JP2007258536A - 電子線応用装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、アース針と試料との接触状態が良好か否かを誤りなく判定できる電子線応用装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、試料の表側端面に接触させる複数のアース針と、前記アース針の一つに接続される電流検出抵抗とを有し、前記アース針の接触抵抗を含む試料の抵抗と電流検出抵抗との電位差より前記接触抵抗を含む試料の抵抗値を計算し、前記抵抗値より前記アース針と前記試料との接触状態が良好か否かを判定する判定手段を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体製造装置や半導体検査装置などの電子線応用装置に係わり、ウエハやマスクなどを含む試料に用いるアース針の接触が良好か否かを判定することに関する。

試料に接触させるアース針の接触が良好か否かの要否判定については、特開２００５−１２７７１９号公報（特許文献１）に示されている。

特許文献１に示すアース接続の要否判定は、アース針を試料の端面に刺して試料がアースに接続されていることを確認する方法としては、試料の端面に刺した複数のアース針の一本をアースラインから切り離し、これに電流制限抵抗を介して電圧を印加して電流を流し、試料のアース針間の電圧とハードで設定された基準電圧の大小比較を行うコンパレータＩＣによって、試料のアース針間の電圧が基準電圧より小さければアースチェックＯＫ、基準電圧より大きければアースチェックＮＧで判定を行う方法が取られている。

特開２００５−１２７７１９号公報

電子線を試料に照射する電子線応用装置において、試料をアースに接続するために試料の端面に刺したアース針によって、確実に試料のアースが取れていることの確認を上記の方法で行っている。

このため、試料に流す微弱な電流が試料に刺したアース針以外の経路でショートしていても判定基準電圧以下となってしまい、コンパレータＩＣでは電圧の比較だけを行っているためにアース針で試料のアースが取れていると誤判断してしまう。

そして、判断した結果の情報だけでは試料のアースを取るために試料の端面に刺したアース針が問題なく試料に刺さっているかどうかの把握が出来なかった。

また、試料を変更した場合には試料の抵抗値が異なるために、コンパレータＩＣで比較している基準電圧の設定を変更しなければならない。

上記に問題に対処し、本発明は、アース針と試料との接触状態が良好か否かを誤りなく判定できる電子線応用装置を提供することを目的とする。

本発明は、試料の表側端面に接触させる複数のアース針と、前記アース針の一つに接続される電流検出抵抗とを有し、前記アース針の接触抵抗を含む試料の抵抗と電流検出抵抗との電位差より前記接触抵抗を含む試料の抵抗値を計算し、前記抵抗値より前記アース針と前記試料との接触状態が良好か否かを判定する判定手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、アース針と試料との接触状態が良好か否かを誤りなく判定される。

本発明を適用する電子線応用装置の一例として、図１には電子線描画装置を示す。

図２には本発明のアースチェック抵抗測定回路の概略図を示す。

図３には試料ホルダ１１５上の試料とアース針との接触図を示す。

まず、図１に示す電子線描画装置の概要から説明する。

電子線描画装置の鏡体は、上部に電子銃１を有する。電子銃１から放出された電子ビームは、第一成形開口２、成形偏向器３、成形レンズ４を通過する。さらに、電子ビームは、第二成形開口５、ブランキング電極６、成形ビーム７、縮小レンズ８、ブランキング絞り９、対物レンズ１０、対物偏向器１１を通過して試料１３に照射される。

反射電子検出器１２は、試料１３から反射する反射電子を検知する。試料１３は、校正マーク１４の位置を確認して位置の補正が行なわれる。試料ステージ１５は、前後方向、左右方向、上下方向の移動して試料１３を運ぶ。

成形偏向制御回路１６は、成形偏向器３を制御して電子ビームの絞りを調整する。ブランキング制御回路１７は、ブランキング電極６のブランキング作用を制御する。対物偏向制御回路１８は、対物レンズ１０、対物偏向器１１を制御する。信号処理回路１９は、反射電子の信号を処理する。ステージ制御回路２０は、試料ステージ１５の移動を制御する。

制御計算機２１は、電子描画装置の動作制御を全体的に制御する。この制御計算機２１の上位になる上位計算機は、電子描画に関する包括的な管理を行なう。

図２に示すアースチェック抵抗測定回路について述べる。

電源１０１は基準電圧を供給する。第１のセレクタ１０５は、電流検出抵抗を選択して抵抗測定レンジを切替えている。すなわち、第１のセレクタ１０５は、電流検出抵抗Ａ１０３、電流検出抵抗Ｂ１０４を択一的に選択し、試料１３の抵抗値に合うレンジで測定が行なわれる。

第２のセレクタ１０６は、基準抵抗１０２と試料１３のアースチェック抵抗を測定するために切替えるものであり、通常は基準抵抗１０２側が選択されている。

基準抵抗１０２を測定するときは第１のセレクタ１０５を電流検出抵抗Ａ１０３側の抵抗測定レンジに切替えて電源１０１から基準電圧を供給すると、その電流は電流検出抵抗Ａ１０３を経由し、基準抵抗１０２を通って電源１０１へ戻って来ることで電流検出抵抗Ａ１０３の両端に生じる電位差を差動増幅回路１１１に入力し、その出力をＡ／Ｄ変換１１２でＡ／Ｄ変換した値と抵抗測定回路定数とから制御マイコン１１３で演算を行って基準抵抗値を求める。

差動増幅回路１１１の＋端子には定抵抗１０８が、−端子には定抵抗１０７が設けられてる。この定抵抗１０８、１０７を介して電位差は入力される。

この求められた基準抵抗値は、アースチェック抵抗測定回路のバラツキ等で基準抵抗１０２の値からずれているので、このアースチェック抵抗測定回路のバラツキを補正する為の補正値を求める。

そして、試料１３の抵抗測定は、第１のセレクタ１０５を電流検出抵抗Ａ１０３側の抵抗測定レンジに、第２のセレクタ１０６を試料抵抗測定側にそれぞれ切替えてから、基準抵抗値の測定と同様にして電流検出抵抗Ａ１０３の両端の電位差をＡ／Ｄ変換１１２でＡ／Ｄ変換した値と抵抗測定回路定数と補正値を使用してアースチェック抵抗値の計算を行う。

この計算結果と上位計算機から設定される閾値（抵抗値）とを比較して、試料がアース針を通してアースラインに接続されているかどうかの判断を行っている。

上位計算機は、ワークステーション等のコンピュータで、閾値（抵抗値）をパラメータ値として格納している。オペレータが閾値（抵抗値）を上位計算機に設定すると同時に制御マイコン１１３に設定格納される。この制御マイコン１１３で、閾値（抵抗値）と比較してアースチェック抵抗値の良・否が判定される。

本実施例は、アースチェック抵抗測定回路内に備えた基準抵抗１０２を測定することで回路のバラツキによる補正値を求めると同時に抵抗測定回路のチェックも行っている。

それから、試料１３のアースを確保すために、図３に示すように試料１３の端面に刺すように接触させたアース針１１４によって、確実に試料１３のアースが取れていることの確認を行う。

なお、アース針１１４はバネ１１６により、試料１３に押しつけられて接触が保たれる。

すなわち、図２に示す抵抗測定回路で、第２のセレクタ１０６を試料抵抗測定側に切替えて基準電圧を印加し、アース針１１４と試料１３の間に微弱な電流を流し、アース針１１４の接触抵抗を含む試料１３の抵抗と電流検出抵抗との電位差を測定し、先に求めた補正値を使用して、接触抵抗を含む試料１３の抵抗値を計算により求める。その計算値が上位から設定された閾値以内であるかどうかを判断し、アース針の状態や回路上の問題等の把握も同時に行うことが出来る。

また、試料の種類変化に伴う試料の抵抗値に対応したアースチェック抵抗値の閾値を上位計算機からパラメータ値として設定変更することで、容易に試料の種類変化に対応が行えることを特徴としている。

図２に示す抵抗測定回路ではアース針１１４と試料１３の間の抵抗測定を行うにあたり、第１に示すセレクタ１０５で電流検出抵抗Ａ１０３と電流検出抵抗Ｂ１０４を選択する機構を設けることにより、最良の電流検出抵抗を選択しながら抵抗測定を行うことを特徴としている。

また、図２に示す第１のセレクタ１０５では電流検出抵抗Ａ１０３と電流検出抵抗Ｂ１０４の二者択一選択となっているが、電流検出抵抗を３個以上設けることで測定する抵抗値の分解能を更に上げることも出来る。

図２に示す抵抗測定回路は、第２のセレクタ１０６で基準抵抗１０２と試料１３のアースチェック抵抗とを切替えて測定する機構を設けている。アースチェック抵抗測定回路内に備えた基準抵抗１０２を測定することで、抵抗測定回路のバラツキによる誤差の補正を行うための補正値を求められる。それと併せて抵抗測定回路のチェックを行えることを特徴としている。

図４に示すアースチェック処理のフローチャートには試料ホルダ１１５に試料が正常にセットされたことを確認してからの処理を示す。

アースチェック処理は試料ホルダ１１５に装備されたアース針を試料の端面に刺すように接触させ（ステップ４０１）、アースチェック抵抗測定回路の第２のセレクタ１０６で基準抵抗１０２側を選択し（ステップ４０２）、第１のセレクタ１０５で電流検出抵抗Ａ１０３側を選択して（ステップ４０３）、Ａ／Ｄ変換データと測定回路定数から計算によって基準抵抗値と測定回路定数の補正値を求める（ステップ４０４）。

次に、計算による基準抵抗値が所定の範囲内かどうかを確認し（ステップ４０５）、範囲内でなければ抵抗測定回路に異常が有ると判断し異常処理を行い（ステップ４０６）終了する。

また、基準抵抗値が所定の範囲内であれば試料の測定を行うために、第２のセレクタ１０６で試料測定側を選択し（ステップ４０７）、Ａ／Ｄ変換値と測定回路定数と補正値から試料の測定抵抗値を求める（ステップ４０８）。

次に、測定したＡ／Ｄ変換値が第１のセレクタ１０５の切替値より大きく第１のセレクタ１０５が電流検出抵抗Ａ１０３側かどうかを確認し（ステップ４０９）上記に条件であれば電流検出抵抗を電流検出抵抗Ｂ１０４側に切替えて（ステップ４１０）からステップ４０８に戻って再度試料の抵抗測定を行い、その抵抗値を計算する。

また、ステップ４０９では測定したＡ／Ｄ変換値が第１のセレクタ１０５の切替値よりも小さければ試料の抵抗測定結果と予めパラメータで設定されている試料に対応した閾値とを比較して（ステップ４１１）、その測定結果が閾値の範囲内ならば、
”Ｅａｒｔｈ Ｃｈｅｃｋ Ｄａｔａ ＝ ＊＊＊＊＊＊［Ω］，＜ＯＫ＞”と表示する（ステップ４１２）。

それ以外なら“Ｅａｒｔｈ Ｃｈｅｃｋ Ｄａｔａ ＝ ＊＊＊＊＊＊［Ω］，＜ＮＧ＞”とモニタに表示する（ステップ４１３）。

ここで、＊＊＊＊＊＊には抵抗値の計算結果を整数表示する。

上述した実施例によれば、以下のような効果を得ることが出来る。

（１）．測定対象物の抵抗値を計算により求めることが出来る。

（２）．測定対象物の抵抗値を把握することで試料がアースに正常に接続されているかどうかの判断が出来る。

（３）．電流検出抵抗値の選択により測定対象物の抵抗値の分解能を上げて測定が出来る。

（４）．基準抵抗の測定を行うことで、アースチェック抵抗測定回路のバラツキ誤差を補正することが出来る。

（５）．試料の変更に対して、回路の設定変更なしに比較データのパラメータ化により、上位計算機からのパラメータ設定で容易に対応が出来る。

本発明の実施例に係わるもので、電子線描画装置の概略図である。 本発明の実施例に係わるもので、アースチェック抵抗測定回路の概略図である。 本発明の実施例に係わるもので、試料とアース針との接触図である。 本発明の実施例に係わるもので、アースチェック処理のフローチャートである。

符号の説明

１…電子銃、２…第一成形開口、３…成形偏向器、４…成形レンズ、５…第二成形開口、６…ブランキング電極、７…成形ビーム、８…縮小レンズ、９…ブランキング絞り、１０…対物レンズ、１１…対物偏向器、１２…反射電子検出器、１３…試料、１４…校正マーク、１５…試料ステージ、１６…成形偏向制御回路、１７…ブランキング制御回路、１８…対物偏向制御回路、１９…信号処理回路、２０…ステージ制御回路、２１…制御計算機、１０１…電源、１０２…基準抵抗、１０３…電流検出抵抗Ａ、１０４…電流検出抵抗Ｂ、１０５…第１のセレクタ、１０６…第２のセレクタ、１０７，１０８…抵抗、１１１…増幅器、１１２…Ａ／Ｄ変換器、１１３…制御マイコン、１１４…アース針、１１５…試料ホルダ、１１６…バネ。

Claims (6)

1. 試料の表側端面に接触させる複数のアース針と、前記アース針の一つに接続される電流検出抵抗とを有し、前記アース針の接触抵抗を含む試料の抵抗と電流検出抵抗との電位差より前記接触抵抗を含む試料の抵抗値を計算し、前記抵抗値より前記アース針と前記試料との接触状態が良好か否かを判定する判定手段を有することを特徴とする電子線応用装置。
2. 試料の表側端面に接触させる複数のアース針と、前記アース針の一つに接続される電流検出抵抗と、前記アース針の接触抵抗を含む試料の抵抗と電流検出抵抗との電位差より前記接触抵抗を含む試料の抵抗値を計算し、この抵抗値と閾値とを比較して前記アース針と前記試料との接触状態が良好か否かを判定することを特徴とする電子線応用装置。
3. 試料の表側端面に接触させる複数のアース針と、前記アース針の一つに接続される電流検出抵抗と、前記アース針の接触抵抗を含む試料の抵抗と電流検出抵抗との電位差を増幅する差動増幅器と、この差動増幅器の出力に基づいて前記アース針と前記試料との接触状態が良好か否かを判定する判定手段を有することを特徴とする電子線応用装置。
4. 請求項３記載の電子線応用装置において、
   抵抗値が異なる複数の前記電流検出抵抗と、前記電流検出抵抗を択一する第１のセレクタとを有することを特徴とする電子線応用装置。
5. 請求項３記載の電子線応用装置において、
   前記試料と並列になる基準抵抗器を設け、
   前記電流検出抵抗を前記基準抵抗器または前記試料に択一的に接続する第２のセレクタを設けたことを特徴とする電子線応用装置。
6. 請求項２記載の電子線応用装置において、
   試料の種類に対応する抵抗値の閾値が備えられ、試料の種類に応じて閾値が選択されることを特徴とする電子線応用装置。

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