JP2945945B2

JP2945945B2 - 電子ビーム装置及びその画像取得方法

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Publication number: JP2945945B2
Application number: JP2176660A
Authority: JP
Inventors: 昭夫伊藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
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Priority date: 1990-07-03
Filing date: 1990-07-03
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Description

【発明の詳細な説明】〔目次〕概要産業上の利用分野従来の技術（第６図）発明が解決しようとする課題（第７図）課題を解決するための手段（第1,第２図）作用実施例（第３〜第５図）発明の効果〔概要〕電子ビーム装置、特に被照射対象に電子ビームの照射
走査処理をし、その二次電子や反射電子の検出信号処理
をする装置の機能向上に関し、該電子ビームの水平走査のみによる画像処理をするこ
となく、その走査方法及び信号処理を工夫して、走査方
向に依存する解像度の差を無くし、高精度に位置決めや
画像取得処理をすることを目的とし、その装置は、少なくとも、被照射対象物に電子ビーム
を出射する電子銃と、前記電子ビームを偏向走査する偏
向駆動手段と、前記被照射対象物からの反射電子又は二
次電子を検出する電子検出手段と、前記電子検出手段か
らの検出信号の信号処理をして画像取得データを出力す
る信号処理手段と、前記画像取得データを格納する記憶
手段と、前記電子銃，偏向駆動手段，信号処理手段及び
記憶手段の入出力を制御する第１の制御手段とを具備
し、前記偏向駆動手段に、前記電子ビームの走査方向を
制御する第２の制御手段が設けられ、前記第２の制御手
段が前記画像取得データの書込み／読出制御をする第３
の制御手段と制御線を介して接続されていることを含み
構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、電子ビーム装置及びその画像取得方法に関
するものであり、更に詳しく言えば、被照射対象に電子
ビームの走査処理をし、その二次電子や反射電子の検出
／画像処理をする装置の機能向上に関するものである。

近年、LSI診断などの分野において電子ビームによる
電圧波形測定技術が広く利用されている。例えば、試料
の画像取得をする走査型電子顕微鏡やその電圧波形を測
定する電子ビームテスタ等が使用されている。

ところで、これらの電子ビーム装置によれば、試料の
測定場所や観測場所の探索をする場合に、電子ビームの
二次元走査を行い、これにより得られる二次電子信号強
度に基づいて、SEM（Scanning Electron Microscope）
像の画像表示処理をし、該測定点や観測点の位置決めを
行っている。

しかし、従来例によればチップ表面の絶縁膜を除去せ
ずに、それを残留させた状態で電子ビームを水平走査し
て、その反射電子や二次電子の検出処理をしなければな
らない場合も多い。

このため、LSIチップのような金属と絶縁物とが混在
する試料又は、絶縁保護膜により覆われた試料上からの
反射電子や二次電子の検出処理に基づいて得られたSEM
像においては、電子ビームの走査方向に依存した異常画
像となることがある。

そこで、電子ビームの水平走査のみにより画像処理を
することなく、その走査方法及び信号処理を工夫して、
走査方向に依存する解像度の差を無くし、高精度に位置
決めや画像取得処理をすることができる装置とその方法
が望まれている。

〔従来の技術〕

第6,7図は、従来例に係る説明図である。

第６図は、従来例に係る電子ビーム装置の構成図を示
している。

図において、走査型電子顕微鏡や電子ビームテスタ等
の電子ビーム装置は、鏡筒内に電子銃1,偏向器2A及び二
次電子検出器３が設けられ、その外部に、二次電子検出
器３からの反射電子や二次電子1bの信号処理をする信号
処理回路４と、偏向器2Aを駆動するＸ方向駆動回路2D,Y
方向駆動回路2E,ライン走査回路2B及びフレーム走査回
路2Cと、電子銃1,各走査回路2B,2C及び信号処理回路４
の入出力を制御する制御／計算機５と、SEM像を表示す
るモニタ６が設けられている。

該装置の機能は、まず電子ビーム1aが偏向器2Aや対物
レンズ等の電子光学系を通して試料LS17に出射される。
この際に、電子ビーム1aは、ライン走査回路2B及びＸ方
向駆動回路2Dに基づくＸ偏向制御信号SXと、フレーム走
査回路2C及びＹ方向駆動回路2Eに基づくＹ偏向制御信号
SYにより二次元走査（以下これを水平方向走査ともい
う）される。次に、試料LSI7からの反射電子や二次電子
1bが二次電子検出器３により検出され、その検出信号Ｓ
が信号処理回路４に入力される。その後、検出信号Ｓが
信号処理回路４により信号処理される。これにより得ら
れた画像取得データＤに基づいて試料LSI7のSEM像がモ
ニタ６に表示される。これにより、試料LSI7の配線パタ
ーンの有無，電圧波形等の測定及びその画像解析等を行
うことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来例の電子ビーム装置によれば、試料の
測定場所や観測場所の探索をする場合に、電子ビームの
二次元走査を行い、これにより得られる二次電子信号強
度に基づいて、SEM像の画像表示処理をし、該測定点や
観測点の位置決めを行っている。

また、従来例によればチップ表面の絶縁膜を除去せず
に、それを残留させた状態で電子ビーム1aを二次元走査
し、その反射電子や二次電子1bの検出処理をしている。
これは、絶縁膜の除去によって、高集積化・超微細化す
るLSIの破壊発生の恐れがあるためである。

このため、第７図に示すようにSEM像にビーム走査方
向に依存した異常画像を生ずることがある。

ここで、第７図において、まず、配線パターン7aが形
成されたLSIチップのような金属と絶縁物とが混在する
試料又は、絶縁保護膜により覆われた試料上に電子ビー
ム1aがライン方向に走査（Ｘ）されているものとする。
また、これにより試料上から反射電子や二次電子1bが検
出処理されているものとする。

これに基づいて得られたSEM像を考察するものとすれ
ば、電子ビームの走査方向（Ｘ）と直交する配線パター
ン7aと周辺部との境界は鮮明に画像表示され、その識別
は容易となる。

しかし、電子ビームの走査方向（Ｘ）と平行する配線
パターン7aと周辺部との境界が不鮮明に画像表示され、
その識別が困難となることがある。

なお、この原因については、必ずしも明確にされてい
ないがビーム走査を90度回転してSEM像を観測した場合
にも事情が変わらないことから電子ビーム1aの非点調整
不足ではなく、該電子ビーム照射による絶縁膜の帯電等
と考えられる。

すなわち、ビーム走査速度の速いライン方向では、試
料面の凹凸や下層の配線電圧による情報が十分に得られ
ることから、そのコントラストが忠実に観測される。ま
た、該走査速度の遅いフレーム方向では、帯電のため下
層の配線電圧による情報が失われ、そのコントラストが
得られなくなるものと考えられる。

これにより、特に絶縁保護膜に覆われたLSIチップ等
の配線の識別や電子ビームの測定点への位置決めが困難
となるという問題がある。

本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創作されたも
のであり、電子ビームの水平走査のみによる画像処理を
することなく、その走査方法及び信号処理を工夫して、
走査方向に依存する解像度の差を無くし、高精度に位置
決めや画像取得処理をすることが可能となる電子ビーム
装置及びその画像取得方法の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明の電子ビーム装置に係る原理図、第
２図は、本発明の電子ビーム装置の画像取得方法に係る
原理図をそれぞれ示している。

その装置は第１図において、少なくとも、被照射対象
物17に電子ビーム11aを出射する電子銃11と、前記電子
ビーム11aを偏向走査する偏向駆動手段12と、前記被照
射対象物17からの反射電子又は二次電子11bを検出する
電子検出手段13と、前記電子検出手段13からの検出信号
S1の信号処理をして画像取得データD1を出力する信号処
理手段14と、前記画像取得データD1を格納する記憶手段
15と、前記電子銃11,偏向駆動手段12,信号処理手段14及
び記憶手段15の入出力を制御する第１の制御手段16とを
具備し、前記偏向駆動手段12に、前記電子ビーム11aの
走査方向を制御する第２の制御手段12Aが設けられ、前
記第２の制御手段12Aが前記画像取得データD1の書込み
／読出制御をする第３の制御手段14Aと制御線Ｌを介し
て接続されていることを特徴とし、前記装置において、前記偏向駆動手段12に、前記電子
ビーム11aの偏向走査する駆動制御信号S3を補正する補
正手段12Bが設けられていることを特徴とし、その方法は第２図に示すように、まず、ステップP1
で、被照射対象物17に電子ビーム11aを水平に走査する
第１の照射処理をし、次に、ステップP2で前記第１の照
射処理に前後して前記電子ビーム11aを垂直に走査する
第２の照射処理をし、さらに、ステップP3で前記第1,第
２の照射処理に基づいて得られる前記被照射対象物17か
らの反射電子又は二次電子11bの検出処理をし、次い
で、ステップP4で前記検出処理により得られた各検出信
号S1＝S11,S12の信号処理をし、その後、ステップP5で
前記信号処理に基づいて前記被照射対象物17の画像処理
をすることを特徴とし、上記目的を達成する。

〔作用〕

本発明の装置によれば、第１図に示すように画像取得
データD1の書込み／読出制御をする第３の制御手段14A
と制御線Ｌを介して接続され、電子ビーム11aの走査方
向を制御する第２の制御手段12Aが設けられている。

このため、電子銃11から電子ビーム11aが出射される
と、まず、絶縁保護膜等に覆われたLSI等の被照射対象
物17に、該電子ビーム11aが偏向駆動手段12により偏向
照射される。この際に、例えば、第２の制御手段12Aに
より駆動制御信号S3＝S31が偏向駆動手段12から出力さ
れる。これにより、電子ビーム11aが水平走査され、該
水平走査に基づく電子ビーム11aが被照射対象物17に反
射することにより生ずる反射電子や二次電子11bが電子
検出手段13により検出される。また、電子検出手段13か
らの検出信号S1＝S11が信号処理手段14により処理さ
れ、この画像取得データD1が制御線Ｌを介して接続され
た第３の制御手段14Aにより記憶手段15に書込まれる。
この際に、第３の制御手段14Aの指定する格納位置に水
平走査に基づく画像取得データD1が順次格納される。

また、一画面分の画像データが格納されると、第２の
制御手段12Aにより駆動制御信号S3＝S32が偏向駆動手段
12から出力される。これにより、電子ビーム11aが垂直
走査され、該垂直走査に基づく電子ビーム11aが被照射
対象物17に反射することにより生ずる反射電子や二次電
子11bが電子検出手段13により検出される。また、電子
検出手段13からの検出信号S1＝S12が信号処理手段14に
より処理され、この画像取得データD1が制御線Ｌを介し
て接続された第３の制御手段14Aにより記憶手段15に書
込まれる。この際に、水平走査と同様に第３の制御手段
14Aの指定する格納位置に垂直走査に基づく画像取得デ
ータD1が順次格納される。

その後、第３の制御手段14Aにより同番地の画像取得
データD1が読出処理され、該データD1の加算処理等が制
御手段16により行うことが可能となる。

これにより、水平・垂直走査により得られた二画面分
の画像取得データD1に基づいて被照射対象物17のSEM像
等の画像処理をすることが可能となる。

また、本発明の方法によれば、ステップP1で、被照射
対象物17に電子ビーム11aを水平に走査する第１の照射
処理をし、次に、ステップP2で第１の照射処理に前後し
て電子ビーム11aを垂直に走査する第２の照射処理をし
ている。

例えば、配線パターンが形成されたLSIチップのよう
な金属と絶縁物とが混在する試料又は絶縁保護膜により
覆われた試料上に第1,第２の照射処理がされているもの
とすれば、第１の照射処理によって生じたビーム走査方
向と平行する配線パターンと周辺部との境界の不鮮明な
画像が第２の照射処理により得られた垂直走査に係る画
像取得データD1により補正をすることが可能となる。

また、第２の照射処理によって生じたビーム走査方向
と平行する配線パターンと周辺部との境界の不鮮明な画
像は第１の照射処理により得られた水平走査に係る画像
取得データD1により補正をすることが可能となる。

このことで、ビーム走査速度の速い水平走査により得
られた試料面の凹凸や下層の配線電圧による情報と、ビ
ーム走査速度の速い垂直走査により得られた試料面の凹
凸や下層の配線電圧による情報とを、例えば、加算処理
することにより、SEM像を忠実に観測することが可能と
なる。

これにより、走査方向に依存する解像度の差を無くす
ことができることから、該測定点や観測点の位置決めや
配線等の識別処理を高精度に行うことが可能となる。

〔実施例〕

次に図を参照しながら本発明の実施例について説明す
る。

第３〜第５図は、本発明の実施例に係る電子ビーム装
置及びその画像取得方法を説明する図であり、第３図
は、その構成図を示している。

図において、21は電子銃であり、被照射対象物17の一
例となる試料LSI27に電子ビーム21aを出射するものであ
る。

22A〜22Hは偏向駆動手段12の一実施例となる走査方向
制御回路，補正回路，ライン走査回路，フレーム走査回
路,X方向駆動回路,Y方向駆動回路,X偏向器及びＹ偏向器
等から成る。走査方向制御回路22Aは、フレーム走査回
路22Dからの選択制御信号S4に基づいて水平同期信号SH
又は垂直同期信号SVの入力先を変更するものである。補
正回路22Bは、補正手段12Bの一例であり、制御／計算機
26からの補正データD3に基づいて水平同期信号SHを補正
するものである。この補正データD3は、画像の位置ずれ
を補正する内容であり、ライン走査の制御電圧波形のオ
フセットと振幅とを調整するデータである。

また、ライン走査回路22Cは制御／計算機26からの基
準クロックＣLKに基づいて水平同期信号SHを発生するも
のであり、電子ビーム21aをライン方向に走査する信号
である。フレーム走査回路22Dは、同様に基準クロック
ＣLKに基づいて垂直同期信号SVを発生するものであり、
電子ビーム21aのフレーム方向に走査する信号である。

さらに、Ｘ方向駆動回路22Eは走査方向制御回路22Aに
より選択された同期信号SH/SVに基づいてＸ偏向制御信
号S31又はＹ偏向制御信号S32をＸ偏向器22Gに出力する
ものである。本発明の実施例では、走査方向制御回路22
Aのスイッチａ点を選択することにより、電子ビーム21a
が水平走査されるものである。ここで、水平走査とはラ
イン方向〔Ｘ〕の相対速度が高速になるように電子ビー
ム11aを偏向走査し、フレーム方向〔Ｙ〕の相対速度が
低速になるように該ビーム11aを偏向走査することをい
う。

また、Ｙ方向駆動回路22Fは走査方向制御回路22Aによ
り選択された同期信号SV/SHに基づいてＹ偏向制御信号S
32又はＸ偏向制御信号S31をＹ偏向器22Hに出力するもの
である。本発明の実施例では、走査方向制御回路22Aの
スイッチｂ点を選択することにより、電子ビーム21aが
垂直走査されるものである。ここで、垂直走査とはライ
ン方向〔Ｘ〕の相対速度が低速になるように電子ビーム
11aを偏向走査し、フレーム方向〔Ｙ〕の相対速度が高
速になるように該ビーム11aを偏向走査することをい
う。

Ｘ偏向器22GはＸ偏向制御信号S31又はＹ偏向制御信号
S32に基づいて電子ビーム21aを水平走査又は垂直走査を
するものである。Ｙ偏向器22Hは、Ｙ偏向制御信号S32又
はＸ偏向制御信号S31に基づいて電子ビーム21aを垂直走
査又は水平走査をするものである。23は電子検出手段13
の一実施例となる二次電子検出器であり、試料LSI27の
絶縁保護膜上からの反射電子や二次電子21bを検出する
ものである。

24は信号処理手段14の一実施例となる信号処理回路で
あり、A/D変換回路24B,アドレス制御回路24A,積算／格
納回路24Cから成る。A/D変換回路24Bは、検出器23によ
り検出された水平走査又は垂直走査に係る二次電子検出
信号S11をデジタル信号に変換し、画像取得データD1を
出力するものである。

アドレス制御回路24Aは、第２の制御手段14Aの一例で
あり、制御線Ｌを介してフレーム走査回路22Dに接続さ
れている。また、その機能は、制御／計算機26からの基
準クロックＣLKとフレーム走査回路22Dからの選択制御
信号S4とに基づいて、画像取得データD1のアドレスを制
御するものである。積算／格納回路24Cは、該アドレス
に基づいて画像取得データD1の積算やフレームメモリ25
へのデータの書込み／読出処理をするものである。

25は記憶手段15の一実施例となるフレームメモリであ
り、アドレス制御回路24A,積算／格納回路24C等の指定
する同番地に垂直走査又は水平走査に係る画像取得デー
タD1を格納するものである。

26は制御手段16の一実施例となる制御／計算機であ
り、電子銃21,偏向駆動回路22,信号処理回路24及びモニ
タ28の入出力を制御するものである。なお、28はモニタ
であり、試料LSI27のSEM像等の画像を表示するものであ
る。

このようにして、本発明の実施例に係る装置によれ
ば、第３図に示すように画像取得データD1の書込み／読
出制御をするアドレス制御回路24Aと制御線Ｌを介して
接続され、電子ビーム21aの走査方向を制御する走査方
向制御回路22Aが設けられている。

このため、電子銃21から電子ビーム21aが出射される
と、まず、絶縁保護膜等に覆われたLSI等の試料LSI27
に、偏向駆動回路22により該電子ビーム21aが偏向照射
される。この際に、例えば、走査方向制御回路22Aによ
り駆動制御信号S31が偏向駆動回路22からＸ偏向器22Gに
出力され、駆動制御信号S32がＹ偏向器22Gに出力され
る。これにより、電子ビーム21aが水平走査され、該水
平走査に基づく電子ビーム21aが試料LSI27に反射し、こ
れにより生ずる反射電子や二次電子21bが二次電子検出
器23により検出される。また、二次電子検出器23からの
検出信号S11が信号処理回路24により処理され、この画
像取得データD1が制御線Ｌを介して接続されたアドレス
制御回路24Aによりフレームメモリ25に書込まれる。こ
の際に、アドレス制御回路24A等の指定する格納位置に
水平走査に基づく画像取得データD1が順次格納される。

また、一画面分の画像データが格納されると、フレー
ム走査回路22Dからの選択制御信号S4に基づいて、走査
方向制御回路22Aによりスイッチa/b点が切り換えられて
駆動制御信号S31が偏向駆動回路22からＹ偏向器22Gに出
力され、駆動制御信号S32がＸ偏向器22Gに出力される。
これにより、電子ビーム21aが垂直走査され、該垂直走
査に基づく電子ビーム21aが試料LSI27に反射し、これに
より生ずる反射電子や二次電子21bが二次電子検出器23
により検出される。また、該検出器23からの検出信号S1
2が信号処理回路24により処理され、この画像取得デー
タD1がアドレス制御回路24Aによりフレームメモリ25に
書込まれる。この際に、水平走査と同様にアドレス制御
回路24Aの指定する格納位置に垂直走査に基づく画像取
得データD1が順次格納される。

その後、積算／格納回路24Cにより同番地の画像取得
データD1が読出処理され、該データD1の加算処理等を行
うことが可能となる。

これにより、水平・垂直走査により得られた二画面分
の画像取得データD1に基づいて試料LSI27のSEM像等の画
像処理をすることが可能となる。

次に、本発明の実施例に係る画像取得方法について、
当該装置の動作を補足しながら説明する。

第４図は、本発明の実施例に係るSEM像取得方法のフ
ローチャートであり、第５図はその補足説明図を示して
いる。

第４図において、例えば、第５図に示すような、絶縁
保護膜に覆われた試料LSI27の電圧測定や画像取得等を
行う場合、まず、ステップP1で試料LSI27に電子ビーム2
1aの照射処理をする。この際に、電子銃21から試料LSI2
7に電子ビーム21aが出射される。

次に、ステップP2で電子ビーム21aを水平に走査する
第１の照射処理をする。この際に、走査方向制御回路22
Aは、フレーム走査回路22Dからの選択制御信号S4に基づ
いて例えば、スイッチａ点の選択をするものとすれば、
補正された水平同期信号SHがＸ方向駆動回路22Eに入力
される。また、垂直同期信号SVがＹ方向駆動回路22Fに
入力される。これにより、Ｘ偏向器22GはＸ偏向制御信
号S31により、Ｙ偏向器22HはＹ偏向制御信号S32に基づ
いて電子ビーム21aを水平走査をすることができる。

次いで、ステップP3で試料LSI27からの反射電子又は
二次電子21bの検出処理をして、水平走査に係る画像取
得データD1をメモリ25に格納する。ここで、第５図
（ａ）において、試料LSI27上のビーム走査方向（Ｘ）
＝ライン方向Ｘに対して、メモリ格納方向（ｘ）を、例
えば、番地，，…の順に画像取得データD1を格納
する。

さらに、ステップP4で一画面分の画像取得データD1が
取得されたか否かの判断をする。この際に、該データD1
が取得された場合（ＹES）には、ステップP5に移行し、
取得されない場合（NO）には、ステップP2に戻って、信
号処理を継続する。また、この際の判断は、フレーム走
査回路22Dからの選択制御信号S4に基づいて行われる。

従って、一画面分の画像取得データD1が取得された場
合には、ステップP5で電子ビーム21aを垂直に走査する
第２の照射処理をする。この際に、走査方向制御回路22
Aは、フレーム走査回路22Dからの選択制御信号S4に基づ
いて、スイッチｂ点の選択をし、補正された水平同期信
号SHをＹ方向駆動回路22Fに入力する。また、垂直同期
信号SVがＸ方向駆動回路22Eに入力される。これによ
り、Ｘ偏向器22GはＹ偏向制御信号S32により、Ｙ偏向器
22HはＸ偏向制御信号S31に基づいて電子ビーム21aを垂
直走査をすることができる。

次いで、ステップP6で試料LSI27からの反射電子又は
二次電子21bの検出処理をして、垂直走査に係る画像取
得データD1をメモリ25に格納する。ここで、第５図
（ｂ）において、試料LSI27上のビーム走査方向（Ｙ）
＝フレーム方向Ｙに対して、メモリ格納方向（ｙ）を、
水平走査と同番地，，…の順に画像取得データD1
を格納する。

さらに、ステップP8で一画面分の画像取得データD1が
取得されたか否かの判断をする。この際に、該データD1
が取得された場合（ＹES）には、ステップP8に移行し、
取得されない場合（NO）には、ステップP5に戻って、信
号処理を継続する。また、この際の判断は、フレーム走
査回路22Dからの選択制御信号S4に基づいて行われる。

次に、ステップP8で水平走査及び垂直走査により得ら
れた二画面分の画像取得データD1に基づいて試料LSI27
の画像処理をする。この際に、アドレス制御回路24A及
び積算／格納回路24Cは、該アドレスに基づいて画像取
得データD1をフレームメモリ25から読出処理をし、その
積算処理等をして画像表示データD2をモニタ28に出力す
る。これにより、試料LSI27のSEM像等の画像を表示する
ことができる。

なお、以後は、第５図（ｃ）のように、観測領域を移
動して、第１の照射処理と第１の照射処理とに基づく画
像取得データD1の取得／画像処理を順次繰り返し、ステ
ップP9で測定終了の判断をする。

このようにして、本発明の実施例の画像取得方法によ
れば、第４図に示すように、ステップP2で、試料LSI27
に電子ビーム21aを水平に走査する第１の照射処理を
し、次に、ステップP5で第１の照射処理に前後して電子
ビーム21aを垂直に走査する第２の照射処理をしてい
る。

このため、配線パターンが形成されたLSIチップのよ
うな金属と絶縁物とが混在する試料又は絶縁保護膜によ
り覆われた試料上に第1,第２の照射処理がされた場合、
第１の照射処理によって生じたビーム走査方向と平行す
る配線パターンと周辺部との境界の不鮮明な画像が第２
の照射処理により得られた垂直走査に係る画像取得デー
タD1により補正をすることが可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の装置によれば画像取得
データの書込み／読出制御をする第３の制御手段と制御
線を介して接続され、電子ビームの走査方向を制御する
第２の制御手段が設けられている。

このため、第２の制御手段により水平／垂直走査され
る電子ビームに基づいて得られる画像取得データを第３
の制御手段の指定する格納位置に順次格納することがで
きる。このことで、水平・垂直走査により得られた二画
面分の画像取得データに基づいて被照射対象物のSEM像
等の画像処理をすることが可能となる。

また、本発明の方法によれば、被照射対象物に電子ビ
ームを水平に走査する第１の照射処理やそれを垂直に走
査する第２の照射処理をしている。

このため、絶縁保護膜により覆われた試料であって
も、第1,第２の照射処理をすることにより第１の照射処
理によって生じた不鮮明な画像が第２の照射処理により
補正をすることが可能となる。また、第２の照射処理に
よって不鮮明な画像を第１の照射処理により補正をする
ことが可能となる。このことで、走査方向に依存する解
像度の差を無くすことができることから、SEM像を忠実
に観測することが可能となる。

これにより、高性能かつ高精度の走査型電子顕微鏡や
電子ビーステスタ等の電子ビーム装置の提供に寄与する
ところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る電子ビーム装置の原理図、第２図は、本発明に係る電子ビーム装置の画像取得方法
の原理図、第３図は、本発明の実施例に係る電子ビーム装置の構成
図、第４図は、本発明の実施例に係るSEM像取得方法のフロ
ーチャート、第５図は、本発明の実施例に係るビーム走査方向とメモ
リ格納方法の説明図、第６図は、従来例に係る電子ビーム装置の構成図、第７図は、従来例に係る問題点を説明するSEM像の拡大
図である。（符号の説明） 11……電子銃、12……偏向駆動手段、13……電子検出手
段、14……信号処理手段、15……記憶手段、16……第１
の制御手段、12A……第２の制御手段、12B……補正手
段、14A……第３の制御手段、11a……電子ビーム、11b
……反射電子又は二次電子、S1＝S11,S12……検出信
号、D1……画像取得データ、S3……駆動制御信号。

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 37/147 H01J 37/28 H01L 21/66 G01R 31/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、被照射対象物（17）に電子ビ
ーム（11a）を出射する電子銃（11）と、前記電子ビー
ム（11a）を偏向走査する偏向駆動手段（12）と、前記
被照射対象物（17）からの反射電子又は二次電子（11
b）を検出する電子検出手段（13）と、前記電子検出手
段（13）からの検出信号（S1）の信号処理をして画像取
得データ（D1）を出力する信号処理手段（14）と、前記
画像取得データ（D1）を格納する記憶手段（15）と、前
記電子銃（11），偏向駆動手段（12），信号処理手段
（14）及び記憶手段（15）の入出力を制御する第１の制
御手段（16）とを具備し、前記偏向駆動手段（12）に、前記電子ビーム（11a）の
走査方向を制御する第２の制御手段（12A）が設けら
れ、前記第２の制御手段（12A）が前記画像取得データ（D
1）の書込み／読出制御をする第３の制御手段（14A）と
制御線（Ｌ）を介して接続されていることを特徴とする
電子ビーム装置。
【請求項２】請求項１記載の電子ビーム装置において、
前記偏向駆動手段（12）に、前記電子ビーム（11a）の
偏向走査する駆動制御信号（S3）を補正する補正手段
（12B）が設けられていることを特徴とする電子ビーム
装置。
【請求項３】被照射対象物（17）に電子ビーム（11a）
を水平に走査する第１の照射処理をし、前記第１の照射
処理に前後して前記電子ビーム（11a）を垂直に走査す
る第２の照射処理をし、前記第1,第２の照射処理に基づ
いて得られる前記被照射対象物（17）からの反射電子又
は二次電子（11b）の検出処理をし、前記検出処理によ
り得られた各検出信号（S1＝S11,S12）の信号処理を
し、前記信号処理に基づいて前記被照射対象物（17）の
画像処理をすることを特徴とする電子ビーム装置の画像
取得方法。