JP2014093153A - 荷電粒子線装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 試料ステージ2の移動から高倍率撮像を行う過程において、観測箇所の高精度位置合わせ等を目的とした低倍率の事前撮像を行い、この事前撮像時の位置検出器6からのステージ振動情報と、二次電子検出器13の出力を使った撮像画像による電子光学系カラム7の光学系カラム振動情報に基づき、フィルタ条件算出部22において求めたフィルタ条件信号に従い、フィルタ回路23において高倍率撮像時のステージ位置情報を整形し、整形後のステージ位置情報に基づき偏向補正処理部24において偏向補正信号を求め、荷電粒子線照射位置の補正を行う。
【選択図】 図1
Description
図1は、荷電粒子線装置、電子線応用システムの第1の実施例である、試料ステージを搭載した測長SEMの一構成例を示している。本実施例の測長SEMにあっては、ステージの振動情報と電子光学系カラム等に励起された振動情報に基づきステージの振動情報に含まれる排除すべき不要成分を決定し、事前撮像時のステージ振動情報から決定した不要成分と、電子光学系カラムの振動情報に基づき、高倍撮像時のステージ位置情報のフィルタリング条件を決定し、高倍撮像時のステージ位置情報を整形する。
図2にて測長SEMにおける高倍率撮像の手順を説明する。まず、S100にて試料上の観測目的箇所が電子銃の直下となるようにステージ移動を行うが、機械的誤差等の影響により位置ずれが生じる。そのため、ステージ移動直後に高倍撮像した場合、視野内に試料上の目的の個所が含まれない可能性がある。そこで、高倍率撮像の前に、事前撮像としてS101の低倍率焦点合わせ撮像、S102の低倍率位置合わせ撮像を行う。この低場率としては、1千倍から1万倍が利用される。次に、観測目的箇所が電子銃の直下からどの程度位置ずれがあるかを、S103及びS104における高倍率撮像の画像にて計測し、電子線の軌道変更により視野位置の修正が行われ、観測箇所へステージ移動(S105)が完了する。本実施例においては、以下に詳述するように、低倍率撮像時の画像情報を加味して高倍率撮像時の偏向補正を行うことに特徴がある。
図3に本実施例のシステム制御部29のフィルタ条件算出部22の動作チャートを、図4に不要周波数決定方法を、図5にステージ振動の減衰予測方法を示す。これらの図3−図5を用いて、本実施例のフィルタ条件算出部22の動作を説明する。
2 試料ステージ
3 試料(ウェーハ)
4 試料ホルダ
5 バーミラー
6 位置検出器
7 電子光学系カラム
8 電子銃
9 電子線
10 偏向器
11 電子レンズ
12 二次電子
13 二次電子検出器
20 偏向制御部
21 画像処理部
22 フィルタ条件算出部
23 フィルタ回路
24 偏向補正処理部
25 加算器
26 ステージ制御部
27 基準位置算出部
28 減算器
29、30 システム制御部
Claims (10)
- 荷電粒子線を走査しながら試料に照射し、反射信号を検出することで試料を観察する荷電粒子線装置であって、
前記試料が載せられる可動式ステージと、
前記可動式ステージの上部に設置される、荷電粒子線源、荷電粒子線を偏向する偏向手段、該荷電粒子線を集束する集束レンズを有する光学系カラムと、
前記反射信号を検出する反射信号検出器と、
前記可動式ステージのステージ位置情報を検出する位置検出器と、
前記反射信号検出器及び前記位置検出器の出力が入力され、前記光学系カラムを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記位置検出器の出力から得られる事前撮像時のステージ振動情報と、前記反射信号検出器の出力から得られる画像振動情報とに基づき、高倍率撮像時の前記可動式ステージの前記ステージ位置情報を整形し、整形後の前記ステージ位置情報に基づき、前記荷電粒子線の偏向補正を行うよう制御する、
ことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1に記載の荷電粒子線装置であって、
前記制御部は、
前記ステージ振動情報と、前記画像振動情報に基づき前記ステージ振動情報に含まれる不要成分を決定し、決定した前記不要成分に基づき、高倍率撮像時の前記ステージ位置情報を整形する、
ことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1、又は2に記載の荷電粒子線装置であって、
前記制御部は、
事前撮像から高倍率撮像までの時間経過に基づき、事前撮像から高倍率撮像までの振動成分の振幅軽減量を算出し、
算出した前記振幅軽減量に基づき、高倍率撮像時の前記ステージ位置情報を整形する、
ことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項3に記載の荷電粒子線装置であって、
前記制御部は、
事前撮像で画像を複数枚撮像して得た、複数の前記ステージ振動情報と前記画像振動情報を用いて、前記振幅軽減量の算出を行う、
ことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の荷電粒子線装置であって、
前記制御部は、
前記ステージ振動情報を抽出する際に、前記荷電粒子線の走査情報に基づき振動の基準となるステージ基準位置の取得を行い、偏向補正を行う速度に合わせステージの基準位置を切り替える、
ことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の荷電粒子線装置であって、
前記制御部は、
前記ステージ振動情報と前記画像振動情報に基づき、前記光学系カラムと前記試料ホルダの振動が小さくなるよう、次の試料を観察する際に前記光学系カラムと前記試料ホルダの振動が低減するよう、ステージ移動の速度や加速度を減衰させる、
ことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 荷電粒子線を走査しながら試料に照射して、試料を観察する荷電粒子線装置であって、
前記試料が載せられる可動式ステージと、
荷電粒子線を発生、偏向、走査、集束する光学系カラムと、
前記試料からの反射信号を検出する反射信号検出器と、
前記可動式ステージのステージ位置情報を検出する位置検出器と、
前記反射信号検出器及び前記位置検出器の出力が入力され、前記光学系カラムを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
低倍率の事前撮像時の前記位置検出器及び前記位置検出器の出力から、前記ステージの振動情報と前記光学系カラムの振動情報を抽出し、
抽出した前記ステージの振動情報と前記光学系カラムの振動情報から、前記ステージの振動情報に含まれる不要成分を決定し、
低倍率の事前撮像時から、高倍率撮像時までの時間経過に基づき、前記ステージの振動情報と前記光学系カラムの振動情報の軽減量を算出し、
前記不要成分と前記軽減量に基づき、高倍率撮像時の前記ステージ位置情報のフィルタリング条件を決定し、
前記フィルタリング条件に基づき、高倍率撮像時の前記ステージ位置情報を整形し、
整形後の前記ステージ位置情報に基づき、前記荷電粒子線の偏向補正を行うよう制御する、
ことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項7に記載の荷電粒子線装置であって、
前記制御部は、前記可動式ステージの移動速度や加速度を制御するステージ制御部を含み、
前記ステージ制御部は、
前記ステージの振動情報と、前記光学系カラムの振動情報に基づき、前記可動式ステージの移動速度や加速度を制御する、
ことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項8に記載の荷電粒子線装置であって、
前記制御部は、
事前撮像で画像を複数枚撮像して得た、複数の前記ステージの振動情報と前記光学系カラムの振動情報を用いて、前記軽減量の算出を行う、
ことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項9に記載の荷電粒子線装置であって、
前記制御部は、
前記可動式ステージの振動情報を抽出する際に、前記荷電粒子線の走査情報に基づき、振動の基準となるステージ基準位置の取得を行い、偏向補正を行う速度に合わせ前記可動式ステージの基準位置を切り替える、
ことを特徴とする荷電粒子線装置。
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