JP3934347B2 - Sample contamination measuring method for electron beam inspection equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビーム検査装置の試料汚染測定方法に係り、特に、半導体の検査を行うのに好適な電子ビーム検査装置の試料汚染測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子ビームを試料上に走査して、得られた二次電子像または反射電子像により試料上に形成されたパターンまたはコンタクトホールの寸法および形状を測定・観察する電子ビーム検査装置は、半導体素子の微細化が進むにつれて、その役割の重要性が増している。
【0003】
一方、電子ビームを利用して観察を行う際には、試料の電子線を照射した部分に汚染物が付着することが知られている。この点については、例えば、「Specimen Protection in the Electron Microscope, 19(1982)p.465, HEYWOOD J A, Pract Metallogr」に記載されているように、試料汚染の原因となるのは、試料に吸着していたハイドロカーボン系ガス分子と、装置の残留ガス中のハイドロカーボンの試料への吸着によるものが考えられており、いずれの場合も、吸着ガスが電子線エネルギーを受けることにより固体化すると言われている。このように、試料表面に汚染物が付着した場合、最表面に観察されるのは汚染物の表面であるため、真の表面の像を捕らえることはできなくなる。半導体装置の検査装置の場合は、寸法計測,外観検査が目的であるため、検査中に汚染物が付着し、寸法,形状が変化してしまうことは重大な問題である。
【0004】
そこで、電子ビーム検査装置における試料汚染の評価方法としては,例えば、「電子顕微鏡学会誌,16-1,(1981),p.2-10, 矢田慶治」や、「電子顕微鏡学会誌,19-1,(1984),58-60, 是枝淳夫」に記載されているように、電子ビームを試料表面上の固定した一点に照射し、照射部に付着した円筒形あるいは、円錐形の汚染物の直径もしくは高さを電子ビーム照射時間とともに測定し、汚染物付着量を測定するものが知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電子ビーム検査装置による試料汚染の評価方法では、汚染物の付着量の測定時には、電子ビームを観察面上の固定した一点に照射しているが、実際の電子顕微鏡観察における電子ビーム照射は、被観察面の領域を走査しながら照射するため、電子ビームの照射方法が異なっているため、汚染物付着量を正確には測定できないという問題があった。
【0006】
本発明の目的は、電子ビーム検査装置の観察面に付着する汚染物の付着量を定量的に測定可能な電子ビーム検査装置の試料汚染測定方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
(1)上記目的を達成するために、本発明は、試料室に置かれた試料に電子銃室の電子銃から電子線を照射し、上記試料から発生する二次電子を検出して、上記試料の寸法測定を行う電子ビーム検査装置を用い、潤滑剤を塗布した上記試料の表面上に設けた凸形状部もしくは凹形状部に電子線を照射し、電子線照射面に付着する汚染物により変化した凸形状または凹形状の寸法から、汚染物の付着量を測定して、潤滑剤の評価を行なうようにしたものである。
【0009】
(2)上記目的を達成するために、本発明は、試料室に置かれた試料に電子銃室の電子銃から電子線を照射し、上記試料から発生する二次電子を検出して、上記試料の寸法測定を行う電子ビーム検査装置を用い、電子ビーム検査装置内で使用することを目的とした材料を電子ビームに照射されない任意の試料室内に設置し、上記試料の表面上に設けた凸形状部もしくは凹形状部に電子線を照射し、電子線照射面に付着する汚染物により変化した凸形状または凹形状の寸法から、汚染物の付着量を測定し、汚染物の付着量によって、材料の評価を行うようにしたものである。
【0010】
(3)上記(1)若しくは(2)のいずれかにおいて、好ましくは、汚染物の付着量の測定を定期的に行ない、測定した汚染物の付着量を表示もしくは記録するようにしたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図3を用いて、本発明の第1の実施形態による電子ビーム検査装置の試料汚染測定方法について説明する。
最初に、図1を用いて、本実施形態による試料汚染測定方法に用いる電子ビーム検査装置の構成について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態による試料汚染測定方法に用いる電子ビーム検査装置の構成を示す全体構成図である。
【0012】
図1に示すように、本実施形態のよる電子ビーム検査装置では、電子銃室1,コンデンサレンズ室2,中間室3,試料室4が、縦方向に配置されている。試料室4に隣接して予備排気室25が配置されている。この予備排気室25を通して、大気雰囲気から真空雰囲気にある試料室4に、試料16が導入される。
【0013】
電子銃室1には、電子銃7,引出電極8,加速電極9および固定絞り10が、設けられている。コンデンサレンズ室2には、コンデンサレンズ11が設けられている。中間室3には、偏向コイル12,対物レンズ13および対物レンズ固定絞り14が設けられている。また、試料室4には、試料ステージであるXステージ6及びYステージ6’が設けられている。Yステージ6’の上には、試料16が載置される。試料ステージ6,6’は、ベース5の上に設置されている。Xステージ6とベース5の間及びYステージ6’とXステージ6の間には、ガイド機構の摺動部15が設けられており、Xステージ6及びYステージ6’は、この摺動部15によって移動される。なお、図示は省略しているが、X方向及びY方向の移動に際しては、試料室の外に設置されたモータから試料室内に設置されたボールネジなどの動力伝達系を繋ぎ、駆動される。
【0014】
電子銃室1には、真空ポンプ19,20が接続されている。また、コンデンサレンズ室2には、真空ポンプ21が接続されている。電子源7から安定した電子線を得るために、真空ポンプ19,20,21によって差動排気され、電子銃室1およびコンデンサレンズ室2は、10-7Pa以下の圧力に減圧される。試料室4には、真空ポンプ22が接続され、10-3Pa以下に真空排気されている。
【0015】
中間室3には、電子銃7からの電子ビームB1を試料16に照射したときに、試料16表面からの二次電子または反射電子B2を検出する反射電子・二次電子検出器23が取り付けられている。なお、試料室4と中間室3とは、排気バイパス18によって連通している。
【0016】
搬送機構26は、試料16を予備排気室25から試料室4に搬送する。試料16を試料室4に導入する場合には、予備排気室25を通して試料を導入する。すなわち、予備排気室25を大気状態にして試料16を導入し、予備排気室25を真空排気して所定の圧力に達したら、ゲートバルブ17を開けて、試料16を、試料室4に搬入し、ゲートバルブ17を閉じる。
【0017】
試料面の観察時は、電子銃7から出射した電子ビームB1が、引出電極8に印加された電圧により引き出され、その引き出された電子ビームB1は、加速電極9に印加された加速電圧により所望のエネルギに調整される。さらに、電子ビームB1は固定絞り10を通過した後、コンデンサレンズ11,対物レンズ13により試料16上に収束される。収束された電子ビームB1は、偏向コイル12により試料16上を走査する。偏向制御部40は、偏向コイル12に流す偏向電流を可変して、電子ビームB1によって、試料16上を走査する。このとき、試料の16表面からは二次電子および反射電子B2が発生し、これら二次電子および反射電子B2は、反射電子・二次電子検出器23によって検出され、表示部42に、試料像を表示することができる。通常の試料面の観察には、二次電子のみでクリアな試料像を得ることができるが、感度が低い場合には、検出された二次電子の情報に加えて、検出された反射電子の像を重ね合わせることにより、より良い試料像を得ることができる。また、反射電子・二次電子検出器23によって検出された信号は、制御部44によって、汚染物の付着量を測定する。測定された付着量などのデータは、ネットワークNWを介して、遠隔地にある監視センタ50などに伝送することができる。
【0018】
ところで、既に述べたように、試料室4内にハイドロカーボンを主体とするガス成分が多く残留している試料室内に設置された試料16に電子線B1を照射すると、ハイドロカーボン系ガス分子が電子線からエネルギを受けて、カーボンを主体とする物質が試料16の表面に徐々に堆積する現象が起こる。堆積量は、多くても数nm〜数十nmとごくわずかであるが、実際に見たい表面の上に別の物質が堆積しているために、数万倍以上の高倍率観察の場合には、形状の違いが顕在化してくる。したがって、どの程度汚染物が観察面に付着するかを定量的に、克つ簡便で素早く評価を行う方法が重要となる。
【0019】
次に、図2及び図3を用いて、本実施形態による試料汚染測定方法について説明する。
図2及び図3は、本発明の第1の実施形態による試料汚染測定方法の原理を説明するための原理構成図である。図2は、断面図を示し、図3は、電子顕微鏡の画像として観察される図を模式的に示した平面図を示している。
【0020】
図2に示すように、試料16の表面には、予め凸形状部28が形成されている。凸形状部28は、検査パターン若しくはダミーのパターンとも言うべき汚染物評価用のパターンである。凸形状部28の幅a0は、実際の半導体装置における配線パターンとほぼ等しい幅を有している。例えば、凸形状部28の幅a0は、0.5μmである。凸形状部28の長さは、幅a0に比べて長く、図3にしめすような線状の突起部である。凸形状部28は、平面形状が直線状の凸部でもよく、また、L字型に折れ曲がった形状でもよいものである。また、平面形状が円形のものでもよいものである。
【0021】
図2及び図3において、一点鎖線で示す領域C1は、第1の視野領域である。また、破線で示す領域C2は、第2の視野領域である。第1の視野領域C1及び第2の視野領域C2において、電子ビームが照射され、試料16及び凸形状部28の表面を走査することにより、電子顕微鏡の画像が得られる。
【0022】
ここで、第1の視野領域C1の一辺の長さをn1とし、第2の視野領域C2の一辺の長さをn2とする。第1の視野領域C1の一辺の長さn1は、凸形状部28の幅a0よりも大きくする。例えば、凸形状部28の幅a0を0.5μmとするとき、第1の視野領域C1の一辺の長さn1を、1.0μmとする。また、このとき、第2の視野領域C2の一辺の長さn2を、2.0μmとする。凸形状部28の長さは、第1の視野領域C1の一辺の長さn1よりも長ければよいものである。
【0023】
最初に、制御部44は、偏向制御部40を制御して、電子ビームB1によって試料16上を走査する領域を、第1の視野領域C1とする。そして、この第1の視野領域C1において、所定時間、例えば10分程度観察する。ハイドロカーボンを主体とするガス成分が、試料室4内に多く残留している電子顕微鏡において、一定時間電子線B1を照射すると、照射した面、この場合はn1×n1の第1の視野領域C1の表面に、カーボンを主体とする汚染物質29は、図1に示すように膜状に堆積する。凸形状部28の側面にも、汚染物質29は堆積するため、凸形状部の幅は、見かけ上、幅a4と凸形状に線幅が増加することになる。所定時間経過後、制御部44は、偏向制御部40を制御して、電子ビームB1によって試料16上を走査する領域を、第2の視野領域C2とする。すなわち、視野の倍率を低くする。その結果、図3に示すように、汚染物質29が付着して、線幅がa4となった部分と、汚染物質が付着していない元の線幅a0の凸形状部28とを同一の視野C2内で同時に観察することができる。
【0024】
電子ビーム検査装置では、一般に2点間の距離や平行な2線間の距離を測定する測拒機能を備えているため、汚染物質29によって線幅が増加した部分と元の線幅a0の部分との間の距離を測定することにより、汚染物質29の付着により増加した線幅a1を測定することができる。また、汚染物質29によって線幅が増加した部分の線幅a4と、凸形状部28の線幅a0とを個別に測定しても、汚染物質29の付着により増加した線幅a1(=(a4−a0)/2)を演算により求めることができる。さらに、凸形状部28の幅a0を既知のものとして、例えば、原子間力顕微鏡(AFM(Atomic Force Microscopy))によって予め測定しておけば、汚染物質29によって線幅が増加した部分の線幅a4を測定することにより、汚染物質29の付着により増加した線幅a1(=(a4−a0)/2)を演算により求めることができる。
【0025】
なお、厳密に言うと、本計測方法で測定しているa1は、必ずしもa2やa3と等しくなるわけではないが、ほぼ等しいものであり、簡便な測定方法であり定量評価の指標となり得る。汚染物29の堆積量を評価する際の倍率は、低くし過ぎては増加量が計測しづらいので、1/2程度が好ましいものである。汚染物質29の付着量a0は、汚染物質が少ない場合には、1nm程度のものであるが、汚染物質が多くなると、数nm若しくはそれ以上になるものである。
【0026】
以上説明したように、試料汚染を定量的に測定することが可能となり、試料汚染の影響を定量的に把握することが可能となる。また、汚染物の付着量の測定を、克つ簡便で素早く行なうことができる。さらに、このような試料汚染評価方法を電子ビーム検査装置の検査項目や性能評価に用いることができる。
【0027】
ここで、試料汚染の原因となるハイドロカーボンを主体とするガスは、検査対象である試料16によって試料室4内に持ち込まれる場合もある。すなわち、試料16に吸着していたガスが試料室3内において脱離し、ハイドロカーボン系残留ガスになることも考えられる。この場合ハイドロカーボン系残留ガスは、試料の導入回数によってが徐々に増加し、したがって試料16上に堆積する汚染物29の単位時間当たりの付着量も試料の導入回数によってが徐々に増加することになる。
【0028】
そこで、上述した堆積物評価方法を定期的に行ない、電子ビーム検査装置の表示部42に測定した汚染物の付着量を表示するとともに、制御部44内に、付着量を記録する。これによって、汚染物の増加のトレンドがわかり、メンテナンス時期の目安となる。また、汚染物付着量の記録情報をネットワークNWなどを介して、監視センタ50に伝送することにより、遠隔地においても電子ビーム検査装置のメンテナンス時期を判断することができる。
【0029】
以上説明したように、本実施形態によれば、電子ビーム検査装置の観察面に付着する汚染物の付着量を定量的に測定することが可能となる。
【0030】
次に、同じく図1〜図3を用いて、本発明の第2の実施形態による電子ビーム検査装置の試料汚染測定方法について説明する。
試料汚染の原因となるハイドロカーボンを主体とする残留ガスの発生原因としては、試料室4の内壁からの放出ガス、ステージ6,6’や、ボールネジなどの動力伝達機構やステージのガイド15、図には示していないがその他、ステージ制御のためのセンサーや配線など、試料室内の各種部品からの放出ガスがある。さらに、試料に吸着していたガスが脱離し試料室4内のハイドロカーボン系残留ガスになる場合もある。このように、試料汚染の原因となるハイドロカーボンを主体とする残留ガスの発生する部品は多岐にわたるために、各部品や潤滑剤がどの程度、試料上の汚染物29の生成に影響を与えるかの評価方法が必要になる。
【0031】
特に半導体製造の検査装置に用いられる電子線検査装置は、検査対象がミクロンオーダー以下の微細な加工形状(パターンやホール)であり、また検査対象である半導体ウエハは、例えば、直径200mm〜300mmと大口径化しているため、例えば10-2 Pa以下といった真空雰囲気で、試料室3内のXYステージ6,6’には非常に精密な位置決めが要求されるために、XYステージ6,6’が移動する際のガイド機構15や駆動のためのボールネジ等には真空用潤滑油や真空用グリースなどの潤滑剤が必要不可欠になる。また、ステージ駆動系や摺動部分には高分子化合物を材料とする部品も必要となる。これらの油やグリースからは、真空中では、潤滑剤は蒸発してハイドロカーボン系ガス分子を発生しやすく、また、高分子化合物からもハイドロカーボン系ガスを放出させるものがある。したがって、このような電子ビーム検査装置の試料汚染の評価方法、試料室内に用いる潤滑剤や部品の、試料汚染への影響を評価する方法が非常に重要になり、試料汚染への影響が少ない物質を選択する必要がある。
【0032】
本実施形態では、上述した汚染物質の付着量を測定する方法を用いて、潤滑剤の汚染量を評価するようにしている。評価したい潤滑剤を、試料16の表面上に全体的に塗布する。試料16の表面には、図2に示した凸形状部28が予め形成されており、この凸形状部28の表面にも潤滑剤を塗布する。この状態で、第1の視野領域C1について、一定時間、電子線B1を照射する。照射開始時には、潤滑剤は、希釈されたものを用い、液体状態であるため、電子顕微鏡の画像としては観察されないものである。試料室3内の残留ガスは、試料表面に吸着脱離を繰り返すが、吸着した際に電子線のエネルギーを受けて固体化すると考えられる。したがって、あらかじめ試料表面に評価したい潤滑剤を塗布しておけば、電子線のエネルギーを受けた場合に、固体化して汚染物29が付着することになる。一定時間経過後、視野を低倍率の第2の視野領域C2として、図1〜図3において説明した方法によって、汚染物29の付着量(線幅の増加分a1)を測定する。汚染物29の付着量を測定することにより、固体化して汚染物29になりやすい組成を持つ潤滑剤であるのか、汚染物29を形成し難い組成を持つ潤滑剤であるのかを評価することができる。例えば、付着量が数十nmもある場合には、固体化して汚染物29になりやすい組成を持つ潤滑剤ということができ、また、付着量がほぼ0nm,即ち、検出不可能な付着量であるならば、汚染物29を形成し難い組成を持つ潤滑剤であると評価することができる。
【0033】
本実施形態によれば、装置内に用いられる潤滑剤からの発生する汚染物の量を測定することにより、潤滑剤を選定することが可能となる。
【0034】
次に、図4を用いて、本発明の第3の実施形態による電子ビーム検査装置の試料汚染測定方法について説明する。
図4は、本発明の第3の実施形態による試料汚染測定方法に用いる電子ビーム検査装置の構成を示す全体構成図である。なお、図1と同一符号は、同一部分を示している。
【0035】
本実施形態では、試料室4に連結する形で別の部屋30を設けて、そのなかにセンサー,配線,各種高分子材料などの評価したい部品31を設置可能としている。
【0036】
上述したように、試料汚染の原因となるハイドロカーボンを主体とする残留ガスの発生する部品は、潤滑剤の他にも各種センサー,センサー配線,高分子材料などのように多岐にわたる。本実施形態では、各部品がどの程度、試料上の汚染物29の生成に影響を与えるかを評価可能としている。
【0037】
部屋30内に、評価したい部品31を設置した上で、試料の表面上に既知寸法(幅a0)の凸形状上28が設けてある試料を電子線検査装置内に設置し、第1の視野領域C1に対して一定時間の間、電子線B1を照射する。次に、低い倍率に低下させて、図3に示した例と同様に汚染物29による線幅の増加量a1を計測する。
【0038】
試料室4に連結した部屋30に設置された部品31からは、ガスが放出されて試料室4に流入する。部品31から放出されるガスが、電子線のエネルギーを受けて固体化しやすいものであるか否かの判断は、汚染物29を計測することによって簡便に評価できる。なお、試料室4に別の部屋30を設ける代わりに、ステージ上に場所を設け、部品を設置してもよいものである。
【0039】
本実施形態によれば、試料汚染の原因となるハイドロカーボンを主体とする残留ガスの発生する部品である各種センサー,センサー配線,高分子材料などがどの程度、試料上の汚染物29の生成に影響を与えるかを評価することができる。
【0040】
次に、図5を用いて、本発明の第4の実施形態による電子ビーム検査装置の試料汚染測定方法について説明する。
図5は、本発明の第4の実施形態による試料汚染測定方法の原理を説明するための原理構成図である。なお、図2と同一符号は、同一部分を示している。
【0041】
本実施形態による試料汚染測定方法に用いる電子ビーム検査装置の構成は、図1に示したものと同様である。本実施形態においては、図2に示した凸形状部28に代えて、既知の寸法の凹形状部32を持つ試料16’を用いて汚染物29を付着させ、その堆積量を評価する。この場合、凹形状の内側幅寸法a0が堆積物によって狭くなり結果として、(a0−a1×2)の寸法となる。この寸法変化を定量的に把握し、上述の各実施形態で述べてきた電子ビーム検査装置の試料観察面に付着・堆積するカーボン堆積物の評価を行なうことができる。また、装置内で使用される潤滑油や高分子材料などから放出れるハイドロカーボン系ガス起因のカーボン堆積物の評価に用い、カーボン堆積物生成へ影響の少ない潤滑油、材料などの選定に用いることができる。
【0042】
次に、図6を用いて、本発明の第5の実施形態による電子ビーム検査装置の試料汚染測定方法について説明する。
図6は、本発明の第5の実施形態による試料汚染測定方法の原理を説明するための原理構成図である。なお、図2と同一符号は、同一部分を示している。
【0043】
本実施形態による試料汚染測定方法に用いる電子ビーム検査装置の構成は、図1に示したものと同様である。さらに、本実施形態においては、電子ビーム検査装置として、試料を傾けて観察することができる電子ビーム検査装置を用いている。
【0044】
試料16に対し垂直に電子ビームを照射し、その後試料16を傾斜させ、始めに電子ビームを照射した部分全体が観察できるように倍率を下げて観察する。試料16を垂直方向のみから観察した場合は寸法a1のみが汚染物29の堆積量の評価対象であるが、試料を傾斜させて観察することができる電子ビーム検査装置を用いた場合、汚染物29の厚さa2,a3を観察することができ、試料16の傾斜角度と観察画像の寸法a2,a3とにより、実際の寸法a2,a3を幾何学計算で算出することができる。よって、汚染物29の堆積した厚さを評価することができる。なお、観察時に傾斜させる角度としては、例えば、45度とする。
【0045】
本実施形態によれば、汚染物の各部の厚さを正確に測定することが可能となる。
【0046】
【発明の効果】
本発明によれば、電子ビーム検査装置の観察面に付着する汚染物の付着量を定量的に測定可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態による試料汚染測定方法に用いる電子ビーム検査装置の構成を示す全体構成図である。
【図2】本発明の第1の実施形態による試料汚染測定方法の原理を説明するための原理構成図である。
【図3】本発明の第1の実施形態による試料汚染測定方法の原理を説明するための原理構成図である。
【図4】本発明の第3の実施形態による試料汚染測定方法に用いる電子ビーム検査装置の構成を示す全体構成図である。
【図5】本発明の第4の実施形態による試料汚染測定方法の原理を説明するための原理構成図である。
【図6】本発明の第5の実施形態による試料汚染測定方法の原理を説明するための原理構成図である。
【符号の説明】
4…試料室
12…偏向コイル
16…試料
23…反射電子・二次電子検出器
28…凸形状部
29…汚染物
30…部屋
31…部品
32…凹形状部
40…偏向制御部
42…表示部
44…制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sample contamination measuring method for an electron beam inspection apparatus, and more particularly to a sample contamination measuring method for an electron beam inspection apparatus suitable for inspecting a semiconductor.
[0002]
[Prior art]
An electron beam inspection apparatus that scans an electron beam on a sample and measures and observes the size and shape of a pattern or contact hole formed on the sample from the obtained secondary electron image or reflected electron image is a semiconductor element. As miniaturization progresses, the role becomes more important.
[0003]
On the other hand, when observation is performed using an electron beam, it is known that contaminants adhere to the portion of the sample irradiated with the electron beam. In this regard, for example, as described in “Specimen Protection in the Electron Microscope, 19 (1982) p. 465, HEYWOOD JA, Pract Metallogr”, the cause of sample contamination is the adsorption to the sample. It is thought that this is due to the adsorption of hydrocarbon-based gas molecules and hydrocarbons in the residual gas of the device to the sample. In either case, the adsorbed gas is said to be solidified by receiving electron beam energy. ing. Thus, when contaminants adhere to the sample surface, it is impossible to capture an image of the true surface because the surface of the contaminants is observed on the outermost surface. In the case of an inspection apparatus for a semiconductor device, the purpose is dimension measurement and appearance inspection. Therefore, it is a serious problem that contaminants adhere and the dimensions and shape change during the inspection.
[0004]
Therefore, as a method for evaluating sample contamination in an electron beam inspection apparatus, for example, “Journal of Electron Microscopy, 16-1, (1981), p.2-10, Keiji Yada”, “Journal of Electron Microscopy, 19- 1, (1984), 58-60, Ikuo Kore-eda ”, an electron beam is applied to a fixed point on the sample surface, and the cylindrical or conical contaminants attached to the irradiated part A device that measures the diameter or height together with the electron beam irradiation time and measures the amount of contaminants is known.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method for evaluating sample contamination using an electron beam inspection apparatus, when measuring the amount of contaminants deposited, an electron beam is applied to a fixed point on the observation surface. Irradiation is performed while scanning the region of the surface to be observed, and the electron beam irradiation method is different, so that there is a problem that the amount of contaminants attached cannot be measured accurately.
[0006]
An object of the present invention is to provide a sample contamination measuring method of an electron beam inspection apparatus capable of quantitatively measuring the amount of contaminants adhering to the observation surface of the electron beam inspection apparatus.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
( 1 ) In order to achieve the above object, the present invention irradiates a sample placed in a sample chamber with an electron beam from an electron gun in an electron gun chamber, detects secondary electrons generated from the sample, and Using an electron beam inspection device that measures the dimensions of the sample, the convex part or concave part provided on the surface of the sample coated with the lubricant is irradiated with an electron beam, and contaminants attached to the electron beam irradiation surface The lubricant is evaluated by measuring the amount of adhered contaminants from the changed convex or concave dimensions.
[0009]
( 2 ) To achieve the above object, the present invention irradiates a sample placed in a sample chamber with an electron beam from an electron gun in an electron gun chamber, detects secondary electrons generated from the sample, Using an electron beam inspection device that measures the dimensions of the sample, a material intended for use in the electron beam inspection device is placed in an arbitrary sample chamber that is not irradiated with the electron beam, and a convex provided on the surface of the sample. Irradiate the electron beam to the shape part or concave shape part, measure the adhesion amount of the contaminant from the dimension of the convex shape or concave shape changed by the contaminant adhering to the electron beam irradiation surface, and depending on the adhesion amount of the contaminant, The material is evaluated.
[0010]
(3) In any one of the above (1) or (2) , preferably, the amount of contaminated substances is measured periodically and the measured amount of adhering contaminants is displayed or recorded. .
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the sample contamination measuring method of the electron beam inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the configuration of the electron beam inspection apparatus used in the sample contamination measuring method according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing the configuration of an electron beam inspection apparatus used in the sample contamination measuring method according to the first embodiment of the present invention.
[0012]
As shown in FIG. 1, in the electron beam inspection apparatus according to this embodiment, an
[0013]
The
[0014]
[0015]
A reflected electron /
[0016]
The
[0017]
When observing the sample surface, the electron beam B1 emitted from the
[0018]
By the way, as already described, when the electron beam B1 is irradiated to the
[0019]
Next, the sample contamination measuring method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 and FIG. 3 are principle configuration diagrams for explaining the principle of the sample contamination measuring method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view, and FIG. 3 is a plan view schematically showing a diagram observed as an electron microscope image.
[0020]
As shown in FIG. 2, a
[0021]
2 and 3, a region C1 indicated by a one-dot chain line is a first visual field region. A region C2 indicated by a broken line is a second visual field region. In the first visual field region C1 and the second visual field region C2, an electron beam is irradiated, and the surface of the
[0022]
Here, the length of one side of the first visual field region C1 is n1, and the length of one side of the second visual field region C2 is n2. The length n1 of one side of the first visual field region C1 is made larger than the width a0 of the
[0023]
First, the control unit 44 controls the
[0024]
Since the electron beam inspection apparatus generally has a measurement refusal function for measuring the distance between two points or the distance between two parallel lines, a portion where the line width is increased by the
[0025]
Strictly speaking, a1 measured by this measurement method is not necessarily equal to a2 or a3, but is almost equal, and is a simple measurement method and can be an index for quantitative evaluation. The magnification at the time of evaluating the deposit amount of the
[0026]
As described above, sample contamination can be measured quantitatively, and the influence of sample contamination can be grasped quantitatively. In addition, the amount of contaminants can be measured easily and quickly. Further, such a sample contamination evaluation method can be used for inspection items and performance evaluation of an electron beam inspection apparatus.
[0027]
Here, the gas mainly composed of hydrocarbon that causes sample contamination may be brought into the
[0028]
Therefore, the deposit evaluation method described above is periodically performed to display the amount of adhered contaminants measured on the
[0029]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to quantitatively measure the amount of contaminants attached to the observation surface of the electron beam inspection apparatus.
[0030]
Next, the sample contamination measuring method of the electron beam inspection apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The cause of the generation of residual gas mainly composed of hydrocarbon which causes sample contamination is the gas released from the inner wall of the
[0031]
In particular, an electron beam inspection apparatus used in a semiconductor manufacturing inspection apparatus has a fine processing shape (pattern or hole) whose inspection target is micron order or less, and a semiconductor wafer to be inspected has a diameter of 200 mm to 300 mm, for example. Since the diameter is increased, for example, the XY stages 6 and 6 ′ in the
[0032]
In the present embodiment, the amount of contamination of the lubricant is evaluated using the above-described method for measuring the amount of adhered contaminant. The lubricant to be evaluated is applied entirely on the surface of the
[0033]
According to this embodiment, the lubricant can be selected by measuring the amount of contaminants generated from the lubricant used in the apparatus.
[0034]
Next, a sample contamination measuring method for an electron beam inspection apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is an overall configuration diagram showing the configuration of an electron beam inspection apparatus used in the sample contamination measuring method according to the third embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same parts.
[0035]
In the present embodiment, another
[0036]
As described above, there are various parts such as various sensors, sensor wirings, and polymer materials in addition to the lubricant that generate residual gas mainly composed of hydrocarbons that cause sample contamination. In this embodiment, it is possible to evaluate how much each component affects the generation of the
[0037]
A
[0038]
Gas is released from the
[0039]
According to the present embodiment, to what extent various sensors, sensor wiring, polymer materials, and the like, which are components that generate residual gas mainly composed of hydrocarbons that cause sample contamination, generate
[0040]
Next, a sample contamination measuring method for an electron beam inspection apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a principle configuration diagram for explaining the principle of the sample contamination measuring method according to the fourth embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same parts.
[0041]
The configuration of the electron beam inspection apparatus used in the sample contamination measuring method according to the present embodiment is the same as that shown in FIG. In the present embodiment, instead of the
[0042]
Next, a sample contamination measuring method for an electron beam inspection apparatus according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a principle configuration diagram for explaining the principle of the sample contamination measuring method according to the fifth embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same parts.
[0043]
The configuration of the electron beam inspection apparatus used in the sample contamination measuring method according to the present embodiment is the same as that shown in FIG. Furthermore, in the present embodiment, an electron beam inspection apparatus that can observe a sample by tilting it is used as the electron beam inspection apparatus.
[0044]
The
[0045]
According to the present embodiment, the thickness of each part of the contaminant can be accurately measured.
[0046]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to quantitatively measure the amount of contaminants attached to the observation surface of the electron beam inspection apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a configuration of an electron beam inspection apparatus used in a sample contamination measuring method according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a principle configuration diagram for explaining the principle of the sample contamination measuring method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a principle configuration diagram for explaining the principle of the sample contamination measuring method according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is an overall configuration diagram showing a configuration of an electron beam inspection apparatus used in a sample contamination measuring method according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a principle configuration diagram for explaining the principle of a sample contamination measuring method according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a principle configuration diagram for explaining the principle of a sample contamination measuring method according to a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
4 ... Sample chamber 12 ...
Claims (3)
潤滑剤を塗布した上記試料の表面上に設けた凸形状部もしくは凹形状部に電子線を照射し、電子線照射面に付着する汚染物により変化した凸形状または凹形状の寸法から、汚染物の付着量を測定して、潤滑剤の評価を行なうことを特徴とする試料汚染測定方法。 Using an electron beam inspection apparatus that irradiates a sample placed in a sample chamber with an electron beam from an electron gun in an electron gun chamber, detects secondary electrons generated from the sample, and measures the size of the sample,
Contaminants from the convex or concave dimensions changed by contaminants irradiating the electron beam to the convex or concave portions provided on the surface of the sample coated with the lubricant A sample contamination measuring method, wherein the lubricant is evaluated by measuring the amount of adhesion.
電子ビーム検査装置内で使用することを目的とした材料を電子ビームに照射されない任意の試料室内に設置し、
上記試料の表面上に設けた凸形状部もしくは凹形状部に電子線を照射し、電子線照射面に付着する汚染物により変化した凸形状または凹形状の寸法から、汚染物の付着量を測定し、汚染物の付着量によって、材料の評価を行うことを特徴とする試料汚染測定方法。 Using an electron beam inspection apparatus that irradiates a sample placed in a sample chamber with an electron beam from an electron gun in an electron gun chamber, detects secondary electrons generated from the sample, and measures the size of the sample,
A material intended for use in an electron beam inspection device is installed in any sample chamber that is not irradiated with an electron beam,
Irradiate a convex or concave part on the surface of the sample with an electron beam, and measure the amount of contaminants deposited from the convex or concave dimensions changed by the contaminants adhering to the electron beam irradiation surface. And a sample contamination measuring method, wherein the material is evaluated according to the amount of the adhered contaminants.
汚染物の付着量の測定を定期的に行ない、測定した汚染物の付着量を表示もしくは記録することを特徴とする試料汚染測定方法。In the sample contamination measuring method of the electron beam inspection apparatus according to claim 1 or 2,
A sample contamination measuring method characterized by periodically measuring the amount of contaminants adhered and displaying or recording the measured amount of contaminants adhered.
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