JP7474372B2 - 電子検出装置 - Google Patents
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Description
階のデバイスでも最小フィーチャーサイズが20nmを切っている。小さなフィー
チャーサイズを実現するためには、より小さなパターンを形成できる露光技術が必要である。
寸法限度を既に大きく超えているため、近年では波長が13.5nmのEUV光を利用する露光技術が精力的に進められている。
ことにより幾らでも小さなパターンを作ることが可能である。しかし、従来よりも1ケタ高い精度のnmオーダーのアライメント精度が必要なことや193nm露光に最適化した化学増幅レジストの大きな分子構造から来る大きなラフネス等が繰り返し露光プロセスの制限になることが知られている。現在は、経済的限度と言われている露光プロセスを2回繰り返すダブルパターニングが実用に供せられており比較的構造の簡単なメモリーデバイスでは、20nmから16nmのライン&スペースを実現するために利用されている。
費電力低減のためにパターン縮小を行うことが必要である。ロジックデバイスは繰り返し
の無い複雑なパターンを利用するためロジックデバイスをダブルあるいはトリプル露光で
作るためには相当複雑なパターンが必要である。本来1回の露光で実現出来るパターンを
複数回の露光で利用可能な様に2枚のフォトマスク上のパターンに分割するためには非常
に複雑な計算が必要である。パターンによっては分割計算が発散するなどして必要な結果
が得られない場合がある。
にインテル(登録商標)が提唱しているリソグラフィー容易化技術が使われようとしている。この露光方法では、複雑なロジック回路をメモリー回路の様なL&Sの簡単なパターンに還元したパターンを利用することに特徴がある。このようにすることで、複雑なロジックデバイスのパターンを最も露光しやすいL&Sパターンとそのラインをカットするプロセスのみに限定しているため、複雑なパターン分割計算が必要なく、プロセスは簡単で、計算上は8nm程度まで行くとされている。
続けている。これらの要求に答える有力な方法に、超高速電子ビーム検査装置がある。
検出装置を組み込んだ走査型電子ビーム検査装置を提供することを目的とする。
また、シンチレータ上に設けた開口率の大きな導電性メッシュおよびシールド管を用いて2次電子加速に利用する電界を局所化出来るため、1次電子のビーム軌道や収差に悪影響を与えないように出来る。
次に、図6のMPPCについて特徴を説明する。
自身にも、サンプル13の表面で発生した信号電子が到達するように、サンプル13に対して10V程度僅かにプラスに電位を掛けておくことが望ましい。放電しないようにこの空間は10のマイナス3乗パスカルより高い真空状態に保つことが望ましい。
図8の(a-1)、(b-1)に示すように、中心部にもシンチレータ9を配置してその周辺部に1次電子が通過するリング状のシールド管41を設ける。必要に応じて、リング状のシールド管41の外側にもシンチレータ9を配置することが出来る。このようにすることで、サンプル13の表面で発生した電子(2次電子、反射電子など)が完全に垂直方向に上昇した場合でも、真上に存在するシンチレータ9できちんと検出できる特徴がある。1次電子ビーム軸の周辺部に飛んだ信号電子はリング状のシールド管41の外側に配置したシンチレータ9で検出される。
(6)図18に示すように、検出される光の点は対物レンズ121によって所望のサイズに絞られた1次電子ビームによって発生する2次電子の拡大像である。また、この点像は1次電子ビームの偏向に対応して動的にXY走査されたものになる。光の点の拡大像は1次電子ビームの照射点における2次電子発生量分布情報を有している。1次電子ビームの走査周期を利用して画像解析を行って光の点の詳細な輝度分布を画像から抽出するとスポットサイズよりも小さな領域におけるサンプル表面の変化を抽出できる。つまり、1次電子ビーム光学系の分解能を上げることが出来る。これは丁度10本の鉛筆の芯を束ねて絵を書いたようなもので、輝度分布測定を行って10本に分離すれば、それぞれの鉛筆が書いた分解能画像が得られるのと同じである。
2:電子銃制御装置
3:偏向電極
3-1:偏向電極(上)
3-2:偏向電極(下)
31:1次電子ビーム
32:2次電子
321:2次電子検出部
322:電子ビーム走査制御装置
33:反射電子
331:反射電子検出部
34:検出器(第1検出器+第2検出器)
4、54:MPPC
41:シールド管
411:クエンチング抵抗
42:アバランシェホトダイオード
421:支持ガラス
43:バイアス電源
431、47:衝立
44:電流検出装置
441:支持部
45、91:ライトガイド
46:レンズ
5:通過阻止用バイアス
51:照射レンズ
52:電子ビームアパチャ
521:中空ビーム
522:反射鏡
523:光拡大レンズ
524:光学2次元検出器
53:支持部
531:電子レンズ
532:透明支持部
56:第1縮小レンズ
57:第2縮小レンズ
6:増幅器
61:バイアス回路
7:PC
8:表示装置
9,55:シンチレータ
10、48、93、58,59:メッシュ
101:エネルギーフィルター(EXB)
11:傘
12、121:対物レンズ
122:偏向電極
13:サンプル
131:レンズ制御回路
14:サンプルバイアス回路
Claims (5)
- サンプルから放出された電子を検出する電子検出装置において
1次電子を細く絞って照射されたサンプルから放出あるいは反射された2次電子あるいは反射電子を拡大する電子光学系と、
前記電子光学系で拡大された電子の拡大像を、光の拡大像に変換する第1の素子と、
前記第1の素子で変換された光の拡大像を、複数に分割された各部分でそれぞれ検出する第2の素子と、
前記第2の素子で検出された各部分の信号をもとに、当該各部分に対応するピクセルの輝度に分け、各ピクセルに対応した画像を生成する手段とを備え、
1次電子のサンプル照射領域における画像を生成することを特徴とする電子検出装置。 - 前記電子光学系は、対物レンズであることを特徴とする請求項1に記載の電子検出装置。
- 前記第1の素子は、シンチレータであることを特徴とする請求項1から請求項2のいずれかに記載の電子検出装置。
- 前記第2の素子は、MPPCであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の電子検出装置。
- 前記1次電子は、電子光学系の軸を中心に、1部を閉口したリング状の開口、あるいはリング状の位置に小さな円、矩形を複数設けた開口を通過した当該1次電子を前記サンプルに細く絞った照射したことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の電子検出装置。
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