-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ladungsträgerstrahlvorrichtung und insbesondere auf eine Ladungsträgerstrahlvorrichtung zum Detektieren von Rückstreuelektronen, die von einer Probe basierend auf einer Bestrahlung der Probe mit einem Ladungsträgerstrahl emittiert werden.
-
Stand der Technik
-
Eine Ladungsträgerstrahlvorrichtung zum Detektieren von Probeninformationen über eine Bestrahlungsposition durch Bestrahlung einer Probe mit Ladungsträgern als Sondierung und zum Detektieren von Ladungsträgern, die aus der Bestrahlungsposition freigesetzt werden, ist weithin bekannt. So wird beispielsweise in einem Rasterelektronenmikroskop (REM) eine Elektronenstrahlsondierung, die über einer Probe konvergiert, zweidimensional gerastert und Sekundärelektronen (SE) mit einer relativ geringen Energie von 0 bis 50 eV und Rückstreuelektronen (RSE) mit einer breiten Verteilung von 50 eV bis zur Ankunftsenergie eines Primärelektronenstrahls werden detektiert und abgebildet. Es ist allgemein bekannt, dass für SE und RSE basierend auf den zu detektierenden Energiebereichen unterschiedliche Informationen detektiert werden (Energiediskriminierung).
-
So spiegeln beispielsweise SE von mehreren eV Informationen über eine Probenoberfläche und Unebenheiten wider und SE von höherer Energie spiegeln Informationen über das Innere einer Probe wider. Außerdem können mögliche Informationen über die Probenoberfläche widergespiegelt sein. RSE spiegeln Informationen über die Probenzusammensetzung und Kristallinitätsinformationen sowie Informationen über eine tiefere Ebene des Inneren einer Probe wider als SE.
-
In neueren REMs wird neben der Energiediskriminierung von SE und RSE auch die Winkeldiskriminierung betont. Insbesondere deshalb, weil RSE eine höhere Energie als SE haben und weniger anfällig für ein elektrisches Feld aus einer Probe oder ein Magnetfeld eines Primärstrahls sind, erreichen RSE einen Detektor und behalten gleichzeitig eine Winkelverteilung zu dem Zeitpunkt der Emission aus der Probe bei. PTL 1 offenbart ein REM, das selektiv Elektronen, die in eine bestimmte Richtung emittiert werden, detektiert, indem ein Detektorelement axialsymmetrisch um die Lichtachse eines Elektronenstrahls oder in unterschiedlichen relativen Winkeln zur Lichtachse unterteilt wird. Ferner offenbart PTL 2 ein REM, das einen Detektor mit zwei Stufen in Lichtachsrichtung oder Detektoren, die axialsymmetrisch um die Lichtachse oder in unterschiedlichen relativen Winkeln zur Lichtachse unterteilt sind, umfasst. Darüber hinaus offenbart PTL 3 ein Rasterelektronenmikroskop mit einem Rückstreuelektronendetektor, der in horizontaler oder vertikaler Richtung beweglich ist.
-
Entgegenhaltungsliste
-
Patentdokument(e)
-
- PTL 1: JP-A-2013-33671 (entspricht US-Patentoffenlegungsschrift Nr. US 2014/0175279 )
- PTL 2: Japanisches Patent Nr. 5386596 (entspricht US-Patentoffenlegungsschrift Nr. USP 8629395 )
- PTL 3: JP-A-9-320504
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Technisches Problem
-
Wie in PTL 1 und 2 offenbart, ist die Winkeldiskriminierungsdetektion von Elektronen durch Unterteilen eines Detektorelements oder Anordnen von Detektorelementen in zwei Stufen ein Detektionsverfahren, das zum Erfassen spezifischer Informationen über eine Probe geeignet ist. Da jedoch die Größe oder Position eines Detektors in der Entwurfsphase eines REM festgelegt wird, kann der Detektor auch dann, wenn sich ein geeigneter Diskriminierungswinkel gemäß der Form des Musters ändert, die Änderung nicht bewältigen. Wie in PTL 3 dargestellt ist es zudem durch Ausbilden eines Detektors so, dass er beweglich ist, möglich, einen Diskriminierungswinkel in einem gewissen Ausmaß zu ändern. Jedoch ist es nicht möglich, die Größe eines Detektionswinkelbereichs anzupassen. Daher ist es schwierig, einen Diskriminierungswinkelbereich mit hoher Genauigkeit auszuwählen.
-
Im Folgenden wird eine Ladungsträgerstrahlvorrichtung vorgeschlagen, die darauf abzielt, den Diskriminierungswinkelbereich mit hoher Genauigkeit anzupassen.
-
Lösung des Problems
-
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird zur Lösung der obigen Aufgabe eine Ladungsträgerstrahlvorrichtung geschaffen, die umfasst: einen Abtastablenker zum Ablenken eines Ladungsträgerstrahls, der aus einer Ladungsträgerquelle emittiert wird, auf einer Probe, wobei die Ladungsträgerstrahlvorrichtung umfasst: einen ersten Detektor zum Detektieren von Ladungsträgern, die durch Ablenken des Ladungsträgerstrahls auf einer Probe erhalten werden; und einen zweiten Detektor, der zwischen dem ersten Detektor und der Probe angeordnet ist und so gelagert ist, dass er in einer Lichtachsenrichtung des Ladungsträgerstrahls beweglich ist.
-
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
-
Gemäß der vorstehenden Konfiguration können Ladungsträger basierend auf einer hochgenauen Winkeldiskriminierung detektiert werden.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine Darstellung, die einen Abriss eines Rasterelektronenmikroskops zeigt.
- 2 ist eine Ansicht eines YAG-Detektors, betrachtet aus einer Richtung senkrecht zu einer Strahllichtachse.
- 3 ist eine Ansicht einer Detektionsfläche eines YAG-Detektors, betrachtet aus der Richtung der Strahllichtachse.
- 4 ist eine Darstellung, die einen Reflektor zum Umwandeln von aus einer Probe emittierten Elektronen in Sekundärelektronen und einen Detektor zum Detektieren der durch den Reflektor erzeugten Sekundärelektronen zeigt.
- 5 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Rasterelektronenmikroskops zeigt, das mit einem beweglichen Detektor und einem festen Detektor ausgestattet ist.
- 6 ist eine Darstellung, die einen Umriss eines Lochmusters zeigt.
- 7 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Bildverarbeitungseinheit zeigt.
- 8 ist eine Darstellung zum Beschreiben einer Bahn von Elektronen, die aus einer Probe emittiert werden, wenn ein Elektronenstrahl auf einen Bereich gestrahlt wird, der ein Lochmuster aufweist.
- 9 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Detektionsmenge und einem Detektionswinkel von RSE darstellt, wenn ein Elektronenstrahl auf einen Bereich gestrahlt wird, der ein Lochmuster aufweist.
- 10 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Position eines beweglichen Detektors zeigt, wenn RSE unter Verwendung eines beweglichen Detektors detektiert werden.
- 11 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Detektionsmenge und einem Detektionswinkel von RSE zeigt, wenn eine Differenz in der Detektionsmenge der RSE zwischen verschiedenen Materialien in einem bestimmten Detektionswinkelbereich auftritt.
- 12 ist eine Darstellung, die ein Beispiel des selektiven Detektierens von RSE in einem begrenzten Winkelbereich durch Begrenzen des Eintreffens der RSE mit einem spezifischen Winkel auf einen festen Detektor unter Verwendung eines beweglichen Detektors zeigt.
- 13 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozess zum Optimieren der Höhe eines beweglichen Detektors zeigt.
- 14 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines REM mit einem beweglichen Detektor und einem festen Detektor über einer Objektivlinse zeigt.
-
Beschreibung von Ausführungsformen
-
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf eine Ladungsträgerstrahlvorrichtung, die Winkel während der Probenbeobachtung gemäß den Formen eines Musters unterscheiden kann.
-
Die nachstehend beschriebene Ausführungsform beschreibt hauptsächlich ein Rasterelektronenmikroskop, das umfasst: eine Ladungsträgerquelle, die einen Primärladungsträgerstrahl emittiert, eine Fokussierlinse (Objektivlinse), die den von der Ladungsträgerquelle emittierten Primärladungsträgerstrahl auf eine Probe konvergiert, und Detektoren zu Detektieren von Sekundärladungsträgern, die aus einem Bestrahlungspunkt auf der Probe emittiert werden, wobei die Detektoren in mindestens zwei Stufen in Richtung des Primärladungsträgerstrahls angeordnet sind und jeweilige Detektionssignale getrennt verarbeitet werden. Zumindest ein Detektor wird von einem Bewegungsmechanismus getragen, der in Richtung der Lichtachse beweglich ist.
-
RSE spiegeln die Unebenheitsinformationen einer Probe und Informationen über das Innere der Probe in Abhängigkeit von ihren Emissionswinkeln wider. Daher können durch Ausführen einer optimalen Winkeldiskriminierung essentielle Informationen über eine Beobachtungszielprobe visualisiert werden und somit werden die Klärung physikalischer Phänomene der Beobachtungszielprobe, die von einem Anwender beobachtet werden, und die Zweckmäßigkeit drastisch verbessert. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch Bewegen eines Detektors zum Verarbeiten von Detektionssignalen einer oberen Stufe und einer unteren Stufe die Winkeldiskriminierung der RSE gemäß der Form oder der Größe eines Probenmusters durchgeführt werden.
-
Nachfolgend sind Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine Darstellung, die einen Abriss eines Rasterelektronenmikroskops zeigt.
-
Ein Primärstrahl 2 (Elektronenstrahl), der von einer Elektronenkanone 1 durch eine Extraktionselektrode (nicht dargestellt) emittiert wird, wird durch eine Beschleunigungselektrode (nicht dargestellt) beschleunigt. Danach wird der Primärstrahl 2 über eine Kondensorlinse 3, eine Blende 4 oder eine Objektivlinse 5 auf eine Probe 6 eingestrahlt. Abhängig von der Energie zu dem Zeitpunkt der Bestrahlung, der Zusammensetzung der Probe 6, der Kristallinität, dem Potential der Probe, der Unebenheit, der Dicke der Probe, dem Neigungswinkel der Probe (dem Bestrahlungswinkel des Primärelektronenstrahls 2 zu der Probe 6) oder dergleichen emittierte Elektronen aus der Probe 6 emittiert.
-
Die emittierten Elektronen 7 werden von einem Detektor 8 (zweitem Detektor) und einem Detektor 9 (ersten Detektor) detektiert, die koaxial mit der Lichtachse des Primärstrahls 2 angeordnet sind. Das detektierte Signal wird in elektrische Signale umgewandelt und in eine Signalverarbeitungs-CPU 10 eingegeben. Innerhalb der Signalverarbeitungs-CPU wird jedes Signal einem Additions- /Subtraktionsprozess unterzogen und ein Ergebnis davon wird als REM-Bild auf einer GUI (nicht dargestellt) angezeigt. Ferner ist in dem Detektor 8 ein Bewegungsmechanismus 11 bereitgestellt und somit kann der Detektor 8 in Richtung der Lichtachse des Primärstrahls 2 bewegt werden. Obwohl hier nicht dargestellt, sind Komponenten eines REM erforderlich. Beispielsweise sind ein Ausrichter zum Einstellen der Lichtachse des Primärelektronenstrahls 2, eine Ablenkeinheit (ein Abtastablenker) zum Ablenken des Primärelektronenstrahls 2 auf der Probe 6, eine Bildverschiebungseinheit zum Verschieben der Mittenposition des Primärelektronenstrahls auf der Probe 6 und eine Stigmaeinheit zum Korrigieren von Astigmatismus alle in der REM-Säule enthalten.
-
Erste Ausführungsform
-
Nachfolgend wird ein Rasterelektronenmikroskop mit zwei Detektoren beschrieben, wobei mindestens einer der beiden Detektoren ein beweglicher Detektor ist. Die beiden Detektoren weisen Öffnungen zum Durchlassen des Primärstrahls 2 auf und mindestens ein Detektor ist mit einem Bewegungsmechanismus zum Bewegen des Detektors in Richtung der Lichtachse eines Strahls versehen. Zunächst wird der Abriss des Detektors beschrieben. In der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann beispielsweise ein Detektor, der mittels eines Szintillators in Licht umwandelt und dieses weiter in ein elektrisches Signal umwandelt, wie beispielsweise ein Everhart-Thornley (ET) -Detektor, ein Robinson-Detektor oder ein YAG-Detektor, ein Halbleiterdetektor, eine Mikrokanalplatte (MCP) oder eine Elektronenvervielfacherröhre verwendet werden.
-
Eine Ausführungsform mit einem YAG-Detektor wird beschrieben. 2 veranschaulicht das Detektionsprinzip eines YAG-Detektors. Wenn von der Probe 6 emittierte RSE 12 auf einen YAG-Detektor 13 treffen, werden in Abhängigkeit von ihrer Energie m Photonen 14 pro Elektron erzeugt. Die erzeugten Photonen durchlaufen einen Lichtleiter 15 und werden an einer photoelektrischen Oberfläche 17 einer Photovervielfacherröhre 16 in Elektronen umgewandelt. In der Photovervielfacherröhre werden Elektronen 18 verstärkt und in einem Vorverstärker 19 wird ein Signal als Strom extrahiert.
-
3 zeigt die Form eines YAG-Detektors. Ein YAG-Detektor ist axialsymmetrisch in Bezug auf die Lichtachse des Primärelektronenstrahls ausgebildet. Obwohl der Außendurchmesser eines YAG-Detektors nicht besonders beschränkt ist, ist es erwünscht, dass der Durchmesser 50 mm oder weniger beträgt, um eine Konflikte mit einer Struktur in einer Probenkammer zu vermeiden. In der Mitte der Detektoren 8 und 9 sind kreisförmige Löcher bereitgestellt, die der Primärelektronenstrahl durchläuft, und der Durchmesser der Löcher beträgt etwa 1 bis 5 mm. Wie in 4 gezeigt können, anstatt von einer Probe emittierte Elektronen direkt zu detektieren, die von der Probe emittierten Elektronen indirekt detektiert werden, indem eine Kombination eines Reflektors 20 zum Erzeugen von Sekundärelektronen 22 durch die Kollision der von der Probe emittierten Elektronen und des Detektionsteils 21 verwendet wird. Die durch den Reflektor 20 erzeugten Sekundärelektronen 22 werden durch eine Einführungselektrode, an die eine Spannung von etwa 10 kV angelegt ist, auf einen Szintillator 23 beschleunigt, wodurch Licht erzeugt wird.
-
Als Nächstes wird der Bewegungsmechanismus beschrieben. 5 zeigt ein Beispiel, in dem der Detektor 8 und der Detektor 9 zwischen der Objektivlinse 5 und der Probe 6 angeordnet sind. Ferner wird eine Detektionseinheit, die den Detektor 8, den Lichtleiter 15 und die Photovervielfacherröhre 16 enthält, von dem Bewegungsmechanismus 11 getragen.
-
Der Bewegungsmechanismus 11 ist beispielsweise ein Kreuzrollentisch mit einer V-Nut. Wenn ein Anwender eine Taste auf einer GUI drückt, dreht sich ein außerhalb des Vakuums bereitgestellter Knopf 24 und eine Stufe bewegt sich. Die Spezifikationen des Bewegungsmechanismus umfassen beispielsweise einen Bewegungsbetrag von 0 bis 5 mm, eine Knopfdrehung von 0,5 mm, eine Empfindlichkeit von 0,003 mm und eine Lasttragfähigkeit von 1,5 kg. Der Bewegungsmechanismus ist jedoch nicht darauf beschränkt und es ist auch möglich, den oben beschriebenen Bewegungsmechanismus mit einem hochpräzisen Bewegungsmechanismus unter Verwendung eines Antriebsmechanismus wie etwa eines Piezoelements zu kombinieren, und der Knopf 24 kann manuell betätigt werden. Ein Stützelement, das den Detektor 8 trägt, umfasst den Lichtleiter 15. Wie in 5 dargestellt kann der Detektor 8 durch Stützen des Detektors 8 so, dass der Detektor 8 an einem durch die Elektronenstrahlöffnung des Detektors 9 verlaufenden Stützelement aufgehängt ist, bewegt werden, ohne das Stützelement des Detektors 8 zwischen der Detektionsfläche des Detektors 9 und der Probe anzuordnen.
-
Ein Verfahren zum Einstellen von Vorrichtungsbedingungen gemäß dem Typ einer zu beobachtenden Probe ist nachstehend beschrieben. 6 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines tiefen Lochmusters veranschaulicht. Ein Loch 26 ist in einer Probenoberflächenschicht 25 ausgebildet und ein Material, das die Probenoberflächenschicht 25 bildet, ist Silicium. Wolfram 27 ist an dem Boden des Lochs 26 vorgesehen. Wenn die von Wolfram und Silicium emittierten RSE-Mengen miteinander verglichen werden, ist die Emissionsmenge von RSE aus Wolfram aufgrund der Differenz in der Atomzahl größer als die aus Silicium. Wenn man nur die Emissionsmenge von RSE berücksichtigt, muss Wolfram heller sein als Silizium. In Wirklichkeit können jedoch wie in 8 dargestellt Elektronen 29, die unter einem kleinen Winkel in Bezug auf eine Probenoberfläche emittiert werden, zu einem Detektor geleitet werden, ohne mit Hindernissen zu kollidieren, solange die Elektronen 29 aus der Probenoberfläche emittiert werden. Da jedoch von dem Boden des Lochs emittierte Elektronen mit der Seitenwand des Lochs 26 kollidieren, können die Elektronen nicht zu der Probenoberfläche gelangen und somit können die Elektronen nicht detektiert werden. Infolgedessen nimmt die Menge der nachweisbaren Signale im Vergleich zu dem Material, das die Probenoberfläche bildet, selbst für ein Material, das eine relativ große Emissionsmenge an RSE aufweist, ab. Andererseits können Elektronen 28, die unter einem hohen Winkel emittiert werden, selbst dann, wenn die Elektronen von dem Boden des Lochs 26 (Wolfram 27) emittiert werden, zu der Probenoberfläche gelangen, ohne mit der Seitenwand des Lochs 26 zu kollidieren. Wenn Elektronen unter hohem Winkel selektiv detektiert werden können, kann daher ein Bild erzeugt werden, das den Boden des Lochs 26 stärker betont. Obwohl RSE aus der Probenoberfläche unter einem hohen Winkel emittiert werden, kann durch Einschränken des Eintreffens von Elektronen mit niedrigem Winkel an dem Detektor ein Bild erhalten werden, das den Boden des Lochs 26 im Vergleich zu dem Fall, in dem das Eintreffen von Elektronen mit niedrigem Winkel nicht eingeschränkt ist, stärker betont.
-
9 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Emissionswinkel von RSE und der emittierten RSE-Menge darstellt. In 9 entspricht der Winkel von 0 Grad der Richtung der Strahllichtachse. Daten 901 zeigen die Änderung der Signalmenge von RSE mit hohem Winkel (ein relativer Winkel zu der Strahllichtachse ist klein und ein relativer Winkel zu der Probenoberfläche ist groß) und Daten 902 zeigen die Änderung der Signalmenge von RSE mit niedrigem Winkel. Wenn der in 10 dargestellte Detektor 8 bewegt werden kann, um selektiv Elektronen mit hohem Winkel zu detektieren (beispielsweise selektive Detektion von RSE mit Winkeln von 0 bis 10° nahe der Lichtachse), kann eine Beobachtung unter Verwendung eines Bildes, das den Boden eines Lochs stärker betont, durchgeführt werden. Da jedoch der optimale Detektionswinkel in Abhängigkeit von einem Lochdurchmesser 30 oder einer Lochtiefe variiert, ist es wichtig, den Detektor 8 nach oben und unten zu bewegen, um eine geeignete Winkeldiskriminierung vorzunehmen.
-
Wie in 10 dargestellt ist es ferner möglich, den beweglichen Detektor 8 und den ortsfesten Detektor 9 in einer solchen Konfiguration bereitzustellen, dass eine Einstellung eines Winkelbereichs von RSE, die an dem festen Detektor 9 eintreffen, durch Bewegen des beweglichen Detektors 8 ermöglicht wird. Infolgedessen können RSE in einem bestimmten Winkelbereich unter Verwendung des festen Detektors 9 detektiert werden. Der feste Detektor 9 hat eine größere Detektionsfläche und einen größeren Durchmesser als der bewegliche Detektor 8, um eine Detektion von RSE in einem größeren Emissionswinkelbereich zu ermöglichen als der bewegliche Detektor 8.
-
Zum Beispiel kann durch Bewegen des in 10 dargestellten beweglichen Detektors 8 innerhalb eines Bereichs, so dass der Detektor 8 auf einer virtuellen Gerade positioniert werden kann, die einen Elektronenstrahl-Bestrahlungspunkt auf der Probe (den Punkt, an dem sich die Probe und die Strahllichtachse schneiden) und die Detektionsfläche des festen Detektors 9 verbindet, die Größe eines Detektionswinkelbereichs von RSE angepasst werden. Insbesondere kann durch Verwenden des beweglichen Detektors 8, um den Eintreffbereich von RSE teilweise auf den festen Detektor 9 zu beschränken und eine Anpassung des Bereichs zu ermöglichen, die Größe eines Winkelbereichs angepasst werden und somit können RSE mit einem bestimmten Winkel selektiv detektiert werden.
-
Gemäß der in 10 dargestellten Vorrichtung kann durch Bewegen des beweglichen Detektors 8 nach unten der Ankunftswinkelbereich von RSE mit hohem Winkel zum festen Detektor 9 eingeschränkt werden und somit kann der eingeschränkte Winkelbereich angepasst werden. Gemäß einer solchen Konfiguration kann eine Bilderzeugung insbesondere durch angemessenes Blockieren von RSE mit hohem Winkel durchgeführt werden.
-
11 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Emissionswinkel und der Emissionsmenge von RSE zeigt, wenn eine bestimmte Probe mit einem Elektronenstrahl bestrahlt wird. 11 zeigt einen Zustand, in dem der Emissionswinkel und die Emissionsmenge eines Signals 1101, das von einem bestimmten Abschnitt A auf einer Probe emittiert wird, einem Signal 1102, das von einem bestimmten Abschnitt B emittiert wird, ähnlich sind. Um die Leuchtdichtedifferenz (den Kontrast) zwischen dem Abschnitt A und dem Abschnitt B zu verdeutlichen, kann eine selektive Detektion von RSE in einem Winkelbereich, in dem ein gewisser Grad an Signaldifferenz zwischen dem Abschnitt A und dem Abschnitt B vorliegt, betrachtet werden. Wie aus 11 ersichtlich gibt es eine Signaldifferenz zwischen dem Abschnitt A und dem Abschnitt B innerhalb des Emissionswinkelbereichs von 30 bis 70°. Daher kann der Kontrast zwischen dem Abschnitt A und dem Abschnitt B maximiert werden, indem selektiv RSE in dem Emissionswinkelbereich von 30 bis 70° detektiert werden und RSE anderer Winkel davon abgehalten werden, den Detektor zu erreichen.
-
In der vorliegenden Ausführungsform wird, um selektiv RSE von 30 bis 70° zu detektieren, wie in 12 dargestellt der Detektor 8 nach unten in Richtung der Probe bewegt, um den Detektor 8 als Abschirmelement zum Einschränken des Eintreffens von RSEs von 0 bis 30° an dem Detektor 9 zu verwenden 30. Durch eine solche Anpassung kann ein Vorrichtungszustand, der für die Beobachtung der Probe mit Kontrast geeignet ist, durch selektive Detektion von RSE mit relativ geringen Winkeln eingestellt werden. Die Beziehung zwischen dem Bewegungsbetrag und dem Erfassungswinkel hängt von der Größe des Detektors oder einem Abstand zwischen dem Detektor und der Probe ab. Bei der in 12 dargestellten Vorrichtung wurde der Detektionswinkel mittels einer Änderung der Höhe des Detektors 8 um 1 mm um etwa 10° geändert.
-
Als Verfahren zur Winkeldiskriminierung von RSE können Diskriminierungswinkel durch Bewegen eines Detektors in Richtung der Lichtachse angepasst werden. In diesem Fall ist es jedoch schwierig, eine selektive Detektion von RSE mit relativ kleinen Winkeln durchzuführen, wie in 12 dargestellt. Die Winkeldiskriminierung kann auch durch konzentrisches Aufteilen eines Detektors vorgenommen werden. Da jedoch die Form und der Erfassungswinkel eines Detektors in der Entwurfsphase des Detektors festgelegt werden, kann der Detektor auch dann, wenn der angemessene Diskriminierungswinkel sich unterscheidet, die Änderung nicht bewältigen. Darüber hinaus wird im Falle der Aufteilung eines Detektors die Detektionseffizienz an Nahtstellen des Detektors fast 0 und somit funktioniert der Detektor nicht als Detektor.
-
Wie oben beschrieben, kann durch Anordnen von Detektoren in zwei oder mehr Stufen und Bewegen von mindestens einem der Detektoren der Erfassungswinkel von RSE gemäß der zu beobachtenden Probe frei verändert werden.
-
13 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozess zum Einstellen einer optimalen Höhe eines Detektors zeigt. Zunächst wird ein REM-Bild auf der Basis von Elektronen erzeugt, die durch Abtasten mit einem Elektronenstrahl auf einer Probe erhalten werden. Aus dem REM-Bild der Beobachtungszielprobe kennzeichnet eine Bedienperson Punkte zum Messen der RSE-Menge (Helligkeit) (Schritt 1301). Als Nächstes drückt die Bedienperson die „Detektorautomatik-Einstelltaste“ auf einer GUI, die zusammen mit dem REM-Bild auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt wird (Schritt 1302). Dann wird der Detektor in dem REM auf eine Startposition eingestellt und beginnt sich zu bewegen (Schritt 1303). Während sich der Detektor bewegt, wird die Helligkeit der gekennzeichneten Punkte gemessen (Schritt 1304). In jeder Höhenposition wird eine RSE-Detektion unter Verwendung des Detektors 9 durchgeführt, um ein Bild zu erzeugen. Gleichzeitig wird die Leuchtdichte des gekennzeichneten Punktes an jeder Höhenposition in einem vorbestimmten Speichermedium gespeichert. In einem in dem REM bereitgestellten Betriebsprozessor (nicht dargestellt) wird die Helligkeit aus dem Maximalwert und dem Minimalwert von Messergebnissen beispielsweise in 256 Graustufen unterteilt und wie in den 9 und 11 dargestellt wird ein Graph mit dem Winkel auf der horizontalen Achse und den RSE-Mengen auf der vertikalen Achse auf der GUI angezeigt (Schritt 1305).
-
Die Bedienperson bestimmt einen optimalen Erfassungswinkel aus dem in der GUI angezeigten Graphen und wählt den optimalen Erfassungswinkel aus (Schritt 1306). Die Vorrichtung stellt die Höhe des Detektors entsprechend dem ausgewählten optimalen Erfassungswinkel ein (Schritt 1307). Die Größenbeziehung zwischen der oberen Stufe und der unteren Stufe der Detektoren oder des beweglichen Detektors ist nicht auf die oben beschriebenen beschränkt.
-
In dem Ablaufdiagramm von 13 ist das Beispiel beschrieben worden, in dem die Bedienperson Punkte zum Auswerten der Helligkeit auf dem REM-Bild kennzeichnet. Die Auslegung kann jedoch so sein, dass das Rasterelektronenmikroskop automatisch so gesteuert wird, dass es eine vorbestimmte Bedingung erfüllt. Beispielsweise kann eine Steuervorrichtung (Betriebsverarbeitungsvorrichtung) zum Steuern des Rasterelektronenmikroskops eine Bildauswertung basierend auf der vorbestimmten Bedingung vornehmen, um automatisch eine geeignete Höhe des Detektors einzustellen.
-
Wie in 14 dargestellt kann der gleiche Effekt nicht nur durch Anordnen des Detektors zwischen der Objektivlinse und der Probe sondern auch durch Anordnen des Detektors über der Objektivlinse erzielt werden. In dem Beispiel von 14 ist ein beweglicher Detektor 1401, der von dem Bewegungsmechanismus 11 getragen wird, oberhalb der Objektivlinse 5 (näher an der Elektronenquelle als an der Objektivlinse 5) angeordnet und ferner ist ein fester Detektor 1402 näher an der Elektronenquelle angeordnet als der bewegliche Detektor 1401. Wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann in Abhängigkeit von der Position des beweglichen Detektors 1401 der Winkelbereich der auf den festen Detektor 1402 einfallenden RSE angepasst werden.
-
Durch Bewegen des beweglichen Detektors 1401 kann der Einfallswinkelbereich (Größe) auf den festen Detektor 1402 angepasst werden und somit ist es möglich, einen geeigneten Diskriminierungswinkel gemäß Form und Zusammensetzung der Probe oder einer Kombination davon einzustellen. Selbst wenn die Position des beweglichen Detektors geändert wird, ändert sich die Gesamtmenge der auf den beweglichen Detektor und den festen Detektor einfallenden RSE nicht und somit kann eine geeignete Winkeldiskriminierung durchgeführt werden und gleichzeitig die Detektionseffizienz aufrechterhalten wird. Eine Bilderzeugung basierend auf einer Ausgabe des festen Detektors und eine Bilderzeugung basierend auf einer kombinierten Ausgabe des festen Detektors und des beweglichen Detektors werden durchgeführt, um entsprechend dem Beobachtungszweck sowohl ein Bild, das der Detektionseffizienz Vorrang gibt, als auch ein Bild, das basierend auf einer Winkeldiskriminierung erzeugt wird, zu erhalten.
-
7 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Bildverarbeitungseinheit 701 zeigt, die ein Bild basierend auf Ausgaben des festen Detektors und des beweglichen Detektors erzeugt. Mit der Bildverarbeitungseinheit 701 ist ein Endgerät 702 mit einer Anzeigevorrichtung zum Anzeigen eines GUI-Bildschirms oder eines REM-Bilds, einer Eingabevorrichtung zum Eingeben einer Vorrichtungsbedingung und dergleichen verbunden. Die Bildverarbeitungseinheit 702 umfasst einen Betriebsprozessor 703, der eine Bildverarbeitung und dergleichen gemäß einem vorbestimmten Programm ausführt, und einen Speicher 704, der Bilder speichert, die basierend auf erforderlichen Programmen und der Signalerfassung erzeugt werden. In einer Bilderzeugungseinheit des Betriebsprozessors 703 wird ein Bild unter der Bedingung, die auf einer Anweisung aus dem Endgerät 702 basiert, erzeugt. In der Bilderzeugungseinheit kann ein Bild, das mit einem Abtastsignal synchronisiert ist, basierend auf einer Ausgabe des festen Detektors, einer Ausgabe des beweglichen Detektors und einer kombinierten Ausgabe des festen Detektors und des beweglichen Detektors erzeugt werden. Darüber hinaus stellt eine Bildauswertungsabschnitts-Einstellungseinheit Abschnitte innerhalb eines Bildes zum Durchführen einer Signalmengenauswertung basierend auf der Eingabe des Endgeräts 702 ein. Um beispielsweise einen bestimmten Abschnitt der Probe zu betonen, wird Bereich von Interesse (ROI) als der Abschnitt eingestellt. Um den Kontrast zwischen den Abschnitten A und B des Bildes zu betonen, können zwei ROI eingestellt werden. Die Bildauswertungseinheit wertet Bilder der ausgewählten Abschnitte basierend auf dem eingestellten ROI oder Signalwellenformen aus.
-
Die Vorrichtungsbedingungs-Einstellungseinheit spezifiziert eine Position des beweglichen Detektors, die eine vorbestimmte Bedingung erfüllt. Wenn beispielsweise gewünscht wird, den Abschnitt A in Bezug auf den Abschnitt B zu hervorzuheben, wird eine Detektorposition ausgewählt, an der die Leuchtdichtedifferenz zwischen den Abschnitten A und B maximal wird. Ferner kann eine Detektorposition ausgewählt werden, an der die Leuchtdichtedifferenz in Bezug auf eine Basislinie (einen Hintergrund) eines bestimmten Abschnitts maximiert ist. Wenn kein gewünschtes Beobachtungszielmuster in einem Anfangsbild vorhanden ist (unsichtbar) und ein gewünschtes Beobachtungszielmuster sichtbar wird, wenn die Leuchtdichte eines bestimmten Materials verringert wird, kann darüber hinaus eine Position, an der ein Signalbetrag reduziert werden muss, als ein ROI ausgewählt werden und eine Detektorposition, an der der entsprechende ROI den niedrigsten Signalbetrag aufweist und ein Signalbetrag in dem Sichtfeld größer oder gleich einem vorbestimmten Betrag ist, kann ausgewählt werden.
-
Durch Bereitstellen eines Rasterelektronenmikroskops, das den Bereich der Einfallswinkel von Signalen auf den anderen Detektor durch Bewegen eines Detektors anpassen kann, kann die Größe eines Winkeldiskriminierungsbereichs angepasst werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1:
- Elektronenquelle
- 2:
- Primärstrahl
- 3:
- Kondensorlinse
- 4:
- Blende
- 5:
- Objektivlinse
- 6:
- Probe
- 7:
- Emittiertes Elektron
- 8:
- Erster Detektor
- 9:
- Zweiter Detektor
- 10:
- Signalverarbeitungs-CPU
- 11:
- Bewegungsmechanismus
- 12:
- RSE
- 13:
- YAG-Detektor
- 14:
- Photon
- 15:
- Lichtleiter
- 16:
- Photovervielfacher
- 17:
- Photoelektrische Oberfläche
- 18:
- Elektron
- 19:
- Vorverstärker
- 20:
- Reflektor
- 21:
- Detektionsteil
- 22:
- Sekundärelektronen
- 23:
- Szintillator
- 24:
- Knopf
- 25:
- Oberflächenschicht
- 26:
- Loch
- 27:
- Wolfram
- 28:
- Elektronen, die unter hohem Winkel emittiert werden
- 29:
- Elektronen, die unter niedrigem Winkel emittiert werden
- 30:
- Lochdurchmesser
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 2013033671 A [0004]
- US 2014/0175279 [0004]
- JP 5386596 [0004]
- US 8629395 [0004]
- JP 9320504 A [0004]
