JPH0745227A - 荷電粒子応用分析装置及び荷電粒子応用描画装置 - Google Patents
荷電粒子応用分析装置及び荷電粒子応用描画装置Info
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- JPH0745227A JPH0745227A JP5140577A JP14057793A JPH0745227A JP H0745227 A JPH0745227 A JP H0745227A JP 5140577 A JP5140577 A JP 5140577A JP 14057793 A JP14057793 A JP 14057793A JP H0745227 A JPH0745227 A JP H0745227A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電子ビーム（入射電荷）３ａの試料（半導体
基板）１表面での蓄積を防止でき、これにより試料１表
面の凹凸パターンの画像を鮮明に表示することができる
ＳＥＭ１０ａを得る。 【構成】 試料１が配置されている真空槽２の外部に付
設された、プラズマ３８を発生するための真空容器３１
を備え、電子ビーム３ａの照射により分析が行われる上
記試料１の表面にて入射電荷を上記プラズマ３８により
中性化するようにした。
基板）１表面での蓄積を防止でき、これにより試料１表
面の凹凸パターンの画像を鮮明に表示することができる
ＳＥＭ１０ａを得る。 【構成】 試料１が配置されている真空槽２の外部に付
設された、プラズマ３８を発生するための真空容器３１
を備え、電子ビーム３ａの照射により分析が行われる上
記試料１の表面にて入射電荷を上記プラズマ３８により
中性化するようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は荷電粒子応用分析装置
及び荷電粒子応用描画装置に関し、例えば、走査型電子
顕微鏡（ＳＥＭ；Scanning Electron Microscope）、透
過型電子顕微鏡（ＴＥＭ；Transmission Electron Micr
oscope）やオージェ電子分光装置（ＡＥＳ；Auger Elec
tron Spectroscopy ）、２次イオン質量分析機（ＳＩＭ
Ｓ；Secondery Ion Mass Spectroscopy ）、さらに集束
イオンビーム描画装置，電子ビーム露光装置などにおけ
る試料表面でのチャージアップの防止対策に関するもの
である。
及び荷電粒子応用描画装置に関し、例えば、走査型電子
顕微鏡（ＳＥＭ；Scanning Electron Microscope）、透
過型電子顕微鏡（ＴＥＭ；Transmission Electron Micr
oscope）やオージェ電子分光装置（ＡＥＳ；Auger Elec
tron Spectroscopy ）、２次イオン質量分析機（ＳＩＭ
Ｓ；Secondery Ion Mass Spectroscopy ）、さらに集束
イオンビーム描画装置，電子ビーム露光装置などにおけ
る試料表面でのチャージアップの防止対策に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】まず、従来の荷電粒子応用装置として代
表的なイオン注入機について説明する。図３は従来のイ
オン注入装置の半導体基板近傍部分の構造を示す概略図
であり、図において、１は真空槽２内に配置された半導
体基板、３は上記半導体基板１上に入射するイオンビー
ム、４は上記真空槽２内のガス圧が所定の真空度となる
よう真空槽２内の排気を行う真空ポンプである。
表的なイオン注入機について説明する。図３は従来のイ
オン注入装置の半導体基板近傍部分の構造を示す概略図
であり、図において、１は真空槽２内に配置された半導
体基板、３は上記半導体基板１上に入射するイオンビー
ム、４は上記真空槽２内のガス圧が所定の真空度となる
よう真空槽２内の排気を行う真空ポンプである。
【０００３】次に動作について説明する。真空槽２はイ
オンビーム３の散乱が無視出来る程度の真空度まで、真
空ポンプ４により排気される。この状態で上記真空槽２
内に配置された半導体基板１上にイオンビーム３が照射
され、これにより半導体基板１へのイオン注入が行われ
る。
オンビーム３の散乱が無視出来る程度の真空度まで、真
空ポンプ４により排気される。この状態で上記真空槽２
内に配置された半導体基板１上にイオンビーム３が照射
され、これにより半導体基板１へのイオン注入が行われ
る。
【０００４】また、図４は従来の荷電粒子応用装置の他
の例として、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の構成を示す
概略図である。図において、１０は半導体ウエハや半導
体チップ等の試料１の分析を行うためのＳＥＭで、１１
は電子銃、１２は該電子銃１１から出射された電子ビー
ム（荷電粒子）３ａを集束する集束レンズ、１３は集束
電子ビームを試料上に結像する対物レンズ、１５は集束
電子ビームを偏向するための偏向板、１４は上記試料１
より放出される二次電子３ｂを検出する二次電子検出
器、１６は上記半導体基板等の試料１を配置する載置台
で、上記二次電子検出器１４及び載置台１６は上記真空
槽２内に配置されている。ここで、上記真空槽２は図３
に示すイオン注入装置のものと同一構成であり、真空ポ
ンプ（図示せず）によりその内部の排気が行われるよう
になっている。
の例として、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の構成を示す
概略図である。図において、１０は半導体ウエハや半導
体チップ等の試料１の分析を行うためのＳＥＭで、１１
は電子銃、１２は該電子銃１１から出射された電子ビー
ム（荷電粒子）３ａを集束する集束レンズ、１３は集束
電子ビームを試料上に結像する対物レンズ、１５は集束
電子ビームを偏向するための偏向板、１４は上記試料１
より放出される二次電子３ｂを検出する二次電子検出
器、１６は上記半導体基板等の試料１を配置する載置台
で、上記二次電子検出器１４及び載置台１６は上記真空
槽２内に配置されている。ここで、上記真空槽２は図３
に示すイオン注入装置のものと同一構成であり、真空ポ
ンプ（図示せず）によりその内部の排気が行われるよう
になっている。
【０００５】このような構成のＳＥＭ１０では、試料１
上での電子ビーム３ａによる走査により試料１から放出
される二次電子３ｂに基づいて画像処理が行われ、試料
表面の凹凸パターンが画面上に表示される。
上での電子ビーム３ａによる走査により試料１から放出
される二次電子３ｂに基づいて画像処理が行われ、試料
表面の凹凸パターンが画面上に表示される。
【０００６】また、図５は従来の荷電粒子応用装置のさ
らなる他の例として、集束イオンビーム描画装置の構成
を示す図であり、図において、２０は試料に荷電粒子を
照射して、試料表面上に所定のパターンを描画する集束
イオンビーム描画装置で、２１はイオン源、２２は該イ
オン源２１から放出されたイオンビーム（荷電粒子）４
ａを加速する加速電極である。また１２は加速されたイ
オンビーム４を集束する集束レンズ、１３は集束イオン
ビーム４ａを試料上に結像する対物レンズ、１５は上記
集束イオンビーム４ａを偏向する偏向板、２は真空ポン
プ（図示せず）により排気が行われるよう構成された真
空槽、１６は上記半導体ウエハ等の試料１を配置する載
置台であり、ここでは、該載置台１６は図示しない移動
機構により、所定の平面内で移動可能に構成されてい
る。
らなる他の例として、集束イオンビーム描画装置の構成
を示す図であり、図において、２０は試料に荷電粒子を
照射して、試料表面上に所定のパターンを描画する集束
イオンビーム描画装置で、２１はイオン源、２２は該イ
オン源２１から放出されたイオンビーム（荷電粒子）４
ａを加速する加速電極である。また１２は加速されたイ
オンビーム４を集束する集束レンズ、１３は集束イオン
ビーム４ａを試料上に結像する対物レンズ、１５は上記
集束イオンビーム４ａを偏向する偏向板、２は真空ポン
プ（図示せず）により排気が行われるよう構成された真
空槽、１６は上記半導体ウエハ等の試料１を配置する載
置台であり、ここでは、該載置台１６は図示しない移動
機構により、所定の平面内で移動可能に構成されてい
る。
【０００７】このような構成の集束イオンビーム描画装
置２０では、例えば半導体ウエハのチップ領域に対応さ
せて上記載置台１６の移動を行い、該載置台１６を位置
決めした後、イオンビーム４ａを上記半導体ウエハ１の
所定のチップ領域上に走査しながら照射し、所定のパタ
ーンを上記チップ領域上に描画する。１つのチップ領域
の描画が完了すると、上記載置台１６の移動によりその
隣のチップ領域を、描画可能な位置に移動させ、上記と
同様にしてパターンの描画を行う。このように次々にチ
ップ領域の描画を行って、１つの半導体ウエハの全チッ
プ領域を描画する。
置２０では、例えば半導体ウエハのチップ領域に対応さ
せて上記載置台１６の移動を行い、該載置台１６を位置
決めした後、イオンビーム４ａを上記半導体ウエハ１の
所定のチップ領域上に走査しながら照射し、所定のパタ
ーンを上記チップ領域上に描画する。１つのチップ領域
の描画が完了すると、上記載置台１６の移動によりその
隣のチップ領域を、描画可能な位置に移動させ、上記と
同様にしてパターンの描画を行う。このように次々にチ
ップ領域の描画を行って、１つの半導体ウエハの全チッ
プ領域を描画する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のＳＥ
Ｍや集束イオンビーム描画装置等の荷電粒子応用装置で
は、半導体基板表面の例えばフォトレジストなどの絶縁
物の領域において、入射電荷が蓄積され、高電界を発生
し、半導体基板に既に作られている電子回路を破壊する
などという問題点があった。
Ｍや集束イオンビーム描画装置等の荷電粒子応用装置で
は、半導体基板表面の例えばフォトレジストなどの絶縁
物の領域において、入射電荷が蓄積され、高電界を発生
し、半導体基板に既に作られている電子回路を破壊する
などという問題点があった。
【０００９】また、ＳＥＭ１０では、例えばＳｉウエハ
上に形成した絶縁膜の形状を観察しようとする場合など
には、電子が基板側に流れ込まずに絶縁膜の表面が帯電
（チャージアップ）してしまい、像が見えなくなること
がある。これを避けるために、試料の表面にＡｕやＣ等
の導電材料を薄く（１０ｎｍ程度）蒸着して観察する方
法が古くから使われているが、この方法ではインライン
観察ができないという欠点がある。
上に形成した絶縁膜の形状を観察しようとする場合など
には、電子が基板側に流れ込まずに絶縁膜の表面が帯電
（チャージアップ）してしまい、像が見えなくなること
がある。これを避けるために、試料の表面にＡｕやＣ等
の導電材料を薄く（１０ｎｍ程度）蒸着して観察する方
法が古くから使われているが、この方法ではインライン
観察ができないという欠点がある。
【００１０】また、集束イオンビーム描画装置２０で
は、フォトレジスト等の絶縁膜表面が帯電することによ
り、イオンビームがその電界の影響を受けることとな
り、微細なパターンを精度良く描画することが困難とな
るといった問題がある。
は、フォトレジスト等の絶縁膜表面が帯電することによ
り、イオンビームがその電界の影響を受けることとな
り、微細なパターンを精度良く描画することが困難とな
るといった問題がある。
【００１１】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、入射電荷の蓄積を防止でき、こ
れにより試料表面の凹凸パターンの画像を鮮明に表示す
ることができるＳＥＭ等の荷電粒子応用分析装置を得る
ことを目的とする。
ためになされたもので、入射電荷の蓄積を防止でき、こ
れにより試料表面の凹凸パターンの画像を鮮明に表示す
ることができるＳＥＭ等の荷電粒子応用分析装置を得る
ことを目的とする。
【００１２】またこの発明は、入射電荷の試料表面での
蓄積を防止でき、これにより微細なパターンを精度良く
描画することができる集束イオンビーム描画装置等の荷
電粒子応用描画装置を得ることを目的とする。
蓄積を防止でき、これにより微細なパターンを精度良く
描画することができる集束イオンビーム描画装置等の荷
電粒子応用描画装置を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明に係る荷電粒子
応用分析装置は、プラズマを、荷電粒子の照射により分
析が行われる試料表面に接触するように導入し、入射電
荷を試料表面で中性化するようにしたものである。
応用分析装置は、プラズマを、荷電粒子の照射により分
析が行われる試料表面に接触するように導入し、入射電
荷を試料表面で中性化するようにしたものである。
【００１４】この発明に係る荷電粒子応用描画装置は、
プラズマを、荷電粒子の照射により所定パターンが描画
される試料表面に接触するように導入し、入射電荷を試
料表面で中性化するようにしたものである。
プラズマを、荷電粒子の照射により所定パターンが描画
される試料表面に接触するように導入し、入射電荷を試
料表面で中性化するようにしたものである。
【００１５】
【作用】この発明においては、荷電粒子の照射により分
析が行われる試料表面にて入射電荷をプラズマにより中
性化するようにしたから、試料表面での入射電荷の蓄積
が回避されることとなり、これにより試料表面の凹凸パ
ターンの画像を鮮明に表示することができる。
析が行われる試料表面にて入射電荷をプラズマにより中
性化するようにしたから、試料表面での入射電荷の蓄積
が回避されることとなり、これにより試料表面の凹凸パ
ターンの画像を鮮明に表示することができる。
【００１６】この発明においては、荷電粒子の照射によ
り所定パターンが描画される試料表面をプラズマにより
中性化するようにしたので、試料表面での入射電荷の蓄
積が回避されることとなり、これにより微細なパターン
を精度良く描画することができる。
り所定パターンが描画される試料表面をプラズマにより
中性化するようにしたので、試料表面での入射電荷の蓄
積が回避されることとなり、これにより微細なパターン
を精度良く描画することができる。
【００１７】
実施例１．図１は本発明の第１の実施例による走査型電
子顕微鏡の構成を説明するための図であり、図におい
て、図４と同一符号は同一のものを示し、１０ａは本実
施例のＳＥＭで、３１はプラズマ３８を発生させるため
の真空容器、３２は真空容器３１内のガスを排気し、減
圧状態にするための真空ポンプ、３３はプラズマ化する
ガスを真空容器３１に導入するためのガス入口、３７は
真空容器３１内のガスを真空ポンプ３２へ導くための排
気配管である。また３４は真空容器３１内のプラズマ発
生領域に静磁場を発生するためのコイル、３５はプラズ
マ３８を発生させるためのマイクロ波電力を供給するた
めの発振器、３６は上記真空槽２内へプラズマ３８を導
くとともに、真空容器３１内のガスの流入を抑えるため
のガス遅延配管である。
子顕微鏡の構成を説明するための図であり、図におい
て、図４と同一符号は同一のものを示し、１０ａは本実
施例のＳＥＭで、３１はプラズマ３８を発生させるため
の真空容器、３２は真空容器３１内のガスを排気し、減
圧状態にするための真空ポンプ、３３はプラズマ化する
ガスを真空容器３１に導入するためのガス入口、３７は
真空容器３１内のガスを真空ポンプ３２へ導くための排
気配管である。また３４は真空容器３１内のプラズマ発
生領域に静磁場を発生するためのコイル、３５はプラズ
マ３８を発生させるためのマイクロ波電力を供給するた
めの発振器、３６は上記真空槽２内へプラズマ３８を導
くとともに、真空容器３１内のガスの流入を抑えるため
のガス遅延配管である。
【００１８】そしてこのＳＥＭ１０ａでは、上記真空槽
２はその真空度が真空容器３１より低くなっており、真
空容器３１内で発生されたプラズマが、上記真空槽２内
の載置台上１６に配置された試料１の表面に接触するよ
うに導入され、入射電荷（電子ビーム）３ａが試料表面
で中性化されるようになっている。
２はその真空度が真空容器３１より低くなっており、真
空容器３１内で発生されたプラズマが、上記真空槽２内
の載置台上１６に配置された試料１の表面に接触するよ
うに導入され、入射電荷（電子ビーム）３ａが試料表面
で中性化されるようになっている。
【００１９】次に動作について説明する。まず真空槽２
及び真空容器３１内のガスを真空ポンプ４及び３２によ
り、それぞれの内部が所定の真空度になるよう排気し、
ガス入口３３よりプラズマを発生させるガスをプラズマ
発生に必要なガス圧で導入する。そして、磁場コイル３
４に電流を流し、プラズマ生成領域に電子サイクロトロ
ン共鳴に必要な磁場を発生させ、発振器３５によりマイ
クロ波を発生させ、導波管回路によりマイクロ波をガス
の導入されている真空容器３１へ導くと、このマイクロ
波の電力により、プラズマ３８が上記真空容器３１内に
発生する。ここで上記磁場コイル３４により発生される
磁場は、それによって電子ビーム３ａの軌道が影響され
ない磁場分布を有することが好ましい。
及び真空容器３１内のガスを真空ポンプ４及び３２によ
り、それぞれの内部が所定の真空度になるよう排気し、
ガス入口３３よりプラズマを発生させるガスをプラズマ
発生に必要なガス圧で導入する。そして、磁場コイル３
４に電流を流し、プラズマ生成領域に電子サイクロトロ
ン共鳴に必要な磁場を発生させ、発振器３５によりマイ
クロ波を発生させ、導波管回路によりマイクロ波をガス
の導入されている真空容器３１へ導くと、このマイクロ
波の電力により、プラズマ３８が上記真空容器３１内に
発生する。ここで上記磁場コイル３４により発生される
磁場は、それによって電子ビーム３ａの軌道が影響され
ない磁場分布を有することが好ましい。
【００２０】上記発生したプラズマ３８は、磁場に沿っ
て、ガス遅延配管３６内を拡散し、エンドステーション
である真空槽２に導入され、本実施例ではシリコンウェ
ハあるいはシリコンチップ等である半導体基板１表面を
覆ってこれと接触する。
て、ガス遅延配管３６内を拡散し、エンドステーション
である真空槽２に導入され、本実施例ではシリコンウェ
ハあるいはシリコンチップ等である半導体基板１表面を
覆ってこれと接触する。
【００２１】この状態で、電子ビーム３ａが真空槽２に
導入され、例えば所定パターンのシリコン酸化膜が形成
された半導体基板１の表面に入射され、従来のＳＥＭ１
０と同様にして、上記半導体基板１表面の凹凸パターン
の画像がＳＥＭ１０ａの画面（図示せず）上に表示され
る。
導入され、例えば所定パターンのシリコン酸化膜が形成
された半導体基板１の表面に入射され、従来のＳＥＭ１
０と同様にして、上記半導体基板１表面の凹凸パターン
の画像がＳＥＭ１０ａの画面（図示せず）上に表示され
る。
【００２２】この状態では、シリコン酸化膜は絶縁物で
あるので、基板の表面近傍にプラズマが存在しない時に
は、電子ビーム３ａの入射により表面部分に入射電荷が
蓄積され、この電荷による電界がシリコン基板側に集中
し、その強度が大きくなると、絶縁膜を破壊することも
ある。
あるので、基板の表面近傍にプラズマが存在しない時に
は、電子ビーム３ａの入射により表面部分に入射電荷が
蓄積され、この電荷による電界がシリコン基板側に集中
し、その強度が大きくなると、絶縁膜を破壊することも
ある。
【００２３】これに対し、本実施例のようにシリコン基
板表面近傍にプラズマが存在する場合、プラズマ中よ
り、表面に入射した電荷を中和するのに必要な数のイオ
ンが基板表面に集り、同時にプラズマが接する、電子ビ
ームを発生する部分と電気的に導通のある基板以外の壁
面に、基板表面に集ったのと同数の電子が入射すること
となり、基板の電気的中性と同時に、プラズマの中性も
保たれる。このため、基板表面の絶縁膜の破壊などの電
荷蓄積による不都合を防ぐことができる。
板表面近傍にプラズマが存在する場合、プラズマ中よ
り、表面に入射した電荷を中和するのに必要な数のイオ
ンが基板表面に集り、同時にプラズマが接する、電子ビ
ームを発生する部分と電気的に導通のある基板以外の壁
面に、基板表面に集ったのと同数の電子が入射すること
となり、基板の電気的中性と同時に、プラズマの中性も
保たれる。このため、基板表面の絶縁膜の破壊などの電
荷蓄積による不都合を防ぐことができる。
【００２４】このように本実施例では、試料１が配置さ
れている真空槽２の外部に付設された、プラズマ３８を
発生するための真空容器３１を備え、電子ビーム３ａの
照射により分析が行われる基板表面にて入射電荷を上記
プラズマ３８により中性化するようにしたので、基板１
表面での入射電荷の蓄積が回避されることとなり、これ
により基板１表面の凹凸パターンの画像を鮮明に表示す
ることができる。
れている真空槽２の外部に付設された、プラズマ３８を
発生するための真空容器３１を備え、電子ビーム３ａの
照射により分析が行われる基板表面にて入射電荷を上記
プラズマ３８により中性化するようにしたので、基板１
表面での入射電荷の蓄積が回避されることとなり、これ
により基板１表面の凹凸パターンの画像を鮮明に表示す
ることができる。
【００２５】実施例２．図２は本発明の第２の実施例に
よる集束イオンビーム描画装置を説明するための図であ
り、図において図１及び図５と同一符号は同一のものを
示しており、２０ａは本実施例の集束イオンビーム描画
装置で、４ａはイオン源から放射され、加速電極（図５
参照）により加速されて、半導体ウエハ，半導体チップ
等の半導体基板１上に入射するイオンビームであり、こ
こでは、真空容器３１内で発生されるプラズマ３８に含
まれる物質は、イオンビーム４ａ中のイオンと同一物質
であってもよい。
よる集束イオンビーム描画装置を説明するための図であ
り、図において図１及び図５と同一符号は同一のものを
示しており、２０ａは本実施例の集束イオンビーム描画
装置で、４ａはイオン源から放射され、加速電極（図５
参照）により加速されて、半導体ウエハ，半導体チップ
等の半導体基板１上に入射するイオンビームであり、こ
こでは、真空容器３１内で発生されるプラズマ３８に含
まれる物質は、イオンビーム４ａ中のイオンと同一物質
であってもよい。
【００２６】そしてこの集束イオンビーム描画装置２０
ａでは、第１実施例のＳＥＭ１０ａと同様、上記真空槽
２はその真空度が真空容器３１より低くなっており、真
空容器３１内で発生されたプラズマが、上記真空槽２内
の載置台１６上に配置された試料１の表面に接触するよ
うに導入され、入射電荷（イオンビーム）４ａが半導体
基板１の表面で中性化されるようになっている。
ａでは、第１実施例のＳＥＭ１０ａと同様、上記真空槽
２はその真空度が真空容器３１より低くなっており、真
空容器３１内で発生されたプラズマが、上記真空槽２内
の載置台１６上に配置された試料１の表面に接触するよ
うに導入され、入射電荷（イオンビーム）４ａが半導体
基板１の表面で中性化されるようになっている。
【００２７】次に作用効果について説明する。上記第１
実施例と同様にして、上記真空容器３１内にプラズマ３
８が生成され、これが磁場に沿って、ガス遅延配管３６
内を拡散し、エンドステーションである真空槽２に導入
され、半導体基板１表面を覆ってこれと接触する。
実施例と同様にして、上記真空容器３１内にプラズマ３
８が生成され、これが磁場に沿って、ガス遅延配管３６
内を拡散し、エンドステーションである真空槽２に導入
され、半導体基板１表面を覆ってこれと接触する。
【００２８】この状態で、イオンビーム４ａが真空槽２
に導入され、該イオンビーム４ａの走査により、例えば
半導体基板１表面の絶縁膜上に所定パターンの描画が行
われる。
に導入され、該イオンビーム４ａの走査により、例えば
半導体基板１表面の絶縁膜上に所定パターンの描画が行
われる。
【００２９】この状態では、イオンビーム４ａの走査が
絶縁膜表面上で行われるため、基板の表面近傍にプラズ
マが存在しない時には、イオンビーム４ａの入射により
表面部分に入射電荷が蓄積され、この電荷による電界が
基板側に集中し、その強度が大きくなると、絶縁膜を破
壊することもある。
絶縁膜表面上で行われるため、基板の表面近傍にプラズ
マが存在しない時には、イオンビーム４ａの入射により
表面部分に入射電荷が蓄積され、この電荷による電界が
基板側に集中し、その強度が大きくなると、絶縁膜を破
壊することもある。
【００３０】これに対し、本実施例のように基板表面近
傍にプラズマが存在する場合、プラズマ中より、表面に
入射した電荷を中和するのに必要な数の電子が基板表面
に集り、同時にプラズマが接する、イオンビームを発生
する部分と電気的に導通のある基板以外の壁面に、基板
表面に集ったのと同数のイオンが入射することとなり、
基板の電気的中性と同時に、プラズマの中性も保たれ
る。このため、基板表面の絶縁膜の破壊などの電荷蓄積
による不都合を防ぐことができる。
傍にプラズマが存在する場合、プラズマ中より、表面に
入射した電荷を中和するのに必要な数の電子が基板表面
に集り、同時にプラズマが接する、イオンビームを発生
する部分と電気的に導通のある基板以外の壁面に、基板
表面に集ったのと同数のイオンが入射することとなり、
基板の電気的中性と同時に、プラズマの中性も保たれ
る。このため、基板表面の絶縁膜の破壊などの電荷蓄積
による不都合を防ぐことができる。
【００３１】このように本実施例では、半導体基板１が
配置されている真空槽２の外部に付設された、プラズマ
３８を発生するための真空容器３１を備え、イオンビー
ム４ａの照射により描画が行われる基板１表面にて入射
電荷をプラズマ３８により中性化するようにしたので、
基板１表面での入射電荷の蓄積が回避されることとな
り、これにより微細なパターンを精度良く描画すること
ができる。
配置されている真空槽２の外部に付設された、プラズマ
３８を発生するための真空容器３１を備え、イオンビー
ム４ａの照射により描画が行われる基板１表面にて入射
電荷をプラズマ３８により中性化するようにしたので、
基板１表面での入射電荷の蓄積が回避されることとな
り、これにより微細なパターンを精度良く描画すること
ができる。
【００３２】なお上記実施例において、シリコン半導体
回路製造に用いられるシリコン酸化膜を表面に有するシ
リコン基板へ入射するイオンとしては、ドーパントとし
て用いられる化学周期律表におけるIII 族，Ｖ族の元素
の原子イオン，またそれらの元素を含むＢＦ2 + などの
化合物イオンがある。また、シリコン基板の表面もしく
は内部に酸化膜を形成するための酸素イオン，窒化膜を
形成する窒化イオン及びそれらを含む化合物のイオンで
もよい。また、結晶シリコン表面を乱雑化するためのシ
リコンイオンであってもよい。さらに、Ａｒ，Ｘｅ，Ｈ
ｅ，Ｋｒ，Ｎｅの希ガスイオンや、周期律表Ｉ族，ＩＶ
族の元素のイオンおよびそれらを含む化合物のイオンも
あげられる。
回路製造に用いられるシリコン酸化膜を表面に有するシ
リコン基板へ入射するイオンとしては、ドーパントとし
て用いられる化学周期律表におけるIII 族，Ｖ族の元素
の原子イオン，またそれらの元素を含むＢＦ2 + などの
化合物イオンがある。また、シリコン基板の表面もしく
は内部に酸化膜を形成するための酸素イオン，窒化膜を
形成する窒化イオン及びそれらを含む化合物のイオンで
もよい。また、結晶シリコン表面を乱雑化するためのシ
リコンイオンであってもよい。さらに、Ａｒ，Ｘｅ，Ｈ
ｅ，Ｋｒ，Ｎｅの希ガスイオンや、周期律表Ｉ族，ＩＶ
族の元素のイオンおよびそれらを含む化合物のイオンも
あげられる。
【００３３】また上記実施例では表面絶縁物がシリコン
酸化膜である場合について示したが、通常よく用いられ
ているシリコン窒化膜，シリコンオキシナイトライド
膜，高融点金属酸化膜，フォトレジスト等の感光性有機
高分子膜であっても同様の効果が得られる。
酸化膜である場合について示したが、通常よく用いられ
ているシリコン窒化膜，シリコンオキシナイトライド
膜，高融点金属酸化膜，フォトレジスト等の感光性有機
高分子膜であっても同様の効果が得られる。
【００３４】また、上記実施例ではプラズマ発生源とし
て、差動排気系を備えた荷電粒子注入領域に比べ圧力の
大きいプラズマ源を用いたが、入射電荷を散乱させない
範囲の圧力であれば、必ずしも差動排気系を備える必要
はない。
て、差動排気系を備えた荷電粒子注入領域に比べ圧力の
大きいプラズマ源を用いたが、入射電荷を散乱させない
範囲の圧力であれば、必ずしも差動排気系を備える必要
はない。
【００３５】また、上記実施例においては、静磁場を用
いた電子サイクロトロン共鳴法によりプラズマを発生さ
せたが、必ずしもこの方法である必要はなく、ＲＦ放
電，直流放電，レーザ光による光イオン化放電などの任
意の方法でプラズマを発生させてもよいことは言うまで
もない。
いた電子サイクロトロン共鳴法によりプラズマを発生さ
せたが、必ずしもこの方法である必要はなく、ＲＦ放
電，直流放電，レーザ光による光イオン化放電などの任
意の方法でプラズマを発生させてもよいことは言うまで
もない。
【００３６】また、上記実施例では荷電粒子応用装置と
して、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）及び集束イオ
ンビーム描画装置について示したが、荷電粒子応用分析
装置としては、上記第１実施例のＳＥＭに限らず、オー
ジェ電子分光装置，２次イオン質量分析装置等の、電子
等の荷電粒子を用いて表面を分析する装置であってもよ
く、さらに荷電粒子応用描画装置としては、上記第２実
施例の集束イオンビーム描画装置に限らず、電子ビーム
描画装置であってもよく、上記実施例と同様の作用，効
果を奏することは言うまでもない。
して、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）及び集束イオ
ンビーム描画装置について示したが、荷電粒子応用分析
装置としては、上記第１実施例のＳＥＭに限らず、オー
ジェ電子分光装置，２次イオン質量分析装置等の、電子
等の荷電粒子を用いて表面を分析する装置であってもよ
く、さらに荷電粒子応用描画装置としては、上記第２実
施例の集束イオンビーム描画装置に限らず、電子ビーム
描画装置であってもよく、上記実施例と同様の作用，効
果を奏することは言うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る荷電粒子
応用分析装置によれば、試料が配置されている試料室の
外部に付設された、プラズマを発生するプラズマ発生装
置を備え、上記プラズマ発生装置内で生成されたプラズ
マにより入射電荷を試料表面にて中性化するようにした
ので、試料表面での入射電荷の蓄積が回避されることと
なり、これにより試料表面の凹凸パターンの画像を鮮明
に表示することができる。
応用分析装置によれば、試料が配置されている試料室の
外部に付設された、プラズマを発生するプラズマ発生装
置を備え、上記プラズマ発生装置内で生成されたプラズ
マにより入射電荷を試料表面にて中性化するようにした
ので、試料表面での入射電荷の蓄積が回避されることと
なり、これにより試料表面の凹凸パターンの画像を鮮明
に表示することができる。
【００３８】またこの発明に係る荷電粒子応用描画装置
によれば、試料が配置されている試料室の外部に付設さ
れた、プラズマを発生するプラズマ発生装置を備え、上
記プラズマ発生装置内で生成されたプラズマにより入射
電荷を試料表面にて中性化するようにしたので、試料表
面での入射電荷の蓄積が回避されることとなり、これに
より微細なパターンを精度良く描画することができる。
によれば、試料が配置されている試料室の外部に付設さ
れた、プラズマを発生するプラズマ発生装置を備え、上
記プラズマ発生装置内で生成されたプラズマにより入射
電荷を試料表面にて中性化するようにしたので、試料表
面での入射電荷の蓄積が回避されることとなり、これに
より微細なパターンを精度良く描画することができる。
【図１】この発明の第１の実施例による走査型電子顕微
鏡（ＳＥＭ）を説明するための図である。
鏡（ＳＥＭ）を説明するための図である。
【図２】この発明の第２の実施例による集束イオンビー
ム描画装置を説明するための図である。
ム描画装置を説明するための図である。
【図３】従来のイオン注入装置を説明するための概略図
である。
である。
【図４】従来の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を説明する
ための図である。
ための図である。
【図５】従来の集束イオンビーム描画装置を説明するた
めの図である。
めの図である。
１ 半導体基板（試料） ２ 真空槽 ３ａ 電子ビーム ３ｂ 二次電子 ４ａ イオンビーム １０ａ 走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ） １４ 二次電子検出器 １６ 載置台 ２０ａ 集束イオンビーム描画装置 ３１ 真空容器 ３２ 真空ポンプ ３３ ガス入口 ３４ 磁場コイル ３５ マイクロ波発振器 ３６ ガス遅延配管 ３７ 排気配管 ３８ プラズマ
Claims (2)
- 【請求項１】 試料室内に配置された試料に荷電粒子を
照射して試料の分析を行う荷電粒子応用分析装置におい
て、 上記試料室外部に付設されたプラズマ発生装置を備え、 上記プラズマ発生装置内で生成されたプラズマが上記試
料室内に配置された試料表面に接触するよう試料室内に
導入されるとともに、 この荷電粒子応用分析装置本体で生成された荷電粒子ビ
ームが上記試料に入射されることを特徴とする荷電粒子
応用分析装置。 - 【請求項２】 試料室内に配置された試料に荷電粒子を
照射して、試料表面上に所定のパターンを描画する荷電
粒子応用描画装置において、 上記試料室外部に付設されたプラズマ発生装置を備え、 上記プラズマ発生装置内で生成されたプラズマが上記試
料室内に配置された試料表面に接触するよう試料室内に
導入されるとともに、 この荷電粒子応用描画装置本体で生成された荷電粒子ビ
ームが上記試料に入射されることを特徴とする荷電粒子
応用描画装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5140577A JPH0745227A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 荷電粒子応用分析装置及び荷電粒子応用描画装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5140577A JPH0745227A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 荷電粒子応用分析装置及び荷電粒子応用描画装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0745227A true JPH0745227A (ja) | 1995-02-14 |
Family
ID=15271932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5140577A Pending JPH0745227A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 荷電粒子応用分析装置及び荷電粒子応用描画装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0745227A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020032283A (ko) * | 2000-10-24 | 2002-05-03 | 윤종용 | 주사 전자 현미경 화상을 얻는 방법 및 이에 이용되는주사 전자 현미경 장치 |
| CN106373848A (zh) * | 2016-11-10 | 2017-02-01 | 中国原子能科学研究院 | 采用等离子体中和的电子显微镜装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58131731A (ja) * | 1982-01-29 | 1983-08-05 | Fujitsu Ltd | エネルギ−線照射方法 |
| JPS60202645A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-14 | Hitachi Ltd | イオンビ−ム照射装置 |
-
1993
- 1993-06-11 JP JP5140577A patent/JPH0745227A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58131731A (ja) * | 1982-01-29 | 1983-08-05 | Fujitsu Ltd | エネルギ−線照射方法 |
| JPS60202645A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-14 | Hitachi Ltd | イオンビ−ム照射装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020032283A (ko) * | 2000-10-24 | 2002-05-03 | 윤종용 | 주사 전자 현미경 화상을 얻는 방법 및 이에 이용되는주사 전자 현미경 장치 |
| CN106373848A (zh) * | 2016-11-10 | 2017-02-01 | 中国原子能科学研究院 | 采用等离子体中和的电子显微镜装置 |
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