JP2005129345A - 荷電ビーム装置および荷電粒子検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 リターディング電位をウェーハWに印加するときは、縮小レンズ63とプリ主偏向器95’との間に配設された二次電子検出器31で二次電子を検出し、リターディング電位をウェーハWに印加しないときは、対物レンズ65とウェーハWとの間に配設された二次電子検出器33で二次電子を検出する。
【選択図】 図1
Description
荷電ビームを発生させて基板に照射する荷電ビーム出射手段と、
上記荷電ビームを縮小させる縮小手段と、
上記荷電ビームを偏向して上記基板の表面を走査する偏向手段と、
上記荷電ビームの照射を受けて上記基板から発生する荷電粒子を検出する荷電粒子検出手段であって、その荷電粒子検出面が上記荷電ビーム出射手段に対向するように配置される第1の荷電粒子検出手段と、
を備える荷電ビーム装置が提供される。
荷電ビームを発生させて基板に照射する荷電ビーム出射手段と、
上記荷電ビームを縮小させる縮小手段と、
上記荷電ビームを偏向して上記基板の表面を走査する偏向手段と、
上記荷電ビームの照射を受けて上記基板から発生する荷電粒子を検出する荷電粒子検出手段であって、その荷電粒子検出面が上記荷電ビームの光軸に対してほぼ平行になるように配置される第1の荷電粒子検出手段と、
を備える荷電ビーム装置が提供される。
荷電ビームを発生させて基板に照射する荷電ビーム出射手段と、上記荷電ビームを縮小させて上記基板に結像させる縮小手段と、上記荷電ビームを偏向して上記基板の表面を走査する偏向手段と、上記荷電ビームの照射を受けて上記基板から発生する荷電粒子を検出する荷電粒子検出手段と、を備える荷電ビーム装置に用いられる荷電粒子の検出方法であって、
上記荷電粒子検出手段の荷電粒子検出面を上記荷電ビーム出射手段に対向するように配置し、
上記荷電粒子の軌道を電界で制御することにより上記荷電粒子検出面で上記荷電粒子を検出する、荷電粒子検出方法が提供される。
荷電ビームを発生させて基板に照射する荷電ビーム出射手段と、上記荷電ビームを縮小させて上記基板に結像させる縮小手段と、上記荷電ビームを偏向して上記基板の表面を走査する偏向手段と、上記荷電ビームの照射を受けて上記基板から発生する荷電粒子を検出する荷電粒子検出手段と、を備える荷電ビーム装置に用いられる荷電粒子の検出方法であって、
上記荷電粒子検出手段の荷電粒子検出面を上記荷電ビームの光軸に対してほぼ平行になるように配置し、
上記荷電粒子の軌道を電界で制御することにより上記荷電粒子検出面で上記荷電粒子を検出する、荷電粒子検出方法が提供される。
荷電ビームを発生させて基板に照射する荷電ビーム出射手段と、上記荷電ビームを第1の電界により縮小させる第1の縮小手段と、上記第1の縮小手段により縮小した上記荷電ビームを磁界または第2の電界によりさらに縮小させて上記基板に結像させる第2の縮小手段と、上記荷電ビームを偏向して上記基板を走査する偏向手段と、を備え、上記荷電ビームの上記基板への入射速度を減速させるリターディング電位を上記基板に印加する外部電源に接続可能な荷電ビーム装置に用いられ、上記荷電ビームの照射を受けて上記基板から発生する荷電粒子を検出する方法であって、
上記リターディング電位を上記基板に印加するときは、上記第1の縮小手段と上記第2の縮小手段との間で上記荷電粒子を検出し、
上記リターディング電位を上記基板に印加しないときは、上記第2の縮小手段と上記基板との間で上記荷電粒子を検出する、
荷電粒子検出方法が提供される。
図1は、本発明にかかる荷電ビーム装置の第1の実施の形態を示すブロック図である。同図に示す電子ビーム描画システム1は、電子光学系と制御部とXYステージ19とを備える。
図7は、本発明にかかる荷電ビーム装置の第2の実施の形態の要部を示すブロック図であり、また、図8は、図7に示す電子ビーム描画システム3が備えるX−Yステージ19の平面図である。
上述した荷電粒子の検出方法を半導体装置の製造工程に用いることにより、高い効率で荷電粒子を検出でき、基板表面の画像を高品質で取得することができるので、短いTAT(Turn Around Time)でかつ高い歩留まりで半導体装置を製造することができる。
7 縮小レンズの像面位置
9a,9b クロスオーバ
11 電子銃
13 第1アパーチャ
15 照明レンズ
17 第1成形偏向器
19 X−Yステージ
21 第2成形偏向器
31,33,35,244 MCP検出器
31a,32a,33a,35a 検出面
39,41〜43 ビーム調整試料
39a〜39c,41a〜41c,42a〜42c,43a〜43c ビーム調整用パターン
45,47,49 支持部
51〜56,249 電源
63,64 縮小レンズ
65,66,265 対物レンズ
80 制御コンピュータ
83 電子検出器コントローラ
89 成形アパーチャ(セルアパーチャ)
93 副偏向器
95 主偏向器
95’ プリ主偏向器
97 ポスト主偏向器
99 レーザ変位センサ
141,143,145,147 電子ビーム調整/検出ユニット
245 金属製筒体
CA テーパ角
EB 電子ビーム
Esa,Esb 二次電子軌道
Ha〜He 開口
ID1,ID3,ID5,ID7,ID9 電極内径
SW スイッチ
W ウェーハ
Claims (22)
- 荷電ビームを発生させて試料に照射する荷電ビーム出射手段と、
前記荷電ビームを縮小させる縮小手段と、
前記荷電ビームを偏向して前記試料の表面を走査する偏向手段と、
前記荷電ビームの照射を受けて前記試料から発生する荷電粒子を検出する荷電粒子検出手段であって、その荷電粒子検出面が前記荷電ビーム出射手段に対向するように配置される第1の荷電粒子検出手段と、
を備える荷電ビーム装置。 - 荷電ビームを発生させて試料に照射する荷電ビーム出射手段と、
前記荷電ビームを縮小させる縮小手段と、
前記荷電ビームを偏向して前記試料の表面を走査する偏向手段と、
前記荷電ビームの照射を受けて前記試料から発生する荷電粒子を検出する荷電粒子検出手段であって、その荷電粒子検出面が前記荷電ビームの光軸に対してほぼ平行になるように配置される第1の荷電粒子検出手段と、
を備える荷電ビーム装置。 - 前記縮小手段と前記試料との間に配設され、前記荷電ビームの照射を受けて前記試料から発生する荷電粒子を検出する第2の荷電粒子検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の荷電ビーム装置。
- 前記荷電ビームの前記試料への入射速度を減速させるリターディング電位を前記試料に印加する外部電源に接続可能であり、
前記試料へ前記リターディング電位が印加されるときに前記第1の荷電粒子検出手段が選択され、前記試料へ前記リターディング電位が印加されないときに前記第2の荷電粒子検出手段が選択されるように、前記第1の荷電粒子検出手段と前記第2の荷電粒子検出手段とを選択的に切り換える荷電粒子検出制御部をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載の荷電ビーム装置。 - 前記試料を支持する移動可能なステージと、
前記ステージに配設され、前記荷電ビームを調整するためのパターンが形成された荷電ビーム調整試料と、
をさらに備え、
前記第2の荷電粒子検出手段は、前記荷電ビーム調整試料と一体的に成型されて前記ステージ上に配設される、ことを特徴とする請求項3または4に記載の荷電ビーム装置。 - 前記第2の荷電粒子検出手段は、その荷電粒子検出面が前記荷電ビーム調整試料に対向するように配設されることを特徴とする請求項5に記載の荷電ビーム装置。
- 前記第2の荷電粒子検出手段は、前記パターンの位置に対応づけて設けられた開口であって、前記荷電ビームの通過を許容する開口を有することを特徴とする請求項5または6に記載の荷電ビーム装置。
- 前記第2の荷電粒子検出手段は、その荷電粒子検出面が前記荷電ビーム出射手段に対向するように、前記パターンとほぼ同一平面内に配設されることを特徴とする請求項5に記載の荷電ビーム装置。
- 前記第2の荷電粒子検出手段は、その荷電粒子検出面が前記荷電ビームの光軸に対してほぼ平行になるように配設されることを特徴とする請求項5に記載の荷電ビーム装置。
- 前記第1の荷電粒子検出手段の前記荷電粒子検出面は、前記荷電ビームの光軸に対して回転対称に配設されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の荷電ビーム装置。
- 前記縮小手段は、複数の電極を有する静電レンズを含み、前記複数の電極のうち前記試料側に位置する電極の内径が前記荷電ビーム出射手段側に位置する電極の内径よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の荷電ビーム装置。
- 前記複数の電極のうち前記試料に最も近い位置に配設された電極は、その内壁が前記試料に向けて逆テーパ形状を有するように形成されることを特徴とする請求項11に記載の荷電ビーム装置。
- 前記複数の電極のうち前記試料に最も近い位置に配設された電極には前記荷電粒子の軌道を制御するための電圧が印加されることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の荷電ビーム装置。
- 前記第2の荷電粒子検出手段と前記縮小手段との間に配設され、前記荷電粒子の軌道を制御するための電圧が印加される電極をさらに備えることを特徴とする請求項3乃至13のいずれかに記載の荷電ビーム装置。
- 前記試料は、パターンが描画される基板であり、
前記荷電ビーム出射手段は、前記荷電ビームの照射により前記基板内で発生する後方散乱電子が前記荷電ビームの照射位置に近接する描画パターンの露光量に影響を及ぼす近接効果が発生する電圧を下回る加速電圧で前記荷電ビームを発生させる、ことを特徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載の荷電ビーム装置。 - 荷電ビームを発生させて試料に照射する荷電ビーム出射手段と、前記荷電ビームを縮小させて前記試料に結像させる縮小手段と、前記荷電ビームを偏向して前記試料の表面を走査する偏向手段と、前記荷電ビームの照射を受けて前記試料から発生する荷電粒子を検出する荷電粒子検出手段と、を備える荷電ビーム装置に用いられる荷電粒子の検出方法であって、
前記荷電粒子検出手段の荷電粒子検出面を前記荷電ビーム出射手段に対向するように配置し、
前記荷電粒子の軌道を電界で制御することにより前記荷電粒子検出面で前記荷電粒子を検出する、荷電粒子検出方法。 - 荷電ビームを発生させて試料に照射する荷電ビーム出射手段と、前記荷電ビームを縮小させて前記試料に結像させる縮小手段と、前記荷電ビームを偏向して前記試料の表面を走査する偏向手段と、前記荷電ビームの照射を受けて前記試料から発生する荷電粒子を検出する荷電粒子検出手段と、を備える荷電ビーム装置に用いられる荷電粒子の検出方法であって、
前記荷電粒子検出手段の荷電粒子検出面を前記荷電ビームの光軸に対してほぼ平行になるように配置し、
前記荷電粒子の軌道を電界で制御することにより前記荷電粒子検出面で前記荷電粒子を検出する、荷電粒子検出方法。 - 荷電ビームを発生させて試料に照射する荷電ビーム出射手段と、前記荷電ビームを第1の電界により縮小させる第1の縮小手段と、前記第1の縮小手段により縮小した前記荷電ビームを磁界または第2の電界によりさらに縮小させて前記試料に結像させる第2の縮小手段と、前記荷電ビームを偏向して前記試料を走査する偏向手段と、を備え、前記荷電ビームの前記試料への入射速度を減速させるリターディング電位を前記試料に印加する外部電源に接続可能な荷電ビーム装置に用いられ、前記荷電ビームの照射を受けて前記試料から発生する荷電粒子を検出する方法であって、
前記リターディング電位を前記試料に印加するときは、前記第1の縮小手段と前記第2の縮小手段との間で前記荷電粒子を検出し、
前記リターディング電位を前記試料に印加しないときは、前記第2の縮小手段と前記試料との間で前記荷電粒子を検出する、
荷電粒子検出方法。 - 前記荷電粒子の検出量およびアクセプタンスは、前記第1の電界または前記第2の電界もしくは前記磁界の分布態様により調整されることを特徴とする請求項18に記載の荷電粒子検出方法。
- 前記第1の縮小手段および前記第2の縮小手段の少なくともいずれかは、複数の電極を有し、
前記荷電粒子の検出量およびアクセプタンスは、前記第1または前記第2の縮小手段の前記複数の電極のうち前記試料側に位置する電極の内径のサイズにより調整されることを特徴とする請求項18または19に記載の荷電粒子検出方法。 - 前記第1の縮小手段および前記第2の縮小手段の少なくともいずれかは、複数の電極を有し、
前記第1または前記第2の縮小手段の前記複数の電極のうち前記試料に近い位置に配設された電極は、その内壁が前記試料に向けて逆テーパ形状を有するように形成され、
前記荷電粒子の検出量およびアクセプタンスは、前記内壁のテーパ角度によりさらに調整されることを特徴とする請求項18に記載の荷電粒子検出方法。 - 前記試料は、パターンが描画される基板であり、
前記荷電ビーム出射手段は、前記荷電ビームの照射により前記基板内で発生する後方散乱電子が前記荷電ビームの照射位置に近接する描画パターンの露光量に影響を及ぼす近接効果が発生する電圧を下回る加速電圧で前記荷電ビームを発生させる、ことを特徴とする請求項16乃至21のいずれかに記載の荷電粒子検出方法。
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