JP2004079334A - Electron beam device - Google Patents

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JP2004079334A
JP2004079334A JP2002237934A JP2002237934A JP2004079334A JP 2004079334 A JP2004079334 A JP 2004079334A JP 2002237934 A JP2002237934 A JP 2002237934A JP 2002237934 A JP2002237934 A JP 2002237934A JP 2004079334 A JP2004079334 A JP 2004079334A
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Japan
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electron beam
semiconductor
detector
lens system
mounting substrate
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JP2002237934A
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Shingo Matsuoka
松岡 新吾
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron beam device capable of arranging an electron beam path on the same axis as an electron beam. <P>SOLUTION: A first electron beam sensor 70 detecting the center of a mounting board 61 by directly detecting the electron beam from an electron beam source is fitted on one side of the mounting board 61 constituting a semiconductor electron beam detector 60, divided into four regions A1 to A4. A signal in accordance with an incident volume of the electron beam is outputted from each region A1 to A4. A center of the mounting board 61 is detected by moving the semiconductor electron beam detector 60 so that the output signals from the regions A1 to A4 become all equal to position the electron beam path 75 and the electron beam EB on the same axis. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は電子線を検出する半導体電子線検出器を備える電子顕微鏡や電子線露光装置等の電子線装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子顕微鏡や半導体素子に微細パターンを転写する電子線露光装置では電子線を検出する検出器として半導体電子線検出器が用いられている。
【0003】
図5は従来の電子顕微鏡の概念図である。
【0004】
この電子顕微鏡は電子線源110とコンデンサレンズ系120とオブジェクトレンズ系130とステージ140とを備えている。
【0005】
電子線源110とコンデンサレンズ系120とオブジェクトレンズ系130とステージ140とは真空雰囲気とした筐体150に収容されている。
【0006】
オブジェクトレンズ系130とステージ140上に置かれた試料105との間には半導体電子線検出器160が配置されている。
【0007】
電子線源110から出射した電子線はコンデンサレンズ系120及びオブジェクトレンズ系130によって絞られて試料105に照射される。試料105で反射された電子線は半導体電子線検出器160で検出される。
【0008】
半導体電子線検出器160は基板(図示せず)に固定された電子線センサ180(図6参照)を備え、例えばねじ等によってオブジェクトレンズ系130に固定される。
【0009】
なお、電子線露光装置においては、試料105が半導体ウエハである半導体ウエハから反射される電子線の量を検出することによって露光量や電子線量を検出する点が電子顕微鏡と相違する。
【0010】
図6は従来の電子線センサの断面図である。
【0011】
電子線センサ180は可視光を受光するセンサと同様の構成であり、シリコンプロセスによって形成される。
【0012】
電子線センサ180は円形であり、その中央部(円形の基板の中央部)には電子線を通過させる電子線通路175が設けられている。この電子線通路175は電子線と同軸上に配置される。
【0013】
電子線センサ180を構成するN− 型半導体基板の表面にはP+ 型拡散領域とN+ 型拡散領域とが形成されている。
【0014】
+ 型拡散領域とN+ 型拡散領域とが形成されたN− 型半導体基板の表面にはチャージアップ防止膜176とシリコン酸化膜177とが形成されている。チャージアップ防止膜176は電子線通路175の周囲に形成されている。シリコン酸化膜177はチャージアップ防止膜176の外側に形成されている。
【0015】
また、P+ 型拡散領域及びN+ 型拡散領域にはそれぞれP+ 電極178及びN+ 電極179が接続されている。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来30〜40keV程度の加速電圧で電子線を加速させていたが、近年電子線源の性能向上に伴い、100keV以上の加速電圧で電子線を加速させて電子線のエネルギーを高めることが可能になった。
【0017】
電子線のエネルギーが高くなったとき、電子顕微鏡においては分解能が向上し、電子線露光装置においてはスループットが向上するが、電子線を検出する電子線センサ180の劣化が早まるので、半導体電子線検出器160を交換しなければならなくなる。
【0018】
しかし、電子顕微鏡等には半導体電子線検出器160の基板の中心を検出するための機構が設けられていないため、半導体電子線検出器160を交換したとき、電子線通路175を電子線と同軸上に配置することができないという問題がある。
【0019】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は電子線通路を電子線と同軸上に配置することができる電子線装置を提供することである。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項1記載の発明は、電子線源と、この電子線源とステージ上に載置された試料との間に配置されたコンデンサレンズ系及びオブジェクトレンズ系と、このオブジェクトレンズ系と前記試料との間に配置された半導体電子線検出器とを備える電子線装置において、前記半導体電子線検出器は、実装用基板と、この実装用基板の一方の面に設けられ、前記電子線源からの電子線を直接検出して前記実装用基板の中心を検出する第1の電子線センサと、前記実装用基板の他方の面に設けられ、前記試料で反射した電子線を検出する第2の電子線センサとを有することを特徴とする。
【0021】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の電子線装置において、前記オブジェクトレンズ系に前記半導体電子線検出器を取外し可能に支持する支持機構部が設けられ、少なくとも前記オブジェクトレンズ系を収容する筐体に前記半導体電子線検出器を出し入れするための開口が設けられていることを特徴とする。
【0022】
請求項3記載に発明は、請求項1又は2記載の電子線装置において、前記第1の電子線センサの前記電子線を検出する領域を分割し、前記各領域からの出力信号によって前記実装用基板の中心に対する電子線のずれ方向及びずれ量を検出することを特徴とする。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0024】
図1はこの発明の一実施形態に係る電子顕微鏡の概念図である。
【0025】
この電子顕微鏡(電子線装置)は電子線源10とコンデンサレンズ系20とオブジェクトレンズ系30とステージ40とを備えている。
【0026】
電子線源10とコンデンサレンズ系20とオブジェクトレンズ系30とステージ40とは真空雰囲気とした筐体50に収容されている。
【0027】
オブジェクトレンズ系30とステージ40上に置かれた試料5との間には半導体電子線検出器60が配置されている。
【0028】
半導体電子線検出器60はオブジェクトレンズ系30の下方に設けられたレール65に沿って水平方向へ移動され、図示しない嵌合機構によって所定位置に固定される。
【0029】
半導体電子線検出器60の移動は真空中での直線移動機構であるフィードスルー66を用いて行なわれる。レール65と嵌合機構とフィードスルー66とで請求項2の支持機構部が構成される。
【0030】
フィードスルー66の一端はオブジェクトレンズ系30を収容する筐体31に設けられた開口32を介して半導体電子線検出器60に捩じ込まれている。
【0031】
また、フィードスルー66の他端は電子顕微鏡の筐体50に設けられた予備排気室55の壁面56に形成された孔(図示せず)を介して外部へ延びている。孔の周囲は予備排気室55内の低圧を維持することができるようにシールされている。
【0032】
予備排気室55には電子顕微鏡の筐体50と予備排気室55とを区画し、筐体50内を真空雰囲気に保つための図示しない遮断機構が設けられている。また、予備排気室55には図示しない真空排気弁が設けられ、予備排気室55の内部を所定の気圧に調整することができる。
【0033】
以下にこの電子顕微鏡の半導体電子線検出器60の交換の操作手順を説明する。
【0034】
まず、現在装着されている半導体電子線検出器60を予備排気室55へ移送し、予備排気室55を大気雰囲気として半導体電子線検出器60を取り外す。
【0035】
次に、新たに装着する半導体電子線検出器60の側面にフィードスルー66を捩じ込む。予備排気室55内を筐体50内の真空度と同程度の真空になるように真空排気弁から排気する。
【0036】
その後、予備排気室55内を真空雰囲気を保ちながらフィードスルー66を押し込んでオブジェクトレンズ系30を収容する筐体31内に半導体電子線検出器60を移送する。
【0037】
最後に、フィードスルー66を半導体電子線検出器60から外して元の位置まで戻し、半導体電子線検出器60の交換が終了する。
【0038】
その後、電子線通路75(図2参照)と電子線とを同軸上に位置させる。
【0039】
図2(a)は半導体電子線検出器の斜視図、図2(b)は図2(a)の2b−2b線に沿う断面図である。
【0040】
半導体電子線検出器60は、実装用基板61と、この実装用基板61の一方の面に設けられ、電子線源10からの電子線を直接検出して実装用基板61の中心を検出する第1の電子線センサ70と、実装用基板61の他方の面に設けられ、試料5で反射した電子線を検出する第2の電子線センサ80とを有する。
【0041】
第1の電子線センサ70及び第2の電子線センサ80は円形であり、その半径はそれぞれ18mmである。
【0042】
第2の電子線センサ80としては従来と同様の電子線センサ(図6参照)を用いることができる。なお、反射した電子線を検出する領域は1つに限るものではなく図3と同様に複数であってもよい。
【0043】
また、図示しないが、第2の電子線センサ80は実装用基板の外周縁に形成された電極に金属細線を介して接続される。
【0044】
実装用基板61は例えばセラミック基板のように電子線に対する耐久性のあるもので形成される。この実装用基板61は半径及び厚さがそれぞれ25mm及び1mmの円板である。
【0045】
第1の電子線センサ70、実装用基板61及び第2の電子線センサ80の中央部には電子線を通過させる電子線通路75が設けられている。電子線通路75の半径は7mmである。
【0046】
図3(a)は実装用基板の一方の面の平面図、図3(b)は3b−3b線に沿う断面図である。なお、図3(b)には実装用基板61の他方の面に設けられた第2の電子線センサ80の図示は省略されている。
【0047】
第1の電子線センサ70は可視光を受光するセンサと同様の構成であり、シリコンプロセスによって形成される。
【0048】
電子線通路75の外周に形成された第1の電子線センサ70は電子線を検出する4つの領域A1〜A4に分割されている。
【0049】
電子線センサを構成するN− 型半導体基板の表面にはP+ 型拡散領域とN+ 型拡散領域とが形成されている。
【0050】
+ 型拡散領域とN+ 型拡散領域とが形成されたN− 型半導体基板の表面にはチャージアップ防止膜76とシリコン酸化膜77とが形成されている。チャージアップ防止膜76は電子線通路75の周囲(4つの領域A1〜A4)に形成されている。シリコン酸化膜77はチャージアップ防止膜76の外側に形成されている。
【0051】
また、P+ 型拡散領域及びN+ 型拡散領域にはそれぞれアノード電極(P+ 電極)78及びカソ−ド電極(N+ 電極)79が接続されている。
【0052】
アノード電極78及びカソ−ド電極79はそれぞれ実装用基板61の外周縁に形成された電極62,63に金属細線73,74を介して接続されている。第1の電子線センサ70には金属細線73,74を介して信号の入力及び出力が行なわれる。
【0053】
例えば、電子線が領域A1に入射したとき、電子線の入射量に応じたホールと電子とのペアが形成される(理論的に3.6eVで1つのホールと電子とのペアが形成される)。
【0054】
したがって、100keVの電圧で加速された電子線が領域A1に入射すると、理論上入射する電荷の27×103 倍の電荷が信号として出力される。
【0055】
同様に他の領域A2〜A4に対しても電子線が入射し、それぞれの領域A1〜A4から電子線の入射量に応じた信号が出力される。
【0056】
そのため、領域A1〜A4から出力される信号によって実装用基板61の中心に対する電子線のずれ方向及びずれ量を検出することができる。
【0057】
その結果、実装用基板61の中心を検出することができる。
【0058】
図4は電子線通路と電子線との位置合わせ作業の一例を説明する図である。
【0059】
半導体電子線検出器60を交換したとき、電子線通路75は電子線EBと同軸上に位置していないため、第1の電子線センサ70を用いて電子線通路75と電子線EBとの位置合わせ作業を行なう。
【0060】
例えば、図4に示すように電子線EBが電子線通路75に対して右側にずれているとき、右側の電子線EBを検出する領域からの出力信号が大きくなる。
【0061】
そこで、全ての領域A1〜A4からの出力信号が等しくなるように例えば半導体電子線検出器60を白抜き矢印で示すように左方へ移動させる。
【0062】
電子線EBが実装用基板61の中心と一致したとき(電子線のずれがなくなったとき)、領域A1〜A4からの出力信号が全て等しくなるため、電子線通路75と電子線EBとが同軸上に位置したことがわかる。
【0063】
位置合わせ後、試料5側に設けられた第2の電子線センサ80で試料5で反射した電子線を検出する。
【0064】
この実施形態によれば、半導体電子線検出器60を交換するとき、領域A1〜A4から出力される信号に基いて実装用基板61の中心を検出できるため、電子線通路75を電子線と同軸上に配置することができる。
【0065】
また、レール65に支持された半導体電子線検出器60の交換をフィードスルー66を用いて筐体50の外部から行なうことができるので、半導体電子線検出器60を極めて容易に交換することができる。
【0066】
更に、位置合わせを行なうとき、試料5の損傷を防ぐことができる。
【0067】
なお、上記実施形態では第1の電子線センサ70を円形としたが、例えば矩形としてもよい。
【0068】
また、上記実施形態では第1の電子線センサ70を4分割したが、4分割以上としてもよく、例えば8分割や16分割としてもよい。多分割することによって実装用基板61の中心を高精度に検出することができる。
【0069】
【発明の効果】
以上に説明したようにこの発明の電子線装置によれば、電子線通路を電子線と同軸上に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の一実施形態に係る電子顕微鏡の概念図である。
【図2】図2(a)は半導体電子線検出器の斜視図、図2(b)は図2(a)の2b−2b線に沿う断面図である。
【図3】図3(a)は実装用基板の一方の面の平面図、図3(b)は3b−3b線に沿う断面図である。
【図4】図4は電子線通路と電子線との位置合わせ作業の一例を説明する図である。
【図5】図5は電子顕微鏡の概念図である。
【図6】図6は従来の電子線センサの断面図である。
【符号の説明】
5 試料
10 電子線源
20 コンデンサレンズ系
30 オブジェクトレンズ系
32 開口
40 ステージ
60 半導体電子線検出器
61 実装用基板
65 レール
66 フィードスルー
70 第1の電子線センサ
80 第2の電子線センサ
A1〜A4 電子線を検出する領域
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electron beam device such as an electron microscope and an electron beam exposure device having a semiconductor electron beam detector for detecting an electron beam.
[0002]
[Prior art]
In an electron microscope or an electron beam exposure apparatus for transferring a fine pattern to a semiconductor element, a semiconductor electron beam detector is used as a detector for detecting an electron beam.
[0003]
FIG. 5 is a conceptual diagram of a conventional electron microscope.
[0004]
This electron microscope includes an electron beam source 110, a condenser lens system 120, an object lens system 130, and a stage 140.
[0005]
The electron beam source 110, the condenser lens system 120, the object lens system 130, and the stage 140 are housed in a housing 150 in a vacuum atmosphere.
[0006]
A semiconductor electron beam detector 160 is arranged between the object lens system 130 and the sample 105 placed on the stage 140.
[0007]
The electron beam emitted from the electron beam source 110 is converged by the condenser lens system 120 and the object lens system 130 and irradiates the sample 105. The electron beam reflected by the sample 105 is detected by the semiconductor electron beam detector 160.
[0008]
The semiconductor electron beam detector 160 includes an electron beam sensor 180 (see FIG. 6) fixed to a substrate (not shown), and is fixed to the object lens system 130 by, for example, a screw.
[0009]
Note that an electron beam exposure apparatus is different from an electron microscope in that an exposure amount and an electron dose are detected by detecting an amount of an electron beam reflected from a semiconductor wafer in which a sample 105 is a semiconductor wafer.
[0010]
FIG. 6 is a sectional view of a conventional electron beam sensor.
[0011]
The electron beam sensor 180 has the same configuration as a sensor that receives visible light, and is formed by a silicon process.
[0012]
The electron beam sensor 180 has a circular shape, and an electron beam passage 175 for passing an electron beam is provided at the center (the center of the circular substrate). The electron beam passage 175 is arranged coaxially with the electron beam.
[0013]
A P + type diffusion region and an N + type diffusion region are formed on the surface of the N type semiconductor substrate constituting the electron beam sensor 180.
[0014]
A charge-up prevention film 176 and a silicon oxide film 177 are formed on the surface of the N type semiconductor substrate on which the P + type diffusion region and the N + type diffusion region are formed. The charge-up prevention film 176 is formed around the electron beam path 175. The silicon oxide film 177 is formed outside the charge-up prevention film 176.
[0015]
Also, P + electrode 178 and the N + electrode 179 are respectively connected to the P + -type diffusion region and the N + -type diffusion region.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the electron beam is conventionally accelerated at an acceleration voltage of about 30 to 40 keV. However, with the recent improvement in the performance of the electron beam source, it is necessary to accelerate the electron beam at an acceleration voltage of 100 keV or more to increase the energy of the electron beam. It is now possible.
[0017]
When the energy of the electron beam is increased, the resolution is improved in the electron microscope and the throughput is improved in the electron beam exposure apparatus. However, the deterioration of the electron beam sensor 180 for detecting the electron beam is accelerated. The container 160 has to be replaced.
[0018]
However, since a mechanism for detecting the center of the substrate of the semiconductor electron beam detector 160 is not provided in an electron microscope or the like, when the semiconductor electron beam detector 160 is replaced, the electron beam passage 175 is coaxial with the electron beam. There is a problem that it cannot be placed on top.
[0019]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an electron beam apparatus that can arrange an electron beam path coaxially with an electron beam.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 includes an electron beam source, a condenser lens system and an object lens system arranged between the electron beam source and a sample mounted on a stage, In an electron beam device including a lens system and a semiconductor electron beam detector disposed between the sample, the semiconductor electron beam detector is provided on a mounting substrate and one surface of the mounting substrate, A first electron beam sensor for directly detecting an electron beam from the electron beam source to detect the center of the mounting substrate, and an electron beam provided on the other surface of the mounting substrate and reflected by the sample. And a second electron beam sensor for detecting.
[0021]
According to a second aspect of the present invention, in the electron beam apparatus according to the first aspect, a support mechanism for detachably supporting the semiconductor electron beam detector is provided in the object lens system, and accommodates at least the object lens system. An opening for taking the semiconductor electron beam detector in and out of the housing is provided.
[0022]
According to a third aspect of the present invention, in the electron beam apparatus according to the first or second aspect, a region for detecting the electron beam of the first electron beam sensor is divided, and an output signal from each region is used for the mounting. It is characterized in that the direction and amount of shift of the electron beam with respect to the center of the substrate are detected.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0024]
FIG. 1 is a conceptual diagram of an electron microscope according to one embodiment of the present invention.
[0025]
This electron microscope (electron beam device) includes an electron beam source 10, a condenser lens system 20, an object lens system 30, and a stage 40.
[0026]
The electron beam source 10, the condenser lens system 20, the object lens system 30, and the stage 40 are housed in a housing 50 in a vacuum atmosphere.
[0027]
A semiconductor electron beam detector 60 is disposed between the object lens system 30 and the sample 5 placed on the stage 40.
[0028]
The semiconductor electron beam detector 60 is moved in a horizontal direction along a rail 65 provided below the object lens system 30, and is fixed at a predetermined position by a fitting mechanism (not shown).
[0029]
The movement of the semiconductor electron beam detector 60 is performed using a feed-through 66 which is a linear movement mechanism in a vacuum. The rail 65, the fitting mechanism, and the feed-through 66 constitute the supporting mechanism of the second aspect.
[0030]
One end of the feedthrough 66 is screwed into the semiconductor electron beam detector 60 via an opening 32 provided in the housing 31 that houses the object lens system 30.
[0031]
The other end of the feedthrough 66 extends to the outside via a hole (not shown) formed in a wall surface 56 of a preliminary exhaust chamber 55 provided in the housing 50 of the electron microscope. The periphery of the hole is sealed so that a low pressure in the preliminary exhaust chamber 55 can be maintained.
[0032]
In the preliminary exhaust chamber 55, a housing 50 for the electron microscope and the preliminary exhaust chamber 55 are partitioned, and a blocking mechanism (not shown) for keeping the inside of the housing 50 in a vacuum atmosphere is provided. Further, a vacuum exhaust valve (not shown) is provided in the preliminary exhaust chamber 55, and the inside of the preliminary exhaust chamber 55 can be adjusted to a predetermined pressure.
[0033]
An operation procedure for replacing the semiconductor electron beam detector 60 of the electron microscope will be described below.
[0034]
First, the currently mounted semiconductor electron beam detector 60 is transferred to the preliminary exhaust chamber 55, and the preliminary electron exhaust chamber 55 is set to the atmosphere to remove the semiconductor electron beam detector 60.
[0035]
Next, the feedthrough 66 is screwed into the side surface of the newly mounted semiconductor electron beam detector 60. The inside of the preliminary exhaust chamber 55 is evacuated from the evacuation valve so that the degree of vacuum in the casing 50 is substantially equal to the degree of vacuum.
[0036]
Thereafter, the feed-through 66 is pushed in while the vacuum atmosphere is maintained in the preliminary exhaust chamber 55, and the semiconductor electron beam detector 60 is transferred into the housing 31 accommodating the object lens system 30.
[0037]
Finally, the feedthrough 66 is detached from the semiconductor electron beam detector 60 and returned to the original position, and the replacement of the semiconductor electron beam detector 60 is completed.
[0038]
Thereafter, the electron beam path 75 (see FIG. 2) and the electron beam are positioned coaxially.
[0039]
FIG. 2A is a perspective view of a semiconductor electron beam detector, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line 2b-2b in FIG. 2A.
[0040]
The semiconductor electron beam detector 60 is provided on a mounting substrate 61 and on one surface of the mounting substrate 61, and directly detects an electron beam from the electron beam source 10 to detect the center of the mounting substrate 61. It has one electron beam sensor 70 and a second electron beam sensor 80 provided on the other surface of the mounting substrate 61 and detecting an electron beam reflected by the sample 5.
[0041]
The first electron beam sensor 70 and the second electron beam sensor 80 are circular and each has a radius of 18 mm.
[0042]
As the second electron beam sensor 80, a conventional electron beam sensor (see FIG. 6) can be used. Note that the number of regions for detecting the reflected electron beam is not limited to one, and a plurality of regions may be provided as in FIG.
[0043]
Although not shown, the second electron beam sensor 80 is connected to an electrode formed on the outer peripheral edge of the mounting substrate via a thin metal wire.
[0044]
The mounting substrate 61 is formed of, for example, a ceramic substrate having durability against electron beams. The mounting substrate 61 is a disk having a radius and a thickness of 25 mm and 1 mm, respectively.
[0045]
An electron beam passage 75 for passing an electron beam is provided at the center of the first electron beam sensor 70, the mounting substrate 61, and the second electron beam sensor 80. The radius of the electron beam path 75 is 7 mm.
[0046]
FIG. 3A is a plan view of one surface of the mounting board, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line 3b-3b. In FIG. 3B, the illustration of the second electron beam sensor 80 provided on the other surface of the mounting substrate 61 is omitted.
[0047]
The first electron beam sensor 70 has the same configuration as a sensor that receives visible light, and is formed by a silicon process.
[0048]
The first electron beam sensor 70 formed on the outer periphery of the electron beam passage 75 is divided into four regions A1 to A4 for detecting an electron beam.
[0049]
A P + -type diffusion region and an N + -type diffusion region are formed on the surface of an N -type semiconductor substrate constituting an electron beam sensor.
[0050]
A charge-up prevention film 76 and a silicon oxide film 77 are formed on the surface of the N type semiconductor substrate on which the P + type diffusion region and the N + type diffusion region are formed. The charge-up prevention film 76 is formed around the electron beam path 75 (four regions A1 to A4). The silicon oxide film 77 is formed outside the charge-up prevention film 76.
[0051]
An anode electrode (P + electrode) 78 and a cathode electrode (N + electrode) 79 are connected to the P + type diffusion region and the N + type diffusion region, respectively.
[0052]
The anode electrode 78 and the cathode electrode 79 are connected to electrodes 62 and 63 formed on the outer peripheral edge of the mounting substrate 61 via thin metal wires 73 and 74, respectively. Signals are input to and output from the first electron beam sensor 70 via the thin metal wires 73 and 74.
[0053]
For example, when an electron beam enters the region A1, a pair of a hole and an electron is formed according to the incident amount of the electron beam (one hole-electron pair is formed theoretically at 3.6 eV). ).
[0054]
Therefore, when the electron beam accelerated by the voltage of 100 keV is incident on the region A1, 27 × 10 3 times the electric charge which is theoretically incident is output as a signal.
[0055]
Similarly, the electron beam enters the other regions A2 to A4, and a signal corresponding to the incident amount of the electron beam is output from each of the regions A1 to A4.
[0056]
Therefore, the shift direction and the shift amount of the electron beam with respect to the center of the mounting substrate 61 can be detected by the signals output from the regions A1 to A4.
[0057]
As a result, the center of the mounting substrate 61 can be detected.
[0058]
FIG. 4 is a view for explaining an example of the work of aligning the electron beam path with the electron beam.
[0059]
When the semiconductor electron beam detector 60 is replaced, since the electron beam path 75 is not located coaxially with the electron beam EB, the position of the electron beam path 75 and the electron beam EB is determined using the first electron beam sensor 70. Perform matching work.
[0060]
For example, as shown in FIG. 4, when the electron beam EB is displaced to the right with respect to the electron beam path 75, the output signal from the right region for detecting the electron beam EB increases.
[0061]
Therefore, the semiconductor electron beam detector 60 is moved, for example, to the left as indicated by a white arrow so that the output signals from all the areas A1 to A4 become equal.
[0062]
When the electron beam EB coincides with the center of the mounting substrate 61 (when the displacement of the electron beam is eliminated), the output signals from the regions A1 to A4 are all equal, so that the electron beam passage 75 and the electron beam EB are coaxial. You can see that it was located above.
[0063]
After the alignment, the electron beam reflected by the sample 5 is detected by the second electron beam sensor 80 provided on the sample 5 side.
[0064]
According to this embodiment, when the semiconductor electron beam detector 60 is replaced, the center of the mounting substrate 61 can be detected based on signals output from the areas A1 to A4. Can be placed on top.
[0065]
Further, since the semiconductor electron beam detector 60 supported by the rail 65 can be replaced from outside the housing 50 using the feedthrough 66, the semiconductor electron beam detector 60 can be replaced very easily. .
[0066]
Further, when the alignment is performed, damage of the sample 5 can be prevented.
[0067]
In the above embodiment, the first electron beam sensor 70 has a circular shape, but may have a rectangular shape, for example.
[0068]
In the above embodiment, the first electron beam sensor 70 is divided into four parts, but may be divided into four or more parts, for example, eight parts or sixteen parts. The multi-division makes it possible to detect the center of the mounting substrate 61 with high accuracy.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, according to the electron beam apparatus of the present invention, the electron beam path can be arranged coaxially with the electron beam.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of an electron microscope according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a perspective view of a semiconductor electron beam detector, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line 2b-2b in FIG. 2A.
FIG. 3A is a plan view of one surface of a mounting substrate, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line 3b-3b.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a work of aligning an electron beam path and an electron beam.
FIG. 5 is a conceptual diagram of an electron microscope.
FIG. 6 is a sectional view of a conventional electron beam sensor.
[Explanation of symbols]
5 Sample 10 Electron beam source 20 Condenser lens system 30 Object lens system 32 Opening 40 Stage 60 Semiconductor electron beam detector 61 Mounting board 65 Rail 66 Feedthrough 70 First electron beam sensor 80 Second electron beam sensors A1 to A4 Area for detecting electron beam

Claims (3)

電子線源と、この電子線源とステージ上に載置された試料との間に配置されたコンデンサレンズ系及びオブジェクトレンズ系と、このオブジェクトレンズ系と前記試料との間に配置された半導体電子線検出器とを備える電子線装置において、
前記半導体電子線検出器は、
実装用基板と、
この実装用基板の一方の面に設けられ、前記電子線源からの電子線を直接検出して前記実装用基板の中心を検出する第1の電子線センサと、
前記実装用基板の他方の面に設けられ、前記試料で反射した電子線を検出する第2の電子線センサと
を有することを特徴とする電子線装置。
An electron beam source, a condenser lens system and an object lens system arranged between the electron beam source and a sample mounted on a stage, and a semiconductor electron system arranged between the object lens system and the sample. An electron beam device comprising: a line detector;
The semiconductor electron beam detector,
A mounting substrate,
A first electron beam sensor provided on one surface of the mounting substrate and directly detecting an electron beam from the electron beam source to detect the center of the mounting substrate;
An electron beam device, comprising: a second electron beam sensor provided on the other surface of the mounting substrate and detecting an electron beam reflected by the sample.
前記オブジェクトレンズ系に前記半導体電子線検出器を取外し可能に支持する支持機構部が設けられ、
少なくとも前記オブジェクトレンズ系を収容する筐体に前記半導体電子線検出器を出し入れするための開口が設けられている
ことを特徴とする請求項1記載の電子線装置。
A support mechanism for detachably supporting the semiconductor electron beam detector is provided in the object lens system,
2. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein an opening for taking in and out the semiconductor electron beam detector is provided at least in a housing accommodating the object lens system.
前記第1の電子線センサの前記電子線を検出する領域を分割し、前記各領域からの出力信号によって前記実装用基板の中心に対する電子線のずれ方向及びずれ量を検出することを特徴とする請求項1又は2記載の電子線装置。An area for detecting the electron beam of the first electron beam sensor is divided, and a shift direction and a shift amount of the electron beam with respect to a center of the mounting substrate are detected based on output signals from the respective areas. The electron beam device according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018206589A (en) * 2017-06-02 2018-12-27 日本電子株式会社 Scanning electron microscope
WO2024068547A1 (en) 2022-09-26 2024-04-04 Carl Zeiss Multisem Gmbh Disturbance compensation for charged particle beam devices

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