調整可能なビーム制限開口部によって可能にされた高感度及び高処理能力の電子ビーム検査柱
一実施形態は、基板の欠陥検査及び／又は点検、或いは基板上の特徴部の限界寸法を測定する電子ビーム装置に関する。この装置は、電子銃及び電子柱を含む。電子銃は電子源及び調整可能なビーム制限開口部を含み、電子源は、電子ビーム用の電子を発生させるように構成されており、調整可能なビーム制限開口部は、多様な開口部サイズから１つの開口部サイズを選択して使用するように構成されている。別の実施形態は、装置に電子ビームを供給することに関する。高感度と高処理能力の両方を得るように大きいビーム電流を維持しながら、本開示の装置及び方法はスポットのぼやけを有利に低減する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）本願は、２００９年１１月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／２６２，４９４号の利益を主張し、この出願全体を本明細書に援用する。
【０００２】
本発明は、概して電子ビーム（ｅビーム）検査装置、及びこれを用いた方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体産業及びこれに関連したマイクロエレクトロニクス産業用の工程管理と生産性管理では、自動検査システム及び自動点検システムが重要である。このようなシステムは、光学ビームと電子ビーム（ｅビーム）に基づくシステムを含む。
【０００４】
半導体装置を製造する際、製品開発サイクルを短縮して製造歩留まりを増加させるように、開発工程及び製造工程における初期の欠陥検出がますます重要になってきている。これら欠陥の進行を防ぐように、走査型電子顕微鏡技術に基づく高度なウェハ検査システム及び点検システムが、欠陥の検出、点検、及び分類に用いられ、かつ根本原因に関する情報の製造工程へのフィードバックに用いられている。関連欠陥のサイズは、半導体装置の製造に適用されている設計則に正比例する。走査型電子顕微鏡技術に基づく高度なウェハ検査システム及び点検システムによって、ウェハ検査及び点検の性能要求が減少し続けているため、画像解像度と画像速度（単位時間当たりの欠陥処理量）の両方に関してＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）の適用は増加している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態は、基板の欠陥検査及び／又は点検、或いは基板上の特徴部の限界寸法を測定する電子ビーム装置に関する。この装置は、電子銃及び電子柱を含む。電子銃は、電子源及び調整可能なビーム制限開口部を含む。電子源は、電子ビーム用の電子を発生させるように構成されている。調整可能なビーム制限開口部は、多様な開口部サイズから１つの開口部サイズを選択して使用するように構成されている。電子柱は、対物レンズ、可動な基板保持器及び検出器を含む。対物レンズは、標的領域上に電子ビームの焦点を合わせる。可動な基板保持器は、基板を保持する。検出器は、信号電子（すなわち、二次電子及び／又は後方散乱電子）を検出するように構成されている。
【０００６】
別の実施形態は、装置に電子ビームを供給することに関する。電子ビーム用の電子を電子銃内の電子源によって発生させる。多様な開口部サイズを有する調整可能なビーム制限開口部を電子銃内に設け、調整可能なビーム制限開口部の多様な開口部サイズから１つの開口部サイズを選択する。電子ビームの焦点を基板の標的領域上に合わせ、信号電子を検出する。
【０００７】
別の実施形態は、電子画像装置に電子ビームを供給する方法に関する。装置で使用するビーム電流をユーザーが設定する。電子銃内の調整可能なビーム制限開口部のサイズを選択し、かつビーム電流選択開口部のサイズを選択することによって、ユーザーが設定したビーム電流を含む多様な範囲のビーム電流を供給する。
【０００８】
高感度と高処理能力の両方を得るように大きいビーム電流を維持しながら、本開示の装置及び方法はスポットのぼやけを有利に低減する。これは、感度（解像度）と処理能力（速度）との間の従来のトレードオフに対処した結果の相乗効果である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】半導体アプリケーションに用いる従来の電子ビームツールの選択部品を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る半導体アプリケーションに用いる電子ビームツールの選択部品を示す模式図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る半導体アプリケーションに用いる電子ビームツールの更なる部品を示す模式図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る半導体アプリケーションに用いる電子ビームツールの選択部品を示す模式図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る半導体アプリケーションに用いる電子ビームツールの選択部品を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係る切替可能なＢＬＡ配列を示す模式図である。
【図７】本発明の実施形態に係る、切替可能なＢＬＡ配列を直線的に動かすメカニズムの実施例を示す。
【図８】本発明の実施形態に係る調整可能なＢＬＡを示す模式図である。
【図９】本発明の実施形態に係る、ＢＬＡのサイズを調整するメカニズムの実施例を示す。
【図１０】本発明の実施形態に係る、回転する切替可能なＢＬＡを示す模式図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る、ビーム電流を調整するマトリクスを示す模式図である。
【図１２】本発明の実施形態により得られる改良解像度及び／又は改良処理能力を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
電子ビーム（ｅビーム）画像装置は、半導体製造に関する様々なアプリケーションに利用されている。これらのアプリケーションは、欠陥の自動電子ビーム検査、欠陥の自動点検、及び限界寸法の測定（Critical Dimension Measurements、ＣＤ−ＳＥＭ）を含む。
【００１１】
半導体製造でのアプリケーションに用いる従来の電子ビームツールには、感度（すなわち、解像度）と性能との間のトレードオフに実質的に欠点又は制限があることを出願人は見出した。非常に小さな欠陥に対する電子ビームツールの感度は、ツールの画像解像度に関連している。従来の電子ビーム検査（すなわち、欠陥点検、若しくはＣＤ−ＳＥＭ）ツールの画像解像度を改良するために、非常に小さいビーム電流が要求される。あいにく、ビーム電流が非常に小さいと、処理能力の性能が非常に低くなる。他方、処理能力の性能を高くするために、大きいビーム電流が要求される。しかしながら、大きいビーム電流によって画像解像度が低くなる。
【００１２】
本願は、半導体アプリケーションに用いる従来の電子ビームツールの修正実施形態を開示する。この修正実施形態は、高処理能力の性能要件で妥協せずに、究極的に電子ビームツールの解像度を改良できる。本願は、解像度と性能との間のトレードオフに関する従来の知見を克服するものであるが、この結果は予期せぬものであった。
【００１３】
図１は、半導体アプリケーションに用いる従来の電子ビームツールの選択部品を示す模式図である。この電子ビームツールは、電子銃（電子ビーム銃）１０２内のビーム制限開口部（ＢＬＡ（Beam-Limiting Aperture）、又は、銃のＢＬＡ）１０５と、電子柱（電子ビーム柱）１１０内のビーム電流選択開口部１１２（ＢＳＡ（Beam-current Selection Aperture）、又は、柱のＢＳＡ）と、を含む。一般的に、電子銃１０２及び電子柱１１０は、これらのチャンバー内を高真空にするように、電子銃チャンバー及び電子柱チャンバーから外へ空気をポンプで送り出す真空システムを含む。
【００１４】
従来の走査型電子顕微鏡では、電子エミッタ１０３は、電子銃のチャンバー内で電子を発生させ、電子銃レンズ１０４は、電子ビーム形成用に電子銃のチャンバー内で放出された電子の焦点を合わせるように構成されている。ＢＬＡ１０５は、固定開口部であり、この固定開口部は、この開口部の孔を通る一部のビームのみを許容することでビームを低減し、開口部の中心は装置の光軸１０１に沿っている。
【００１５】
電子銃のレンズ１０４によって形成され、ＢＬＡ１０５を通過した後の電子ビームは、電子銃１０２を出て電子柱１１０に入る（電子柱１１０の中心は装置の光軸に沿っている）。図１では、銃電流１２４は、銃のＢＬＡ１０５と柱のＢＳＡ１１２との間の電子ビームの電流のことを言う。
【００１６】
柱のＢＳＡ１１２は、ウェハ上まで続くビーム電流１２６を選択するように複数の選択可能な開口部を設けるよう構成されている。選択されたビーム電流１２６は、電子柱１１０の対物レンズ１１４によってウェハ１１６上に焦点が合わせられる。
【００１７】
半導体アプリケーションに用いる従来の電子ビームツールでは、ビーム制限開口部（ＢＬＡ）及び電子源の角電流密度（Ｊａ）が一定値に固定されていることを出願人は注記する。一般に、固定ＢＬＡサイズ及び固定Ｊａは、その半導体アプリケーションが、ビーム電流（ＢＣ）が小さいアプリケーションなのか、それともビーム電流（ＢＣ）が大きいアプリケーションなのかに主に依存する。電子ビーム点検やＣＤ−ＳＥＭなどの小さいＢＣのアプリケーションは、５ナノアンペア（ｎＡ）未満のビーム電流を通常使用する。その一方、電子ビーム検査などの大きいＢＣのアプリケーションは、１００ｎＡを超えるビーム電流を通常使用する。
【００１８】
小さいＢＣのアプリケーションでは、小さな固定ＢＬＡ及びより低い固定Ｊａが、一般に、要求される超高解像度の実現に使用される。例えば、小さな固定ＢＬＡは、５μｍ（マイクロメートル）から５０μｍ範囲の直径を有することが可能である。より低い固定Ｊａは、約１ナノメートル（ｎｍ）の解像度に達するように０．２ミリアンペア／ステラジアン（ｍＡ／ｓｒ）から１ミリアンペア／ステラジアン範囲であることが可能である。
【００１９】
他方、大きいＢＣのアプリケーションでは、大きな固定ＢＬＡ、及び、より高い固定Ｊａが、一般に、要求される高処理速度の実現に使用される。例えば、大きな固定ＢＬＡは、１００μｍから５００μｍ範囲の直径を有することが可能である。より高い固定Ｊａは、０．５ｍＡ／ｓｒから３ｍＡ／ｓｒ範囲であることが可能である。
【００２０】
出願人は、銃電流１２４の各電子間の相互作用がウェハ１１６上のスポットのぼやけに実質的に寄与することを見出した。出願人は、高感度と高処理能力の両方を得るように大きいＢＣを維持しながらこのスポットのぼやけを低減する電子銃及び／又は電子柱の特定の修正実施形態を更に見出した。
【００２１】
図２は、本発明の実施形態に係る半導体アプリケーションに用いる電子ビームツールの選択部品を示す模式図である。図２に見られるように、調整可能なＢＬＡ２０５が電子銃２０２内に配置されている。
【００２２】
調整可能なＢＬＡ２０５によって、大きいＢＣを維持しながらスポットのぼやけを低減する電子ビームツールが可能となる。ＢＬＡ２０５のサイズの調整によって、銃のＢＬＡ２０５と柱のＢＳＡ１１２との間の各電子間（ｅ‐ｅ）の相互作用を低減するように、銃電流２２４を制御可能に調整してもよい。その結果、柱のＢＳＡ１１２は大きいビーム電流１２６を選択できる一方で、各電子間相互作用は柱（特に、調整可能なＢＬＡ２０５と柱のＢＳＡ１１２との間）にてより一層低減されるため、ウェハ上のスポットのぼやけが実質的に減少する。
【００２３】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る半導体アプリケーションに用いる電子ビームツールの更なる部品を示す模式図である。図示のように、電子ビームツールは、電子銃１０２及び電子柱１１０を含む。
【００２４】
電子銃１０２では、電子エミッタ１０３は、電子源であり、銃レンズ１０４は、電子ビームを形成するように放出された電子の焦点を合わせる。上述したように、調整可能なＢＬＡ２０５は、電子銃２０２を出て柱の光軸１０６に沿い電子柱１１０に入るビームのサイズの制限に利用される。
【００２５】
電子柱１１０では、ビーム電流選択開口部（ＢＳＡ）１１２は、標的の半導体ウェハ（又は他の標的の基板）１１６に照射される所望のビーム電流の選択に使用される。ウェハ１１８の領域を横切るビームを制御可能にスキャン（例えば、ラスタスキャン）するように偏向器３１３を構成してもよく、スキャン偏向器３１３にスキャンコントローラ３４６を連結して、偏向の制御に使用してもよい。
【００２６】
対物レンズ１１４は、制御可能に偏向されたビームの焦点をウェハ１１６上に合わせるように構成されている。半導体製造工程の一部として、欠陥の自動検査及び／又は自動点検、又は限界寸法の自動測定のために、ウェハ１１６を保持するとともに電子柱１１０内にウェハ１１６を移送する（移動させる）ように可動な基板保持器３１８を構成してもよい。
【００２７】
二次電子（及び／又は後方信号電子（Backsignal Electrons））を検出するように検出器３３２を配置してもよく、検出器３３２に連結されたデータ処理システム３４８が、分析用の有用な画像を形成可能なように検知データの格納及び処理に使用される。
【００２８】
当該装置は、更に、システムコントローラ３４０を含む。システムコントローラ３４０は、プロセッサ、実行可能命令用及びデータ用のメモリ、並びに他の種々部品を含んでいてもよい。システムコントローラ３４０は、スキャンコントローラ３４６、データ処理システム３４８、及び当該装置の他の多様な部品（様々なレンズなど用の電圧源又は電流源など）に通信可能に接続されていてもよい。
【００２９】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る半導体アプリケーションに用いる電子ビームツールの選択部品を示す模式図である。図４に見られるように、固定ＢＬＡ４０４（電子源により近いＢＬＡ）と、調整可能なＢＬＡ４０５（電子源からより離れたＢＬＡであって、柱のＢＳＡよりは電子源にはるかに近いＢＬＡ）との両方が、電子銃４０２内に配置されている。
【００３０】
固定ＢＬＡ４０４は、放出されたビームを制限することで、各ＢＬＡ間の電流４０６を低減する。調整可能なＢＬＡ４０５は、この低減された電流を更に低減することで、各電子間の相互作用を低減するように銃電流２２４を調整する。これによって、電子ビームツールは、大きいＢＣを維持しながらスポットのぼやけを低減できる。一実施例では、調整可能なＢＬＡ４０５は、複数の異なった選択可能な開口部サイズ（例えば、４つから６つのサイズ）を有していてもよい。別の実施例では、調整可能なＢＬＡ４０５は、開口部サイズが調整可能であってもよい。
【００３１】
図５は、本発明の第３の実施形態に係る半導体アプリケーションに用いる電子ビームツールの選択部品を示す模式図である。図５に見られるように、固定ＢＬＡ４０４と、組み合わされた調整可能なＢＬＡ及びＢＳＡ５０５との両方が、電子銃５０２内に配置されている。
【００３２】
固定ＢＬＡ４０４は、放出されたビームを制限することで、各ＢＬＡ間の電流４０６を低減する。組み合わされた調整可能なＢＬＡ及びＢＳＡ５０５は、この低減された電流を更に低減し、ウェハへのビーム電流５０６の選択も行う。すなわち、組み合わされた調整可能なＢＬＡ及びＢＳＡ５０５は、調整可能なＢＬＡと、ＢＳＡとの両方の機能を提供する。一実施例では、組み合わされた調整可能なＢＬＡ及びＢＳＡ５０５は、約１０個から１２個の異なった選択可能な開口部サイズを有していてもよい。別の実施例では、組み合わされた調整可能なＢＬＡ及びＢＳＡ５０５は、開口部サイズが調整可能であってもよい。
【００３３】
この実施形態の図５に更に示すように、電子柱５１０は、ＢＳＡを必要としない。これは、電子銃５０２内の組み合わされた調整可能なＢＬＡ及びＢＳＡ５０５が、ウェハへの電流５０６を既に選択しているからである。
【００３４】
図６は、本発明の実施形態に係る切替可能なＢＬＡ配列６０２を示す模式図である。この実施形態では、切替可能なＢＬＡ配列６０２は、異なったサイズの別個の開口部６０４の直線配列を有する。この実施例では、開口部６０４は、その配列内でサイズに従って配置されている。そのメカニズムを直線的に移動させることによって、実質的に高い電流密度を維持しながら各電子間の相互作用が低減可能なように所望の開口部サイズを選択する。
【００３５】
図７に、本発明の実施形態に係る切替可能なＢＬＡ配列を直線的に移動させるメカニズムの実施例を示す。図示のように、電子銃チャンバー内の選択可能な開口部６０４の配列に開口部ロッド７０２を取り付けてもよく、電子銃チャンバーの真空環境の外にロッドの一部を位置決め可能なように蛇腹７０４を使用してもよい。その配列において異なった開口部サイズを選択するために、ロッドの直線運動７１０を利用してもよい。
【００３６】
図８は、本発明の実施形態に係る調整可能なＢＬＡ８０２を示す模式図である。この実施形態では、調整可能なＢＬＡ８０２は、開口部８０４を有する。開口部８０４のサイズは、真空中での大きな移動距離を伴うＢＬＡの位置変更を行うことなく、より大きい開口部サイズ８０６からより小さい開口部サイズ８０８まで調整してもよい。
【００３７】
図９に、本発明の実施形態に係るＢＬＡのサイズを調整するメカニズムの実施例を示す。図示するように、調整可能な開口部９０４を効果的に形成するように、摺動可能な電子不透過性片９０２を使用してもよい。
【００３８】
図１０は、本発明の実施形態に係る切替可能なＢＬＡの回転運動１００２を示す模式図である。図示するように、複数の選択可能な開口部１００６を、電子不透過性ディスクに形成してもよい。例えば、選択可能な開口部１００６は、これら開口部の中心がディスクの回転軸１００４と同心である円１００８上に位置するように配置してもよい。
【００３９】
図１１は、本発明の実施形態に係るビーム電流を調整するマトリクスを示す模式図である。図１１に示すように、ビーム電流の概略調整がＢＬＡサイズの選択によって提供し得る一方、ビーム電流の微調整が電子源の角電流密度（Ｊａ）の調整によって（例えば、銃の引き出し電圧の変更によって）提供し得る。
【００４０】
図示の実施例では、小さいＢＬＡと低いＪａの選択によって、ビーム電流の最も小さい範囲（範囲１）を選択してもよい。小さいＢＬＡと高いＪａの選択によって、ビーム電流の次の範囲（範囲２）を選択してもよい。一般に、範囲２は範囲１よりビーム電流が大きいが、２つの範囲の間には重なりがあってもよい。大きいＢＬＡと低いＪａの選択によって、ビーム電流の次の範囲（範囲３）を選択してもよい。一般に、範囲３は範囲２よりビーム電流が大きいが、２つの範囲の間には重なりがあってもよい。最後に、大きいＢＬＡと高いＪａの選択によって、ビーム電流の最も大きい範囲（範囲４）を選択してもよい。一般に、範囲４は範囲３よりビーム電流が大きいが、２つの範囲の間には重なりがあってもよい。また、用いるＢＳＡは、各範囲内でビーム電流を調整するように選択してもよい。
【００４１】
図１１には、概略調整用の２つの設定（小さいＢＬＡ、又は、大きいＢＬＡ）を示すが、この概略調整は２つ以上の設定で実施してもよい。また、図１１には、微調整用の２つの範囲（低いＪａ及び高いＪａ）を示すが、２つ以上の範囲で微調整を実施してもよい。
【００４２】
本発明の実施形態によれば、ユーザーは、電子ビーム装置で利用されるようにビーム電流を設定できる。そして、この装置の制御電子回路は、ユーザーが設定したビーム電流を含む範囲を提供するように、ＢＬＡサイズと角電流密度（Ｊａ）を制御可能に選択又は調整できる。また、ユーザーが設定したビーム電流に達するように、ＢＳＡサイズを変更又は選択できる。
【００４３】
図１２は、本発明の実施形態により得られる改良解像度及び／又は改良処理能力を示すグラフである。グラフの点線は、固定ＢＬＡ及び固定Ｊａを備えた従来の装置に関する、ビーム電流に対するスポットのサイズを示す。これとの比較で、グラフの実線は、本発明の実施形態に係る調整可能なＢＬＡ及び可変のＪａを備えた装置に関する、ビーム電流に対するスポットのサイズを示す。
【００４４】
図１２に示すように、実線は概して点線より低い。これは、同一のビーム電流にて、調整可能なＢＬＡ及び可変のＪａを備えた装置の達成可能なスポットのサイズは、固定ＢＬＡ及び固定Ｊａを備えた従来の装置と比較して、はるかに小さいことを示す。あるいは、これは、同一のスポットのサイズにて、調整可能なＢＬＡ及び可変のＪａを備えた装置の達成可能なビーム電流は、固定ＢＬＡ及び固定Ｊａを備えた従来の装置と比較して、はるかに高いことを示す。
【００４５】
上述した図は、必ずしも実寸スケールではなく、例示であることを意図し、かつ特定の実施例に限定されるものではない。上に記載した発明は、例えば、自動検査システム又は自動点検システムで使用してもよい。更には、この発明は、例えば、製造環境内のウェハ、光マスク、Ｘ線マスク、電子ビーム近接マスク、ステンシルマスク、及び類似の基板の検査又は点検に適用してもよい。
【００４６】
上述の記載では、多数の特定の詳細が、本発明の実施形態の完全な理解を提供するために述べられている。しかしながら、本発明の例示的実施形態の上の記載は、本発明に係るすべての実施形態が網羅されることを意図せず、かつ、開示した明確な形態に本発明が限定されることを意図しない。当業者は、本発明が１つ以上の特定の詳細を有さずに実施できるか、或いは他の方法、部品などで実施できると認識するであろう。たとえば、本明細書に開示された様々なレンズ又は偏向器が、磁気的及び／又は電気的なものであってもよい。二次電子及び／又は後方信号電子の検出は、対物レンズの外で、及び／又は対物レンズを通して行ってもよい。試料を磁界内及び／又は電界内に置いてもよいし、置かなくてもよい。
【００４７】
他の実施例では、周知の構造又は工程を、本発明の態様を明りょうにするために詳細には示さず、記載してもいない。本発明の特定の実施形態及び実施例が本明細書では例示的な目的のために記載されているが、当業者が認識し得るように、多様な均等な修正が本発明の範囲内で可能である。
【００４８】
上の詳細な記載を鑑みて、本発明にこれらの修正を施すことができる。以下の請求項で用いる用語によって、本明細書及び請求項で開示する特定の実施形態に本発明が限定されると解釈すべきではない。むしろ、本発明の範囲は以下の請求項に基づき確定すべきであり、これら請求項は、請求項解釈の確立した原則に従って解釈すべきある。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）本願は、２００９年１１月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／２６２，４９４号の利益を主張し、この出願全体を本明細書に援用する。
【０００２】
本発明は、概して電子ビーム（ｅビーム）検査装置、及びこれを用いた方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体産業及びこれに関連したマイクロエレクトロニクス産業用の工程管理と生産性管理では、自動検査システム及び自動点検システムが重要である。このようなシステムは、光学ビームと電子ビーム（ｅビーム）に基づくシステムを含む。
【０００４】
半導体装置を製造する際、製品開発サイクルを短縮して製造歩留まりを増加させるように、開発工程及び製造工程における初期の欠陥検出がますます重要になってきている。これら欠陥の進行を防ぐように、走査型電子顕微鏡技術に基づく高度なウェハ検査システム及び点検システムが、欠陥の検出、点検、及び分類に用いられ、かつ根本原因に関する情報の製造工程へのフィードバックに用いられている。関連欠陥のサイズは、半導体装置の製造に適用されている設計則に正比例する。走査型電子顕微鏡技術に基づく高度なウェハ検査システム及び点検システムによって、ウェハ検査及び点検の性能要求が減少し続けているため、画像解像度と画像速度（単位時間当たりの欠陥処理量）の両方に関してＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）の適用は増加している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態は、基板の欠陥検査及び／又は点検、或いは基板上の特徴部の限界寸法を測定する電子ビーム装置に関する。この装置は、電子銃及び電子柱を含む。電子銃は、電子源及び調整可能なビーム制限開口部を含む。電子源は、電子ビーム用の電子を発生させるように構成されている。調整可能なビーム制限開口部は、多様な開口部サイズから１つの開口部サイズを選択して使用するように構成されている。電子柱は、対物レンズ、可動な基板保持器及び検出器を含む。対物レンズは、標的領域上に電子ビームの焦点を合わせる。可動な基板保持器は、基板を保持する。検出器は、信号電子（すなわち、二次電子及び／又は後方散乱電子）を検出するように構成されている。
【０００６】
別の実施形態は、装置に電子ビームを供給することに関する。電子ビーム用の電子を電子銃内の電子源によって発生させる。多様な開口部サイズを有する調整可能なビーム制限開口部を電子銃内に設け、調整可能なビーム制限開口部の多様な開口部サイズから１つの開口部サイズを選択する。電子ビームの焦点を基板の標的領域上に合わせ、信号電子を検出する。
【０００７】
別の実施形態は、電子画像装置に電子ビームを供給する方法に関する。装置で使用するビーム電流をユーザーが設定する。電子銃内の調整可能なビーム制限開口部のサイズを選択し、かつビーム電流選択開口部のサイズを選択することによって、ユーザーが設定したビーム電流を含む多様な範囲のビーム電流を供給する。
【０００８】
高感度と高処理能力の両方を得るように大きいビーム電流を維持しながら、本開示の装置及び方法はスポットのぼやけを有利に低減する。これは、感度（解像度）と処理能力（速度）との間の従来のトレードオフに対処した結果の相乗効果である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】半導体アプリケーションに用いる従来の電子ビームツールの選択部品を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る半導体アプリケーションに用いる電子ビームツールの選択部品を示す模式図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る半導体アプリケーションに用いる電子ビームツールの更なる部品を示す模式図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る半導体アプリケーションに用いる電子ビームツールの選択部品を示す模式図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る半導体アプリケーションに用いる電子ビームツールの選択部品を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係る切替可能なＢＬＡ配列を示す模式図である。
【図７】本発明の実施形態に係る、切替可能なＢＬＡ配列を直線的に動かすメカニズムの実施例を示す。
【図８】本発明の実施形態に係る調整可能なＢＬＡを示す模式図である。
【図９】本発明の実施形態に係る、ＢＬＡのサイズを調整するメカニズムの実施例を示す。
【図１０】本発明の実施形態に係る、回転する切替可能なＢＬＡを示す模式図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る、ビーム電流を調整するマトリクスを示す模式図である。
【図１２】本発明の実施形態により得られる改良解像度及び／又は改良処理能力を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
電子ビーム（ｅビーム）画像装置は、半導体製造に関する様々なアプリケーションに利用されている。これらのアプリケーションは、欠陥の自動電子ビーム検査、欠陥の自動点検、及び限界寸法の測定（Critical Dimension Measurements、ＣＤ−ＳＥＭ）を含む。
【００１１】
半導体製造でのアプリケーションに用いる従来の電子ビームツールには、感度（すなわち、解像度）と性能との間のトレードオフに実質的に欠点又は制限があることを出願人は見出した。非常に小さな欠陥に対する電子ビームツールの感度は、ツールの画像解像度に関連している。従来の電子ビーム検査（すなわち、欠陥点検、若しくはＣＤ−ＳＥＭ）ツールの画像解像度を改良するために、非常に小さいビーム電流が要求される。あいにく、ビーム電流が非常に小さいと、処理能力の性能が非常に低くなる。他方、処理能力の性能を高くするために、大きいビーム電流が要求される。しかしながら、大きいビーム電流によって画像解像度が低くなる。
【００１２】
本願は、半導体アプリケーションに用いる従来の電子ビームツールの修正実施形態を開示する。この修正実施形態は、高処理能力の性能要件で妥協せずに、究極的に電子ビームツールの解像度を改良できる。本願は、解像度と性能との間のトレードオフに関する従来の知見を克服するものであるが、この結果は予期せぬものであった。
【００１３】
図１は、半導体アプリケーションに用いる従来の電子ビームツールの選択部品を示す模式図である。この電子ビームツールは、電子銃（電子ビーム銃）１０２内のビーム制限開口部（ＢＬＡ（Beam-Limiting Aperture）、又は、銃のＢＬＡ）１０５と、電子柱（電子ビーム柱）１１０内のビーム電流選択開口部１１２（ＢＳＡ（Beam-current Selection Aperture）、又は、柱のＢＳＡ）と、を含む。一般的に、電子銃１０２及び電子柱１１０は、これらのチャンバー内を高真空にするように、電子銃チャンバー及び電子柱チャンバーから外へ空気をポンプで送り出す真空システムを含む。
【００１４】
従来の走査型電子顕微鏡では、電子エミッタ１０３は、電子銃のチャンバー内で電子を発生させ、電子銃レンズ１０４は、電子ビーム形成用に電子銃のチャンバー内で放出された電子の焦点を合わせるように構成されている。ＢＬＡ１０５は、固定開口部であり、この固定開口部は、この開口部の孔を通る一部のビームのみを許容することでビームを低減し、開口部の中心は装置の光軸１０１に沿っている。
【００１５】
電子銃のレンズ１０４によって形成され、ＢＬＡ１０５を通過した後の電子ビームは、電子銃１０２を出て電子柱１１０に入る（電子柱１１０の中心は装置の光軸に沿っている）。図１では、銃電流１２４は、銃のＢＬＡ１０５と柱のＢＳＡ１１２との間の電子ビームの電流のことを言う。
【００１６】
柱のＢＳＡ１１２は、ウェハ上まで続くビーム電流１２６を選択するように複数の選択可能な開口部を設けるよう構成されている。選択されたビーム電流１２６は、電子柱１１０の対物レンズ１１４によってウェハ１１６上に焦点が合わせられる。
【００１７】
半導体アプリケーションに用いる従来の電子ビームツールでは、ビーム制限開口部（ＢＬＡ）及び電子源の角電流密度（Ｊａ）が一定値に固定されていることを出願人は注記する。一般に、固定ＢＬＡサイズ及び固定Ｊａは、その半導体アプリケーションが、ビーム電流（ＢＣ）が小さいアプリケーションなのか、それともビーム電流（ＢＣ）が大きいアプリケーションなのかに主に依存する。電子ビーム点検やＣＤ−ＳＥＭなどの小さいＢＣのアプリケーションは、５ナノアンペア（ｎＡ）未満のビーム電流を通常使用する。その一方、電子ビーム検査などの大きいＢＣのアプリケーションは、１００ｎＡを超えるビーム電流を通常使用する。
【００１８】
小さいＢＣのアプリケーションでは、小さな固定ＢＬＡ及びより低い固定Ｊａが、一般に、要求される超高解像度の実現に使用される。例えば、小さな固定ＢＬＡは、５μｍ（マイクロメートル）から５０μｍ範囲の直径を有することが可能である。より低い固定Ｊａは、約１ナノメートル（ｎｍ）の解像度に達するように０．２ミリアンペア／ステラジアン（ｍＡ／ｓｒ）から１ミリアンペア／ステラジアン範囲であることが可能である。
【００１９】
他方、大きいＢＣのアプリケーションでは、大きな固定ＢＬＡ、及び、より高い固定Ｊａが、一般に、要求される高処理速度の実現に使用される。例えば、大きな固定ＢＬＡは、１００μｍから５００μｍ範囲の直径を有することが可能である。より高い固定Ｊａは、０．５ｍＡ／ｓｒから３ｍＡ／ｓｒ範囲であることが可能である。
【００２０】
出願人は、銃電流１２４の各電子間の相互作用がウェハ１１６上のスポットのぼやけに実質的に寄与することを見出した。出願人は、高感度と高処理能力の両方を得るように大きいＢＣを維持しながらこのスポットのぼやけを低減する電子銃及び／又は電子柱の特定の修正実施形態を更に見出した。
【００２１】
図２は、本発明の実施形態に係る半導体アプリケーションに用いる電子ビームツールの選択部品を示す模式図である。図２に見られるように、調整可能なＢＬＡ２０５が電子銃２０２内に配置されている。
【００２２】
調整可能なＢＬＡ２０５によって、大きいＢＣを維持しながらスポットのぼやけを低減する電子ビームツールが可能となる。ＢＬＡ２０５のサイズの調整によって、銃のＢＬＡ２０５と柱のＢＳＡ１１２との間の各電子間（ｅ‐ｅ）の相互作用を低減するように、銃電流２２４を制御可能に調整してもよい。その結果、柱のＢＳＡ１１２は大きいビーム電流１２６を選択できる一方で、各電子間相互作用は柱（特に、調整可能なＢＬＡ２０５と柱のＢＳＡ１１２との間）にてより一層低減されるため、ウェハ上のスポットのぼやけが実質的に減少する。
【００２３】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る半導体アプリケーションに用いる電子ビームツールの更なる部品を示す模式図である。図示のように、電子ビームツールは、電子銃１０２及び電子柱１１０を含む。
【００２４】
電子銃１０２では、電子エミッタ１０３は、電子源であり、銃レンズ１０４は、電子ビームを形成するように放出された電子の焦点を合わせる。上述したように、調整可能なＢＬＡ２０５は、電子銃２０２を出て柱の光軸１０６に沿い電子柱１１０に入るビームのサイズの制限に利用される。
【００２５】
電子柱１１０では、ビーム電流選択開口部（ＢＳＡ）１１２は、標的の半導体ウェハ（又は他の標的の基板）１１６に照射される所望のビーム電流の選択に使用される。ウェハ１１８の領域を横切るビームを制御可能にスキャン（例えば、ラスタスキャン）するように偏向器３１３を構成してもよく、スキャン偏向器３１３にスキャンコントローラ３４６を連結して、偏向の制御に使用してもよい。
【００２６】
対物レンズ１１４は、制御可能に偏向されたビームの焦点をウェハ１１６上に合わせるように構成されている。半導体製造工程の一部として、欠陥の自動検査及び／又は自動点検、又は限界寸法の自動測定のために、ウェハ１１６を保持するとともに電子柱１１０内にウェハ１１６を移送する（移動させる）ように可動な基板保持器３１８を構成してもよい。
【００２７】
二次電子（及び／又は後方信号電子（Backsignal Electrons））を検出するように検出器３３２を配置してもよく、検出器３３２に連結されたデータ処理システム３４８が、分析用の有用な画像を形成可能なように検知データの格納及び処理に使用される。
【００２８】
当該装置は、更に、システムコントローラ３４０を含む。システムコントローラ３４０は、プロセッサ、実行可能命令用及びデータ用のメモリ、並びに他の種々部品を含んでいてもよい。システムコントローラ３４０は、スキャンコントローラ３４６、データ処理システム３４８、及び当該装置の他の多様な部品（様々なレンズなど用の電圧源又は電流源など）に通信可能に接続されていてもよい。
【００２９】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る半導体アプリケーションに用いる電子ビームツールの選択部品を示す模式図である。図４に見られるように、固定ＢＬＡ４０４（電子源により近いＢＬＡ）と、調整可能なＢＬＡ４０５（電子源からより離れたＢＬＡであって、柱のＢＳＡよりは電子源にはるかに近いＢＬＡ）との両方が、電子銃４０２内に配置されている。
【００３０】
固定ＢＬＡ４０４は、放出されたビームを制限することで、各ＢＬＡ間の電流４０６を低減する。調整可能なＢＬＡ４０５は、この低減された電流を更に低減することで、各電子間の相互作用を低減するように銃電流２２４を調整する。これによって、電子ビームツールは、大きいＢＣを維持しながらスポットのぼやけを低減できる。一実施例では、調整可能なＢＬＡ４０５は、複数の異なった選択可能な開口部サイズ（例えば、４つから６つのサイズ）を有していてもよい。別の実施例では、調整可能なＢＬＡ４０５は、開口部サイズが調整可能であってもよい。
【００３１】
図５は、本発明の第３の実施形態に係る半導体アプリケーションに用いる電子ビームツールの選択部品を示す模式図である。図５に見られるように、固定ＢＬＡ４０４と、組み合わされた調整可能なＢＬＡ及びＢＳＡ５０５との両方が、電子銃５０２内に配置されている。
【００３２】
固定ＢＬＡ４０４は、放出されたビームを制限することで、各ＢＬＡ間の電流４０６を低減する。組み合わされた調整可能なＢＬＡ及びＢＳＡ５０５は、この低減された電流を更に低減し、ウェハへのビーム電流５０６の選択も行う。すなわち、組み合わされた調整可能なＢＬＡ及びＢＳＡ５０５は、調整可能なＢＬＡと、ＢＳＡとの両方の機能を提供する。一実施例では、組み合わされた調整可能なＢＬＡ及びＢＳＡ５０５は、約１０個から１２個の異なった選択可能な開口部サイズを有していてもよい。別の実施例では、組み合わされた調整可能なＢＬＡ及びＢＳＡ５０５は、開口部サイズが調整可能であってもよい。
【００３３】
この実施形態の図５に更に示すように、電子柱５１０は、ＢＳＡを必要としない。これは、電子銃５０２内の組み合わされた調整可能なＢＬＡ及びＢＳＡ５０５が、ウェハへの電流５０６を既に選択しているからである。
【００３４】
図６は、本発明の実施形態に係る切替可能なＢＬＡ配列６０２を示す模式図である。この実施形態では、切替可能なＢＬＡ配列６０２は、異なったサイズの別個の開口部６０４の直線配列を有する。この実施例では、開口部６０４は、その配列内でサイズに従って配置されている。そのメカニズムを直線的に移動させることによって、実質的に高い電流密度を維持しながら各電子間の相互作用が低減可能なように所望の開口部サイズを選択する。
【００３５】
図７に、本発明の実施形態に係る切替可能なＢＬＡ配列を直線的に移動させるメカニズムの実施例を示す。図示のように、電子銃チャンバー内の選択可能な開口部６０４の配列に開口部ロッド７０２を取り付けてもよく、電子銃チャンバーの真空環境の外にロッドの一部を位置決め可能なように蛇腹７０４を使用してもよい。その配列において異なった開口部サイズを選択するために、ロッドの直線運動７１０を利用してもよい。
【００３６】
図８は、本発明の実施形態に係る調整可能なＢＬＡ８０２を示す模式図である。この実施形態では、調整可能なＢＬＡ８０２は、開口部８０４を有する。開口部８０４のサイズは、真空中での大きな移動距離を伴うＢＬＡの位置変更を行うことなく、より大きい開口部サイズ８０６からより小さい開口部サイズ８０８まで調整してもよい。
【００３７】
図９に、本発明の実施形態に係るＢＬＡのサイズを調整するメカニズムの実施例を示す。図示するように、調整可能な開口部９０４を効果的に形成するように、摺動可能な電子不透過性片９０２を使用してもよい。
【００３８】
図１０は、本発明の実施形態に係る切替可能なＢＬＡの回転運動１００２を示す模式図である。図示するように、複数の選択可能な開口部１００６を、電子不透過性ディスクに形成してもよい。例えば、選択可能な開口部１００６は、これら開口部の中心がディスクの回転軸１００４と同心である円１００８上に位置するように配置してもよい。
【００３９】
図１１は、本発明の実施形態に係るビーム電流を調整するマトリクスを示す模式図である。図１１に示すように、ビーム電流の概略調整がＢＬＡサイズの選択によって提供し得る一方、ビーム電流の微調整が電子源の角電流密度（Ｊａ）の調整によって（例えば、銃の引き出し電圧の変更によって）提供し得る。
【００４０】
図示の実施例では、小さいＢＬＡと低いＪａの選択によって、ビーム電流の最も小さい範囲（範囲１）を選択してもよい。小さいＢＬＡと高いＪａの選択によって、ビーム電流の次の範囲（範囲２）を選択してもよい。一般に、範囲２は範囲１よりビーム電流が大きいが、２つの範囲の間には重なりがあってもよい。大きいＢＬＡと低いＪａの選択によって、ビーム電流の次の範囲（範囲３）を選択してもよい。一般に、範囲３は範囲２よりビーム電流が大きいが、２つの範囲の間には重なりがあってもよい。最後に、大きいＢＬＡと高いＪａの選択によって、ビーム電流の最も大きい範囲（範囲４）を選択してもよい。一般に、範囲４は範囲３よりビーム電流が大きいが、２つの範囲の間には重なりがあってもよい。また、用いるＢＳＡは、各範囲内でビーム電流を調整するように選択してもよい。
【００４１】
図１１には、概略調整用の２つの設定（小さいＢＬＡ、又は、大きいＢＬＡ）を示すが、この概略調整は２つ以上の設定で実施してもよい。また、図１１には、微調整用の２つの範囲（低いＪａ及び高いＪａ）を示すが、２つ以上の範囲で微調整を実施してもよい。
【００４２】
本発明の実施形態によれば、ユーザーは、電子ビーム装置で利用されるようにビーム電流を設定できる。そして、この装置の制御電子回路は、ユーザーが設定したビーム電流を含む範囲を提供するように、ＢＬＡサイズと角電流密度（Ｊａ）を制御可能に選択又は調整できる。また、ユーザーが設定したビーム電流に達するように、ＢＳＡサイズを変更又は選択できる。
【００４３】
図１２は、本発明の実施形態により得られる改良解像度及び／又は改良処理能力を示すグラフである。グラフの点線は、固定ＢＬＡ及び固定Ｊａを備えた従来の装置に関する、ビーム電流に対するスポットのサイズを示す。これとの比較で、グラフの実線は、本発明の実施形態に係る調整可能なＢＬＡ及び可変のＪａを備えた装置に関する、ビーム電流に対するスポットのサイズを示す。
【００４４】
図１２に示すように、実線は概して点線より低い。これは、同一のビーム電流にて、調整可能なＢＬＡ及び可変のＪａを備えた装置の達成可能なスポットのサイズは、固定ＢＬＡ及び固定Ｊａを備えた従来の装置と比較して、はるかに小さいことを示す。あるいは、これは、同一のスポットのサイズにて、調整可能なＢＬＡ及び可変のＪａを備えた装置の達成可能なビーム電流は、固定ＢＬＡ及び固定Ｊａを備えた従来の装置と比較して、はるかに高いことを示す。
【００４５】
上述した図は、必ずしも実寸スケールではなく、例示であることを意図し、かつ特定の実施例に限定されるものではない。上に記載した発明は、例えば、自動検査システム又は自動点検システムで使用してもよい。更には、この発明は、例えば、製造環境内のウェハ、光マスク、Ｘ線マスク、電子ビーム近接マスク、ステンシルマスク、及び類似の基板の検査又は点検に適用してもよい。
【００４６】
上述の記載では、多数の特定の詳細が、本発明の実施形態の完全な理解を提供するために述べられている。しかしながら、本発明の例示的実施形態の上の記載は、本発明に係るすべての実施形態が網羅されることを意図せず、かつ、開示した明確な形態に本発明が限定されることを意図しない。当業者は、本発明が１つ以上の特定の詳細を有さずに実施できるか、或いは他の方法、部品などで実施できると認識するであろう。たとえば、本明細書に開示された様々なレンズ又は偏向器が、磁気的及び／又は電気的なものであってもよい。二次電子及び／又は後方信号電子の検出は、対物レンズの外で、及び／又は対物レンズを通して行ってもよい。試料を磁界内及び／又は電界内に置いてもよいし、置かなくてもよい。
【００４７】
他の実施例では、周知の構造又は工程を、本発明の態様を明りょうにするために詳細には示さず、記載してもいない。本発明の特定の実施形態及び実施例が本明細書では例示的な目的のために記載されているが、当業者が認識し得るように、多様な均等な修正が本発明の範囲内で可能である。
【００４８】
上の詳細な記載を鑑みて、本発明にこれらの修正を施すことができる。以下の請求項で用いる用語によって、本明細書及び請求項で開示する特定の実施形態に本発明が限定されると解釈すべきではない。むしろ、本発明の範囲は以下の請求項に基づき確定すべきであり、これら請求項は、請求項解釈の確立した原則に従って解釈すべきある。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の欠陥検査および／または点検、あるいは前記基板上の特徴部の限界寸法を測定する電子ビーム装置であって、
電子ビーム用の電子を発生させる電子源と、複数の開口部サイズから１つの開口部サイズを選択して使用する調整可能なビーム制限開口部と、を含む電子銃と、
標的領域上に前記電子ビームの焦点を合わせる対物レンズと、前記基板を保持する可動な基板保持器と、信号電子を検出する検出器と、を含む電子柱と
を備える電子ビーム装置。
【請求項２】
前記調整可能なビーム制限開口部は、前記電子銃が高真空環境にある間に調整可能である、請求項１に記載の電子ビーム装置。
【請求項３】
前記調整可能なビーム制限開口部は、切替可能な開口部の配列を有する、請求項１に記載の電子ビーム装置。
【請求項４】
前記切替可能な開口部の配列は、直線に配列された複数の開口部を含む、請求項３に記載の電子ビーム装置。
【請求項５】
前記切替可能な開口部の配列は、円形に配列された複数の開口部を含む、請求項３に記載の電子ビーム装置。
【請求項６】
前記調整可能なビーム制限開口部は、調整可能な開口部を有する、請求項１に記載の電子ビーム装置。
【請求項７】
更に、前記電子柱にビーム電流選択開口部を備え、前記ビーム電流選択開口部は、前記基板のスポット上に焦点が合うビーム電流を選択する複数の開口部で構成されている、請求項１に記載の電子ビーム装置。
【請求項８】
更に、前記電子銃に固定ビーム制限開口部を備え、前記固定ビーム制限開口部は、前記電子源と前記調整可能なビーム制限開口部との間に配置されている、請求項１に記載の電子ビーム装置。
【請求項９】
前記電子銃における前記調整可能なビーム制限開口部は、前記調整可能なビーム制限開口部がビーム電流選択開口部としても機能するように、前記基板上に焦点が合うビーム電流を選択もする、請求項８に記載の電子ビーム装置。
【請求項１０】
前記電子銃における前記調整可能なビーム制限開口部は、少なくとも１０個の異なった開口部サイズを含む、請求項９に記載の電子ビーム装置。
【請求項１１】
更に、前記電子柱にビーム電流選択開口部を備え、前記ビーム電流選択開口部は、前記基板のスポット上に焦点が合うビーム電流を選択する複数の開口部で構成されている、請求項８に記載の電子ビーム装置。
【請求項１２】
基板の欠陥検査および／または点検、あるいは前記基板上の特徴部の限界寸法を測定する半導体製造機器に電子ビームを供給する方法であって、
電子銃内の電子源によって電子ビーム用の電子を発生させる工程と、
前記電子銃内に複数の開口部サイズを有する調整可能なビーム制限開口部を設ける工程と、
前記調整可能なビーム制限開口部の前記複数の開口部サイズから１つの開口部サイズを選択する工程と、
前記基板の標的領域上に前記電子ビームの焦点を合わせる工程と、
信号電子を検出する工程と
を備える方法。
【請求項１３】
前記開口部サイズを選択する工程を、前記ビーム制限開口部が前記電子銃の高真空環境内にある間に行う、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記開口部サイズを選択する工程を、選択された前記開口部の中心が前記電子銃の光軸と一致するように直線運動によって行う、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記開口部サイズを選択する工程を、選択された前記開口部の中心が前記電子銃の光軸と一致するように回転運動によって行う、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記開口部サイズを選択する工程を、前記電子銃における前記ビーム制限開口部のサイズを縮小または拡大して行う、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
更に、前記電子銃に固定ビーム制限開口部を設ける工程を備え、前記固定ビーム制限開口部は、前記電子源と前記調整可能なビーム制限開口部との間に配置される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
電子画像装置に電子ビームを供給する自動化された方法であって、
電子銃内の電子源によって電子ビーム用の電子を発生させる工程と、
前記電子画像装置で使用するビーム電流をユーザーが設定する工程と、
前記電子銃内の調整可能なビーム制限開口部のサイズを選択すると共にビームの角電流密度を選択するために、マイクロコントローラを用いて前記ユーザーが設定した前記ビーム電流を含む範囲のビーム電流を供給する工程と
を備える自動化された方法。
【請求項１９】
更に、前記ユーザーが設定した前記ビーム電流を前記範囲内で実現するために、ビーム電流選択開口部のサイズの変更にマイクロコントローラを使用する工程を備える請求項１８に記載の自動化された方法。
【請求項１】
基板の欠陥検査および／または点検、あるいは前記基板上の特徴部の限界寸法を測定する電子ビーム装置であって、
電子ビーム用の電子を発生させる電子源と、複数の開口部サイズから１つの開口部サイズを選択して使用する調整可能なビーム制限開口部と、を含む電子銃と、
標的領域上に前記電子ビームの焦点を合わせる対物レンズと、前記基板を保持する可動な基板保持器と、信号電子を検出する検出器と、を含む電子柱と
を備える電子ビーム装置。
【請求項２】
前記調整可能なビーム制限開口部は、前記電子銃が高真空環境にある間に調整可能である、請求項１に記載の電子ビーム装置。
【請求項３】
前記調整可能なビーム制限開口部は、切替可能な開口部の配列を有する、請求項１に記載の電子ビーム装置。
【請求項４】
前記切替可能な開口部の配列は、直線に配列された複数の開口部を含む、請求項３に記載の電子ビーム装置。
【請求項５】
前記切替可能な開口部の配列は、円形に配列された複数の開口部を含む、請求項３に記載の電子ビーム装置。
【請求項６】
前記調整可能なビーム制限開口部は、調整可能な開口部を有する、請求項１に記載の電子ビーム装置。
【請求項７】
更に、前記電子柱にビーム電流選択開口部を備え、前記ビーム電流選択開口部は、前記基板のスポット上に焦点が合うビーム電流を選択する複数の開口部で構成されている、請求項１に記載の電子ビーム装置。
【請求項８】
更に、前記電子銃に固定ビーム制限開口部を備え、前記固定ビーム制限開口部は、前記電子源と前記調整可能なビーム制限開口部との間に配置されている、請求項１に記載の電子ビーム装置。
【請求項９】
前記電子銃における前記調整可能なビーム制限開口部は、前記調整可能なビーム制限開口部がビーム電流選択開口部としても機能するように、前記基板上に焦点が合うビーム電流を選択もする、請求項８に記載の電子ビーム装置。
【請求項１０】
前記電子銃における前記調整可能なビーム制限開口部は、少なくとも１０個の異なった開口部サイズを含む、請求項９に記載の電子ビーム装置。
【請求項１１】
更に、前記電子柱にビーム電流選択開口部を備え、前記ビーム電流選択開口部は、前記基板のスポット上に焦点が合うビーム電流を選択する複数の開口部で構成されている、請求項８に記載の電子ビーム装置。
【請求項１２】
基板の欠陥検査および／または点検、あるいは前記基板上の特徴部の限界寸法を測定する半導体製造機器に電子ビームを供給する方法であって、
電子銃内の電子源によって電子ビーム用の電子を発生させる工程と、
前記電子銃内に複数の開口部サイズを有する調整可能なビーム制限開口部を設ける工程と、
前記調整可能なビーム制限開口部の前記複数の開口部サイズから１つの開口部サイズを選択する工程と、
前記基板の標的領域上に前記電子ビームの焦点を合わせる工程と、
信号電子を検出する工程と
を備える方法。
【請求項１３】
前記開口部サイズを選択する工程を、前記ビーム制限開口部が前記電子銃の高真空環境内にある間に行う、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記開口部サイズを選択する工程を、選択された前記開口部の中心が前記電子銃の光軸と一致するように直線運動によって行う、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記開口部サイズを選択する工程を、選択された前記開口部の中心が前記電子銃の光軸と一致するように回転運動によって行う、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記開口部サイズを選択する工程を、前記電子銃における前記ビーム制限開口部のサイズを縮小または拡大して行う、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
更に、前記電子銃に固定ビーム制限開口部を設ける工程を備え、前記固定ビーム制限開口部は、前記電子源と前記調整可能なビーム制限開口部との間に配置される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
電子画像装置に電子ビームを供給する自動化された方法であって、
電子銃内の電子源によって電子ビーム用の電子を発生させる工程と、
前記電子画像装置で使用するビーム電流をユーザーが設定する工程と、
前記電子銃内の調整可能なビーム制限開口部のサイズを選択すると共にビームの角電流密度を選択するために、マイクロコントローラを用いて前記ユーザーが設定した前記ビーム電流を含む範囲のビーム電流を供給する工程と
を備える自動化された方法。
【請求項１９】
更に、前記ユーザーが設定した前記ビーム電流を前記範囲内で実現するために、ビーム電流選択開口部のサイズの変更にマイクロコントローラを使用する工程を備える請求項１８に記載の自動化された方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公表番号】特表２０１３−５１１８０９（Ｐ２０１３−５１１８０９Ａ）
【公表日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３９９４３（Ｐ２０１２−５３９９４３）
【出願日】平成２２年１１月９日（２０１０．１１．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５６０４８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６２８１０
【国際公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【出願人】（５０２４４２０４９）ケーエルエー−テンカー・コーポレーション (77)
【氏名又は名称原語表記】ＫＬＡ−ＴＥＮＣＯＲ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月９日（２０１０．１１．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５６０４８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６２８１０
【国際公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【出願人】（５０２４４２０４９）ケーエルエー−テンカー・コーポレーション (77)
【氏名又は名称原語表記】ＫＬＡ−ＴＥＮＣＯＲ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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