JP2009009867A - 荷電粒子線装置 - Google Patents
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Abstract
試料面上の凹凸等の影響により、画像内にて焦点の合う個所と、合わない個所が併存するような試料を測定,検査する際に、画像内の全体、或いは所定の領域内にて鮮明な画像を取得するのに好適な荷電粒子線装置の提供を目的とする。
【解決手段】
半導体製造工程中に形成される試料に対し、荷電粒子線を走査する際の走査領域内の各個所の焦点調整条件を予め求めておき、当該求められた焦点調整条件を、前記焦点調整条件を求めた試料と同じ製造条件にて形成されたパターンに選択的に適用して、前記荷電粒子線走査を行う装置を提案する。
【選択図】図2
Description
図1に本発明の1実施例を示す。以下に、電子線源1と、当該電子線源1より放出された1次電子線2を収束する第一収束レンズ3および第二収束レンズ4と、前記1次電子線2を試料7上で走査するために偏向をかける偏向器5と、前記1次電子線2を試料7上で焦点を結ばせる対物レンズ6と、前記1次電子線2が試料7上に衝突した後に発生する2次電子16を検出する2次電子検出器12と、前記第一収束レンズ3および第二収束レンズ4を駆動する第一収束レンズ電源8および第二収束レンズ電源9と、前記1次電子線2を試料7上で所定の方法で走査させるよう偏向信号を生成する偏向信号発生器11と、その偏向信号を受けて前記偏向器5を駆動する偏向器駆動器10と、前記2次電子検出器12にて検出した2次電子信号を増幅する増幅器13と、その増幅された2次電子信号から像を生成する画像構成装置18と、前記1次電子線2を所定の位置で焦点を結ばせるよう前記対物レンズ6を駆動する対物レンズ電源14と、以上の制御を行う制御器15により構成される走査電子顕微鏡について、説明する。なお、以下の説明は、走査電子顕微鏡に関するものであるが、本発明はこれに限られることはなく、イオンビームを細く絞って走査するイオンビーム装置等の他の荷電粒子線装置への適用も可能である。
これまで、ホールパターン等の形状に応じた焦点調整を行うことについて説明したが、例えば半導体デバイスの中には、電子線走査によって帯電する材料(絶縁材料等)と、そうでない材料が混在する場合がある。導電性の異なる複数の材料をFOV(Field Of View)内に含むようにして、電子線走査を行う場合、ある個所では電子線走査による帯電が発生し、その他の個所では、帯電が発生しないといったような現象が発生することがある。
以下に、FOV全体ではなく、必要な個所について選択的にフォーカス分布マトリクスを形成する例について説明する。例えばCD−SEM(Critical Dimension-Scanning Electron Microscope )は、電子線を試料に走査したときに得られる二次電子や後方散乱電子等の電子を検出することによって得られるラインプロファイルに基づいて、パターン幅の寸法を測定する装置である。CD−SEMでは、エッジ間の距離を、ラインプロファイルのピーク検出と、ピーク間の寸法測定によって測長する。このような装置では、ピーク検出に供される領域の情報が重要であるため、図19に図示するようなホールパターン画像に適用されたボックスカーソル191について、選択的にフォーカス分布マトリクスを形成することによって、必要なフォーカス条件を高効率に検出することが可能となる。
昨今、ダブルパターニングと呼ばれる光学式露光装置(ステッパ)の露光技術によるパターン形成が行われるようになってきた。当該技術は、2回に分けてパターンの露光を行うことで、ラインパターン間間隔を狭めて形成することを可能とする技術である。このような技術によって形成されるラインパターンは、ライン間間隔が非常に密であり、ラインパターンとラインパターン間のスペースが、同等の寸法となることがある。
2 1次電子線
3 第一収束レンズ
4 第二収束レンズ
5 偏向器
6 対物レンズ
7 試料
8 第一収束レンズ電源
9 第二収束レンズ電源
10 偏向器駆動器
11 偏向信号発生器
12 2次電子検出器
13 増幅器
14 対物レンズ電源
15 制御器
16 2次電子
17a,17b,17c スキャンライン
18 画像構成装置
19 焦点分布メモリ
20 試料電位制御器
21 試料電位電源
22 書込みクロック出力回路
23 書込みアドレス生成回路
24,30,33,35,37 D/A変換器
25 A/D変換器
26 入力スイッチ
27 画像メモリ
28 読出しクロック出力回路
29 読出しアドレス生成回路
31 偏向増幅器
32,36 出力スイッチ
34 表示器
Claims (9)
- 予め定められた焦点調整条件に基づいて、荷電粒子線の焦点調整を行う荷電粒子線装置において、
半導体製造工程中に形成される試料に対し、荷電粒子線を走査する際の走査領域内の各個所の焦点調整条件を予め求めておき、当該求められた焦点調整条件を、前記焦点調整条件を求めた試料と同じ製造条件にて形成されたパターンに選択的に適用して、前記荷電粒子線走査を行うことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1において、
前記焦点調整の制御量を、前記試料の走査位置を示す座標と関連付けて記憶する記憶媒体を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項2において、
焦点位置を段階的に変化させたときに得られる画像鮮明度、或いは焦点評価値が最も高くなる焦点制御量を、画素単位で前記記憶媒体に記憶することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項2において、
前記試料の設計データに基づいて、前記焦点調整の制御量を求めることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項2において、
入力された試料の凹凸情報に基づいて、前記焦点調整の制御量を求めることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項3乃至5のいずれかにおいて、
前記各個所の焦点調整の制御量に、フィッティングをかけることで、前記各個所の焦点調整の制御量を補正することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項3乃至5のいずれかにおいて、
前記焦点調整の制御量の分布カーブの高低差を縮小することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1において、
試料に印加する電圧を調整することで、前記焦点位置を変化させることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1において、
前記荷電粒子線を集束する対物レンズに供給する励磁電流を調整することで、前記焦点位置を変化させることを特徴とする荷電粒子線装置。
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