JPS63236251A - 電子ビ−ム−イオンビ−ム複合装置 - Google Patents
電子ビ−ム−イオンビ−ム複合装置Info
- Publication number
- JPS63236251A JPS63236251A JP62068356A JP6835687A JPS63236251A JP S63236251 A JPS63236251 A JP S63236251A JP 62068356 A JP62068356 A JP 62068356A JP 6835687 A JP6835687 A JP 6835687A JP S63236251 A JPS63236251 A JP S63236251A
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- Japan
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- lens
- target
- ion
- electron
- electron beam
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
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。
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］
本発明は、半導体素子の製造に用いられるウェハやマス
クの欠陥を検査し、その欠陥部分の修正を行うに適した
電子ビーム−イオンビーム複合装置に関する。
クの欠陥を検査し、その欠陥部分の修正を行うに適した
電子ビーム−イオンビーム複合装置に関する。
［従来の技術］
半導体製造の分野では、ウェハやマスク等の欠陥検査や
、その欠陥部分の修正の技術が重要視されてきている。
、その欠陥部分の修正の技術が重要視されてきている。
現在の半導体素子のデザインルールは、１）１■の精度
であり、光による欠陥検査と、レーザによる修正が一般
的となっている。しかしながら、半導体素子の微細化が
進むと、光やレーザに代わって電子ビームによる欠陥検
査とイオンビームによる欠陥部分の修正が主流になるも
のと考えられている。
であり、光による欠陥検査と、レーザによる修正が一般
的となっている。しかしながら、半導体素子の微細化が
進むと、光やレーザに代わって電子ビームによる欠陥検
査とイオンビームによる欠陥部分の修正が主流になるも
のと考えられている。
特開昭５９−１６９１３３号においては、欠陥検査のた
めに電子ビームが照射される領域に、欠陥修正用のイオ
ンビームを電子ビームの光軸に対して斜めから照射する
パターン修正装置が開示されている。
めに電子ビームが照射される領域に、欠陥修正用のイオ
ンビームを電子ビームの光軸に対して斜めから照射する
パターン修正装置が開示されている。
この装置では、欠陥検査の後、直ちにイオンビームによ
って修正を行うことができ、スループットの面で有利と
なる。しかしながら、この￥＆置では、電子ビームによ
る検査面とイオンビームによる修正面とが所定の角度を
有することになり、検査によって発見された欠陥部分に
イオンビームを正確に照射することが困難となる。又、
この検査されるウェハやマスクには凹凸があり、例えば
、検査によって欠陥が発見されても、その欠陥部分がイ
オンビームから見て影になっているとその修正はできな
い。逆に、電子ビームから見て影の部分に欠陥があるよ
うな場合には、欠陥そのものの発見ができない。
って修正を行うことができ、スループットの面で有利と
なる。しかしながら、この￥＆置では、電子ビームによ
る検査面とイオンビームによる修正面とが所定の角度を
有することになり、検査によって発見された欠陥部分に
イオンビームを正確に照射することが困難となる。又、
この検査されるウェハやマスクには凹凸があり、例えば
、検査によって欠陥が発見されても、その欠陥部分がイ
オンビームから見て影になっているとその修正はできな
い。逆に、電子ビームから見て影の部分に欠陥があるよ
うな場合には、欠陥そのものの発見ができない。
［発明が解決しようとする問題点］
上述した問題点は、例えば、特開昭５９−６８１５９号
に記載されているような電子ビーム−イオンビーム光学
系を用いることにより解決できる。すなわち、この光学
系では、電子ビームかイオンビームのいずれかを偏向場
によって偏向し、両ビームの光路を一致させ、ターゲッ
トにビームを照射するようにしており、電子ビームによ
る検査領域とイオンビームによる修正領域とを正確に合
わせることができると共に、一方からだけ影になるよう
なことはなくなる。ところで、欠陥検査は、欠陥の修正
に比べて高い分解能が要求される。しかしながら、この
光学系では、イオンビームを収束させる関係上、対物レ
ンズとして静電レンズを使用しなければならない。この
静電レンズは収差係数が大きいため、電子ビームの収束
に不向きであり、高い分解能で欠陥の検査を行うことが
できない。
に記載されているような電子ビーム−イオンビーム光学
系を用いることにより解決できる。すなわち、この光学
系では、電子ビームかイオンビームのいずれかを偏向場
によって偏向し、両ビームの光路を一致させ、ターゲッ
トにビームを照射するようにしており、電子ビームによ
る検査領域とイオンビームによる修正領域とを正確に合
わせることができると共に、一方からだけ影になるよう
なことはなくなる。ところで、欠陥検査は、欠陥の修正
に比べて高い分解能が要求される。しかしながら、この
光学系では、イオンビームを収束させる関係上、対物レ
ンズとして静電レンズを使用しなければならない。この
静電レンズは収差係数が大きいため、電子ビームの収束
に不向きであり、高い分解能で欠陥の検査を行うことが
できない。
このような問題点は、ウェハやマスクの検査と修正の場
合のみならず、イオンビームで試料表面を削りながら電
子ビームによって分析を行うような光学系にも同様に存
在するものである。
合のみならず、イオンビームで試料表面を削りながら電
子ビームによって分析を行うような光学系にも同様に存
在するものである。
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、電子ビ
ームをターゲットに照射する場合でも、高い分解能で検
査や分析を行うことができる電子ビーム−イオンビーム
複合装置を提供することを目的としている。
ームをターゲットに照射する場合でも、高い分解能で検
査や分析を行うことができる電子ビーム−イオンビーム
複合装置を提供することを目的としている。
［問題点を解決するための手段］
本発明に基づく電子ビーム−イオンビーム複合装置は、
電子銃と、イオン源と、該電子銃から発生し加速された
電子ビームと該イオン源から発生し加速されたイオンビ
ームとを同一の光路に沿って進行させるための光学系と
、該同一の光路を進行するビームをターゲット上に細く
収束するための対物レンズとを備えた電子ビーム−イオ
ンビーム複合装置において、該対物レンズは、電磁レン
ズと静電レンズより構成されており、該ターゲットに照
射されるビームの種類に応じ、そのいずれか一方を使用
するように構成したことを特徴としている。
電子銃と、イオン源と、該電子銃から発生し加速された
電子ビームと該イオン源から発生し加速されたイオンビ
ームとを同一の光路に沿って進行させるための光学系と
、該同一の光路を進行するビームをターゲット上に細く
収束するための対物レンズとを備えた電子ビーム−イオ
ンビーム複合装置において、該対物レンズは、電磁レン
ズと静電レンズより構成されており、該ターゲットに照
射されるビームの種類に応じ、そのいずれか一方を使用
するように構成したことを特徴としている。
［作用］
対物レンズは、静電レンズと電磁レンズとによって構成
され、ターゲットにイオンビームが照射されるときは静
電レンズが使われ、ターゲットに電子ビームが照射され
るときは電磁レンズが使われる。
され、ターゲットにイオンビームが照射されるときは静
電レンズが使われ、ターゲットに電子ビームが照射され
るときは電磁レンズが使われる。
［実施例］
以下本発明の一実施例を添附図面に基づいて詳述する。
第１図は本発明をパターンの検査と修正に用いた実施例
であり、１は電子銃、２は該電子銃から発生し加′速さ
れた電子ビームを収束する収束レンズ、３は例えば液体
金属をイオン種とした電界放射イオン源、４は該イオン
源から発生し加速されたイオンビームを収束する収束レ
ンズで、収束レンズ２は電磁レンズ、収束レンズ４は静
電レンズである。５はイオンビームを偏向し、イオンビ
ーム光軸を電子ビーム光軸と一致させるための静電プリ
ズム、６は偏向電極、７は対物レンズで、静電対物レン
ズ８と電磁対物レンズ９とによって構成されている。１
０はウェハやマスク等のターゲット、１１はコンピュー
タの如き制御回路、１２は偏向回路、１３は静電対物レ
ンズ８の電源、１４は電磁対物レンズ９の電源、１５は
該ターゲットへの電子ビームの照射に伴って発生した２
次電子を検出する検出器、１６は２次電子検出信号を増
幅する増幅器である。
であり、１は電子銃、２は該電子銃から発生し加′速さ
れた電子ビームを収束する収束レンズ、３は例えば液体
金属をイオン種とした電界放射イオン源、４は該イオン
源から発生し加速されたイオンビームを収束する収束レ
ンズで、収束レンズ２は電磁レンズ、収束レンズ４は静
電レンズである。５はイオンビームを偏向し、イオンビ
ーム光軸を電子ビーム光軸と一致させるための静電プリ
ズム、６は偏向電極、７は対物レンズで、静電対物レン
ズ８と電磁対物レンズ９とによって構成されている。１
０はウェハやマスク等のターゲット、１１はコンピュー
タの如き制御回路、１２は偏向回路、１３は静電対物レ
ンズ８の電源、１４は電磁対物レンズ９の電源、１５は
該ターゲットへの電子ビームの照射に伴って発生した２
次電子を検出する検出器、１６は２次電子検出信号を増
幅する増幅器である。
上述した如き構成において、まず、ウェハ等のパターン
の欠陥の検査を行う場合、電子銃１がら電子ビームが発
生され、ターゲット１０上に照射される。この時、イオ
ン源３からのイオンビームの発生は停止されており、又
、制御回路１１の制御により、電源１３から静電対物レ
ンズ８へのレンズ電圧の供給は停止され、電源１４から
電磁対物レンズ９へ励磁電流が供給される。その結果、
電子ビームは、電磁対物レンズ９によってターゲット１
０上に細く収束される。ここで、偏向回路１２を介して
偏向電極６に偏向信号が供給され、電子ビームが偏向さ
れることから、ターゲット１０上の所望領域は電子ビー
ムによって走査されることになる。該電子ビームの照射
によってターゲット１０から発生した２次電子は、検出
器１６によって検出され、その検出信号は、増幅器１６
によって増幅されて制御回路１１に供給される。制御回
路１１においては、予め記憶されている理想パターンの
形状と、２次電子検出信号に基づいて得られた実際のパ
ターンの形状とを比較し、パターンの欠陥部分の検出を
行う。なお、ここでは２次電子を検出したが、反射電子
等を検出するようにしても良い。
の欠陥の検査を行う場合、電子銃１がら電子ビームが発
生され、ターゲット１０上に照射される。この時、イオ
ン源３からのイオンビームの発生は停止されており、又
、制御回路１１の制御により、電源１３から静電対物レ
ンズ８へのレンズ電圧の供給は停止され、電源１４から
電磁対物レンズ９へ励磁電流が供給される。その結果、
電子ビームは、電磁対物レンズ９によってターゲット１
０上に細く収束される。ここで、偏向回路１２を介して
偏向電極６に偏向信号が供給され、電子ビームが偏向さ
れることから、ターゲット１０上の所望領域は電子ビー
ムによって走査されることになる。該電子ビームの照射
によってターゲット１０から発生した２次電子は、検出
器１６によって検出され、その検出信号は、増幅器１６
によって増幅されて制御回路１１に供給される。制御回
路１１においては、予め記憶されている理想パターンの
形状と、２次電子検出信号に基づいて得られた実際のパ
ターンの形状とを比較し、パターンの欠陥部分の検出を
行う。なお、ここでは２次電子を検出したが、反射電子
等を検出するようにしても良い。
このようにして欠陥部分の存在２位置が確認された後、
制御回路１１は電子銃１がらの電子ビームの発生を停止
すると共に、Ｎ磁対物レンズ９への励磁電流の供給も停
止し、代わりにイオン源３からイオンビームを発生させ
ると共に、’］１１３から静電対物レンズ８ヘレンズ電
圧が印加される。
制御回路１１は電子銃１がらの電子ビームの発生を停止
すると共に、Ｎ磁対物レンズ９への励磁電流の供給も停
止し、代わりにイオン源３からイオンビームを発生させ
ると共に、’］１１３から静電対物レンズ８ヘレンズ電
圧が印加される。
この結果、イオン源３がら発生し加速されたイオンビー
ムは、電圧が印加された偏向プリズム５によって偏向さ
れ、電子ビームの光軸に一致されてターゲット１０に向
は進行し、その間静電対物レンズ８によって細く収束さ
れることになる。該イオンビームのターゲットへの照射
位置は制御回路１１から偏向回路１２に供給される信号
によって制御されるが、該照射位置は予め電子ビームの
照射によって検出された欠陥部分であり、該欠陥部分へ
のイオンビームの照射によって修正が行われる。
ムは、電圧が印加された偏向プリズム５によって偏向さ
れ、電子ビームの光軸に一致されてターゲット１０に向
は進行し、その間静電対物レンズ８によって細く収束さ
れることになる。該イオンビームのターゲットへの照射
位置は制御回路１１から偏向回路１２に供給される信号
によって制御されるが、該照射位置は予め電子ビームの
照射によって検出された欠陥部分であり、該欠陥部分へ
のイオンビームの照射によって修正が行われる。
今、電子銃１として熱電界放射型電子銃を用い、フィラ
メントとしてＺｒ−Ｗを使用した場合、電子ビーム光源
の特性としては、 光源サイズ ： ５ｎｍ 角電流密度 ： １００μＡ ／ ｓｔｒエネルギー
幅：０．５ｅＶ の値となる。又、静電レンズの収差係数は、球面収差計
数Ｃｓ ： １４０００ｍｍ色収差肘数 ＣＣ： １４
０ｍｍ 倍率 Ｍ ： ０．２６ であり、電磁レンズの収差係数は、 球面収差計数ＣＳ ： ２１００１１１ｆｆ１色収差計
数 Ｃｃ ： ５０ｍｍ 倍率 Ｍ：０．１９ である。ここで、ターゲット１ｏがら見た電子ビームの
開き角αをパラメータとして、ターゲット上のプローブ
径Ｒは、次の式で表される。
メントとしてＺｒ−Ｗを使用した場合、電子ビーム光源
の特性としては、 光源サイズ ： ５ｎｍ 角電流密度 ： １００μＡ ／ ｓｔｒエネルギー
幅：０．５ｅＶ の値となる。又、静電レンズの収差係数は、球面収差計
数Ｃｓ ： １４０００ｍｍ色収差肘数 ＣＣ： １４
０ｍｍ 倍率 Ｍ ： ０．２６ であり、電磁レンズの収差係数は、 球面収差計数ＣＳ ： ２１００１１１ｆｆ１色収差計
数 Ｃｃ ： ５０ｍｍ 倍率 Ｍ：０．１９ である。ここで、ターゲット１ｏがら見た電子ビームの
開き角αをパラメータとして、ターゲット上のプローブ
径Ｒは、次の式で表される。
（Ｒ）２＝ （Ｃｓ−α／２）２ ＋
（ＣＣ・α・Δｖ／ｖ）２＋（２Ｒ−Ｍ）２上式におい
て、■は加速電圧、ΔＶは電子ビームのエネルギー幅で
ある。
て、■は加速電圧、ΔＶは電子ビームのエネルギー幅で
ある。
第２図（ａ）は静電レンズで加速電圧１ｋＶの電子ビー
ムを収束した場合のプローブ径Ｒの計算例を示しており
、横軸は対物レンズアパーチュア径、縦軸はプローブ電
流とプローブ径であり、第２図（ｂ）は電磁レンズで加
速電圧１ｋＶの電子ビームを収束した場合のプローブ径
Ｒの計算例を示しており、横軸は対物レンズアパーチュ
ア径、縦軸はプローブ電流とプローブ径である。この図
から明らかなように、静電レンズを使用した場合の最適
アパーチュアサイズの時のプローブ径および電流は、夫
々６７ｎ＋ｍ、 ７ｐ Ａであるのに対し、電磁レン
ズを使用した場合には、夫々３８ｍｍ、 １ｏｐ Ａと
良い性能が得られることが分かる。従って、第１図の実
施例では、高分解能で電子ビームによる欠陥検査を行う
ことができる。
ムを収束した場合のプローブ径Ｒの計算例を示しており
、横軸は対物レンズアパーチュア径、縦軸はプローブ電
流とプローブ径であり、第２図（ｂ）は電磁レンズで加
速電圧１ｋＶの電子ビームを収束した場合のプローブ径
Ｒの計算例を示しており、横軸は対物レンズアパーチュ
ア径、縦軸はプローブ電流とプローブ径である。この図
から明らかなように、静電レンズを使用した場合の最適
アパーチュアサイズの時のプローブ径および電流は、夫
々６７ｎ＋ｍ、 ７ｐ Ａであるのに対し、電磁レン
ズを使用した場合には、夫々３８ｍｍ、 １ｏｐ Ａと
良い性能が得られることが分かる。従って、第１図の実
施例では、高分解能で電子ビームによる欠陥検査を行う
ことができる。
第３図は、対物レンズ７の具体的な構成の一例を示して
いる。静電対物レンズ８は、３枚の電極８ａ、８ｂ、８
ｃより成るアインツエルレンズであり、中心電極８ｂに
レンズ電圧が印加され、外側の電極８ａ、８ｃは接地電
位とされ、レンズ作用を作り出すようにしている。又、
電磁対物レンズ９の磁極の一部は、静電レンズの接地電
位の電１８ｃが兼用されている。なお、９Ｃはレンズコ
イル、２０．２１は絶縁碍子であり、ＩＢはイオンビー
ムの軌道を、ＥＢは電子ビームの軌道を示している。
いる。静電対物レンズ８は、３枚の電極８ａ、８ｂ、８
ｃより成るアインツエルレンズであり、中心電極８ｂに
レンズ電圧が印加され、外側の電極８ａ、８ｃは接地電
位とされ、レンズ作用を作り出すようにしている。又、
電磁対物レンズ９の磁極の一部は、静電レンズの接地電
位の電１８ｃが兼用されている。なお、９Ｃはレンズコ
イル、２０．２１は絶縁碍子であり、ＩＢはイオンビー
ムの軌道を、ＥＢは電子ビームの軌道を示している。
このような構成では、対物レンズをコンパクトに構成す
ることができ、静電対物レンズ８とターゲット１０との
間の距離（ワーキングディスタンス）を短くすることが
できるので、特に、イオンビームをターゲットに照射す
る場合により有利となる。
ることができ、静電対物レンズ８とターゲット１０との
間の距離（ワーキングディスタンス）を短くすることが
できるので、特に、イオンビームをターゲットに照射す
る場合により有利となる。
以上本発明を詳述したが、本発明はこの実施例に限定さ
れず幾多の変形が可能である。例えば、イオンビームを
偏向してイオンビームを電子ビーム光軸と一致させたが
、電子ビームを偏向するように構成しても、両ビームを
偏向して両ビームの光軸を一致させるように構成しても
良い。又、両ビームを一致させるための偏向場として静
電プリズムを用いたが、電磁偏向場やＥＸ８フィルター
等の静電と電磁を組合せた分析場を使用しても良い。更
に、ウェハやマスクの欠陥の検査と修正を行う装置に適
用する例を説明したが、電子ビームで試料の分析を行い
つつ、イオンビームで分析位置を削り、試料の深さ方向
の分析を行うような装置にも本発明を適用することがで
きる。
れず幾多の変形が可能である。例えば、イオンビームを
偏向してイオンビームを電子ビーム光軸と一致させたが
、電子ビームを偏向するように構成しても、両ビームを
偏向して両ビームの光軸を一致させるように構成しても
良い。又、両ビームを一致させるための偏向場として静
電プリズムを用いたが、電磁偏向場やＥＸ８フィルター
等の静電と電磁を組合せた分析場を使用しても良い。更
に、ウェハやマスクの欠陥の検査と修正を行う装置に適
用する例を説明したが、電子ビームで試料の分析を行い
つつ、イオンビームで分析位置を削り、試料の深さ方向
の分析を行うような装置にも本発明を適用することがで
きる。
［効果］
以上のように、本発明では、ターゲットに照射するビー
ムの種類に応じて静電対物レンズか電磁対物レンズのい
ずれかを切換えて用いるようにしたので、電子ビームに
よる検査や分析を高分解能で行うことができる。
ムの種類に応じて静電対物レンズか電磁対物レンズのい
ずれかを切換えて用いるようにしたので、電子ビームに
よる検査や分析を高分解能で行うことができる。
第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は対物レン
ズアパーチュア径とプローブ径との関係を示す図、第３
図は対物レンズの一興体例を示す図である。 １・・・電子銃 ２・・・収束レンズ３・・・
イオンＲ４・・・収束レンズ ５・・・静電プリズム ６・・・偏向電極７・・・対
物レンズ １０・・・ターゲット１１・・・制御回路
１２・・・偏向回路１３．１４・・・電源 １
５・・・検出器１６・・・増幅器
ズアパーチュア径とプローブ径との関係を示す図、第３
図は対物レンズの一興体例を示す図である。 １・・・電子銃 ２・・・収束レンズ３・・・
イオンＲ４・・・収束レンズ ５・・・静電プリズム ６・・・偏向電極７・・・対
物レンズ １０・・・ターゲット１１・・・制御回路
１２・・・偏向回路１３．１４・・・電源 １
５・・・検出器１６・・・増幅器
Claims (2)
- （１）電子銃と、イオン源と、該電子銃から発生し加速
された電子ビームと該イオン源から発生し加速されたイ
オンビームとを同一の光路に沿つて進行させるための光
学系と、該同一の光路を進行するビームをターゲット上
に細く収束するための対物レンズとを備えた電子ビーム
−イオンビーム複合装置において、該対物レンズは、電
磁レンズと静電レンズより構成されており、該ターゲッ
トに照射されるビームの種類に応じ、そのいずれか一方
を使用するように構成した電子ビーム−イオンビーム複
合装置。 - （２）該静電レンズの接地電極の一部が該電磁レンズの
磁極として用いられる特許請求の範囲第１項記載の電子
ビーム−イオンビーム複合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62068356A JPS63236251A (ja) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | 電子ビ−ム−イオンビ−ム複合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62068356A JPS63236251A (ja) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | 電子ビ−ム−イオンビ−ム複合装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63236251A true JPS63236251A (ja) | 1988-10-03 |
Family
ID=13371447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62068356A Pending JPS63236251A (ja) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | 電子ビ−ム−イオンビ−ム複合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63236251A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001345260A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-12-14 | Canon Inc | 電子光学系アレイ及びその製造方法、荷電粒子線露光装置、並びに、デバイスの製造方法 |
| JP2004071573A (ja) * | 2002-08-07 | 2004-03-04 | Fei Co | 集束イオンビームと走査型電子顕微鏡との同軸鏡筒を備えた装置並びに像形成及び処理方法 |
| JP2012033467A (ja) * | 2010-07-05 | 2012-02-16 | Sii Nanotechnology Inc | 荷電粒子ビーム装置及び試料加工方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58110956U (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-28 | 株式会社日立製作所 | 荷電粒子照射装置 |
| JPS5968159A (ja) * | 1982-10-05 | 1984-04-18 | Seiko Instr & Electronics Ltd | イオン源を用いた分析装置 |
| JPS60232653A (ja) * | 1984-01-19 | 1985-11-19 | デユビリエ ピ−エルシ− | 荷電粒子光学システム |
-
1987
- 1987-03-23 JP JP62068356A patent/JPS63236251A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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