JP3075244B2 - イオンビーム装置 - Google Patents
イオンビーム装置Info
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- JP3075244B2 JP3075244B2 JP09355065A JP35506597A JP3075244B2 JP 3075244 B2 JP3075244 B2 JP 3075244B2 JP 09355065 A JP09355065 A JP 09355065A JP 35506597 A JP35506597 A JP 35506597A JP 3075244 B2 JP3075244 B2 JP 3075244B2
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- Japan
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- charge
- ion beam
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- ion
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、イオンビーム装置
に関し、特にイオンビーム装置の帯電現象抑制機構に関
する。
に関し、特にイオンビーム装置の帯電現象抑制機構に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のイオンビーム装置の帯電
現象抑制方法は、たとえば実開平４−１１２４５２に示
されるように、ウエハへのイオン注入時の静電気の帯電
によるウエハ上の素子の静電気破壊を防止するために用
いられている。図３は従来の帯電現象抑制機構を備えた
イオンビーム装置の一例である。ウエハ面内での帯電分
布を監視できるようにするため、回転円板２０１に装着
させたウエハ２０４の大きさに対応して、複数の独立し
たチャージセンサ２１０を配列させ、チャージセンサの
各々の電極に対応した各々の荷電結合素子を設けてこれ
を走査させ、画像処理回路２１１により画像処理して画
面２１２に帯電及び帯電特性等に応じて色分けした帯電
分布を映し出し、これを監視する。同時に、この情報及
び他の入力装置から入れた情報を電子照射装置２０８に
フィードバックさせ帯電分布画像を見て、帯電がなくな
るよう、イオンビーム及びウエハに照射する電子量を制
御することによりウエハの帯電を防止するという方法が
とられていた。
現象抑制方法は、たとえば実開平４−１１２４５２に示
されるように、ウエハへのイオン注入時の静電気の帯電
によるウエハ上の素子の静電気破壊を防止するために用
いられている。図３は従来の帯電現象抑制機構を備えた
イオンビーム装置の一例である。ウエハ面内での帯電分
布を監視できるようにするため、回転円板２０１に装着
させたウエハ２０４の大きさに対応して、複数の独立し
たチャージセンサ２１０を配列させ、チャージセンサの
各々の電極に対応した各々の荷電結合素子を設けてこれ
を走査させ、画像処理回路２１１により画像処理して画
面２１２に帯電及び帯電特性等に応じて色分けした帯電
分布を映し出し、これを監視する。同時に、この情報及
び他の入力装置から入れた情報を電子照射装置２０８に
フィードバックさせ帯電分布画像を見て、帯電がなくな
るよう、イオンビーム及びウエハに照射する電子量を制
御することによりウエハの帯電を防止するという方法が
とられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この従来技術の第１の
問題点は、中和できる電荷量に限界があることである。
その理由は帯電を中和させるための電子銃のみを制御す
る構造となっているため、電子銃からの最大ビーム電流
を用いても中和できないほど帯電した場合には帯電の補
償ができないからである。
問題点は、中和できる電荷量に限界があることである。
その理由は帯電を中和させるための電子銃のみを制御す
る構造となっているため、電子銃からの最大ビーム電流
を用いても中和できないほど帯電した場合には帯電の補
償ができないからである。
【０００４】第２の問題点は、集束イオンビーム装置等
の走査像観察装置への適用が困難なことである。その理
由はチャージセンサによるチャージ検出位置と帯電中和
のための荷電粒子の被照射位置が異なるためである。
の走査像観察装置への適用が困難なことである。その理
由はチャージセンサによるチャージ検出位置と帯電中和
のための荷電粒子の被照射位置が異なるためである。
【０００５】本発明の目的は、電子銃の最大ビーム量で
も補償できない場合でも、イオンビームの走査を間引く
ことにより帯電を補償できる帯電現象抑制機構を備えた
イオンビーム装置を提供することである。
も補償できない場合でも、イオンビームの走査を間引く
ことにより帯電を補償できる帯電現象抑制機構を備えた
イオンビーム装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、イオン源と、
このイオン源から放出されるイオンビームを走査する手
段と、走査イオンビームを照射された半導体デバイスな
どの試料から生じる２次電子を検出する手段と、走査イ
オンビーム照射によって帯電した試料に電子ビームを照
射して中和する手段とを有するイオンビーム装置におい
て、試料の帯電状態を検査する手段と、検査の結果試料
に帯電が残っている場合にイオンビームの走査を間引く
手段とを備えたことを特徴とする。
このイオン源から放出されるイオンビームを走査する手
段と、走査イオンビームを照射された半導体デバイスな
どの試料から生じる２次電子を検出する手段と、走査イ
オンビーム照射によって帯電した試料に電子ビームを照
射して中和する手段とを有するイオンビーム装置におい
て、試料の帯電状態を検査する手段と、検査の結果試料
に帯電が残っている場合にイオンビームの走査を間引く
手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】ここで試料の帯電状態を検査する手段は、
帯電検出器と帯電検出ユニットとから成り、また、イオ
ンビームの走査を間引く手段は、イオンビームの通過経
路に設けたビームブランキング用コイルとこのコイルを
駆動するビームブランキングコントローラから成る。さ
らに、帯電検出ユニットは、帯電検出器の帯電状態に応
じて開く箔片を備える箔検電器と、箔片にレーザ光を照
射するレーザ装置と、箔片からの反射レーザ光を検出す
る光検出器から形成されている。
帯電検出器と帯電検出ユニットとから成り、また、イオ
ンビームの走査を間引く手段は、イオンビームの通過経
路に設けたビームブランキング用コイルとこのコイルを
駆動するビームブランキングコントローラから成る。さ
らに、帯電検出ユニットは、帯電検出器の帯電状態に応
じて開く箔片を備える箔検電器と、箔片にレーザ光を照
射するレーザ装置と、箔片からの反射レーザ光を検出す
る光検出器から形成されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の
イオンビーム装置についての説明図である。イオン源１
で発生したガリウムイオン１０は、コンデンサレンズ２
によって平行ビームになり対物絞り４によって制限され
た後、収差補正コイルドライバ１４によって駆動される
非点収差補正コイル５により非点収差補正された後対物
レンズ６によって集束される。このあと走査用コイル７
で走査され試料１２に照射される。これによって生じた
２次電子は２次電子検出器９によって検出し計数され
る。この計数値はイオンビームの走査と同期されモニタ
１９上に出力される。このようにしてガリウムイオンビ
ームを試料１２上に走査することで、２次電子像を得る
ことができる。さらに、本実施の形態のイオンビーム装
置は、試料の帯電を中和する電子ビームを放出する電子
銃８と、帯電状態を検出する帯電検出器１１と帯電検出
ユニット１７を備えている。
て詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の
イオンビーム装置についての説明図である。イオン源１
で発生したガリウムイオン１０は、コンデンサレンズ２
によって平行ビームになり対物絞り４によって制限され
た後、収差補正コイルドライバ１４によって駆動される
非点収差補正コイル５により非点収差補正された後対物
レンズ６によって集束される。このあと走査用コイル７
で走査され試料１２に照射される。これによって生じた
２次電子は２次電子検出器９によって検出し計数され
る。この計数値はイオンビームの走査と同期されモニタ
１９上に出力される。このようにしてガリウムイオンビ
ームを試料１２上に走査することで、２次電子像を得る
ことができる。さらに、本実施の形態のイオンビーム装
置は、試料の帯電を中和する電子ビームを放出する電子
銃８と、帯電状態を検出する帯電検出器１１と帯電検出
ユニット１７を備えている。
【０００９】図２は帯電検出ユニットの１例である。こ
のユニットは図１においては帯電検出ユニット１７とし
て示されている。１１は帯電検出器である。この先端は
位置制御モータ１０１により電位測定を行う部分に接近
させることができるようになっている。帯電検出器１１
の先端部分の電位に変化が現れた場合に、箔片１０５が
開くようになっている。つまり、この帯電検出ユニット
１７は箔検電器となっている。レーザ１０３から出た光
１０４は箔片１０５が１定角度に達すると、箔片１０５
によって散乱され光検出器１０６に入射する。このよう
にして帯電が検出されるようになっている。帯電を検出
した後、制御コンピュータ１８からの信号によりスイッ
チ１０７をＯＮして接地することにより帯電検出器の帯
電を解くことができるようになっている。
のユニットは図１においては帯電検出ユニット１７とし
て示されている。１１は帯電検出器である。この先端は
位置制御モータ１０１により電位測定を行う部分に接近
させることができるようになっている。帯電検出器１１
の先端部分の電位に変化が現れた場合に、箔片１０５が
開くようになっている。つまり、この帯電検出ユニット
１７は箔検電器となっている。レーザ１０３から出た光
１０４は箔片１０５が１定角度に達すると、箔片１０５
によって散乱され光検出器１０６に入射する。このよう
にして帯電が検出されるようになっている。帯電を検出
した後、制御コンピュータ１８からの信号によりスイッ
チ１０７をＯＮして接地することにより帯電検出器の帯
電を解くことができるようになっている。
【００１０】このイオンビーム装置では、試料１２の帯
電状態を帯電検出器１１と帯電検出ユニット１７で検出
し、帯電を補償するように電子銃コントローラ１６を制
御し電子銃８から放出された電子ビームを試料１２に照
射する。帯電検出は電子銃８からの電子ビームおよびＧ
ａイオンビームともに照射されていないタイミングでお
こなう。この時、電子銃８のビーム電流を最大にしても
帯電を補償しきれないときには、ビームブランキングコ
ントローラ１３に対してＧａイオンビームをブランキン
グさせるように制御コンピュータ１８にプログラムして
おく。ビームブランキングの必要頻度を自動的に検出し
てメモリしておき、２次電子像観察時にこの頻度にした
がってイオンビーム走査を間引く。これにより試料上の
帯電を抑制し、試料の静電破壊を防止できる。
電状態を帯電検出器１１と帯電検出ユニット１７で検出
し、帯電を補償するように電子銃コントローラ１６を制
御し電子銃８から放出された電子ビームを試料１２に照
射する。帯電検出は電子銃８からの電子ビームおよびＧ
ａイオンビームともに照射されていないタイミングでお
こなう。この時、電子銃８のビーム電流を最大にしても
帯電を補償しきれないときには、ビームブランキングコ
ントローラ１３に対してＧａイオンビームをブランキン
グさせるように制御コンピュータ１８にプログラムして
おく。ビームブランキングの必要頻度を自動的に検出し
てメモリしておき、２次電子像観察時にこの頻度にした
がってイオンビーム走査を間引く。これにより試料上の
帯電を抑制し、試料の静電破壊を防止できる。
【００１１】被照射電荷量を減少させる方法として対物
絞り４の径を変化する方法も考えられるが、この方法で
は対物絞りの軸調整が必要となる。これに対しビームブ
ランキングコントローラ１３とビームブランキング用コ
イル３によって走査を間引く方法では、焦点ずれ等の軸
補正をすることなく被照射電荷量を少なくできる。
絞り４の径を変化する方法も考えられるが、この方法で
は対物絞りの軸調整が必要となる。これに対しビームブ
ランキングコントローラ１３とビームブランキング用コ
イル３によって走査を間引く方法では、焦点ずれ等の軸
補正をすることなく被照射電荷量を少なくできる。
【００１２】次に本発明の第２の実施の形態について詳
細に説明する。試料１２の帯電状態を帯電検出ユニット
１７で計測し、電子銃８のビーム電流を所定の値に固定
し、この状態でビームブランキングの頻度を変化させる
ことにより走査を間引くことにより帯電を補償する。こ
のようにすることでビーム照射面に照射されるビーム電
流量を少なくでき、静電破壊のリスクをさらに低くする
ことができる。
細に説明する。試料１２の帯電状態を帯電検出ユニット
１７で計測し、電子銃８のビーム電流を所定の値に固定
し、この状態でビームブランキングの頻度を変化させる
ことにより走査を間引くことにより帯電を補償する。こ
のようにすることでビーム照射面に照射されるビーム電
流量を少なくでき、静電破壊のリスクをさらに低くする
ことができる。
【００１３】
【発明の効果】以上説明した本発明の第１の効果は、帯
電補償用の電子銃の性能によらず帯電補償が可能となる
点である。その理由は、イオンビーム走査を間引く方法
により照射電荷量を抑制するようにしているため、軸調
整等をすることなく照射電荷量を減少させることができ
るためである。また、第２の効果は、ビーム照射位置で
帯電検出を可能としているので、イオンビームの走査像
を容易に観察できることである。
電補償用の電子銃の性能によらず帯電補償が可能となる
点である。その理由は、イオンビーム走査を間引く方法
により照射電荷量を抑制するようにしているため、軸調
整等をすることなく照射電荷量を減少させることができ
るためである。また、第２の効果は、ビーム照射位置で
帯電検出を可能としているので、イオンビームの走査像
を容易に観察できることである。
【図１】本発明の第１の実施形態を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】本発明に用いる帯電検出ユニットの例を示す図
である。
である。
【図３】従来の帯電補償機構を備えたイオンビーム装置
を示す図である。
を示す図である。
１ イオン源 ２ コンデンサレンズ ３ ビームランキング用コイル ４ 対物絞り ５ 非点収差補正コイル ６ コンデンサレンズ ７ 走査コイル ８ 電子銃 ９ 二次電子検出器 １０ イオンビーム １１ 帯電検出器 １２ 試料 １３ ビームブランキングコントローラ １４ 収差補正コイルドライバ １５ スキャンジェネレータ １６ 電子銃コントローラ １７ 帯電検出ユニット １８ 制御コンピュータ １９ モニタ １０１ 位置制御モータ １０３ レーザ装置 １０４ レーザ光 １０５ 箔片 １０６ 光検出器 １０７ スイッチ ２０１ 回転円盤 ２０２ 回転方向 ２０３ イオンビーム ２０４、２０４Ａ ウエハ ２０５ ファラディ ２０６ フィラメント ２０７ リード線 ２０８ 電子線照射装置 ２０９ 制御装置 ２１０ チャージセンサ ２１１ 画像処理回路 ２１２ 画面
Claims (2)
- 【請求項１】 イオン源と、このイオン源から放出され
るイオンビームを走査する手段と、走査イオンビームを
照射された試料から生じる２次電子を検出する手段と、
走査イオンビーム照射によって帯電した試料に電子ビー
ムを照射して中和する手段と、試料の帯電状態を検査す
る手段と、検査の結果試料に帯電が残っている場合にイ
オンビームの走査を間引く手段とを有するイオンビーム
装置において、前記試料の帯電状態を検査する手段は、
帯電検出器と、前記帯電検出器の帯電状態に応じて開く
箔片を備える箔検電器と、前記箔片にレーザ光を照射す
るレーザ装置と、前記箔片からの反射レーザ光を検出す
る光検出器とを有することを特徴とするイオンビーム装
置。 - 【請求項２】 イオン源と、このイオン源から放出され
るイオンビームを走査する手段と、走査イオンビームを
照射された試料から生じる２次電子を検出する手段と、
走査イオンビーム照射によって帯電した試料に電子ビー
ムを照射して中和する手段と、試料の帯電状態を検査す
る手段と、検査の結果試料に帯電が残っている場合にイ
オンビームの走査を間引く手段とを有するイオンビーム
装置において、前記イオンビームの走査を間引く手段
は、イオンビームの通過経路に設けたビームブランキン
グ用コイルと、このコイルを駆動するビームブランキン
グコントローラとを有することを特徴とするイオンビー
ム装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09355065A JP3075244B2 (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | イオンビーム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09355065A JP3075244B2 (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | イオンビーム装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11185687A JPH11185687A (ja) | 1999-07-09 |
| JP3075244B2 true JP3075244B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=18441736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09355065A Expired - Lifetime JP3075244B2 (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | イオンビーム装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3075244B2 (ja) |
-
1997
- 1997-12-24 JP JP09355065A patent/JP3075244B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11185687A (ja) | 1999-07-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000509 |