JP2014022040A - 荷電粒子線装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、深孔、深溝のような高アスペクトの構造体の底部のエッジ情報を顕在化することを荷電粒子線装置の提供を目的とする。
【解決手段】
本発明は、上記目的を達成するために、荷電粒子源から放出された荷電粒子ビームの通過開口を備えた開口部形成部材と、当該通過開口を通過した荷電粒子の他部材への衝突によってもたらされる荷電粒子を検出する検出器を備えた荷電粒子線装置であって、前記試料から放出された荷電粒子を偏向する偏向器と、当該偏向器を制御する制御装置を備え、当該制御装置は、前記試料から放出された荷電粒子の軌道が移動するように前記偏向器を制御し、前記偏向器による偏向前後の検出信号に基づいて、測長を実行する荷電粒子線装置を提案する。
【選択図】 図3
Description
〔実施例1〕:深溝・深孔中の微細な形状
図4(a)に,深溝パターンの模式図を示す。通常のSEMで深溝パターンを観察すると,穴底から出た信号は,側壁に遮蔽されて検出されにくいので,孔上部に比べ,信号量が低下し,図4(b)のような画像とプロファイルとなる。しかしこの状態では,溝底の形状を確認することはできないため,通常プリチャージや引き上げ電界の強化等により,溝底からの信号量全体を増やす手段を用いる。信号量が増えれば,そのぶん溝底形状は確認しやすくなるが,それだけでは不十分な場合も多い。そこで,本手法を用い,信号の選択的検出を行う。まず,SEアライナによって二次電子を図3中aの方向に曲げると,図4中(c)のような画像と信号プロファイルが得られる。次に,二次電子を図3中bの方向に曲げると,図4(d)のような画像と信号プロファイルが得られる。その結果,図4(a)の深溝パターンの左右の側壁底部には,図4(b)では検出できなかった底部の微細形状102が存在することを検出できる。
[実施例2]:LS判定
図5(a)は,通常のSEMにおけるラインアンドスペース画像の例を示したものである。ラインとスペースの太さが等しく,明るさにあまり差がない場合,プロファイルは図5(b)のようになり,ラインとスペースは判定しにくい。本発明によれば,二次電子を図3中a方向に偏向することで,図5(c)に示すように,スペース部分に陰影がつき,凹凸を容易に判定できる。ライン部とスペース部では,射出する二次電子の仰角成分が異なる。スペース部から射出する二次電子は,隣接するラインパターンが発生した二次電子を遮蔽するので,射出可能な仰角の範囲はスペースの幅とラインパターンの高さによって制限されるため,2次電子のほとんどが高角成分である。そのため,ライン部分に比べ,SEアライナと二次電子制限板を用いた検出信号制御による影響を受けやすく,図5(c)のように,スペース部分に影のある画像が形成される。このとき,ライン部分とスペース部分のプロファイル変化の違いから,ラインとスペースを見分けることができる。上記のような理由から,スペース部は偏向後,輝度に非対称さが生じる。そのため,図5(d)のようにプロファイルの勾配がライン部に比べて大きくなる。これを利用すると,凹凸が判定でき,図5(a)は図5(e)のような形状であることが判別できる。
2(a) 2次電子(高角成分),(b):2次電子(低角成分)
11:電界放出陰極,12:引出電極,13:引出電圧,
14:コンデンサレンズ,15:絞り,17:対物レンズ,18:加速円筒,
20:ガイド,21:上走査偏向器,22:下走査偏向器,23:試料,
24:ホルダー,25:上イメージシフト偏向器,
26:下イメージシフト偏向器,27:反射板,28(a):上検出器,
28(b):下検出器,31:2次電子制限板,32:2次電子アライナI,
33(a):2次電子アライナII(U),33(b):2次電子アライナII(L)
34:エネルギーフィルタ,40:演算器,41:制御装置,42:対物レンズ制御電源,43:リターディング電圧電源,44:加速電圧電源,45:記録装置
Claims (12)
- 荷電粒子源から放出された荷電粒子ビームの通過開口を備えた開口部形成部材と、試料から放出され、当該通過開口を通過した荷電粒子を検出する検出器、或いは当該通過開口を通過した荷電粒子の他部材への衝突によってもたらされる荷電粒子を検出する検出器を備えた荷電粒子線装置において、
前記試料から放出された荷電粒子を偏向する偏向器と、当該偏向器を制御する制御装置を備え、当該制御装置は、前記試料から放出された荷電粒子の軌道が移動するように前記偏向器を制御し、前記偏向器による偏向前後の検出信号に基づいて、測長を実行することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1において、
前記偏向器はウィーンフィルタであることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1において、
前記制御装置は、前記偏向器の偏向状態を少なくとも2つに変化させると共に、当該2つの偏向状態にて得られた信号波形を用いて前記測長を実行することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1において、
前記制御装置は、前記偏向器の偏向状態を複数変化したときに得られる信号波形のピーク高さが所定の条件を満たすときの信号波形を用いて、前記測長を実行することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1において、
前記他部材は、前記試料から放出された荷電粒子の衝突によって電子を発生する変換電極であることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1において、
前記制御装置は、前記測長の方向に応じて、前記偏向器による偏向方向を選択することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 荷電粒子源から放出された荷電粒子ビームの通過開口を備えた開口部形成部材と、試料から放出され、当該通過開口を通過した荷電粒子を検出する検出器、或いは当該通過開口を通過した荷電粒子の他部材への衝突によってもたらされる荷電粒子を検出する検出器を備えた荷電粒子線装置において、
前記試料から放出された荷電粒子を偏向する偏向器と、当該偏向器を制御する制御装置を備え、当該制御装置は、前記検出器の出力に基づいて信号波形を形成し、当該信号波形のピークが示す輝度が所定の条件を満たすように、前記試料から放出される荷電粒子を偏向し、当該偏向に基づいて得られる信号波形を用いて、前記試料上のパターン寸法の測長を実行することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項7において、
前記偏向器はウィーンフィルタであることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項7において、
前記制御装置は、前記偏向器の偏向状態を複数変化したときに得られる信号波形のピークのピークトップ、或いは所定値以上の輝度を持つピークを用いて、前記測長を実行することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項7において、
前記他部材は、前記試料から放出された荷電粒子の衝突によって電子を発生する変換電極であることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項7において、
前記制御装置は、前記測長の方向に応じて、前記偏向器による偏向方向を選択することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 荷電粒子源から放出された荷電粒子ビームの通過開口を備えた開口部形成部材と、試料から放出され、当該通過開口を通過した荷電粒子を検出する検出器、或いは当該通過開口を通過した荷電粒子の他部材への衝突によってもたらされる荷電粒子を検出する検出器を備えた荷電粒子線装置において、
前記試料から放出された荷電粒子を偏向する偏向器と、当該偏向器を制御する制御装置を備え、当該制御装置は、前記偏向器による偏向後に検出される信号波形に基づいて、前記試料上に形成されたライン、及び/又はスペースの判定を行うことを特徴とする荷電粒子線装置。
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