CN109314029B - 带电粒子束装置 - Google Patents

带电粒子束装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109314029B
CN109314029B CN201680086707.6A CN201680086707A CN109314029B CN 109314029 B CN109314029 B CN 109314029B CN 201680086707 A CN201680086707 A CN 201680086707A CN 109314029 B CN109314029 B CN 109314029B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sample
imaging device
specimen
charged particle
particle beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680086707.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109314029A (zh
Inventor
小柳宗和
铃木渡
扬村寿英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi High Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi High Technologies Corp filed Critical Hitachi High Technologies Corp
Publication of CN109314029A publication Critical patent/CN109314029A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109314029B publication Critical patent/CN109314029B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/20—Means for supporting or positioning the objects or the material; Means for adjusting diaphragms or lenses associated with the support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/22—Optical or photographic arrangements associated with the tube
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/22—Optical or photographic arrangements associated with the tube
    • H01J37/226—Optical arrangements for illuminating the object; optical arrangements for collecting light from the object
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/261—Details
    • H01J37/265—Controlling the tube; circuit arrangements adapted to a particular application not otherwise provided, e.g. bright-field-dark-field illumination
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/2002—Controlling environment of sample
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/202—Movement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/202—Movement
    • H01J2237/20278—Motorised movement
    • H01J2237/20285—Motorised movement computer-controlled
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/202—Movement
    • H01J2237/20292—Means for position and/or orientation registration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/317—Processing objects on a microscale
    • H01J2237/3174—Etching microareas
    • H01J2237/31745—Etching microareas for preparing specimen to be viewed in microscopes or analyzed in microanalysers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

本发明的带电粒子束装置具备角度与镜体不同的光学摄像装置，其中，在使样本与光学摄像装置相对时，样本有可能与其他部件碰撞。本带电粒子束装置具备：载物台，其承载样本，使样本在样本室内部移动；镜体，其向样本照射带电粒子束而观察样本；第一摄像装置，其从与该镜体不同的角度，观察样本的被照射带电粒子束的面；控制部，其在通过第一摄像装置观察样本时，在使样本从镜体离开后，通过载物台使样本倾斜使得样本与第一摄像装置相对。

Description

带电粒子束装置
技术领域
本发明涉及一种带电粒子束装置。
背景技术
作为带电粒子束装置的一种的扫描型电子显微镜(以下称为SEM)是通过向样本照射从电子源释放的电子束来观察样品的表面像的装置。
在专利文献1中，公开了一种SEM，其为了使SEM和光学显微镜(以下称为OM)的观察角度一致，在进行OM的观察时使样本倾斜。
在专利文献2中，公开了一种SEM，其不是使样本，而是使装备了SEM的镜体和OM的样本室旋转。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平4-106853号公报
专利文献2：日本特开2012-15027号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1的SEM以在IC制造工序中使用为前提。作为观察对象的IC晶元大致均匀地平坦，大小也始终均一，因此能够预先决定样本不与其他构件碰撞那样的样本倾斜的条件。但是，在观察大小、高度不同的样本的通用的SEM中，在样本倾斜时，样本有可能与其他构件碰撞。
在专利文献2的方法中，SEM的镜体和光学显微镜可动。因此，要求SEM的镜体的重量轻，难以装载高性能的镜体。
本发明的目的在于：提供一种带电粒子束装置，其在观察大小、高度不同的样本的情况下，也能够适当地观察样本。
用于解决课题的手段
本发明的一个实施方式的带电粒子束装置具备：载物台，其承载样本，使样本在样本室内部移动；镜体，其向样本照射带电粒子束而观察样本；第一摄像装置，其从与该镜体不同的角度，观察样本的被照射带电粒子束的面；控制部，其在通过第一摄像装置观察上述样本时，在使样本从镜体离开后，通过载物台使样本倾斜，使得样本与第一摄像装置相对。
发明的效果
根据本发明提供一种即使在观察大小、高度不同的样本的情况下也能够适当地观察样本的带电粒子束装置。
附图说明
图1是表示带电粒子束装置的图。
图2是表示SEM的样本的动作的图。
图3是表示视野搜索的步骤的流程图。
图4是表示S303的详细内容的流程图。
图5是表示具备暗箱显微镜的SEM的图。
图6是表示具有凸部的样本的图。
图7是表示判断样本碰撞可能性的步骤的流程图。
图8是表示样本碰撞可能性高的情况下的样本的动作的图。
图9是表示在样本附近具备检测器的SEM的图。
图10是表示样本比摄像装置的视野大的情况下的样本的动作的图。
图11是表示现有的带电粒子束装置的图。
具体实施方式
SEM具有能够使分辨率和倍率比通常的OM高的特征，适合于观察几毫米(mm)～几纳米(nm)的细微构造。在使用SEM高分辨率地观察样本之前，需要在将SEM的倍率设定得低的状态下观察样本，而某种程度地确定希望观察的部位。
但是，SEM的最低倍率比OM大(SEM的视野比OM小)。根据装置结构，作为一个例子，OM的最低倍率是1倍～3倍左右，SEM的最低倍率是10～50倍左右。由于该最低倍率，在用户用SEM观察大的样本的情况下，难以掌握样本的全景，难以识别现在正在用SEM观察的视野是样本的哪个位置。
因此，存在以下的方法，即在SEM的样本室内倾斜地装备OM，对通过OM得到的像(以下称为OM像)和通过SEM得到的像(以下称为SEM像)进行比较，来进行SEM的视野搜索。在该情况下，对于SEM和OM，其观察角度不同。
此外，SEM的“倍率”是指用“以几倍的大小显示正在观察的视野的通过SEM进行的扫描范围”所定义的值。在理论上，通过使SEM像的显示大小变化，能够与视野的大小无关地实现任意的倍率。在本说明书中，假设以固定的大小将SEM像显示在普通大小的PC用监视器上(即如果倍率低，则视野广)，来记载倍率。
在此，对于SEM的电子源，存在热电子型、肖特基型、电场释放型等。在任意的电子源中，都必须防止灯丝(フィラメント)的烧毁、气体向电子源的附着。另外，在低真空区域中，电子束会与残留气体分子碰撞而散射。因此在通过SEM观察样本时，将SEM的镜体、样本室保持为真空。
为了对电子源、镜体、以及样本室进行真空排气，通常的SEM将镜体固定在样本室。因此，镜体为无法相对于样本室移动的构造，电子束的照射方向、照射位置被固定。由此，例如极端地延长样本和镜体之间的距离而加大观察视野是不现实的，SEM的视野存在上限(倍率存在下限)。
通常，SEM的镜体前端的孔径是几毫米(mm)左右。即使在比该孔径大的区域内扫描电子束，电子束也会被镜体遮挡而照射不到样本。由此，SEM的视野的(实用的)上限为几平方毫米(数mm角)(如果用倍率表现，则为10倍～50倍)左右。
在观察几平方厘米(数cm角)以上的样本的情况下，难以通过最大只能取得几平方毫米的视野的SEM掌握样本的全景并识别当前的视野是样本的哪个位置。因此在观察几平方毫米以上的样本的情况下，为了只通过SEM确定希望观察的位置，需要极大的时间。并且，与OM不同，SEM像是黑白像，因此无法观察样本表面的颜色。为了解决这些问题，存在对OM像和SEM像进行比较而进行SEM的视野搜索的方法。
在图11中表示现有的带电粒子束装置的一个例子。在图11的SEM的样本室104设置有朝向与镜体103相同的方向的摄像装置107。此外，摄像装置107也可以不设置在样本室104，而例如设置在未图示的样本更换室等。在载物台102为样本室104的一部分的情况等下，也可以将摄像装置107设置在载物台102。用户通过载物台102使样本101移动到预定的位置(摄像装置107的正下)，拍摄样本101的光学像。
根据该结构，不用卸下样本101、摄像装置107，因此不会发生将样本101承载到载物台102时的机械安装误差的问题。另外，样本101始终存在于样本室的内部，因此也不会产生大气暴露、抽真空等繁杂的操作。
另一方面，在该方法中，必须研究镜体103、检测器106等的配置、形状使得不遮挡摄像装置107的视野。另外，样本101、摄像装置107的高度固定，因此摄像装置107的视野受限。进而，伴随着摄像装置107的设置，SEM整体会大型化。
以下，说明实施例。此外，本实施例所述的“图像”不只包含静止图像，也包含动画(影像)。
实施例1
图1是表示具备SEM和摄像装置的带电粒子束装置的图。带电粒子束装置100具备：载物台102，其承载样本101；镜体103，其向样本101照射电子束；样本室104，其将内部维持为真空；真空泵105，其进行样本室104的抽真空；检测器106，其检测电子、X射线等；摄像装置107，其拍摄光学像；监视器(显示部)110，其显示SEM像、光学像等；控制部108，其控制这些各构成要素。
载物台102为了观察各种形状的样本的任意位置，能够相对于电子束倾斜、旋转、平面移动、上下移动。
作为检测器106，有二次电子检测器、X射线检测器、阴极射线致发光检测器、低真空二次电子检测器、反射电子检测器等。此外，也可以将这些检测器多个组合来具备这些检测器。
摄像装置107拍摄样本101的全景，将通过拍摄取得的光学像保存到控制部108所具备的存储器109中。通过控制部108，将该光学像显示到监视器110。预先使光学像和载物台102的坐标对应起来，由此能够使用摄像装置107拍摄的等倍或低倍率的图像，指定SEM中的观察位置。另外，能够得到无法通过SEM得到的样本101的颜色信息。此外，摄像装置107是能够拍摄光学像的类型即可，例如有OM、CCD照相机、红外线照相机等。
根据以上结构，在将样本101配置在镜体103的正下的状态下就能够进行样本101的拍摄，而不需要使载物台102水平地进行很大移动，因此能够使SEM小型化。此外，在此表示了使载物台102倾斜而拍摄光学像的例子，但也可以使载物台102保持水平地直接拍摄光学像。
在此，存在以下的问题，即如图1所示，由于摄像装置107和镜体103的距离近，摄像装置107的视野被镜体103等遮挡。另外，在使载物台102保持水平地直接进行摄像装置107的拍摄的情况下，镜体103和摄像装置107观察角度不同，因此必须在拍摄后进行修正。
另外，在使载物台102倾斜而拍摄光学像的情况下，如果样本的高度、大小固定，则能够预先决定样本101不与其他构件碰撞的样本倾斜的条件。但是，在观察大小、高度不同的样本的通用的SEM中，在样本倾斜时，样本有可能与其他构件碰撞。
图2是表示SEM的样本的动作的图。图2的(A)表示用SEM观察样本101的情况。为了高分辨率地观察样本101，理想的是工作距离(物镜前端和样本之间的距离)短，因此以使样本101和镜体103接近的方式进行配置。另一方面，在该例子中，摄像装置107的视野111被镜体103限制。因此，无法通过摄像装置107观察样本101的全景。
另外，在SEM中，有时以通过倾斜效果来增加信号量、向无法从正上照射电子束的凹凸部的侧面照射电子束、立体地观察样本101等为目的，使样本101向检测器106侧倾斜。在图2的(A)中，用虚线表示向检测器106侧倾斜的状态的样本101。在这样的情况下，无法通过摄像装置107观察样本101的表面。
为了通过摄像装置107观察样本101，可以考虑使样本101向摄像装置107侧倾斜。在图2的(B)中表示使样本101向摄像装置107一侧倾斜的情况的示意图。在该例子中，如果使样本101倾斜，则样本101的端部与检测器106碰撞，因此无法使样本101充分地倾斜。
接着，在图2的(C)中表示本实施例中的样本101的动作的示意图。在通过摄像装置107观察样本101的情况下，控制部108通过载物台102使样本101移动使得样本101进入到摄像装置107的视野111内。首先，降低样本101的位置(向从镜体103离开的方向移动)，由此样本101进入到摄像装置107的视野111内。此外，在此，假设使样本101移动到正下，但也可以与样本101的水平移动组合地，使样本101位于摄像装置107的视野111内。
另外，只是进行图2的(C)中的移动，SEM和摄像装置107的观察角度不同，光学像会失真，因此在拍摄后必须进行修正。因此，在图2的(D)中表示样本101的进一步的动作的示意图。在通过摄像装置107观察样本101的情况下，控制部108使样本101倾斜使得样本101与摄像装置107相对。这时，理想的是调整样本101的上下位置，使得样本101不与SEM内部的构成要素碰撞。
接着，使用图3说明本实施例的视野搜索的步骤。
S301：用户将样本101承载到载物台102。在载物台102能够从样本室104进行拆装的情况下，将载物台102固定到样本室104。
S302：控制部108向真空泵105发出指示，进行样本室104的抽真空。
S303：控制部108例如如图2的(D)所示，使载物台102移动到能够通过摄像装置107进行样本101的拍摄的位置。
S304：控制部108指示摄像装置107拍摄样本101的光学像，将该光学像存储到存储器109中。
S305：控制部108在判断为光学像的亮度不足、判断为光学像的存储失败的情况下，再次返回到S304，进行摄像装置107对样本101的再拍摄。此外，在此假设控制部108读出光学像的信息而判断是否需要再拍摄，但例如也可以将光学像显示到监视器110，让用户判断是否需要再拍摄。
S306：控制部108在判断为不需要光学像的再拍摄的情况下，向载物台102发出指示，使样本101移动到SEM观察位置(例如镜体103的正下等)。即，使样本101倾斜而与镜体103相对，使其接近镜体103。
S307：控制部108向镜体103、其他SEM的构成要素发出指示，开始样本101的低倍率的观察。
S308：控制部108将存储在存储器109中的光学像和通过检测器106等得到的SEM像显示到监视器110。
S309：用户根据显示在监视器110的光学像，指定希望通过SEM观察的位置。
S310：控制部108使载物台102移动使得SEM的视野成为在S309中指定的位置。
S311：用户判断是否能够通过SEM观察在光学像上指定的位置。例如在光学像有坐标偏差，与SEM像不一致的情况下，返回到S303，重新进行光学像的拍摄。在能够通过SEM观察根据光学像指定的位置的情况下，视野搜索结束，开始通常的SEM观察。
接着，使用图4说明S303的详细的流程。
控制部108判断是否使载物台102移动(S401)。在判断为需要使其移动的情况下前进到S402，在判断为不需要的情况下前进到S403。控制部108在预先知道样本的大小的情况(例如后述的实施例2那样的情况)下，既可以根据样本的大小来进行判断，也可以根据用户的指示而使其移动。此外，在需要根据带电粒子束装置100的布局等而进行移动的情况下，也可以省略该步骤。
在S402中，控制部108使载物台102从镜体103离开预定距离。
接着，控制部108使载物台102倾斜预定角度而与摄像装置107相对(S403)。然后，控制部108转移到S304。
此外，S402的预定距离以及S403的预定角度既可以是与带电粒子束装置100的布局对应的特有的值，也可以是根据样本101的大小而决定的值，还可以是根据其他各种条件而现场计算出的值。另外，这些数据既可以存储在存储器109中，也可以存储在控制部108外的存储装置中。
以上是SEM的视野搜索的步骤。此外，也可以在S308中只显示光学像，在让用户指定了观察位置后，开始SEM观察。除此以外，可以进行步骤的追加/删除/替换/变更等。
根据本实施例，不需要在摄像装置107的拍摄和SEM的观察之间重新装载样本，另外不需要重复进行释放大气(大気開放)/抽真空，就能够取得光学像，因此提高了观察效率。不实施释放大气的处理，因此能够防止样本101因大气而变质。另外，在向样本室104倾斜的状态下设置摄像装置107，因此能够使样本室104小型化。另外，在通过摄像装置107拍摄样本101时，通过载物台102使样本102倾斜使其与摄像装置107相对，因此光学像不产生失真。进而，控制部108在使样本101和镜体103离开预定距离后使样本101倾斜，因此，即使是大小等不定的样本，也能够降低在倾斜时样本与其他构成要素碰撞的可能性。
实施例2
在实施例2中，说明具备多个摄像装置的带电粒子束装置。
为了如上述那样在SEM中得到高分辨率，理想的是样本101和镜体103之间的距离短。但是，只根据SEM像无法正确地判断样本101和镜体103之间的距离。因此，通过在样本室104的侧面设置与摄像装置107不同的摄像装置，从正侧面(真横)观察样本101，来判断样本的上下位置。
图5的(A)是实施例2的带电粒子束装置的概要图，图5的(B)是实施例2的带电粒子束装置的立体图。该带电粒子束装置100除了图1所示的结构以外，还具备从与镜体103、摄像装置107不同的方向观察样本室104内部的第二摄像装置。在此，将第二摄像装置作为暗箱显微镜(チャンバースコープ)501来说明。暗箱显微镜501从与镜体103的光轴大致垂直的方向，使样本101、载物台102、检测器106等收敛在其视野内。此外，也可以设置多个暗箱显微镜501而从各个方向进行观察。
在实施例1中，表示了样本101是平坦的例子，但有时实际的样本具有凹凸。在图6中表示通过实施例1的方法由摄像装置107拍摄具有凸部601的样本101时的示意图。在凸部601的凸出量大的情况下，即使如在图2的(D)中说明的那样在使样本101下降后使其倾斜，凸部601也有可能与其他构成要素碰撞。即使不存在凸部601，例如在样本101的直径大的情况下也同样。
镜体103除了由于从正上俯视样本101以外，还由于SEM像的视野小，所以当然难以根据SEM像判断样本101的凸出量，难以发现凸部601。
虽说摄像装置107也被稍微倾斜地设置，但是从上方观察样本101，难以判断凸部601的凸出量。另外，在实施例1中，没有设想因为在摄像装置107进行拍摄之前样本101就倾斜，因此在使样本倾斜之前使用摄像装置107判断凸部601的凸出量。
因此，实施例2中的SEM在为了通过摄像装置107拍摄光学像而使样本101倾斜时，通过暗箱显微镜501观察样本101的侧面，由此能够确认不会引起样本101(的凸部601)与镜体103等构成要素的碰撞。在实施例2中，暗箱显微镜501的视野602容纳样本101、镜体103、检测器106，但也可以根据需要增大、或缩小该视野。
使用图7所示的流程图说明本实施例的暗箱显微镜501的使用方法。
S701～S702：与S301～S302相同。
S703：控制部108根据拍摄所得的暗箱显微镜501的视野602内的图像，判断是否会引起样本101与其他构成要素的碰撞。在此，既可以将暗箱显微镜501的图像显示到监视器110，由用户判断碰撞可能性，也可以通过利用图像处理等，而由控制部108判断碰撞可能性。
S704：在不会引起样本101与其他构成要素的碰撞的情况(碰撞可能性低的情况)下，将样本101移动到摄像装置107的拍摄位置(与S303相同)。此后的流程与图3相同。
S705：在有可能引起样本101与其他构成要素的碰撞的情况(碰撞可能性高的情况)下，控制部108停止载物台102的动作。然后，将摄像装置107的拍摄位置变更为不引起碰撞的位置。在该情况下，作为一个例子，可以考虑控制部108使样本101和镜体103之间的距离进一步加大和/或减小样本101向摄像装置107的倾斜角度等。然后，转移到S704。
以上是本实施例的暗箱显微镜501的使用方法。此外，在实施例2中，在判断为会引起样本碰撞的情况下，停止载物台102的动作，但也可以在进行控制使得不引起碰撞后，继续使载物台102移动。另外，也可以通过暗箱显微镜501测量样本101的最高位置及其高度，预先调整摄像装置107的拍摄位置。进而，也可以在碰撞可能性的高低的判断不充分的情况、与该判断对应的距离、角度的计算有错误的情况下，每次进行微调整。
如果如上述那样调整摄像装置107的拍摄位置，则摄像装置107与样本101之间的位置关系变得不定。在图8中表示调整了拍摄位置的情况的概要图。
为了使样本101的凸部601不与其他构成要素碰撞，可以考虑使样本101移动使其从摄像装置107离开的方法(101(a))、使样本101水平移动的方法(101(b))、使样本101向正下下降的方法(101(c))。在101(a)的情况下，摄像装置107与样本101之间的距离变化，因此光学像与通常相比变小，光学像与SEM像产生倍率的偏差。在101(b)的情况下，光学像与SEM像产生坐标的偏差。在101(c)的情况下，光学像与通常相比变小，光学像与SEM像产生倍率的偏差，并且光学像与SEM像产生坐标的偏差。因此，在本实施例中，理想的是通过控制部108修正因拍摄位置的调整造成的光学像与SEM像之间的偏差。
根据以上结构，即使在凹凸很大的样本、直径大的样本中，也能够使样本与其他构成要素不碰撞地根据光学像进行SEM像的视野搜索。
实施例3
在实施例3中，使用图9说明在实施例1或实施例2所说明的SEM中设置能够插拔的检测器的SEM。
在通常的SEM、特别是外镜型SEM(Out-lens SEM)中，反射电子检测器901、透射电子检测器902被配置在样本的正上或正下。特别地，反射电子检测器901被配置在镜体103和样本101之间。
在图9的(A)的情况下，摄像装置107的视野111被反射电子检测器901遮挡，无法使样本101收敛在视野内。另外，与镜体103等相比，将反射电子检测器901配置在与样本101近的距离，因此使样本101倾斜时的碰撞的可能性高。
透射电子检测器902不遮挡摄像装置107的视野111。但是，在使样本101上下移动时、倾斜时，样本101或支撑样本101的载物台102的下面有可能与透射电子检测器902碰撞。
因此，在实施例3中，能够使反射电子检测器901和透射电子检测器902从镜体103的光轴避开。控制部108如图9的(B)所示那样，在使用摄像装置107时使各检测器避开。也可以与实施例2组合地使用暗箱显微镜，由此判断样本、各检测器的高度的同时使各检测器避开。
根据以上结构，在镜体103的光轴上配置检测器的SEM中，也能够不引起样本101和载物台102与各检测器等的碰撞地进行摄像装置107的拍摄。
实施例4
在实施例4中，说明能够对直径大的样本拍摄光学像的SEM。
摄像装置107能够通过SEM进行低倍率的拍摄，但摄像装置的视野111也存在上限。直径比摄像装置107的视野111大的样本无法一次拍摄其全景。
因此，在实施例4中，在使用直径大的样本的情况下，在使样本101倾斜后，使其旋转的同时进行拍摄，由此针对样本101的全景取得光学像。在图10中表示实施例4的光学像的取得方法。
控制部108在样本101的直径比摄像装置107的视野111大的情况下，在使样本101与摄像装置107相对的状态下，使样本101旋转的同时取得光学像。此外，此处的“使其旋转的同时”包括使样本101连续地旋转的同时取得光学像的情况、重复进行使样本101旋转预定的角度后停止而取得光学像并再次使样本101旋转预定的角度后停止的步骤的情况。
在图10的(A)中，取得了凸部601附近的光学像。然后，通过使样本101逆时针旋转，能够如图10的(B)那样取得凸部601附近以外的光学像。以下，通过持续进行样本101的旋转直到样本旋转一周为止，能够对样本101的全景取得光学像。
此外，在实施例4中以使用直径大的样本为前提，引起使样本倾斜时的碰撞的可能性高。因此，通过与实施例1、2或3的方法组合，能够避免样本的碰撞。
以上，在各实施例中，以具备SEM和摄像装置的带电粒子束装置为例子进行了说明，但并不限于此。例如也可以将SEM的部分置换为透射型电子显微镜(TEM)，另外也可以进而具备切片机、离子铣削装置、FIB等用于加工样本101的设备。
附图标记
101：样本；102：载物台；103：镜体；104：样本室；105：真空泵；106：二次电子检测器；107：摄像装置；108：控制部；109：存储器；110：监视器；111：摄像装置的视野；501：暗箱显微镜；601：凸部；602：暗箱显微镜的视野；901：反射电子检测器；902：透射电子检测器。

Claims (10)

1.一种带电粒子束装置，其特征在于，具备：
载物台，其承载样本，使上述样本在样本室内部移动；
镜体，其向上述样本照射带电粒子束；
第一摄像装置，其从与上述镜体不同的角度，观察上述样本的被照射带电粒子束的面；
控制部，其在通过上述第一摄像装置观察上述样本时，在使上述样本从上述镜体离开后，通过上述载物台使上述样本倾斜，使得上述样本与上述第一摄像装置相对；以及
第二摄像装置，其观察上述样本的侧面，
在使上述样本与上述第一摄像装置相对时，上述控制部根据通过上述第二摄像装置得到的图像，判断上述样本与其他部件的碰撞可能性。
2.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，
具备：
显示部，
在使上述样本与上述第一摄像装置相对时，上述控制部将通过上述第二摄像装置得到的图像显示在上述显示部。
3.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，
在判断为上述样本与其他部件的碰撞可能性高的情况下，上述控制部控制由上述载物台进行的上述样本的移动，使得上述样本从上述第一摄像装置进一步离开。
4.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，
在通过上述第一摄像装置观察上述样本时，上述控制部根据上述样本的位置来修正上述第一摄像装置的倍率或坐标。
5.一种带电粒子束装置，其特征在于，具备：
载物台，其承载样本，使上述样本在样本室内部移动；
镜体，其向上述样本照射带电粒子束；
第一摄像装置，其从与上述镜体不同的角度，观察上述样本的被照射带电粒子束的面；
控制部，其在通过上述第一摄像装置观察上述样本时，在使上述样本从上述镜体离开后，通过上述载物台使上述样本倾斜，使得上述样本与上述第一摄像装置相对，
在上述样本比上述第一摄像装置的视野大的情况下，上述控制部通过上述载物台使上述样本旋转的同时通过上述第一摄像装置观察上述样本。
6.一种样本的观察方法，其使用通过从镜体向样本照射带电粒子束而得到的像、通过相对于上述样本在与上述镜体不同的方向上具备的第一摄像装置得到的上述样本的被照射带电粒子束的面的光学像，该样本的观察方法的特征在于，
在通过上述第一摄像装置观察上述样本时，在使上述样本从上述镜体离开后，使上述样本倾斜使得上述样本与上述第一摄像装置相对，
通过第二摄像装置观察上述样本的侧面，
在使上述样本与上述第一摄像装置相对时，根据通过上述第二摄像装置得到的图像，判断上述样本与其他部件的碰撞可能性。
7.根据权利要求6所述的样本的观察方法，其特征在于，
在为了通过上述第一摄像装置观察上述样本，而使上述样本与上述第一摄像装置相对时，将通过上述第二摄像装置得到的图像显示在显示部。
8.根据权利要求6所述的样本的观察方法，其特征在于，
在判断为上述样本与其他部件的碰撞可能性高的情况下，使上述样本从上述第一摄像装置进一步离开。
9.根据权利要求6所述的样本的观察方法，其特征在于，
根据上述样本的位置来修正上述第一摄像装置的倍率或坐标。
10.一种样本的观察方法，其使用通过从镜体向样本照射带电粒子束而得到的像、通过相对于上述样本在与上述镜体不同的方向上具备的第一摄像装置得到的上述样本的被照射带电粒子束的面的光学像，该样本的观察方法的特征在于，
在通过上述第一摄像装置观察上述样本时，在使上述样本从上述镜体离开后，使上述样本倾斜使得上述样本与上述第一摄像装置相对，
在上述样本比上述第一摄像装置的视野大的情况下，使上述样本旋转的同时通过上述第一摄像装置观察上述样本。
CN201680086707.6A 2016-06-17 2016-06-17 带电粒子束装置 Active CN109314029B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2016/068027 WO2017216941A1 (ja) 2016-06-17 2016-06-17 荷電粒子線装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109314029A CN109314029A (zh) 2019-02-05
CN109314029B true CN109314029B (zh) 2020-10-16

Family

ID=60663069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680086707.6A Active CN109314029B (zh) 2016-06-17 2016-06-17 带电粒子束装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10872744B2 (zh)
JP (1) JP6462188B2 (zh)
CN (1) CN109314029B (zh)
DE (1) DE112016006875B4 (zh)
WO (1) WO2017216941A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112189249B (zh) * 2018-05-15 2024-05-07 株式会社日立高新技术 电荷粒子线装置、试样加工方法和观察方法
JP7008650B2 (ja) 2019-02-01 2022-01-25 日本電子株式会社 荷電粒子線システム及び走査電子顕微鏡を用いた試料測定方法
JP7065253B2 (ja) * 2019-03-12 2022-05-11 株式会社日立ハイテク 荷電粒子線装置
US11747292B2 (en) 2019-03-20 2023-09-05 Hitachi High-Tech Corporation Charged particle beam apparatus
CN116560062B (zh) * 2023-07-10 2023-10-03 南京凯视迈科技有限公司 显微镜对焦防碰撞控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6172363B1 (en) * 1996-03-05 2001-01-09 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for inspecting integrated circuit pattern
CN104364877A (zh) * 2012-06-08 2015-02-18 株式会社日立高新技术 带电粒子束装置

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0530279Y2 (zh) * 1987-04-17 1993-08-03
JPH04106853A (ja) * 1990-08-28 1992-04-08 Jeol Ltd 走査電子顕微鏡
US5481111A (en) * 1994-01-03 1996-01-02 Philips Electronics North America Corporation Electron microscope having a goniometer controlled from the image frame of reference
JPH106853A (ja) 1996-06-24 1998-01-13 Teruo Shimura 乗用車用左右視ミラー機構
US5734164A (en) 1996-11-26 1998-03-31 Amray, Inc. Charged particle apparatus having a canted column
US7297945B2 (en) * 2003-12-05 2007-11-20 Hitachi High-Technologies Corporation Defective product inspection apparatus, probe positioning method and probe moving method
JP5010149B2 (ja) * 2006-01-23 2012-08-29 株式会社トプコン 微細領域撮像装置
SG178791A1 (en) * 2006-02-21 2012-03-29 Nikon Corp Pattern forming apparatus, mark detecting apparatus, exposure apparatus, pattern forming method, exposure method and device manufacturing method
JP4979246B2 (ja) * 2006-03-03 2012-07-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ 欠陥観察方法および装置
JP2008107226A (ja) * 2006-10-26 2008-05-08 Jeol Ltd 試料作成装置
EP2003526A1 (en) * 2007-06-13 2008-12-17 Carl Zeiss SMT Limited Method and device for controlling and monitoring a position of a holding element
WO2010047378A1 (ja) 2008-10-24 2010-04-29 株式会社 日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置
JP5325531B2 (ja) 2008-10-28 2013-10-23 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置
JP5205306B2 (ja) * 2009-02-27 2013-06-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ 走査型電子顕微鏡
JP5517790B2 (ja) * 2010-07-02 2014-06-11 株式会社キーエンス 拡大観察装置
DE102010041678B4 (de) * 2010-09-29 2023-12-28 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Teilchenstrahlgerät mit einem Probenträger
US20130335817A1 (en) * 2011-01-05 2013-12-19 Shinichiro Isobe Multiple light source microscope
JP6049991B2 (ja) * 2011-09-20 2016-12-21 株式会社日立ハイテクサイエンス 複合荷電粒子ビーム装置
JP5789055B2 (ja) * 2011-09-28 2015-10-07 ハイジトロン, インク.Hysitron, Inc. 複数自由度ステージを含むテストアセンブリ
EP2811506B1 (en) 2013-06-05 2016-04-06 Fei Company Method for imaging a sample in a dual-beam charged particle apparatus
JP5464535B1 (ja) * 2013-07-23 2014-04-09 株式会社日立ハイテクノロジーズ Ｅｂｓｄ検出器で所望箇所を容易に分析できる荷電粒子線装置およびその制御方法
WO2015030271A1 (ko) * 2013-08-28 2015-03-05 한국기초과학지원연구원 투과전자현미경에서의 다목적 3차원 이미징을 위한 시료스테이지 및 시료 홀더의 정밀제어장치
JP6290559B2 (ja) * 2013-09-03 2018-03-07 株式会社日立ハイテクサイエンス 断面加工観察方法、断面加工観察装置
EP2899743B1 (en) 2014-01-27 2016-09-21 Fei Company Correlative optical and charged particle microscope
GB201402318D0 (en) * 2014-02-11 2014-03-26 Oxford Instr Nanotechnology Tools Ltd Method for materials analysis
JP6727024B2 (ja) * 2016-04-28 2020-07-22 株式会社日立ハイテク 荷電粒子線装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6172363B1 (en) * 1996-03-05 2001-01-09 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for inspecting integrated circuit pattern
CN104364877A (zh) * 2012-06-08 2015-02-18 株式会社日立高新技术 带电粒子束装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6462188B2 (ja) 2019-01-30
CN109314029A (zh) 2019-02-05
US20190148105A1 (en) 2019-05-16
WO2017216941A1 (ja) 2017-12-21
JPWO2017216941A1 (ja) 2019-01-24
DE112016006875B4 (de) 2022-05-12
DE112016006875T5 (de) 2019-02-28
US10872744B2 (en) 2020-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109314029B (zh) 带电粒子束装置
US9741531B2 (en) Charged particle beam device enabling facilitated EBSD detector analysis of desired position and control method thereof
CN106941065B (zh) 样品位置对准方法和带电粒子束装置
US10867771B2 (en) Electron microscope and specimen tilt angle adjustment method
JP5296578B2 (ja) 電子顕微鏡の自動試料傾斜装置
JP2005114578A (ja) 試料作製方法および試料作製装置ならびに試料観察装置
US11087953B2 (en) Moveable detector
JP4004490B2 (ja) 走査型電子顕微鏡装置
JP6775003B2 (ja) 荷電粒子線装置
JP2002270127A (ja) 電子線装置用データ処理装置、電子線装置のステレオ測定方法
TWI809319B (zh) 圖像調整方法及帶電粒子束系統
JP7061192B2 (ja) 荷電粒子線装置
JPH08273578A (ja) 走査型電子顕微鏡装置
JP6764953B2 (ja) 荷電粒子線装置
JP5502794B2 (ja) 電子顕微鏡
TW202115759A (zh) 聚焦離子束裝置
US11742172B2 (en) Charged particle beam device and control method thereof
JP2011076960A (ja) 電子顕微鏡における薄膜試料位置認識装置
JP2006040768A (ja) 電子顕微鏡
JP5409511B2 (ja) 電子顕微鏡、および電子顕微鏡の光軸調整方法
JP2003207469A (ja) 電子プローブマイクロアナライザ
JP2006040761A (ja) 荷電粒子線装置
JP2009026620A (ja) 小型カラム電子顕微鏡複合装置及び欠陥観察方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant