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Dokumentenidentifikation DE102005057069A1 14.06.2006
Titel Vorrichtung mit einem geladenen Partikelstrahl sowie Verfahren zur Kontaminationsbeseitigung in einer solchen Vorrichtung
Anmelder Holon Co. Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Yonezawa, Akira, Tokyo, JP;
Jinriki, Tatenori, Tokyo, JP;
Nitta, Jun, Tokyo, JP;
Anazawa, Norimichi, Tokio, JP;
Shimizu, Ryuichi, Hirakata, Kitayama, JP
Vertreter Mitscherlich & Partner, Patent- und Rechtsanwälte, 80331 München
DE-Anmeldedatum 30.11.2005
DE-Aktenzeichen 102005057069
Offenlegungstag 14.06.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.06.2006
IPC-Hauptklasse G21K 5/04(2006.01)A, F, I, 20051130, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H01J 37/30(2006.01)A, L, I, 20051130, B, H, DE   
Zusammenfassung Eine Vorrichtung mit einem geladenen Partikelstrahl umfasst eine Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15), in die eine Probe (12) transportiert wird und die vorläufig evakuiert wird, eine Ultraviolett-Bestrahlungseinheit (21), die in der Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) angeordnet ist und die die Oberfläche der in die Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) transportierten Probe (12) während einer bestimmten Zeitspanne mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt, und eine Probenkammer (16), in die die Probe (12) im vorläufig evakuierten Zustand der Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) transportiert wird oder aus der die Probe (12) in die Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) transportiert wird, wobei die Ultraviolettbestrahlung der Probe (12) durch die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit (21) vor dem Transport der Probe (12) in die Probenkammer (16) oder/und nach dem Probentransport aus der Probenkammer (16) ausgeführt wird, um dadurch die Kontamination auf der Oberfläche der Probe (12) zu beseitigen.

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit einem geladenen Partikelstrahl zur Betrachtung und Untersuchung der Oberfläche einer Probe, wie eines Halbleiterwafers oder einer Fotomaske, der bzw. die einer Verunreinigung bzw. Kontamination durch Bestrahlung mittels eines geladenen Partikelstrahles unterliegt, und zur Bildbetrachtung einer verdorbenen Probe sowie auf ein Verfahren zur Kontaminationsbeseitigung dafür.

Bisher ist es in einer Elektronenstrahlvorrichtung, wie in einem Rasterelektronenmikroskop (REM) bekannt, dass die Bildbetrachtung durch die Verunreinigung bzw. Kontamination einer Probe erschwert wird, die einer Bestrahlung mittels eines Elektronenstrahls ausgesetzt ist (siehe „Electron Microscope" (1981), Vol. 16, Nr. 1, Seite 2, veröffentlich von der Japanese Society of Microscopy). Bezüglich der Verunreinigung wird gesagt, dass sie dem Umstand zuschreibbar ist, dass der Elektronenstrahl auf bzw. gegen Kohlenwasserstoffe auftrifft, die auf bzw. in der Oberfläche der Probe treiben oder adsorbiert sind, um die Kohlenwasserstoffe in Kohlenstoff zu überführen und um den Kohlenstoff auf der Probe niederzuschlagen. Es wird in Betracht gezogen, dass viel von den Kohlenwasserstoffen nicht nur durch Gase erzeugt wird, die von Innenkomponenten der Vorrichtung emittiert werden, sondern auch in das Rasterelektronenmikroskop durch die Probe gebracht werden, welche bereits kontaminiert ist. Es wird daher häufig beobachtet, dass die Produktionsrate der Kontamination wesentlich höher wird als üblich.

Als bzw. für Gegenmaßnahmen gegen die Kontamination in der Elektronenstrahlvorrichtung gibt es folgende Beispiele:

  • 1) eine Niedertemperatur-Vorrichtung zur Verhinderung einer Kontamination: Eine Metallplatte, die bei einer niedrigen Temperatur gehalten wird (beispielsweise bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff) wird um eine Probe angeordnet, die mittels eines Elektronenstrahls bestrahlt wird, um so Kohlenwasserstoffe in der Metallplatte zu adsorbieren und um die Kontamination der Probe zu verringern.
  • 2) Reinigung und Entgasung von Komponenten: Komponenten innerhalb einer Probenkammer werden einer Ultraschallreinigung mittels eines Lösungsmittels unterzogen und ferner bei hohen Temperaturen entgast und danach werden sie in einer Elektronenstrahlvorrichtung zusammengesetzt. Dadurch werden zu emittierende Kohlenwasserstoffe verringert, und die Kontamination einer Probe ist vermindert.

    Sogar nach den obigen Gegenmaßnahmen (1) und (2) ist die Verminderung der Kontamination der Probe zuweilen unzufriedenstellend. Insbesondere bei der Betrachtung der Oberfläche eines Halbleiterwafers oder einer Fotomaske oder bei einer Muster-Längenmessung auf der Oberfläche wird eine identische Stelle vielmals gemessen. Bei dieser Gelegenheit wird häufig eine Mustergröße durch die Kontamination verändert, welche die Elektronenstrahl-Bestrahlung begleitet, und zwar sogar dann, wenn die Größe der Ladung gering ist, womit zuweilen eine unzulässige Absenkung in der Wiedergabegenauigkeit der Längenmesswerte eingeschlossen ist.
  • 3) Veraschungseinrichtung vom Herabströmungstyp: Aktiver Sauerstoff wird durch Hochfrequenzentladung aus einem Gemischgas hergestellt, welches aus O2 und CF4 besteht, und mit Kohlenwasserstoffen zur Reaktion gebracht, wodurch die Kontamination beseitigt wird (siehe Materials of the 117th Study Meeting (1991), Seite 137, 132. Komitee, veröffentlicht von Japanese Society for the Promotion of Science). Mittels dieser Technik ist eine Optimierungssteuerung schwierig, und vielmehr wird die Absenkung der Wiedergabegenauigkeit der Längenmesswerte, die einem Ätzen zugeschrieben werden, in der Betrachtung der Oberfläche eines Halbleiterwafers oder einer Fotomaske oder einer Muster-Längenmessung auf der Oberfläche eingeschlossen sein.

Wie oben ausgeführt, kann nicht gesagt werden, dass die Maßnahmen nach der verwandten Technik gegen die Kontamination in der Elektronenstrahl-Bestrahlungsvorrichtung zufrieden stellend sind.

Außerdem ist bei der Halbleiterherstellung ein Trocken-Reinigungsverfahren bekannt, bei dem organische Substanzen auf der Oberfläche eines Si-Substrats durch Bestrahlung mittels Ultraviolettstrahlen beseitigt werden. Die Prinzipien dieses Verfahrens sind so, wie dies unten ausgeführt ist. Sauerstoff O2 wird durch die Ultraviolettstrahlen in aktiven Sauerstoff O dissoziiert. Aufgrund des aktiven Sauerstoffs werden die organischen Substanzen Oxidations-Zersetzungen bzw. -Aufspaltungen unterzogen und dadurch verflüchtigt und entfernt. So ist es insbesondere bekannt, dass ein Verfahren zur Reinigung des Si-Substrats durch Bestrahlung mittels Ultraviolettstrahlen (Vakuum-Ultraviolettstrahlen bei bzw. mit einer Wellenlänge von 172nm) von einer Excimer-Lampe effektiv ist (siehe die Papierausgabe (1999), Vol. 83, Nr. 5, veröffentlich vom Illuminating Engineering Institute of Japan). Dieses Dokument zeigt, dass in der atmosphärischen Luft dann, wenn die Dichte des aktiven Sauerstoffs an bzw. auf der Probenoberfläche dadurch erhöht ist, dass mehrere mm oder weniger als der Abstand zwischen der Probe und der Fensterebene der Excimer-Lampe eingestellt ist, ein Reinigungseffekt zunimmt, während dann, wenn der Abstand größer gemacht ist, der Reinigungseffekt abnimmt, da eine Ultraviolettdosis, die auf die Probenoberfläche fällt, aufgrund der Adsorption der Ultraviolettstrahlen durch die atmosphärische Luft abnimmt, so dass die Menge des aktiven Sauerstoffs, die in der Nähe der Oberfläche auftritt, abnimmt.

Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Ultraviolettbestrahlung niemals zur Beseitigung oder Verhinderung der Kontamination in einer Vorrichtung angewandt worden ist, in der mit einem geladenen Partikelstrahl gearbeitet wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung mit geladenem Partikelstrahl, wie eine Längenmessvorrichtung sowie ein Verfahren zur Beseitigung einer Kontamination für die betreffende Vorrichtung bereitzustellen, bei dem bzw. der eine Probe mit Ultraviolettstrahlen unter atmosphärischem Druck oder unter reduziertem Druck oder in einer gasförmigen Atmosphäre von Sauerstoff oder dergleichen bestrahlt wird, derart, dass die Probenkontamination verhindert, beseitigt oder vermindert ist, die der Bestrahlung dieser Probe mit einem geladenen Partikelstrahl zuzuschreiben ist, wodurch die Längenmessungs-Reproduzierbarkeit des Musters eines Halbleiterwafers oder einer Fotomaske und so weiter verbessert bzw. gesteigert ist, ohne dass damit die Absenkung einer Operabilität oder eines Durchsatzes in der Längenmessvorrichtung oder dergleichen eingeschlossen ist.

Um das Ziel zu erreichen bzw. die Aufgabe zu lösen, wird gemäß der Erfindung in einer Vorrichtung mit einem geladenen Partikelstrom, in der ein Bild durch Bestrahlen einer Probe mittels eines geladenen Partikelstroms erzeugt und von der Probe emittierte Sekundärelektronen oder dergleichen detektiert werden, die Probe mit Ultraviolettstrahlen während einer bestimmten Zeitspanne vor oder nach dem automatischen Probetransport in eine Probenkammer, innerhalb einer Kammer, deren Innenraum bei atmosphärischer Luft oder bei einem reduzierten Druck gehalten wird, innerhalb einer Gaseinführungskammer, in die ein Gas, wie Sauerstoff, eingeführt wird, oder innerhalb der Probenkammer bestrahlt, deren Innenraum bei bzw. auf einem reduzierten Druck gehalten wird oder in die ein Gas, wie Sauerstoff, eingeführt wird, wodurch die Verhinderung, Beseitigung oder Verminderung der Kontamination der Probe erreicht wird.

Somit wird in der Vorrichtung mit einem geladenen Partikelstrahl die Kontamination der Probe ohne Ätzung beseitigt oder vermindert, und zwar vor oder nach der Betrachtung der Probe auf der Grundlage des geladenen Partikelstrahls, wodurch die Wiedergabegenauigkeit der Längenmessung eines Musters usw. gesteigert werden kann, und eine Operabilität oder ein Durchsatz können in Verbindung mit dem automatischen Transport der Probe verbessert bzw. gesteigert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1A und 1B zeigen Anordnungsansichten von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Erfindung (entsprechend 1A).

3 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung der Erfindung (ein Objektivtubus und eine Probenkammer).

4A und 4B veranschaulichen in Ansichten Beispiele von Ultraviolett-Bestrahlungseinheiten bei der Erfindung.

4C zeigt ein Diagramm zur Erläuterung des Übertragungsfaktors eines Quarzfensters.

5A und 5B zeigen Diagramme zur Erläuterung der Erfindung (Längenmessung).

6A und 6B zeigen Ablaufdiagramme zur Erläuterung von anderen Operationen der Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Als Beispiel wurde eine Excimer-Lampe bei einem Längenmess-Rasterelektronenmikroskop für Fotomasken angewandt. Wenn die durch die Rasterelektronenmikroskop-Betrachtung kontaminierte Fotomaske mit Ultraviolettstrahlen auf der Grundlage der Excimer-Lampe bestrahle wurde, war die Kontamination vermindert oder verhindert, und die Wiedergabegenauigkeit der Längenmessungen war verbessert. Nunmehr wird die vorliegende Erfindung sukzessiv im Einzelnen beschrieben, indem ein Elektronenstrahl als Beispiel für einen geladenen Partikelstrahl herangezogen wird.

1A und 1B zeigen die Anordnungsansichten von Ausführungsbeispielen der Erfindung. Die dargestellten Anordnungsansichten sind Teildraufsichten eines Längenmess-Rasterelektronenmikroskop für Fotomasken.

Bei dem in 1A dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine Probe (Maske) 12 mittels Ultraviolettstrahlen in einer Vorbehandlungs- bzw. Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 oder/und in einer Probenkammer 16 während einer bestimmten Zeitspanne bestrahlt, um dadurch die Kontamination der Probe 12 zu beseitigen.

Gemäß 1A ist ein SMIF-(Standard-Mechanik-Schnittstelle)-Behälter 11 für die Aufnahme und den Transport einer Vielzahl von Proben 12, hier von Masken (Fotomasken) in einem reinen Zustand (einem Zustand, in welchem kein Staub anhaftet).

Eine Probe (Maske) 12 ist eine zu verarbeitende Probe (Maske), deren Oberfläche während einer bestimmten Zeitspanne mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt wird, um die Kontamination zu beseitigen (der Ausdruck „Beseitigung" soll sowohl die Entfernung der Kontamination, die der Elektronenstrahl-Bestrahlung oder dergleichen zuschreibbar ist, als auch die Entfernung von Kohlenwasserstoffen einschließen, die die Kontamination hervorbringen, und dasselbe soll nachstehend zutreffen).

Ein Transport- bzw. Förderroboter 13 ist ein Roboter bzw. Automat, der die Tür des SMIF-Behälters 11 öffnet, eine bestimmte Probe der Proben (Masken) 12 herausholt und in diesem Falle hier die herausgeholte Probe zur einer Transportstufe 14 transportiert und der umgekehrt die Probe 12, die in die Transportstufe 14 gebracht ist, zu dem SMIF-Behälter 11 transportiert und die Tür verschließt.

Die Transportstufe 14 ist eine Stufe (ein Einspannbett oder ein Einspanngehäuse für den Transport der Probe 12), an dem die Probe (Maske) 12 befestigt wird und die diese Probe bei einem nachfolgenden Schritt in die Vorbereitungs- bzw. Vorbehandlungs-Evakuierungskammer 15 oder in die Probenkammer 16 und in der Rückwärtsrichtung transportiert.

Die Vorbereitungs- bzw. Vorbehandlungs-Evakuierungskammer 15 ist eine Kammer, in der vorbereitend Luft von der atmosphärischen Luft evakuiert oder Luft in ein Vakuum bis zur atmosphärischen Luft eingebracht wird, um die Probe 12 in die oder aus der Probenkammer 16 unter hohem Vakuum zu transportieren. Hier in der Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 ist eine Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 21 derart angeordnet, dass die Probe 12 während des Probentransports und während einer bestimmten Zeitspanne automatisch mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt wird und dass somit die Kontamination beseitigt wird bzw. ist.

Die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 21, die in der Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 angeordnet ist, setzt die Probe 12, welche in die Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 transportiert ist, der Ultraviolettbestrahlung während der bestimmten Zeitspanne aus, wodurch die Kontamination beseitigt wird. Obwohl die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 21 auf der Seite der Maske 12 innerhalb der Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 in 1A dargestellt ist, sei nebenbei bemerkt, dass sie tatsächlich über der Maske 12 angeordnet ist (jedenfalls kann die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 21 imstande sein, die gesamte Oberfläche der Maske 12 zu bestrahlen).

Die Probenkammer 16 ist eine Kammer, in der die Probe (Maske) 12 abgetastet wird (wie durch eine lineare Abtastung oder eine planare Abtastung), während sie mit dem fein fokussierten Elektronenstrahl bestrahlt wird, um so Sekundärelektronen zu detektieren, die von der Probe 12 emittiert werden, und um ein Bild anzuzeigen. Hier enthält die Probenkammer 16 einen Objektivtubus 17, eine Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 22, etc.

Der Objektivtubus 17 fokussiert den Elektronenstrahl fein, so dass die Oberfläche der Probe 12 mit dem fokussierten Elektronenstrahl bestrahlt wird. In diesem Zustand wird die Probenoberfläche abgetastet (wie durch eine lineare Abtastung oder eine planare Abtastung), und das Bild wird erzeugt (siehe 3).

Die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 22, die in der Probenkammer 16 angeordnet ist, bestrahlt die in die Probenkammer 16 transportierte Probe 12 mit Ultraviolettstrahlen während einer bestimmten Zeitspanne, um dadurch die Kontamination zu beseitigen. Obwohl die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 22 auf der Seite der Maske 12 innerhalb der Probenkammer 16 dargestellt ist, sei nebenbei bemerkt, dass sie tatsächlich über der Maske 12 angeordnet ist (in jedem Fall kann die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 22 imstande sein, die gesamte Oberfläche der Maske 12 zu bestrahlen). Außerdem kann die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 22 an irgendeiner Stelle der oberen Platte der Probenkammer 16 bei Betrachtung gemäß 1A angebracht sein. Es ist außerdem zulässig, dass eine Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 25, die an der Seite des Objektivtubus 17 angeordnet ist, aus einer kompakten Deuterium-Lampe aufgebaut ist, um so Ultraviolettstrahlen in die Nähe eines Elektronenstrahl-Bestrahlungspunktes auf der Oberfläche der Maske 12 zu projizieren.

Aufgrund des obigen Aufbaus wird die Oberfläche der Probe 12 während der bestimmten Zeitspanne von der Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 21, 22 oder 25 innerhalb zumindest einer Kammer der die Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 und die Probenkammer 16 umfassenden Kammern mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt, wodurch die Kontamination der Oberfläche der Probe 12 durch aktiven Sauerstoff oder dergleichen erzeugten Stoff beseitigt werden kann.

Bei der in 1B dargestellten Ausführungsform wird eine Probe 12 in einer Zwischenkammer 24 während einer bestimmten Zeitspanne mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt, wodurch die Kontamination der Probe 12 beseitigt wird. Da ein SMIF-Behälter 11, die Probe (Maske) 12, eine Transportstufe 14, eine Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15, eine Probenkammer 16 und ein Objektivtubus 17 identisch mit den Bestandteilen sind, die dieselben Bezugszeichen in 1A tragen, soll deren Beschreibung weggelassen werden.

Gemäß 1B stellt ein Transportroboter 13 einen Roboter dar, der die Tür des SMIF-Behälters 11 öffnet, eine bestimmte Probe der Proben (Masken) 12 herausholt, und die herausgeholte Probe in diesem Falle hier zu der Transportstufe 14 oder der Zwischenkammer 24 transportiert, welche die Probe 12 zwischen der Zwischenkammer 24 und der Transportstufe 14 transportiert und welche die in die Transportstufe 14 in die Zwischenkammer 24 gebrachte Probe 12 zu dem SMIF-Behälter 11 transportiert und die Tür schließt.

Die Zwischenkammer 24 stellt eine Kammer dar, in die die Probe 12 gebracht wird, damit sie während einer bestimmten Zeitspanne durch eine Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 23 mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt wird. Hier enthält die Zwischenkammer 24 die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 23 etc.

Die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 23, die in der Zwischenkammer 24 angeordnet ist, setzt die in die Zwischenkammer 24 transportierte Probe 12 der Ultraviolettstrahlung während der bestimmten Zeitspanne aus, wodurch die Kontamination beseitigt wird.

Aufgrund des obigen Aufbaus wird die Oberfläche der Probe 12 während der bestimmten Zeitspanne von der Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 23 innerhalb der Zwischenkammer 24 mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt, wodurch die Kontamination der Oberfläche der Probe 12 durch aktiven Sauerstoff oder dergleichen erzeugtes Produkt beseitigt werden kann.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Erfindung (entsprechend 1A). Die Schritte S1 bis S10 in 2 entsprechen den in 1A angegebenen Bezugszeichen 1 bis 10.

Gemäß 2 wird die Probe 12 beim Schritt S1 aus dem SMIF-Behälter 11 herausgebracht.

Beim Schritt S2 wird die Probe 12 in die Transportstufe 14 gebracht. Bei den Schritten S1 und S2 leitet der Transportroboter 13 in 1A den SMIF-Behälter 11 in den offenen Zustand, holt die bestimmte Probe (Maske) 12 heraus und transportiert sie weiter und bringt die abgeholte Probe in die Transportstufe 14.

Beim Schritt S3 wird die Probe 12 in die Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 gebracht. Bei diesem Schritt wird die beim Schritt S2 in die Transportstufe 14 gebrachte Probe 12 automatisch mittels eines nicht dargestellten Transportmechanismus zusammen mit dieser Transportstufe 14 in die Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 transportiert.

Beim Schritt S4 wird die Probe 12 mit den Ultraviolettstrahlen bestrahlt. Bei diesem Schritt wird die gesamte Oberfläche der Probe 12, die beim Schritt S3 in die Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 gebracht worden ist (die Probe 12, die in die Transportstufe 14 gebracht worden ist) während der bestimmten Zeitspanne durch die in dieser Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 angeordnete Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 21 mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt, wodurch die Kontamination beseitigt wird.

Beim Schritt S5 wird die Probe 12 in die Probenkammer 16 gebracht. Bei diesem Schritt wird die Probe 12, die beim Schritt S4 der Ultraviolett-Bestrahlung ausgesetzt und der Kontaminationsbeseitigung unterzogen worden ist (die Probe 12, die in die Transportstufe 14 gebracht ist), in die Probenkammer 16 gebracht und zu der bestimmten Position des Objektivtubus 17 bewegt (das ist eine Position zum Messen der Länge und zum Fotografieren bzw. Aufnehmen des Bildes).

Beim Schritt S6 wird die Länge gemessen. Bei diesem Schritt wird die Abmessung eines bestimmten Musters bezüglich der Probe 12 gemessen, die beim Schritt S5 in die bestimmte Position des Objektivtubus 17 gebracht bzw. versetzt ist (wie dies unter Bezugnahme auf 5A oder 5B beschrieben wird).

Beim Schritt S7 wird die Probe 12 aus der Probenkammer 16 herausgebracht.

Beim Schritt S8 wird die Probe 12 aus der Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 herausgebracht.

Beim Schritt S9 wird die Probe 12 von der Transportstufe 14 weggebracht.

Beim Schritt S10 wird die Probe 12 in den SMIF-Behälter 11 gebracht bzw. gesetzt. Bei den Schritten S7, S8, S9 und S10 wird die Probe 12 von der Probenkammer 16 in den SMIF-Behälter 11 in einer Prozedur transportiert, die umgekehrt zu jener des Transportes dieser Probe von dem SMIF-Behälter 11 in die Probenkammer 16 ist.

Im Hinblick auf die Probe (Maske) 12, die in die Transportstufe 14 innerhalb der Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 gebracht worden ist, ist hier die Excimer-Lampe, die die Ultraviolettstrahlen mit der Wellenlänge von 172nm abgibt, an bzw. in dem oberen Teil dieser Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 angeordnet. Die Umgebungen der Excimer-Lampe werden in bzw. unter einer Stickstoffatmosphäre gehalten, um zu verhindern, dass die Ultraviolettstrahlen von Sauerstoff in der atmosphärischen Luft absorbiert werden; die Excimer-Lampe ist so aufgebaut, dass die Maske (Probe) 12 durch ein Quarzfenster der betreffenden Lampe (siehe 4A) mit den Ultraviolettstrahlen bestrahlt wird. Die Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 wird vorbereitend mittels einer Schwachvakuum-Pumpe, wie eine Trockenpumpe, evakuiert, und die Ultraviolettstrahlen werden auf die gesamte Oberfläche der Maske (Probe) 12 projiziert (Schritte S3 und S4). Da die Ultraviolettstrahlen während der vorbereitenden Evakuierung projiziert werden, kann die Kontamination, welche den Kohlenwasserstoffen etc. zuschreibbar ist, ohne eine Verschlechterung eines Durchsatzes beseitigt werden. Der aktive Sauerstoff wird in der Nähe der Oberfläche der Maske (Probe) 12 durch die Ultraviolettstrahlen erzeugt, und organische Substanzen auf der Oberfläche der Maske (Probe) 12 werden in CO2 und H2O überführt, die verflüchtigt und abgesaugt werden, so dass die Maske (Probe) 12 gereinigt ist. Bei einem Beispiel ist ein Reinigungseffekt gesteigert, wenn die Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 auf einen Druck evakuiert war, der etwa 0,1 Torr niedriger war als der atmosphärische Druck. Da der Abstand zwischen der Oberfläche der Maske (Probe) 12 und dem Quarzfenster etwa 1cm betrug, wurden in diesem Zusammenhang die Ultraviolettstrahlen stärker in der atmosphärischen Luft absorbiert, so dass der aktive Sauerstoff in der Nähe der Oberfläche der Maske (Probe) 12 auffallend vermindert war. Im Gegensatz dazu wird aufgrund des verringerten Drucks des Innenraums der Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 die Absorption der Ultraviolettstrahlen vermindert sein, um effektiv den aktiven Sauerstoff in der Nähe der Oberfläche der Maske (Probe) 12 zu erzeugen. Um den Reinigungseffekt zu steigern, können ferner Sauerstoff O2 oder Ozon O3 oder ein entsprechendes Gas in einer geeigneten Menge gut in die Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 im verminderten Druckzustand eingeleitet werden. Nach der Reinigung und vorläufigen Evakuierung wird die Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 regulär mittels einer Hochvakuum-Pumpe, wie einer Turbo-Molekularpumpe (öllose Vakuumpumpe) evakuiert.

Außerdem wird ein zwischen der Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 und der Probenkammer 16 liegendes Ventil geöffnet, und die Maske (Probe) 12 wird zu einer nicht dargestellten Probenstufe hin transportiert, die innerhalb der Probenkammer 16 angeordnet ist (Schritt S5). Wie in 5A gezeigt, wird die Nachbarschaft eines zuvor festgelegten Messpunktes M auf der Oberfläche der Maske (Probe) 12 direkt unter den Objektivtubus 17 bewegt, und ein Bild der Leitungsbreite L einer Leitung wird beispielsweise betrachtet und gemessen. Der festgelegte Platz wird wiederholt in einer Häufigkeit gemessen (Schritt S6). Nachdem die Bildbetrachtung und die Längenmessung beendet sind, wird die Maske (Probe) 12 aus der Probenkammer 16 heraus in die Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 gebracht (Schritt S7). Nach der Vakuum-Entweichung aus der Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 wird die Maske (Probe) 12 aus der Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 herausgebracht (Schritt S8). Danach wird die Maske (Probe) 12 wieder in den SMIF-Behälter 11 zurückgebracht (Schritte S9 und S10). Sodann ist die Reihe der Operationen für die Bildbetrachtung und Längenmessung beendet.

Bei der Ausführungsform gemäß 2 wird die Kontamination durch Bestrahlung der gesamten Oberfläche der Maske (Probe) 12 mit den Ultraviolettstrahlen vor der Längenmessung beseitigt, das heißt vor der Elektronenstrahl-Bestrahlung. Der Grund dafür wird unten angegeben. Es wird in Betracht gezogen, dass die Kontamination, die den Kohlenwasserstoffen, etc. zuschreibbar ist, bereits an der Oberfläche der Fotomaske haftet, welche die Maske (Probe) 12 ist, und zwar bei jedem anderen Schritt als der Rasterelektronenmikroskop-Betrachtung, welche dem Prozess gemäß 2 vorangeht, und die in die in 1A gezeigte Vorrichtung eingebracht wird. Daher sollte die Kontamination aus dem gesamten Bereich der Oberfläche der Maske (Probe) 12 vor der Elektronenstrahl-Bestrahlung beseitigt werden. Sogar in einem Fall, in welchem die Oberfläche der Maske (Probe) 12 die Verunreinigung erfahren hat, die die Elektronenstrahl-Bestrahlung angesichts der Rasterelektronenmikroskop-Betrachtung und Längenmessung bei dem vorangehenden Schritt begleitet, bringt die Ausführungsform gemäß 2 selbstverständlich den bemerkenswerten Vorteil mit sich, dass aufgrund der Ultraviolettbestrahlung die Kontamination, welche der Elektronenstrahlbestrahlung und außerdem anhaftenden Substanzen, wie Kohlenwasserstoffen zuschreibbar ist, von denen die Kontamination ausgeht, durch den aktiven Sauerstoff in die flüchtigen Gase (zum Beispiel CO2 und H2O) umgesetzt werden kann, um dadurch entfernt (evakuiert und beseitigt) zu werden.

Außerdem kann in einem Fall, in welchem die Maske (Probe) 12 durch die Elektronenstrahl-Bestrahlung nicht kontaminiert worden ist und in welchem die Kohlenwasserstoffe oder dergleichen nicht an der Oberfläche dieser Maske (Probe) 12 haften, die Ultraviolettbestrahlung vor der Längenmessung weggelassen werden, um eine Ultraviolettbestrahlung lediglich nach der Längenmessung auszuführen (im Unterschied zur 2 wird die Ultraviolettbestrahlung nicht vor der Längenmessung ausgeführt, sondern sie wird nach der Längenmessung ausgeführt, und dieser Aspekt wird später unter Bezugnahme auf 6A beschrieben werden). In diesem Fall wird der gesamte Bereich der Oberfläche der Maske (Probe) 12 während des Vakuum-Entweichens aus der Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 mit den Ultraviolettstrahlen bestrahlt, wodurch die Kontamination, welche die Bildbetrachtung und die Längenmessung begleitet, beseitigt oder vermindert ist, ohne einen Durchsatz zu verschlechtern.

Außerdem nimmt in einem Fall, in welchem bei dem Prozess gemäß 2 die Kontamination durch die Ultraviolettbestrahlung der Maske (Probe) 12 nicht zufriedenstellend beseitigt worden ist, der Mittelwert der Längenmesswerte L zuweilen allmählich nach N-fachen Längenmessoperationen zu (siehe 5B). In einem Fall, in welchem ein Inkrement &Dgr;L (= LN – L1) nach der Längenmessung einen zuvor festgelegten Referenzwert &Dgr;Ls überschreitet, wird ein Prozess ausgeführt, wie er in 6B veranschaulicht ist und bei dem die Maske (Probe) 12 aus der Probenkammer 16 in die Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 transportiert wird, nach einem Vakuum-Entweichen erneut einer Ultraviolett-Bestrahlung und Reinigung unterzogen und danach in die Probenkammer 16 transportiert und erneut einer Längenmessung unterzogen wird. Dadurch kann eine Längenmess-Reproduzierbarkeit verbessert werden. Da die Reihe der in 2 oder in 6A oder 6B veranschaulichten Verarbeitungsoperationen durch eine zuvor festgelegte Vorschrift automatisch ausgeführt wird, ist eine Operabilität nicht verschlechtert.

Es ist außerdem möglich, dass der Vakuumdruckwert der Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 während der Ultraviolettbestrahlung derart gesteuert wird, dass der Reinigungseffekt auf der Grundlage der Ultraviolettbestrahlung gesteigert ist. So wird beispielsweise Sauerstoff von einer Düse auf die Oberfläche der Maske (Probe) 12 während einer bestimmten Zeitspanne geleitet, so dass der Messwert eines Vakuummessers bei 1 Torr gehalten werden kann. Ferner können optimale Werte in einer solchen Weise festgelegt werden, dass die Bestrahlungszeitspanne der Ultraviolettstrahlen und die Häufigkeit der Ultraviolettbestrahlungen zuvor in Übereinstimmung mit der Häufigkeit der Längenmessoperationen, einem Strahlstrom und dergleichen Bestrahlungsbedingungen für die Bestrahlung der Maske (Probe) 12 mittels des Elektronenstrahls, der Art der Maske (Probe) 12 und so weiter experimentell ermittelt werden.

3 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung der Erfindung. Diese Figur zeigt ein Aufbaubeispiel des Objektivtubus 17 sowie der Probenkammer 16 in 1A oder 1B.

Gemäß 3 wird eine Elektronenstrahl 51 in einer solchen Weise gebildet, dass Elektronenstrahlen von einer Elektronenkanone 52 emittiert und mittels einer Sammellinse 63 zum Konvergieren gebracht werden. Die konvergierten Elektronenstrahlen werden mittels einer Objektivlinse 62 derart fein gebildet, dass sie auf die Oberfläche der Probe 12 fokussiert werden. Hier wird die Probe 12 mittels des Elektronenstrahls 51 durch ein nicht dargestelltes Ablenksystem abgetastet (abgetastet entweder in einer X-Richtung oder in einer Y-Richtung, wie durch eine lineare Abtastung, oder abgetastet in der X-Richtung und in der Y-Richtung, wie bei einer planaren Abtastung). Außerdem werden Sekundärelektronen 44, die durch Abtastung der Probe 12 mittels des Elektronenstrahls 51 emittiert werden, durch einen Sekundärelektronen-Detektor 45 detektiert, um ein so genanntes „Leitungsprofilbild" oder Sekundärelektronenbild auf einer nicht dargestellten Anzeigevorrichtung anzuzeigen.

Die Sammellinse 63 lässt die von der Elektronenkanone 52 emittierten Elektronenstrahlen konvergieren.

Die Objektlinse 62 projiziert den Elektronenstrahl 51 auf die Probe 12 im fein fokussierten Zustand. Der fein fokussierte Elektronenstrahl 51 wird durch das nicht dargestellte Ablenksystem entsprechend linearer Abtastung oder planarer Abtastung abgelenkt.

Die Probe 12 ist eine Probe, die zu betrachten ist oder bezüglich der eine Länge zu messen ist, und sie ist beispielsweise ein Wafer oder eine Fotomaske.

Die Elektronenkanone 52 ist eine Elektronenkanone beispielsweise vom Feld-Emissionstyp, und Elektronen werden durch Anlegen eines hohen bzw. starken elektrischen Feldes an eine Spitzen-Kathode am distalen Ende dieser Elektronenkanone gewonnen, beschleunigt und emittiert.

Eine Elektronenkanonenkammer 53 ist eine Kammer, in der die Elektronenkanone 52 aufgenommen ist und die mittels einer Ionenpumpe 55 auf ein hohes Vakuum evakuiert ist bzw. wird.

Eine Austrittsöffnung 54 ist eine kleine Öffnung, durch die der von der Elektronenkanone 52 emittierte Elektronenstrahl 51 gelangt und die dazu dient, die Druckdifferenz (von beispielsweise 10–2 bis 10–3 Torr) zwischen der Elektronenkanonenkammer 53 und einer ersten Zwischenkammer 56 beizubehalten.

Die erste Zwischenkammer 56 ist eine Kammer, die zwischen der Elektronenkanonenkammer 53 und einer zweiten Zwischenkammer 59 angeordnet ist und die mittels einer Ionenpumpe 58 auf ein Vakuum evakuiert wird. Diese erste Zwischenkammer 56 dient dazu, den Vakuumdruck der Elektronenkanonenkammer 53 im Zusammenwirken mit einer Öffnung 57 niedrig zu halten, welche eine unten vorgesehene kleine Öffnung ist.

Die zweite Zwischenkammer 59 ist eine Kammer, die über der Objektivlinse 62 vorgesehen ist und in der in diesem Fall hier der Sekundärelektronen-Detektor 45 angeordnet ist.

Ein Evakuierungsrohr 60 ist mit einem nicht dargestellten Evakuierungssystem verbunden (wie mit einer Turbo-Molekularpumpe), welches die zweite Zwischenkammer 59 auf ein Vakuum evakuiert.

Der Sekundärelektronen-Detektor 45 ermittelt die Sekundärelektronen 44 mit hohem Wirkungsgrad in einer solchen Weise, dass ein positives starkes elektrisches Feld auf die Sekundärelektronen 44 ausgeübt wird, die während der Bestrahlung der Probe 12 mittels des Elektronenstrahls 51 emittiert werden, um diese Elektronen nach oben während ihrer Verwirbelung in der Nähe der Mittelachse der Objektivlinse 62 zu bewegen (ihre Verwirbelung erfolgt durch das elektrische Feld der Objektivlinse 62).

Die Probenkammer 16 ist eine Kammer, in der die Probe 12, etc. aufgenommen ist und in der diese unter Vakuum gehalten wird.

Ein Umgebungs- bzw. Außenraum 50 ist ein Raum um den betreffenden Bereich der Probe 12, die mittels des Elektronenstrahls 51 linear oder planar abgetastet wird. In dem Umgebungs- bzw. Außenraum 50 wird die Oberfläche der Probe 12 durch die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 22 (in 1A dargestellt) mit den Ultraviolettstrahlen bestrahlt, wodurch die Kontamination der Probe 12 beseitigt oder vermindert wird. Obwohl keine Darstellung vorliegt, sei bei dieser Gelegenheit angemerkt, dass Sauerstoff (oder Luft) von einer Düse auf die Oberfläche der Probe 12 abgeblasen wird und dass der aktive Sauerstoff durch die Ultraviolettbestrahlung erzeugt wird, so dass die Kontamination der Oberfläche der Probe 12 in die flüchtigen Gase (beispielsweise in CO2 und H2O) überführt wird, wodurch die Kontamination beseitigt oder vermindert ist.

Wenn der Innendruck der Probenkammer 16 durch Einführen eines Gases in diese Kammer erhöht wird bzw. ist, dient eine Öffnung 61 dazu, die Strömung des Gases in die zweite Zwischenkammer 59 soweit wie möglich zu unterdrücken (üblicherweise dient die betreffende Öffnung dazu, die Druckdifferenz zwischen der Probenkammer 16 und der zweiten Zwischenkammer 59 beizubehalten (beispielsweise bei 10–2 bis 10–3 Torr)).

Der Objektivtubus 17, der den obigen Aufbau aufweist, wird als Objektivtubus 17 mit dem identischen Bezugszeichen von 1A oder 1B verwendet.

4A und 4B zeigen Beispiele der Ultraviolett-Bestrahlungseinheiten bei der Erfindung (als Seitenansichten).

4A zeigt beispielhaft die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 21, die in der Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 angeordnet ist.

Gemäß 4A ist eine Ultraviolett-Lampe 71 eine Lampe, die Ultraviolettstrahlen emittiert und die beispielsweise eine Excimer-Lampe ist.

Ein Quarzfenster 72 ist ein Fenster, durch das Ultraviolettstrahlen, die von der in der atmosphärischen Luft angeordneten Ultraviolett-Lampe 71 emittiert werden, in das Vakuum ohne Verlust eingeleitet werden und das aus Quarz besteht und für die Ultraviolettstrahlen einen geringen Verlust (Übertragungsverlust) hervorruft.

Ein O-Ring 73 ist ein O-Ring für eine Vakuumabdichtung, der die Vakuumseite der Maske 12 gegenüber der Stickstoffatmosphärenseite der Ultraviolett-Lampe 71 abdichtet.

Die Maske 12 stellt ein Beispiel der Probe 12 dar.

Ein Maskenhalter 74 ist ein Halter, der die Maske 12 hält.

Die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 21 mit dem obigen Aufbau ist in der Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 gemäß 1A angeordnet, auf die bereits Bezug genommen worden ist. Außerdem wird die Ultraviolett-Lampe 71 zum Leuchten gebracht, und die erzeugten Ultraviolettstrahlen werden durch das Quarzfenster 72 übertragen und auf die gesamte Oberfläche der Maske (Probe) 12 während der bestimmten Zeitspanne abgestrahlt, und zwar automatisch entsprechend der Vorschrift während der vorläufigen Evakuierung der Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15. Somit ist es ermöglicht, die Kontamination, wie bereits beschrieben, zu beseitigen oder zu vermindern.

4B veranschaulicht beispielhaft die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 23, die in der Zwischenkammer 24 angeordnet ist.

Gemäß 4B ist eine Ultraviolett-Lampe 81 eine Lampe, die Ultraviolettstrahlen emittiert und die beispielsweise eine Excimer-Lampe ist.

Ein Quarzfenster 82 ist ein Fenster, durch das die von der Ultraviolett-Lampe 81, welche in einer Stickstoffatmosphäre angeordnet ist, emittierten Ultraviolettstrahlen in die Zwischenkammer 24 ohne Verlust eingeleitet werden und die aus Quarz besteht und einen geringen Verlust (Übertragungsverlust) für die Ultraviolettstrahlen hervorruft.

Zwischen der Ultraviolett-Lampe 81 und dem Zwischenraum der Zwischenkammer 24 ist ein Fensterrahmen 83 angeordnet.

Die Maske 12 ist ein Beispiel der Probe 12.

Ein Maskenhalter 84 ist ein Halter, der die Maske 12 hält.

Die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 23, welche den obigen Aufbau besitzt, ist in der Zwischenkammer 24 gemäß 1B angeordnet, auf die bereits Bezug genommen worden ist. Außerdem wird in dem Zustand, in dem die Maske 12 in die Zwischenkammer 24 gebracht ist, die Ultraviolett-Lampe 81 zum Leuchten gebracht, und die erzeugten Ultraviolettstrahlen werden durch das Quarzfenster 82 übertragen und bestrahlen die gesamte Oberfläche der Maske (Probe) 12 während der bestimmten Zeitspanne automatisch entsprechend der Vorschrift. Somit ist es ermöglicht, die Kontamination, wie bereits geschrieben, zu beseitigen oder zu vermindern. In dem Fall, dass die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 23 in der Zwischenkammer 24 angeordnet ist, wird hier der Abstand d zwischen der Oberfläche der Maske (Probe) 12 und der Ebene des Quarzfensters 82 als Abstände der Ultraviolett-Lampe 81 auf einen kurzen Abstand von 1–2mm festgelegt, um einen Reinigungseffekt für diese Maske (Probe), beispielsweise einer in der atmosphärischen Luft angeordneten Fotomaske zu steigern, indem die Absorption der Ultraviolettstrahlen verhindert wird, die dem Sauerstoff in der atmosphärischen Luft zuzuschreiben ist. Nach der Festlegung an bzw. auf dem Maskenhalter 84 innerhalb der Zwischenkammer 24 durch den in 1B dargestellten Transportroboter 13 wird die Maske 12 mittels eines nicht dargestellten Anhebungs-/Absenkungsmechanismus angehoben, und der Maskenhalter 84 wird veranlasst, mit seinem Teil A an dem Fensterrahmen 83 anzuliegen, wodurch der Abstand d zwischen der Ebene der Maske 12 und jener des Quarzfensters 82 festgelegt ist (4B). Nachdem der Abstand d festgelegt worden ist, wird der gesamte Bereich der Oberfläche der Maske 12 mittels der Ultraviolettstrahlen beispielsweise 30 Sekunden lang bestrahlt. Um den Reinigungseffekt zu steigern, kann ein Gas, wie Sauerstoff O2 oder Ozon O3 ebenfalls in die Zwischenkammer 24 eingeleitet werden. Obwohl die Funktion einer Ablassrohrleitung oder dergleichen zum Ablassen eines Gases, wie CO2, welches durch die Reaktion zwischen dem Ozon oder dem aktiven Sauerstoff und den Kohlenwasserstoffen auf der Oberfläche der Maske 12 erzeugt wird, nicht dargestellt ist, ist hier der Mechanismus davon angeordnet.

4C zeigt Beispiele des Übertragungsfaktors der Maske. Genauer gesagt veranschaulicht diese Figur beispielhaft die Änderungen des Übertragungsfaktors von übertragenem Licht durch die Maske (Probe) 12 in Abhängigkeit von der Lichtwellenlänge. Die Kurve des Quarzglases, die durch eine voll ausgezogene Linie in der betreffenden Figur dargestellt ist, zeigt den Übertragungsfaktor eines Teiles, der dem Reinigungsprozess auf der Grundlage der Ultraviolettbestrahlung gemäß der Erfindung ausgesetzt worden ist. Demgegenüber zeigt die Kurve von Quarzglas R, die durch eine gestrichelte Linie in der betreffenden Figur dargestellt ist, den Übertragungsfaktor eines Teiles, welches nicht dem Reinigungsprozess auf der Grundlage der Ultraviolettstrahlung ausgesetzt worden ist. Es ist einzusehen, dass beide Kurven sich einander ohne einen nennenswerten Unterschied überlappen und dass sie bezüglich der Belichtung beispielsweise mit einem ArF-Excimer-Laser (mit einer Wellenlänge von 193nm) nicht zu unterscheiden sind. Somit ist aufgedeckt worden, dass sogar dann, wenn die Kontaminationsbeseitigung auf der Grundlage der Ultraviolettbestrahlung für die aus Quarzglas hergestellte Maske (Probe) 12 ausgeführt wird, der Übertragungsfaktor dieser Maske (Probe) 12 sich nicht ändert.

5A und 5B zeigen Diagramme zur Erläuterung der Erfindung (Längenmessung).

5A zeigt ein Beispiel, bei dem die Leitungsbreite oder dergleichen eines Musters auf einer Maske (6'' × 6'') gemessen wird.

Gemäß 5A liegt die Maske 12 vor in der Form einer Platte von 6 Zoll × 6 Zoll und ihre Oberfläche ist mit mikroskopischen Mustern versehen bzw. gebildet. Bezüglich des Musters, welches für die Längenmessung auf der Maske 12 bestimmt ist, ist in einem unteren Teil ein vergrößertes Muster dargestellt. Die in dem Muster vorgesehene Leitungsbreite L wird gemessen. Bei der Leitungsmessung wird die in 5A dargestellte Maske zur Position der Probe 12 festgelegt, die unter dem Objektivtubus 17 liegt, der die Rasterelektronenmikroskop-Abtastseite des Elektronenmikroskops darstellt, wie dies in 3 veranschaulicht ist, auf die bereits Bezug genommen worden ist. Diese Maske wird mittels des Flecks des fein fokussierten Elektronenstrahls 1 dadurch planar bzw. eben abgetastet, dass der Elektronenstrahlfleck durch die und nahe der bestimmten Stelle M bewegt wird, wobei die bei dieser Gelegenheit emittierten Sekundärelektronen mittels des Sekundärelektronen-Detektors 45 detektiert werden. Mit dem Detektiersignal des Sekundärelektronen-Detektors 24 wird eine Helligkeit bzw. Brillanz in Synchronismus mit der Abtastung auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung derart moduliert, dass ein so genanntes „Rasterelektronenmikroskopbild" (Sekundärelektronenbild) angezeigt wird, wodurch jeglicher Defekt oder dergleichen des Musters beobachtet bzw. wahrgenommen wird. Außerdem wird die Maske bei der Längenmessung linear um die bestimmte Position M abgetastet, so dass ein Leitungsprofil auf dem Bildschirm angezeigt wird. Hier wird die Helligkeit bzw. Brillanz an den rechten und linken Kanten einer zu messenden Leitung höher. Es ist daher möglich, die bekannte präzise Längenmessung des mikroskopischen Musters mit dem Rasterelektronenmikroskop auszuführen, beispielsweise die Messung des Abstands zwischen den Kanten bzw. Rändern, wie die Breite der Leitung. Bei der Längenmessung werden Längenmessoperationen in einer Vielzahl für die bestimmte Position M des Musters wiederholt. Bei dieser Gelegenheit werden die Häufigkeiten der Längenmessoperationen und die gemessenen Werte der Leitungsbreite L aufgetragen, wie dies in 5B veranschaulicht ist.

5B zeigt ein Beispiel der Auftragungen von Messergebnissen. In dieser Zeichnungsfigur sind auf der Abzissenachse die Häufigkeiten N der Längenmessoperationen aufgetragen, während die Ordinatenachse die gemessene Leitungsbreite L angibt. Genauer gesagt ist die Darstellung gemäß 5B dadurch erhalten worden, dass die Leitungsbreite L an der bestimmten Position M in 5A wiederholt gemessen worden ist und dass die in der Häufigkeit N ausgeführten Längenmessoperationen und die gemessenen Werte der Leitungsbreite L aufgetragen sind. Mit zunehmender Anzahl N der Längenmessoperationen tritt die der Elektronenstrahl-Bestrahlung zuzuschreibende Kontamination der Maske 12 in Erscheinung, und die Leitungsbreite L erweitert sich allmählich. Demgemäß sei mit L1 der erste Messwert der Leitungsbreite L und mit LN der N-te Messwert der betreffenden Leitungsbreite bezeichnet; die Differenz &Dgr;L = (LN – L1) bei den wiederholten Längenmessoperationen wird berechnet. Wenn die berechnete Differenz &Dgr;L nicht größer ist als ein Wert der einer zuvor experimentell erhaltenen Genauigkeit entspricht, wird entschieden, dass die Kontamination geringer ist als ein vorgeschriebener Wert und dass die Längenmesswerte der Leitungsbreite korrekt sind. wenn demgegenüber die berechnete Differenz &Dgr;L größer ist als der der Genauigkeit entsprechende Wert, wird bezüglich der Längenmesswerte entschieden, dass sie ungenau sind und nicht verwendet werden. Daraufhin wird die Maske 12, wie bereits beschrieben, mit den Ultraviolettstrahlen bestrahlt, um dadurch die Kontamination von der Oberfläche der Maske 12 zu beseitigen. Wenn die Kontaminationsbeseitigung durch einmalige Ultraviolettbestrahlung ungenügend ist, werden die Ultraviolettbestrahlungen in einer bestimmten Anzahl wiederholt.

6A und 6B zeigen Ablaufdiagramme zur Erläuterung von anderen bzw. weiteren Operation der Erfindung.

Das Ablaufdiagramm gemäß 6A zeigt ein Beispiel, bei dem nach der Längenmessung der Probe (Maske) 12 diese Probe mittels Ultraviolettstrahlen bestrahlt wird, um dadurch die Kontamination zu beseitigen oder zu vermindern. Hier sind die Schritte S21 bis S26 und S29 bis S31 identisch mit den Schritten S1 bis S6 bzw. mit S8 bis S10 in 2, auf die bereits Bezug genommen worden ist, weshalb eine Beschreibung dieser Schritte weggelassen wird.

Gemäß 6A wird die Maske (Probe) 12 beim Schritt S27 in die Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 gebracht. Bei diesem Schritt wird die Maske (Probe) 12, die mit dem Elektronenstrahl bestrahlt worden ist und bei der die Länge ihres Musters gemessen worden ist, in die Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 gebracht.

Beim Schritt S28 wird die Maske (Probe) 12 mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt. Bei diesem Schritt wird die Maske (Probe) 12, die beim Schritt S27 in die Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 gebracht worden ist, auf ihrer gesamten Oberfläche mit den Ultraviolettstrahlen während der bestimmten Zeitspanne mittels der Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 21 bestrahlt, die in der Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 angeordnet ist, wodurch die Kontamination beseitigt wird. Anschließend wird die Maske (Probe) 12 bei den Schritten S29 bis S31 zu dem SMIF-Behälter 11 transportiert.

Soweit beschrieben, wird diese Maske (Probe) 12 nach der Längenmessung der Maske (Probe) 12 mit den Ultraviolettstrahlen in der Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 bestrahlt, um die Kontamination zu beseitigen oder zu vermindern, welche der Elektronenstrahlbestrahlung während der Längenmessung zuschreibbar ist, wodurch die saubere Maske (Probe) 12 an die nächste Stufe abgegeben werden kann.

Das Ablaufdiagramm gemäß 6B zeigt ein Beispiel in dem Fall, dass die Kontamination als umfangreich bestimmt wird, wenn die Differenz &Dgr;L, die bei der Längenmessung der Probe (Maske) 12 erhalten wird, nicht kleiner ist als der bestimmte Wert &Dgr;Ls in 5B, auf die bereits Bezug genommen worden ist. Dabei wird die Maske (Probe) 12 in die Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 zurückgeführt und mit den Ultraviolettstrahlen bestrahlt, um die Kontamination zu beseitigen oder zu vermindern, und die Längenmessung wird erneut wiederholt. Hier sind die Schritt S41, S42, S44, S46, S47 und S49 bis S52 identisch mit den Schritten S1, S2, S4, S5, S6 und S7 bis S10 gemäß 2, auf die bereits Bezug genommen worden ist; die Beschreibung der betreffenden Schritte wird daher aus der Beschreibung weggelassen.

Gemäß 6B wird beim Schritt S43 die Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 vorläufig evakuiert. Dieser Schritt wird das erste Mal als vorläufige Evakuierung der Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 vom atmosphärischen Druck ausgeführt. Beim zweiten Mal und bei folgenden Malen wird der Schritt S43 unter der Bedingung ausgeführt, dass die Entscheidung beim Schritt S48 „NEIN" lautet, was mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet, dass die Differenz &Dgr;L in 5B, die durch vielmaliges Messen der Breite des Musters erhalten wurde, nicht kleiner ist als der vorgeschriebene Wert &Dgr;Ls, so dass die Kontamination stark bzw. umfassend ist. Genauer gesagt wird beim zweiten Mal und bei folgenden Malen die Maske (Probe) 12 beim Schritt S53 in die Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 transportiert (sie wird in die Probenkammer 16 gebracht), und ferner erfolgt beim Schritt S54 eine Ableitung aus der Evakuierungskammer 15, so dass die atmosphärische Luft in die Kammer 15 eingeleitet wird, und die Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 wird beim Schritt S43 erneut vorläufig evakuiert. Außerdem wird, wie bereits ausgeführt, während der vorläufigen Evakuierung die gesamte Oberfläche der Maske (Probe) 12 während der bestimmten Zeitspanne beim Schritt S44 mit den Ultraviolettstrahlen bestrahlt, um dadurch die Kontamination zu beseitigen oder zu vermindern. Die Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 wird beim Schritt S45 regulär evakuiert, und die Maske (Probe) 12 wird danach beim Schritt S46 in die bestimmte Position der Probenkammer 16 transportiert, woraufhin beim Schritt S47 die Längenmessoperationen wiederholt werden. Hier wird bei den Schritten S54 und S43 die vorläufige Evakuierung begonnen, nachdem eine Ableitung aus der Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 erfolgt ist, um den atmosphärischen Druck festzulegen. Die bloße Luft (die Sauerstoff enthaltende Luft oder Sauerstoff) in der Vorbereitungs-Evakuierungskammer 15 kann jedoch ebenfalls in einer geringen Menge bis zu dem Ausmaß entweichen, dass der Beseitigung oder Verminderung der Kontamination aufgrund der Bestrahlung der Maske (Probe) 12 mit den Ultraviolettstrahlen genügt (beispielsweise entweicht die Luft oder dergleichen bis zu 1 Torr), wodurch eine Zeitspanne für die vorläufige Evakuierung verkürzt ist. Andererseits sind in einem Falle, in welchem die Entscheidung gemäß dem Schritt S48 „JA" lautet (was mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet, dass die Differenz &Dgr;L kleiner ist als der vorgeschriebene Wert &Dgr;Ls in 5B), die durch mehrmalige wiederholte Messung der Länge des Musters erhaltenen Ergebnisse günstig, und die Maske (Probe) 12 wird, wie bereits ausgeführt, bei den Schritten S49 bis S52 in den SMIF-Behälter 11 zurückgeführt.

Nebenbei sei angemerkt, dass in dem Fall, dass die Kontamination durch die Ultraviolettbestrahlung innerhalb der Probenkammer 16 beseitigt oder vermindert ist, Sauerstoff derart eingeleitet wird, dass dieser Sauerstoff von einer Düse lokal gegen die Oberfläche der Maske (Probe) 12 abgeblasen wird, und zwar beispielsweise nach der Rasterelektronenmikroskopbetrachtung (Rasterelektronenmikroskop-Längenmessung); der betreffende Bereich der Maske (Probe) 12, der die mit dem Elektronenstrahl bestrahlte Stelle enthält, wird durch die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 22 mit den Ultraviolettstrahlen bestrahlt. Dadurch wird die Kontamination durch den erzeugten aktiven Sauerstoff beseitigt oder vermindert. Die Stelle, die mit dem Elektronenstrahl bestrahlt wird bzw. ist, wird in einem Speicher gespeichert. In einem Fall, in welchem kein räumlicher Platz für die Anbringung einer Excimer-Lampe vorhanden ist, bei der es sich um die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit 22 handelt, wird eine kompakte Deuterium-Lampe verwendet, um die Ultraviolettstrahlen auf den Bereich zu projizieren, der mit dem Elektronenstrahl bestrahlt wird bzw. ist und der einen Durchmesser von mehreren mm besitzt.

Wie oben beschrieben, betrifft die Erfindung Vorrichtungen mit einem geladenen Partikelstrahl und insbesondere Längenmessvorrichtungen, welche die Kontaminationen von Proben vermindern. Die Erfindung ist durch eine Vorrichtung mit einem geladenen Partikelstrahl und ein Verfahren zur Beseitigung einer Kontamination dafür gebildet, wobei die Kontamination ohne ein Ätzen vermindert wird, und zwar vor oder nach der Betrachtung der Probe auf der Grundlage eines geladenen Partikelstrahls. Dadurch wird die Wiedergabegenauigkeit bei der Längenmessung eines Musters und so weiter verbessert, und eine Operabilität sowie ein Durchsatz im Zusammenwirken mit dem automatischen Transport der Probe sind verbessert.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung mit einem geladenen Partikelstrom, in der ein Bild durch Bestrahlen einer Probe mit einem geladenen Partikelstrom erzeugt und von der Probe emittierte sekundär geladene Partikel ermittelt werden,

    dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) vorgesehen ist, in die die Probe (12) transportiert wird und die vorläufig evakuiert wird,

    dass eine Ultraviolett-Bestrahlungseinheit (21) vorgesehen ist, die in der betreffenden Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) angeordnet ist und die eine Oberfläche der in die betreffende Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) transportierten Probe (12) während einer bestimmten Zeitspanne mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt,

    dass eine Probenkammer (16) vorgesehen ist, in die die Probe (12) von der genannten Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) durch ein zwischen der betreffenden Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) und der genannten Probenkammer (16) vorgesehenes Türventil transportiert wird, welches im vorläufig evakuierten Zustand der genannten Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) geöffnet ist, derart, dass das Bild zu betrachten ist, und aus der die Probe (12) nach der Bildbetrachtung in die genannte Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) transportiert wird,

    und dass die Ultraviolettbestrahlung der Probe (12) in der genannten Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) durch die genannte Ultraviolett-Bestrahlungseinheit (21) vor dem Transport der Probe (12) in die genannte Probenkammer (16) und/oder nach dem Probentransport aus der betreffenden Probenkammer (16) ausgeführt wird, derart, dass eine Kontamination auf der Oberfläche der Probe (12) beseitigt ist.
  2. Vorrichtung mit einem geladenen Partikelstrahl, in der ein Bild durch Bestrahlen einer Probe mit einem geladenen Partikelstrahl erzeugt und von der Probe emittierte sekundär geladene Partikel ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) vorgesehen ist, in die die Probe (12) transportiert wird und die vorläufig evakuiert wird,

    dass eine Zwischenkammer (24) vorgesehen ist, in die die Probe (12) vor oder/und nach ihrem Transport in die genannte Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) transportiert wird, dass eine Ultraviolett-Bestrahlungseinheit (22) vorgesehen ist, die in der genannten Zwischenkammer (24) angeordnet ist und die eine Oberfläche der in die betreffende Zwischenkammer (24) transportierten Probe (12) während einer bestimmten Zeitspanne mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt,

    und dass eine Probenkammer (16) vorgesehen ist, in die die Probe (12) von der genannten Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) transportiert wird, zwischen der und der genannten Probenkammer (16) ein Türventil vorgesehen ist, welches in dem vorläufig evakuierten Zustand der betreffenden Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) zur Betrachtung des Bildes geöffnet ist, und aus der die Probe (12) in die genannten Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) nach der Bildbetrachtung transportiert wird,

    wobei die Ultraviolettbestrahlung der Probe (12) in der genannten Zwischenkammer (24) durch die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit (22) vor dem Probentransport in die genannte Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) und/oder nach dem Probentransport aus der betreffenden Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) ausgeführt wird, derart, dass dadurch eine Kontamination auf der Oberfläche der Probe (12) beseitigt ist.
  3. Vorrichtung mit einem geladenen Partikelstrahl, in der ein Bild durch Bestrahlen einer Probe (12) mit einem geladenen Partikelstrom erzeugt wird und von der Probe (12) emittierte sekundär geladene Partikel ermittelt werden,

    dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) vorgesehen ist, in die die Probe (12) transportiert wird und die vorläufig evakuiert wird,

    und dass eine Probenkammer (16) vorgesehen ist, in die die Probe (12) von der Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) transportiert wird, zwischen der und der genannten Probenkammer (16) ein Türventil vorgesehen ist, welches im vorläufig evakuierten Zustand der betreffenden Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) geöffnet ist, um das Bild zu betrachten, und aus der die Probe (12) nach der Bildbetrachtung in die genannte Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) transportiert wird,

    dass eine Ultraviolett-Bestrahlungseinheit (21) vorgesehen ist, die in der genannten Probenkammer (16) angeordnet ist und die eine Oberfläche der in die betreffende Probenkammer (16) transportierten Probe (12) während einer bestimmten Zeitspanne mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt,

    wobei die Ultraviolettbestrahlung der Probe (12) in der genannten Probenkammer (16) durch die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit (21) ausgeführt wird, derart, dass dadurch eine Kontamination auf der Oberfläche der Probe (12) beseitigt ist.
  4. Vorrichtung mit einem geladenen Partikelstrahl nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraviolettbestrahlung der Probe (12) in zumindest einer Kammer der die genannte Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15), die genannte Zwischenkammer (24) und die genannte Probenkammer (16) umfassenden Kammern (15; 24; 16) durch die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit (21; 22) ausgeführt wird, indem entweder Sauerstoff oder Ozon in die entsprechende Kammer (15; 24; 16) eingeleitet wird.
  5. Vorrichtung mit einem geladenen Partikelstrahl nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraviolettbestrahlung der Probe (12) in zumindest einer der die genannte Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15), die genannte Zwischenkammer (24) und die genannte Probenkammer (16) umfassenden Kammern (15; 24; 16) durch die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit (21; 22) unter einem Druck von einem reduzierten Innendruck und einem erhöhten Innendruck der entsprechenden Kammer (15; 24; 16) ausgeführt wird.
  6. Vorrichtung mit einem geladenen Partikelstrahl nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraviolettbestrahlung der Probe (12) durch die genannte Ultraviolett-Bestrahlungseinheit (21; 22) im Zusammenwirken mit dem Transport der Probe (12) ausgeführt wird.
  7. Vorrichtung mit einem geladenen Partikelstrahl nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein gesamter Bereich der Oberfläche der Probe (12) mit den Ultraviolettstrahlen bestrahlt wird.
  8. Vorrichtung mit einem geladenen Partikelstrahl nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraviolett-Bestrahlungseinheit (21; 22) eine Excimer-Lampe enthält.
  9. Verfahren zur Beseitigung einer Kontamination bezüglich einer Vorrichtung mit einem geladenen Partikelstrahl, in der ein Bild durch Bestrahlen einer Probe mit einem geladenen Partikelstrahl erzeugt wird und in der von der Probe emittierte sekundär geladene Partikel ermittelt werden,

    gekennzeichnet durch einen ersten Schritt des Transportierens der Probe (12) in eine Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) und einer vorläufigen Evakuierung der betreffenden Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15), einen zweiten Schritt des Transportierens der Probe (12) in eine Probenkammer (16) im vorläufig evakuierten Zustand der Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) zur Betrachtung des Bildes und sodann des Transportierens der Probe (12) aus der Probenkammer (16) in die Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) nach der Bildbetrachtung,

    und einen dritten Schritt des Bestrahlens der Oberfläche der Probe (12), die in die Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) transportiert ist, während einer bestimmten Zeitspanne mit Ultraviolettstrahlen durch eine Ultraviolett-Bestrahlungseinheit (21), die in der Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) angeordnet ist,

    wobei der dritte Schritt ausgeführt wird, bevor die Probe (12) in die Probenkammer (16) transportiert wird oder/und nach ihrem Transport aus der Probenkammer (16), derart, dass dadurch eine Kontamination auf der Oberfläche der Probe (12) beseitigt wird.
  10. Verfahren zur Beseitigung einer Kontamination bezüglich einer Vorrichtung mit einem geladenen Partikelstrahl, in der ein Bild durch Bestrahlen einer Probe mit einem geladenen Partikelstrahl erzeugt wird und in der von der Probe emittierte sekundär geladene Partikel ermittelt werden,

    gekennzeichnet durch einen ersten Schritt des Transportierens der Probe (12) in eine Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) und des vorläufigen Evakuierees der betreffenden Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15),

    einen zweiten Schritt des Transportierens der Probe (12) in eine Zwischenkammer (24) vor oder/und nach dem Transport der Probe (12) in die Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15),

    einen dritten Schritt des Transportierens der Probe (12) in eine Probenkammer (16) im vorläufig evakuierten Zustand der Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) zur Betrachtung des Bildes und sodann des Transportierens der Probe (12) von der Probenkammer (16) in die Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) nach der Bildbetrachtung

    und einen vierten Schritt des Bestrahlens einer Oberfläche der Probe (12), die in die Zwischenkammer (24) transportiert ist, während einer bestimmten Zeitspanne mittels einer in der Zwischenkammer (24) angeordneten Ultraviolett-Bestrahlungseinheit (22) mit Ultraviolettstrahlen,

    wobei der vierte Schritt vor dem Transport der Probe (12) in die Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) oder/und nach dem Transport der betreffenden Probe (12) aus der Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) ausgeführt wird, derart, dass die auf der Oberfläche der Probe (12) vorhandene Kontamination beseitigt wird.
  11. Verfahren zur Beseitigung einer Kontamination bezüglich einer Vorrichtung mit einem geladenen Partikelstrahl, in der ein Bild durch Bestrahlen einer Probe mit einem geladenen Partikelstrahl erzeugt wird und in der von der Probe emittierte sekundär geladene Partikel ermittelt werden,

    gekennzeichnet durch einen ersten Schritt des Transportierens der Probe (12) in eine Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) und eines vorläufigen Evakuierens der betreffenden Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15),

    einen zweiten Schritt des Transportierens der Probe (12) in eine Probenkammer (16) im vorläufig evakuierten Zustand der Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) zur Betrachtung des Bildes und sodann des Transportierens der Probe (12) aus der Probenkammer (16) in die Vorbereitungs-Evakuierungskammer (15) nach der Bildbetrachtung

    und einen dritten Schritt des Bestrahlens einer Oberfläche der Probe (12), die in die Probenkammer (16) transportiert ist, während einer bestimmten Zeitspanne mittels in der Probenkammer (16) angeordneten Ultraviolett-Bestrahlungseinheit (22) mit Ultraviolettstrahlen, derart, dass die Kontamination auf der Oberfläche der Probe (12) beseitigt wird.
Es folgen 6 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
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