JP5662992B2 - 試料表面検査方法及び検査装置 - Google Patents
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Description
を図った写像型の表面検査装置或いは検査方法を提供することである。
してもよい。
上記検査装置において、前記検査されるパターンは異なる断面構造若しくは異なる材料から構成される少なくとも二つ以上のパターンであり、複数のパターンを同時に検査するようになっていてもよい。
3 二次光学系 4 検出系
5、5a ステージ装置
12 チャンバ 21、21a 電子銃
23 E×Bフィルタ 41、41a 検出器
42 記憶装置
る。 また、二次電子は直接EB−CCDに導入され画像信号に変換されてもよい。
可能である。またオフライン検査の場合でも、検査結果を本検査装置の端末から直接入力して半導体製造ラインに電気信号等信号線を通じてフィードバックすることが可能である。半導体製造ラインのホストコンピューターと通信して、検査結果を製造工程の品質管理に用いてもよい。
ローは、CCD若しくはEB−CCD又はTDI−CCDのStillモードによる1ショット撮像におけるフローを示す。ここで、ウエハ電圧(基板電圧、試料電圧或いはリターディング電圧)とはウエハ、基板等の試料に予め加えられている電圧を言う。
試料表面すなわちウエハ表面の情報例えば、レジスト厚みd、比誘電率εrから単位面積あたりのウエハ表面の静電容量Cが求まる。
また、CV=Qより
ウエハ表面電圧の変化量ΔV=Q/C
ここでウエハ表面電圧とは、基板表面電圧或いは試料表面電圧とも呼ばれ、予め加えられたウエハ電圧と、ウエハに電子ビームが照射されたことにより加えられる電圧とを加え合わせた(重畳した)電圧を言う。
Q=Dose量・(1−γ)=Je・τs・(1−γ)となる。
RTD+ΔV=設計値(二次電子引き出し電圧)
を満たすように調整すればよい。
数回のブランキング解除が行われることになるので、ウエハ表面電圧の変化量ΔVは、
ΔV=Je・Σ(τn)・(1−γ)・d/εr・ε0で表わされる。
わけではなく、ある限られたマークについて行う場合もある。よって、マーク間の移動に要する時間を短縮するために、マーク間の移動ではステージを最大速度まで加速する。
り、電子ビームの照射による帯電量も含めて所定の運動エネルギーまで二次電子を加速することができる。
ステージの位置は、図示しないが、常にレーザー干渉計によって公知の方法で測定されており、予め指定された目標値とレーザー干渉計にて測定された現在値との比較を行い、その残差に応じて残差を補正する信号を二次光学系3の静電レンズ制御ユニット(図示せず)に送る。ステージの移動、停止又はその間の速度斑、微少振動を、上記静電レンズにて二次電子の軌道を修正することによって補正し、検出器の検出面では常に安定した結像状態になるように補正する補正機構を有している。ステージ装置にはブレーキ(図示せず)が設けられていて、停止時にブレーキを用い停止し、停止中の微振動を抑制し若しくはなくすことも可能である。
試料表面すなわちウエハ表面の情報例えば、レジスト厚みd、比誘電率εrから単位面積あたりのウエハ表面の静電容量Cが求まる。
また、CV=Qより
ウエハ表面電圧の変化量ΔV=Q/C
ここでウエハ表面電圧とは、基板表面電圧或いは試料表面電圧とも呼ばれ、予め加えられたウエハ電圧と、ウエハに電子ビームが照射されたことにより加えられる電圧とを加え合わせた(重畳した)電圧を言う。
Q=Dose量・(1−γ)=Je・τs・(1−γ)となる。
RTD+ΔV=設計値(二次電子引き出し電圧)
を満たすように調整すればよい。
間になるように(各パターンの撮像間隔が一定になるように)、ステージの速度の制御を行うための機能を有していることが望ましい。
可能である。
ステージの位置は、図示しないが、常にレーザー干渉計によって公知の方法で測定されており、予め指定された目標値とレーザー干渉計にて測定された現在値との比較を行い、その残差に応じて残差を補正する信号を二次光学系3の静電レンズ制御ユニット(図示せず)に送る。ステージの移動、停止又はその間の速度斑、微少振動を、上記静電レンズにて二次電子の軌道を修正することによって補正し、検出器の検出面では常に安定した結像状態になるように補正する補正機構を有している。ステージ装置にはブレーキ(図示せず)が設けられていて、停止時にブレーキを用い停止し、停止中の微振動を抑制し若しくはなくすことも可能である。
ビーム長X0=Hz・Cwf・ΔV/Je
ここで
Hz:TDIの動作周波数(ステージ速度)
Cwf:ウエハの断面構図や表面材料等によって決まるウエハ表面の静電容量
例えば、レジストが塗布されたウエハでレジストの厚さがdの場合、レジストの比誘電率εr、真空中の誘電率をε0とし、
Cwf=d/(εr・ε0)
ΔV=VEO−VRTD
VEO:二次電子の引き出し電圧
VRTD:基板電圧若しくはリターディング電圧
Je:基板への照射電流密度
によって求められる。
発生させる原因となる。そこで、ブランキングによるDose量の修正を行ってもよい。この場合ブランキング方向はスキャン方向と一致させ、その量を計算しX0による必要Dose量が決められる。ブランキング方向はステージスキャン方向であってもよく、ステージスキャン方向逆方向であってもよい。
XB=Hz・L・τBとなり、
ブランキングによる補正後のビーム長X0は、
X0=Hz・Cwf・ΔV/Je±XBとなる。
(但し、±の符号はブランキング方向による、+はブランキング方向がステージ進行方向と逆向きの場合。−はブランキング方向がステージ進行方向と同じ向きの場合)
ΔVB=Je・τB/Cwfとなる。
合は、ステージ移動距離が半分となり、時間の節約ができる。
Claims (10)
- 電子線式試料表面検査装置を用いて試料表面を検査する方法であって、前記試料表面検査装置の電子銃から発生した電子ビームを前記試料表面に照射し、前記試料表面から発生した二次電子を検出器の電子検出面に向けて二次光学系により結像させ前記試料表面を検査する方法において、前記試料表面の電位が前記試料表面に照射された電子ビームの量に応じて変化するときに、前記試料表面に前記電子ビームが照射されないようにするブランキングを考慮して当該変化を算出し、前記検出器の検出面における前記二次電子の結像条件を試料電圧と前記二次光学系にある電極の電圧との組み合わせによって制御し、前記結像条件は、前記電子ビームを前記試料表面に複数回照射した後に満たされる条件であることを特徴とする試料表面検査方法。
- 前記試料表面は、少なくとも2種類の異なる材質からなるパターン若しくは少なくとも2種類の断面構造からなるパターンを有し、前記試料表面の電位が前記試料表面に照射された電子ビームの量に応じて変化するときに、どちらか一方の前記材質若しくは前記断面構造のチャージアップの量にあわせて当該変化を算出し、前記複数回の照射においては、電子ビームを間隔を置いて照射して、照射の合間に放電をさせて、前記試料表面の電位を制御することを特徴とする請求項1に記載の試料表面検査方法。
- 電子線式試料表面検査装置を用いて試料表面を検査する方法であって、前記試料表面検査装置の電子銃から発生した電子ビームを前記試料表面に照射し、前記試料表面から発生した二次電子を検出器の電子検出面に向けて二次光学系により結像させ前記試料表面を検査する方法において、前記試料表面は、少なくとも2種類の異なる材質からなるパターン若しくは少なくとも2種類の断面構造からなるパターンを有し、前記試料表面の電位が前記試料表面に照射された電子ビームの量に応じて変化するときに、どちらか一方の前記材質若しくは前記断面構造のチャージアップの量にあわせて当該変化を算出し、前記検出器の検出面における前記二次電子の結像条件を試料電圧と前記二次光学系にある電極の電圧との組み合わせによって制御し、前記結像条件は、前記電子ビームを前記試料表面に複数回照射した後に満たされる条件であることを特徴とする試料表面検査方法。
- 前記二次電子の結像条件を制御する方法が、試料表面に照射された電子ビームの量に応じて、試料電圧又はリターディング電圧を変化させることであることを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載の試料表面検査方法。
- 前記検出器がEB−CCDであることを特徴とする請求項1から4までのいずれかに記載の試料表面検査方法。
- 電子線式試料表面検査装置であって、試料表面に照射する電子ビームを発生させる電子銃と、前記電子ビームを前記試料表面に導くための一次光学系と、前記試料表面から発生する二次電子を検出する検出器と、前記二次電子を前記検出器に導く二次光学系とを備える電子線式試料表面検査装置において、前記試料表面に前記電子ビームが照射されないようにするブランキングを考慮して前記試料表面の電位を前記電子ビームの量に応じて変化させる電圧調整機構を有し、前記検出器の検出面における前記二次電子の結像条件を試料電圧と前記二次光学系にある電極の電圧との組み合わせによって制御し、前記結像条件は、前記電子ビームを前記試料表面に複数回照射した後に満たされる条件であることを特徴とする電子線式試料表面検査装置。
- 前記試料表面は、少なくとも2種類の異なる材質からなるパターン若しくは少なくとも2種類の断面構造からなるパターンを有し、前記電圧調整機構は、どちらか一方の前記材質若しくは前記断面構造のチャージアップの量にあわせて当該変化を算出し、前記複数回の照射においては、電子ビームを間隔を置いて照射して、照射の合間に放電をさせて、前記試料表面の電位を制御することを特徴とする請求項6に記載の電子線式試料表面検査装置。
- 電子線式試料表面検査装置であって、試料表面に照射する電子ビームを発生させる電子銃と、前記電子ビームを前記試料表面に導くための一次光学系と、前記試料表面から発生する二次電子を検出する検出器と、前記二次電子を前記検出器に導く二次光学系とを備える電子線式試料表面検査装置において、前記試料表面は、少なくとも2種類の異なる材質からなるパターン若しくは少なくとも2種類の断面構造からなるパターンを有し、前記試料表面の電位を前記電子ビームの量に応じて変化させる電圧調整機構を前記装置は有し、前記電圧調整機構は、どちらか一方の前記材質若しくは前記断面構造のチャージアップの量にあわせて当該変化を算出し、前記検出器の検出面における前記二次電子の結像条件を試料電圧と前記二次光学系にある電極の電圧との組み合わせによって制御し、前記結像条件は、前記電子ビームを前記試料表面に複数回照射した後に満たされる条件であることを特徴とする電子線式試料表面検査装置。
- 前記電圧調整機構が、試料表面に照射された電子ビームの量に応じて、試料電圧又はリターディング電圧を変化させる手段を有することを特徴とする請求項6から8までのいずれかに記載の電子線式試料表面検査装置。
- 前記検出器がEB−CCDで有ることを特徴とする請求項6から9までのいずれかに記載の電子線式試料表面検査装置。
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