KR101538256B1 - 하전 입자선 장치 및 정전 척 장치 - Google Patents

하전 입자선 장치 및 정전 척 장치 Download PDF

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Abstract

상황에 따른 전압을 인가함으로써 장치의 신뢰성을 향상시킨다. 시료 스테이지(25)에 정전 척(30)에 의해 보유 지지된 시료(24)에 전자선(16)을 조사하고, 시료(24)의 화상을 생성하는 하전 입자선 장치(1)로서, 시료(24)를 보유 지지할 때에, 정전 척(30)의 척 전극(26)에 미리 설정한 초기 전압을 인가함과 함께, 시료(24)가 정전 척(30)에 정상적으로 흡착되었는지의 여부를 판정하고, 시료(24)가 정전 척(30)에 정상적으로 흡착되어 있지 않다고 판정한 경우에는, 시료(24)가 정전 척(30)에 정상적으로 흡착되었다고 판정할 때까지, 척 전극(26)에 인가하는 전압을 상승시키는 정전 척 제어부(13)를 구비한다.

Description

하전 입자선 장치 및 정전 척 장치{CHARGED PARTICLE BEAM APPARATUS AND ELECTROSTATIC CHUCK APPARATUS}
본 발명은, 하전 입자선 장치의 정전 척에 있어서의 시료 보유 지지 제어 기술에 관한 것이다.
하전 입자선을 사용하여 반도체 웨이퍼를 가공하는 장치나, 반도체 웨이퍼 상의 회로 패턴을 검사하는 장치 등은, 반도체 웨이퍼를 보유 지지하기 위해, 정전 흡착력을 이용한 정전 척 방식에 의한 시료 보유 지지 기능을 갖고 있다.
이러한 장치의 일례로서, 전자선 측장기가 있다. 이것은, 반도체 웨이퍼 상에 만들어 넣어진 회로 패턴의 폭, 위치를 측정하는 것이다. 정전 척 방식은, 쿨롬 방식과 존슨·라벡 방식이 있지만, 전자선 측장기는, 프로브 전류가 매우 작으므로, 반도체 웨이퍼에 전류를 흘리지 않는 쿨롬 방식을 채용하고 있다.
쿨롬 방식은, 유전체의 저항률이 매우 크므로, 존슨·라벡 방식에 비해, 큰 인가 전압이 필요해진다. 이로 인해, 후기하는 문제가 발생한다.
또한, 정전 척에 의해, 반도체 웨이퍼(이하, 적절하게 「웨이퍼」라고 함.)가 정상적으로 흡착되었는지의 여부의 판단 방법에 대해서는, 웨이퍼가 정상적으로 흡착되어 있을 때에 정전 척 회로에 흐르는 전류를 참조값으로 하여, 그 참조값보다 전류가 작은 경우에, 정상적으로 웨이퍼가 배치되어 있지 않다(이상)고 판단하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조).
일본 특허 출원 공개 평11-330220호 공보
정전 척은, 인가 전압과 시간과의 관계에 의해, 전원을 OFF로 한 경우에 있어서도 잔류 흡착력으로서 흡착력이 잔류하는 현상을 야기할 가능성이 있다. 이것은, 웨이퍼 표면 등에 유기된 전하가 완화되지 않아, 의도하지 않은 흡착력이 남아 있는 상태이다. 정전 척에 인가하는 전압이 커지면, 잔류 흡착력은, 커지는 경향이 있다. 이러한 상태로 되면, 시료실 내를 대기 개방하여 수동으로 취출하는 등의 사태로 되어, 장치의 다운 타임이 증대해 버린다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 배경에 비추어 이루어진 것이며, 상황에 따른 전압을 인가함으로써 장치의 신뢰성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 하전 입자선 장치는, 시료 스테이지에 정전 척에 의해 보유 지지된 시료에 전자선을 조사하고, 시료의 화상을 생성하는 하전 입자선 장치로서, 시료를 보유 지지할 때에, 정전 척의 척 전극에 미리 설정한 초기 전압을 인가함과 함께, 시료가 정전 척에 정상적으로 흡착되었는지의 여부를 판정하고, 시료가 정전 척에 정상적으로 흡착되어 있지 않다고 판정한 경우에는, 시료가 정전 척에 정상적으로 흡착되었다고 판정할 때까지, 척 전극에 인가하는 전압을 상승시키는 정전 척 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
그 밖의 해결 수단에 대해서는, 실시 형태 중에서 적절하게 설명한다.
본 발명에 따르면, 상황에 따른 전압을 인가함으로써 장치의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능해진다.
도 1은 실시 형태에 따른 하전 입자선 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 실시 형태에 따른 하전 입자선 장치에 있어서의 정전 척 제어부의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 잔류 흡착력에 대해 설명하는 도면이며, (a)는, 척 전극에 인가하는 전압의 크기와 웨이퍼의 흡착력과의 관계를 나타내는 그래프이다. (b)는, 전압 인가 적산 시간과 잔류 흡착력과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 척 전압의 크기와 휘어진 웨이퍼의 휨량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 웨이퍼가 시료 스테이지에 재치되고 나서, 관찰 동작을 거쳐, 웨이퍼가 정전 척으로부터 이탈할 때까지의 척 전압의 시간축에 있어서의 변화를 나타내는 도면이다.
도 6은 제1 실시 형태에 따른 하전 입자선 장치의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 웨이퍼의 엣지부 측정에 관한 도면이며, (a)는, 웨이퍼의 엣지부로 관측점이 이동하는 모습을 도시하는 도면이다. (b)는, 웨이퍼의 엣지부 근방의 전위 분포를 도시하는 도면이다.
도 8은 제2 실시 형태에 따른 하전 입자선 장치의 동작을 나타내는 흐름도이다.
<제1 실시 형태>
이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 대해, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서, 공통되는 부분에는 동일한 부호를 부여하고 중복된 설명을 생략한다.
[하전 입자선 장치(1)의 구성]
도 1은 실시 형태에 따른 하전 입자선 장치(1)의 구성을 도시하는 도면이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 하전 입자선 장치(1)는, 전자 광학계 칼럼(2)과, 시료실(3)과, 제어계를 구비하고 있다.
우선, 하전 입자선 장치(1)의 관찰 동작에 대해 설명한다.
시료실(3) 내에는, 웨이퍼(시료)(24)가, 척 전극(26)을 갖는 정전 척(30)에 의해 시료 스테이지(25)에 보유 지지되어 있다. Z 센서(27)는, 웨이퍼(24)의 높이를 검출하고, Z 센서 제어부(11)에 높이 정보를 출력한다.
전자 광학계 칼럼(2) 내의 전자총(14)으로부터는 1차 전자선(16)이 인출 전극(15)에 의해 사출된다. 1차 전자선(16)은, 초점 코일(20) 또는 동(動)초점 코일(21)에 의해 집속되고, 편향기(19)에 의해 편향되어 웨이퍼(24) 위를 주사한다. 또한, 1차 전자선(16)을 블랭킹할 필요가 있는 경우에는, 블랭킹 편향기(17)는, 1차 전자선(16)을 편향하여 교축부(18)를 통과하지 않도록 한다.
전자총(14), 교축부(18) 및 초점 코일(20)은, 전자 광학 제어부(8)에 의해 제어된다.
블랭킹 편향기(17), 편향기(19) 및 동초점 코일(21)은, 편향 제어부(10)에 의해 제어된다.
1차 전자선(16)이 웨이퍼(24)에 조사되면, 반사 전자 및 2차 전자가 발생하고, 이들은 E×B 편향기(23)에 의해 가속되고, 2차 전자 검출기(22)에 의해 검출된다. 2차 전자 검출기(22)에서 검출된 반사 전자 및 2차 전자의 검출 신호는, 화상 처리부(9)에 입력된다. 화상 처리부(9)는, 제어 정보를 바탕으로 화상 데이터를 생성하고, 생성된 화상 데이터는, 이더넷(등록 상표)(6)을 통해, 도시하지 않은 표시 장치에 화상으로서 표시된다.
또한, 전자 광학 제어부(8), 화상 처리부(9), 편향 제어부(10) 및 Z 센서 제어부(11)는, VME_Bus(VERSAModule Eurocard_Bus)(7)를 통해, 상위 제어 CPU(Central Processing Unit)(5)에 의해 제어된다.
시료 스테이지 제어부(12)는, 시료 스테이지(25)의 위치를 제어하는 것이다. 연직축과 수직한 평면을 XY 평면으로 하면, 시료 스테이지(25)는, X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능하며, 시료 스테이지 제어부(12)는, 시료 스테이지(25)의 XY 좌표를 파악하고, 미리 설정된 정보에 기초하여, 시료 스테이지(25)를 이동시킨다.
정전 척 제어부(13)는, 정전 척(30)의 척 전극(26)에 전압을 인가하는 것이며, 웨이퍼(24)의 흡착 상태의 판정도 행한다. 또한, 정전 척 제어부(13)는, 인가하는 전압을 변경할 수 있다. 다음으로, 정전 척 제어부(13)의 상세를 설명한다.
[정전 척 제어부(13)의 구성]
도 2는, 정전 척 제어부(13)의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 정전 척 제어부(13)는, 인가 전압부(131)와, 전류 검출부(132)와, 흡착 판정부(133)와, 출력 전압 분압 모니터부(134)와, 제어 IC(Integrated Circuit)(135)를 구비하고 있다.
척 전극(26)은, 시료 스테이지(25) 내에 매립되어 있고, 동심원 형상의 다이폴형의 정전 척(30)을 구성하고 있다. 인가 전압부(131)는, 이 정전 척(30)의 척 전극(26)에 전압을 인가하는 것이다. 또한, 1점 쇄선으로 도시한 부분의 전위는, 예를 들어, 전위 VR로 되어 있다. 인가 전압부(131)는, 이 전위 VR 상에 구성되어 있다. 이로 인해, 인가 전압부(131)의 출력부에서는, 하전 입자선 장치(1)의 GND(그라운드)로부터는 전위 VR이 가산되어, 고전위로 되어 있다.
인가 전압부(131)는, 도시하지 않은 출력 전압 가변 기능을 구비하고 있고, 척 전극(26)에 인가하는 전압은, 상위 제어 IC(137)가 제어 IC(135)를 통해 제어한다. 즉, 척 전극(26)에 인가하는 전압에 대해서는, 외부로부터 목표 전압값의 설정이나 ON/OFF가 가능하다.
또한, 웨이퍼(24)(도시하지 않음)에 조사되는 1차 전자선(16)에 영향을 미치지 않도록 하기 위해서는, 척 전극(26)의 ＋/－ 전극 면적비에 기초하여, ＋ 전극과 － 전극에 인가하는 전압에 약간의 전압 차를 가지게 하면 된다.
여기서, 웨이퍼(24)가 정전 척(30)에 정상적으로 흡착되었는지의 여부를 판정하는 방법에 대해 설명한다.
정전 척(30)에 웨이퍼(24)가 재치된 상태에서, 인가 전압부(131)가 척 전극(26)에 전압을 인가하면, 정전 척(30)의 표면과 웨이퍼(24)의 이면에 있어서 유전분극이 발생한다. 이에 의해, 척 전극(26)의 정부 전극과 웨이퍼(24) 사이에 콘덴서가 형성되게 된다. 이때, 척 전극(26)의 정부 전극과 웨이퍼(24) 사이에, 콘덴서의 용량에 비례한 과도 전류가 발생한다. 콘덴서의 용량은, 웨이퍼(24)의 흡착 상태가 정상인 경우에는, 이상인 경우에 비해 커진다. 이로 인해, 측정한 과도 전류의 크기(피크의 크기)를 미리 설정한 임계값과 비교함으로써, 웨이퍼(24)가 정전 척(30)에 정상적으로 흡착되었는지의 여부를 판정할 수 있다.
따라서, 전류 검출부(132)에 의해, 척 전극(26)으로부터 발생하는 과도 전류를 검출하고, 흡착 판정부(133)에 의해, 이 과도 전류의 크기를 미리 설정한 임계값과 비교함으로써, 제어 IC(135)는, 웨이퍼(24)의 흡착 상태를 인식할 수 있다.
출력 전압 분압 모니터부(134)는, 척 전극(26)에의 실제 인가 전압(이하, 적절하게 「척 전압」이라고 함.)을 모니터링하기 위한 것이며, 척 전압은, ADC(Analog to Digital Converter)(136)를 통해, 상위 제어 IC(137)에서 인식된다.
이상과 같이, 정전 척 제어부(13)는, 웨이퍼(24)의 상황에 따라, 척 전극(26)에 인가하는 전압을 변경할 수 있다.
다음으로, 척 전극(26)에 인가하는 전압에 관한 허용성에 대해 설명한다.
도 3의 (a)는, 척 전극(26)에 인가하는 전압의 크기와 웨이퍼(24)의 흡착력과의 관계를 나타내는 그래프이다. 이 그래프에 나타내는 바와 같이, 척 전극(26)의 인가 전압이 클수록, 웨이퍼(24)의 흡착력이 큰 것을 알 수 있다. 흡착력이 크면, 마찰에 의한 이물질의 발생의 문제가 일어나 버리므로, 필요 이상으로 고전압으로 해서는 안 된다.
도 3의 (b)는, 척 전극(26)의 최대 전압 인가 시에 있어서의 전압 인가 적산 시간과 잔류 흡착력과의 관계를 나타내는 그래프이다. 이 그래프에 나타내는 바와 같이, 척 전극(26)에 전압을 인가하는 시간이 길수록, 잔류 흡착력이 커지는 경향이 있는 것을 알 수 있다.
또한, 흡착력이 클수록(인가 전압이 클수록), 잔류 흡착력이 커지는 것도 판명되어 있다. 따라서, 잔류 흡착력의 영향을 억제하기 위해서는, 인가 전압을 작게 하고, 인가 시간을 짧게 하는 것이 요구된다.
다음으로, 척 전극(26)에 인가하는 전압에 관한 필요성에 대해 설명한다.
도 4는, 척 전극(26)에 인가하는 전압의 크기와 휨이 있는 웨이퍼(이하, 「휘어진 웨이퍼」라고 함.)의 휨량과의 관계를 나타내는 그래프이다. 이 그래프에 나타내는 바와 같이, 휘어진 웨이퍼를 평탄하게 하기 위해서는, 어느 정도의 고전압을 인가할 필요가 있는 것을 알 수 있다.
또한, 반도체 웨이퍼의 관찰 동작에 있어서는, 웨이퍼(24)는, 고정밀도 측정에 대응하기 위해서는, 평탄한 것이 필요하다. 한편, 휨이 없는 웨이퍼(이하, 「평탄 웨이퍼」라고 함.)의 경우에는, 휘어진 웨이퍼와 같이 고전압을 인가할 필요는 없고, 비교적 저전압에서 정전 척(30)에 정상적으로 흡착된다.
이러한 여러 가지 웨이퍼(24)의 상황에 대응하기 위해, 정전 척 제어부(13)는, 웨이퍼(24)가 정전 척(30)에 흡착되었을 때에 발생하는 과도 전류의 파형에 기초하여, 척 전극(26)에 인가하는 전압을 제어하는 것으로 한다.
도 5는, 웨이퍼(24)가 시료 스테이지(25)에 재치되고 나서, 웨이퍼(24)가 정전 척(30)에 흡착되고(정전 척 ON 제어), 시료 스테이지(25)가 이동하고, 관찰 동작(측장)을 거쳐, 웨이퍼(24)가 정전 척(30)으로부터 이탈하고(정전 척 OFF 제어), 웨이퍼(24)가 시료 스테이지(25)로부터 이격될 때까지의 척 전압의 시간축에 있어서의 변화를 나타내는 도면이다. 전류 검출은, 웨이퍼가 정전 척에 정상적으로 흡착된 것을 나타내는 과도 전류(53, 54)를 모식적으로 나타내고 있다.
척 전압이 초기 전압(51)으로 되었을 때에, 웨이퍼(24)가 정상적으로 흡착된 것을 나타내는 과도 전류(53)를 검출한 경우에는, 척 전압은, 초기 전압(51)으로 유지된다(파선). 이 초기 전압(51)을 유지한 채, 관찰 동작(측장)이 행해진다.
한편, 척 전압이 초기 전압(51)으로 되었을 때에, 웨이퍼(24)가 정상적으로 흡착된 것을 나타내는 과도 전류(53)를 검출할 수 없었던 경우에는, 척 전압을 서서히 올려 간다(실선). 그리고, 척 전압이 인가 전압(52)으로 되었을 때에, 웨이퍼(24)가 정상적으로 흡착된 것을 나타내는 과도 전류(54)를 검출한 경우에는, 척 전압은, 인가 전압(52)으로 유지된다(실선). 이 인가 전압(52)을 유지한 채, 관찰 동작(측장)이 행해진다.
웨이퍼(24)가 정전 척(30)으로부터 이탈할 때에는, 부(負)의 과도 전류(55, 56)를 검출한다. 또한, 이 예에서는, 척 전압에 인가한 전압을, 고전압으로부터 단번에 OFF로 하는 것이 아니라, 일단 저전압으로 떨어뜨리고 나서 OFF로 하고 있다.
이에 의해, 잔류 흡착력에 의한 영향의 경감을 도모할 수 있다.
[하전 입자선 장치(1)의 동작]
다음으로, 하전 입자선 장치(1)의 동작에 대해 도 5 및 도 6(구성은 적절하게 도 1 및 도 2)을 참조하여 설명한다.
도 6은, 제1 실시 형태에 따른 하전 입자선 장치(1)의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 6의 흐름도에 나타내는 바와 같이, 스텝 S101에 있어서, 하전 입자선 장치(1)는, 웨이퍼(24)를 시료 스테이지(25)에 재치하기 위한 리프트를 내린다.
스텝 S102에 있어서, 정전 척 제어부(13)는, 설정 전압으로 초기 전압(51)을 설정한다.
스텝 S103에 있어서, 정전 척 제어부(13)는, 척 전극(26)에 설정 전압을 인가한다.
스텝 S104에 있어서, 정전 척 제어부(13)는, 척 전압이 설정 전압에 도달하고 있는지의 여부를 판정한다.
척 전압이 설정 전압에 도달하고 있지 않다고 판정한 경우에는(스텝 S104·아니오), 스텝 S105에 있어서, 정전 척 제어부(13)는, 소정의 시간 대기하고, 다시, 스텝 S104에 있어서, 척 전압이 설정 전압에 도달하고 있는지의 여부를 판정한다.
한편, 척 전압이 설정 전압에 도달하고 있다고 판정한 경우에는(스텝 S104·예), 스텝 S106에 있어서, 정전 척 제어부(13)는, 웨이퍼(24)가 정상적으로 흡착된 것을 나타내는 과도 전류를 검출하였는지의 여부를 판정한다. 즉, 웨이퍼(24)가 정전 척에 정상적으로 흡착되었는지의 여부의 판정이다.
예를 들어 도 5에 나타내는 바와 같이, 정전 척 제어부(13)는, 웨이퍼(24)가 정상적으로 흡착된 것을 나타내는 과도 전류(53)를 검출하였는지의 여부를 판정한다.
웨이퍼(24)가 정상적으로 흡착된 것을 나타내는 과도 전류를 검출하였다고 판정한 경우에는(스텝 S106·예), 스텝 S109에 있어서, 시료 스테이지 제어부(12)는, 시료 스테이지(25)를 이동시킨다.
예를 들어 도 5에 나타내는 바와 같이, 정전 척 제어부(13)는, 웨이퍼(24)가 정상적으로 흡착된 것을 나타내는 과도 전류(53)를 검출한 경우에는, 척 전압을 초기 전압(51)으로 유지하게 된다(파선). 그리고, 시료 스테이지 제어부(12)는, 시료 스테이지(25)를 이동시키고, 하전 입자선 장치(1)는, 관찰 동작(측장)을 행한다.
한편, 웨이퍼(24)가 정상적으로 흡착된 것을 나타내는 과도 전류를 검출하고 있지 않다고 판정한 경우에는(스텝 S106·아니오), 스텝 S107에 있어서, 정전 척 제어부(13)는, 미리 설정된 전압 분해능의 분을 설정 전압에 가산한다.
스텝 S108에 있어서, 정전 척 제어부(13)는, 설정 전압을 가산한 전압으로 갱신한다. 그리고, 처리는 스텝 S103으로 되돌아간다. 즉, 정전 척 제어부(13)는, 웨이퍼(24)가 정상적으로 흡착된 것을 나타내는 과도 전류를 검출할[웨이퍼(24)가 정전 척에 정상적으로 흡착될] 때까지, 척 전극(26)에 인가하는 전압을 서서히 올려 간다.
예를 들어 도 5에 나타내는 바와 같이, 정전 척 제어부(13)는, 웨이퍼(24)가 정상적으로 흡착된 것을 나타내는 과도 전류(53)를 검출할 수 없었던 경우에는, 척 전압을 서서히 올려 간다(실선). 정전 척 제어부(13)는, 척 전압이 인가 전압(52)으로 되었을 때에, 웨이퍼(24)가 정상적으로 흡착된 것을 나타내는 과도 전류(54)를 검출하면, 척 전압을 인가 전압(52)으로 유지하게 된다(실선). 그리고, 시료 스테이지 제어부(12)는, 시료 스테이지(25)를 이동시키고, 하전 입자선 장치(1)는, 관찰 동작(측장)을 행한다.
이상의 동작에 의해, 초기 전압을 저전압으로 하고, 웨이퍼(24)가 정상적으로 흡착된 것을 나타내는 과도 전류를 검출한 시점[웨이퍼(24)가 정전 척에 정상적으로 흡착된 시점]의 인가 전압을 유지함으로써, 항상 고전압으로 되는 것을 피할 수 있다.
그로 인해, 인가 전압이 안정될 때까지의 시간이 단축되어, 장치의 처리량이 향상된다.
또한, 시료[웨이퍼(24)]의 상태에 맞는 인가 전압의 컨트롤을 행할 수 있다.
또한, 소비 전력 저감은 물론, 반송실 내에서의 방전 위험성의 저감, 잔류 흡착 발생 빈도의 저감, 나아가서는, 마찰에 의한 이물질의 발생에 대해서도 억제할 수 있다.
<제2 실시 형태>
다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서, 제1 실시 형태와 공통되는 부분에는 동일한 부호를 부여하고 중복된 설명을 생략한다.
도 7의 (a)는, 웨이퍼(24)의 엣지부가 관찰 대상으로 되는 모습을 도시하는 도면이며, 도 7의 (b)는, 웨이퍼(24)의 엣지부 근방의 전위 분포를 도시하는 도면이다. 도 7의 (a)에 도시하는 바와 같이, 관측 동작 시에 있어서, 시료 스테이지(25)가 이동하여, 웨이퍼(24)의 엣지부가 관찰 대상으로 되는 경우가 있다. 이때, 도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(24)의 외측의 전위 분포가 떨어지고, 1차 전자선(16)에 영향을 미치고, 웨이퍼(24)의 화상의 시야에 어긋남이 발생해 버린다. 또한, 화상의 시야 범위를 좁혀 버리게도 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 웨이퍼(24)의 엣지부가 관찰 대상으로 되는 위치에 시료 스테이지(25)가 이동하였을 때에, 척 전극(26)에 인가하는 전압을 고전압으로 하는 것으로 한다. 또한, 웨이퍼(24)의 엣지부가 관찰 대상으로 되는 시료 스테이지(25)의 XY 좌표는, 미리 설정할 수 있다.
이에 의해, 웨이퍼(24)의 옆의 전위를 밀어 올리고, 시야 어긋남을 회피할 수 있다.
[하전 입자선 장치(1)의 처리 동작 (2)]
다음으로, 하전 입자선 장치(1)의 처리 동작 (2)에 대해 도 7 및 도 8(구성은 적절하게 도 1 및 도 2)을 참조하여 설명한다.
이 처리는, 시료 스테이지(25)를 이동시킬 때마다 행해진다.
도 8의 흐름도에 나타내는 바와 같이, 스텝 S201에 있어서, 시료 스테이지 제어부(12)는, 시료 스테이지(25)를 이동시킨다.
스텝 S202에 있어서, 시료 스테이지 제어부(12)는, 시료 스테이지(25)의 현재 위치를 취득한다.
스텝 S203에 있어서, 시료 스테이지 제어부(12)는, 시료 스테이지(25)의 현재 위치가 미리 설정된 소정 위치인지의 여부를 판정한다. 또한, 소정 위치라 함은, 웨이퍼(24)의 엣지부가 관찰 대상으로 되는 시료 스테이지의 위치를 말한다.
시료 스테이지(25)의 현재 위치가 소정 위치가 아니라고 판정한 경우(스텝 S203·아니오), 스텝 S209에 있어서, 하전 입자선 장치(1)는, 그대로 관찰 동작(측장)을 행한다.
한편, 시료 스테이지(25)의 현재 위치가 소정 위치라고 판정한 경우(스텝 S203·예), 스텝 S204에 있어서, 정전 척 제어부(13)는, 설정 전압을 변경한다. 즉, 정전 척 제어부(13)는, 설정 전압을 고전압으로 한다.
스텝 S205에 있어서, 정전 척 제어부(13)는, 설정 전압을 변경 후의 전압으로 갱신한다.
스텝 S206에 있어서, 정전 척 제어부(13)는, 설정 전압을 척 전극(26)에 인가한다.
스텝 S207에 있어서, 정전 척 제어부(13)는, 척 전압이 설정 전압에 도달하고 있는지의 여부를 판정한다.
척 전압이 설정 전압에 도달하고 있지 않다고 판정한 경우에는(스텝 S207·아니오), 스텝 S208에 있어서, 정전 척 제어부(13)는, 소정의 시간 대기하고, 다시, 스텝 S207에 있어서, 척 전압이 설정 전압에 도달하고 있는지의 여부를 판정한다.
한편, 척 전압이 설정 전압에 도달하고 있다고 판정한 경우에는(스텝 S207·예), 스텝 S209에 있어서, 하전 입자선 장치(1)는, 척 전극(26)에 고전압을 인가한 상태에서, 관찰 동작(측장)을 행한다.
실제의 운용에서는, 도 8에 나타낸 흐름도를 기본 흐름으로 하여, 측정 시의 레시피 설정에 기초하여, 제어가 행해지는 것으로 한다.
또한, 웨이퍼(24)의 평가 측정 시와 같이, 시료 보유 지지 시간이 수십 시간에 달하는 경우에는, 잔류 흡착이 발생할 위험성이 있으므로, 웨이퍼(24)의 엣지부가 관찰 대상으로 될 때에만, 척 전극(26)에 고전압을 인가하는 것으로 한다. 그 이외일 때, 즉, 웨이퍼(24)의 엣지부 이외가 관찰 대상으로 될 때에는, 척 전극(26)에 저전압을 인가하는 것으로 한다.
또한, 웨이퍼(24)의 양산 측정 시와 같이, 시료 보유 지지 시간이 짧은 경우에는, 처리량을 중시하므로, 웨이퍼(24)의 엣지부로 관찰점이 이동하는 도중에, 척 전극(26)의 인가 전압을 고전압으로 하고, 그 후는 시료 스테이지(25)의 위치에 관계없이, 고전압인 상태로 해도 된다. 척 전극(26)에의 인가 전압은, 저전압의 경우라도 수백V이므로, 고전압으로부터 저전압으로의 전압 변경 시에 있어서, 전압이 안정될 때까지의 시간은 무시할 수 없는 것이다. 그로 인해, 시료 보유 지지 시간이 짧은 측정 환경하에 있어서는, 척 전극(26)에 인가하는 전압은 최대한 변경하지 않음으로써, 처리량의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 평탄 웨이퍼의 측정의 경우에는, 척 전극(26)에의 인가 전압이 저전압인 웨이퍼(24)의 중심부의 측정을 집중적으로 행하고, 그 후, 고전압이 필요한 웨이퍼(24)의 엣지부의 측정을 집중적으로 행하는 것으로 해도 된다.
이에 의해, 인가 전압의 변경 횟수가 1회이면 되므로, 고전압의 인가 시간을 억제할 수 있다. 이로 인해, 잔류 흡착력에 의한 영향의 경감 및 처리량 저하의 방지를 도모할 수 있다.
본 실시 형태에 의해, 시료[웨이퍼(24)]의 화상의 시야 범위의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 시료[웨이퍼(24)]의 관찰 영역 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.
<변형예>
이상, 본 발명의 일 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 변경할 수 있다.
예를 들어, 본 발명은, 실시 형태에서 나타낸 하전 입자선 장치에 한정하지 않고, 정전 척을 사용하여 시료 등을 흡착하는 경우에 널리 적용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태에서는, 흐름도의 스텝은, 기재된 순서를 따라 시계열적으로 행해지는 처리의 예를 나타냈지만, 반드시 시계열적으로 처리되지 않더라도, 병렬적 혹은 개별 실행되는 처리도 포함하는 것이다.
또한, 상기 실시 형태에 개시되어 있는 복수의 구성 요소의 적절한 조합에 의해, 다양한 발명을 형성할 수 있다. 예를 들어, 실시 형태에 개시되는 전 구성 요소로부터 몇 개의 구성 요소를 삭제해도 된다. 또한, 다른 실시 형태에 관한 구성 요소를 적절하게 조합해도 된다.
1 : 하전 입자선 장치
12 : 시료 스테이지 제어부
13 : 정전 척 제어부
16 : 1차 전자선
24 : 웨이퍼(시료)
25 : 시료 스테이지
26 : 척 전극
30 : 정전 척
51 : 초기 전압
52 : 인가 전압
53, 54 : 웨이퍼가 정상적으로 흡착된 것을 나타내는 과도 전류
131 : 인가 전압부
132 : 전류 검출부
133 : 흡착 판정부
134 : 출력 전압 분압 모니터부

Claims (4)

  1. 시료 스테이지에 정전 척에 의해 보유 지지된 시료에 전자선을 조사하고, 상기 시료의 화상을 생성하는 하전 입자선 장치로서,
    상기 시료를 보유 지지할 때에, 상기 정전 척의 척 전압에 미리 설정한 초기 전압을 인가함과 함께, 상기 척 전압으로부터 소정의 과도 전류가 발생하였는지의 여부를 검출하고, 상기 소정의 과도 전류가 검출되지 않은 경우에는, 상기 소정의 과도 전류가 검출될 때까지 상기 척 전극에 인가하는 전압을 상승시키고, 상기 소정의 과도 전류가 검출된 경우에는, 상기 전압의 상승을 정지시키고 해당 인가 전압을 유지하는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 장치.
  2. 삭제
  3. 시료를 흡착하기 위한 정전 척을 갖는 정전 척 장치로서,
    상기 시료를 보유 지지할 때에, 상기 정전 척의 척 전압에 미리 설정한 초기 전압을 인가함과 함께, 상기 척 전압으로부터 소정의 과도 전류가 발생하였는지의 여부를 검출하고, 상기 소정의 과도 전류가 검출되지 않은 경우에는, 상기 소정의 과도 전류가 검출될 때까지 상기 척 전극에 인가하는 전압을 상승시키고, 상기 소정의 과도 전류가 검출된 경우에는, 상기 전압의 상승을 정지시키고 해당 인가 전압을 유지하는 것을 특징으로 하는 정전 척 장치.
  4. 삭제
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015153644A (ja) * 2014-02-10 2015-08-24 株式会社東芝 試料加工装置
JP6697346B2 (ja) * 2016-07-20 2020-05-20 株式会社ディスコ 吸着確認方法、離脱確認方法、及び減圧処理装置
JP7449198B2 (ja) 2020-08-20 2024-03-13 株式会社日立ハイテク 荷電粒子ビーム装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1074808A (ja) * 1996-08-29 1998-03-17 Hitachi Ltd 荷電粒子線を用いた理化学装置，半導体製造及び検査装置
JPH11330220A (ja) * 1998-05-21 1999-11-30 Ulvac Corp 吸着状態判断方法
JP2002009140A (ja) * 2000-06-22 2002-01-11 Mitsubishi Electric Corp 静電チャック装置
JP2010282825A (ja) * 2009-06-04 2010-12-16 Hitachi High-Technologies Corp 荷電粒子線装置及び荷電粒子線装置を利用した評価方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4637684B2 (ja) 2004-09-10 2011-02-23 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線応用装置
JP2007207688A (ja) * 2006-02-06 2007-08-16 Hitachi High-Technologies Corp ミラー電子顕微鏡およびミラー電子顕微鏡を用いた検査装置
JP4884811B2 (ja) * 2006-03-20 2012-02-29 三菱重工業株式会社 ガラス基板の静電吸着装置及びその吸着離脱方法
DE112009002400T5 (de) * 2008-10-07 2012-01-19 Ulvac, Inc. Verfahren zum Handhaben eines Substrats
DE102008050822A1 (de) * 2008-10-08 2010-04-15 Gevas Software Systementwicklung Und Verkehrsinformatik Gmbh Verkehrsadaptive Netzsteuerung und Verfahren zur Optimierung der Steuerungsparameter
KR101612091B1 (ko) * 2008-10-20 2016-04-12 가부시키가이샤 크리에이티브 테크놀러지 정전 척의 검사방법 및 정전 척 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1074808A (ja) * 1996-08-29 1998-03-17 Hitachi Ltd 荷電粒子線を用いた理化学装置，半導体製造及び検査装置
JPH11330220A (ja) * 1998-05-21 1999-11-30 Ulvac Corp 吸着状態判断方法
JP2002009140A (ja) * 2000-06-22 2002-01-11 Mitsubishi Electric Corp 静電チャック装置
JP2010282825A (ja) * 2009-06-04 2010-12-16 Hitachi High-Technologies Corp 荷電粒子線装置及び荷電粒子線装置を利用した評価方法

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