JP2006294627A - 電子線装置及び該装置を用いたデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パターンが形成された試料を電子線で照射し、該試料の評価を行うための電子線装置は、電子線源EG、対物レンズ14、電磁偏向器11、12及び二次電子線検出器17を収容した電子光学鏡筒1を備え、対物レンズ14は、上部電極18、中央電極19及び下部電極20から構成され、上部電極18、中央電極19及び下部電極20に電圧を印加するための制御電源21を更に備え、制御電源21は、中央電極19に一定値の電圧を印加し、上部電極18でダイナミック・フォーカスを行って対物レンズ14が合焦条件を満たすよう動作する。
【選択図】 図1
Description
一次電子線と二次電子線とを分離するためのE×B分離器について、どのような構造が簡単であり、所望の精度が得られるのかが不明であった、
ショット雑音が大きく、所要の信号/雑音比を得るには大きいビーム電流を必要とした、
凸状のウェーハをフラットに吸着することのできる静電チャックが存在しなかった、
一次光学系の視野の重複部分においては2倍の、場合によっては4倍のドーズが与えられる場所ができ、ウェーハの破壊が生じるおそれがあった、
対物レンズとその上側のレンズとの間に走査用偏向器を配置するためのスペースを確保するのが困難であった、
等の問題があった。
パターンが形成された試料を電子線で照射し、該試料の評価を行うための電子線装置であって、
電子線源、対物レンズ、電磁偏向器及び二次電子線検出器を収容した電子光学鏡筒を備え、
前記対物レンズは、上部電極、中央電極及び下部電極から構成され、
前記上部電極、前記中央電極及び前記下部電極に電圧を印加するための制御電源を更に備え、
前記制御電源は、前記中央電極に一定値の電圧を印加し、前記上部電極でダイナミック・フォーカスを行って前記対物レンズが合焦条件を満たすよう動作することを特徴とする。
前記制御電源は、前記ダイナミック・フォーカスの制御として、前記上部電極に対して3つの異なる電圧を与え、
前記3つの異なる電圧を与えたときの二次電子線の信号強度を測定し、該信号強度から二次関数近似を行い、
該二次関数の立ち上がり傾斜の最大値に対応する電圧値と前記二次関数の最大値に対応する電圧値の中間値を前記上部電極の電圧とする
ことを特徴とする。
△Cc=Cc(△V/V)α
が成り立つ。したがって、△Ccは、単位開口半角当たり、単位(エネルギ幅/ビーム・エネルギ)当たりに発生する収差である。
(1)中央電極19の厚みが2mm以下の場合には、下部電極20に二次電子線のフィルタ作用が生じる電圧を印加した条件でのみ、一次電子線の合焦条件が満たされること、
(2)中央電極19の厚みが1.5mm以下の場合には、下部電極20に二次電子線のフィルタ作用が生じる電圧を印加した条件で、軸上色収差係数を大幅に低減することができること、
(3)中央電極19の厚みが1.0mm以下の場合には、軸上色収差が100nm以下となり、最も好ましいこと、
がわかる。
S/N=MTF(N/2)1/2∝MTF(i)1/2
で表される。したがって、S/N比を最大にするには、(MTF)2iを最大にすればよい。(MTF)2iは、グラフ62で示す値とグラフ63で示す値との積であり、グラフ64によって表される、上に凸の曲線になる。このグラフ64から、
(1)d/p≒1.1のとき、S/N比は最大になる、
(2)1.0<d/p<1.15のとき、S/N比は最大値とほぼ同じ値になる、
(3)0.9<d/p<1.2のとき、S/N比は充分大きい値である、
ことがわかる。
〔発明の効果〕
(1)対物レンズの電極の寸法を、二次電子線に対するフィルタ効果を持つ値にすることができるので、軸上色収差係数を小さくすることができる、
(2)レジストレーションを極めて短時間に行うことができ、しかも、レジストレーションをウェーハの評価中にも実施できるので、スループットに影響を与えることがない、
(3)簡単な構造で、二次電子線を一次光学系から分離するE×B分離器を得ることができるので、一次電子線の収差を容易に計算することができる、
(4)ショット雑音をTFE電子銃の13%まで低減することができる、
(5)上に凸のウェーハでも全面を平坦にチャックすることができる、
(6)デバイス、特にゲート酸化膜を破壊する恐れがない、
(7)対物レンズの電極をアースに近い電圧にした状態で、ダイナミック・フォーカスを実施することができる、
(8)二次電子検出器からの出力のS/N比を最大値又はそれに近い値にすることができる、
(9)E×B分離器と走査用の偏向器とを最適位置に配置することができる、
等の格別の効果を奏する。
Claims (7)
- パターンが形成された試料を電子線で照射し、該試料の評価を行うための電子線装置であって、
電子線源、対物レンズ、電磁偏向器及び二次電子線検出器を収容した電子光学鏡筒を備え、
前記対物レンズは、上部電極、中央電極及び下部電極から構成され、
前記上部電極、前記中央電極及び前記下部電極に電圧を印加するための制御電源を更に備え、
前記制御電源は、前記中央電極に一定値の電圧を印加し、前記上部電極でダイナミック・フォーカスを行って前記対物レンズが合焦条件を満たすよう動作することを特徴とする電子線装置。 - 請求項1記載の電子線装置であって、
前記制御電源は、前記ダイナミック・フォーカスの制御として、前記上部電極に対して3つの異なる電圧を与え、
前記3つの異なる電圧を与えたときの二次電子線の信号強度を測定し、該信号強度から二次関数近似を行い、
該二次関数の立ち上がり傾斜の最大値に対応する電圧値と前記二次関数の最大値に対応する電圧値の中間値を前記上部電極の電圧とする
ことを特徴とする電子線装置。 - 請求項1又は2に記載の電子線装置であって、前記制御電源は、前記上部電極、前記中間電極及び前記下部電極相互間の電圧差を20kV以下になるよう電圧を印加することを特徴とする電子線装置。
- 請求項1〜3のいずれか一つに記載の電子線装置であって、前記中央電極の厚みが、光軸方向において2mm以下であることを特徴とする電子線装置。
- 請求項1に記載の電子線装置であって、前記試料が、互いに重なり合わないように分割された複数の小領域を含み、該小領域のみの評価を行うことを特徴とする電子線装置。
- 請求項1に記載の電子線装置であって、前記パターンの画素寸法をpとし、前記パターンを照射する電子線のビーム寸法をdとしたとき、前記p及び前記dが0.9<d/p<1.2を満たすことを特徴とする電子線装置。
- 請求項1〜6のいずれか一つに記載の電子線装置を用いてプロセス途中の又はプロセス終了後のウェーハの評価を行うことを特徴とするデバイス製造方法。
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US20090302233A1 (en) * | 2006-08-23 | 2009-12-10 | Takashi Ogawa | Charged particle beam apparatus |
KR20140143441A (ko) | 2012-06-15 | 2014-12-16 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 | 하전 입자선 장치 |
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2006
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