JP2000100369A - 荷電粒子ビーム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各荷電粒子ビーム照射によるターゲットから
の情報信号に基づくパターン観察やパターン検査、ある
いは電子ビーム性状測定などの精度が低下を防止する。 【解決手段】 各電子ビームカラム１ｉ，１ｊ，１ｋの
直下に設けられた各検出器支持部材１０ｉ，１０ｊ，１
０ｋと反射電子検出器１１ｉ，１１ｊ，１１ｋをそれぞ
れ取り囲むようにカラム支持部材８に遮蔽筒を取り付け
る。その筒の光軸方向の長さは、或るカラムでのターゲ
ット上の電子ビーム照射領域と隣のカラムの反射電子検
出器の検出面が互いに見ることが出来ない程度の長さに
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、マルチビーム型の荷電
粒子ビーム装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】走査電子顕微鏡は、電子ビームによりタ
ーゲット上を走査し、該走査によるターゲットからの二
次的電子（反射電子や二次電子等）を検出し、表示装置
（例えば、陰極線管）の画面上に該二次的電子信号に基
づくターゲット像を表示している。最近、このような走
査電子顕微鏡は、パターンの描かれた被描画材料（例え
ば、ウエハ）をターゲットとしたパターン観察やパター
ン検査などに応用されている。

【０００３】さて、このような電子ビーム装置の中で、
複数のビーム各々をターゲット上の各分担領域上に照射
し、各照射によりに発生した二次的電子をそれぞれ独立
して検出する様に成したマルチビーム型のものがある。

【０００４】図１は、マルチビーム型電子ビーム装置の
一例を示した概念図である。図中１ａ，１ｂ，……，１
ｎはそれぞれ電子ビームカラムで、各カラムには、例え
ば、図２に示す様に、電子銃２，集束レンズ３，偏向器
４，対物レンズ５等が備えられている。６はステージ
で、該ステージの上にはウエハの如きターゲット７が載
置される。前記各カラム、ターゲット７及びステージ６
は全て、メインの真空カラム（図示せず）中に配置され
る。又、前記各カラムは、例えば、図３に示す如き共通
したカラム支持部材８の貫通孔９ａ〜９ｎにはめ込ま
れ、各カラムの下端部とターゲット７との間に適宜な距
離が保たれるように、該支持部材がメインカラム（図示
せず）の内壁に取り付けられる。さて、各電子ビームカ
ラムの下方にはそれぞれ反射電子検出器が設けられてい
る。例えば、図４に示す様に、各カラム１ｉ，１ｊ，１
ｋの下端に対向するようにカラム支持部材８に検出器支
持部材１０ｉ，１０ｊ，１０ｋを介して反射電子検出器
１１ｉ，１１ｊ，１１ｋが取り付けられている。

【０００５】この様な装置において、各カラム１ａ，１
ｂ，……，１ｎ内において、電子銃２からの電子ビーム
は集束レンズ３及び対物レンズ５によりターゲット７上
に集束されると共に、偏向器４によりターゲット７上の
各分担領域（例えば、ターゲットがウエハの場合、例え
ばチップの領域）内の所定の範囲を走査する。該走査に
よりターゲット７から発生した反射電子は各カラムの下
端部に対向して設けられたそれぞれの反射電子検出器に
検出され、該各反射電子に基づいた情報信号に基づい
て、ターゲット各領域のパターン観察やパターン検査等
が同時に行われる。 この様に、マルチビーム型のもの
は、１つの電子ビームカラムによるパターン観察やパタ
ーン検査に比較し、パターン観察やパターン検査が飛躍
的にスピードアップすることになる。

【０００６】上記例では、パターン観察やパターン検査
について説明したが、被描画材料上に集束させた電子ビ
ームを被描画材料上の所定の位置に偏向し、パターンを
描くように成した電子ビーム描画でも、マルチビーム型
のものを使用し、被描画材料上の各専用領域に同時にパ
ターンを描くようにすれば、同じ様にパターン描画の著
しいスピードアップが図れる。このような電子ビーム描
画装置の如き電子ビーム装置にも、前記パターン観察や
パターン検査のための電子ビーム装置と同様に各カラム
に二次的電子を検出するための検出器が設けら、各検出
器からの信号に基づいて各電子ビームの性状等を同時に
測定している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】さて、前記した様にマ
ルチビーム型電子ビーム装置の各カラムには専用の二次
的電子ビーム検出器が設けられおり、それぞれのカラム
での電子ビーム照射により発生した二次的電子をそれぞ
れ専用の検出器で捕獲しているのであるが、各電子ビー
ムカラム間は互いに接近しているので、或る電子ビーム
カラムの検出器にその電子ビームカラムの近隣の電子ビ
ームカラムでの電子ビーム照射により発生した二次的電
子も混入してくる。そのために、各検出器からの検出信
号のＳＮ比が悪化し、各電子ビームカラムが担当してい
るターゲット部のパターン観察やパターン検査、あるい
は電子ビーム性状測定などの精度が低下してしまう。

【０００８】本発明は、このような問題点を解決し、新
規な荷電粒子ビーム装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の荷電粒子ビーム装置は、それぞれ独立した光
路を通過する各荷電粒子ビームをターゲットに照射させ
るための電子光学系を備えており、該各ビームがターゲ
ットに照射されることによりそれぞれ発生した二次的電
子を検出するための検出器が前記各荷電粒子ビームに対
し専用に設けられている荷電粒子ビーム装置において、
他の荷電粒子ビームの照射によりターゲットから発生し
た二次的電子が専用の検出器に混入するのを遮断する部
材を設けたことを特徴とする。

【００１０】又、本発明の荷電粒子ビーム装置は、電子
光学系を有するカラムを多数備えており、各カラム内を
通過した荷電粒子ビームの照射によりターゲットから発
生した二次的電子を検出するための検出器が各カラムに
対し専用に設けられている荷電粒子ビーム装置におい
て、他のカラム内を通過した荷電粒子ビームの照射によ
りターゲットから発生した二次的電子が専用の検出器に
混入するのを遮断する部材を設けたことを特徴とする。

【００１１】更に、本発明の荷電粒子ビーム装置は、遮
蔽部材にターゲットからの電子に対し負の電位を与える
ように成したことを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１３】図５は本発明の電子ビーム装置の要部の一
概略を示している。図中、前記図４にて使用した符号と
同一符号の付されたものは同一構成要素である。

【００１４】図中１ｉ，１ｊ，１ｋは電子ビームカラム
であるが、実際には、図１に示す様に、１ａ〜１ｎまで
あり、説明の便宜上、その一部のみ示した。図中１２
ｉ，１２ｊ，１２ｋは、各電子ビームカラム１ｉ，１
ｊ，１ｋの直下に設けられた各検出器支持部材１０ｉ，
１０ｊ，１０ｋと反射電子検出器１１ｉ，１１ｊ，１１
ｋをそれぞれ取り囲むようにカラム支持部材８に取り付
けられた遮蔽筒で、その筒の光軸方向の長さは、或るカ
ラムでのターゲット上の電子ビーム照射領域と隣のカラ
ムの反射電子検出器の検出面が互いに見ることが出来な
い程度の長さにする。

【００１５】このような構成の電子ビーム装置におい
て、各カラム１ｉ，１ｊ，１ｋ，……，１ｎ内におい
て、電子銃２からの電子ビームは集束レンズ３及び対物
レンズ６によりターゲット７上に集束されると共に、偏
向器４によりターゲット７上の各分担領域（例えば、タ
ーゲットがウエハの場合、例えばチップの領域）内の所
定の範囲を走査する。該走査によりターゲット７から発
生した反射電子は各カラムの下端部に対向して設けられ
たそれぞれの専用の反射電子検出器１１ｉ，１１ｊ，１
１ｋ，，……，１１ｎに検出され、該各反射電子に基づ
いた情報信号に基づいて、ターゲット各領域のパターン
観察やパターン検査等が同時に行われる。

【００１６】この際、或る電子ビームカラム１ｊに着目
した場合、該カラム直下のターゲット部分、即ち、その
カラムの分担するの電子ビーム照射領域から発生した反
射電子の大部分のものは、そのカラム専用の、即ち、電
子ビーム照射領域直上に設けられた反射電子検出器１１
ｊ方向に向かうが、一部分は他のカラムの反射電子検出
器方向に向かう。しかし、この方向に向かった反射電子
は遮蔽筒１２ｊにより行く手を遮られ、そのカラムの周
囲のカラムの専用反射電子検出器に検出されない。

【００１７】この様に、各々の電子ビームカラムからの
電子ビーム照射でターゲット７から発生した反射電子は
各カラム専用の反射電子ビーム検出器に検出され、他の
カラム専用の反射電子検出器に混入することはない。

【００１８】この結果、各検出器からの検出信号のＳＮ
比が悪化することはなく、各電子ビームカラムが担当し
ているターゲット部のパターン観察やパターン検査など
の精度の低下がなくなる。尚、前記実施の形態例では、
反射電子の検出を例に上げたが、ターゲットからの二次
電子を検出する場合にも応用可能である。

【００１９】又、前記実施の形態例では各電子ビームカ
ラムの専用の検出器が各カラム直下に設けられた電子ビ
ーム装置を示したが、各専用の検出器が各カラム内、若
しくは各カラム外でカラム光軸近傍に設けられた電子ビ
ーム装置にも当然応用可能である。

【００２０】又、前記実施の形態例では、パターン観察
やパターン検査を行う電子ビーム装置を例に上げたが、
パターン描画を行う電子ビーム装置や、パターン観察な
どを行うイオンビーム装置等にも応用可能である。

【００２１】又、前記各遮蔽筒１２ｉ，１２ｊ，１２ｋ
にターゲットからの電子に対して負の電位を与えるよう
になせば、遮蔽筒に向かってくる電子を追い返すことが
出来、周囲のカラム専用の検出器に混入させない遮蔽効
果と、自身の検出器への検出効率がアップする。

【００２２】又、前記実施の形態例では、遮蔽部材とし
て遮蔽筒を使用したが、他のカラムの電子ビーム照射に
より発生した二次的電子が検出器へ混入するの防げるも
のなら、前記実施形態例に示した形状のものに限定され
ない。例えば、中が空で四角い形状のものでも良い。

【００２３】又、前記実施の形態例では、マルチビーム
型電子ビーム装置としてマルチカラム型のものを例に上
げたが、複数の電子銃，電子光学系を備えているが、特
にカラムで覆われていない型のものにも、又、１つの電
子ビーム発生源からの電子ビームを複数の電子ビームに
分け、各々の電子ビームを複数の電子光学系を通過させ
るように成した型のものにも本発明は応用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 マルチビーム型電子ビーム装置の一例を示し
た概念図である。

【図２】 電子ビームカラム内の構成を示している。

【図３】 カラム支持部材の一例を示している。

【図４】 マルチビーム型電子ビーム装置の要部の概略
を示している

【図５】 本発明の一実施例としてマルチビーム型電子
ビーム装置の要部の概略を示している。

【符号の説明】

１ａ〜１ｎ…電子ビームカラム、７…ターゲット、８…
カラム支持部材、９ａ〜９ｎ…貫通孔、１０ａ〜１０ｎ
…検出器支持部材、１１ａ〜１１ｎ…反射電子検出器、
１２ａ〜１２ｎ…遮蔽筒

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ独立した光路を通過する各荷電
   粒子ビームをターゲットに照射させるための電子光学系
   を備えており、該各ビームがターゲットに照射されるこ
   とによりそれぞれ発生した二次的電子を検出するための
   検出器が前記各荷電粒子ビームに対し専用に設けられて
   いる荷電粒子ビーム装置において、他の荷電粒子ビーム
   の照射によりターゲットから発生した二次的電子が専用
   の検出器に混入するのを遮断する部材を設けたことを特
   徴とする荷電粒子ビーム装置。
2. 【請求項２】 電子光学系を有するカラムを多数備えて
   おり、各カラム内を通過した荷電粒子ビームの照射によ
   りターゲットから発生した二次的電子を検出するための
   検出器が各カラムに対し専用に設けられている荷電粒子
   ビーム装置において、他のカラム内を通過した荷電粒子
   ビームの照射によりターゲットから発生した二次的電子
   が専用の検出器に混入するのを遮断する部材を設けたこ
   とを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
3. 【請求項３】 前記遮蔽部材にターゲットからの電子に
   対し負の電位を与えるように成した請求項１乃至請求項
   ２の何れかに記載の荷電粒子ビーム装置。