JPH0785827A - 荷電粒子ビーム走査装置と荷電粒子ビーム走査方法 - Google Patents

荷電粒子ビーム走査装置と荷電粒子ビーム走査方法

Info

Publication number
JPH0785827A
JPH0785827A JP23395393A JP23395393A JPH0785827A JP H0785827 A JPH0785827 A JP H0785827A JP 23395393 A JP23395393 A JP 23395393A JP 23395393 A JP23395393 A JP 23395393A JP H0785827 A JPH0785827 A JP H0785827A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charged particle
particle beam
scanning
sample
image signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP23395393A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiyuki Otsuka
俊之 大塚
Koichi Kobayashi
孝一 小林
Takashi Maruyama
隆司 丸山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP23395393A priority Critical patent/JPH0785827A/ja
Publication of JPH0785827A publication Critical patent/JPH0785827A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】 SEMによる観察時において、コンタミネー
ションの発生を抑制することができる走査型電子顕微鏡
及び電子ビームの走査方法を提供することを目的とす
る。 【構成】 荷電粒子ビームを、試料表面に、二次元平面
内で空間的にランダムに照射する工程と、荷電粒子ビー
ムが照射された二次元平面内の照射位置と、該照射位置
における試料表面から放出された二次電子に基づいて取
得される画像信号とを対応付けて記憶する工程と、前記
照射位置と前記画像信号とに基づいて二次元画像を形成
する工程とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、荷電粒子ビームの走査
方法に関し、特に、走査型電子顕微鏡等の荷電粒子ビー
ムの走査方法に関する。
【0002】近年の半導体装置の微細化に伴い、製造プ
ロセスの精密加工が要求されている。このため、半導体
ウエハ表面にコンタミネーション(汚れ)を生じさせる
ことなく半導体装置の形状確認や線幅測定が可能な観察
用電子顕微鏡や測長用電子顕微鏡が要望されている。
【0003】
【従来の技術】図5(A)は、従来の測長用走査型電子
顕微鏡(測長SEM)の概略を示す。電子銃21から放
出された電子ビームは、アパーチャ22を通過してレン
ズ23によって試料25上に合焦されるとともに、X及
びY方向に走査される。電子ビームは、図5(A)の走
査方向24に示すように右から左へのみ走査が行われ、
左端で次の走査に移るまで電子ビームの走査は一時停止
する。
【0004】図5(B)は、電子ビームの走査により得
られた像を示す。走査方向24に示すように右から左へ
のみ走査が行われ、例えば図の上から順に走査される。
図の左端で電子ビームの走査は一時停止するため、左端
への電子ビームの照射時間が長くなる。このため、左端
にコンタミネーション26が発生しやすくなる。
【0005】図6は、SiO2 膜上のレジスト膜に4行
4列のコンタクトホールを設けた場合の従来の走査方法
によるSEM像を示す。写真の3行目最右列及び右から
2列目のコンタクトホールの周囲が黒くなっていること
がわかる。これが問題となるコンタミネーションであ
り、パターン再生等の際にこの部分の剥離が困難なた
め、不良の原因となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来方
法による電子ビームの走査により試料の観察を行うと、
コンタミネーションの発生により、観察を行ったチップ
が不良となり歩留りが低下する。
【0007】本発明の目的は、SEMによる観察時にお
いて、コンタミネーションの発生を抑制することができ
る走査型電子顕微鏡及び電子ビームの走査方法を提供す
ることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の荷電粒子ビーム
走査方法は、荷電粒子ビームを、試料表面に、二次元平
面内で空間的にランダムに照射する工程と、荷電粒子ビ
ームを前記試料表面の所定領域のほぼ全面に照射した
後、荷電粒子ビームの照射を停止する工程とを含む。
【0009】本発明の他の荷電粒子ビーム走査方法は、
荷電粒子ビームを、試料表面に、二次元平面内で空間的
にランダムに照射する工程と、荷電粒子ビームが照射さ
れた二次元平面内の照射位置と、該照射位置における試
料表面から放出された二次電子に基づいて取得される画
像信号とを対応付けて記憶する工程と、前記照射位置と
前記画像信号とに基づいて二次元画像を形成する工程と
を含む。
【0010】本発明の荷電粒子ビーム走査装置は、荷電
粒子ビームを発生するための荷電粒子源と、試料表面に
前記荷電粒子ビームを走査しながら照射するための走査
手段と、前記荷電粒子ビームの試料表面への照射を阻止
するための阻止手段と、前記走査手段または前記阻止手
段をランダムに制御する制御手段(6)とを含む。
【0011】さらに、前記荷電粒子ビームの照射により
発生した二次電子に基づいて画像信号を取得し、該二次
電子が発生した時の荷電粒子ビーム照射位置と該画像信
号とを対応付けて記憶するための画像形成手段とを含ん
でもよい。
【0012】
【作用】電子ビームを空間的にランダムに照射すること
により、電子ビームが試料表面の特定の位置に長時間照
射されることを防止することができる。このため、試料
表面でのコンタミネーションの発生を抑制することがで
きる。
【0013】電子ビームで、試料表面上を周期的に走査
しながら、時間的にランダムに電子ビームの試料表面へ
の照射を阻止すること、または走査自体をランダムにす
ることにより、電子ビームを空間的にランダムに照射す
ることができる。これにより、上記と同様の効果を得る
ことができる。
【0014】
【実施例】本発明の実施例を、SEMの電子ビーム走査
方法及び走査装置を例にとって以下に説明する。
【0015】図1(A)は、本発明の実施例によるSE
Mの主要部の概略を示す。電子銃1から放出された電子
ビームは、平行平板電極からなるブランキング電極7の
電極間、及びアパーチャ2を通過してレンズ3に到達す
る。レンズ3は、試料上に合焦するように電子ビームを
絞り込むとともに、X方向及びY方向に走査する。
【0016】電子銃1の引出し電圧と電流は、従来のコ
ールドエミッタを用いたSEMと同様に800V、3μ
Aに設定する。アパーチャ2は、アルミ板に直径100
μmの穴を開けたものを用いる。
【0017】レンズ3には、電子ビーム制御手段8によ
りX方向及びY方向走査用の電圧が印加されている。レ
ンズ3のX方向には、図3(A)に示すように、最大値
が15Vの鋸歯状の電圧が印加され、電子ビームはX方
向に振幅100μmで走査される。また、Y方向には、
図3(B)に示すように最大値が15Vで時間とともに
徐々に電圧を不連続に減少させる階段状の電圧が印加さ
れている。
【0018】ブランキング電極7には、ランダム電圧発
生手段6により、図2の上側の図に示すように−40V
の電圧がランダムに与えられる。ブランキング電極7に
−40Vの電圧が印加されている期間は、電子ビームの
進行方向が曲げられ、試料5に電子ビームが照射される
ことはない。ブランキング電極7に電圧が印加されてい
ない期間のみ電子ビームは試料表面上の当該時刻に対応
する走査位置に照射される。
【0019】すなわち、図2の下側の図に示すように、
プラスの期間のみ試料表面にランダムに断続的に電子ビ
ームが照射される。試料に照射された電子ビームにより
発生した二次電子の量に対応する画像信号が画像形成手
段9に与えられる。また、画像形成手段9には、電子ビ
ーム制御手段8からX方向及びY方向の電圧が与えられ
ている。
【0020】画像形成手段9は、画像信号が入力された
ときのX方向及びY方向の電圧からXY座標を求める。
このようにして、ランダムに選択されたXY座標上の点
における画像信号を得ることができる。画像形成手段9
は、XY座標と画像信号とを対応付けて記憶する。
【0021】図1(B)は、画像形成手段9に記憶され
たXY座標及び画像信号に基づいて得られた像を示す。
電子ビームがランダムに照射された点10のみの画像信
号が得られる。Y方向の走査を64回行って得られた画
像信号を重ね合わせることによって、試料5の画像を得
ることができる。なお、Y方向の走査回数は64回に限
らない。試料表面のほぼ全面の画像信号を得ることがで
きれば、それ以下であってもよい。
【0022】このように、ランダムに電子ビームを断続
させながらX方向及びY方向に周期的に走査することに
より、電子ビームが試料上の特定の場所に停止して照射
されることを防止できる。このため、コンタミネーショ
ンの発生を防止することができる。
【0023】上記実施例では、電子ビームの照射を点状
にした場合について説明したが、ランダムに重ならない
ように線状にしてもよい。また、上記実施例では、X方
向及びY方向に周期的に走査し、電子ビームの断続期間
のみをランダムにする場合について説明したが、走査自
体をランダムにしてもよい。
【0024】さらに、上記実施例では、平行平板電極に
よって加えられた電界により、電子ビームの進行方向を
曲げて試料表面への電子ビームの照射を阻止する場合に
ついて説明したが、電子ビームが試料表面に照射するこ
とを阻止できれば、その他の方法でもよい。例えば、磁
界によって進行方向を曲げてもよい。
【0025】次に、上記実施例の応用例について説明す
る。図4は、イオンビームを半導体基板に照射し、不純
物をドープする場合の基板上のイオンビーム走査方法を
示す。
【0026】図4(A)は、従来の方法を示す。従来
は、イオンビームを基板表面のX方向及びY方向に走査
しながらイオンを注入していた。図4(B)は、本発明
の実施例を応用した場合のイオンビームの走査方法を示
す。図1(A)に示す電子ビーム制御手段8にイオンを
注入すべきXY座標を記憶しておき、走査位置が当該X
Y座標と一致した時のみランダム電圧発生手段6により
イオンビームを照射させる。それ以外の時は、ブランキ
ング電極7に電圧を印加しておき、イオンビームの方向
を曲げて試料に照射しないようにする。
【0027】このように、基板表面にイオンビームを選
択的に、かつランダムに照射することにより、不純物を
注入すべき領域にイオンビームを均一に照射することが
できる。これにより、不純物を二次元平面内で均一に注
入することができ、かつコンタミネーションの発生を抑
制することができる。
【0028】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体ウエハのSEMによる観察時等にコンタミネーショ
ンの発生を抑制することができる。半導体ウエハの検査
工程における不良の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるSEMの概略図、及びS
EMによる像の平面図である。
【図2】本発明の実施例によるSEMのブランキング電
極の電圧及び電子ビームの照射期間の時間変化を示すグ
ラフ図である。
【図3】本発明の実施例によるSEMのレンズに印加さ
れるX方向及びY方向の電圧の時間変化を示すグラフで
ある。
【図4】本発明の実施例の応用例及び従来例による試料
表面の走査方法を説明するための試料の平面図である。
【図5】従来例によるSEMの概略図、及びSEMによ
る像の平面図である。
【図6】従来例によるSEMで撮影した試料のSEM像
である。
【符号の説明】
1、21 電子銃 2、22 アパーチャ 3、23 レンズ 4、24 走査方向 5、25 試料 6 ランダム電圧発生手段 7 ブランキング電極 8 電子ビーム制御手段 9 画像形成手段 10 電子ビームが照射された部分 26 コンタミネーション

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 荷電粒子ビームを、試料表面に、二次元
    平面内で空間的にランダムに照射する工程と、 荷電粒子ビームを前記試料表面の所定領域のほぼ全面に
    照射した後、荷電粒子ビームの照射を停止する工程とを
    含む荷電粒子ビーム走査方法。
  2. 【請求項2】 荷電粒子ビームを、試料表面に、二次元
    平面内で空間的にランダムに照射する工程と、 荷電粒子ビームが照射された二次元平面内の照射位置
    と、該照射位置における試料表面から放出された二次電
    子に基づいて取得される画像信号とを対応付けて記憶す
    る工程と、 前記照射位置と前記画像信号とに基づいて二次元画像を
    形成する工程とを含む荷電粒子ビーム走査方法。
  3. 【請求項3】 荷電粒子ビームを発生するための荷電粒
    子源(1)と、 試料表面に前記荷電粒子ビームを走査しながら照射する
    ための走査手段(3、8)と、 前記荷電粒子ビームの試料表面への照射を阻止するため
    の阻止手段(7)と、 前記走査手段または前記阻止手段をランダムに制御する
    制御手段(6)とを含む荷電粒子ビーム走査装置。
  4. 【請求項4】 さらに、前記荷電粒子ビームの照射によ
    り発生した二次電子に基づいて画像信号を取得し、該二
    次電子が発生した時の荷電粒子ビーム照射位置と該画像
    信号とを対応付けて記憶するための画像形成手段(9)
    とを含む請求項3記載の荷電粒子ビーム走査装置。
JP23395393A 1993-09-20 1993-09-20 荷電粒子ビーム走査装置と荷電粒子ビーム走査方法 Withdrawn JPH0785827A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23395393A JPH0785827A (ja) 1993-09-20 1993-09-20 荷電粒子ビーム走査装置と荷電粒子ビーム走査方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23395393A JPH0785827A (ja) 1993-09-20 1993-09-20 荷電粒子ビーム走査装置と荷電粒子ビーム走査方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0785827A true JPH0785827A (ja) 1995-03-31

Family

ID=16963217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23395393A Withdrawn JPH0785827A (ja) 1993-09-20 1993-09-20 荷電粒子ビーム走査装置と荷電粒子ビーム走査方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0785827A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008130428A (ja) * 2006-11-22 2008-06-05 Hitachi High-Technologies Corp 電子顕微鏡

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008130428A (ja) * 2006-11-22 2008-06-05 Hitachi High-Technologies Corp 電子顕微鏡

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5539294B2 (ja) 低電圧粒子ビームを用いた半導体検査用の電圧コントラスト方法及び装置
US6835937B1 (en) Correcting method for correcting exposure data used for a charged particle beam exposure system
US7005641B2 (en) Electron beam apparatus and a device manufacturing method by using said electron beam apparatus
US6433348B1 (en) Lithography using multiple pass raster-shaped beam
JP4790324B2 (ja) パターン欠陥検査方法および装置
EP0478215B1 (en) Reflection mask and electrically charged beam exposing apparatus using the reflection mask
US7462829B2 (en) Substrate inspection apparatus, substrate inspection method and method of manufacturing semiconductor device
US20200411278A1 (en) Electron microscope and beam irradiation method
JPH0316775B2 (ja)
JP3713457B2 (ja) 基板検査方法及び基板検査装置
US6392230B1 (en) Focused ion beam forming method
KR100313326B1 (ko) 전자빔셀투영어퍼쳐 형성방법
US7005659B2 (en) Charged particle beam exposure apparatus, charged particle beam exposure method, and device manufacturing method using the same apparatus
JPH0785827A (ja) 荷電粒子ビーム走査装置と荷電粒子ビーム走査方法
JP2009027190A (ja) 回路パターンの検査方法
JP2002216684A (ja) 電子ビーム装置、電子ビームの軸ずれ検出方法、及び電子ビーム装置を用いたデバイス製造方法
KR20060070003A (ko) 반도체 기판의 결함 검출 방법
JP2004171906A (ja) イオン注入装置およびイオン注入方法
KR19980042510A (ko) 하전 입자빔을 사용하는 패턴 드로잉 방법 및 장치
JP2005175333A (ja) 回路パターン検査方法とその装置
JP2007158235A (ja) マルチビーム荷電粒子線装置及びマルチビーム荷電粒子線装置の制御方法
JP2006294627A (ja) 電子線装置及び該装置を用いたデバイス製造方法
JPS58106824A (ja) フオ−カスイオンビ−ム加工方法
JPH0135340B2 (ja)
JP2002190268A (ja) 電子線装置及び該装置を用いた半導体デバイス製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20001128