JP4283835B2 - 荷電粒子線装置及び該装置を用いたデバイス製造方法 - Google Patents
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Description
[請求項1]
一次荷電粒子線を試料に向けて照射する手段と、
前記一次荷電粒子線の前記試料へ向けた照射によって前記試料の表面の情報を得た二次荷電粒子を検出器へ導く手段と、
前記検出器に導かれた前記二次荷電粒子を画像として合成する手段と、
を備える荷電粒子線装置であって、
前記試料の表面の帯電電荷量を計測する計測手段と、
前記計測手段によって計測された前記帯電電荷量に基づいて、前記試料の表面における帯電電荷量を低減又は消滅させる帯電解消手段と、
を具備し、
前記帯電解消手段が、前記試料の全体を覆うカバーと、前記試料に光を照射するために前記カバーに設けられた光源と、前記カバー内にガスを供給するためのガス供給手段と、
を備え、
前記帯電解消手段が、前記試料の配線間の静電容量C[F]と前記計測手段によって計測された前記試料の表面電位V[V]とに基づき、前記試料の帯電電荷量Q[c]をQ=C×Vの式により求め、更に、前記帯電解消手段が、前記帯電電荷量、導入ガスの分子量、温度、前記導入ガスの電離確率、電気素量、チャージアップの時定数及び前記カバーの差動排気速度を基に導入ガス量を算出することを特徴とする荷電粒子線装置、
を提供する。
請求項3の発明は、前記一次荷電粒子線のエネルギーを1eV以上20keV以下に設定したことを特徴とする。
請求項5の発明は、前記光源がレーザ光源と光源ランプとのうちのいずれかであり、前記レーザ光源からのレーザ光又は前記光源ランプからのインコヒーレント光の波長帯域が300nm〜600nm又はそれ以下であることを特徴とする。
請求項7の発明は、前記試料を載置するためのステージを更に備え、前記カバーが、前記ステージ上に載置された前記試料を覆い且つ少なくとも一つのガス導入口を有することを特徴とする。
請求項9の発明は、前記ガスが、窒素、水蒸気、電子親和力の高いハロゲン系のガス、及びそれらの化合物のうちのいずれかであることを特徴とする。
そこで、ガスボンベ17からガス導入口21を介してカバー20内へガスを導入し、カバー20内がガス導入量及び光強度制御機構25から出力される設定値に対応するガス圧力に達した後、光源6を起動して光の照射を開始する。こうして光源6から放出される光の強度も、ガス導入量及び光強度制御機構25から出力される設定値に対応する。光源6からの光によって照射されたガスは、イオン化したガスとして試料19の表面に達する。このような状態で一次電子ビームを試料19に照射した場合、試料19の表面に正負どちらのチャージアップが発生したとしても、光の照射によってイオン化されたガスの中和作用が働くため、試料19の表面の電荷を平衡状態(すなわち、電荷ゼロの状態)とすることができる。また、光によって試料19を直接照射することで、試料19の表面の導電性を上げ、金属と絶縁物との表面電位の均一性を向上させることができるため、イオン化用のガスの中和作用との相乗効果により一層良好な電荷平衡状態が得られる。このため、図1に示す構成の電子ビーム装置を用いることにより、チャージアップ及び歪みのない良好な画像を得ることができる。
4:静電レンズ、 5:アパーチャ、 6:光源、 7:静電レンズ、 8:E×Bフィルタ、 9:静電レンズ、 10:静電レンズ、 11:マイクロチャンネルプレート、 12:蛍光板、 13:TDI、 14:画像処理機構、 16:流量調整器、 17:ガスボンベ、 18:ステージ、 19:試料、 20:カバー、 21:ガス導入口、 22:検出器、 23:走査コイル、 24:表面電位計、 25:ガス導入量及び光強度制御機構、 26:光強度調整器
Claims (13)
- 一次荷電粒子線を試料に向けて照射する手段と、
前記一次荷電粒子線の前記試料へ向けた照射によって前記試料の表面の情報を得た二次荷電粒子を検出器へ導く手段と、
前記検出器に導かれた前記二次荷電粒子を画像として合成する手段と、
を備える荷電粒子線装置であって、
前記試料の表面の帯電電荷量を計測する計測手段と、
前記計測手段によって計測された前記帯電電荷量に基づいて、前記試料の表面における帯電電荷量を低減又は消滅させる帯電解消手段と、
を具備し、
前記帯電解消手段が、前記試料の全体を覆うカバーと、前記試料に光を照射するために前記カバーに設けられた光源と、前記カバー内にガスを供給するためのガス供給手段と、
を備え、
前記帯電解消手段が、前記試料の配線間の静電容量C[F]と前記計測手段によって計測された前記試料の表面電位V[V]とに基づき、前記試料の帯電電荷量Q[c]をQ=C×Vの式により求め、更に、前記帯電解消手段が、前記帯電電荷量、導入ガスの分子量、温度、前記導入ガスの電離確率、電気素量、チャージアップの時定数及び前記カバーの差動排気速度を基に導入ガス量を算出することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 前記一次荷電粒子線の電流密度を10A/cm 2 以下に設定したことを特徴とする、請求項1に記載の荷電粒子線装置。
- 前記一次荷電粒子線のエネルギーを1eV以上20keV以下に設定したことを特徴とする、請求項1に記載の荷電粒子線装置。
- 前記計測手段が、前記試料の表面における一次荷電粒子照射領域の電位を計測する手段を備えることを特徴とする、請求項1に記載の荷電粒子線装置。
- 前記光源がレーザ光源と光源ランプとのうちのいずれかであり、
前記レーザ光源からのレーザ光又は前記光源ランプからのインコヒーレント光の波長帯域が300nm〜600nm又はそれ以下であることを特徴とする、請求項1に記載の荷電粒子線装置。 - 前記レーザ光又は前記インコヒーレント光の照射密度が1W/cm 2 以上であることを特徴とする、請求項5に記載の荷電粒子線装置。
- 前記試料を載置するためのステージを更に備え、
前記カバーが、前記ステージ上に載置された前記試料を覆い且つ少なくとも一つのガス導入口を有する
ことを特徴とする、請求項1に記載の荷電粒子線装置。 - 前記カバーによって覆われた空間におけるガス圧が0.0001〜0.1Paであることを特徴とする、請求項7に記載の荷電粒子線装置。
- 前記ガスが、窒素、水蒸気、電子親和力の高いハロゲン系のガス、及びそれらの化合物のうちのいずれかであることを特徴とする、請求項1に記載の荷電粒子線装置。
- 前記帯電解消手段が、前記計測手段の出力に基づいて、前記ガス供給手段によって供給されるガスの量と前記光源から発される光の強度とを制御する機構を更に備えることを特徴とする、請求項1に記載の荷電粒子線装置。
- 前記帯電解消手段が、前記帯電電荷量、導入ガスの電離確率、電気素量及び前記導入ガスの第一電離電圧を基に、前記光源の強度を算出することを特徴とする、請求項1に記載の荷電粒子線装置。
- 前記帯電解消手段が、前記試料の配線間の静電容量C[F]と前記計測手段によって計測された前記試料の表面電位V[V]とに基づき、前記試料の帯電電荷量Q[c]をQ=C×Vの式により求めることを特徴とする、請求項1に記載の荷電粒子線装置。
- 請求項1〜12のうちのいずれか1つに記載の荷電粒子線装置を用いて、プロセス途中のウエハ評価を行うことを特徴とする半導体デバイス製造方法。
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