带电粒子束装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供一种带电粒子束装置，其能够确定不调整加速电压就能够得到期望的带电状态的一次带电粒子的照射条件。本发明专利技术的带电粒子束装置确定试样的带电状态在带正电与带负电之间调换的带电粒子束的照射条件，根据确定的所述照射条件与取得试样的观察图像时的所述照射条件之间的关系，调整所述照射条件(参照图8)。条件(参照图8)。条件(参照图8)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带电粒子束装置


[0001]本专利技术涉及带电粒子束装置。

技术介绍

[0002]随着半导体图案的微细化及高集成化，微小的形状差对器件的动作特性造成影响，形状管理的需求提高。因此，用于半导体的检查、测量的扫描电子显微镜(SEM：Scanning Electron Microscope)与以往相比，要求高灵敏度、高精度。扫描电子显微镜是检测从试样释放的电子的装置，是通过检测这样的电子来生成信号波形，例如测定峰(图案边缘)间的尺寸的装置。
[0003]近年来，作为在晶片上形成10nm以下的微细图案的技术，提出了EUV(Extreme Ultra Violet，极紫外)光刻的导入。在EUV光刻中，判明了被称为粘滞缺陷的随机产生的缺陷成为课题。由此，晶片整个面的检查需求提高，对检查装置要求更高的吞吐量。
[0004]为了提高检查效率(吞吐量)，考虑通过基于大电流的低倍率拍摄来一次检查宽范围的区域。另一方面，在试样为带电的材质的情况下，在低倍率观察中带电的影响更显著地显现，产生图像失真、阴影(亮度不均)、对比度异常等使检查精度降低的各种现象。因此，为了对由抗蚀剂等带电的材质形成的图案应用低倍率拍摄，需要控制带电现象。
[0005]试样的带电由入射的带电粒子(例如，一次电子)与从试样释放的带电粒子(例如，二次电子、后方散射电子)之间的平衡来决定。在带电粒子为电子的情况下，二次电子的释放率(二次电子产量)取决于入射电子的能量。因此，通过调整对试样照射的一次电子的能量，能够抑制在试样上形成的带电。
[0006]专利文献1中，作为控制试样的带电的方法，记载了入射电子的能量控制。专利文献2公开了如下方法：计算像的变形作为SEM图像的特征量，在变形量超过容许值时，从库推定现象的要因并显示结果。专利文献3公开了对带电前一维扫描的信号波形和带电显现的通过二维扫描得到的信号波形进行比较，对产生了变形的图像进行校正的方法。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开2002
‑
310963号公报
[0010]专利文献2：日本特开2012
‑
053989号公报
[0011]专利文献3：日本特开2019
‑
067545号公报

技术实现思路

[0012]专利技术所要解决的课题
[0013]如专利文献1所公开的那样，通过变更向试样照射的一次电子的能量，能够控制二次电子的释放率，并能够控制试样的带电。另一方面，为了针对每个图案(材质、形状)切换加速条件，需要设定、调整与加速对应的光学条件等。因此，专利文献1记载的技术在应用于存在多个图案的晶片时，实现高吞吐量的效果是有限的。
[0014]专利文献2和3记载了评价作为带电的结果而出现的像变形，在图像的校正等后处理中有效利用该像变形的方法。但是，这些文献没有记载为了将试样的带电状态控制为期望状态所需的一次电子的照射条件。
[0015]这样，在以往的带电粒子束装置中，没有充分考虑确定不调整加速电压而使试样成为期望的带电状态(或者能够适当地取得观察像的特征量)那样的一次电子的照射条件。
[0016]本专利技术是鉴于上述那样的课题而完成的，其目的在于提供一种带电粒子束装置，能够确定通过变更加速以外的光学条件或者调整光学条件能够得到期望的带电状态的一次带电粒子的照射条件。
[0017]用于解决课题的手段
[0018]本专利技术的带电粒子束装置确定试样的带电状态在带正电与带负电之间调换的带电粒子束的照射条件，根据确定的所述照射条件与取得试样的观察图像时的所述照射条件之间的关系，调整所述照射条件。
[0019]专利技术效果
[0020]根据本专利技术的带电粒子束装置，能够确定不调整加速电压就能够得到期望的带电状态的一次带电粒子的照射条件。
附图说明
[0021]图1表示实施方式1的扫描型电子显微镜100的概略图。
[0022]图2表示一边变更一次电子束的照射电流量一边扫描试样表面(无图案)时形成的试样上的带电分布(解析结果)。
[0023]图3表示照射电流量与视野内的平均电位之间的关系。
[0024]图4表示电流密度与视野内的平均电位之间的关系。
[0025]图5按试样的材料特性示出了电流密度与视野内的平均电位之间的关系。
[0026]图6按设定于试样上的电场(提升从试样释放的二次电子的电场)条件示出了电流密度与平均电位之间的关系。
[0027]图7是对试样的带电状态和偏转作用进行说明的图。
[0028]图8示出了在各带电状态下对试样上的每个位置评价图案尺寸比的结果的例子。
[0029]图9示出了观察孔(Hole)图案时的倍率变化的一例。
[0030]图10是说明运算部110决定一次电子束的照射条件(观察条件)的顺序的流程图。
[0031]图11是说明使用AI决定一次电子束的照射条件(观察条件)的顺序的流程图。
[0032]图12是表示学习器的结构的图。
[0033]图13是说明本专利技术的运用条件的图。
[0034]图14示出了用户用于设定扫描型电子显微镜100的动作条件的用户界面画面的一例。
[0035]图15是说明运算部110推定材料特性的顺序的流程图。
[0036]图16示出了实施方式2中的用户界面画面的一例。
[0037]图17是膜厚不同的3种材料A～C各自的基准数据的一例。
[0038]图18是说明运算部110推定膜厚的顺序的流程图。
[0039]图19示出了实施方式3中的用户界面画面的一例。
具体实施方式
[0040]＜实施方式1＞
[0041]图1表示本专利技术的实施方式1的扫描型电子显微镜100(SEM100、带电粒子束装置)的概略图。通过聚光透镜3使由电子枪1产生的电子束2(一次电子束)收敛，通过物镜5使其收敛在试样6上。此时，能够通过聚光透镜(孔径角调整透镜)8来调整一次电子的孔径角。偏转器4(扫描偏转器)使电子束2在试样的电子束扫描区域上进行扫描。检测器9和检测器13检测通过2维扫描照射一次电子而在试样内被激励并从试样释放的信号电子，运算部110将其检测信号变换为图像，由此取得试样的观察图像。从试样释放的信号电子通过信号电子偏转器7后被分为通过了信号电子光阑10的电子、与信号电子光阑10碰撞的电子。与信号电子光阑10碰撞的电子产生三次电子，该三次电子由检测器9检测。通过了信号电子光阑10的电子通过信号电子偏转器11后向检测器13偏转。在检测器13的前级具备能够基于能量辨别信号电子的能量过滤器12，检测器13检测通过了过滤器的电子。能够根据变更了对能量过滤器12施加的电压时的信号量的变化来推定试样的带电状态。
[0042]SEM100具备运算部110和存储部120。运算部110实施扫描型电子显微镜100所具备的各光学元件的控制、对能量过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种带电粒子束装置，其对试样照射带电粒子束，其特征在于，所述带电粒子束装置具备：检测器，其检测通过对所述试样照射所述带电粒子束而从所述试样产生的二次带电粒子，并输出表示其信号强度的检测信号；以及运算部，其使用所述检测信号生成所述试样的观察图像，所述运算部确定所述试样的带电状态在带正电与带负电之间调换的所述带电粒子束的照射条件，所述运算部按照所确定的所述照射条件与取得所述观察图像时的所述照射条件之间的第一关系，调整所述照射条件。2.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述运算部取得所述观察图像的特征量，所述运算部按照所述第一关系，确定使所述特征量成为期望范围的所述照射条件，由此调整所述照射条件，以便得到所述期望范围的特征量。3.根据权利要求2所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述运算部计算所述试样上形成的图案的尺寸作为所述特征量，所述运算部按照所述第一关系调整所述照射条件，以使所述试样上的观察视野内的所述图案的尺寸的偏差分布收敛于阈值范围内。4.根据权利要求3所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述运算部基于所述观察视野的中央部的所述图案的第一尺寸和所述观察视野的所述中央部以外的位置的所述图案的第二尺寸中的哪一个大，来推定所述试样的带电状态，所述运算部在所述第一尺寸小的情况下推定为所述试样带正电，所述运算部在所述第二尺寸小的情况下推定为所述试样带负电。5.根据权利要求4所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述运算部通过搜索所述第一尺寸变小的所述照射条件与所述第二尺寸变小的所述照射条件之间的边界，来确定所述试样的带电状态在带正电与带负电之间调换的所述照射条件。6.根据权利要求4所述的带电粒子束装置，其特征在于，在所述图案是Line&Space图案的情况下，所述运算部使用所述第一尺寸与所述第二尺寸之间的比率、所述第一尺寸与所述第二尺寸之间的差值以及所述尺寸的分布中的至少任一个作为所述偏差分布，在所述图案是孔的情况下，所述运算部使用所述孔的开口的重心偏移以及所述孔的开口的形状偏移中的至少任一个作为所述偏差分布。7.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述运算部根据所述观察图像的特征量和所述第一关系来推定所述试样的带电状态，所述运算部根据推定出的所述带电状态来调整所述照射条件，以使所述试样的带电状态成为期望范围。8.根据权利要求7所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述带电粒子束装置还具备：存储部，其存储带电特性数据，该带电特性数据记述了预先测定所述带电状态以及所述照射条件之间的第二关系的结果，
所述运算部按照所述带电特性数据所记述的所述第二关系来控制所述照射条件，以使所述带电状态成为所述期望范围。9.根据权利要求8所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述运算部通过调整所述带电粒子束的电流量、所述带电粒子束的电流量的面积密度、所述带电粒子束的电流量的时间密度、所述带电粒子束的扫描速度、使用所述带电粒子束观察的所述试样上的区域的观察倍率中的至少任一个，来调整所述照射条件。10.根据权利要求8所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述带电特性数据按所述试样的材质记述有所述第二关系，所述运算部按照与所述试样的材质对应的所述第二关系来控制所述照射条件，以使所述带电状态成为所述期望...

【专利技术属性】
技术研发人员：寺尾奈浦，横须贺俊之，小辻秀幸，中野智仁，川野源，
申请(专利权)人：株式会社日立高新技术，
类型：发明
国别省市：