JP3456999B2 - 高アスペクト比測定用検出システム - Google Patents
高アスペクト比測定用検出システムInfo
- Publication number
- JP3456999B2 JP3456999B2 JP51266595A JP51266595A JP3456999B2 JP 3456999 B2 JP3456999 B2 JP 3456999B2 JP 51266595 A JP51266595 A JP 51266595A JP 51266595 A JP51266595 A JP 51266595A JP 3456999 B2 JP3456999 B2 JP 3456999B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detector
- microchannel plate
- plate detector
- backscattered electrons
- electron beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
- H01J2237/2444—Electron Multiplier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
- H01J2237/24495—Signal processing, e.g. mixing of two or more signals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/245—Detection characterised by the variable being measured
- H01J2237/24571—Measurements of non-electric or non-magnetic variables
- H01J2237/24585—Other variables, e.g. energy, mass, velocity, time, temperature
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
ウェーハの如き物体の臨界的な寸法を検査し且つ測定を
行なうために使用される、粒子ビーム計測法に本発明は
関係する。
査及び測定の目的のために、電磁的システムを使用する
ことが知られている。走査型電子顕微鏡は、半導体製造
における微小電子部品の検査及び計測の応用のために従
来の光学顕微鏡の代わりにしばしば使用されている。こ
の計測ツールは、例えば、半導体ウェーハ上に形成され
たパターン(即ち、臨界的な寸法)を製造工程中に測定
するためにしばしば使用されている。
光学顕微鏡に対して数々の利点を有している。例えば、
走査型電子顕微鏡は約100Å乃至200Åの解像度を達成す
ることが出来るが、光学顕微鏡の解像度の限界は典型的
には約2500Åである。更に、走査型電子顕微鏡は光学顕
微鏡よりもより大きい被写界深度を与える。現在の走査
型電子顕微鏡の精度にも関わらず、検査されるべきパラ
メータ(即ち、臨界寸法)がサブミクロン領域に至って
いることにより、より高い機器特性及び能力が要求され
ている。
月)のMichael T.Postek et al.著による「Microelectr
onics Dimensional Metrology in the Scanning Electr
on Microscope」と題される論文は、典型的なSEMウェー
ハ検査システムを記述している。そこに記述される様
に、集束電子ビームが、矩形ラスタパターンで、標本の
表面上の地点から地点へ走査される。加速電圧、ビーム
電流及びスポット寸法が、特定の応用及び試料の組成に
対して最適化される。
された及び/又は二次電子が試料表面から放出される。
半導体検査、解析及び計測は、後方散乱された及び/3又
は二次電子を検出することによって達成される。電子ビ
ームが制御されて標本を走査すると、標本の地点毎の表
現がCRTスクリーン上に得られる。
な粒子ビーム装置は、電圧源11を含んでいる。電圧源11
は電子源13に接続されている。の電子源13は、複数の電
子レンズL1、L2及びL3を介して、標本ステージ18方向
に、より大きく加速された電子の細いビームを向ける。
この電子ビームは、破線14によって示される。電子ビー
ムは、自動焦点技術を使用して、走査型電子顕微鏡のウ
ェーハステージ上に焦点を結ぶことが出来る。
及びレンズL1、L2及びL3を収容する。コラム17は、通常
は、電子光学コラムと呼ばれており、図面に17Aと示さ
れる標本ステージ18を囲み且つ支持するチャンバを含ん
でいる。光学コラム17及びチャンバ17Aが一緒になっ
て、走査型電子顕微鏡のボディーを表している。
る電子ビームを選択的に走査するための電磁的又は静電
的偏向システムを更に含む。図示される様に、偏向シス
テムは、D1乃至D4と示される電子ビーム走査コイルの4
つの対を含む。ステージ18上に保持される標本の表面上
に電子ビームの焦点を合わせるために、走査コイルが光
学コラム17内に位置している。一対の偏向コイルD1及び
D2が鋸歯状波電圧発生器19に接続されている。一対の偏
向コイルD3及びD4は鋸歯状電圧発生器20に接続されてい
る。
向に電子ビームを偏向する。図面では、偏向方向はx方
向及びy方向として示されている。x方向及びy方向は
典型的にはビーム14の方向に垂直な平面内にあるが、厳
密な直交性は必要とされない。当面の目的のために、コ
イルD1及びD3は走査ビームをx方向に偏向し、コイルD2
及びD4は走査ビームをy方向に偏向すると仮定すること
が出来る。
の表面近くに配置されている。この電子コレクタは増幅
器23に接続されており、この増幅器23は、信号をアナロ
グ−デジタル変換器43に与え、収集された電子電流をデ
ジタル信号に変換する。このデジタル信号は、次いで、
ビデオ表示装置49に表示することが出来る。
電圧信号を電子ビーム走査コイルD1及びD4に与え、ビー
ム14が所定の走査パターンで標本ステージ18を横切って
偏向される様にする。鋸歯状波発生器19及び20は典型的
には同期して作動して、電子ビームをx方向に一定速度
で横切る様に駆動する。各走査ビームはy方向に偏向さ
れて、略平行な走査ラインの列を形成する。
ージ18で電子電流の変化を検出する。従って、電子ビー
ムがステージ18上で標本を走査すると、標本の組成、組
織及び幾何的形状の変化が、コレクタ22によって検出さ
れる電子電流の振幅変化を引き起こす。各完全な走査シ
ークエンスと共に、標本の特性に対応する像が生成され
る。
ており、結果として、サブミクロン径のコンタクトホー
ル及び他の高アスペクト比の構造を有する基板から情報
を抽出する能力には限りがあった。この様な高アスペク
ト比のコンタクトホールは半導体ウェーハに共通する特
徴であり、図2に示されている。レジスタ31の層が、ウ
ェーハ35の表面上に被覆された酸化物33の層にサブミク
ロン径のコンタクトホールをパターンニングするのに使
用される。コンタクトホールの高さhはコンタクトホー
ルの幅wよりもかなり大きいh/w>>1。h及びwの典
型的な値を、それぞれ2.0μm及び0.5μmとし、アスペ
クト比4:1を与えることが出来る。
ト比の構造の像を形成する際の困難は、略垂直な断面を
有する構造に対して特に言えることである。酸化物及び
ホトレジストが絶縁性である特徴のために、一次電子ビ
ームをウェーハ上に向けると、図3に示される様に、負
の表面電荷がホトレジスト層の表面に累積する。数ボル
トの表面電位が二次電子像を著しく妨害する。これは二
次電子(SE)が典型的には10エレクトロンボルトよりも
小さいエネルギーを有して放出されるからである。ひど
く帯電される場合においては、コンタクトホールの像形
成を行なう時に通常遭遇することであるが、基板からの
二次電子放出は後方散乱電子(BSE)からの信号のみを
残して、完全に遮断される。表面電界を制御する試みは
部分的のみに有効であり、一次電子ビームの着地エネル
ギーが変調されることによってアーチファクト(偽の
像)が導入される場合がある。
の二次及び後方散乱(BSC)電子像形成技術の上述の無
能力さは、図4に図示された様な状況によって更に増大
される。現在の技術は、最大コレクタ効率を得るため
に、電子検出器37は、視野円錐、或いは受入角がコンタ
クトホール内に僅かに進入する様に、設置される必要が
あることを教示している。酸化物の貫通が生じたことを
確認するために最も重要であるコンタクトホールの底は
像形成されることが出来ない。この結果が図5に明瞭に
示されている。この図は、ホトレジストと酸化物とから
成る2.0μm層内の0.5μmのコンタクトホールに伝統的
な方法を使用した走査型電子顕微鏡写真を示している。
コンタクトの開口の付近の領域には、暗い円が現れる。
しかしながら、この暗い円は、コンタクトホールの底に
関する情報を伝播しているのではなく、その情報を欠い
ている。
高アスペクト比の構造からの情報を抽出するための改良
された像形成技術の必要性が存在する。
ペクト比の構造の像を形成するための改良された像形成
技術を提供する。この技術は、像形成のこの種の問題に
対する従来のアプローチからの決別を表している。新た
なアプローチは、一方がサブミクロン構造の頂部の像を
形成するのに最適化され、他方がサブミクロン構造の底
の像を形成するために最適化された、2つの信号検出サ
ブシステムを利用する。これらの検出システムは、共焦
型光学顕微鏡で得られる「拡張焦点」に似ている像を形
成するために実時間で組み合わせることが出来る信号を
発生する。しかしながら、共焦型像とは異なって、得ら
れる像は、電子ビーム技術の固有の線形性及び解像特性
を有する。
場合において、数多くの困難な問題を解決するために成
功裏に用いることが出来る。例えば、コンタクトホール
の測定は構造の底で最小又はゼロ信号を有して通常達成
されていて、何れの得られる測定値も、低い精度である
か、又は外挿の結果である。この新たなアプローチを使
用すると、信号は構造の底で最大値を表し、外挿を必要
としない高い精度の測定が可能となる。図6は、底に偏
った像の例を示している。図5と同様に、構造はシリコ
ンに至る公称0.5μmのコンタクトであり、このコンタ
クトは、酸化物上のレジストから成る2.0μm厚の層内
に、現像され且つエッチングされるされたものである。
図5と対比すると、コンタクトホールの底が明瞭に白い
円として見ることが出来る。
クト比の構造の底の近くの特徴に対応する像情報が、一
次電子ビームを構造上に向け且つ一次電子ビームが構造
に向けられる結果として構造から放出される高いエネル
ギーの後方散乱電子と低いエネルギーの後方散乱電子と
を区別することにより、抽出される。検出器を使用し
て、高いエネルギーの後方散乱電子が検出され、検出信
号が発生される。この検出信号は構造の底の近くの特徴
に対応する像を発生するために使用される。
小な構造がパターンニングされたウェーハを支持するた
めのステージ、一次電子ビームを微小な構造に向ける機
構、一次電子が前記構造に向けられる結果前記構造から
放出される高いエネルギーの後方散乱電子と低いエネル
ギーの後方散乱電子とを区別する機構、高いエネルギー
の後方散乱電子を検出して、検出信号を発生する検出
器、及び前記信号に応答して前記構造の像を発生するた
めの像形成装置を含む。
に理解することが出来る。図面において、 図1は従来の走査型電子顕微鏡の簡略図、 図2は半導体ウェーハ構造のコンタクトホール部分の
断面図、 図3は表面電荷累積の結果を示す図2のと同様な断面
図、 図4は電子検出器の視野円錐の高アスペクト比の構造
への限られた進入を示す断面図、 図5は高アスペクト比のコンタクトホールの伝統的な
技術を使用しての走査型電子顕微鏡写真、 図6は本発明の技術を使用する対応する走査型電子顕
微鏡写真、 図7は本発明に従う2つの信号検出サブシステムの作
動を表す図面、 図8は負にバイアスされた電子区別技術を説明する対
応図面、 図9は高アスペクト比のコンタクトホールが走査され
る時の上方及び下方の検出器信号の反対の結果を示す図
面、 図10は本発明と関連して使用される負の電子光学作動
距離を示す図面、 図11は本発明の一実施の形態に従う光学コラムの断面
図、 図12は本発明の一実施の形態の電子光学のより詳細な
特徴を示す断面図、 図13上方及び下方の検出器からの信号を組み合わせる
ための回路のブロック図、そして 図14は本発明の別の実施の形態に従う上方の検出器に
おける二次電子の検出を表す図面。
従来試みられていた解法は、二次電子収集効率を改良す
ることによって、検出された信号の信号対ノイズ比を改
良することを試みることにあった。しかしながら、二次
電子の収率は既に高く、1に近づいており、従って、改
良の余地は殆ど無くなっていた。ここに記載される技術
は、二次電子よりも少ない収率の後方散乱電子(BSE)
に注目することによる対照的なアプローチを取る。後方
散乱の収率は典型的には10%のオーダーである。しかし
ながら、より低い放射効率にも関わらず、後方散乱電子
は、二次電子(10eVよりも低い)よりもかなり高いエネ
ルギー(一次走査電子ビームのエネルギーに略等しい、
約1000eV)を示す。高いエネルギーの後方散乱電子は、
図3に示される様に、試料の表面上の電荷に対して著し
い耐性を有し、穴の領域内のより良い像を生じ、放射効
率がより低くくても掘り起こす。
ペクト比の構造の像を、一方が頂部に像を形成するよう
に最適化され、他方がサブミクロン構造の底の像を形成
するように最適化された2つの信号検出サブシステムを
使用して、形成することが出来る。好適な実施の形態に
おいて、両方の検出器は、当分野で良く知られている形
態のマイクロチャンネルプレート検出器である。以下の
記述において、像形成される対象から最も遠く隔たった
検出器が上方の検出器(UD)と呼ばれ、像に最も近い検
出器が下方の検出器(LD)と呼ばれる。図7に示される
様に、下方の検出器と関係する像形成の幾何学的構成
は、対象の頂部表面の像を形成するのに最も適してお
り、上方の検出器と関係する像形成の幾何学的構成は、
溝及び穴の底の像を形成するのに最も適している。特
に、下方の検出器はθ1、θ2によって決まる立体角で
電子の後方散乱を受ける。θ1は、試料の垂線から約90
゜であり、θ2はこの垂線から約45゜である。従って、
得られる信号は、頂部表面からの電子に支配される。上
方の検出器は、θ3、θ4によって記述される立体角内
の後方散乱電子を受け、θ3は45゜であり、θ4は約0
゜である。従って、得られる信号は、穴又は溝からの電
子に支配される。以下に記述される様に、磁場浸漬対物
レンズをθ1、θ2、θ3、θ4の調整を行なうために
使用することが出来る。図7の幾何学的構成は特別のフ
ィルタリングを達成し、これによって、後方散乱電子及
び二次放射電子が互いに区別され、それぞれ、上方及び
下方の検出器に像を形成を行なう。好適な実施の形態に
おいては、下方の検出器は、浸漬電磁レンズの内部に位
置され、上方の検出器は、浸漬電磁レンズの上方に位置
される。
のフィルタリング効果を、二次電子を上方の検出器上に
像形成行なうことを妨げる様に、エネルギーフィルタリ
ングによって、増強することが出来る。好適な実施の形
態においては、上方の検出器の面が、より低いエネルギ
ーの二次電子を跳ね返す様に負にバイアスさる(例え
ば、約300ボルト迄)。他方、後方散乱電子は、この負
のバイアスによっては、ほとんど影響されずに残ってい
る様な十分に高いエネルギーを有している。
ギーフィルタリング手段の結果、下方の検出器からの信
号は、構造の底が走査された時略ゼロの最小値にある。
上方の検出器からの信号は、構造の底で最大値を示し、
外挿無しの高精度測定を可能にする。一次電子ビームが
図9に示される断面を左から右に横切って走査されると
仮定する。構造の頂部面が走査される時、多量の電子が
放出され、これが下方の検出器に当たり、そして高いレ
ベルの信号を発生する様になる。表面電荷効果は、信号
に重大には影響しない。しかしながら、一次電子ビーム
がコンタクトホールに到達すると、表面電荷効果の影響
は増大する。その際、下方の検出器の像形成幾何学的構
成の結果、より少なく電子が下方の検出器に到達する。
従って、穴の底において、下方の検出器からの信号はゼ
ロに近い最小値となる。コンタクトホールが通り過ぎ、
一次電子ビームが構造の上部表面上に着地すると、下方
の検出器からの信号は再び高いレベルに上昇する。
す。後方散乱電子の収率は、一次電子ビームが着地する
材料の原子数と共に増大する。ホトレジストの組成は一
般に比較的低い原子数を有しており、シリコンは比較的
高い原子数を有している。構造の表面が走査されている
時、比較的少ない後方散乱電子が発生される。一次電子
ビームが、コンタクトホールの底を走査する時、シリコ
ンは高い原子数を有するので、大量の後方散乱電子が発
生される。一次電子ビームがコンタクトホールを横切
り、再び、構造の上部表面上に着地する時、生成される
後方散乱電子の数は再び減少する。(下方の検出器の信
号と関係する)この反転像コントラストは、上方の検出
器の小さい受入角によって更に助けられ、構造の頂部表
面で散乱された横方向に散乱される電子からの不所望の
信号が除去される。構造の頂部表面において、電子は全
ての方向に放射される。しかしながら、コンタクトホー
ル又は他の高アスペクト比の構造内では、電子は、この
構造によって生じるられるコリメート効果を受ける。上
方の検出器の小さな受入角のために、後者の「コリメー
トされた」電子は、前者の「方向制を有さない」表面電
子よりもより多く上方の検出器で受入される。
E信号と比較すると顕著に異なる。SE信号は表面の地形
と共に変化し、入射ビームエネルギー及び電流に極めて
強く依存し、表面に電荷に敏感である。
及び図5(下方の検出器)及び図6(上方の検出器)に
示される対応する像間の対応を容易に理解出来る。図5
に関連して、下方の検出器からの信号はコンタクトホー
ルの内部で略ゼロに落ち、コンタクトホールのサイズ及
び形状に関して、他の場合には抽出されていた何らかの
情報が覆い隠される。図6と関係して、上方の検出器か
らの信号は、一次電子ビームがコンタクトホール内部に
ある時、ピークレベルに到達する。従って、コンタクト
ホールのサイズ及び形状が明瞭に示される。
て負の電子光学作動距離(ワーキンググディスタンス
を)与えることにより更に増大することが出来る。図10
を参照すると、走査型電子顕微鏡の電磁浸漬対物レンズ
は、基本的に、トロイダルで溝型の磁極片39及び極片の
溝の内部に巻かれた電気捲線41から構成される。電磁浸
漬レンズは図示される様な磁束パターンを発生する。従
来通り、磁束パターンは収差を補償する様に精密に制御
される。しかしながら、従来の走査型電子顕微鏡におい
て、電子光学作動距離は通常正である。電子光学作動距
離とは、ウェーハ(43)の表面と最大の磁束密度(45)
の領域に対応する平面との間の距離を意味する。好適な
実施の形態においては、この距離は、若干負(略−1m
m)である。換言すると、ウェーハ表面(43)の平面
は、最大の磁束密度の領域に対応する平面(45)上に位
置する。この若干負の電子光学作動距離の効果は、後方
散乱電子が上方及び下方の検出器のチャネルプレート上
を走査することにある。特に、負の電子光学作動距離だ
と、電子が垂線に対して大きな角度で放出される時でさ
え、後方散乱電子が検出器に衝突する。後方散乱電子が
低い収率であるので、収集効率における得られる増大
は、かなり意味のあるものである。
顕微鏡の電子コラムを詳細に示している。電子ビームの
通路は垂直の破線47によって表され、ウェーハ面43まで
延びている。上方の8重極アッセンブリ49は、電子ビー
ムを位置決めする様に機能する。上方の検出器アッセン
ブリ51は上方の検出器、好ましくはマイクロチャンネル
プレート検出器を収容する。磁気レンズライナー55は、
テルル銅シールドであり、これは、これが無い場合に8
重極を制御する様に使用される8本のテフロン被覆ワイ
ヤによって作り出される擾乱からビームを保護する。ま
た、このライナーは8重極を所定の位置に保持する。下
方の8重極アッセンブリ57はウェーハの表面を前後に横
切って電子ビームを走査する。下方の検出器はウェーハ
表面に対面し、好ましくはマイクロチャンネルプレート
検出器である。
鏡の完全な電子光学を示している。上方のコラムアッセ
ンブリ60は上方の8重極、スプレー開口アッセンブリ50
及上方の検出器アッセンブリ51を収容し、且つ電子銃イ
ンタフェース46を含む。磁気レンズアッセンブリ70は、
磁気レンズ極片39及び電気捲線41を含む。レンズキャッ
プ71が極片に付けられている。磁気レンズライナーが磁
気レンズアッセンブリ70の内部に延びている。磁気レン
ズアッセンブリ70の内部には、また、下方の8重極アッ
センブリ57及び下方の検出器が収容されている。
使用される必要は無い。図13を参照すると、好ましく
は、上方及び下方の検出器からの信号は、「拡張焦点」
像に似ている像を発生するように、制御構成に従って変
化する比で組み合わされる。信号は、電子ビーム技術特
有の線形及び解像特性を有する混合信号を発生するよう
に、実時間で組み合わせることが出来る。特に、上方及
び下方の検出器からの信号は、それぞれゲイン可変の増
幅器81及び83に入力される。増幅器のゲインは制御ユニ
ット85からの制御信号に従って設定される。増幅器から
の出力信号は次に加算器87で加算される。加算器の出力
はCRT表示装置に送られる。
乱電子を高アスペクト比の構造に対する一次像形成機構
として使用するために、高いビーム電流が要求される
(後方散乱電子の低い収率のため)。絶縁性の高い材料
を検査又は測定する時に、ビーム電流が高すぎると、試
料を入射ビームエネルギーと同程度の電位迄帯電し、実
効的な電子の着地エネルギーに影響する場合がある。試
料の帯電は、下方の導電体に電子が散逸するの時間が十
分で無いことから結果される。
来、そして上方の検出器を、上述した様な後方散乱電子
の代わりに二次電子を検出するために有利に使用するこ
とが出来る。ビーム電流を下げると、表面電荷が減少
し、絶縁性が高い材料の場合の解像度及び測定精度が改
善される。上方の検出器で二次電子を検出することによ
って、(溝の様な)高アスペクト比の構造の底を観測す
る能力が、図14に示される条件の基で保たれる。図面か
ら観察出来る様に、上方の検出器の二次電子の収集が、
約−160Vのバイアス電圧をウェーハに加えることにより
容易になる。上方の検出器の面を、上述の様に負バイア
スする代わりに、今回はバイアスしない。二次電子は加
速されて、コラムを上方の検出器まで押し上がり、後方
散乱電子とかなり類似する軌道を示す。
び操作モードを記述している。しかしながら、本発明
は、記述された特定の実施の形態に限定されて構成され
るべきでは無い。そうでは無くて、上述の実施の形態は
制限的というよりも説明的と認められるべきであり、以
下の請求の範囲に定義された本発明の範囲から離れるこ
と無しに当業者が実施の形態に変更を行なうことざ出来
ることは理解されるべきである。
Claims (4)
- 【請求項1】微小な高アスペクト比の構造の底付近の特
徴に対応する像情報を抽出する方法であり、 一次電子ビームを前記構造に向け、 前記一次電子ビームが前記構造上に向けられる結果前記
構造から放出された高いエネルギーの後方散乱電子と低
いエネルギーの後方散乱電子とを区別し、 検出器を使用して、前記低いエネルギーの後方散乱電子
を検出して、検出信号を発生し、 前記検出信号を使用して、前記構造の底付近の特徴に対
応する像を発生する工程から成り、 この場合、前記高いエネルギーの後方散乱電子を検出し
て他の検出信号を発生する他の検出手段を備え、前記検
出手段及び前記他の検出手段が、中央一次電子ビーム照
射開口を各々有する第1及び第2のマイクロチャンネル
プレート検出器とされ、前記第1のマイクロチャンネル
プレート検出器が前記第2のマイクロチャンネルプレー
ト検出器上に設置されており、前記第1及び第2のマイ
クロチャンネルプレート検出器のビーム照射開口が垂直
方向に整列され、前記第2のマイクロチャンネルプレー
ト検出器の前記ビーム照射開口を、前記第1のマイクロ
チャンネルプレート検出器の開口として機能させ、 前記区別する工程が、前記検出器が前記構造の上部表面
の水準に頂点を有する或る角度を張り、前記角度が、前
記構造の前記上方表面の垂線の何れの側にも45゜以下で
あるように、前記検出器が検出開口及び前記構造の上部
表面に関係して位置することから成る方法。 - 【請求項2】ウェーハの構造を検査又は測定するための
装置が、 微小な構造がパターンニングされたウェーハを支持する
ためのステージ手段、 一次電子ビームを前記微小な構造上に向ける手段、 前記一次電子ビームが前記構造上に向けられる結果前記
構造から放出される高いエネルギーの後方散乱電子と低
いエネルギーの後方散乱電子とを区別する手段、 前記低いエネルギーの後方散乱電子を検出して第1の検
出信号を発生する第1の検出手段、 前記第1の検出信号に少なくとも部分的に応答して、前
記構造の像を発生する像形成手段から成り、 前記高いエネルギーの後方散乱電子を検出して第2の検
出信号を発生する第2の検出手段、及び 前記第1の及び第2の検出信号を種々の比率で混合して
混合検出信号を発生する混合手段、から成り、 前記像形成手段が、前記混合検出信号に応答して、前記
構造の像を発生し、 前記第1及び第2の検出手段が、中央一次電子ビーム照
射開口を各々有する第1及び第2のマイクロチャンネル
プレート検出器とされ、 前記第1のマイクロチャンネルプレート検出器が前記第
2のマイクロチャンネルプレート検出器上に設置されて
おり、前記第1及び第2のマイクロチャンネルプレート
検出器のビーム照射開口が垂直方向に整列され、 前記第2のマイクロチャンネルプレート検出器の前記ビ
ーム照射開口が、前記第1のマイクロチャンネルプレー
ト検出器の開口として機能し、 前記第1のマイクロチャンネルプレート検出器が前記構
造の前記上部表面の水準において頂点を有する角度を張
り、前記角度が前記構造の前記上部表面の垂線の何れの
側でも45゜以下であるように、前記ステージ、前記第2
のマイクロチャンネルプレート検出器、及び前記第1の
マイクロチャンネルプレート検出器が、互いに関係して
位置する装置。 - 【請求項3】前記電子を前記検出器上に焦点合わせする
磁気レンズ手段を更に含む請求項2記載の装置。 - 【請求項4】前記ウェーハが負の電子光学作動距離に位
置されるように、前記ステージ手段及び前記磁気レンズ
手段が、互いに関係して位置され、前記高いエネルギー
の後方散乱電子が垂線から大きな角度で前記第1のマイ
クロチャンネルプレート検出器に入射するようにされ
る、請求項3記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/141,669 US5493116A (en) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | Detection system for precision measurements and high resolution inspection of high aspect ratio structures using particle beam devices |
US08/141,669 | 1993-10-26 | ||
PCT/US1994/011602 WO1995012210A1 (en) | 1993-10-26 | 1994-10-12 | Detection system for measuring high aspect ratio |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09507331A JPH09507331A (ja) | 1997-07-22 |
JP3456999B2 true JP3456999B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=22496687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP51266595A Expired - Lifetime JP3456999B2 (ja) | 1993-10-26 | 1994-10-12 | 高アスペクト比測定用検出システム |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5493116A (ja) |
EP (1) | EP0725975B1 (ja) |
JP (1) | JP3456999B2 (ja) |
AT (1) | ATE189336T1 (ja) |
AU (1) | AU7977494A (ja) |
DE (1) | DE69422825T2 (ja) |
IL (1) | IL111384A (ja) |
WO (1) | WO1995012210A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10665420B2 (en) | 2018-03-26 | 2020-05-26 | Hitachi High-Technologies Corporation | Charged particle beam apparatus |
Families Citing this family (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5866904A (en) * | 1990-10-12 | 1999-02-02 | Hitachi, Ltd. | Scanning electron microscope and method for dimension measuring by using the same |
US6066849A (en) * | 1997-01-16 | 2000-05-23 | Kla Tencor | Scanning electron beam microscope |
ES2313745T3 (es) | 1997-03-19 | 2009-03-01 | Lucid, Inc. | Cirugia celular que utiliza microscopia confocal. |
JPH1167139A (ja) * | 1997-08-25 | 1999-03-09 | Hitachi Ltd | 走査電子顕微鏡 |
US6274393B1 (en) | 1998-04-20 | 2001-08-14 | International Business Machines Corporation | Method for measuring submicron images |
TW402769B (en) * | 1998-06-13 | 2000-08-21 | Samsung Electronics Co Ltd | Apparatus and method for contact failure inspection in semiconductor devices |
GB2341720A (en) * | 1998-09-16 | 2000-03-22 | Leica Microsys Lithography Ltd | Electron beam aperture element with beam sheilding |
US6252412B1 (en) | 1999-01-08 | 2001-06-26 | Schlumberger Technologies, Inc. | Method of detecting defects in patterned substrates |
US6539106B1 (en) | 1999-01-08 | 2003-03-25 | Applied Materials, Inc. | Feature-based defect detection |
US6344750B1 (en) | 1999-01-08 | 2002-02-05 | Schlumberger Technologies, Inc. | Voltage contrast method for semiconductor inspection using low voltage particle beam |
US6232787B1 (en) | 1999-01-08 | 2001-05-15 | Schlumberger Technologies, Inc. | Microstructure defect detection |
US6414308B1 (en) | 1999-03-12 | 2002-07-02 | International Business Machines Corporation | Method for determining opened/unopened semiconductor contacts using a scanning electron microscope |
KR100546289B1 (ko) | 1999-04-23 | 2006-01-26 | 삼성전자주식회사 | 전자빔 검사 장치를 이용한 콘택홀의 인라인 모니터링 방법 |
US6586733B1 (en) * | 1999-05-25 | 2003-07-01 | Kla-Tencor | Apparatus and methods for secondary electron emission microscope with dual beam |
US6545491B2 (en) | 1999-08-27 | 2003-04-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for detecting defects in semiconductor devices and methods of using the same |
US6642150B1 (en) | 1999-12-28 | 2003-11-04 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Method for testing for blind hole formed in wafer layer |
DE60042758D1 (de) | 2000-03-31 | 2009-09-24 | Hitachi Ltd | Abtast-elektronenmikroskop |
US6847038B2 (en) * | 2002-07-15 | 2005-01-25 | Hitachi, Ltd. | Scanning electron microscope |
EP1296351A4 (en) * | 2000-06-27 | 2009-09-23 | Ebara Corp | INVESTIGATION DEVICE FOR LOADED PARTICLE RAYS AND METHOD FOR PRODUCING A COMPONENT ELEVATED WITH THIS INSPECTION DEVICE |
US6548810B2 (en) * | 2001-08-01 | 2003-04-15 | The University Of Chicago | Scanning confocal electron microscope |
DE10230929A1 (de) * | 2002-07-09 | 2004-01-29 | Leo Elektronenmikroskopie Gmbh | Verfahren zum elektronenmikroskopischen Beobachten einer Halbleiteranordnung und Vorrichtung hierfür |
US7528614B2 (en) * | 2004-12-22 | 2009-05-05 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for voltage contrast analysis of a wafer using a tilted pre-charging beam |
US6797955B1 (en) | 2003-01-30 | 2004-09-28 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Filtered e-beam inspection and review |
US6812462B1 (en) | 2003-02-21 | 2004-11-02 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Dual electron beam instrument for multi-perspective |
US6815675B1 (en) | 2003-04-30 | 2004-11-09 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Method and system for e-beam scanning |
US7019292B1 (en) | 2004-06-15 | 2006-03-28 | Kla-Tencor Technologies Corporation | E-beam detection of defective contacts/vias with flooding and energy filter |
US7241991B1 (en) | 2005-08-30 | 2007-07-10 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Region-of-interest based electron beam metrology |
JP5054990B2 (ja) | 2007-01-30 | 2012-10-24 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 走査形電子顕微鏡 |
JP2010175249A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Hitachi High-Technologies Corp | 試料高さ測定方法及び試料高さ測定装置 |
JP6035928B2 (ja) * | 2012-07-12 | 2016-11-30 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
US9786468B2 (en) * | 2013-02-26 | 2017-10-10 | Hitachi High-Technologies Corporation | Charged particle beam device |
JP6581940B2 (ja) * | 2016-04-15 | 2019-09-25 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電子顕微鏡装置 |
US10096447B1 (en) * | 2017-08-02 | 2018-10-09 | Kla-Tencor Corporation | Electron beam apparatus with high resolutions |
DE102018204683B3 (de) * | 2018-03-27 | 2019-08-08 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Elektronenstrahlmikroskop |
JP7396954B2 (ja) * | 2020-04-01 | 2023-12-12 | 株式会社日立ハイテク | 荷電粒子線装置 |
US11626267B2 (en) * | 2021-04-28 | 2023-04-11 | Applied Materials Israel Ltd. | Back-scatter electrons (BSE) imaging with a SEM in tilted mode using cap bias voltage |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5927075B2 (ja) * | 1974-07-17 | 1984-07-03 | ユニチカ株式会社 | 走査型電子顕微鏡 |
JPS5481075A (en) * | 1977-11-24 | 1979-06-28 | Cho Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Method of detecting article image using electron beam |
JPS59197881A (ja) * | 1983-04-25 | 1984-11-09 | Jeol Ltd | エネルギ−選択機能を有する反射電子検出装置 |
US4588890A (en) * | 1984-12-31 | 1986-05-13 | International Business Machines Corporation | Apparatus and method for composite image formation by scanning electron beam |
US4868344A (en) * | 1988-03-30 | 1989-09-19 | Aldrich-Boranes, Inc. | Novel process of producing phenyl or substituted phenylalkylamine pharmaceutical agents and novel chiral intermediates of high enantiomeric purity useful therein |
US4958079A (en) * | 1989-02-21 | 1990-09-18 | Galileo Electro-Optics Corps. | Detector for scanning electron microscopy apparatus |
JPH0467550A (ja) * | 1990-07-05 | 1992-03-03 | Fujitsu Ltd | 電子ビーム装置及びその画像取得方法 |
JP3285092B2 (ja) * | 1990-10-12 | 2002-05-27 | 株式会社日立製作所 | 走査形電子顕微鏡、及び走査形電子顕微鏡による試料像形成方法 |
US5332898A (en) * | 1993-06-14 | 1994-07-26 | Metrologix | Precision measurement using particle beam devices |
-
1993
- 1993-10-26 US US08/141,669 patent/US5493116A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-10-12 AT AT94930746T patent/ATE189336T1/de not_active IP Right Cessation
- 1994-10-12 EP EP94930746A patent/EP0725975B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-12 JP JP51266595A patent/JP3456999B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-12 AU AU79774/94A patent/AU7977494A/en not_active Abandoned
- 1994-10-12 WO PCT/US1994/011602 patent/WO1995012210A1/en active IP Right Grant
- 1994-10-12 DE DE69422825T patent/DE69422825T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-24 IL IL11138494A patent/IL111384A/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10665420B2 (en) | 2018-03-26 | 2020-05-26 | Hitachi High-Technologies Corporation | Charged particle beam apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0725975A4 (en) | 1997-12-29 |
EP0725975B1 (en) | 2000-01-26 |
US5493116A (en) | 1996-02-20 |
DE69422825D1 (de) | 2000-03-02 |
JPH09507331A (ja) | 1997-07-22 |
AU7977494A (en) | 1995-05-22 |
IL111384A (en) | 1998-07-15 |
ATE189336T1 (de) | 2000-02-15 |
EP0725975A1 (en) | 1996-08-14 |
WO1995012210A1 (en) | 1995-05-04 |
DE69422825T2 (de) | 2000-08-17 |
IL111384A0 (en) | 1994-12-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3456999B2 (ja) | 高アスペクト比測定用検出システム | |
US6218664B1 (en) | SEM provided with an electrostatic objective and an electrical scanning device | |
US6605805B2 (en) | Swinging objective retarding immersion lens electron optics focusing, deflection and signal collection system and method | |
EP1238405B1 (en) | Method and system for the examination of specimen using a charged particle beam | |
US6747279B2 (en) | Objective lens for a charged particle beam device | |
JP3238705B2 (ja) | 粒子ビーム装置における表面電荷の影響を減少させるためのスキャニング技術 | |
JP2000200579A (ja) | 走査形電子顕微鏡 | |
US6646261B2 (en) | SEM provided with a secondary electron detector having a central electrode | |
US6960766B2 (en) | Swinging objective retarding immersion lens electron optics focusing, deflection and signal collection system and method | |
US20020109089A1 (en) | SEM provided with an adjustable final electrode in the electrostatic objective | |
US7800062B2 (en) | Method and system for the examination of specimen | |
WO1996008835A1 (en) | Particle beam detector providing z-axis and topographic contrast | |
US20020079449A1 (en) | SEM having a detector surface segmented into a number of separate regions | |
JPH09251847A (ja) | 電子ビーム観測方法及び観測装置 | |
IL108349A (en) | Scanning techniques in particle beam devices for reducing the effects of surface charge accumulation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080801 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090801 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090801 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100801 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110801 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110801 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120801 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120801 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130801 Year of fee payment: 10 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |