DE112017007862T5

DE112017007862T5 - Ladungsträgerstrahlvorrichtung

Info

Publication number: DE112017007862T5
Application number: DE112017007862.8T
Authority: DE
Inventors: Tomohiko Ogata; Masaki Hasegawa; Katsunori Onuki; Noriyuki Kaneoka; Hisaya Murakoshi
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2017-09-20
Publication date: 2020-04-30
Anticipated expiration: 2037-09-21
Also published as: JPWO2019058440A1; WO2019058440A1; JP6909859B2; US11107655B2; DE112017007862B4; US20200279714A1

Abstract

Um den Defektkontrast in einer Ladungsträgerstrahlvorrichtung, die Ladungsträger direkt oberhalb einer Probe umkehrt und die Elektronen beobachtet, zu optimieren, ist diese Ladungsträgerstrahlvorrichtung mit einer Ladungsträgerquelle (20), einer Elektronenkanonensteuervorrichtung (41), die eine erste Spannung an die Ladungsträgerquelle anlegt, einer Substratspannungssteuervorrichtung (44), die eine zweite Spannung an eine Probe (30) anlegt, einem optischen Bildbildungssystem, das eine Abbildungslinse (22) zum Abbilden von Ladungsträgern, die aus der Richtung der Probe auftreffen, enthält, einem Detektor, der eine Kamera (32) zum Detektieren der Ladungsträger enthält, und einer Bildverarbeitungsvorrichtung (45), die das detektierte Signal verarbeitet, ausgestattet, wobei das optische Abbildungssystem konfiguriert ist, Sekundärelektronen, die aus der Probe emittiert werden, nicht abzubilden, sondern ein Bild mit Spiegelelektronen bildet, die durch das elektrische Feld, das auf der Probe mit Hilfe der Potentialdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Spannung gebildet ist, zurückgestoßen werden. Die Bildverarbeitungsvorrichtung (45) erzeugt ein Steuersignal zum Steuern der Potentialdifferenz auf der Basis des erfassten Signals und optimiert den Defektkontrast durch Steuern der Reflexionsfläche der Spiegelelektronen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ladungsträgerstrahlvorrichtung und ein Verfahren zum Anpassen der Ladungsträgerstrahlvorrichtung und insbesondere auf eine Technik, die zum stabilen Erfassen eines hochauflösenden Bilds in einem Mikroskop unter Verwendung von Ladungsträgern, die unmittelbar vor einer Probe reflektiert worden sind und in einem Spiegelzustand sind, geeignet ist.
Stand der Technik
Eine Ladungsträgerstrahlvorrichtung ist konfiguriert, einen Ladungsträgerstrahl, der aus einer Ladungsträgerquelle freigesetzt wird, zu einer Probe zu emittieren. Der Ladungsträgerstrahl ist ein Elektronenstrahl, ein lonenstrahl oder dergleichen. Unter solchen Vorrichtungen ist eine Vorrichtung, die eine optische Bestrahlungssäule und eine optische Abbildungssäule aufweist. Insbesondere wird ein Elektronenmikroskop, das einen Mechanismus zum Verwenden von Elektronen als Ladungsträger aufweist, um ein negatives Potential, das niedriger ist als ein Beschleunigungspotential, an eine Probe anzulegen, Verursachen, dass ein Elektronenstrahl unmittelbar vor der Probe reflektiert wird, Verwenden der reflektierten Elektronen, um ein Abbilden auszuführen, als ein Spiegelelektronenmikroskop bezeichnet. In dem Spiegelelektronenmikroskop ist ein Verfahren zum Anpassen eines Beschleunigungspotentials und eines Probenpotentials wichtig und das Einstellen der Potentiale auf geeignete Potentiale trägt zu einer Verbesserung der Auflösung und des Kontrasts eines Ziel, das beobachtet werden soll, bei.
Die Patentliteratur 1 offenbart eine Spiegelelektronenmikroskoptechnik zum Steuern einer Reflexionsfläche, um den Kontrast eines Zieldefekts zu verbessern, und eine Technik zum Verwenden eines Energiefilters, um eine Energieverteilung eines Elektronenstrahls, der durch eine Elektronenquelle emittiert wird, zu steuern, um den Kontrast des Defekts zu verbessern. Außerdem offenbart die Patentliteratur 2 eine Technik zum Steuern eines Beschleunigungspotentials eines Elektronenstrahls und eines Probenpotentials, um den Kontrast eines Bilds einer geladenen Probe, das unter Verwendung von Spiegelelektronen und Sekundärelektronen gebildet ist, zu verbessern.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung Offenlegungs-Nr. 2007-207688
Patentliteratur 2: Japanisches Patent Nr. 5744248

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In einem in der Patentliteratur 1 offenbarten Verfahren ist es, um ein Probenpotential für eine optimale Reflexionsfläche festzulegen, jedoch notwendig, dass ein Ergebnis, das durch eine Person bestimmt wird, die ein Bild betrachtet, in eine Vorrichtung eingegeben wird, und es ist ein Problem vorhanden, dass zwischen Menschen Variationen auftreten. Das in Patentliteratur 2 offenbarte Verfahren dient zum Steuern einer Reflexionsfläche über ein Bilderfassungsverfahren unter Verwendung von Sekundärelektronen und Spiegelelektronen, und es ist kein Verfahren zum Verbessern des Kontrasts eines Bilds unter aktiver Verwendung eines Bilds, das nur unter Verwendung von Spiegelelektronen gebildet ist. Darüber hinaus beschreibt die Patentliteratur 2 die Tatsache, dass ein Gebiet, in dem Spiegelelektronen und Sekundärelektronen existieren, exzellent ist. Die Patentliteratur 2 offenbart jedoch kein Verfahren zum Auswählen eines optimalen Werts für das Gebiet und offenbart kein Verfahren zum automatischen Anpassen einer Reflexionsfläche, um Abbilden unter den besten Bedingungen auszuführen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Ladungsträgerstrahlvorrichtung zu schaffen, die die vorstehenden Probleme lösen kann, eine Reflexionsfläche basierend auf einem Signal, das durch eine Vorrichtung erfasst werden kann, steuern kann und den Kontrast eines Defekts optimieren kann.
Lösung der Aufgabe
Um die Aufgabe zu lösen, enthält eine Ladungsträgerstrahlvorrichtung gemäß der Erfindung eine Ladungsträgerquelle, die Ladungsträger emittiert, eine erste Stromquelle, die eine erste Spannung an die Ladungsträgerquelle anlegt, eine zweite Stromquelle, die eine zweite Spannung an eine Probe anlegt, ein optisches Abbildungssystem, das Ladungsträger, die aus einer Richtung, in der die Probe vorhanden ist, einfallen, abbildet, und einen Detektor, der in dem optischen Abbildungssystem installiert ist und die Ladungsträger detektiert. Das optische Abbildungssystem ist so konfiguriert, dass das optische Abbildungssystem keine Sekundärelektronen, die aus der Probe freigesetzt werden, abbildet und ein Bild aus Spiegelelektronen abbildet, die durch ein elektrisches Feld, das an der Probe aufgrund der Potentialdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Spannung erzeugt wird, zurückgeführt werden.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der Erfindung ist es möglich, Anpassung mit hoher Genauigkeit durch automatisches Steuern einer Reflexionsfläche basierend auf einem Signal, das durch eine Vorrichtung erfasst werden kann, unabhängig von einer Differenz zwischen Vorrichtungen auszuführen.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Ladungsträgerstrahlvorrichtung, die zwei optische Systeme aufweist, darstellt.
2 ist ein Diagramm, das eine Grundkonfiguration einer Ladungsträgerstrahlvorrichtung gemäß der Erfindung darstellt.
3 sind Diagramme, die eine Reflexionshöhe, zu der Spiegelelektronen von einem negativ geladenen Defekt reflektiert werden, und Winkel, in denen die Spiegelelektronen reflektiert werden, darstellen.
4 ist ein Diagramm, das eine Ladungsträgerstrahlvorrichtung, die zwei optische Systeme aufweist, gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
5 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens zum Anpassen einer Differenz ΔE zwischen einer Beschleunigungsspannung und einem Probenpotential gemäß der ersten Ausführungsform.
6 ist ein Diagramm, das Beziehungen zwischen dem Probenpotential und der mittleren Bildluminanz unter der Bedingung, dass die Beschleunigungsspannung fest ist, gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
7 sind Diagramme, die darstellen, wie negativ geladene Defekte in dem Fall, in dem das Probenpotential verändert wird, gesehen werden unter der Bedingung, dass die Beschleunigungsspannung fest ist, gemäß der ersten Ausführungsform.
8 ist ein Diagramm, das eine Definition von Defektkontrast in einem Spiegelelektronenmikroskopbild gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Änderung der mittleren Bildluminanz und eine Änderung des Defektkontrasts in dem Fall, in dem das Probenpotential geändert wird, unter der Bedingung, dass die Beschleunigungsspannung fest ist, gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel, in dem Beziehungen zwischen dem Probenpotential und der mittleren Bildluminanz unter der Bedingung, dass die Beschleunigungsspannung fest ist, einem Fitting unter Verwendung einer Fermi-Verteilungsfunktion unterzogen werden, gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Bildschirms zum Eingeben von Parametern zum Anpassen der Differenz ΔE zwischen der Beschleunigungsspannung und dem Probenpotential gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Bildschirms zum Eingeben von Parametern zum Anpassen der Differenz ΔE zwischen der Beschleunigungsspannung und dem Probenpotential gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Bildschirms zum Eingeben von Parametern zum Anpassen der Differenz ΔE zwischen der Beschleunigungsspannung und dem Probenpotential gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Bildschirms zum Eingeben von Parametern zum Anpassen der Differenz ΔE zwischen der Beschleunigungsspannung und dem Probenpotential gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Berechnungswerkzeugbildschirms zum manuellen Anpassen der Differenz ΔE zwischen der Beschleunigungsspannung und dem Probenpotential gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
16 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens zum Anpassen der Differenz ΔE zwischen der Beschleunigungsspannung und dem Probenpotential unter Verwendung eines Auswertungswerts eines Bilds gemäß einer dritten Ausführungsform.
17 sind Diagramme, die ein Beispiel der mittleren Bildluminanz, eines differenziellen Luminanzwerts und eines individuellen Auswertungswerts in dem Fall, in dem das Probenpotential geändert wird, unter der Bedingung, dass die Beschleunigungsspannung fest ist, gemäß der dritten Ausführungsform darstellen.
18 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Defektkontrast und einen Kontrastauswertungswert in dem Fall, in dem das Probenpotential geändert wird, unter der Bedingung, dass die Beschleunigungsspannung fest ist, gemäß der dritten Ausführungsform darstellt.
19 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Spiegelelektronenmikroskopbild in einem Fall, in dem ein latenter Kratzer in einem SiC-Substrat beobachtet wird, gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Ein Prozess zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung enthält einen Prozess zum Bilden einer feinen Schaltung auf einem Wafer, der geglättet ist, so dass er eine Spiegeloberfläche aufweist, und ein Material enthält, das Si, SiC oder dergleichen ist. Wenn ein Fremdkörper, ein Kratzer oder ein Kristalldefekt auf dem Wafer vorhanden ist, kann ein Defekt oder eine Substanzverschlechterung in einem Prozess zum Bilden einer Schaltungsstruktur auftreten, die hergestellte Vorrichtung kann nicht normal arbeiten, eine gewünschte elektrische Eigenschaft kann nicht erhalten werden, und die Zuverlässigkeit eines Betriebs kann reduziert sein.
Einige der Vorrichtungen zum Inspizieren von Wafern sind eine Inspektionsvorrichtung vom Lichtstreuungstyp, die den Zustand einer Oberfläche eines Wafers durch Emittieren von Licht (nachstehend lediglich als Licht bezeichnet), das Wellenlängen in einem Bereich von einer sichtbaren Wellenlänge zu einer ultravioletten Wellenlänge aufweist, auf die Oberfläche des Wafers und Detektieren von Licht, das auf der Oberfläche gestreut wird, inspiziert, und eine Inspektionsvorrichtung, die eine optische mikroskopische Technik wie z. B. differentielle Interferenz verwendet. Mit dem Fortschreiten der Miniaturisierung von Halbleiterelementen ist es jedoch notwendig, feine Fremdkörper zu managen, von denen keine Streuintensitäten, die zur Detektion ausreichend sind, erhalten werden. Zusätzlich wird deutlich, dass Kristalldefekte, die durch ein optisches Mikroskop nicht abgebildet werden können, die Zuverlässigkeitseigenschaften von Halbleitervorrichtungen beeinträchtigen, und in einigen Fällen keine optische Inspektionsvorrichtung für erweitertes Qualitätsmanagement verwendet werden kann.
Als eine Vorrichtung zum Detektieren eines Fremdkörpers oder Defekts, der kaum durch eine optische Inspektionsvorrichtung detektiert wird, gibt es ein Elektronenmikroskop. Das Elektronenmikroskop weist eine extrem hohe räumliche Auflösung auf und kann ein Bild eines Fremdkörpers mit einer Größe von 20 Nanometern oder kleiner erfassen, was eine Lichtstreuungsintensität erheblich reduziert. Zusätzlich verwendet das Elektronenmikroskop, da ein Elektronenstrahl Ladungsträger ist, eine elektrische Eigenschaft eines Kristalldefekts, um den Defekt, der unter Verwendung von Licht nicht detektiert werden kann, zu detektieren. Obwohl das Elektronenmikroskop ein Bild innerhalb einer praktischen Zeitspanne bei der Beobachtung eines Gesichtsfeld in Mikrometergröße erfassen kann, ist eine lange Beobachtungszeitspanne erforderlich, um eine gesamte Oberfläche eines Wafers als ein Halbleitersubstrat sorgfältig zu beobachten, um die gesamte Oberfläche des Wafers zu inspizieren. Beispielsweise wenn eine gesamte Oberfläche eines Si-Wafers mit einem Durchmesser von 100 Millimeter mit einer Auflösung von etwa 10 Nanometer inspiziert wird und eine Schätzung unter Standardbedingungen ausgeführt wird, ist eine Zeitspanne von ungefähr 6 Tagen für ein Rasterelektronenmikroskop erforderlich.
Somit ist ein Mapping-Elektronenmikroskop vorgeschlagen worden, um eine Inspektionsgeschwindigkeit zu erhöhen. Insbesondere detektiert eine Elektronenvorrichtung ein Signal, das durch Emittieren eines Elektronenstrahls oder eines Ladungsträgerstrahls zu einer Probe erhalten wird, legt ein negatives Potential gleich einer oder geringfügig höher als eine Beschleunigungsspannung des emittierten Elektronenstrahls an eine Waferoberfläche an, bewirkt, dass der Elektronenstrahl, der nahezu parallel auf ein Gesichtsfeld einer Inspektion auf der Waferoberfläche in einem Winkel senkrecht zu der Waferoberfläche emittiert worden ist, direkt oberhalb der Waferoberfläche in einem Winkel von ungefähr 180 Grad in Bezug auf eine Einfallsrichtung des Strahls reflektiert wird, und bildet ein Bild der reflektierten Elektronen (hier nachstehend als Spiegelelektronen bezeichnet) auf einer Elektronenlinse, um das Elektronenbild zur Inspektion zu erfassen.
Ein Beispiel für eine Konfiguration des Spiegelelektronenmikroskops zum Erzeugen eines Bilds basierend auf der Detektion von Spiegelelektronen ist nachstehend mit Bezug auf 1 beschrieben. Eine Probe wird so platziert, dass eine Richtung der Probenoberfläche senkrecht zu einer optischen Achse 12 einer Objektivlinse ist, die eine ideale optische Achse eines Strahls ist. Elektronen, die aus einer Elektronenkanone 20 freigesetzt werden, werden durch eine nicht dargestellte Beschleunigungselektrode oder dergleichen beschleunigt und bilden einen Elektronenstrahl. Der Elektronenstrahl wird durch eine Bestrahlungslinse 21 fokussiert und durchläuft eine optische Achse 10. Der durch die Bestrahlungslinse 21 fokussierte Elektronenstrahl wird durch einen Strahlteiler 24 abgelenkt, so dass sich der Elektronenstrahl entlang einem Verlauf der optischen Achse 12 der Objektivlinse bewegt. Der emittierte Elektronenstrahl wird auf eine hintere Brennfläche der Objektivlinse 23 fokussiert und zu einer Probe 30 gelenkt. Ein Öffnungswinkel des Elektronenstrahls, der durch den Strahlteiler 24 abgelenkt ist, wird durch die Objektivlinse 23 angepasst, so dass der Elektronenstrahl ein paralleler Strahl ist. Dann wird der Elektronenstrahl entlang der optischen Achse 12 der Objektivlinse zu der Probe 30 in einem rechten Winkel in Bezug auf die Probe 30 bewegt. Eine negative Spannung wird an die Probe 30 oder einen Objekttisch 31 aus einer nicht dargestellten Negativspannungsanlegungsstromquelle angelegt. Die negative Spannung, die aus der Negativspannungsanlegungsstromquelle angelegt wird, ist nahezu gleich einer oder geringfügig höher als eine Beschleunigungsspannung, die zwischen einem Chip der Elektronenkanone 20 und der Beschleunigungselektrode angelegt ist, und der Elektronenstrahl wird zu einem Abbildungselement reflektiert, ohne die Probe 30 zu erreichen. Da der emittierte Elektronenstrahl die Probe 30 nicht erreicht, kann ein Bild, in dem eine Potentialverteilung (Äquipotentialfläche) auf der Probe reflektiert ist, anstelle eines Bilds der Probeoberflächenform erfasst werden. Nachdem der reflektierte Elektronenstrahl die optische Achse der Objektivlinse durchlaufen hat, durchläuft der reflektierte Elektronenstrahl den Strahlteiler 24, der so angepasst ist, dass eine optische Achse 11 der Abbildungslinse gleich dem Bahnverlauf des Elektronenstrahls ist. Nach dem Durchlaufen des Strahlteilers durchläuft der Elektronenstrahl die Mitte der Abbildungslinse 22 und bildet ein Bild auf einem Szintillator 33. Eine Kamera 32 ist ein zweidimensionales Abbildungselement, das den Szintillator, der Licht aufgrund des Einfalls des Elektronenstrahls emittiert hat, abbildet. Die Kamera 32 kann ein Signal erfassen, um die Potentialverteilung auf der Probe abzubilden.
In dem vorstehenden Spiegelelektronenmikroskop variiert der Kontrast eines aufgenommenen Bilds abhängig von einer Position, an der Elektronen reflektiert werden. Eine Spannung wird zwischen der Objektivlinse 23 und der Probe 30 angelegt, so dass eine Potentialdifferenz auftritt. Auf der Äquipotentialfläche tritt eine Verzerrung aufgrund einer Unregelmäßigkeit oder Ladung der Probe auf. In dem Fall, in dem Elektronen auf der Äquipotentialfläche reflektiert werden, um als Spiegelelektronen zu dienen, wird ein Bild, das der Verzerrung auf der Äquipotentialfläche entspricht, auf dem Szintillator 33 erzeugt und durch die Kamera 32 aufgenommen. Wenn die Beschleunigungsspannung des Elektronenstrahls oder der Wert einer Spannung, die an die Probe 30 angelegt ist, geändert wird, ändert sich die Position der Äquipotentialfläche, auf der Elektronen reflektiert werden. Da die Größe der Verzerrung, die auf der Äquipotentialfläche gebildet ist, abhängig von einem Abstand von der Unregelmäßigkeit oder einem geladenen Abschnitt variiert, ändert sich das beobachtete Bild mit der Änderung der angelegten Spannung. Grundsätzlich ist, wenn die Äquipotentialfläche, auf der Elektronen reflektiert werden, näher an der Probe ist, eine Änderung der Verzerrung größer, und der Kontrast eines feinen Defekts ist leichter zu erhalten. Der Elektronenstrahl weist jedoch grundsätzlich einen weiten Energiebereich auf. Wenn die Äquipotentialfläche zu nahe an der Probe ist, steigt die Wahrscheinlichkeit an, dass der Elektronenstrahl mit der Probe kollidiert. Somit nimmt die Anzahl von Elektronen, die den Szintillator 33 als Spiegelelektronen erreichen, ab, und die Anzahl von Signalen, die ein Bild bilden, nimmt ab. Als ein Ergebnis nimmt der Kontrast des Defekts ab. Es ist deshalb wichtig, einen optimalen Wert für eine festgelegte Spannung für einen Zieldefekt zu finden.
Die Elektronen, die aufgrund der durch die Unregelmäßigkeit oder Ladung verursachten Verzerrung der Äquipotentialfläche reflektiert werden, werden durch ein Abbildungssystem fokussiert und bilden ein Bild auf dem Szintillator. In einem Spiegelelektronenmikroskopbild, das durch das Abbildungssystem aufgenommen wird, das so eingestellt ist, dass Spiegelelektronen, die aufgrund der durch die Unregelmäßigkeit oder den geladenen Abschnitt verursachten Verzerrung der Äquipotentialfläche auf einen einzigen Punkt fokussiert werden, wird jedoch ein feiner Defekt so abgebildet, dass der Defekt auf dem Bild klein ist. In dem Bild ist der Kontrast hoch, jedoch ist der Defekt klein. Um einen Defekt mit hohem Durchsatz zu inspizieren, ist es notwendig, den feinen Defekt in einem weiten Gesichtsfeld zu finden. Es ist deshalb notwendig, das Abbilden unter der Bedingung auszuführen, dass die Verzerrung der Äquipotentialfläche vergrößert ist.
Gemäß der Erfindung ist eine Ladungsträgerstrahlvorrichtung vorgeschlagen, die ein Beschleunigungspotential eines Elektronenstrahls und ein Probenpotential geeignet einstellt, um einen feinen Defekt mit hoher Genauigkeit zu detektieren, und ermöglicht, dass der feine Defekt in einem weiten Gesichtsfeld gefunden wird. Bevor Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sind, sind eine Grundkonfiguration und ein Arbeitsprinzip der Erfindung beschrieben.
Eine Ladungsträgerstrahlvorrichtung gemäß der Erfindung enthält eine Ladungsträgerquelle, die Ladungsträger emittiert, eine erste Stromquelle, die eine erste Spannung an die Ladungsträgerquelle anlegt, eine zweite Stromquelle, die eine zweite Spannung an eine Probe anlegt, ein optisches Abbildungssystem, das Ladungsträger, die aus einer Richtung, in der die Probe vorhanden ist, einfallen, abbildet, und einen Detektor, der in dem optischen Abbildungssystem installiert ist und die Ladungsträger detektiert. Das optische Abbildungssystem ist so konfiguriert, dass das optische Abbildungssystem kein Bild von Sekundärelektronen, die aus der Probe freigesetzt werden, bildet und ein Bild aus Spiegelelektronen bildet, die durch ein elektrisches Feld, das an der Probe aufgrund der Potentialdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Spannung erzeugt wird, zurückgeführt werden. Insbesondere verwenden gemäß der Erfindung ein Elektronenmikroskop und eine Defektdetektionsvorrichtung eine Ultraviolettlichtquelle zum Laden eines Defektabschnitts, detektieren eine Verzerrung einer Äquipotentialfläche, die durch das Laden gebildet ist, stellen eine Beschleunigungsspannung eines Elektronenstrahls oder ein Probenpotential geeignet ein und verwenden eine Objektivlinse und ein Abbildungssystem, um den Elektronenstrahl, der auf der Verzerrung der Äquipotentialfläche reflektiert ist, zu defokussieren, und vergrößern dadurch ein Bild des Defektabschnitts in Bezug auf die tatsächliche Größe des Defekts und stellen Bedingungen ein, in denen der Defekt mit hohem Kontrast abgebildet werden kann, und extrahieren leicht den Defekt der Probe.
Die Grundkonfiguration und das Arbeitsprinzip der Erfindung sind nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind jedoch die gleichen Bestandteile durch das gleiche Bezugszeichen angegeben, und wiederholte Beschreibung ist in einigen Fällen weggelassen. 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration eines Spiegelelektronenmikroskops gemäß der Erfindung darstellt. In dem Spiegelelektronenmikroskop wird ein Elektronenstrahl, der aus der Elektronenkanone 20 freigesetzt wird, durch die Bestrahlungslinse 21 fokussiert, zu der optischen Achse 12 der Objektivlinse über den Strahlteiler 24 eingeleitet und durch die Objektivlinse 23 in paralleles Licht verwandelt. Die optische Achse 12 ist senkrecht zu der Probe. Eine Spannung gleich einer oder geringfügig höher als eine Beschleunigungsspannung der Elektronenkanone wird an die Probe 30 über den Objekttisch 31 angelegt. Der Elektronenstrahl wird direkt oberhalb der Probe 30 reflektiert. Der reflektierte Elektronenstrahl wird durch den Strahlteiler 24 zu der optischen Achse 11 des Abbildungssystems eingeleitet und auf eine Abbildungslinse 22 projiziert, um ein vergrößertes Bild auf dem Szintillator 33 zu bilden. Der Szintillator 33 setzt das Elektronenstrahlbild in ein optisches Bild um. Das optische Bild wird durch die Kamera 32 erfasst. Das erfasste Bild wird zu einer Bilderfassungsvorrichtung 42 übertragen, verschiedener Bildverarbeitung unterzogen und durch eine Bildanzeigeeinheit der Vorrichtung angezeigt und verwendet. Eine Elektronenkanonensteuervorrichtung 41 steuert die Beschleunigungsspannung des Elektronenstrahls, eine Steuervorrichtung 40 steuert einen Strom und eine Spannung für eine Elektronenlinse, und eine Ultraviolettlichtquellensteuervorrichtung 44 steuert eine Lichtmenge einer Ultraviolettlichtquelle 50.
Die 3 sind Diagramme, die beschreiben, wie emittierte Elektronen, die durch die Objektivlinse 23 parallelisiert sind, oberhalb eines durch einen Ultraviolettstrahl negativ geladenen Defekts reflektiert werden. 3(a) stellt den Fall dar, in dem eine Äquipotentialfläche, auf der der Elektronenstrahl oberhalb der Probe reflektiert wird, oder eine Reflexionsfläche, von der Probe getrennt ist. Auf der rechten Seite der Äquipotentialfläche in der Figur ist ein Beispiel einer Verteilung dargestellt, in der eine Abszisse die Dichte von Elektronen angibt und eine Ordinate eine Reflexionshöhe, zu der die Elektronen reflektiert werden, angibt. Zusätzlich ist die dargestellte Reflexionsfläche eine Fläche, auf der die Anzahl reflektierter Elektronen am größten ist. Ein Defekt, der durch einen Ultraviolettstrahl negativ geladen ist, bildet eine Verzerrung auf der Äquipotentialfläche. Elektronen werden auf der auf der Äquipotentialfläche gebildeten Verzerrung in Winkeln in Bezug auf eine Einfallsrichtung der emittierten Elektronen reflektiert, ohne dass sie in der vollständig entgegengesetzten Richtung zu der Einfallsrichtung der emittierten Elektronen reflektiert werden. 3(b) stellt die Reflexion von Elektronen in dem Fall dar, in dem die Beschleunigungsspannung der Elektronenkanone zu der negativen Seite geändert wird oder das Probenpotential zu der positiven Seite geändert wird und die Reflexionsfläche näher an der Probe ist als in dem in 3(a) dargestellten Fall. Da die Reflexionsfläche nahe an der Probe ist, ist die auf der Reflexionsfläche gebildete Verzerrung größer, und Winkel, an denen Elektronen reflektiert werden, sind größer als die in dem in 3(a) dargestellten Fall. 3(c) ist ein Diagramm, das den Fall darstellt, in dem die Beschleunigungsspannung der Elektronenkanone weiter zu der negativen Seite geändert wird im Vergleich zu dem in 3(b) dargestellten Fall, oder das Probenpotential weiter zu der positiven Seite geändert wird, im Vergleich zu dem in 3(b) dargestellten Fall, und die Reflexionsfläche näher an der Probe ist als in dem in 3(b) dargestellten Fall. In diesem Fall sind Winkel, an denen Elektronen reflektiert werden, größer als die in dem in 3(b) dargestellten Fall, aber Elektronen, die unter der Probe in einer Verteilung reflektierter Elektronen sind, werden nicht reflektiert und kollidieren mit der Probe. Die Elektronen tragen nicht zu dem Kontrast eines Bilds als Spiegelelektronen bei und können Sekundärelektronen bilden und den Kontrast des Bilds, das als ein Spiegelelektronenbild gebildet ist, herabsetzen.
Spiegelelektronen, die an Winkeln reflektiert werden, werden durch eine Abbildungslinse wie z. B. die Abbildungslinse 22 fokussiert. In diesem Fall werden, wenn Elektronen, die auf der aufgrund des Defekts, der beobachtet werden soll, gebildeten Verzerrung der Äquipotentialfläche an einem Winkel reflektiert werden, fokussiert werden, die Elektronen auf dem Szintillator als ein einziger heller Fleck für die einzelne Verzerrung angezeigt. Das ist der Tatsache äquivalent, dass die Verzerrung, die auf der Äquipotentialfläche aufgrund des Defekts gebildet ist, als eine einzelne Linse wirkt und dass eine virtuelle Lichtquelle abgebildet und angezeigt wird. In diesem Fall wird ein Bild des feinen Defekts als ein viel kleineres Bild angezeigt als ein Gesichtsfeld von mehreren zehn Mikrometern bis mehreren hundert Mikrometern. Wenn eine hochauflösende Kamera verwendet wird, ist kein Problem vorhanden. Wenn jedoch eine Kamera mit geringer Auflösung verwendet wird und ein kontrastreiches Bild für einen Abschnitt eines einzelnen Pixels erfasst wird, wird ein Signal, das in das Pixel eingegeben wird, gemittelt und als ein kontrastarmer Punkt angezeigt.
[Erste Ausführungsform]
Eine erste Ausführungsform ist eine Ausführungsform eines Spiegelelektronenmikroskops, das eine Konfiguration zum leichten Detektieren eines Defekts unter Berücksichtigung der Herausforderungen für die vorstehende prinzipielle Konfiguration aufweist. Insbesondere enthält das Spiegelelektronenmikroskop eine Ladungsträgerstrahlvorrichtung eine Ladungsträgerquelle, die Ladungsträger emittiert, eine erste Stromquelle, die eine erste Spannung an die Ladungsträgerquelle anlegt, eine zweite Stromquelle, die eine zweite Spannung an eine Probe anlegt, ein optisches Abbildungssystem, das Ladungsträger, die aus einer Richtung, in der die Probe vorhanden ist einfallen, abbildet, und einen Detektor, der in dem optischen Abbildungssystem installiert ist und die Ladungsträger detektiert. Das optische Abbildungssystem ist so konfiguriert, dass das optische Abbildungssystem keine Sekundärelektronen, die aus der Probe freigesetzt werden, abbildet und ein Bild aus Spiegelelektronen abbildet, die durch ein elektrisches Feld, das an der Probe aufgrund der Potentialdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Spannung erzeugt wird, zurückgeführt werden.
Ein Beispiel einer Konfiguration der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ist mit Bezug auf 4 beschrieben. In der Konfiguration gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Bild, das durch die Kamera 32 aufgenommen wird, zu der Bildverarbeitungsvorrichtung 45 übertragen, anders als in der in 2 dargestellten Vorrichtungskonfiguration. Danach verarbeitet die Bildverarbeitungsvorrichtung 34 das übertragene Bild und sendet einen Steuerparameter, der als ein Ergebnis der Verarbeitung berechnet ist, zu der Elektronenkanonensteuervorrichtung 41 oder der Substratspannungssteuervorrichtung 44. Zusätzlich gibt die Bildverarbeitungsvorrichtung 45 verschiedene erhaltene Bilddaten zu einer Bildanzeigeeinheit aus. Die Bildverarbeitungsvorrichtung wird dadurch aktiviert, dass bewirkt wird, dass eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) eines Computers zum Steuern der gesamten Ladungsträgerstrahlvorrichtung ein Programm ausführt, oder wird durch eine Hardware-Konfiguration wie z. B. eine dedizierte Bildverarbeitungsschaltung aktiviert. Als die Bildanzeigeeinheit kann eine Anzeigevorrichtung des Computers verwendet werden.
Die Elektronenkanonensteuervorrichtung 41 oder die Substratspannungssteuervorrichtung 44 steuert die Beschleunigungsspannung der Elektronenkanone oder das Probenpotential basierend auf dem gesendeten Steuerparameter. Als ein Ergebnis der Steuerung kann jedes der kontrastarmen Bilder von Spiegelelektronen von einem Defekt, wie in den 3(a) und 3(c) dargestellt, auf ein so kontrastreiches Bild wie in 3(b) dargestellt geändert werden kann. In diesem Fall können die Spannungen der Einheiten, die durch die Steuervorrichtung 40 gesteuert werden, und dergleichen geändert werden oder können nicht geändert werden. Auf diese Weise berechnet die Bildverarbeitungsvorrichtung 45 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Steuerparameter zum Anpassen einer Potentialdifferenz zwischen ersten und zweiten Spannungen basierend auf der Potentialdifferenz zwischen der ersten Spannung, die die Beschleunigungsspannung der Elektronenkanone ist, und der zweiten Spannung, die das Probenpotential verursacht, und einer Verteilung der Größen von Signalen, die durch einen Detektor, der aus dem Szintillator besteht, detektiert werden, beispielsweise der mittleren Bildluminanz für ein Spiegelelektronenbild. Die Bildverarbeitungsvorrichtung 45 gemäß der vorliegenden Ausführungsform passt die Differenz ΔE zwischen der Beschleunigungsspannung und dem Probenpotential basierend auf dem Steuerparameter an.
Spezifische Einzelheiten eines Verfahrens zum Anpassen der Differenz ΔE zwischen der Beschleunigungsspannung und dem Probenpotential werden durch die Bildverarbeitungsvorrichtung 45 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt und sind mit Bezug auf einen in 5 dargestellten Ablaufplan beschrieben. Der Ablaufplan wird dadurch ausgeführt, dass bewirkt wird, dass die vorstehende CPU das Programm ausführt. Als Schritt 1 (S1, das gleiche gilt für das Folgende) wird die Elektronenbeschleunigungsspannung oder das Probenpotential durch die Elektronenkanonensteuervorrichtung 41 oder die Substratspannungssteuervorrichtung 44 geändert. Als Nächstes wird ein Spiegelelektronenbild, das auf dem Szintillator 33 gebildet ist, durch die Kamera 32 aufgenommen und erfasst (in S2). Dieser Fall nimmt an, dass verschiedene Steuerparameter durch die Steuervorrichtung 40 nicht geändert werden. Als Nächstes wird eine mittlere Luminanz für das aufgenommene Bild durch die Bildverarbeitungsvorrichtung 45 berechnet (in S3). Die mittlere Bildluminanz kann unter Verwendung eines Abschnitts des Bilds oder unter Verwendung des gesamten Bilds berechnet werden. Es ist jedoch vorzuziehen, dass alle Bildbereiche, aus denen das Bild aufgenommen ist, und die mittlere Bildluminanz berechnet wird, während die Beschleunigungsspannung oder das Probenpotential geändert wird, gleich sind. In S1 bis S3 werden die Elektronenbeschleunigungsspannung oder die Substratspannung in festgelegten Bereichen geändert, Bilder werden für alle festgelegten Spannungen erfasst, die mittlere Bildluminanz wird berechnet, und eine Verteilung der Größen von Signalen, die durch den Detektor detektiert werden, wird gebildet.
Nachfolgend werden die erfassten Beziehungen zwischen der mittleren Bildluminanz und der Differenz ΔE zwischen der Elektronenbeschleunigungsspannung und dem Probenpotential einem Fitting unter Verwendung einer festgelegten Verteilungsfunktion unterzogen (in S4). Es ist vorzuziehen, dass die Verteilungsfunktion bewirkt, dass das Probenpotential eindeutig der Helligkeit entspricht. Beispielsweise wird, wie später beschrieben ist, das Fitting unter Verwendung der Verteilungsfunktion wie z. B. einer Fermi-Verteilungsfunktion oder einer Differentialfunktion der Fermi-Verteilungsfunktion ausgeführt. Wie später beschrieben ist, kann die Bildverarbeitungsvorrichtung 45 die Verteilungsfunktion basierend auf dem Typ der Ladungsträgerquelle ändern, die Verteilungsfunktion basierend auf Informationen über die Ladungsträgerquelle ändern, wie z. B. einer Spannung, die an die Ladungsträgerquelle angelegt ist, oder einem Strom, der der Ladungsträgerquelle zugeführt wird, und die Verteilungsfunktion basierend auf einem Ziel, das auf der Probe ist und beobachtet werden soll, ändern.
Schließlich wird die ΔE, die bewirkt, dass die Helligkeit ein fester Wert ist, unter Verwendung der festgelegten Verteilungsfunktion und eines berechneten Parameters der Verteilungsfunktion berechnet, und die berechnete ΔE wird für das Elektronenbeschleunigungspotential oder das Probenpotential festgelegt (in S5). Die Helligkeit wird als ein absoluter Wert oder ein relativer Wert gespeichert, so dass der Kontrast des Defekts gleich dem durch einen Anwender gewünschten Kontrast ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Helligkeit als ein Standard gespeichert, und der Parameter der Verteilungsfunktion wird aus Daten der erfassten Luminanz berechnet, und somit kann die festgelegte Spannung eindeutig bestimmt werden.
6 stellt ein Beispiel tatsächlich erhaltener Beziehungen zwischen ΔE und Luminanz dar. In dieser Figur gibt eine Abszisse das Probenpotential (V) an, und eine Ordinate gibt die Luminanz an. In der vorliegenden Ausführungsform wird die mittlere Bildluminanz erfasst, während nur das Probenpotential verändert wird, unter der Bedingung, dass die Elektronenbeschleunigungsspannung fest ist. Wie in dieser Figur dargestellt ist, ändert sich die Bildluminanz kaum, wenn das Probenpotential in einem Bereich von -3034 V bis -3029 V ist. Es ist offensichtlich, dass in diesem Bereich beinahe 100 % der Elektronen, die zu der Probe emittiert werden, reflektiert werden, Spiegelelektronen bilden und sich zu dem Abbildungssystem bewegen. Wenn das Probenpotential höher als -3029 V ist, beginnen einige der emittierten Elektronen, mit der Probe zu kollidieren. Die Luminanz nimmt ab, wenn das Probenpotential auf -3027 V ansteigt. Danach steigt die Luminanz an. Es ist berücksichtigt, dass der Grund, aus dem die Luminanz ansteigt, wenn das Potential höher als -3027 V ist, ist, dass Sekundärelektronen erzeugt werden können und Elektronen bei der Kollision emittierter Elektronen mit dem Substrat reflektiert werden können und sich zu dem Abbildungssystem bewegen können. Gemäß diesem Graphen ist berücksichtigt, dass der Elektronenstrahl, der einen weiten Energiebereich aufweist, beginnt, mit der Probe zu kollidieren, wenn das Probenpotential annähernd -3029 V ist, und dass das Verhältnis der Anzahl von Elektronen, die mit der Probe kollidieren, ansteigt, wenn das Probenpotential ansteigt.
Die 7 stellen Beziehungen zwischen ΔE und einem Defektbild dar. 7(a) stellt ein Spiegelelektronenmikroskopbild dar, das aufgenommen ist, wenn das Probenpotential in einem Bereich von -3034 V bis -3027 V ist, und die Bildluminanz in 6 ist beinahe null. Ein SiC-Substrat wird als die Probe, die abgebildet werden soll, verwendet, und in dem Substrat ist ein Kristalldefekt vorhanden. Ein schwarzer Abschnitt, der in einem Gebiet nahe der Mitte eines Gesichtsfelds zu sehen ist, ist ein Spiegelelektronenmikroskopbild eines Defekts 100, der in der Probe vorhanden ist. Unter den Bedingungen in dem in 7(a) dargestellten Fall ist ein Gebiet um den schwarzen Abschnitt unscharf, und das gesamte Bild ist ebenfalls unscharf. 7(b) stellt ein Spiegelelektronenmikroskopbild dar, das erfasst wird, wenn das Probenpotential geringfügig höher als -3029 V ist. Weiße Abschnitte sind um schwarze Abschnitte zu sehen, der Kontrast ist hoch, und ein Abschnitt eines Defekts, der in dem in 7(a) dargestellten Fall nicht zu sehen ist, kann beobachtet werden. Das kann daran liegen, dass die Reflexionsfläche, auf der der Elektronenstrahl oberhalb der Probe reflektiert wird, nahe an der Probe ist, und eine Verzerrung der Reflexionsfläche, die aufgrund eines durch den Defekt geladenen Abschnitts gebildet ist, ist steil. Wenn das Probenpotential weiter erhöht wird und höher ist als in dem in 7(b) dargestellten Fall und ungefähr -3027 V ist, ist ein Defektbild zu sehen, wie in 7(c) dargestellt ist. In diesem Bereich fällt das Verhältnis der Anzahl von Elektronen, die zu der Probe emittiert werden und als Spiegelelektronen dienen, signifikant von 100 % ab, und somit ist die mittlere Bildluminanz gering. Zusätzlich werden eine große Anzahl von Sekundärelektronen, die bei der Kollision mit der Probe erzeugt werden, und eine große Anzahl von reflektierten Elektronen zu dem Abbildungssystem über Bahnverläufe, die von den Bahnverläufen der Spiegelelektronen verschieden sind, zurückgeführt. Somit verursachen die zurückgeführten Elektronen ein Abnehmen des Kontrasts des Spiegelelektronenbilds. Deshalb ist es nicht vorzuziehen, ein Spiegelelektronenbild unter der Bedingung in dem Fall von 7(c) aufzunehmen.
Um die in den 7 dargestellten Bilder quantitativ zu beschreiben, ist der Defektkontrast wie in 8 dargestellt definiert. Wie auf der linken Seite von 8 dargestellt ist, ist es, beispielsweise um einen Defektabschnitt zu schwärzen, notwendig, ein Bild unter einer Defokussierungsbedingung aufzunehmen, in der eine Abbildungsoberfläche vor dem Szintillator für einen negativ geladenen Defektabschnitt platziert wird. Andernfalls ist der Defektabschnitt ein weißer heller Fleck, und die Größe des hellen Flecks ist kleiner als eine Verzerrung der Reflexionsfläche, die aufgrund des geladenen Defektabschnitts gebildet ist. In diesem Zustand ist es, da ein Kontrastabschnitt des Defektabschnitts keine Fläche aufweist und es schwierig ist, nachfolgend den Defektabschnitt automatisch zu extrahieren, vorzuziehen, dass das Abbildungssystem einen Zieldefekt bei der Extraktion des Defekts unter einer Defokussierungsbedingung abbildet. Als die Defokussierungsbedingung ist es beispielsweise geeignet, dass die Defokussierung in einem Zustand ausgeführt wird, in dem eine Brennfläche von dem Szintillator 33 um 10 mm oder mehr getrennt ist. Der Szintillator 33 dient als der Detektor. Da die Defokussierungsbedingung festgelegt ist, passt die Steuervorrichtung 40 den Strom und die Spannung für die Abbildungslinse 22 und die Objektivlinse 23 an.
Wenn ein geladener Defektabschnitt unter der Defokussierungsbedingung abgebildet wird und ein Profil eines Defekts, der auf der linken Seite von 8 abgebildet ist, erhalten wird, ist das Profil ein solches Profil wie auf der rechten Seite von 8 abgebildet ist. Dann ist eine Differenz zwischen der erhaltenen mittleren Bildluminanz als einem Standard und einem schwarzen Abschnitt eines Defektbilds als eine Defektluminanzdifferenz definiert. In diesem Fall ist der Defektkontrast wie folgt definiert. $\begin{array}{l} Der Defektkontrast = Defektluminanzdifferenz/die mittlere \\ Bildluminanz . \end{array}$
9 wird erhalten durch Einstellen des Defektkontrasts des Defekts, der in 8 dargestellt ist, in dem Graphen der mittleren Bildluminanz für das Probenpotential, das wie in 7 dargestellt erhalten wird. In dieser Figur beginnt der Defektkontrast anzusteigen, wenn das Probenpotential ungefähr -3030 V ist, unmittelbar vor dem Beginn eines Abnehmens der Luminanz. Der Defektkontrast ist an seiner Spitze, wenn das Probenpotential ungefähr -3028 V ist und die Luminanz bereits beginnt abzunehmen. Danach nimmt der Defektkontrast ab, wenn die Luminanz abnimmt. Schließlich ist der Defektkontrast äquivalent dem Wert des Defektkontrasts, wenn das Probenpotential -3030 V oder niedriger ist und die Luminanz abzunehmen beginnt. Wie daraus offensichtlich ist, beginnen Spiegelelektronen mit dem Substrat zu kollidieren, und der Kontrast des Defekts ist an seinem Maximum für das Probenpotential, das erhalten wird, wenn die Luminanz abzunehmen beginnt. Insbesondere das Probenpotential, wenn die Luminanz abzunehmen beginnt oder ΔE als ein festgelegtes Potential behandelt wird. Nachdem der Graph der mittleren Bildluminanz erhalten ist, wie in 9 dargestellt, ist es vorzuziehen, das festgelegte Potential für die Helligkeit, die als der Beginn des Abnehmens der Luminanz definiert ist, zu berechnen und das festgelegte Potential zu der Substratspannungssteuervorrichtung 44 zu senden. Der Luminanzwert, der als der Beginn des Abnehmens der Luminanz definiert ist, kann als der Beginn des Abnehmens der Luminanz definiert werden, wenn die Luminanz um mehrere zehn Prozent der Luminanz, die erhalten wird, wenn die Spiegelelektronen zu 100 % reflektiert werden, abnimmt. Alternativ ist der Luminanzwert, wenn Daten, die durch die Bildverarbeitungsvorrichtung 45 zurückgegeben werden, niedriger sind als die Luminanz von beispielsweise 300, als der Beginn des Abnehmens der Luminanz definiert. Zusätzlich können, da Beziehungen zwischen Probenpotential oder ΔE und der Luminanz abhängig von dem Substrat oder dem Typ eines Defekts, der beobachtet werden soll, variieren, Definitionen für Typen von Substraten oder Typen von Defekten existieren. Beispielsweise ist für einen latenten Kratzer auf dem SiC-Substrat der Luminanzwert, wenn die mittlere Bildluminanz 90 % ist, als der Beginn des Abnehmens der Luminanz definiert.
Ein Verfahren zum Verwenden einer speziellen Verteilung, um das Fitting auf den Beziehungen zwischen dem Probenpotential und der Luminanz auszuführen und die Beziehungen zu standardisieren, und Bestimmen des Beginns eines Abnehmens der Luminanz ist mit Bezug auf 10 beschrieben. 10 stellt einen Anzeigebildschirm dar, der auf der Bildanzeigeeinheit der Bildverarbeitungsvorrichtung 45 angezeigt wird. Die Bildanzeigeeinheit kann die mittlere Bildluminanz für ein Bild von Spiegelelektronen für das Probenpotential, das an die Probe aufgrund der zweiten Spannung angelegt ist, anzeigen. Insbesondere gibt eine durchgezogene Linie, die in dieser Figur dargestellt ist, Beziehungen zwischen dem Probenpotential und der mittleren Bildluminanz an, die aus einem Experiment erhalten werden. Die durchgezogene Linie, die in dieser Figur dargestellt ist, gibt die gleichen Werte an wie diejenigen, die durch eine in 9 dargestellte durchgezogene Linie angegeben sind. Zusätzlich wird eine gestrichelte Linie durch Ausführen des Fitting unter Verwendung der Verteilungsfunktion erhalten. In diesem Fall wird als die Verteilungsfunktion eine modifizierte Fermi-Verteilungsfunktion, ausgedrückt gemäß Gleichung 1, verwendet. $f (V) = A_{0} - \frac{A_{1}}{1 + e x p [(V - μ) / k T]}$
In Gleichung 1 ist V das Probenpotential, k ist eine Boltzmann-Konstante, ein Parameter µ ist ein chemisches Potential der Fermi-Verteilungsfunktion, ein Parameter A ist ein Vorfaktor, und ein Parameter T ist eine Temperatur. Als der Parameter A sind Werte, die durch Ausführen des Fitting auf experimentellen Werten, die durch die durchgezogene Linie angegeben sind, Fitting-Werte, die durch die gestrichelte Linie in dieser Figur angegeben sind. Die experimentellen Werte werden dem Fitting unter Verwendung der Verteilungsfunktion unterzogen. Somit kann beispielsweise wenn das Probenpotential festgelegt ist, wenn die Luminanz 90 % der Luminanz ist, die erhalten wird, wenn die Spiegelelektronen zu 100 % reflektiert werden, wie vorstehend beschrieben, der festgelegte Wert eindeutig bestimmt werden. Wie vorstehend beschrieben kann das Probenpotential oder die ΔE unter Verwendung der Konfiguration der Ladungsträgerstrahlvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform automatisch angepasst werden.
[Zweite Ausführungsform]
Eine zweite Ausführungsform ist eine Ausführungsform eines Einstellbildschirms, der durch einen Anwender verwendet werden soll, um die Differenz ΔE, die in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, zwischen der Elektronenbeschleunigungsspannung und dem Probenpotential automatisch festzulegen. Obwohl die vorliegende Ausführungsform den Fall beschreibt, in dem das Probenpotential verändert wird, während die Elektronenbeschleunigungsspannung fest ist, auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform, können die Elektronenbeschleunigungsspannung und das Probenpotential nach der Berechnung der Differenz ΔE zwischen der Elektronenbeschleunigungsspannung und dem Probenpotential festgelegt werden, oder das Probenpotential kann für die Elektronenbeschleunigungsspannung festgelegt werden.
11 stellt einen Einstellbildschirm 110 dar, der verwendet werden soll, um das Probenpotential in einem Zustand, in dem die Elektronenbeschleunigungsspannung fest ist, festzulegen. Für die Bildschirmanzeige kann eine Anzeigevorrichtung an der Bildverarbeitungsvorrichtung 45 gemäß der ersten Ausführungsform, wie vorstehend beschrieben, angeschlossen sein oder kann getrennt von der Bildverarbeitungsvorrichtung 45 installiert sein. Wie in dieser Figur dargestellt kann die Bildanzeigeeinheit einen Einstellbildschirm zum Festlegen des Helligkeitsverhältnisses der mittleren Bildluminanz für ein Bild von Spiegelelektronen zu einer Luminanz, die erhalten wird, wenn Spiegelelektronen zu 100 % reflektiert werden, anzeigen. Herkömmlicherweise wird die Position einer Reflexionsfläche durch direktes Eingeben eines festgelegten Potentials in ein Feld zum Festlegen des Probenpotentials oder des Beschleunigungspotentials eines Elektronenstrahls bestimmt. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Schwellenwert der Luminanz, die mit Bezug auf 7 beschrieben ist, die Rate eines Abfalls von der Luminanz, die unter der Bedingung, dass die Spiegelelektronen zu 100 % reflektiert werden, erhalten wird, oder ist beispielsweise 90 %. Nachdem der Schwellenwert für die Luminanz in einem „Helligkeitsrate“-Feld des Einstellbildschirms 110 eingestellt ist, wird das Probenpotential durch Drücken einer Anpassungsfläche, die in 11 dargestellt ist, automatisch festgelegt. In diesem Fall kann, wenn die Beziehungen zwischen dem Probenpotential und der mittleren Luminanz, die mit Bezug auf 7 beschrieben sind, dem Fitting unter Verwendung der Verteilungsfunktion wie in 9 dargestellt unterzogen werden, ein Parameter bestimmt wird, und ein Verfahren zum Rückwärtsberechnen des Probenpotentials unter Verwendung der Verteilungsfunktion, für die der Schwellenwert und der Parameter bestimmt worden sind, verwendet wird, das Probenpotential eindeutig bestimmt werden. Es ist vorzuziehen, dass das bestimmte Probenpotential auf dem Bildschirm angezeigt wird und durch den Anwender bestätigt werden kann.
Auf einem Einstellbildschirm 120, der in 12 dargestellt ist, kann thermische, Schottky- oder Feldemission als der Typ der Elektronenquelle ausgewählt werden, anders als in 11. Insbesondere kann die Bildanzeigeeinheit einen Einstellbildschirm zum Festlegen des Typs der Ladungsträgerquelle anzeigen. In der ersten Ausführungsform ist die Fermi-Verteilungsfunktion als die Verteilungsfunktion verwendet. Es ist jedoch vorzuziehen, dass eine Funktion, die eine Luminanzverteilung reproduziert, basierend auf den Arbeitsprinzipien der Elektronenquelle separat eingestellt wird. Somit kann der Typ der Elektronenquelle, die auf der Bildschirmanzeige verwendet wird, ausgewählt werden, und eine Verteilungsfunktion für die ausgewählte Elektronenquelle wird verwendet. Die Elektronenquelle kann auf dem in 12 dargestellten Bildschirm ausgewählt werden, oder kann unter Verwendung eines Schalters, der an der Vorrichtung angebracht ist, ausgewählt werden. Alternativ kann der Typ der Elektronenquelle automatisch in der Vorrichtung detektiert werden, und die Verteilungsfunktion kann geändert werden. Zusätzlich kann der Typ der Elektronenquelle basierend auf den Beziehungen zwischen dem Probenpotential und der Luminanz automatisch ausgewählt werden, und die Verteilungsfunktion kann geändert werden. Darüber hinaus ist die Auswahl nicht nur auf den Typ der Elektronenquelle beschränkt. Ein Auswahlfeld oder ein automatischer Auswahlmechanismus kann für den Typ der Probe bereitgestellt sein, und ein Mechanismus zum Ändern der Verteilungsfunktion basierend auf der Auswahl kann bereitgestellt sein.
Wenn die Elektronenquelle vom Feldemissionstyp ist, eine Verteilung auf einer Hochspannungsseite in Bezug auf eine Spitze von einer Verteilung auf einer Niederspannungsseite in Bezug auf die Spitze unterschiedlich ist, wird die Verteilungsfunktion basierend auf der Summe von Differentialen von zwei Fermi-Verteilungsfunktionen ausgedrückt, wie sie beispielsweise durch die Gleichung 2 ausgedrückt ist. $f_{1} (E) + f_{2} (E) {\begin{matrix} f_{1} (E) = 0 (E < E_{0}) \\ f_{2} (E) = 0 (E > E_{0}) \end{matrix}$
in Gleichung 2 gibt f_n(E) ein Differential einer Fermi-Verteilungsfunktion an.
Ein Einstellbildschirm 130, der in 13 dargestellt ist, weist eine Bildschirmkonfiguration zum Erfassen nicht nur des Typs der Elektronenquelle, sondern auch der Zustände von Elektronen, die aus der Elektronenquelle freigesetzt werden, und Ändern der Verteilung auf. Als Maßzahlen, die verwendet werden sollen, um die Zustände von Elektronen zu messen, werden ein Sondenstrom und ein Emissionsstrom verwendet, wie in dieser Figur dargestellt ist. Informationen über einen Energiebereich emittierter Elektronen werden aus einem Sondenstrom, dem Emissionsstrom, der Blendengröße, die für das Bestrahlungssystem eingestellt ist, und einem Öffnungswinkel, der aus einem aktuellen Wert der Bestrahlungslinse abgelesen werden kann, geschätzt. Eine Verteilungsfunktion, die verwendet werden soll, um das Fitting auf dem Probenpotential und der mittleren Luminanz auszuführen, wird ausgewählt. Da angenommen ist, dass das Umschalten der Blendengröße manuell ausgeführt wird, wird die Blendengröße unter Verwendung eines Eingabefelds umgeschaltet. In dieser Figur kann das Umschalten der Blende automatisch ausgeführt werden, ein Verfahren zum Erhalten des Durchmessers der Blende kann in der Vorrichtung installiert sein, und die Blendengröße kann automatisch eingegeben werden.
Ein Einstellbildschirm 140, der in 14 dargestellt ist, ist ein Beispiel eines Einstellbildschirms für den Fall, in dem ein Verfahren zum Berechnen eines Auswertungswerts eines Bilds basierend auf den Beziehungen zwischen dem Probenpotential und der Luminanz und dem Typ der Elektronenquelle anstelle eines Schwellenwerts für die Helligkeit anstelle eines Schwellenwerts für die Helligkeit und Ändern des Probenpotentials, um den Auswertungswert zu maximieren, verwendet ist. Wenn emittierte Elektronen näher an der Reflexionsfläche sind, ist ein Defektbild deutlicher. Somit wird der Auswertungswert aus dem Verhältnis der Anzahl von Spiegelelektronen, die aus der mittleren Bildluminanz berechnet wird, und einem Abstand von der Reflexionsfläche berechnet. Wenn die Anpassungsfläche gedrückt wird, wird das Probenpotential festgelegt, so dass der Auswertungswert an seinem Maximum ist und das erhaltene Defektbild deutlich ist. Ein Beispiel für den Auswertungswert ist in einer dritten Ausführungsform beschrieben.
15 stellt als einen Einstellbildschirm 150 ein Beispiel einer Bildschirmkonfiguration eines Probenpotentialanalysewerkzeugs als ein Verfahren zum manuellen Analysieren des Probenpotentials aus den Beziehungen, die durch die Vorrichtung erhalten werden, zwischen dem Probenpotential und der Luminanz dar. In diesem Fall werden die Beziehungen, die durch die Vorrichtung erhalten werden, zwischen dem Probenpotential und der Luminanz automatisch in ein Dateneingabefeld eingegeben, oder Werte, die durch die Vorrichtung erfasst und angezeigt werden, werden manuell eingegeben, ein Fitting-Prozess wird durch Drücken der Berechnen-Fläche ausgeführt, und das Probenpotential wird angezeigt. Durch Eingeben und Festlegen des angezeigten Probenpotentials für ein herkömmliches Probenpotentialeinstellfeld kann das Probenpotential auf das optimale Potential festgelegt werden. Wenn dieses Verfahren ausgewählt ist, kann beispielsweise ein mittlerer Luminanzwert für ein Bild, in dem ein Fehler bei der Erfassung des Bilds aufgetreten ist, korrigiert werden. Zusätzlich kann, wenn eine Zeile des Dateneingabefelds des Einstellbildschirms 150 ausgewählt ist, ein Bild, für das die Luminanz berechnet worden ist, angezeigt werden, und der Anwender kann bestätigen, ob eine Anomalie in dem Bild vorhanden ist, und bestimmen, ob das Bild als Daten verwendet wird.
[Dritte Ausführungsform]
In der dritten Ausführungsform wird basierend auf den Beziehungen zwischen dem Probenpotential und der mittleren Luminanz ein Auswertungswert berechnet, und das Probenpotential wird automatisch festgelegt. 16 stellt einen Algorithmus zum Berechnen des Probenpotentials gemäß der vorliegenden Ausführungsform dar. Wie mit Bezug auf 5 beschrieben ist, wird zuerst die Elektronenbeschleunigungsspannung oder das Probenpotential geändert (in S1), ein Bild wird durch die Kamera 32 erfasst (in S2), die mittlere Luminanz für das Bild wird durch die Bildverarbeitungsvorrichtung 45 berechnet (in S3) und die Beziehungen zwischen dem Probenpotential und der mittleren Bildluminanz werden wie in 6 dargestellt erfasst. Ein Auswertungswert wird für die Differenz ΔE zwischen jeder Elektronenbeschleunigungsspannung und dem Probenpotential basierend auf den erfassten Beziehungen berechnet (in S6). Dann wird ΔEs, die die ΔE ist, die den Auswertungswert maximiert, erfasst (in S7), und die Elektronenbeschleunigungsspannung und das Probenpotential werden so festgelegt, dass die Differenz zwischen der Elektronenbeschleunigungsspannung und dem Probenpotential ΔEs ist (in S8). Die vorliegende Auswertungswert beschreibt nachstehend ein Beispiel für ein Verfahren zum Berechnen des Auswertungswerts und beschreibt den Fall, in dem ΔE automatisch unter Verwendung nur der mittleren Luminanz angepasst werden kann.
Die 17 stellen Beziehungen zwischen dem Probenpotential, das in 6 dargestellt ist, der Luminanz, die in 6 dargestellt ist, und einem differentiellen Luminanzwert und Beziehungen zwischen einem festgelegten Probenpotential, dem differentiellen Luminanzwert und einem individuellen Auswertungswert dar. Eine durchgezogene Linie, die in 17(a) dargestellt ist, gibt die Beziehungen zwischen dem Probenpotential und der mittleren Bildluminanz an, und eine gestrichelte Linie gibt den differentiellen Luminanzwert an. Es ist berücksichtigt, dass der differentielle Luminanzwert, der durch die gestrichelte Linie angegeben ist, eine Energieverteilung emittierter Elektronen in einem Gebiet angibt, in dem kein Effekt von Sekundärelektronen und reflektierten Elektronen vorhanden ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Schottky-Elektronenkanone als die Elektronenkanone verwendet, es wird jedoch eine differentielle Form der Fermi-Verteilungsfunktion als eine Fitting-Funktion für den differentiellen Luminanzwert verwendet, die so betrachtet wird, dass sie die Energieverteilung angibt. In dem Fall, in dem die Schottky-Elektronenkanone verwendet wird, kann ein Auswertungswert mit einer höheren Genauigkeit durch Auswählen einer Verteilungsfunktion basierend auf der geschätzten Energieverteilung berechnet werden. In diesem Fall wird jedoch der Einfachheit halber eine Fermi-Verteilung verwendet.
17(b) stellt einen individuellen Auswertungswert dar, der basierend auf der Fermi-Verteilungsfunktion, die unter Verwendung von 17(a) berechnet ist, und dem festgelegten Probenpotential berechnet ist. Das festgelegte Probenpotential, das durch eine Abszisse in 17(b) angegeben ist, ist unter Verwendung von -3030 V, die in 17(a) dargestellt, als ein Standard (0 V) angezeigt. Eine gestrichelte Linie, die in 17(b) angegeben ist, gibt einen Wert an, der durch Fitting des differentiellen Luminanzwerts, der durch die gestrichelte Linie in 17(a) angegeben ist, unter Verwendung einer differentiellen Form der Fermi-Verteilungsfunktion erhalten wird, während -3030 V als ein Standard (0 V) verwendet ist. Zusätzlich ist berücksichtigt, dass, wenn Spiegelelektronen näher an der Probe sind, ein Effekt einer Verzerrung der Äquipotentialfläche, die durch Ladungen der geladenen Probe verursacht ist, größer ist. Als der individuelle Auswertungswert ist eine Funktion, die größer ist, wenn Spiegelelektronen näher an der Probe sind, festgelegt. Insbesondere wird der individuelle Auswertungswert auf 1/E festgelegt, wobei E das festgelegte Probenpotential ist, das durch die Abszisse in 17(b) angegeben ist. Durch Ausführen von Faltung auf dem differentiellen Luminanzwert und dem individuellen Auswertungswert wird der individuelle Auswertungswert auf einen Auswertungswert festgelegt, wenn das festgelegte Probenpotential -3030 V ist. Wenn eine Funktion des individuellen Auswertungswerts näher an 0 ist, divergiert die Funktion stärker. Somit wird der Auswertungswert durch Ausführen von numerischer Integration mit Intervallen von 0,1 V berechnet.
18 stellt den Vergleich des Defektkontrasts, der wie vorstehend beschrieben definiert ist, mit einem Kontrastauswertungswert, der als ein Ergebnis der Faltung berechnet ist, dar. Die Spitze des Auswertungswerts ist ungefähr -3028,3 V und unterscheidet sich von -3028,4 V um 0,1 V. Die Spannung von -3028,4 V ist der Spitzenwert des Defektkontrasts. Durch Ausführen von Optimierung unter Verwendung des Auswertungswerts kann das Probenpotential so festgelegt werden, dass der Defektkontrast der optimale Wert ist. Darüber hinaus kann durch genaues Reproduzieren der Energieverteilung der Schottky-Elektronenquelle die Auswertung mit höherer Genauigkeit ausgeführt werden. Durch Verwenden der Konfiguration und des Mechanismus gemäß der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform kann das Probenpotential automatisch festgelegt werden, so dass der Defektkontrast der optimale Wert ist im Vergleich zu dem Fall, in dem nur die mittlere Bildschirmluminanz verwendet wird.
[Vierte Ausführungsform]
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Erfindung auf eine Detektionsvorrichtungfür latente Kratzerdefekte zum Detektieren eines latenten Kratzerdefekts eines SiC-Substrats angewandt. 19 stellt ein Spiegelelektronenmikroskopbild eines latenten Kratzers dar, der einer der Kristalldefekte ist, die in dem SiC-Substrat existieren. Der latente Kratzer 190 ist ein linearer Kristalldefekt, der mit Kontrast in dem Spiegelelektronenmikroskopbild angezeigt ist. Wie in 19 dargestellt ist, weist der latente Kratzer 190 einen langen schwarzen Abschnitt auf, der sich in einer einzigen Richtung erstreckt, und ein Rand des schwarzen Abschnitts ist als ein weißer Kontrastabschnitt angezeigt. Das ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass in dem Spiegelelektronenmikroskop das SiC-Substrat mit einem Ultraviolettstrahl bestrahlt wird, der eine Energie aufweist, die gleich der oder höher als ein Bandabstand ist, negativ geladen ist und unter der Bedingung abgebildet ist, dass Spiegelelektronen, die auf einer durch einen Defekt verursachten Verzerrung einer Reflexionsfläche reflektiert werden, durch das Abbildungssystem defokussiert werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird in Bezug auf die Größe der Defokussierung das Defokussieren in einem Zustand ausgeführt wird, in dem die Brennfläche von dem Szintillator 33 um 10 mm oder mehr getrennt ist, und das Abbilden wird so ausgeführt, dass ein Defektbild vergrößert ist.
In dem folgenden Prozess wird ein Spiegelelektronenbild durch das Spiegelelektronenmikroskop erfasst, und der latente Kratzer wird einer Defektinspektion unterzogen. Zuerst wird ein Wafer in eine Schleusenkammer eingeführt, einer Vakuumumgebung ausgesetzt und zu einer Position genau unter einer Mikroskopröhre des Elektronenmikroskops bewegt. Der Wafer wird so bewegt, dass sich ein Abschnitt des Wafers, der der Defektdetektion unterzogen werden soll, an einer Position genau unter der Mikroskopröhre des Elektronenmikroskops befindet. Der Wafer kann unter Verwendung von Koordinaten bewegt werden oder kann bewegt werden, während er unter Verwendung eines optischen Mikroskops, das getrennt vorgesehen ist, oder dergleichen beobachtet wird. Als Nächstes werden Spannungen an die Objektivlinse und die Probe angelegt. Wenn die Spannungen angelegt sind, wird durch das Bestrahlungssystem der Elektronenstrahl eingeleitet und zu der Probe emittiert, und ein Elektronenstrahlbild wird durch die Kamera aufgenommen. Bei der Anpassung des Probenpotentials danach werden, während das Probenpotential geändert wird, der Reihe nach Elektronenstrahlbilder aufgenommen, die mittlere Bildhelligkeit wird aus den Elektronenstrahlbildern berechnet, und ein Graph des Probenpotentials und der mittleren Bildhelligkeit wird erzeugt. Der Graph des Probenpotentials und der mittleren Bildhelligkeit wird dem Fitting unter Verwendung der Fermi-Verteilungsfunktion unterzogen, und das Probenpotential, wenn die Helligkeit ein definierter Wert ist, wird basierend auf der Fermi-Verteilungsfunktion und einem berechneten Fitting-Parameter berechnet. Für einen latenten Kratzer ist die Helligkeit von 90 % definiert. Nachdem das Probenpotential auf das berechnete Probenpotential eingestellt ist, werden Elektronenstrahlbilder durch die Kamera aufgenommen. Wenn ein weiter Bereich abgebildet werden soll, wird der Objekttisch bewegt, und ein nächstes Elektronenbild wird aufgenommen. Es ist ausreichend, wenn das Probenpotential einmal vor der Messung berechnet wird. Die Höhe eines Wafers wird bei der Bewegung des Objekttischs gemessen. Wenn eine Verschiebung groß ist, wird die Intensität der Objektivlinse oder die Intensität der Abbildungslinse geändert, um die Größe der Defokussierung auf eine feste Größe einzustellen. In dem vorstehenden Prozess kann der latente Kratzer des SiC-Substrats detektiert werden. Die vorliegende Ausführungsform ist nicht nur für die Kratzerdefektinspektion, die auf dem SiC ausgeführt wird, anwendbar, sondern auch für die Detektion eines anderen Kristalldefekts auf dem SiC und die Detektion eines Defekts, der in einem anderen GaN-Substrat oder dergleichen vorhanden ist.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt und enthält verschiedene modifizierte Beispiele. Beispielsweise sind die Ausführungsformen genau beschrieben, um die Erfindung genau zu verstehen, und können nicht notwendigerweise alle beschriebenen Konfigurationen enthalten. Zusätzlich können einige der Konfigurationen, die in einer speziellen Ausführungsform beschrieben sind, durch Konfigurationen, die in einer weiteren Ausführungsform beschrieben sind, ersetzt werden. Darüber hinaus kann eine Konfiguration, die in einer speziellen Ausführungsform beschrieben ist, einer Konfiguration, die in einer weiteren Ausführungsform beschrieben ist, hinzugefügt werden. Darüber hinaus können einige der Konfigurationen, die in jeder der Ausführungsformen beschrieben sind, zu anderen Konfigurationen, die in den anderen Ausführungsformen beschrieben sind, hinzugefügt oder durch die ersetzt werden, und einige der Konfigurationen, die in jeder der Ausführungsformen beschrieben sind, können entfernt werden.
Darüber hinaus, obwohl ein Beispiel beschrieben ist, in dem das Programm zum Ermöglichen einiger der oder aller vorstehenden Konfigurationen, der vorstehenden Funktionen, der Steuervorrichtung, der Bildverarbeitungsvorrichtung und dergleichen erzeugt wird, versteht es sich von selbst, dass einige der oder alle vorstehenden Konfigurationen, der vorstehenden Funktionen, der Steuervorrichtung, der Bildverarbeitungsvorrichtung und dergleichen durch Hardware oder durch Konstruieren einer integrierten Schaltung oder dergleichen ermöglicht sein können. Insbesondere können Funktionen aller oder einiger der Verarbeitungseinheiten beispielsweise durch eine integrierte Schaltung wie z. B. eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder ein feldprogrammierbares Gatter-Array (FPGA) anstelle des Programms ermöglicht sein.
Bezugszeichenliste

10: optische Achse des Bestrahlungssystems
11: optische Achse des Abbildungssystems
12: optische Achse der Objektivlinse
20: Elektronenkanone
21: Bestrahlungslinse
22: Abbildungslinse
23: Objektivlinse
24: Strahlteiler
30: Probe
31: Objekttisch
32: Kamera
33: Szintillator
40: Steuervorrichtung
41: Elektronenkanonensteuervorrichtung
42: Bilderfassungsvorrichtung
43: Ultraviolettlichtquellensteuervorrichtung
44: Substratspannungssteuervorrichtung
45: Bildverarbeitungsvorrichtung
50: Ultraviolettlichtquelle
100: Kristalldefekt
110, 120, 130, 140,150: Einstellbildschirm
190: latenter Kratzer

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 2007207688 [0003]
JP 5744248 B [0003]

Claims

Ladungsträgerstrahlvorrichtung, die umfasst: eine Ladungsträgerquelle, die Ladungsträger zu einer Probe emittiert; eine erste Stromquelle, die eine erste Spannung an die Ladungsträgerquelle anlegt; eine zweite Stromquelle, die eine zweite Spannung an die Probe anlegt; ein optisches Abbildungssystem, das Ladungsträger, die aus einer Richtung einfallen, in der die Probe vorhanden ist, abbildet; einen Detektor, der in dem optischen Abbildungssystem installiert ist und die Ladungsträger detektiert, wobei das optische Abbildungssystem so konfiguriert ist, dass das optische Abbildungssystem keine Sekundärelektronen, die aus der Probe freigesetzt werden, abbildet und ein Bild aus Spiegelelektronen bildet, die durch ein elektrisches Feld, das an der Probe aufgrund der Potentialdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Spannung erzeugt wird, zurückgeführt werden.
Ladungsträgerstrahlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das optische Abbildungssystem ein Abbilden in einem Zustand ausführt, in dem eine Brennfläche für die Sekundärelektronen von einer Abbildungsfläche des Detektors um 10 Millimeter oder mehr getrennt ist.
Ladungsträgerstrahlvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner umfasst: eine Abbildungsverarbeitungsvorrichtung, in die ein Signal des Detektors eingegeben wird und die ein Bild aus den Spiegelelektronen bildet, wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung die Potentialdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Spannung basierend auf der Potentialdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Spannung und einer Verteilung der Größen von Signalen des Detektors anpasst.
Ladungsträgerstrahlvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung die zweite Spannung so anpasst, dass das Probenpotential auf ein Potential festgelegt ist, wenn die mittlere Bildluminanz für das Bild der Spiegelelektronen 90 % der Luminanz ist, die erhalten wird, wenn die Spiegelelektronen zu 100 % reflektiert werden.
Ladungsträgerstrahlvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung einen Auswertungswert basierend auf der Potentialdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Spannung und der Verteilung der Größen der Signale des Detektors berechnet und den Auswertungswert verwendet, um die Potentialdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Spannung anzupassen.
Ladungsträgerstrahlvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung Fitting unter Verwendung einer Verteilungsfunktion ausführt, um die Verteilung der Größen der Signale des Detektors zu analysieren.
Ladungsträgerstrahlvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung die Verteilungsfunktion basierend auf dem Typ der Ladungsträgerquelle ändert.
Ladungsträgerstrahlvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung Informationen über die Ladungsträgerquelle erfasst und die Verteilungsfunktion ändert.
Ladungsträgerstrahlvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Informationen über die Ladungsträgerquelle eine Spannung, die an die Ladungsträgerquelle angelegt ist, oder einen Strom, der der Ladungsträgerquelle zugeführt wird, angeben.
Ladungsträgerstrahlvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung die Verteilungsfunktion basierend auf einem Ziel, das auf der Probe vorhanden ist und beobachtet werden soll, ändert.
Ladungsträgerstrahlvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Verteilungsfunktion eine Fermi-Verteilungsfunktion oder eine differentielle Funktion der Fermi-Verteilungsfunktion ist.
Ladungsträgerstrahlvorrichtung nach Anspruch 3, die ferner umfasst: eine Bildanzeigeeinheit, die das Bild der Spiegelelektronen, das durch die Bildverarbeitungsvorrichtung gebildet ist, anzeigt.
Ladungsträgerstrahlvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Bildanzeigeeinheit die mittlere Bildluminanz für das Bild der Spiegelelektronen für das Probenpotential, das an die Probe aufgrund der zweiten Spannung angelegt ist, anzeigt.
Ladungsträgerstrahlvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Bildanzeigeeinheit einen Einstellbildschirm zum c eines Helligkeitsverhältnisses der mittleren Bildluminanz für das Bild der Spiegelelektronen zu der Luminanz, die erhalten wird, wenn die Spiegelelektronen zu 100 % reflektiert werden, anzeigt.
Ladungsträgerstrahlvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Bildanzeigeeinheit einen Einstellbildschirm zum Festlegen des Typs der Ladungsträgerquelle anzeigt.