JP2007149449A - Device and method for preventing charged contamination - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and a method for preventing charge contamination wherein a mechanism to generate ions for preventing charge and a mechanism to generate plasma for removing contamination are provided, the ions or the plasma are/is selectively discharged from the device and irradiated on an object to be measured, and thereby, charge prevention and the contamination removal of the object to be measured are easily carried out by using this simple device. <P>SOLUTION: This device for preventing charge contamination is composed of an ion generating means to generate positive ions and negative ions by irradiating gas with UV light or an X-ray, a plasma generating means to convert the gas into plasma, and a means to extract and discharge the ions and the plasma generated by the ion generating means or the plasma generating means toward a sample to be measured or the vicinity of the sample to be measured. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子線ビームを細く絞って試料に照射しつつ平面走査し、放出された2次電子あるいは反射された反射電子を検出して画像を生成する走査型電子顕微鏡の帯電汚染防止装置および帯電汚染防止方法に関するものである。   The present invention relates to a device for preventing electrostatic contamination of a scanning electron microscope that scans a plane while squeezing an electron beam and irradiating a sample, and detects emitted secondary electrons or reflected reflected electrons to generate an image. The present invention relates to a method for preventing electrostatic contamination.

従来、CD−SEMで測定する被測定物が電気的に絶縁性であると、電子線ビームの走査によって負の電荷を蓄積する(帯電する)。この電荷蓄積現象が発生すると、被測定物の2次電子像、反射電子像は、像質が劣化すると共に、蓄積した負電荷が電子線ビームの進路に影響を及ぼし像が歪んだり、パターン像全体が動いてしまう。   Conventionally, when an object to be measured by a CD-SEM is electrically insulating, negative charges are accumulated (charged) by scanning with an electron beam. When this charge accumulation phenomenon occurs, the secondary electron image and the reflected electron image of the object to be measured are deteriorated in image quality, and the accumulated negative charge affects the path of the electron beam, causing the image to be distorted or the pattern image. The whole moves.

このような像の劣化を防ぐために、従来は、UV光を照射、例えば重水素ランプからのUV光(例えば160nmから400nm)を被測定物の部位に照射して当該電荷蓄積を中和していた。この際のイオン生成の過程は、次のように行われると考えられる。   In order to prevent such image degradation, conventionally, the charge accumulation is neutralized by irradiating UV light, for example, UV light (for example, 160 nm to 400 nm) from a deuterium lamp to the site of the object to be measured. It was. It is considered that the ion generation process at this time is performed as follows.

(1)ガス原子・分子が中性で安定した基底状態では、電子はエネルギー準位のもっとも低い軌道上に存在する。   (1) In a ground state in which gas atoms / molecules are neutral and stable, electrons exist on orbits having the lowest energy level.

(2)これに、1光子が照射されて吸収されると、1つの電子が外側の軌道上に移動する(励起する)。この状態では、電気的に中性であるが、不安定な状態である。例えば1〜2秒くらいで、この状態は基底状態に戻ってしまう。   (2) When one photon is irradiated and absorbed, one electron moves (excites) on the outer orbit. In this state, it is electrically neutral but unstable. For example, in about 1 to 2 seconds, this state returns to the ground state.

(3)基底状態に戻る前に、別の光子が当り、エネルギーを吸収すると、励起された電子が更にエネルギーを得ることによって、電子は軌道から飛び出して、原子・分子の拘束から完全に解放され(電離され)、正イオンと、電子(単時間で他の中性分子と結合して負イオンになる)とが生成される。   (3) When another photon hits and absorbs energy before returning to the ground state, the excited electron gains more energy, so that the electron jumps out of the orbit and is completely released from atomic and molecular constraints. (Ionized) generates positive ions and electrons (bonded to other neutral molecules in a single time to become negative ions).

以上のように、UV光は中性ガス原子・分子を1光子のエネルギーだけでは、イオン化できず、2つの光子のエネルギーによってイオン化される(E=h×振動数、hはプランクの定数)。   As described above, neutral light atoms and molecules cannot be ionized by only one photon energy, and UV light is ionized by the energy of two photons (E = h × frequency, h is Planck's constant).

一方、SEMで電子線ビームを被測定物に照射しつつ平面走査して画像を取得中に、窒化物や硫黄元素の化合物などが被測定物に付着すると、これらを核に異物膜が形成され、画像の質が低下したり、被測定物上のパターンの寸法が違って測定されたりなどの悪影響を与えてしまうので、プラズマ処理で分解して、洗浄する方法が取られていた。   On the other hand, if a nitride or a compound of sulfur element adheres to the object to be measured while acquiring an image by scanning the object while irradiating the object with an electron beam with an SEM, a foreign substance film is formed using these as a nucleus. In this case, since the quality of the image is deteriorated or the pattern size on the object to be measured is measured differently, it is adversely affected.

上述したように、従来のCD−SEMなどの装置では、被測定試料の帯電防止のときはUV光などを照射して正イオンおよび負イオンを発生させて当該被測定試料の帯電を除去し、一方、被測定試料に異物膜が生成されたときにこれを除去するためにプラズマ処理で分解して除去していたため、異なる2種類の装置を装着する必要があるという問題があった。   As described above, in a device such as a conventional CD-SEM, when charging the sample to be measured, UV light is irradiated to generate positive ions and negative ions to remove the charge of the sample to be measured. On the other hand, when a foreign substance film is formed on the sample to be measured, it has been decomposed and removed by plasma treatment in order to remove it, and thus there is a problem that it is necessary to mount two different types of apparatuses.

本発明は、これらの問題を解決するため、装置内に帯電防止用のイオンを生成する機構および汚染除去用のプラズマを生成する機構を設け、当該装置から選択的にイオンあるいはプラズマを放出して被測定物などの帯電防止および汚染除去を行うようにしている。   In order to solve these problems, the present invention provides a mechanism for generating antistatic ions and a mechanism for generating plasma for decontamination in the apparatus, and selectively releases ions or plasma from the apparatus. Antistatic and decontamination of the object to be measured are performed.

本発明は、装置内に帯電防止用のイオンを生成する機構および汚染除去用のプラズマを生成する機構を設け、当該装置から選択的にイオンあるいはプラズマを放出して被測定物などに照射することにより、被測定物などの帯電防止および汚染除去を簡易な装置かつ容易に行うことが可能となる。   The present invention is provided with a mechanism for generating antistatic ions and a mechanism for generating plasma for decontamination within the apparatus, and selectively irradiates ions or plasma from the apparatus to irradiate the object to be measured. Accordingly, it is possible to easily prevent the object to be measured and the like and remove the contamination with a simple apparatus.

本発明は、装置内に帯電防止用のイオンを生成する機構および汚染除去用のプラズマを生成する機構を設け、当該装置から選択的にイオンあるいはプラズマを放出して被測定物などに照射し、被測定物などの帯電防止および汚染除去を簡易な装置かつ容易に行うことを実現した。   The present invention provides a mechanism for generating antistatic ions and a mechanism for generating decontamination plasma in the apparatus, and selectively emits ions or plasma from the apparatus to irradiate the object to be measured. We realized simple equipment and easy antistatic and contamination removal of measured objects.

図1は、本発明の1実施例構造図を示す。
図1の(a)は、全体の構造図の例を示す。
FIG. 1 shows a structural diagram of one embodiment of the present invention.
FIG. 1A shows an example of the overall structure.

図1の(a)において、帯電汚染防止装置1は、本発明に係るものであって、ここでは、SEMに装着したものであり、導入管21を先端に取り付けて被測定試料2の電子線ビーム13の走査部分に吹き付けるようにイオンあるいはプラズマを照射し、当該被測定試料2の帯電を中和したり、汚染を防止、除去したり、または、試料室11の全体に放出し、試料室11内の帯電を中和したり、汚染を防止、除去したりなどするものである。   In FIG. 1 (a), the antistatic contamination device 1 is according to the present invention, and here is mounted on the SEM, and an electron beam of the sample 2 to be measured is attached by attaching an introduction tube 21 to the tip. Ions or plasma is irradiated so as to blow on the scanning portion of the beam 13 to neutralize the charge of the sample 2 to be measured, to prevent or remove contamination, or to discharge the entire sample chamber 11 to the sample chamber. 11 is neutralized, and the contamination is prevented and removed.

被測定試料2は、電子線ビーム13を平面走査し、そのときに放出された2次電子、反射された反射電子、あるいは吸収された電子などを検出して画像を生成して測定する対象となる試料(例えばマスク、LSIなど)である。   The sample 2 to be measured is a target to be measured by generating an image by scanning the electron beam 13 in a plane and detecting secondary electrons, reflected reflected electrons, or absorbed electrons emitted at that time. Sample (eg, mask, LSI, etc.).

ステージ3は、被測定試料2を搭載して移動(例えばX,Y,Z,θ)させる台である。   The stage 3 is a stage on which the sample 2 to be measured is mounted and moved (for example, X, Y, Z, θ).

試料室11は、ステージ3に搭載した被測定試料2を真空中に保持するための図示外の真空排気系で真空排気する部屋である。   The sample chamber 11 is a chamber that is evacuated by a vacuum evacuation system (not shown) for holding the sample 2 to be measured mounted on the stage 3 in a vacuum.

電子光学系12は、細く絞った電子線ビーム13を被測定試料13に平面走査し、放出された2次電子、反射された反射電子、あるいは吸収された電子などを検出して画像を図示外の表示装置上に表示する公知のものである。   The electron optical system 12 planarly scans the sample 13 to be measured with a finely focused electron beam 13 and detects emitted secondary electrons, reflected reflected electrons, absorbed electrons, etc., and displays an image not shown. It is a well-known thing displayed on the display apparatus.

電子線ビーム13は、公知の電子光学系12によって生成された細く絞られた電子線ビームであって、ここでは、被測定試料13(例えば半導体のマスク)上を平面走査するものである。   The electron beam 13 is a narrowly focused electron beam beam generated by a known electron optical system 12, and here scans the sample to be measured 13 (for example, a semiconductor mask) in a plane.

導入管21は、帯電汚染防止装置1から放出されるイオン、プラズマを被測定試料2の電子線ビーム13の照射位置に向けて放出するためのものである。   The introduction tube 21 is for emitting ions and plasma emitted from the electrostatic contamination prevention device 1 toward the irradiation position of the electron beam 13 of the sample 2 to be measured.

図1の(b)は、要部構造図を示す。これは、図1の(a)の帯電汚染防止装置1の要部構造の例を示したものである。   FIG. 1B shows a structural diagram of the main part. This shows an example of a main part structure of the anti-static device 1 shown in FIG.

図1の(b)において、UVランプ22は、電源25から電源を供給して点灯し、UV光をガス導入口24から導入された窒素などに照射し、イオン(正イオンおよび負イオン)を生成するものである。尚、UVランプの代わりに、X線発生装置から軟X線をガス導入口24から導入された窒素などに照射し、イオンを生成するようにしてもよい。   In FIG. 1B, a UV lamp 22 is turned on by supplying power from a power source 25, irradiates UV light to nitrogen or the like introduced from a gas inlet 24, and emits ions (positive ions and negative ions). Is to be generated. Instead of the UV lamp, soft X-rays may be irradiated from the X-ray generator to nitrogen or the like introduced from the gas inlet 24 to generate ions.

コイル23は、図示外の高周波電源から高周波電力を供給し、UVランプ22からUV光を窒素ガスに照射して生成したイオン(正イオンおよび負イオン)を励起して効率的にプラズマを生成させるためのものである。   The coil 23 supplies high-frequency power from a high-frequency power source (not shown), and efficiently generates plasma by exciting ions (positive ions and negative ions) generated by irradiating the UV light from the UV lamp 22 with nitrogen gas. Is for.

ガス導入口24は、図示外のボンベからガス(窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガス、酸素あるいは清掃な空気などのガス)を所定流量(所定圧力)で導入する口である。帯電汚染防止装置1の容器の内部は、大気と、試料室11の真空との間の所定圧力に保持されるように(あるいは被測定試料2の帯電が除去される程度に)、当該ガス導入口24に取り付けた図示外のニードルバルブで導入するガス流量を調整する。   The gas inlet 24 is an inlet for introducing a gas (an inert gas such as nitrogen gas or argon gas, a gas such as oxygen or clean air) from a cylinder (not shown) at a predetermined flow rate (predetermined pressure). The gas introduction is performed so that the inside of the container of the anti-static device 1 is maintained at a predetermined pressure between the atmosphere and the vacuum of the sample chamber 11 (or to the extent that the charge of the sample 2 to be measured is removed). A gas flow rate introduced by a needle valve (not shown) attached to the port 24 is adjusted.

イオン引き出し電極26は、UVランプ22からのUV光を窒素ガスなどに照射して生成したイオン(正イオンおよび負イオン)あるいは生成したプラズマから、イオンあるいはプラズマを引き出し、被測定試料2に照射したりなどするためのものである。尚、イオン引き出し電極26を設けないで、試料室11の真空によって、イオンあるいはプラズマとガスとを一緒に吸引させるようにしてもよい。   The ion extraction electrode 26 extracts ions or plasma from ions (positive ions and negative ions) generated by irradiating the UV light from the UV lamp 22 to nitrogen gas or the like or generated plasma, and irradiates the sample 2 to be measured. It is for doing. Note that, without providing the ion extraction electrode 26, the vacuum of the sample chamber 11 may be used to attract ions or plasma and gas together.

イオンorプラズマ27は、イオン引き出し電極26(あるいは当該イオン引き出し電極26なしで)から引き出されて、放出されるイオンあるいはプラズマである。引き出されたイオンあるいはプラズマは、被測定試料2の電子線ビーム13の走査されている部分に噴射したり、あるいは試料室11の全体に噴射したりする。イオンによって被測定試料2などの表面の電荷(帯電)を中和する。プラズマによって被観察試料2などの表面の汚染の付着を防止、あるいは付着した汚染を除去する。   The ion or plasma 27 is ions or plasma that is extracted from the ion extraction electrode 26 (or without the ion extraction electrode 26) and released. The extracted ions or plasma are ejected to a portion of the sample 2 to be measured which is scanned by the electron beam 13 or ejected to the entire sample chamber 11. The charge (charging) on the surface of the sample 2 to be measured is neutralized by ions. The plasma prevents the surface contamination of the observed sample 2 or the like, or removes the attached contamination.

以上の構造を持つ図1の(b)の帯電汚染防止装置1を、図1の試料室11に取り付け、更に、導入管21をイオン引き出し電極26の下方に取り付けて被測定試料2の電子線ビーム13の平面走査されている部分に吹き付け、当該部分の電荷を中和(イオンによって中和)したり、汚染を防止、除去(プラズマによって防止、除去)したりすることを容易に切り替えて行うことが可能となる。また、帯電汚染防止装置1を、図1の試料室11に取り付けることで、当該試料室11の内部にイオンを放出あるいはプラズマを放出することで、当該試料室11内の被測定試料2などの表面の電荷を中和(イオンによって中和)したり、汚染を防止、除去(プラズマによって防止、除去)したりことを容易に切り替えて行うことが可能となる。   1 (b) having the above structure is attached to the sample chamber 11 of FIG. 1, and an introduction tube 21 is attached below the ion extraction electrode 26 to thereby measure the electron beam of the sample 2 to be measured. The beam 13 is sprayed onto the plane-scanned portion, and the charge of the portion is neutralized (neutralized by ions), and contamination is prevented and removed (prevented and removed by plasma), which is easily switched. It becomes possible. 1 is attached to the sample chamber 11 shown in FIG. 1 to release ions or plasma into the sample chamber 11 so that the sample 2 to be measured in the sample chamber 11 and the like can be obtained. It is possible to easily switch between neutralizing the surface charge (neutralized by ions), preventing contamination, and removing (preventing and removing by plasma).

次に、図2および図3のフローチャートの順番に従い、図1の構造のもとで帯電防止および汚染防止、除去の動作について詳細に順次説明する。   Next, in accordance with the order of the flowcharts of FIGS. 2 and 3, the operation of preventing charging, preventing contamination and removing under the structure of FIG. 1 will be sequentially described in detail.

図2は、本発明の動作説明フローチャート(その1)を示す。
図2の(a)は、汚染除去する場合のフローチャートを示す。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the present invention (part 1).
FIG. 2A shows a flowchart in the case of decontamination.

図2の(a)において、S1は、試料室11を真空に排気する。これは、図1の(a)の試料室11の図示外の真空排気系を動作させて当該試料室11を真空に排気(例えば10−6Torr以下に排気)する。 In FIG. 2A, S1 evacuates the sample chamber 11 to a vacuum. This is to operate a vacuum exhaust system (not shown) of the sample chamber 11 in FIG. 1A to exhaust the sample chamber 11 to a vacuum (for example, exhaust to 10 −6 Torr or less).

S2は、汚染が発生する。これは、図1の(a)の試料室11を真空に図示外の真空排気系により排気する状態で、被測定試料2を出し入れするときに汚染物質が流入して試料室11の内部に付着して汚染が発生したり、あるいは被測定試料2に付着した汚染物質、ガスなどが放出されて付着して汚染が発生したりする。また、電子線ビーム13の照射により試料室11内に浮遊するガス(有機ガスなど)が被観察試料2あるいはその近傍に分解されて付着して汚染が発生したりする。   In S2, contamination occurs. In this state, the sample chamber 11 in FIG. 1A is evacuated to a vacuum by an unillustrated evacuation system, and contaminants flow in when the sample 2 to be measured is taken in and out and adhere to the inside of the sample chamber 11. As a result, contamination occurs, or contamination, gas, or the like attached to the sample 2 to be measured is released and attached to cause contamination. Further, a gas (organic gas or the like) floating in the sample chamber 11 by the irradiation of the electron beam 13 is decomposed and adhered to the sample 2 to be observed or its vicinity, thereby causing contamination.

S3は、装置をONする。これは、既述した図1の帯電汚染防止装置1の電源をオンにして動作させ、試料室11内にプラズマを導入し、汚染の発生を防止、除去する。   In S3, the apparatus is turned on. This is performed by turning on the power supply of the above-described charging contamination preventing apparatus 1 of FIG. 1 to introduce plasma into the sample chamber 11 to prevent or remove the occurrence of contamination.

S4は、試料を導入する。これは、図1の試料室11に、外部から予備排気室を経由して被測定試料2を導入し、図示のステージ3の上に装着する。   In S4, a sample is introduced. In this case, the sample 2 to be measured is introduced into the sample chamber 11 of FIG. 1 from the outside via the preliminary exhaust chamber and mounted on the stage 3 shown in the figure.

S5は、汚染を除去する。これは、S3で帯電汚染防止装置1の電源をオンにし、プラズマを試料室11の内部、およびS4で導入した被測定試料2の表面に吹き付けて付着している汚染物質を除去する。   S5 removes contamination. In S3, the power supply of the anti-static device 1 is turned on, and plasma is blown to the inside of the sample chamber 11 and the surface of the sample 2 to be measured introduced in S4 to remove the attached contaminants.

S6は、所定時間経過か判別する。これは、帯電防止装置1の電源をオンにし、プラズマを試料室11の内部および被測定試料2の表面に吹きつけて汚染を除去する時間が所定時間経過(実験により適切な時間を求める)して充分な汚染除去が終了したか判別する。
YESの場合には、装置の電源をオフにし、試料室11および被測定試料2の汚染を終了し、測定を開始する。NOの場合には、S5を繰り返し、汚染の除去を継続する。
In S6, it is determined whether a predetermined time has elapsed. This is because the antistatic device 1 is turned on and a predetermined time elapses (a suitable time is obtained by experiment) for removing contamination by blowing plasma on the inside of the sample chamber 11 and the surface of the sample 2 to be measured. To determine whether sufficient decontamination has been completed.
In the case of YES, the apparatus is turned off, the contamination of the sample chamber 11 and the sample 2 to be measured is terminated, and the measurement is started. If NO, repeat S5 and continue removing contamination.

以上によって、試料室11を真空排気する状態で、定期的あるいは被観察試料2を試料室11に入れる毎に、帯電汚染防止装置1の電源をオンにし、プラズマを試料室11および被観察試料2の表面に吹き付けて汚染を除去することにより、汚染の除去された状態で被観察試料2の良質な画像を生成して高精度かつ安定に測定(例えばマスクのパターンの形状、寸法の精密測定)することが可能となる。   As described above, in a state where the sample chamber 11 is evacuated, the charging contamination prevention apparatus 1 is turned on periodically or whenever the sample 2 to be observed is put into the sample chamber 11, and plasma is supplied to the sample chamber 11 and the sample 2 to be observed. By spraying on the surface of the surface to remove the contamination, a high-quality image of the sample 2 to be observed is generated in a state where the contamination is removed, and measurement is performed with high accuracy and stability (for example, precise measurement of the shape and dimensions of the mask pattern). It becomes possible to do.

図2の(b)は、汚染除去する場合の詳細フローチャートを示す。
図2の(b)において、S11は、UVをONする。
FIG. 2 (b) shows a detailed flowchart for decontamination.
In FIG. 2B, S11 turns on UV.

S12は、ガスを導入する。
S13は、励起する。
S12 introduces gas.
S13 excites.

S14は、高周波をONする。
S15は、励起したイオンを種にして多量の電離を行う。これらS11からS15は、図1の帯電汚染防止装置1を構成する図1の(b)のUVランプ22の電源をONにし(S11)、ガス導入口24からガス(例えば窒素ガス)を導入し(S12)、UV光を導入したガスに照射して励起してイオン(正イオンおよび負イオン)を生成し(S13)、次に、高周波電源をONにして高周波電力をコイル23に供給(S14)し、生成されたイオンを種にして多量の電離を行い、プラズマを発生させる(S15)。
S14 turns on the high frequency.
In S15, a large amount of ionization is performed using the excited ions as seeds. In steps S11 to S15, the power of the UV lamp 22 in FIG. 1B constituting the charging contamination preventing apparatus 1 in FIG. 1 is turned on (S11), and a gas (for example, nitrogen gas) is introduced from the gas inlet 24. (S12) Irradiating and exciting the gas introduced with UV light to generate ions (positive ions and negative ions) (S13), and then turning on the high-frequency power supply to supply high-frequency power to the coil 23 (S14) Then, a large amount of ionization is performed using the generated ions as seeds to generate plasma (S15).

S16は、電界で引き出す。
S17は、対象物を照射する。これらS16、S17は、S15で発生させたプラズマを、図1の(b)のイオン引き出し電極26に電圧(例えばー10V〜ー300V程度の電圧)を印加してプラズマを効率的に引き出し、試料室11の内部に照射および被測定試料2の表面に照射し、表面の汚染を除去する。
S16 is pulled out by an electric field.
S17 irradiates the object. In S16 and S17, the plasma generated in S15 is efficiently extracted by applying a voltage (for example, a voltage of about −10 V to −300 V) to the ion extraction electrode 26 in FIG. Irradiate the inside of the chamber 11 and the surface of the sample 2 to be measured to remove contamination on the surface.

以上によって、図1の(b)の帯電汚染防止装置1の電源をONにし、生成したプラズマを試料室11の内部および被測定試料2の表面に照射し、汚染を除去することが可能となる。   1 is turned on, and the generated plasma can be irradiated to the inside of the sample chamber 11 and the surface of the sample 2 to be measured to remove the contamination. .

図3は、本発明の動作説明フローチャート(その2)を示す。これは、帯電を中和および汚染を除去する場合の動作説明フローチャートを示す。   FIG. 3 shows a flowchart (part 2) for explaining the operation of the present invention. This shows a flowchart for explaining the operation when neutralizing the charge and removing the contamination.

図3において、S21は、真空に排気する。これは、図1の試料室11を真空に図示外の真空排気系を動作させて排気する。   In FIG. 3, S21 is evacuated to a vacuum. This evacuates the sample chamber 11 of FIG. 1 by operating a vacuum exhaust system (not shown) in a vacuum.

S22は、試料を試料室11に入れる。これは、S21で試料室11を真空に排気する状態で、被測定試料2を図示外の予備排気室を経由して試料室11に入れ、ステージ3に搭載する。   In S 22, the sample is put into the sample chamber 11. In this state, the sample 2 to be measured is placed in the sample chamber 11 via a preliminary exhaust chamber (not shown) in the state where the sample chamber 11 is evacuated in S21 and mounted on the stage 3.

S23は、測定開始か判別する。これは、試料室11内のステージ3に搭載した被測定試料2について、測定開始(画像を生成して当該画像上でパターンの寸法の測定開始)か、あるいは測定中に画像が動いてチャージアップが検出されたか判別する。YESの場合には、測定開始と判明、あるいは測定中に画像が動いてチャージアップ(帯電)が検出されたと判明したので、S24に進む。NOの場合には、S23を繰り返し待機する。   In S23, it is determined whether the measurement is started. This is because the measurement sample 2 mounted on the stage 3 in the sample chamber 11 starts measurement (generates an image and starts measuring the dimension of the pattern on the image), or the image moves during measurement and charges up. Is detected. In the case of YES, it is determined that the measurement is started, or the image is moved during the measurement and it is determined that charge-up (charging) is detected, and the process proceeds to S24. If NO, repeat S23 and wait.

S24は、ガスを導入する。これは、図1の帯電汚染防止装置1の電源をONにし、ガス導入口24からガスを所定流量で導入を開始する。   S24 introduces gas. This turns on the power supply of the anti-static device 1 in FIG. 1 and starts introducing gas from the gas inlet 24 at a predetermined flow rate.

S25は、イオンを照射し、チャージを除去する。これは、S24でガス導入口24からガスを所定流量で導入した状態で、UVランプをオンにしで当該導入したガス(例えば窒素ガス)を照射してイオン(正イオンおよび負イオン)を生成し、当該生成したイオンを被観察試料2の電子線ビーム13の走査部分に照射し、帯電(チャージ)を中和して除去する。   In S25, ions are irradiated to remove the charge. This is because, with the gas introduced from the gas inlet 24 at a predetermined flow rate in S24, the UV lamp is turned on and the introduced gas (for example, nitrogen gas) is irradiated to generate ions (positive ions and negative ions). The generated ions are irradiated to the scanning portion of the electron beam 13 of the sample 2 to be observed to neutralize and remove the charge.

S26は、プラズマを照射し、汚染を除去する。これは、S24でガス導入口24からガスを所定流量で導入し、UVランプをオンにしで当該導入したガス(例えば窒素ガス)を照射してイオン(正イオンおよび負イオン)を生成した状態で、更に、コイル23に高周波電力を供給し、当該生成したイオンを種に多量の電離を行ってプラズマを生成し、当該生成したプラズマを被観察試料2の電子線ビーム13の走査部分に照射し、汚染を除去する。   In S26, plasma is irradiated to remove contamination. This is a state in which a gas is introduced from the gas introduction port 24 at a predetermined flow rate in S24, a UV lamp is turned on, and the introduced gas (for example, nitrogen gas) is irradiated to generate ions (positive ions and negative ions). Furthermore, a high frequency power is supplied to the coil 23, a large amount of ionization is performed using the generated ions as seeds to generate plasma, and the generated plasma is irradiated onto the scanning portion of the electron beam 13 of the sample 2 to be observed. , Remove contamination.

S27は、所定時間経過したか判別する。これは、S25およびS26についてそれぞれ所定時間経過し、チャージが充分に除去(中和)し、かつ汚染が充分に除去されたか判別する。YESの場合には、終了する。NOの場合には、S25以降を繰り返す。   In step S27, it is determined whether a predetermined time has elapsed. This is to determine whether the predetermined time has elapsed for each of S25 and S26, the charge has been sufficiently removed (neutralized), and the contamination has been sufficiently removed. If YES, the process ends. In the case of NO, S25 and subsequent steps are repeated.

以上によって、試料室11のステージ3に被測定試料2を装着したとき(あるいは測定中に画像が動いてチャージが検出されたとき)に、図1の帯電汚染防止装置1の電源をオンにし、UV光を導入したガスに照射して生成したイオン(正イオン、負イオン)を被測定試料2の電子線ビーム13の走査部分に照射してチャージ(帯電)を中和して除去したり、更に、コイル23に高周波電力を供給してプラズマを発生させ、当該プラズマを被測定試料2および試料室11内に照射して汚染を除去したり、1つの帯電汚染防止装置1の動作を切り替えて簡単にチャージの除去(防止)および汚染の除去(防止)を行うことが可能となる。   As described above, when the sample 2 to be measured is mounted on the stage 3 of the sample chamber 11 (or when the charge is detected by moving the image during measurement), the power supply of the anti-static device 1 shown in FIG. The ions (positive ions, negative ions) generated by irradiating the gas introduced with UV light are irradiated to the scanning portion of the electron beam 13 of the sample 2 to be measured to neutralize and remove the charge (charging), Further, high frequency power is supplied to the coil 23 to generate plasma, and the plasma is irradiated into the sample 2 and the sample chamber 11 to remove contamination, or the operation of one electrification contamination prevention device 1 is switched. It is possible to easily remove (prevent) charge and remove (prevent) contamination.

尚、測定中に画像が動いてチャージ現象が検出されたときに当該チャージをイオンで中和して除去したり、更に、画像が動かないうちに予めイオンを照射してチャージの発生をし難く防止(抑止)したりしてもよい。同様に、測定中の画像のコントラストが低下して汚染の発生が検出された場合に、プラズマを照射して当該汚染を除去したり、画像のコントラストが低下する前に予めプラズマを照射して汚染の発生をし難く防止(抑止)したりしてもよい。   In addition, when an image moves during measurement and a charge phenomenon is detected, the charge is neutralized and removed by ions, and further, it is difficult to generate charges by irradiating ions before the image moves. It may be prevented (suppressed). Similarly, if the occurrence of contamination is detected due to a decrease in the contrast of the image being measured, the contamination is removed by irradiating with plasma, or contamination is performed by irradiating the plasma before the image contrast decreases. It is also possible to prevent (suppress) the occurrence of this.

本発明は、装置内に帯電防止用のイオンを生成する機構および汚染除去用のプラズマを生成する機構を設け、当該装置から選択的にイオンあるいはプラズマを放出して被測定物などに照射し、被測定物などの帯電防止および汚染除去を簡易な装置かつ容易に行うことが可能となる。   The present invention provides a mechanism for generating antistatic ions and a mechanism for generating decontamination plasma in the apparatus, and selectively emits ions or plasma from the apparatus to irradiate the object to be measured. It is possible to easily prevent and charge the object to be measured and remove contamination with a simple apparatus.

本発明の1実施例構造図である。1 is a structural diagram of an embodiment of the present invention. 本発明の動作説明フローチャート(その1)である。It is operation | movement explanatory flowchart (the 1) of this invention. 本発明の動作説明フローチャート(その2)である。It is operation | movement description flowchart (the 2) of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:帯電汚染防止装置
2:被測定試料
3:ステージ
11:試料室
12:電子光学系
13:電子線ビーム
21:導入管
22:UVランプ
23:コイル
24:ガス導入口
25:電源
26:イオン引き出し電極
27:イオンorプラズマ
1: Antistatic contamination device 2: Sample to be measured 3: Stage 11: Sample chamber 12: Electron optical system 13: Electron beam 21: Introducing tube 22: UV lamp 23: Coil 24: Gas inlet 25: Power supply 26: Ion Extraction electrode 27: ion or plasma

Claims (4)

電子線ビームを細く絞って試料に照射しつつ平面走査し、放出された2次電子あるいは反射された反射電子を検出して画像を生成する走査型電子顕微鏡の帯電汚染防止装置において、
UV光あるいはX線をガスに照射して正イオンおよび負イオンを生成するイオン生成手段と、
ガスをプラズマ化するプラズマ生成手段と、
前記イオン生成手段あるいは前記プラズマ生成手段によって生成されたイオンあるいはプラズマを取り出して被測定試料に向けてあるいは被測定試料の近傍に放出する手段と
を備えたことを特徴とする帯電汚染防止装置。
In the anti-electrostatic contamination apparatus of the scanning electron microscope that scans the surface while irradiating the sample with a narrowed electron beam and detects the emitted secondary electrons or reflected reflected electrons to generate an image,
Ion generating means for generating positive ions and negative ions by irradiating a gas with UV light or X-rays;
Plasma generating means for converting gas into plasma;
And a means for taking out the ions or plasma generated by the ion generating means or the plasma generating means and discharging the ions or plasma toward the sample to be measured or in the vicinity of the sample to be measured.
前記イオン生成手段あるいは前記プラズマ生成手段を電気的に切り替えていずれか一方からイオンあるいはプラズマを取り出すことを特徴とする請求項1記載の帯電汚染防止装置。   2. The apparatus for preventing charge contamination according to claim 1, wherein the ion generation means or the plasma generation means is electrically switched to take out ions or plasma from either one. 前記イオン生成手段で生成したイオンを用いてプラズマを生成したことを特徴とする請求項1あるいは請求項2記載の帯電汚染防止装置。   3. A charging contamination preventing apparatus according to claim 1, wherein plasma is generated by using ions generated by the ion generating means. 電子線ビームを細く絞って試料に照射しつつ平面走査し、放出された2次電子あるいは反射された反射電子を検出して画像を生成する走査型電子顕微鏡の帯電汚染防止装置において、
UV光あるいはX線をガスに照射して正イオンおよび負イオンを生成するイオン生成手段と、
ガスをプラズマ化するプラズマ生成手段と、
前記イオン生成手段あるいは前記プラズマ生成手段によって生成されたイオンあるいはプラズマを取り出して被測定試料に向けてあるいは被測定試料の近傍に放出する手段とを設け、
前記イオン生成手段あるいは前記プラズマ生成手段で生成したイオンあるいはプラズマを被測定試料に向けて照射あるいは被測定試料の近傍に照射し、当該被測定試料の帯電を防止あるいは汚染を防止、除去する
ことを特徴とする帯電汚染防止方法。
In the anti-electrostatic contamination apparatus of the scanning electron microscope that scans the surface while irradiating the sample with a narrowed electron beam and detects the emitted secondary electrons or reflected reflected electrons to generate an image,
Ion generating means for generating positive ions and negative ions by irradiating a gas with UV light or X-rays;
Plasma generating means for converting gas into plasma;
A means for taking out the ions or plasma generated by the ion generating means or the plasma generating means and discharging the ions or the plasma toward the sample to be measured or in the vicinity of the sample to be measured;
Irradiating or irradiating the sample to be measured with ions or plasma generated by the ion generating unit or the plasma generating unit, or preventing or removing contamination from the sample to be measured. A characteristic antistatic method.
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