JPH02230649A - 粒子線装置の試料検査方法 - Google Patents

粒子線装置の試料検査方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、粒子線装置において試料を検査する方法に
関するものである。
〔従来の技術〕
マイクロエレクトロニクス・デバイスおよびオブトエレ
クトロニクス・デバイスの開発と製作の全分野において
、マイクロメータ領域の構造を視覚判定し、規準画像か
らの偏差を決定し、粒子被覆によってマスクとウエーハ
に生じた欠陥の位置を定めるため映像法に対する要求が
次第に増大して来たや小さい焦点深度に基ヴき光学方式
はサブマイクロメータ領域構造における欠陥検出に対し
ては使用が限定される．従って検査試料を集束電子ビー
ムで走査し、トボグラフィ、材料又は電位コントラスト
により変調された二次電子流を検出器で検出する方法が
開発された．確実な欠陥の識別に必要なＳＮ比が走査速
度を限定するから、この方法では検査した対象物の収量
が僅かになる．〔発明が解決しようとする課題〕 この発明の課題は、検査した対象物の高い収量が確保さ
れるように上記の方法を改善することにある． （課題を解決するための手段〕 この課題は特許請求の範囲の請求項ｌに特徴として挙げ
た方法によって達成される． 〔発明の効果〕 この発明によって得られる利点は特に、マスクとウェー
ハ表面に粒子被覆によって生ずる欠陥を掻めて迅速に位
置決定することができ、しかもその際の分解能が公知の
粒子光学映像法に匹敵することである。
〔実施例〕
以下図面を参照してこの発明を更に詳細に説明する． この発明の方法の実行には第１図に概略的に示した電子
線測定装置が特に適している。この装置の主要部はナイ
フエッジ形の陰極Ｋを持つビーム発生器、陰極Ｋから放
射され陽極の方向に加速されて検査材料ＩＣに当たる−
・次電子ＰＥ、および試料ＩＣから放出された二次電子
ＳＥを検出する検出器ＤＴである。図示の実施例ではレ
ンズＬＸとＬ２を含む電子光学系が設けられ、陰極形態
に基づき線形の一次電子源を縮小してレンズＬ２の直下
に置かれた試料ＩＣ上に投影する．対物レンズ１−２と
しては界浸レンズが使用され、その磁界には一次電子Ｐ
Ｅを制動して放出された二次電子ＳＥを一次ビームに対
して反対の向きに加速する電界が続く。レンズＬ２と試
料ＩＣの間の空間に形成された制動又は加速電界（矢印
Ｕ，で表す）はこの場合、電子光学系がビーム斑点の状
態に基づき同しく線形である二次電子源の拡大像をビー
ム路内でレンズＬ１の上方に設けられた検出器ＤＴ上に
投影する（第１図には光軸ＯＡのＡ側の点から放出され
た二次電子ＳＲのビーム路だけが示されている）．検出
器ＤＴとしては特に半導体ダイオードの線形装置が考慮
され、各検出素子Ｈ　Ｄには一次ビームＰＥで照射され
る表面区域が所属する。極めて多数の対象点を同時に一
次ビームで走査し、放出された二次電子ＳＥを各対象点
に対応する検出素子ＨＤで検出するから、試料１ｃの検
査時間は著しく短縮される．試料表面の大面積走査はこ
の場合一次電子線の偏向又は試料ＩＣの光軸ＯＡに関す
る機械的移動によって達成される．第２図に概略的に示
すように界浸レンズの電界で加速された二次電子ＳＥも
光軸ＯＡの外側に設けられた検出器ＤＴによって検出す
ることが可詣で、その際の偏向ユニットとしては特に一
次ビームに影響を及ぼさないウィーン・フィルタあるい
は電気又は磁気多重極素子ＷＦが使用される。
この発明の方法では試料ＩＣの走査に第１の方向の寸法
がそれに直行する第２方向の寸法よりはるかに大きい（
ｌウ　：ｆｆｉ，＞１０１）断面を示す電子探針を使用
する．冒頭に述べたようにこのような電子光学的な縮小
投像の電子探針の形成に対しては線形源を利用するが、
この線形源は例えば線形に配置された単一源から構成す
ることも可能である．更にスリット絞りを丸形又は帯形
の電子ビームで照射し、絞り開口を縮小して試料に投射
することも可能である． 第３図に示すように長方形貫通孔ＢＡを持つ絞りＳＢを
照射する電子光学系は例えば丸形レンズＲＬおよび電子
ビーム発生源Ｑの直下に設けられた磁気コンデンサ・レ
ンズＫＬを包含する．このコンデンサ・レンズは線形陰
掻Ｋ１特に偏平尖端を持つＬ．　ａ　Ｂ　６ナイフエッ
ジ・エミッタ、陰極尖端区域に設けられたスリット絞り
Ｗならびに二重陽極八から成る．この二重陽１ｍＡの電
極もスリット絞りの形に形成されている（第４図のビー
ム発生源参照）。
試料ＩＣを走査する電子探針は、絞りＳＢが正方形貫通
孔の線形配置である場合多数の部分ビームから構成され
る．この場合各部分ビームを固有の電子源から供給する
と有利である．この電子源としては例えば文献［ジャー
ナル・オブ・ヴアキエーム・サイエンス・テクノロジー
（Ｊ．　Ｖａｃ．　Ｓｃｉ．　Ｔｅｃｈｎｏｌ．）　Ｊ
　Ａ　５　（　４　）、１９８７年、１５４４−１５４
８頁に記載されている公知のシリコン冷陰橿の外に、光
電陰極（文献「アブライド・フィジクス・レターズ（Ａ
ｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　Ｌｅｔｔ．）．１　５　１．２
、１９８７年、１４５〜１４７頁参照）、Ｌａｂ６単結
晶ナイフエッジ・エミッタ（米国特許第４７２４３２８
号明細書）および文献「エス・アール・アイ・インター
ナシッナル・テクニカル・ノート２　　（Ｓ　Ｒ　Ｉ　
　Ｉｒ＋ｔｅｒｒｉａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｃａ
ｌ　Ｎｏｔｅ２）Ｊ　１９Ｂ４年１１月に記載されてい
るフィールドエミッシッン陰極が考慮される． この発明は当然上記の実施例に限定されるものではない
．例えば二次電子の代わりに後方散乱電子を検出器で検
出することも可能である。この電子もビーム斑点の形態
に基づき線形区域から放出される． 上記の電子線測定装置には、一次電子源の縮小又は二次
電子源の拡大を達成するため別のレンズを設けることが
できる，一次粒子と二次粒子のビーム通路を分離し、各
通路に投映素子を設けることも可能である．
【図面の簡単な説明】
第１図、第２図はこの発明の方法を実施する装置、第３
図、第４図は線形の電子探針を形成する装置を示す． Ｋ・・・陰極 Ｉ）Ｔ・・・検出器 ＨＤ・・・検出素子 Ｌ１、Ｌ２・・・レンズ ＰＥ・・・一次電子 ＳＥ・・・二次電子 Ｖ１・・・加速電界 ＩＣ・・・検査試料 ＦＩＧ　１ ＦＩＧ　２ ＩＯＡ １ノ［］Ａ ＦＩＧ３ 〜ＯＡ ＦＩＧ　４

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）試料（ＩＣ）を粒子探針（ＰＥ）で照射し、粒子
    探針（ＰＥ）から放出された二次粒子（ＳＥ）を検出す
    る粒子線装置の試料検査方法において、線形断面の粒子
    探針（ＰＥ）を発生させて試料（ＩＣ）に向けること、
    これによって作られた線形の二次粒子源を粒子線装置の
    対物レンズ（ＯＬ）の上方に設けられた検出器（ＤＴ）
    上に投影することを特徴とする粒子線装置の試料検査方
    法。
  2. （２）二次粒子源を粒子に感応する多数の線形素子（Ｈ
    Ｄ）から成る検出器（ＤＴ）上に投影することを特徴と
    する請求項１記載の方法。
  3. （３）二次粒子（ＳＥ）を対物レンズ（ＯＬ）の上方で
    偏向し、粒子線装置の光学軸（ＯＡ）の外側に設けられ
    た検出器（ＤＴ）で検出することを特徴とする請求項１
    又は２記載の方法。
  4. （４）二次粒子（ＳＥ）をウィーンフィルター（ＷＦ）
    を使用して偏向することを特徴とする請求項３記載の方
    法。
  5. （５）二次粒子（ＳＥ）を電気又は磁気多重極素子を使
    用して偏向することを特徴とする請求項３記載の方法。
  6. （６）二次粒子源を対物レンズとなる界浸レンズ（ＯＬ
    ）を使用して投影することを特徴とする請求項１ないし
    ５の１つに記載の方法。
  7. （７）多数の部分ビームから成る粒子探針（ＰＥ）を作
    ることを特徴とする請求項１ないし６の１つに記載の方
    法。
  8. （８）各部分ビームがそれぞれ１つの粒子源から供給さ
    れ、粒子源は線形に配置されていることを特徴とする請
    求項７記載の方法。
  9. （９）粒子探針（ＰＥ）が１つの一次ビーム（ＢＳ）で
    照射される絞り開口（ＢＡ）の投影によって作られるこ
    とを特徴とする請求項１ないし６の１つに記載の方法。
  10. （１０）粒子探針（ＰＥ）がナイフエッジ形陰極（Ｋ）
    を備える粒子源を使用して作られることを特徴とする請
    求項１ないし９の１つに記載の方法。
  11. （１１）試料（ＩＣ）が粒子探針（ＰＥ）の偏向によっ
    て面状に走査されることを特徴とする請求項１ないし１
    ０の１つに記載の方法。
  12. （１２）試料（ＩＣ）が粒子探針（ＰＥ）に対して移動
    することを特徴とする請求項１ないし１１の１つに記載
    の方法。
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