JP5241168B2 - 電子顕微鏡 - Google Patents
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Description
1.電位を測定するステップ
試料に一次電子線が入射しないミラー条件下で、光学的なパラメータ(対物レンズに対する物点ZC,対物レンズの励磁電流Iobj,試料電位Vs=Vr+ΔVs,ブースタ電位Vb)を任意の値に設定し、変位量(検出器上のH軌道の到達点)若しくは、倍率(検出器上のG軌道の到達点)を計測して試料電位を算出する。変位量及び倍率の検出方法を下に示す。
2.装置条件(フォーカス,倍率,観察座標)を自動的に補正するステップ
ウェハが帯電していない場合、フォーカスに必要な対物レンズの励磁電流は一般的に式(1)に示すような関数であらわされる。
ここで、Iobjはウェハが帯電していない時の対物レンズの励磁電流、Fは対物レンズの励磁電流を計算する関数、Vrはウェハに印加されるリターディング電位、Zはウェハの高さである。関数Fは光学シミュレーションあるいは実測により導出できる。通常帯電していないウェハの電位は、ウェハに印加されたリターディング電位と同電位で、式(1)を満たすため、所定のフォーカス制御が可能である。ところがウェハ自身が帯電している場合に必要な対物レンズの励磁電流は式(2)に示すようになるため帯電している場合と帯電していない場合ではフォーカス電流が異なる。
Vsは試料電位でウェハに印加されるリターディング電位Vrと帯電電位ΔVsの和で表せる。
また、Mobjは下式で表せる。
ここで、Schargeは帯電している領域の面積である。
・一次電子線の反射面であるミラー面を試料に近づける。
・ミラー面上での一次電子の拡がりを小さくする。
2 等電位面(ミラー面)
3 ミラー電子
11 電界放出陰極
12 引出電極
13 加速電極
14 コンデンサレンズ
15 絞り
17 対物レンズ
18 加速円筒
20 筒状円筒
21 上走査偏向器
22 下走査偏向器
23 試料
24 ホルダー
29 検出器
29b 複数の検出器
40 演算器
41 分析器
42 対物レンズ制御系
43 ステージ電圧制御系
44 加速電圧制御系
45 第2の演算器
50 参照画像
50a ビーム通過口の画像
50b 構造物(メッシュ)の画像
51 電位測定時の画像
51a ビーム通過口の画像
51b 構造物(メッシュ)の画像
52a,52b,52c 参照画像のビーム通過口の位置
53 電位測定時のビーム通過口位置
54 画像
55 抽出箇所
58 相関曲線
Claims (8)
- 試料に電位を与えるステージと、電子ビームを試料上で走査する偏向器を有する走査電子顕微鏡において、
試料に与える電位を加速電子ビームよりも大きく設定して入射電子を試料直上で反射させる制御装置と、当該反射電子(ミラー電子)の到達位置、もしくは分布、又は電子顕微鏡内の構造物の画像を形成するための電子を検出する検出器を備え、
前記制御装置は、予め求められた前記到達位置、分布、或いは構造物の画像の特徴量と試料電位との関係に基づいて、前記試料の電位を求め、当該求められた試料電位に基づいて、前記偏向器の偏向量の調整を行うことを特徴とする走査型電子顕微鏡。 - 請求項1に示す走査型電子顕微鏡において、
半導体ウェハに電圧を印加する場合、測定した電位に基づいて半導体ウェハに印加する電圧を調整することを特徴とする走査型電子顕微鏡。 - 請求項1又は2において、
前記偏向器と前記電子ビームを集束する対物レンズとの間に前記検出器を配置することを特徴とする走査型電子顕微鏡。 - 請求項3において、
前記検出器は、複数の検出素子が二次元的に配列されていることを特徴とする走査型電子顕微鏡。 - 請求項1から4のいずれかにおいて、
前記試料電位を求める際に、前記電子ビームの開き角を変化させることを特徴とする走査型電子顕微鏡。 - 請求項1から5のいずれかにおいて、
前記試料電位を求める際に、前記試料に印加する電圧に同期して偏向支点を変化させることを特徴とする走査型電子顕微鏡。 - 試料に電位を与えるステージを有する走査電子顕微鏡において、
試料に与える電位を加速電子ビームよりも大きく設定して入射電子を試料直上で反射させる制御装置と、当該反射電子(ミラー電子)の到達位置、もしくは分布、又は電子顕微鏡内の構造物の画像を形成するための電子を検出する検出器を備え、
前記制御装置は、観察を開始する前に当該観察領域について、予め求められた前記到達位置、分布、或いは構造物の画像の特徴量と試料電位との関係に基づいて、前記試料の電位を求め、
当該観察領域内に横方向の電位勾配が発生していた場合、予備帯電を行うことを特徴とする走査型電子顕微鏡。 - 試料に電位を与えるステージを有する走査電子顕微鏡において、
試料に与える電位を加速電子ビームよりも大きく設定して入射電子を試料直上で反射させる制御装置と、当該反射電子(ミラー電子)の到達位置、もしくは分布、又は電子顕微鏡内の構造物の画像を形成するための電子を検出する検出器を備え、
前記制御装置は、観察を開始する前に当該観察領域について、予め求められた前記到達位置、分布、或いは構造物の画像の特徴量と試料電位との関係に基づいて、前記試料の電位を求め、
当該観察領域内に横方向の電位勾配が発生していた場合、
当該横方向の電位勾配による電子ビームの到達点の変化分を補正するよう観察座標を変更することを特徴とする走査型電子顕微鏡。
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