JP2005147671A - 荷電粒子線調整方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 焦点位置の異なる複数枚のプローブ像の平面上の位置が同じ任意部分の焦度評価値複数個用いてフィッティング補間処理を行い、得られた曲線と移動中のプローブ像の焦点評価値の比較により、プローブ移動量の検出をする。
【選択図】 図1
Description
従来、プローブの高さは、熟練した装置オペレータが、プローブ画像のフォーカス度合いから目視で合焦点位置を判断し、現時点のプローブ高さは合焦点位置相当の高さであると推定していた。この方法により高さを推定するには、合焦点位置が少なくともプローブ画像の一部分に含まれていなければならない。また、試料面の高さについては、光学式の高さ測定装置により測定可能である。
焦点深度が、必要な高さ測定の精度よりも広い場合においては、特性曲線を生成するまたはデータ補完を行なうための焦点評価値データが、合焦点位置が焦点深度外にあるようなデータを少なくとも一つは含むようにする。ここで、焦点深度とは、人間の目の分解能を基準として、焦点があっているとみなされる深さ方向の距離で定義される量である。
図1は、本実施例の一例であるプローブ駆動機構を有した走査電子顕微鏡の概略構成図である。
更に、図1に示した荷電粒子線は、通常のSEM観察を行なう(試料の二次電子像を合焦点位置で観察する)第1の動作モードと、合焦点位置の高さに対する特性曲線を取得するための第2の動作モードを持ち、第1の動作モードと第2の動作モードの切替え手段を備えている。このような切替え手段は、例えば、表示画面111に表示されるアイコン等で実現される。
図2に、荷電粒子線装置内のプローブと試料との相対位置関係について模式的に示す。まず、試料201上の任意の位置に対して荷電粒子線202の焦点があう荷電粒子線の制御値を求める。ここで荷電粒子線の制御値とは、照射光学系を制御するために与える各種電気信号等で、具体的には、図1の電子レンズ、収束レンズ、偏向器への印加電圧や絞り板の穴径などである。
用いるフィッティングカーブの種類によるが、データ列202のデータ点数は、少なくとも2点以上は必要である。フィッティングカーブとして直線が使用できる場合もあり得るためである。データ点数は入力手段を介して装置オペレータが任意に設定可能である。あるいは、データ点数の決まった測定モードを装置に複数備えておき、オペレータが、測定モードを選択するようにしても良い。モードの選択は、例えば、画像表示手段111にモード選択のための画像を表示させ、入力手段により所望のモードを選択する。モードとしては、例えば、高精細モードや通常モードなどを備えておく。
焦点深度が必要な高さ測定の精度よりも広い場合は、フィッティングを行うためのデータ列が、焦点深度外の焦点評価値を少なくとも一つ含んでいると、より正確なフィッティングカーブが得られる。これは次の理由による。測定によって得られる焦点評価値は、高さ方向に対して有限の誤差(ノイズ)を含んでいる。焦点深度が、必要な高さ測定の精度よりも広い場合には、焦点深度内での焦点評価値の変化の大きさはこの誤差と同程度かそれ以下となり、正確なフィッティングカーブを描くことが困難となるためである。これを回避するためには、誤差よりも大きな焦点評価値変化を得る必要があり、そのためには焦点深度外の焦点評価値を少なくともひとつ含む必要がある。なお、正確なフィッティングカーブを得る目的からみると、データ列を焦点深度内から得る必要は必ずしもなく、すべて焦点深度外から得ても問題はない。
図4には、図3に示した荷電粒子線制御値依存性曲線303を求め、求めた荷電粒子線制御値依存性曲線303を用いてプローブと試料との距離を測定するためのフローチャートを示した。
Claims (15)
- 試料を保持する手段と、荷電粒子線を前記試料上に照射する照射光学系と、前記試料に接触させるためのプローブとを備えた荷電粒子線装置において、
前記プローブの任意の領域に関し、前記荷電粒子線の合焦点位置と前記プローブとの相対距離を変えて複数の焦点評価値を計算し、
該複数の焦点評価値は、前記合焦点位置が焦点深度外であるデータを少なくとも1つ含み、
前記複数の焦点評価値から、前記プローブの高さを推定することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 試料を保持する手段と、荷電粒子線を前記試料上に照射する照射光学系と、前記試料に接触させるためのプローブとを備えた荷電粒子線装置において、
前記荷電粒子線の合焦点位置と前記プローブの相対距離を変える手段と、
前記プローブの任意の領域に関して焦点評価値を計算するコンピュータとを有し、
前記荷電粒子線の合焦点位置と前記プローブとの相対距離を変えて複数の焦点評価値を計算し、
前記複数の焦点評価値は、前記合焦点位置が焦点深度外であるデータを少なくとも一つ含み、
前記複数の焦点評価値から、前記プローブの高さを推定することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1または2に記載の荷電粒子線装置において、
前記複数の焦点評価値から、プローブ-試料間距離に対する焦点評価値のフィッティングカーブを算出し、
該フィッティングカーブを基に前記プローブの高さを算出することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1または2に記載の荷電粒子線装置において、
前記焦点評価値または前記フィッティングカーブを格納するメモリを備え、該メモリに格納された焦点評価値またはフィッティングカーブからプローブの高さを算出する手段を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1または2に記載の荷電粒子線装置において、
前記プローブと前記荷電粒子線の合焦点位置との相対距離を、荷電粒子線の合焦点位置を変更することにより変えることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1または2に記載の荷電粒子線装置において、
プローブの高さ方向の位置を制御する手段を有し、
前記プローブと前記荷電粒子線の合焦点位置との相対距離を、プローブの高さを変更することにより変えることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1または2に記載の荷電粒子線装置において、
前記推定されたプローブと前記試料との距離を表示する表示手段を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1または2に記載の荷電粒子線装置において、
前記プローブの任意の領域を指定するための入力手段を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1または2に記載の荷電粒子線装置において、
前記プローブ像の任意の領域を複数箇所指定するための入力手段と、
該複数箇所指定された領域に関して推定されたプローブと試料との距離を表示する表示手段とを有することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1または2に記載の荷電粒子線装置において、
前記試料の荷電粒子線像を表示する表示手段と、
該試料の荷電粒子線像の任意領域を任意の個数だけ指定する入力手段とを有し、
該任意領域の高さを推定することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項10に記載の荷電粒子線装置において、
前記プローブの高さと前記試料の高さから、プローブと試料の相対距離を計算し、
前記表示手段に表示することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項10に記載の荷電粒子線装置において、
前記荷電粒子線像の任意領域の画像データを格納する記憶手段を備え、
前記指定された領域の高さから、荷電粒子線画像の複数の領域間の相対距離を算出することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項8または10に記載の荷電粒子線装置において、
前記入力手段により指定された領域にマーキングを行なう手段を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項13に記載の荷電粒子線装置において、
前記マーキングを実行可否の問い合せを表示する表示手段と、
該問い合せに対する回答を入力するための入力手段とを有し、
該回答がマーキングの実行可であった場合には、前記マーキングを実行することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 試料を保持する手段と、荷電粒子線を前記試料上に照射する照射光学系と、前記試料に接触させるためのプローブと、前記試料からの二次電子を検出する二次電子検出器とを備えた荷電粒子線装置において、
前記荷電粒子線の合焦点位置と前記プローブの相対距離を変える手段と、
前記プローブの任意の領域に関して焦点評価値を計算するコンピュータとを有し、
前記試料の二次電子像を合焦点位置で観察する第1の動作モードと、
合焦点位置の前記プローブ位置に対する特性曲線を取得するための第2の動作モードと、
前記第1の動作モードと第2の動作モードとを切替えるための入力手段とを備え、
前記第2の動作モードにおいて、
前記荷電粒子線の合焦点位置と前記プローブとの相対距離を変えて複数の焦点評価値を計算し、
前記複数の焦点評価値は、前記荷電粒子線の合焦点位置と前記プローブとの相対距離が焦点深度外であるデータを少なくとも一つ含み、
前記複数の焦点評価値から、前記プローブの高さを推定することを特徴とする荷電粒子線装置。
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