JPH0628993A - 電子ビーム装置 - Google Patents
電子ビーム装置Info
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- JPH0628993A JPH0628993A JP4182716A JP18271692A JPH0628993A JP H0628993 A JPH0628993 A JP H0628993A JP 4182716 A JP4182716 A JP 4182716A JP 18271692 A JP18271692 A JP 18271692A JP H0628993 A JPH0628993 A JP H0628993A
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- electron beam
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電子ビーム露光装置に関し，廉価でしかも信
頼性の高い電子ビーム露光装置の提供を目的とする。 【構成】 電子を放射するマイクロエミッタ１の配置さ
れた第１の真空室２と,マイクロエミッタ１から放射さ
れた電子が照射される基板３及び基板３で反射される電
子及び二次電子を捕獲する検出器４の配置された第２の
真空室５と, 第１の真空室２と第２の真空室５を隔てる
真空隔壁６とを有し, 第１の真空室２の真空度は第２の
真空室５の真空度より高く，真空隔壁６は気密を保ちか
つ電子ビームを透過させる薄膜からなる電子ビーム装置
により構成する。また，前記真空隔壁６は多層膜からな
る電子ビーム装置により構成する。
頼性の高い電子ビーム露光装置の提供を目的とする。 【構成】 電子を放射するマイクロエミッタ１の配置さ
れた第１の真空室２と,マイクロエミッタ１から放射さ
れた電子が照射される基板３及び基板３で反射される電
子及び二次電子を捕獲する検出器４の配置された第２の
真空室５と, 第１の真空室２と第２の真空室５を隔てる
真空隔壁６とを有し, 第１の真空室２の真空度は第２の
真空室５の真空度より高く，真空隔壁６は気密を保ちか
つ電子ビームを透過させる薄膜からなる電子ビーム装置
により構成する。また，前記真空隔壁６は多層膜からな
る電子ビーム装置により構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は露光用マスクや半導体ウ
エハーの外観検査装置，あるいはプロセス評価装置とし
て使用される，マイクロエミッタを有する電子ビーム装
置に関する。
エハーの外観検査装置，あるいはプロセス評価装置とし
て使用される，マイクロエミッタを有する電子ビーム装
置に関する。
【０００２】これまで，半導体集積回路を製造するプロ
セスにおいて，マスクパターンの欠陥検査やウエハー上
の異物検査は光学顕微鏡などを用いる光学的方法により
行われてきた。しかし，パターン寸法の微細化に伴い光
学的方法では光の回折により限界を生じ，分解能が不足
となってきている。その対策として，最近では電子ビー
ムを用いる検査技術の開発が進められている。
セスにおいて，マスクパターンの欠陥検査やウエハー上
の異物検査は光学顕微鏡などを用いる光学的方法により
行われてきた。しかし，パターン寸法の微細化に伴い光
学的方法では光の回折により限界を生じ，分解能が不足
となってきている。その対策として，最近では電子ビー
ムを用いる検査技術の開発が進められている。
【０００３】従来の電子ビーム装置は，通常，単一の電
子ビームを被検査基板に照射，走査して，発生する二次
電子や反射電子を検出する方式をとっている。この方式
では検出した信号を時系列的に処理するためデータ処理
時間が長くかかるといった問題があるが，これに対し
て，最近では微小冷陰極（マイクロエミッタ）を使って
マルチ電子ビームにより，電子ビームの照射及び信号の
検出・処理を並列に行い，時間短縮を図る方式の研究開
発も進められている。
子ビームを被検査基板に照射，走査して，発生する二次
電子や反射電子を検出する方式をとっている。この方式
では検出した信号を時系列的に処理するためデータ処理
時間が長くかかるといった問題があるが，これに対し
て，最近では微小冷陰極（マイクロエミッタ）を使って
マルチ電子ビームにより，電子ビームの照射及び信号の
検出・処理を並列に行い，時間短縮を図る方式の研究開
発も進められている。
【０００４】また，マイクロエミッタを各種プロセス装
置に内蔵させて，プロセスモニタ素子として使うことが
検討されている。
置に内蔵させて，プロセスモニタ素子として使うことが
検討されている。
【０００５】
【従来の技術】図４は電子ビーム装置の従来例を示す模
式図であり，１はマイクロエミッタ，２は真空室，2aは
超高真空排気系, ３は被検査基板，４は検出器，7aは引
出し電極, 7bは加速電極, ８は静電レンズ系，９はＸ−
Ｙステージを表す。
式図であり，１はマイクロエミッタ，２は真空室，2aは
超高真空排気系, ３は被検査基板，４は検出器，7aは引
出し電極, 7bは加速電極, ８は静電レンズ系，９はＸ−
Ｙステージを表す。
【０００６】従来のマイクロエミッタを使用したマイク
ロコラム（鏡筒）は，マイクロエミッタ１，引出し電極
7a, 加速電極7b，静電レンズ系８，反射電子及び二次電
子の検出器４等を含み，マイクロコラム全体を超高真空
度（１０-8Torr以下の圧力）の中で使用していた。
ロコラム（鏡筒）は，マイクロエミッタ１，引出し電極
7a, 加速電極7b，静電レンズ系８，反射電子及び二次電
子の検出器４等を含み，マイクロコラム全体を超高真空
度（１０-8Torr以下の圧力）の中で使用していた。
【０００７】マイクロエミッタ１は電界放射現象を利用
した電子銃であるため，低い真空度では放出電流が不安
定であり，また，マイクロエミッタ表面に汚れが付着し
てその寿命が短いため，使用環境として超高真空度を必
要とする。
した電子銃であるため，低い真空度では放出電流が不安
定であり，また，マイクロエミッタ表面に汚れが付着し
てその寿命が短いため，使用環境として超高真空度を必
要とする。
【０００８】従って，マイクロエミッタを使用する従来
の電子ビーム装置では，装置全体を超高真空とする必要
があり，真空排気系，真空チャンバ等が高価になってし
まうという問題があった。また，低真空，中真空のプロ
セス装置，例えばＣＶＤ装置，蒸着装置等のモニタ素子
としてマイクロエミッタを装置内に配置することは，放
出電流が不安定になったり，マイクロエミッタの寿命が
短いといった問題を生じて使用できなかった。
の電子ビーム装置では，装置全体を超高真空とする必要
があり，真空排気系，真空チャンバ等が高価になってし
まうという問題があった。また，低真空，中真空のプロ
セス装置，例えばＣＶＤ装置，蒸着装置等のモニタ素子
としてマイクロエミッタを装置内に配置することは，放
出電流が不安定になったり，マイクロエミッタの寿命が
短いといった問題を生じて使用できなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
鑑み，マイクロコラムのうち，マイクロエミッタの配置
された限られた空間のみが超高真空になる構造を有し，
各種の装置内モニタ素子として適用できる電子ビーム装
置を提供することを目的とする。
鑑み，マイクロコラムのうち，マイクロエミッタの配置
された限られた空間のみが超高真空になる構造を有し，
各種の装置内モニタ素子として適用できる電子ビーム装
置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の第１の実
施例を示す模式図，図２(a), (b)は真空隔壁を示す断面
図，図３は本発明の第２の実施例を示す模式図である。
施例を示す模式図，図２(a), (b)は真空隔壁を示す断面
図，図３は本発明の第２の実施例を示す模式図である。
【００１１】上記課題は，電子を放射するマイクロエミ
ッタ１の配置された第１の真空室２と, 該マイクロエミ
ッタ１から放射された電子が照射される基板３及び該基
板３で反射される電子及び二次電子を捕獲する検出器４
の配置された第２の真空室５と, 該第１の真空室２と該
第２の真空室５を隔てる真空隔壁６とを有し, 該第１の
真空室２の真空度は該第２の真空室５の真空度より高
く，該真空隔壁６は気密を保ちかつ電子ビームを透過さ
せる薄膜からなる電子ビーム装置によって解決される。
ッタ１の配置された第１の真空室２と, 該マイクロエミ
ッタ１から放射された電子が照射される基板３及び該基
板３で反射される電子及び二次電子を捕獲する検出器４
の配置された第２の真空室５と, 該第１の真空室２と該
第２の真空室５を隔てる真空隔壁６とを有し, 該第１の
真空室２の真空度は該第２の真空室５の真空度より高
く，該真空隔壁６は気密を保ちかつ電子ビームを透過さ
せる薄膜からなる電子ビーム装置によって解決される。
【００１２】また，真空隔壁６は多層膜61, 62からなる
前記の電子ビーム装置によって解決される。
前記の電子ビーム装置によって解決される。
【００１３】
【作用】第１の真空室２と第２の真空室５を隔てる真空
隔壁６は，気密を保ちかつ電子ビームを透過させる薄膜
であるから，マイクロエミッタ１の配置された第１の真
空室２のみを超高真空に保てばよい。第２の真空室５は
第１の真空室２より低真空にできる。第１の真空室２の
容積は第２の真空室５の容積に比較して通常はるかに小
さいから，第１の真空室２のみを超高真空にすることは
装置全体を超高真空にする場合に比較してせるかに容易
となり，真空排気系も廉価となる。
隔壁６は，気密を保ちかつ電子ビームを透過させる薄膜
であるから，マイクロエミッタ１の配置された第１の真
空室２のみを超高真空に保てばよい。第２の真空室５は
第１の真空室２より低真空にできる。第１の真空室２の
容積は第２の真空室５の容積に比較して通常はるかに小
さいから，第１の真空室２のみを超高真空にすることは
装置全体を超高真空にする場合に比較してせるかに容易
となり，真空排気系も廉価となる。
【００１４】基板３の配置される第２の真空室５は真空
度に関しては第１の真空室２と独立しているから，基板
３を処理する各種の真空度の装置内に本発明の電子ビー
ム装置をモニタとして組み込むことができる。
度に関しては第１の真空室２と独立しているから，基板
３を処理する各種の真空度の装置内に本発明の電子ビー
ム装置をモニタとして組み込むことができる。
【００１５】また，真空隔壁６を多層膜61, 62からなる
ようにすれば，機械的強度と電子ビームの透過率の調整
の自由度が大きくなる。
ようにすれば，機械的強度と電子ビームの透過率の調整
の自由度が大きくなる。
【００１６】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す模式図で，１
はマイクロエミッタ，２は第１の真空室，2aは超高真空
排気系，３は基板で被検査基板，４は検出器，５は第２
の真空室，5aは真空排気系，６は真空隔壁，7aは引出し
電極, 7bは加速電極，８は静電レンズ系，９はＸ−Ｙス
テージを表す。
はマイクロエミッタ，２は第１の真空室，2aは超高真空
排気系，３は基板で被検査基板，４は検出器，５は第２
の真空室，5aは真空排気系，６は真空隔壁，7aは引出し
電極, 7bは加速電極，８は静電レンズ系，９はＸ−Ｙス
テージを表す。
【００１７】第１の真空室２は超高真空排気系2aによ
り，超高真空度（１０-8Torr以下の圧力）に保たれる。
第２の真空室５は真空排気系5aにより，必要とされる真
空度に保たれるが，通常，第１の真空室２ほどの超高真
空度は必要としない。
り，超高真空度（１０-8Torr以下の圧力）に保たれる。
第２の真空室５は真空排気系5aにより，必要とされる真
空度に保たれるが，通常，第１の真空室２ほどの超高真
空度は必要としない。
【００１８】マイクロエミッタ１は半導体微細加工技術
を使って先端を数百Åに加工した針状のもので，たとえ
ばシリコン（Ｓｉ）またはモリブデン（Ｍｏ）である。
引出し電極7aにかけた電圧によりマイクロエミッタ１か
ら電子が放出される。加速電極7bにかけた電圧により５
ｋＶ程度に加速された電子は, 真空隔壁６を突き抜けて
静電レンズ系８により収束され，Ｘ−Ｙステージ９上に
置かれた被検査基板３に照射される。真空隔壁６は，例
えばベリリウム薄膜である。
を使って先端を数百Åに加工した針状のもので，たとえ
ばシリコン（Ｓｉ）またはモリブデン（Ｍｏ）である。
引出し電極7aにかけた電圧によりマイクロエミッタ１か
ら電子が放出される。加速電極7bにかけた電圧により５
ｋＶ程度に加速された電子は, 真空隔壁６を突き抜けて
静電レンズ系８により収束され，Ｘ−Ｙステージ９上に
置かれた被検査基板３に照射される。真空隔壁６は，例
えばベリリウム薄膜である。
【００１９】被検査基板３は，露光用マスク，半導体ウ
エハー，ＩＣ等で，電子ビームの照射領域から二次電
子，反射電子等が放出され，それを検出器６で検出する
ことによりパターン欠陥や異物の存在を知る。検出器６
は，例えばホトダイオードである。Ｘ−Ｙステージ９を
駆動してＸ−Ｙ走査を行うことにより，もしくは電子ビ
ームを走査することにより，２次元的なパターン情報を
得ることができる。
エハー，ＩＣ等で，電子ビームの照射領域から二次電
子，反射電子等が放出され，それを検出器６で検出する
ことによりパターン欠陥や異物の存在を知る。検出器６
は，例えばホトダイオードである。Ｘ−Ｙステージ９を
駆動してＸ−Ｙ走査を行うことにより，もしくは電子ビ
ームを走査することにより，２次元的なパターン情報を
得ることができる。
【００２０】図２(a), (b)は真空隔壁を示す断面図であ
る。真空隔壁は，シリコン基板6aに蒸着法により，例え
ば厚さ 500Åのベリリウムを堆積した後，マスクを用い
てシリコンをエッチング除去することにより作製した直
径５０μｍ程度のベリリウム薄膜６である。このベリリ
ウム薄膜６は，少なくとも１気圧の差圧に耐え真空を保
つ（図２(a) 参照) 。
る。真空隔壁は，シリコン基板6aに蒸着法により，例え
ば厚さ 500Åのベリリウムを堆積した後，マスクを用い
てシリコンをエッチング除去することにより作製した直
径５０μｍ程度のベリリウム薄膜６である。このベリリ
ウム薄膜６は，少なくとも１気圧の差圧に耐え真空を保
つ（図２(a) 参照) 。
【００２１】電子ビームの加速電圧が５ｋＶの場合，厚
さ 500Åのベリリウムでは９０％以上の電子が通過す
る。また，ベリリウム薄膜６内で電子が散乱するが，そ
れによる電子ビームの拡がりは 500Å以下である。従っ
て，ベリリウム薄膜６での散乱を考慮に入れても，電子
ビームのプローブサイズを被検査基板３上では1000Å
（ 0.1μｍ）以下にしぼることができる。
さ 500Åのベリリウムでは９０％以上の電子が通過す
る。また，ベリリウム薄膜６内で電子が散乱するが，そ
れによる電子ビームの拡がりは 500Å以下である。従っ
て，ベリリウム薄膜６での散乱を考慮に入れても，電子
ビームのプローブサイズを被検査基板３上では1000Å
（ 0.1μｍ）以下にしぼることができる。
【００２２】真空隔壁６として，ベリリウムに替えて例
えばカーボン等の元素を用いることもできる。また，ベ
リリウム薄膜61とカーボン薄膜62の２層膜とすることも
できる（図２(b) 参照) 。ベリリウム薄膜61の厚さは例
えば 500Å, カーボン薄膜62の厚さは例えば 400Åであ
る。さらに，必要に応じて３層以上の多層膜とすること
もできる。真空隔壁６を複合膜の構造とすることによ
り，機械的強度と電子の透過率の兼ね合いを調整するこ
とができる。
えばカーボン等の元素を用いることもできる。また，ベ
リリウム薄膜61とカーボン薄膜62の２層膜とすることも
できる（図２(b) 参照) 。ベリリウム薄膜61の厚さは例
えば 500Å, カーボン薄膜62の厚さは例えば 400Åであ
る。さらに，必要に応じて３層以上の多層膜とすること
もできる。真空隔壁６を複合膜の構造とすることによ
り，機械的強度と電子の透過率の兼ね合いを調整するこ
とができる。
【００２３】図３は本発明の第２の実施例を示す模式図
を示し，符号は図１と共通である。この例は真空隔壁６
を電子ビーム集束用静電レンズ系８の後段に設けてあ
る。第１の実施例及び第２の実施例からわかるように，
真空隔壁６を設けることにより，マイクロエミッタ１の
配置された第１の真空室２だけを超高真空に保てばよ
く，そのための真空系が簡単になり，超高真空排気系2a
及び真空排気系5aと２系統設けたとしても，装置全体を
超高真空にする従来例に比較すれば廉価になり，真空系
の保守も容易である。
を示し，符号は図１と共通である。この例は真空隔壁６
を電子ビーム集束用静電レンズ系８の後段に設けてあ
る。第１の実施例及び第２の実施例からわかるように，
真空隔壁６を設けることにより，マイクロエミッタ１の
配置された第１の真空室２だけを超高真空に保てばよ
く，そのための真空系が簡単になり，超高真空排気系2a
及び真空排気系5aと２系統設けたとしても，装置全体を
超高真空にする従来例に比較すれば廉価になり，真空系
の保守も容易である。
【００２４】なお，第１の実施例及び第２の実施例では
単一のマイクロエミッタについて述べたが，１次元的，
２次元的に配列された多数のエミッタを有する電子ビー
ム装置においても，本発明は適用できる。
単一のマイクロエミッタについて述べたが，１次元的，
２次元的に配列された多数のエミッタを有する電子ビー
ム装置においても，本発明は適用できる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
マイクロエミッタを含む空間を独立に超高真空に保つこ
とができるため，マイクロエミッタは長寿命となり，周
囲の真空度によらず安定してマイクロエミッタから電子
ビームを得ることができる。
マイクロエミッタを含む空間を独立に超高真空に保つこ
とができるため，マイクロエミッタは長寿命となり，周
囲の真空度によらず安定してマイクロエミッタから電子
ビームを得ることができる。
【００２６】また，マイクロエミッタを含む空間を除く
部分は超高真空環境を必要としないため，真空ポンプ，
真空チャンバ等の真空部品が廉価ですむ。さらに，マイ
クロエミッタをプロセス装置内のインラインモニタ素子
として使う際に，中真空，低真空環境でも使用すること
ができるから，各種のプロセス装置にプロセスモニタ素
子として適用でき，プロセスの信頼性向上に寄与する。
部分は超高真空環境を必要としないため，真空ポンプ，
真空チャンバ等の真空部品が廉価ですむ。さらに，マイ
クロエミッタをプロセス装置内のインラインモニタ素子
として使う際に，中真空，低真空環境でも使用すること
ができるから，各種のプロセス装置にプロセスモニタ素
子として適用でき，プロセスの信頼性向上に寄与する。
【図１】第１の実施例を示す模式図である。
【図２】(a), (b)は真空隔壁を示す断面図である。
【図３】第２の実施例を示す模式図である。
【図４】従来例を示す模式図である。
１はマイクロエミッタ ２は真空室であって第１の真空室 2aは超高真空排気系 ３は基板であって被検査基板 ４は検出器 ５は真空室であって第２の真空室 5aは真空排気系 ６は真空隔壁であってＢｅ薄膜 6aはＳｉ基板 7aは引出し電極 7bは加速電極 ８は静電レンズ系 ９はＸ−Ｙステージ 61は真空隔壁であってＢｅ薄膜 62は真空隔壁であってカーボン薄膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 37/305 9172−5Ｅ Ｈ０１Ｌ 21/027
Claims (2)
- 【請求項１】 電子を放射するマイクロエミッタ(1) の
配置された第１の真空室(2) と, 該マイクロエミッタ
(1) から放射された電子が照射される基板(3)及び該基
板(3) で反射される電子及び二次電子を捕獲する検出器
(4) の配置された第２の真空室(5) と, 該第１の真空室
(2) と該第２の真空室(5) を隔てる真空隔壁(6) とを有
し,該第１の真空室(2) の真空度は該第２の真空室(5)
の真空度より高く，該真空隔壁(6) は気密を保ちかつ電
子ビームを透過させる薄膜からなることを特徴とする電
子ビーム装置。 - 【請求項２】 前記真空隔壁(6) は多層膜(61, 62)から
なることを特徴とする請求項１記載の電子ビーム装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4182716A JPH0628993A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 電子ビーム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4182716A JPH0628993A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 電子ビーム装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0628993A true JPH0628993A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16123194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4182716A Withdrawn JPH0628993A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 電子ビーム装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0628993A (ja) |
Cited By (12)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2018504641A (ja) * | 2015-02-03 | 2018-02-15 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | ペリクルを通したフォトマスクの描画方法およびシステム |
-
1992
- 1992-07-10 JP JP4182716A patent/JPH0628993A/ja not_active Withdrawn
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