JP7094752B2 - 荷電粒子ビーム照射装置 - Google Patents
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Description
荷電粒子ビームを放出する放出源と、
荷電粒子ビームを屈折させる電磁レンズと、
電磁レンズの磁場空間に配置されると共に、荷電粒子ビームの通過領域の外側の空間を取り囲むように配置された複数の電極と、
複数の電極によって取り囲まれることによって、前記荷電粒子ビームの通過領域から分かれた空間に、ガスを供給する供給部と、
複数の電極によって取り囲まれることによって、前記荷電粒子ビームの通過領域から分かれた空間にプラズマを発生させると共に、プラズマにより生じた正イオン、若しくは電子の移動を制御するように、複数の電極の電位を制御する電位制御部と、
電磁レンズを通過した荷電粒子ビームが照射される基板を配置するステージと、
を備え、
プラズマにより放射される光を基板に照射することを特徴とする。
図1は、実施の形態1におけるパターン検査装置の構成を示す構成図である。図1において、基板に形成されたパターンを検査する検査装置100は、電子ビーム検査装置の一例である。また、検査装置100は、電子ビーム照射装置の一例である。検査装置100は、画像取得機構150と制御系回路160(制御部)とガス供給装置130とを備えている。画像取得機構150は、電子ビームカラム102(電子鏡筒)、検査室103、検出回路106、チップパターンメモリ123、ステージ駆動機構142、及びレーザ測長システム122を備えている。電子ビームカラム102内には、電子銃201、照明レンズ202、成形アパーチャアレイ基板203、縮小レンズ205、制限アパーチャ基板206、対物レンズ207、偏向器208、プラズマ発生機構209、一括ブランキング偏向器212、ビームセパレーター214、投影レンズ284,286、偏向器288、及びマルチ検出器282が配置されている。
図8は、実施の形態1における複数の電極が配置された状態を外側電極の中間高さ位置から見た上面図である。
図9は、実施の形態1における複数の電極のうち下部電極の上面図である。図7~9に示すように、外側電極220は円筒状に形成され、同じく円筒状に形成された内側電極222の外周面を取り囲むように配置される。外側電極220及び内側電極222の高さ寸法は、ポールピース216の上面部と下面部との間の空間に配置可能なサイズで形成される。上部電極224は、中央部がマルチビーム20の通過用に開口した円盤状に形成され、外側電極220と内側電極222とによって挟まれた空間14の上部に蓋をするように、外側電極220と内側電極222の上方に配置される。下部電極226,227は、中央部がマルチビーム20の通過用に開口した円盤状に形成され、外側電極220と内側電極222とによって挟まれた空間14の下部に蓋をするように、外側電極220と内側電極222の下部に配置される。但し、プラズマによって生じたVUV光(若しくは軟X線)が下部電極226,227を透過できるように、下部電極226,227は、複数の通過孔が形成された、例えば、格子形状に形成される。言い換えれば、グリッド構造に形成される。
帯電解消は、試料面付近に存在する気体分子または原子がVUV(真空紫外)光、若しくは軟X線により電離して生じたプラズマの試料面帯電部への接触、基板101面からの光電子放出、基板101周辺部材から発生する光電子の試料面への到達のいずれか或いはすべてによって行われる。基板101周辺部材として例えばリターディング電極228のビーム開口付近を用いて、基板101から反射するVUV光や軟X線光或いは、積極的に基板101にVUV光や軟X線光が照射される様にすることで発生した光電子が基板101面のビーム照射位置付近に到達しやすくする様にするとよい。放電電圧、プラズマを発生させる為のガスの圧力や追加加熱の為の高周波出力等のパラメータは発生したVUV光や軟X線により所望の帯電解消効率が得られる様に実験的に決める。これらは、試料の材質、入射電子のエネルギー、電流等で異なるので、予め最適条件を求めておき、測定試料やビーム条件に応じて選択できる様にすると良い。また試料面付近の気体圧力は気体分子による入射電子の散乱に伴うビーム分解能の劣化が問題にならない範囲とする。
また、基板101周辺部材にVUV光や軟X線光を照射する際に洗浄用ガス、例えば酸素を供給し、酸素分子がVUV光や軟X線光で励起して得られる原子状酸素の働きにより周辺部材表面に付着した汚染物質、例えば炭化水素から成る物質を除去することも出来る。この洗浄の際は電子ビーム20を停止して、洗浄用ガス圧力を高くして実施することも出来る。この場合でも装置を分解することなく洗浄が可能である。
但し、電極224,226,227と電極220,222との間の電場と磁場との影響により、電子が磁場により旋回しながらその旋回中心が周方向に移動する。これをE×B(イークロスビー)ドリフトと呼ぶ。E×Bドリフトにはプラズマ空間14中の電荷分布の偏りに伴う電場の寄与もある。また、磁力線に曲りがある時も旋回中心が周方向に移動する。磁力線に曲りがあると、磁束密度にも分布があるので、それぞれの寄与を曲率ドリフト、グラディエントB(ビー)ドリフトと呼ぶ。
実施の形態1では、電磁レンズの磁場を利用して、ペニング放電によりプラズマを発生させる場合について説明したが、プラズマを発生させる手法はこれに限るものではない。実施の形態2では、別の手法にてプラズマを発生させる構成について説明する。実施の形態2における検査装置100の構成は、図1と同様である。また、実施の形態2における帯電低減方法の要部工程を示すフローチャート図は、図11と同様である。また、以下、特に説明する点以外の内容は実施の形態1と同様で構わない。
実施の形態3では、上述した各実施の形態よりも基板101の所望する位置への照射効率を高めることが可能な構成について説明する。
上述した各実施の形態では、対物レンズ207により縦磁場を発生させ、かかる縦磁場を利用してプラズマを生成する場合について説明した。しかし、磁場の発生方向はこれに限るものではない。実施の形態4における検査装置100の構成は、以下に説明する対物レンズの構成と、プラズマ空間を取り囲む複数の電極の構成以外、図1と同様である。また、実施の形態4における帯電低減方法の要部工程を示すフローチャート図は、図11と同様である。また、以下、特に説明する点以外の内容は実施の形態1~3のいずれかと同様で構わない。
12 通過領域
14 空間
22 マルチビーム
22 穴
28,36 画素
29 サブ照射領域
33 マスクダイ
34 照射領域
100 検査装置
101 基板
102 電子ビームカラム
103 検査室
105 XYステージ
106 検出回路
109 記憶装置
110 制御計算機
120 バス
107 位置回路
108 比較回路
112 参照画像作成回路
114 ステージ制御回路
117 モニタ
118 メモリ
119 プリンタ
122 レーザ測長システム
123 チップパターンメモリ
124 レンズ制御回路
125 プラズマ制御回路
126 ブランキング制御回路
127 ガス制御回路
128 偏向制御回路
130 ガス供給装置
142 ステージ駆動機構
144 DACアンプ
150 画像取得機構
160 制御系回路
200 電子ビーム
201 電子銃
202 照明レンズ
203 成形アパーチャアレイ基板
205 縮小レンズ
206 制限アパーチャ基板
207 対物レンズ
208 偏向器
209 プラズマ発生機構
212 一括ブランキング偏向器
214 ビームセパレーター
215 ミラー
216 ポールピース
217 コイル
220 外側電極
221 環状電極
222 内側電極
223 封止壁
224 上部電極
225 透過窓
226,227 下部電極
228 リターディング電極
229 円筒電極
231 高周波発生機構
232 ミラー
282 マルチ検出器
284,286 投影レンズ
288 偏向器
316 ポールピース
317 コイル
320 上部電極
322 下部電極
324 外側電極
325 透過窓
326,327 内側電極
330 検査領域
331 ガス供給口
332 チップ
Claims (5)
- 荷電粒子ビームを放出する放出源と、
前記荷電粒子ビームを屈折させる電磁レンズと、
前記電磁レンズの磁場空間に配置されると共に、前記荷電粒子ビームの通過領域の外側の空間を取り囲むように配置された複数の電極と、
前記複数の電極によって取り囲まれることによって、前記荷電粒子ビームの通過領域から分かれた前記空間に、ガスを供給する供給部と、
前記複数の電極によって取り囲まれることによって、前記荷電粒子ビームの通過領域から分かれた前記空間にプラズマを発生させると共に、前記プラズマにより生じた正イオン、若しくは電子の移動を制御するように、前記複数の電極の電位を制御する電位制御部と、
前記電磁レンズを通過した荷電粒子ビームが照射される基板を配置するステージと、
を備え、
前記プラズマにより放射される光を前記基板に照射することを特徴とする荷電粒子ビーム照射装置。 - 前記プラズマは、マグネトロン放電により発生させることを特徴とする請求項1記載の荷電粒子ビーム照射装置。
- 前記プラズマは、ペニング放電により発生させることを特徴とする請求項1記載の荷電粒子ビーム照射装置。
- 前記空間内の前記プラズマを加熱する高周波を発生させる高周波発生機構をさらに備えたことを特徴とする請求項1~3のいずれか記載の荷電粒子ビーム照射装置。
- 前記プラズマにより放射される光を前記基板に集光するミラーをさらに備えたことを特徴とする請求項1~4のいずれか記載の荷電粒子ビーム照射装置。
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