JP2824328B2 - 走査電子顕微鏡 - Google Patents

走査電子顕微鏡

Info

Publication number
JP2824328B2
JP2824328B2 JP2271457A JP27145790A JP2824328B2 JP 2824328 B2 JP2824328 B2 JP 2824328B2 JP 2271457 A JP2271457 A JP 2271457A JP 27145790 A JP27145790 A JP 27145790A JP 2824328 B2 JP2824328 B2 JP 2824328B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
luminance
range
signal
input
scanning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2271457A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04147549A (ja
Inventor
節雄 則岡
邦彦 内田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jeol Ltd filed Critical Jeol Ltd
Priority to JP2271457A priority Critical patent/JP2824328B2/ja
Publication of JPH04147549A publication Critical patent/JPH04147549A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2824328B2 publication Critical patent/JP2824328B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electron Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、超LSI回路の製造過程の検査に使用して好
適な走査電子顕微鏡と2次電子像あるいは反射電子像撮
影方法に関する。
(従来の技術) LSI回路の製造過程の検査の一つに走査電子顕微鏡に
よるレジストのコンタクトホールの外観検査がある。一
般に、径の小さな穴の中や底を観察することは、走査電
子顕微鏡の最も不得意とするところであるが、超LSIの
集積度が高まるにつれ、コンタクトホールの穴径は小さ
くなり、ますます走査電子顕微鏡で観察しにくいものと
なってきた。その一方では、コンタクトホールが微細で
あるがゆえに走査電子顕微鏡で観察したいという要求が
ある。このコンタクトホールは、下側の素子と上側の電
極を接続するための電極穴であるが、その底、つまり、
素子と接触する部分が正しい形状に貫通しているか、レ
ジストの残渣が残って不正な形状となっていないかが検
査対象となっている。
(発明が解決しようとする課題) 径が小さくて深いコンタクトホールで発生した2次電
子を検出する方法として、対物レンズの上方に2次電子
検出器を配置し、対物レンズを強磁場に励磁し、2次電
子を磁場に拘束して引っ張り上げる種類の走査電子顕微
鏡があり、コンタクトホールをかなり良く観察できるよ
うになってきた。
しかしながら、この種の走査電子顕微鏡は、2次電子
を取り込むために対物レンズの穴径を大きくしなければ
ならないので、底面(試料に対向する面)が平型の対物
レンズを用いる必要があり、その結果、試料の傾斜がで
きないという欠点がある。
試料の傾斜角が大きく取れる円錐状の対物レンズを有
し、試料と対物レンズの間に2次電子検出器を配置した
走査電子顕微鏡においては、コンタクトホールの底部ま
で2次電子検出器の電界の侵入が困難で、底部からの2
次電子信号強度が著しく弱くなり、ホールの上部と底の
コントラスト差が極端となる。従って、底部を観察しよ
うとして底部のコントラストを最適にしようとすると、
ホールの周囲が真っ白となり、ハレーションを起こして
しまう。また、反対に、ホールの上部を最適な明るさと
なるように調節すれば、底部は真黒となってしまい、そ
の底部の観察が不可能となる。このように、コンタクト
ホールの上部と底部とを同時に観察できるような最適な
コントラストを見付け出すことは、そのコントラスト差
があまりにも大きいため、非常に困難である。なお、先
願(特開昭64−43470号)に開示された発明では、2次
電子信号と試料の吸収電流とを加算した信号を用いるよ
うにしているが、吸収電流は、試料中を流れる電流を検
出するために、検出信号に時間遅れが生じ、2次電子検
出信号と吸収電流検出信号との間には、信号の位相のず
れが生じるという問題があり、この先願の発明は、走査
速度が遅い場合にしか適用できない。
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、コンタクトホールのように、径の小さいそし
て深いホール形状の底部と開口部の走査電子顕微鏡像を
コントラスト良く得ることができる走査電子顕微鏡を実
現するにある。
(課題を解決するための手段) 本発明に基づく走査電子顕微鏡は、電子ビームを試料
上に集束する集束手段と、試料上で電子ビームを2次元
的に走査するための走査手段と、試料への電子ビームの
照射に基づいて発生した2次電子あるいは反射電子を検
出する検出器と、検出器からの検出信号を輝度レベルを
所定の変換テーブルに基づいて変換する輝度変換部と、
輝度変換部で輝度変換された信号が供給される像表示手
段とを備えた走査電子顕微鏡であって、前記変換テーブ
ルは、入力輝度範囲内の所定の輝度B1,B2(B1≦B2)を
境にして入力輝度範囲を分け、輝度B1以下の入力輝度範
囲と輝度B2以上の入力輝度範囲のそれぞれにおいて、入
力輝度に対して出力輝度が単調増加または単調減少し、
かつ、入力輝度がB1以下の範囲での出力輝度の変動範囲
と入力輝度がB2以上の範囲での出力輝度の変動範囲との
間で重なりが生じるように設定されていることを特徴と
している。
(作用) 本発明に基づく走査電子顕微鏡においては、2次電子
あるいは反射電子検出信号の輝度レベルを所定の変換テ
ーブルに基づいて変換し、ホールの底部に基づく信号輝
度を高める。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。第1図は本発明の一実施例を示したもので、1は電
子銃である。該電子銃1から発生した電子ビームは、対
物レンズ2によって試料3上に細く集束される。該試料
3上の電子ビーム照射位置は、偏向コイル4に供給され
る信号に応じて変化させられる。該偏向コイル4には、
走査信号発生回路5から走査信号が供給される。該試料
3への電子ビームの照射によって発生した2次電子は、
2次電子検出器6によって検出される。該検出器6によ
って検出された信号は、増幅器7によって増幅された
後、AD変換器8に供給される。AD変換器8からのディジ
タル信号は、輝度変換部9に供給され、輝度変換部9の
出力信号は、DA変換器10に供給されてアナログ信号に変
換される。DA変換器10の出力信号は、走査信号発生回路
5から走査信号が供給されている陰極線管11に輝度信号
として供給される。なお、輝度変換部9では、入力信号
を輝度変換テーブル記憶手段12に記憶された変換テーブ
ルに基づいて変換する。このような構成の走査電子顕微
鏡の動作は次の通りである。
走査信号発生回路5から偏向コイル4には、試料3上
の特定範囲を2次元的に走査するための走査信号が供給
され、その結果、試料3に設けられたコンタクトホール
を含む領域は電子ビームによって走査される。第2図
(a)は、試料3に設けられたコンタクトホールHを示
しており、シリコンで形成された基板S上にレジストR
が塗布され、その一部がエッチングによって穴が開けら
れ、コンタクトホールHが形成されている。このコンタ
クトホールH上を電子ビームで直線状に走査すると、電
子ビームの照射に基づいて発生する2次電子は、検出器
6によって検出される。第2図(b)は、この検出され
た2次電子信号を示している。この信号は増幅器7によ
って増幅され、AD変換器8によってディジタル信号に変
換され、輝度変換部9に供給される。輝度変換部9にお
いて、入力信号の輝度は輝度変換テーブル記憶手段12内
に記憶された変換テーブルに基づいて変換される。
この輝度変換テーブルとしては、第3図に示すような
関係を有したテーブルが用いられる。この第3図の例で
は、入力輝度Iに対しての出力輝度Oが出力される。変
換テーブルは、入力輝度範囲内の所定の輝度B1,B2(B1
≦B2)を境にして入力輝度範囲を分け、輝度B1以下の入
力輝度範囲と輝度B2以上の入力輝度範囲のそれぞれにお
いて、入力輝度に対して出力輝度が単調増加し、かつ、
入力輝度がB1以下の範囲での出力輝度の変動範囲と入力
輝度がB2以上の範囲での出力輝度の変動範囲とが重なる
ように設定されている。よって、輝度B1までの入力輝度
範囲と、輝度B2からの入力輝度範囲とで、出力輝度がほ
ぼ同程度となるように設定されている。従って、第2図
(b)に示す入力信号のうち、輝度レベルB1までの信号
レベルは高められ、輝度レベルB2以上の信号レベルと同
程度とされ、この輝度変換部9からは第2図(c)に示
す信号が得られる。
この第2図(c)の信号は、DA変換器10によってアナ
ログ信号に変換された後、走査信号発生回路5から走査
信号が供給されている陰極線管12に供給されることか
ら、該陰極線管12上には2次電子像が表示される。この
2次電子像は、第2図(c)に示すように、コンタクト
ホールの底部からの2次電子信号の強度と、コンタクト
ホールの周辺部からの2次電子信号の強度とがほぼ等し
くされているので、コンタクトホールのエッジ部と底部
の両者を適切なコントラストで観察することができる。
なお、輝度変換テーブル記憶手段12に記憶する変換テー
ブルは、第3図のものに限らず、第4図のようなもので
も良い。すなわち、輝度B1以下の入力輝度範囲では、入
力輝度に対して出力輝度が単調減少し、輝度B2以上の入
力輝度範囲では、入力輝度に対して出力輝度が単調増加
し、かつ、入力輝度がB1以下の範囲での出力輝度の変動
範囲と入力輝度がB2以上の範囲での出力輝度の変動範囲
とが重なるように設定したテーブル、簡単に言えば、B1
までの微弱な輝度範囲の信号を反転させるような関係の
テーブルを用いても良い。もちろん、B2以上の信号を反
転させるようにしても良い。
第5図は、本発明の他の実施例における信号処理部分
の構成を示しており、第1図と同一部分は同一番号が付
されている。この実施例では、輝度変換部9で輝度を変
換するための変換テーブルを任意にマニュアル操作によ
って設定することもでき、また、入力信号に応じた自動
的な設定もできるように構成されている。図において、
AD変換器8の出力信号は、レベル判定部13にも供給され
ており、レベル判定部13からの信号は、スイッチ14を介
して輝度変換テーブル生成部15に供給される。スイッチ
14は、レベル判定部13からの信号とマニュアル設定信号
とを切り替えて輝度変換テーブル生成部15に供給する。
このような構成の動作は次の通りである。
まず、マニュアルで変換テーブルを設定する場合、ス
イッチ14が図中点線の状態に切り替えられ、マニュアル
で、例えば、第3図のB1,B2レベルを設定し、輝度変換
テーブル生成部15にそのレベル信号を供給する。輝度変
換テーブル生成部15では、入力されたレベルに基づき、
第3図あるいは第4図の関係を有した変換テーブルを生
成し、内部の記憶手段に記憶し、この記憶したテーブル
に基づいて輝度変換部9を制御する。
次に、自動的にテーブルを生成する場合、スイッチ14
は図中実線のように切り替えられる。このとき、レベル
判定部13では、2次電子検出信号に基づいて輝度分布ヒ
ストグラムを生成し、このヒストグラムに基づいて自動
的にB1,B2レベルの判定を行う。レベル判定部13によっ
て判定されたB1,B2レベル信号は、スイッチ14を介して
輝度変換テーブル生成部15に供給され、この生成部で第
3図や第4図のような関係の変換テーブルが生成され
る。
尚、B1とB2は、ここでは別個のレベルとして説明した
が、両者が一致しても構わない。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明に基づく走査電子顕微鏡
においては、変換テーブルは、入力輝度範囲内の所定の
輝度B1,B2(B1≦B2)を境にして入力輝度範囲を分け、
輝度B1以下の入力輝度範囲と輝度B2以上の入力輝度範囲
のそれぞれにおいて、入力輝度に対して出力輝度が単調
増加または単調減少し、かつ、入力輝度がB1以下の範囲
での出力輝度の変動範囲と入力輝度がB2以上の範囲での
出力輝度の変動範囲との間で重なりが生じるように設定
されており、この変換テーブルの出力信号に基づいて試
料像を表示するようにしたので、コンタクトホールのよ
うに径の小さいそして深いホール形状の底部と周辺部の
両方の走査電子顕微鏡像を同時にコントラスト良く観察
することができる。また、2次電子あるいは反射電子検
出信号を用いているために、信号検出のレスポンスが速
く、TV走査速度のように高速の電子ビーム走査を行って
も十分に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に基づく走査電子顕微鏡の構成図、第
2図は、本発明の実施例を説明するための信号波形図、
第3図,第4図は、輝度変換部における入力輝度と出力
輝度の関係を示す図、第5図は、本発明の他の実施例を
示す図である。 1……電子銃、2……対物レンズ 3……試料、4……偏向コイル 5……走査信号発生回路 6……検出器、7……増幅器 8……AD変換器、9……輝度変換部 10……DA変換器、11……陰極線管 12……輝度変換テーブル記憶手段 13……レベル判定部、14……スイッチ 15……輝度変換テーブル生成部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 37/22 H01J 37/28

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子ビームを試料上に集束する集束手段
    と、試料上で電子ビームを2次元的に走査するための走
    査手段と、試料への電子ビームの照射に基づいて発生し
    た2次電子あるいは反射電子を検出する検出器と、検出
    器からの検出信号の輝度レベルを所定の変換テーブルに
    基づいて変換する輝度変換部と、輝度変換部で輝度変換
    された信号が供給される像表示手段とを備えた走査電子
    顕微鏡であって、 前記変換テーブルは、入力輝度範囲内の所定の輝度B1,B
    2(B1≦B2)を境にして入力輝度範囲を分け、輝度B1
    下の入力輝度範囲と輝度B2以上の入力輝度範囲のそれぞ
    れにおいて、入力輝度に対して出力輝度が単調増加また
    は単調減少し、かつ、入力輝度がB1以下の範囲での出力
    輝度の変動範囲と入力輝度がB2以上の範囲での出力輝度
    の変動範囲との間で重なりが生じるように設定されてい
    ることを特徴とする走査電子顕微鏡。
JP2271457A 1990-10-09 1990-10-09 走査電子顕微鏡 Expired - Fee Related JP2824328B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2271457A JP2824328B2 (ja) 1990-10-09 1990-10-09 走査電子顕微鏡

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2271457A JP2824328B2 (ja) 1990-10-09 1990-10-09 走査電子顕微鏡

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04147549A JPH04147549A (ja) 1992-05-21
JP2824328B2 true JP2824328B2 (ja) 1998-11-11

Family

ID=17500302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2271457A Expired - Fee Related JP2824328B2 (ja) 1990-10-09 1990-10-09 走査電子顕微鏡

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2824328B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4486509B2 (ja) * 2005-01-06 2010-06-23 日本電子株式会社 電子顕微鏡
WO2015182224A1 (ja) * 2014-05-27 2015-12-03 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線を用いたパターン寸法計測方法及びそのシステム

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04147549A (ja) 1992-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5412209A (en) Electron beam apparatus
US8086022B2 (en) Electron beam inspection system and an image generation method for an electron beam inspection system
JP3101114B2 (ja) 走査電子顕微鏡
JP2824328B2 (ja) 走査電子顕微鏡
JP3751841B2 (ja) 電子線を用いた検査装置及び電子線を用いた検査方法
JP2000260380A (ja) 電子ビーム検査装置
JPH10214586A (ja) 走査型電子顕微鏡
JP2779054B2 (ja) 走査電子顕微鏡および2次電子像撮影方法
JPS6256807A (ja) 電子ビ−ム測長装置
JP3101089B2 (ja) 走査電子顕微鏡における輝度補正方法
JP2775928B2 (ja) 表面分析装置
JPS6364255A (ja) 粒子線照射装置
JPH0343650Y2 (ja)
JPH05325860A (ja) 走査電子顕微鏡における像撮影方法
JP2007242605A (ja) 走査型電子顕微鏡
JPH024442Y2 (ja)
JPH0676781A (ja) イオンビーム走査画像の取得方法、および集束イオンビーム装置
JPH0696711A (ja) 走査電子顕微鏡像の表示方法
JP2003197141A (ja) 荷電粒子線を用いた検査装置および検査方法
JPS6324617Y2 (ja)
JPH07161327A (ja) 荷電粒子ビーム装置における焦点合わせ方法
JP3114416B2 (ja) 荷電粒子ビーム装置における焦点合わせ方法
KR830002861Y1 (ko) 주사전자 현미경 및 그의유사장치의 주사상 관찰장치
JP2000090863A (ja) 電子線装置
JPS5827621B2 (ja) 走査電子顕微鏡

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080904

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090904

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees