られた電子銃１か
らの電子ビームは反射ミラー２３の孔２３Ｈを通過し
て、試料３上の所定の領域３０内を走査する。
おいては、集束レンズ２により細く絞られた電子銃１か
らの電子ビームは反射ミラー２３の孔２３Ｈを通過し
て、試料３上の所定の領域３０内を走査する。
【００２５】この走査により、試料上から二次電子が発
生し、該二次電子は二次電子検出器６に検出される。該
検出器の出力信号はＡＤ変換器７を介してフレームメモ
リ８に画像データとして記憶される。中央制御装置１０
はこの画像データをフレームメモリ８から読み出し、陰
極線管１１に供給することにより、陰極線管１１の画面
上に試料像が表示される。
生し、該二次電子は二次電子検出器６に検出される。該
検出器の出力信号はＡＤ変換器７を介してフレームメモ
リ８に画像データとして記憶される。中央制御装置１０
はこの画像データをフレームメモリ８から読み出し、陰
極線管１１に供給することにより、陰極線管１１の画面
上に試料像が表示される。
【００２６】さて、前記エキシマ光は反射ミラー２３の
反射面２３Ｒで試料３方向に反射され、電子ビーム光軸
中心Ｏに沿って進み、光学用集束レンズ２４により試料
３上のエキシマ光照射領域３１に照射されるように集束
される。この際、試料３が絶縁物の場合、前記したよう
に紫外線の光電効果に基づいて試料表面上に負電荷が留
まらずに除電される。この際、この様なエキシマ光は電
子ビーム光軸中心Ｏに沿って進み、試料３上に照射され
る為、エキシマ光は試料表面に対し大凡垂直に近い状態
で入射することになる。従って、試料３が、例えば、コ
ンタクトホールＣＨを有する半導体デバイスの場合であ
っても、エキシマ光がコンタクトホールの底面までも十
分照射され、コンタクトホール内についても十分に除電
することが出来る。
反射面２３Ｒで試料３方向に反射され、電子ビーム光軸
中心Ｏに沿って進み、光学用集束レンズ２４により試料
３上のエキシマ光照射領域３１に照射されるように集束
される。この際、試料３が絶縁物の場合、前記したよう
に紫外線の光電効果に基づいて試料表面上に負電荷が留
まらずに除電される。この際、この様なエキシマ光は電
子ビーム光軸中心Ｏに沿って進み、試料３上に照射され
る為、エキシマ光は試料表面に対し大凡垂直に近い状態
で入射することになる。従って、試料３が、例えば、コ
ンタクトホールＣＨを有する半導体デバイスの場合であ
っても、エキシマ光がコンタクトホールの底面までも十
分照射され、コンタクトホール内についても十分に除電
することが出来る。
【００２７】尚、２００ｎｍ以上の波長のエキシマ光を
使用した場合、２００ｎｍ以下の波長のエキシマ光を使
用した場合に比べ、光電効果の効率（確率）が少し低下
するが、除電は充分行われる。但し、２４０ｎｍ以上の
波長のエキシマ光を使用した場合、２４０ｎｍからの隔
たりが大きい程、帯電除去効果が薄れていくものと考え
られるので、３００ｎｍ以下の波長のエキシマ光を使用
したほうがより効果的と思われる。
使用した場合、２００ｎｍ以下の波長のエキシマ光を使
用した場合に比べ、光電効果の効率（確率）が少し低下
するが、除電は充分行われる。但し、２４０ｎｍ以上の
波長のエキシマ光を使用した場合、２４０ｎｍからの隔
たりが大きい程、帯電除去効果が薄れていくものと考え
られるので、３００ｎｍ以下の波長のエキシマ光を使用
したほうがより効果的と思われる。
【００２８】又、エキシマ光の照射を電子ビーム照射と
同時に行うと、エキシマ光照射による試料からの光電子
が二次電子検出器６にノイズ信号として入り込む恐れが
ある。或いは、エキシマレーザー光源からの放電に伴う
電気ノイズが画面上の問題となる恐れがある。前記例で
は、この様な問題を発生させないために、エキシマ光の
照射を各水平走査毎のブランキング期間内に行うように
したが、エキシマ光の照射は各水平走査毎のブランキン
グ期間内に限定されず、例えば、垂直走査毎、即ち１フ
レーム走査毎のブランキング期間内に行っても良い。
尚、前記ノイズはさほど大きいものではないことから、
ノイズの影響を無視出来る場合には、電子ビーム照射と
エキシマ光を同時に照射しても差し支えない。
同時に行うと、エキシマ光照射による試料からの光電子
が二次電子検出器６にノイズ信号として入り込む恐れが
ある。或いは、エキシマレーザー光源からの放電に伴う
電気ノイズが画面上の問題となる恐れがある。前記例で
は、この様な問題を発生させないために、エキシマ光の
照射を各水平走査毎のブランキング期間内に行うように
したが、エキシマ光の照射は各水平走査毎のブランキン
グ期間内に限定されず、例えば、垂直走査毎、即ち１フ
レーム走査毎のブランキング期間内に行っても良い。
尚、前記ノイズはさほど大きいものではないことから、
ノイズの影響を無視出来る場合には、電子ビーム照射と
エキシマ光を同時に照射しても差し支えない。
【００２９】又、前記反射ミラーとしては、エキシマ光
の試料３上への集光性を考慮して図８に示す様に、反射
面２３Ｓ′が曲面に形成されたもの２３′を使用しても
良い。
の試料３上への集光性を考慮して図８に示す様に、反射
面２３Ｓ′が曲面に形成されたもの２３′を使用しても
良い。
【００３０】又、反射ミラー２３には電子ビームが通過
する孔２３Ｈを開けねばならず、その為に母材の加工性
を考慮しなければならない。そこで、アルミニウム単体
より、加工性が優れているアルミニウム合金（例えば、
アルミニウムにＣｕ等を添加したもの）を使用しても良
い。尚、アルミニウム合金の場合、アルミニウム単体よ
り紫外線の反射率が僅かであるが低下する恐れがあるの
で、反射面だけに純粋なアルミニウムをコーティングす
るようにしても良い。
する孔２３Ｈを開けねばならず、その為に母材の加工性
を考慮しなければならない。そこで、アルミニウム単体
より、加工性が優れているアルミニウム合金（例えば、
アルミニウムにＣｕ等を添加したもの）を使用しても良
い。尚、アルミニウム合金の場合、アルミニウム単体よ
り紫外線の反射率が僅かであるが低下する恐れがあるの
で、反射面だけに純粋なアルミニウムをコーティングす
るようにしても良い。
【００３１】又、反射ミラーの母材としてアルミニウム
を使用したのは、アルミニウムの紫外線に対する反射率
の高さ（紫外線の使用波長２００ｎｍ〜５００ｎｍ領域
において反射率が大凡９０％以上）を考慮したからであ
るが、紫外線の使用波長域において反射率の良いもので
あれば他の金属を使用しても良い。
を使用したのは、アルミニウムの紫外線に対する反射率
の高さ（紫外線の使用波長２００ｎｍ〜５００ｎｍ領域
において反射率が大凡９０％以上）を考慮したからであ
るが、紫外線の使用波長域において反射率の良いもので
あれば他の金属を使用しても良い。
【００３２】又、前記例では本発明を走査電子顕微鏡を
使用した試料観察を例に上げて説明したが、この様な例
に限定されず、種々の応用が可能である。
使用した試料観察を例に上げて説明したが、この様な例
に限定されず、種々の応用が可能である。
【００３３】例えば、電子ビーム描画装置による半導体
パターン描画に応用すれば、電子ビーム照射による描画
材料の帯電を防止しつつパターン描画が出来るので、精
度の高いパターンが描ける。尚、この様な荷電粒子描画
では、通常、走査電子顕微鏡のような画像観察は行わな
いので、各独立したパターンを荷電粒子ビームで描く度
にエキシマ光を照射しても良いし、荷電粒子による描画
の最中にエキシマ光を照射しても良い。又、集束イオン
ビームによる絶縁物材料加工に応用すれば、絶縁材料の
帯電によるビームボケが無くなるため、精度の高い加工
が可能となる。更に、Ｘ線マイクロアナライザーやＸ線
電子分光器等に応用すれば、検出感度の良い元素分析が
出来る。
パターン描画に応用すれば、電子ビーム照射による描画
材料の帯電を防止しつつパターン描画が出来るので、精
度の高いパターンが描ける。尚、この様な荷電粒子描画
では、通常、走査電子顕微鏡のような画像観察は行わな
いので、各独立したパターンを荷電粒子ビームで描く度
にエキシマ光を照射しても良いし、荷電粒子による描画
の最中にエキシマ光を照射しても良い。又、集束イオン
ビームによる絶縁物材料加工に応用すれば、絶縁材料の
帯電によるビームボケが無くなるため、精度の高い加工
が可能となる。更に、Ｘ線マイクロアナライザーやＸ線
電子分光器等に応用すれば、検出感度の良い元素分析が
出来る。
【００３４】又、ガルバノミラー若しくは音響光学光偏
向素子（ＡＯＤ）如き走査手段をエキシマ光源と試料の
間に設け、走査手段によってエキシマ光源からのエキシ
マ光で試料上のエキシマ光照射領域内を高速走査させる
ようにしても良い。
向素子（ＡＯＤ）如き走査手段をエキシマ光源と試料の
間に設け、走査手段によってエキシマ光源からのエキシ
マ光で試料上のエキシマ光照射領域内を高速走査させる
ようにしても良い。
【００３５】又、前記例ではエキシマ光源としてエキシ
マレーザーを用いるようにしたが、エキシマランプでも
良い。
マレーザーを用いるようにしたが、エキシマランプでも
良い。
【００３６】又、前記例ではエキシマ光を使用するよう
にしたが、他の種類の発生方法による光でも良い。例え
ば、紫外線用白熱電球，キセノンランプ，水銀ランプの
如き，紫外線ランプや、他の紫外線レーザーがある。
にしたが、他の種類の発生方法による光でも良い。例え
ば、紫外線用白熱電球，キセノンランプ，水銀ランプの
如き，紫外線ランプや、他の紫外線レーザーがある。
【図１】 走査電子顕微鏡の１概略例を示している。
【図２】 従来の試料観察における問題点を説明するた
めに使用した図である。
めに使用した図である。
【図３】 紫外線の光電効果を説明するために使用した
図である。
図である。
【図４】 コンタクトホールを有する試料観察における
問題点を説明するために使用した図である。
問題点を説明するために使用した図である。
【図５】 本発明の荷電粒子ビーム照射方法を使用した
一例として示した走査電子顕微鏡の概略例を示したもの
である。
一例として示した走査電子顕微鏡の概略例を示したもの
である。
【図６】 本発明の動作の説明に用いた図である。
【図７】 本発明の動作の説明に用いた図である。
【図８】 本発明の主要部の他の例を示したものであ
る。
る。
１…電子銃 ２…集束レンズ ３…試料 ４…偏向器 ５…対物レンズ ６…二次電子検出器 ７…ＡＤ変換器 ８…フレームメモリ ９…走査制御回路 １０…中央制御装置 １１…陰極線管 １２…ブランキング信号発生回路 １３…ブランカ １４…遮蔽板 ＥＢ…電子ビーム １９…負電荷 ２０…二次電子 ２１…エキシマ光源 ２２…エキシマ光源制御回路 ２３，２３′…反射ミラー ２３Ｒ，２３Ｒ′…反射面 ２３Ｓ，２３Ｓ′…被覆層 ２３Ｈ，２３Ｈ′…孔 ２４…集束レンズ ３０…電子ビーム走査領域 ３１…エキシマ光照射領域 ４０…エキシマ光 ５１…外部光電子 ５２…内部光電子 ５３…二次電子 ５４導電体層 ＬＳ…紫外線源 Ｏ…電子ビーム光軸中心
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ２１Ｋ 5/04 Ｈ０１Ｊ 37/28 Ｂ Ｈ０１Ｊ 37/28 Ｇ０２Ｂ 1/10 Ｚ Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ａ
Claims (8)
- 【請求項１】 荷電粒子ビーム発生手段、該荷電粒子ビ
ーム発生手段からの荷電粒子ビームを被照射対象物に照
射するための手段、及び、紫外線発生源を備え、荷電粒
子ビーム通過孔を有し、且つ、紫外線発生源からの紫外
線が荷電粒子ビーム通路に沿って試料上に照射されるよ
うに紫外線を反射する反射面を有する反射ミラーを荷電
粒子ビーム通路上に設けた荷電粒子ビーム装置。 - 【請求項２】 少なくとも反射面を除く反射ミラーの外
面を反射ミラーの母材とは異なった導電性材料で被覆し
た請求項１記載の荷電粒子ビーム装置。 - 【請求項３】 前記導電性材料は酸化し難い材料である
請求項２記載の荷電粒子ビーム装置。 - 【請求項４】 反射ミラーの反射面を曲面状に形成した
請求項１記載の荷電粒子ビーム装置。 - 【請求項５】 反射ミラーの母材は単一金属である請求
項１記載の荷電粒子ビーム装置。 - 【請求項６】 反射ミラーの母材は合金である請求項１
記載の荷電粒子ビーム装置。 - 【請求項７】 反射面を単一金属で被覆した請求項６記
載の荷電粒子ビーム装置。 - 【請求項８】 反射ミラーの母材はアルミニウムである
請求項１，２，３，４，５，７の何れかに記載の荷電粒
子ビーム装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001026481A JP2002231172A (ja) | 2001-02-02 | 2001-02-02 | 荷電粒子ビーム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001026481A JP2002231172A (ja) | 2001-02-02 | 2001-02-02 | 荷電粒子ビーム装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002231172A true JP2002231172A (ja) | 2002-08-16 |
Family
ID=18891289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001026481A Pending JP2002231172A (ja) | 2001-02-02 | 2001-02-02 | 荷電粒子ビーム装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002231172A (ja) |
Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
| JP2008084734A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | National Institute For Materials Science | 電子線発生装置とレーザー光の陰極先端部への照射方法 |
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| US7709815B2 (en) * | 2005-09-16 | 2010-05-04 | Mapper Lithography Ip B.V. | Lithography system and projection method |
| JP2013195265A (ja) * | 2012-03-21 | 2013-09-30 | Kyushu Univ | アブレーション装置及び３次元電子顕微鏡 |
| CN105974502A (zh) * | 2016-07-21 | 2016-09-28 | 武汉海达数云技术有限公司 | 三维激光扫描仪中的反射镜和三维激光扫描仪 |
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-
2001
- 2001-02-02 JP JP2001026481A patent/JP2002231172A/ja active Pending
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| US10790110B2 (en) | 2018-03-29 | 2020-09-29 | Nuflare Technology, Inc. | Charged particle beam irradiation apparatus, charged particle beam image acquisition apparatus, and charged particle beam inspection apparatus |
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