JP5478683B2 - Charged particle beam irradiation method and charged particle beam apparatus - Google Patents

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本発明は、荷電粒子線の照射方法、及び荷電粒子線装置に係り、特に、試料から放出される二次信号の軌道の制御が可能な荷電粒子線の照射方法、及び荷電粒子線装置に関する。   The present invention relates to a charged particle beam irradiation method and a charged particle beam apparatus, and more particularly to a charged particle beam irradiation method and a charged particle beam apparatus capable of controlling the trajectory of a secondary signal emitted from a sample.

荷電粒子線装置の1種である走査電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:以下SEM)は、電子源から放出された一次電子線(電子ビーム)を加速し、静電または磁界レンズを用いて試料上に集束したスポットビームを、試料上で二次元状に走査し、試料から二次的に発生する二次電子または反射電子等の二次信号を検出し、検出信号強度を一次電子線の走査と同期して走査されるモニターの輝度変調入力とすることで二次元の走査像(SEM像)を得る装置である。   A scanning electron microscope (hereinafter referred to as SEM), which is one type of charged particle beam apparatus, accelerates a primary electron beam (electron beam) emitted from an electron source and uses an electrostatic or magnetic lens on a sample. The focused spot beam is scanned two-dimensionally on the sample to detect secondary signals such as secondary electrons or reflected electrons generated secondary from the sample, and the detected signal intensity is synchronized with the scanning of the primary electron beam. This is a device that obtains a two-dimensional scanned image (SEM image) by using the luminance modulation input of the monitor to be scanned.

近年、半導体産業の微細化が進んだことから、SEMが光学顕微鏡に代わって、半導体素子製作のプロセスまたはプロセス完成後の検査(例えば電子ビームによる寸法測定や電気的動作の検査)に使われるようになった。半導体デバイス内部構造の多層薄膜構造観察では、試料表面の情報を有する二次電子に加え、傾斜情報を有する反射電子を効率よく検出することで、表面形状の測定や欠陥検出の評価が可能となる。最新のSEMでは、二次電子と反射電子の信号を分離できるエネルギーフィルタ等が搭載されており、目的に応じた像コントラストの形成が可能である。また、最近の半導体プロセスで利用されているArFレジストやLow−K材は、SEM観察を行うと電子ビーム照射による収縮(シュリンク)や変形が見られる。この現象は加速電圧を低くすることで軽減できるが、一方でSEMの分解能が低下するため高分解能観察が困難であった。   In recent years, as the miniaturization of the semiconductor industry has progressed, SEM is used in the process of manufacturing semiconductor devices or inspection after completion of the process (for example, dimensional measurement using an electron beam or inspection of electrical operation) instead of an optical microscope. Became. In the observation of the multilayer thin film structure of the internal structure of a semiconductor device, the surface shape can be measured and the defect detection can be evaluated by efficiently detecting the backscattered electrons having tilt information in addition to the secondary electrons having information on the sample surface. . The latest SEM is equipped with an energy filter or the like that can separate signals of secondary electrons and reflected electrons, and can form an image contrast according to the purpose. In addition, ArF resists and Low-K materials used in recent semiconductor processes show shrinkage (shrink) and deformation due to electron beam irradiation when SEM observation is performed. This phenomenon can be mitigated by lowering the acceleration voltage. On the other hand, since the resolution of the SEM is lowered, high-resolution observation is difficult.

そこで、試料に負の電圧を印加するリターディング法や、対物レンズ近傍に加速電極を配置することで一次電子線の色収差低減を図ったブースティング法等の採用により、低加速電圧領域においても高分解能観察が可能となってきた。一方、試料から放出される二次電子,反射電子等の二次信号を効率よく検出するために、二次信号分離用直交電磁界発生器(EXB)を使用した検出器が用いられている。その代表的な例が、特許文献1に記載されている。   Therefore, the retarding method in which a negative voltage is applied to the sample and the boosting method in which the chromatic aberration of the primary electron beam is reduced by arranging an acceleration electrode in the vicinity of the objective lens can be used even in a low acceleration voltage region. Resolution observation has become possible. On the other hand, in order to efficiently detect secondary signals such as secondary electrons and reflected electrons emitted from a sample, a detector using a quadrature electromagnetic field generator (EXB) for secondary signal separation is used. A typical example is described in Patent Document 1.

また、特許文献2には、検出器を分割した検出素子にて構成し、電子の軌道に応じた信号処理を行うことによって、所望のコントラストで試料像を形成する技術が説明されている。   Patent Document 2 describes a technique for forming a sample image with a desired contrast by configuring a detector with divided detection elements and performing signal processing according to an electron trajectory.

特開2007−250560号公報JP 2007-250560 A 特開2005−347281号公報JP 2005-347281 A

一方、試料から放出される電子の軌道は、試料に到達する電子ビームのエネルギー、或いは試料に付着する帯電の状況等によって、変動する。試料から放出される電子が、検出器や二次電子変換電極(試料から放出された電子の衝突によって、新たな二次電子を放出する電極、以下検出器と二次電子変換電極を併せて検出器等と称することがある)に到達する前に、他の構造物等に衝突すると、その分の二次電子情報は失われ、検出効率が低下する。特許文献1,2には、例えば電子ビーム光軸を中心として検出器等の外側方向に向かう電子を検出する手法は提案されていない。   On the other hand, the trajectory of electrons emitted from the sample varies depending on the energy of the electron beam reaching the sample or the state of charging attached to the sample. Electrons emitted from the sample are detected by a detector or a secondary electron conversion electrode (an electrode that emits new secondary electrons by collision of electrons emitted from the sample, hereinafter the detector and the secondary electron conversion electrode are combined) If it collides with another structure or the like before reaching the device, the secondary electron information is lost, and the detection efficiency decreases. For example, Patent Documents 1 and 2 do not propose a method for detecting electrons traveling outward from a detector or the like around the optical axis of the electron beam.

以下に、検出器等以外の方向に向かう荷電粒子を高効率に検出可能とすることを目的とした荷電粒子線の照射方法及び荷電粒子線装置について説明する。   Hereinafter, a charged particle beam irradiation method and a charged particle beam apparatus for the purpose of enabling highly efficient detection of charged particles traveling in directions other than the detector will be described.

上記目的を達成するために、試料から放出される荷電粒子の軌道を集束する集束素子を、当該集束素子による集束作用が、試料に向かう荷電粒子線に影響を与えない(或いは影響を抑制可能な)位置に配置した荷電粒子線装置、及び荷電粒子線の照射方法を提案する。集束作用は、試料から放出された電子に選択的に影響し、試料に向かう荷電粒子線への影響を抑制されるため、試料から放出され、検出器等以外の方向に向かう荷電粒子を集束し、検出器等に導くことが可能となる。   In order to achieve the above object, a focusing element that focuses the trajectory of the charged particles emitted from the sample does not affect the charged particle beam toward the sample (or the influence can be suppressed). ) We propose a charged particle beam device arranged at a position and a charged particle beam irradiation method. The focusing action selectively affects the electrons emitted from the sample and suppresses the influence on the charged particle beam toward the sample, so the charged particles emitted from the sample and traveling in directions other than the detector are focused. It is possible to guide to a detector or the like.

上記構成によれば、試料に向かう荷電粒子線への影響を与えることなく、荷電粒子検出効率を制御することが可能となる。   According to the above configuration, the charged particle detection efficiency can be controlled without affecting the charged particle beam directed to the sample.

走査電子顕微鏡の概略構成図。The schematic block diagram of a scanning electron microscope. 試料から放出された電子が検出器に至るまでの軌道を説明する図。The figure explaining the track | orbit until the electron discharge | released from the sample reaches a detector. 二次信号軌道の解析結果の一例を説明する図。The figure explaining an example of the analysis result of a secondary signal orbit. 二次信号軌道の制御の一例を説明する図。The figure explaining an example of control of a secondary signal orbit. 集束電極電圧とファラデーカップによって検出される電流値の関係を示す図。The figure which shows the relationship between a focusing electrode voltage and the electric current value detected by a Faraday cup. 二次信号軌道の制御の一例を説明する図。The figure explaining an example of control of a secondary signal orbit. 集束電極電圧と電流値の関係を示す図。The figure which shows the relationship between a focusing electrode voltage and an electric current value. 試料帯電時の二次信号軌道の制御の一例を説明する図。The figure explaining an example of control of the secondary signal orbit at the time of sample charge. 試料帯電時の集束電極電圧と電流値の関係の推移を説明する図。The figure explaining transition of the relationship between the focusing electrode voltage at the time of sample charging, and an electric current value. 二次信号軌道制御のフローチャート。The flowchart of secondary signal track control. 多段の集束電極の構成の一例を説明する図。The figure explaining an example of a structure of a multistage focusing electrode. 昇降機構を持つ集束電極の構成の一例を説明する図。The figure explaining an example of a structure of the focusing electrode with a raising / lowering mechanism. クロスオーバを作らない光学系の概要を説明する図。The figure explaining the outline | summary of the optical system which does not make a crossover.

以下に、試料から放出される荷電粒子線の軌道を制御可能な荷電粒子線装置について、図面を用いてその詳細を説明する。なお、以下の説明では、荷電粒子線装置の一例として走査電子顕微鏡を例にとって説明するが、これに限られることはなく、集束したイオンビームを走査して、その走査像を形成する集束イオンビーム(Focused Ion Beam)装置への適用も可能である。   Hereinafter, a charged particle beam apparatus capable of controlling the trajectory of a charged particle beam emitted from a sample will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, a scanning electron microscope will be described as an example of a charged particle beam apparatus. However, the present invention is not limited to this, and a focused ion beam that scans a focused ion beam to form a scanned image is described. (Focused Ion Beam) Application to a device is also possible.

SEMでは、例えば電子ビームが試料に到達する際のエネルギーや、試料に付着する帯電等によって、試料から放出される電子の軌道が変化し、例えば、反射電子や二次電子等の二次信号が検出器等に到達する前に他の構造物に衝突してしまうことや検出器等に設けた一次電子(電子ビーム)通過用の穴から二次信号が抜けることなどで、二次信号が損失し、検出効率を低下させるという問題がある。また、一次電子線の照射による試料帯電によって二次信号が偏向作用を受けて時間経過とともに二次信号の軌道が変化し、二次信号が検出器等に到達できず検出効率を低下させる事象については、対応できないことがある。   In the SEM, for example, the trajectory of electrons emitted from the sample changes depending on the energy when the electron beam reaches the sample, the charging attached to the sample, etc., for example, secondary signals such as reflected electrons and secondary electrons are generated. Secondary signals are lost due to collision with other structures before reaching the detector, etc., or secondary signals coming out of the primary electron (electron beam) passage hole provided in the detector, etc. However, there is a problem that the detection efficiency is lowered. In addition, the secondary signal is deflected by the sample charging due to the irradiation of the primary electron beam, and the trajectory of the secondary signal changes with time, and the secondary signal cannot reach the detector etc. May not be able to respond.

以下に説明する実施例では、試料から放出される二次信号の検出効率を向上し、検出信号を一定に制御することが可能となる。   In the embodiment described below, the detection efficiency of the secondary signal emitted from the sample can be improved and the detection signal can be controlled to be constant.

本実施例では、上記目的を達成するために、集束電極を対物レンズと二次電子変換電極の間に配置し、一次電子線のクロスオーバ点を集束電極の中心位置に制御することで、二次信号の軌道のみを制御することを特徴としている。   In the present embodiment, in order to achieve the above object, the focusing electrode is arranged between the objective lens and the secondary electron conversion electrode, and the crossover point of the primary electron beam is controlled to the center position of the focusing electrode, so that Only the trajectory of the next signal is controlled.

更に、二次電子変換電極の外側にはファラデーカップを配置し、二次電子変換電極に衝突しなかった二次信号を電流値に変換して測定し、電流値をフィードバックして集束電極に印加する電圧を決定し、二次信号の軌道を二次電子変換電極内に制御できることを特徴としている。   In addition, a Faraday cup is placed outside the secondary electron conversion electrode, the secondary signal that did not collide with the secondary electron conversion electrode is converted to a current value, measured, and the current value is fed back and applied to the focusing electrode. The voltage to be determined is determined, and the trajectory of the secondary signal can be controlled in the secondary electron conversion electrode.

図1は走査電子顕微鏡の構成を示す図である。陰極1と第一陽極2の間には、制御演算装置40(制御プロセッサ)で制御される高電圧制御電源30により電圧が印加され、所定のエミッション電流が陰極1から引き出される。陰極1と第二陽極3の間には制御演算装置40で制御される高電圧制御電源30により加速電圧が印加されるため、陰極1から放出された一次電子線4は加速されて後段レンズ系に進行する。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a scanning electron microscope. A voltage is applied between the cathode 1 and the first anode 2 by a high voltage control power source 30 controlled by a control arithmetic device 40 (control processor), and a predetermined emission current is drawn from the cathode 1. Since an acceleration voltage is applied between the cathode 1 and the second anode 3 by a high voltage control power source 30 controlled by the control arithmetic unit 40, the primary electron beam 4 emitted from the cathode 1 is accelerated and the latter lens system. Proceed to.

一次電子線4(電子ビーム)は、集束レンズ制御電源31で制御された集束レンズ5で集束され、絞り板8で一次電子線4の不要な領域が除去された後に、集束レンズ制御電源32で制御された集束レンズ6および対物レンズ制御電源36で制御された対物レンズ7により、試料10に微小スポットとして集束される。集束レンズ6は対物レンズ7の物点を任意の位置に制御することができ、対物レンズ7の入射開き角の制御が可能である。   The primary electron beam 4 (electron beam) is focused by the focusing lens 5 controlled by the focusing lens control power source 31, and after the unnecessary region of the primary electron beam 4 is removed by the diaphragm plate 8, the focusing lens control power source 32. The sample 10 is focused as a minute spot by the controlled focusing lens 6 and the objective lens 7 controlled by the objective lens control power source 36. The focusing lens 6 can control the object point of the objective lens 7 to an arbitrary position, and can control the incident angle of the objective lens 7.

試料10には、試料台11を介して試料印加電源37により負の電圧を印加され、一次電子線を減速させるための電界が形成可能となっている(以下、リターディング方式と称する)。また、対物レンズ7に直接あるいは近傍に色収差低減のための正の電圧を印加して加速させる電極を配置したブースティング方式も可能である。このブースティング方式に関しては、対物レンズの電子ビーム通路にて、電子ビームを選択的に加速させる方式であっても良いし、例えば第二陽極3から対物レンズに至るまで、筒状の加速電極を配置し、当該加速電極に正電圧を印加する手法であっても良い(以下、便宜上、カラムブースティングと称する)。   A negative voltage is applied to the sample 10 by the sample application power source 37 via the sample stage 11 so that an electric field for decelerating the primary electron beam can be formed (hereinafter referred to as a retarding method). Further, a boosting method in which an electrode that accelerates by applying a positive voltage for reducing chromatic aberration directly or in the vicinity of the objective lens 7 is also possible. The boosting method may be a method of selectively accelerating the electron beam in the electron beam path of the objective lens. For example, a cylindrical acceleration electrode is provided from the second anode 3 to the objective lens. A method of arranging and applying a positive voltage to the acceleration electrode may be used (hereinafter referred to as column boosting for convenience).

一次電子線4は、走査コイル制御電源33によって制御される走査コイル9で試料10を二次元的に走査される。一次電子線4の照射で試料10から発生した二次電子,反射電子等の二次信号12は、対物レンズ7による引上げ磁界あるいは引上げ電界の作用により有限の広がりを持って対物レンズ7の上部に進行し、二次電子変換電極13に衝突し、二次電子14を発生させる。   The primary electron beam 4 is scanned two-dimensionally on the sample 10 by the scanning coil 9 controlled by the scanning coil control power source 33. Secondary signals 12 such as secondary electrons and reflected electrons generated from the sample 10 by the irradiation of the primary electron beam 4 have a finite spread on the upper portion of the objective lens 7 by the action of the pulling magnetic field or pulling electric field by the objective lens 7. It proceeds and collides with the secondary electron conversion electrode 13 to generate secondary electrons 14.

二次電子14は、偏向電極16が形成する偏向電界によって信号検出器17側に偏向される。信号検出器17で検出された信号は、信号増幅器18で増幅された後、画像メモリ41に転送されて像表示装置42に試料像として表示される。   The secondary electrons 14 are deflected toward the signal detector 17 by the deflection electric field formed by the deflection electrode 16. The signal detected by the signal detector 17 is amplified by the signal amplifier 18, transferred to the image memory 41, and displayed as a sample image on the image display device 42.

有限の大きさを持つ二次電子変換電極13から外れるような二次信号21は、ファラデーカップ20により補足され、電流計34によって二次電子変換電極で補足出来なかった二次信号12を電流として測定することが可能である。また、二次信号12は、二次信号制御電圧35で制御された集束電極19によって集束され二次電子変換電極13における広がりを制御することが可能である。また、二次電子変換電極13外に向かう電子を補足するための検出器として、ファラデーカップに替えて、例えば、マイクロチャネルプレート(Micro Channel Plate:MCP)検出器のような検出器を適用することも可能である。   The secondary signal 21 that deviates from the secondary electron conversion electrode 13 having a finite size is captured by the Faraday cup 20, and the secondary signal 12 that cannot be captured by the secondary electron conversion electrode by the ammeter 34 is used as the current. It is possible to measure. Further, the secondary signal 12 can be focused by the focusing electrode 19 controlled by the secondary signal control voltage 35 and the spread at the secondary electron conversion electrode 13 can be controlled. In addition, as a detector for capturing electrons traveling outside the secondary electron conversion electrode 13, a detector such as a micro channel plate (MCP) detector may be used instead of the Faraday cup. Is also possible.

試料から放出された二次電子,反射電子等の二次信号12の軌道を制御するための実施例について、図2を用いて以下に詳細に説明する。図2は、試料から放出された電子が検出器に至るまでの軌道を概念的に示した図である。   An embodiment for controlling the trajectory of the secondary signal 12 such as secondary electrons and reflected electrons emitted from the sample will be described below in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram conceptually showing the trajectory until the electrons emitted from the sample reach the detector.

一次電子線4は、集束レンズ6で任意のクロスオーバ点23に集束される。クロスオーバ点23は対物レンズ7の入射開き角を制御することができ、対物レンズ7における球面収差や色収差などによる複合収差の最小条件を設定することができ、結果として高分解能化が実現できる。また、逆に開き角を小さくすることで焦点深度の深い光学条件の実現も可能である。   The primary electron beam 4 is focused to an arbitrary crossover point 23 by the focusing lens 6. The crossover point 23 can control the incident opening angle of the objective lens 7, and can set the minimum condition of the compound aberration due to spherical aberration, chromatic aberration, etc. in the objective lens 7, and as a result, high resolution can be realized. Conversely, by reducing the opening angle, it is possible to realize an optical condition with a deep focal depth.

一次電子線4は対物レンズ7によって試料10に微小スポットに集束され、微小スポットから発生する二次信号12は対物レンズ7の引上げ作用および集束作用によって対物レンズ7の上方に進行し、クロスオーバ点15で集束した後、有限の広がりを持って二次電子変換電極13に衝突する。   The primary electron beam 4 is focused on the sample 10 by the objective lens 7 into a minute spot, and the secondary signal 12 generated from the minute spot travels above the objective lens 7 by the pulling action and focusing action of the objective lens 7, and the crossover point. After focusing at 15, it collides with the secondary electron conversion electrode 13 with a finite extent.

二次電子変換電極13によって変換された試料からの情報である二次電子14は偏向電極16によって信号検出器17側に偏向され、信号として取り込まれる。偏向電極16は対向する2枚の電極の単純な構成でも構わないが、一次電子線4に対して偏向収差が発生しない二次信号分離用直交電磁界発生器(EXB)を用いるのが望ましい。   Secondary electrons 14 which are information from the sample converted by the secondary electron conversion electrode 13 are deflected to the signal detector 17 side by the deflection electrode 16 and are taken in as signals. The deflection electrode 16 may have a simple configuration of two opposing electrodes, but it is desirable to use a secondary signal separation orthogonal electromagnetic field generator (EXB) that does not generate deflection aberration with respect to the primary electron beam 4.

集束電極19は集束電界22によって静電レンズとして働き、試料10から上がってくる二次信号12の軌道を制御する。二次電子変換電極13の外側にはファラデーカップ20が配置されており、二次電子変換電極13に衝突しなかった電子を補足し、電流計34によって電流値として測定される。この電流値を用いて制御演算装置40でフィードバック制御することで、二次電子変換電極13から軌道が外れた二次信号12を、二次電子変換電極13に向かって偏向し、二次電子変換電極13に衝突させることが可能になる。集束電極19には例えば負電圧が印加され、ファラデーカップ20にて検出される電子量が大きいほど、印加電圧を高く設定するような制御を行うことで、二次電子変換電極13外に向かう電子を、過剰な電圧を印加することなく、二次電子変換電極13に導くことができる。ファラデーカップ20は、一次電子線4の光軸を中心としたときに、二次電子変換電極13の外側に配置されている。   The focusing electrode 19 functions as an electrostatic lens by the focusing electric field 22 and controls the trajectory of the secondary signal 12 rising from the sample 10. A Faraday cup 20 is disposed outside the secondary electron conversion electrode 13, supplements electrons that have not collided with the secondary electron conversion electrode 13, and is measured as a current value by an ammeter 34. By performing feedback control with the control arithmetic device 40 using this current value, the secondary signal 12 deviated from the trajectory from the secondary electron conversion electrode 13 is deflected toward the secondary electron conversion electrode 13, and secondary electron conversion is performed. It becomes possible to make it collide with the electrode 13. For example, a negative voltage is applied to the focusing electrode 19, and as the amount of electrons detected by the Faraday cup 20 is larger, control is performed such that the applied voltage is set higher. Can be guided to the secondary electron conversion electrode 13 without applying an excessive voltage. The Faraday cup 20 is disposed outside the secondary electron conversion electrode 13 with the optical axis of the primary electron beam 4 as the center.

実際には集束電極19は、一次電子線4の通路(一次電子線4が通過する真空雰囲気と同じ空間)に配置されているため、一次電子線4にも集束作用が働き、クロスオーバ点23が変化し、対物レンズ7のフォーカスがずれてしまうことが懸念されるが、クロスオーバ点23を図2に示すように集束電極19の中心位置にすることで(クロスオーバ点23が、集束電極19(集束電極19の中心)と同じ高さとなるように)、一次電子線4のクロスオーバ点23は変化させずに、二次信号12の軌道のみを集束させることが可能である。   Actually, since the focusing electrode 19 is disposed in the path of the primary electron beam 4 (the same space as the vacuum atmosphere through which the primary electron beam 4 passes), the focusing action also acts on the primary electron beam 4, and the crossover point 23. May change, and the focus of the objective lens 7 may be deviated. However, by setting the crossover point 23 to the center position of the focusing electrode 19 as shown in FIG. 19 (so that it is the same height as the center of the focusing electrode 19), it is possible to focus only the trajectory of the secondary signal 12 without changing the crossover point 23 of the primary electron beam 4.

理想的には、集束電極19が発生する集束電界22の高さ方向の中心が、クロスオーバ23と同じ高さとなるようにすると良い。厳密に言えば、電界がある程度の広がりを持つ以上、集束電極19の集束作用による一次電子線4への影響はゼロではない場合がある。しかしながら、二次信号に対する影響と比べると、相対的にその影響は極めて小さい。   Ideally, the center in the height direction of the focusing electric field 22 generated by the focusing electrode 19 should be the same height as the crossover 23. Strictly speaking, as long as the electric field has a certain extent, the influence of the focusing action of the focusing electrode 19 on the primary electron beam 4 may not be zero. However, the influence is relatively small compared to the influence on the secondary signal.

尚、試料10から放出される二次信号12は、試料上の広い角度範囲に亘って放出されると共に、数eVから一次電子線4の加速電圧に相当するエネルギーに至るまでの広いエネルギー範囲を持つため、その軌道は一様ではない。しかしながら、特に表面情報を持つ二次電子については、二次電子変換電極13に衝突する二次信号の個数がSEM画像の信号となるため、二次電子放出比の大きい1〜2eV程度の二次電子の軌道について考えれば良い。   The secondary signal 12 emitted from the sample 10 is emitted over a wide angular range on the sample and has a wide energy range from several eV to the energy corresponding to the acceleration voltage of the primary electron beam 4. The trajectory is not uniform. However, for secondary electrons having surface information in particular, the number of secondary signals that collide with the secondary electron conversion electrode 13 is a signal of the SEM image, so a secondary electron emission ratio of about 1 to 2 eV is large. Think about electron trajectories.

一方、試料の角度情報を持つ反射電子については、試料10から二次電子変換電極13の間にエネルギーフィルタを配置し、二次信号12を反射電子のみに分離した上で、集束電極19を用いて二次電子変換電極13上での反射電子の広がりを制御することで可能になる。   On the other hand, for the reflected electrons having the angle information of the sample, an energy filter is disposed between the sample 10 and the secondary electron conversion electrode 13 to separate the secondary signal 12 into only the reflected electrons, and then the focusing electrode 19 is used. This can be achieved by controlling the spread of reflected electrons on the secondary electron conversion electrode 13.

また、二次電子変換電極13は一次電子線4を通過させるために、二次電子変換電極13の中心部に一次電子線の径よりも大きい通過穴24を空けて置く必要がある。例えば、一次電子線4の径が二次電子変換電極13の位置で0.1mm程度のビーム径を持つのであれば、当然であるが0.1より大きい穴が必要である。ただし、一次電子線4を通過させるための穴が大きすぎると、対物レンズ7から上がってきた二次信号12も穴を通過するため、二次信号12の損失に繋がり、S/Nが低下する。   Further, in order for the secondary electron conversion electrode 13 to pass the primary electron beam 4, it is necessary to place a passage hole 24 larger than the diameter of the primary electron beam in the center of the secondary electron conversion electrode 13. For example, if the diameter of the primary electron beam 4 has a beam diameter of about 0.1 mm at the position of the secondary electron conversion electrode 13, it is natural that a hole larger than 0.1 is required. However, if the hole for allowing the primary electron beam 4 to pass through is too large, the secondary signal 12 coming up from the objective lens 7 also passes through the hole, leading to the loss of the secondary signal 12 and the S / N being reduced. .

通過穴24は二次信号12を著しく損失するような大きであってはならない。従って、二次電子変換電極13上での二次信号12の広がりは通過穴24に対してS/Nを低下しない程度の広がりを持つ必要があるため、通過穴は0.5mmから1.0mm程度のものが望ましい。   The through hole 24 should not be so large as to significantly lose the secondary signal 12. Accordingly, since the secondary signal 12 on the secondary electron conversion electrode 13 needs to spread so as not to reduce the S / N with respect to the passage hole 24, the passage hole has a width of 0.5 mm to 1.0 mm. A degree is desirable.

図3は本実施例を適用する走査電子顕微鏡において、二次信号の軌道についてシミュレーションによって解析した一例である。図3の構成はリターディング法の走査電子顕微鏡の構成であるが、陰極1から−3000Vで加速された一次電子線4は、ランディング電圧を300V,1300V,2000Vに制御するために、Aでは−2700V、Bでは−1700V、Cでは−2000Vの電圧が試料10に印加される。D,E,Fは、A,B,Cの構成に加えて、対物レンズ7近傍に配置したブースティング電極25にブースティング電源38から正の電圧を印加する。二次信号12は二次電子を代表して2eVの二次電子について計算しており、試料上0度から90度の角度で放出された二次電子の軌道について示している。加速電圧が異なる条件では二次電子変換電極13上での二次電子の軌道が異なり、信号量がばらつき、加速電圧によってS/Nが変化する。また、Bでは二次電子変換電極13から二次信号12が大きく外れることによって、あるいはCやFでは二次信号12が通過穴24を抜けることによって、信号が取れず著しくS/Nが劣化している。   FIG. 3 is an example in which the trajectory of the secondary signal is analyzed by simulation in the scanning electron microscope to which this embodiment is applied. The configuration of FIG. 3 is a configuration of a scanning electron microscope of the retarding method. However, the primary electron beam 4 accelerated from the cathode 1 to −3000 V has a landing voltage of 300 V, 1300 V, and 2000 V. A voltage of −1700 V is applied to the sample 10 at 2700 V, B, and −2000 V is applied to C. In addition to the configurations of A, B, and C, D, E, and F apply a positive voltage from the boosting power source 38 to the boosting electrode 25 disposed in the vicinity of the objective lens 7. The secondary signal 12 is calculated for secondary electrons of 2 eV representing the secondary electrons, and shows the trajectory of the secondary electrons emitted at an angle of 0 to 90 degrees on the sample. Under different acceleration voltages, the orbits of secondary electrons on the secondary electron conversion electrode 13 are different, the signal amount varies, and the S / N changes depending on the acceleration voltage. Further, in B, the secondary signal 12 greatly deviates from the secondary electron conversion electrode 13, or in C or F, the secondary signal 12 passes through the passage hole 24, so that the signal cannot be taken and the S / N is remarkably deteriorated. ing.

図4〜図8は上記の内容を補正する構成を具体的に示した一実施例である。図4と図6の二次信号12で示す点線は集束電極19を使用しなかった場合の二次信号12の軌道を示している。   FIG. 4 to FIG. 8 show an embodiment specifically showing a configuration for correcting the above contents. 4 and 6 indicate the trajectory of the secondary signal 12 when the focusing electrode 19 is not used.

図4は図3中Bで示すような二次信号12が二次電子変換電極13から大きくはずれた場合に、集束電極19を用いて二次信号12を集束させる例を示している。二次信号12は集束電界22の集束作用により集束され、集束電極19に印加する電圧がある値以上になれば二次電子変換電極13に衝突する。図5は集束電極19に印加する電圧値と電流計34によって測定される電流値の関係について示している。二次信号12が二次電子変換電極13に衝突しなかった電子の量が電流値であることから、集束電極19の集束作用によって、電流計34によって計測される電流量が小さくなるということは、二次信号12が二次電子変換電極13に衝突したことを意味する。従って、図5中の電流が0になる電圧50に集束電極19の電圧値が上昇した場合に、S/Nの向上が図れる。また、集束電極19の電圧値を電圧50の値に制御することで、二次電子変換電極13に当たる二次信号12の広がりを一定に保つことが可能である。例えば、試料10において、試料の厚さやたわみ等の影響によって試料高さが変わった場合に対しても、二次信号12の軌道を制御することで検出器17に到達する二次電子14の量を一定量にし、S/Nの劣化を防ぐことが可能である。   FIG. 4 shows an example in which the secondary signal 12 is focused using the focusing electrode 19 when the secondary signal 12 as shown by B in FIG. 3 deviates greatly from the secondary electron conversion electrode 13. The secondary signal 12 is focused by the focusing action of the focusing electric field 22 and collides with the secondary electron conversion electrode 13 when the voltage applied to the focusing electrode 19 exceeds a certain value. FIG. 5 shows the relationship between the voltage value applied to the focusing electrode 19 and the current value measured by the ammeter 34. Since the amount of electrons that the secondary signal 12 did not collide with the secondary electron conversion electrode 13 is a current value, the amount of current measured by the ammeter 34 is reduced by the focusing action of the focusing electrode 19. This means that the secondary signal 12 has collided with the secondary electron conversion electrode 13. Therefore, S / N can be improved when the voltage value of the focusing electrode 19 rises to the voltage 50 at which the current in FIG. Further, by controlling the voltage value of the focusing electrode 19 to the value of the voltage 50, it is possible to keep the spread of the secondary signal 12 hitting the secondary electron conversion electrode 13 constant. For example, the amount of secondary electrons 14 reaching the detector 17 by controlling the trajectory of the secondary signal 12 in the sample 10 even when the sample height changes due to the influence of the sample thickness, deflection, or the like. It is possible to prevent the S / N from deteriorating.

以上のように、試料から放出される電子の軌道制御によって、所定の信号量を維持するという側面と、極力検出される信号量が多くするという側面がある。そのための具体的な手法として、電流計34によって検出される電流量が極力小さくなる(理想的にはゼロにする)ような制御を行うことが考えられるが、この外にも、電流量がゼロ以外の所定値となるように制御することも考えられる。検出量をゼロ以外の値にするような制御であっても、検出量の維持に基づく測定の安定性をはかることができる。   As described above, there are aspects of maintaining a predetermined signal amount by controlling the trajectory of electrons emitted from the sample, and an aspect of increasing the signal amount detected as much as possible. As a specific method for that purpose, it is conceivable to perform control such that the amount of current detected by the ammeter 34 is as small as possible (ideally, zero), but in addition to this, the amount of current is zero. It is also conceivable to perform control so as to have a predetermined value other than. Even in such a control that the detection amount is set to a value other than zero, measurement stability based on the maintenance of the detection amount can be achieved.

本例では、ファラデーカップ20によって検出される電子量に基づいて、集束電極19に印加する電圧値を制御する例について説明しているが、例えば、検出器17によって検出された電子に基づいて形成される画像の明るさを所定値とするように、集束電極19に印加する電圧を制御するようにしても良い。この場合、ABCC(Auto Brightness Contrast Control)技術を併用して、明るさを所定のものとなるように、集束電極19に印加
する電圧をコントロールするようにしても良い。但し、二次電子変換電極13を外れた電子を直接的に検出した上で、それを小さくするような制御の方が、より直接的に検出効率を向上させることができる。
In this example, an example in which the voltage value applied to the focusing electrode 19 is controlled based on the amount of electrons detected by the Faraday cup 20 has been described. For example, the voltage value is formed based on electrons detected by the detector 17. The voltage applied to the focusing electrode 19 may be controlled so that the brightness of the image to be set becomes a predetermined value. In this case, ABCC (Auto Brightness Control Control) technology may be used together to control the voltage applied to the focusing electrode 19 so that the brightness becomes a predetermined value. However, the detection efficiency can be improved more directly by controlling such that the electrons outside the secondary electron conversion electrode 13 are directly detected and then reduced.

図6は図3中Fで示すような二次信号12が二次電子変換電極13の通過穴24から損失する場合に、集束電極19を用いて二次信号12の軌道を制御する例を示している。二次信号12は集束電界22によって集束電極19と二次電子変換電極13との間にクロスオーバ点26を結ぶ。クロスオーバ26点を過ぎた二次信号12は広がりながら二次電子変換電極13に衝突する。図7は上記内容において集束電極19に印加する電圧値と電流計34によって読取られる電流値の関係を示しているが、電圧をより大きくすることで、ある電圧値以上になると二次信号12は二次電子変換電極13から外れ、ファラデーカップ20に入り、電流計34によって電流値として測定される。電流値が0を超える電圧51に集束電極19の電圧値が上昇した場合に、二次信号12は二次電子変換電極13上の大きさと同程度に広がったことを意味する。従って、集束電極19の電圧値を電圧51に一定に保つことで、二次信号の損失を防ぎ、SEM画像のS/Nを一定に保つことが可能になる。   FIG. 6 shows an example of controlling the trajectory of the secondary signal 12 using the focusing electrode 19 when the secondary signal 12 as indicated by F in FIG. 3 is lost from the passage hole 24 of the secondary electron conversion electrode 13. ing. The secondary signal 12 connects the crossover point 26 between the focusing electrode 19 and the secondary electron conversion electrode 13 by the focusing electric field 22. The secondary signal 12 that has passed the crossover point 26 collides with the secondary electron conversion electrode 13 while spreading. FIG. 7 shows the relationship between the voltage value applied to the focusing electrode 19 and the current value read by the ammeter 34 in the above contents. When the voltage is increased, the secondary signal 12 becomes higher than a certain voltage value. It comes off from the secondary electron conversion electrode 13, enters the Faraday cup 20, and is measured as an electric current value by an ammeter 34. When the voltage value of the focusing electrode 19 rises to the voltage 51 where the current value exceeds 0, it means that the secondary signal 12 has spread to the same extent as the size on the secondary electron conversion electrode 13. Therefore, by keeping the voltage value of the focusing electrode 19 constant at the voltage 51, it is possible to prevent the loss of the secondary signal and keep the S / N of the SEM image constant.

図8は他の実施例についての模式的図である。一次電子線4が試料10に照射されたときに発生する特にエネルギーの低い数eV程度の二次信号12の軌道は、一次電子線4の照射時に蓄積される負帯電による電界によって偏向され、図中実線に示すように試料に対して垂直方向に角度を持つ方向に傾けられる。試料垂直方向から傾けられた二次信号12は、帯電生成前に放出された二次電子より、対物レンズ7の外側を通るために、帯電生成前に放出された二次信号12より、二次電子変換電極13の外側に入射する。二次電子変換電極13は有限の大きさを持つ為、帯電の影響で試料垂直方向から傾けられた二次信号12が、二次電子変換電極13に入射せず、検出効率が低下する場合がある。また、観察領域に正帯電が励起された場合、放出された二次信号12は過収束され、二次電子変換電極13の中央に空けられた通過穴24を通り抜けてしまい、検出効率が低下する。このような試料帯電による二次電子の検出効率を一定にすることにおいても本発明は有効である。図9は試料帯電時の集束電極19の制御方法について模式的に示した図である。帯電現象は一次電子線4の照射中は常に進行するので、二次電子変換電極13位置での広がりも常に変化する。従って、二次信号12を二次電子変換電極13の大きさに合わせて一定の広がりに抑えるためには、ある一定の時間間隔で、例えば0.1ms毎に電流計34の電流値を測定し、制御演算装置40によりフィードバック制御し、電流値が大きくなった場合には集束電極19の印加電圧を上げて電流計34で測定する電流値を0にするように、二次信号12の軌道をリアルタイムに制御することで実現できる。また、本実施例では電流値を0に必ずしもする必要はなく、二次電子変換電極13から外れる二次信号の多少の損失は発生するが、例えば電流計34で測定される電流値Iに対し、1pA≦I<3pAのように、ある一定の電流値になるように集束電極19の電圧をフィードバック制御することで、二次信号12の広がりを一定に保つことも可能である。上記内容は、負帯電時に限らず正帯電時においても有効な制御である。   FIG. 8 is a schematic diagram of another embodiment. The trajectory of the secondary signal 12 having a low energy of about several eV, which is generated when the sample 10 is irradiated with the primary electron beam 4, is deflected by the electric field due to negative charging accumulated during the irradiation of the primary electron beam 4. As shown by the solid line, it is tilted in a direction having an angle perpendicular to the sample. The secondary signal 12 tilted from the vertical direction of the sample passes through the outside of the objective lens 7 from the secondary electrons emitted before the charge generation, so that the secondary signal 12 emitted from the secondary signal 12 before the charge generation is secondary. Incident on the outside of the electron conversion electrode 13. Since the secondary electron conversion electrode 13 has a finite size, the secondary signal 12 tilted from the vertical direction of the sample due to the influence of charging may not enter the secondary electron conversion electrode 13 and the detection efficiency may be reduced. is there. In addition, when positive charge is excited in the observation region, the emitted secondary signal 12 is over-converged and passes through the passage hole 24 formed in the center of the secondary electron conversion electrode 13, thereby reducing detection efficiency. . The present invention is also effective in making the detection efficiency of secondary electrons by such sample charging constant. FIG. 9 is a diagram schematically showing a method for controlling the focusing electrode 19 during sample charging. Since the charging phenomenon always proceeds during irradiation of the primary electron beam 4, the spread at the position of the secondary electron conversion electrode 13 always changes. Therefore, in order to suppress the secondary signal 12 to a constant spread according to the size of the secondary electron conversion electrode 13, the current value of the ammeter 34 is measured at a certain time interval, for example, every 0.1 ms. The control signal calculation unit 40 performs feedback control, and when the current value increases, the trajectory of the secondary signal 12 is set so that the voltage applied to the focusing electrode 19 is increased and the current value measured by the ammeter 34 is set to zero. This can be achieved by controlling in real time. Further, in this embodiment, the current value does not necessarily have to be 0, and some loss of the secondary signal deviating from the secondary electron conversion electrode 13 occurs, but for example, with respect to the current value I measured by the ammeter 34 It is also possible to keep the spread of the secondary signal 12 constant by feedback-controlling the voltage of the focusing electrode 19 so that a certain constant current value is satisfied, such as 1 pA ≦ I <3 pA. The above content is effective control not only during negative charging but also during positive charging.

図10は上記二次信号12を一定に制御するフローチャートの一実施例である。所定の観察位置に試料10を動かした後、対物レンズ7によってフォーカスを調整する(S101)。集束電極19の印加電圧を例えば1Vステップで印加し(S102)、ファラデーカップ20で電流値を測定する(S103)。電流値が0でなければ、集束電極19の印加電圧を更に1V上昇させる(S104)。電流が0になったところで、動作を終了する。   FIG. 10 shows an embodiment of a flowchart for controlling the secondary signal 12 to be constant. After moving the sample 10 to a predetermined observation position, the focus is adjusted by the objective lens 7 (S101). The applied voltage of the focusing electrode 19 is applied, for example, in 1V steps (S102), and the current value is measured by the Faraday cup 20 (S103). If the current value is not 0, the voltage applied to the focusing electrode 19 is further increased by 1 V (S104). When the current becomes zero, the operation is terminated.

図11は集束電極19の構成について示したものである。本発明は一次電子線4のクロスオーバ点23に二次信号12の軌道を制御する集束電極19を配置するものであるが、一次電子線4のクロスオーバ点23は、対物レンズ7における開き角を制御し、分解能,焦点深度等の走査電子顕微鏡の性能を決定する重要な因子であり、光学条件(モード)によって位置が変わる。図11に示すように多段の集束電極19であれば、クロスオーバ点23に応じて集束電極19を選択できる。また、図12に示すように昇降機構を持つものであっても良く、クロスオーバ23の位置に応じて、集束電極19の位置が可変なものであっても良い。   FIG. 11 shows the configuration of the focusing electrode 19. In the present invention, the focusing electrode 19 for controlling the trajectory of the secondary signal 12 is arranged at the crossover point 23 of the primary electron beam 4. The crossover point 23 of the primary electron beam 4 has an opening angle in the objective lens 7. Is an important factor that determines the performance of the scanning electron microscope, such as resolution and depth of focus, and the position changes depending on the optical condition (mode). As shown in FIG. 11, in the case of a multistage focusing electrode 19, the focusing electrode 19 can be selected according to the crossover point 23. Moreover, as shown in FIG. 12, it may have a raising / lowering mechanism, and the position of the focusing electrode 19 may be variable according to the position of the crossover 23.

また、光学条件の変化によっては、クロスオーバ点23と集束電極19の位置がずれてしまうことがあるため、光学モードやレンズ条件に応じて、集束電極19への電圧印加ができなくなるような禁止処理、或いはオペレータにその旨を通知するエラーメッセージを行うようにすれば、クロスオーバ点と集束電極の位置(高さ)が異なる場合に、集束電極に電圧を印加し、結果、光学条件を乱してしまうような事態をなくすことが可能となる。   In addition, the position of the crossover point 23 and the focusing electrode 19 may be shifted depending on the change of the optical conditions, so that the voltage application to the focusing electrode 19 is prohibited depending on the optical mode and the lens conditions. If an error message is sent to notify the operator of the processing or if the crossover point and the position (height) of the focusing electrode are different, a voltage is applied to the focusing electrode, resulting in disturbance of the optical conditions. It is possible to eliminate such a situation.

なお、これまで二次電子変換電極によって、試料から放出された電子を、二次電子に変換し、その二次電子を検出器に偏向して検出する検出機構を備えたSEMを例にとって説明してきたが、これに限られることはなく、例えば試料から放出される電子の軌道上に、MCP検出器のような検出器を配置し、試料から放出される電子を直接的に検出する検出機構を備えたSEMにも適用が可能である。   In the above description, an SEM equipped with a detection mechanism that converts electrons emitted from a sample into secondary electrons by a secondary electron conversion electrode and deflects the secondary electrons to a detector for detection will be described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, a detector such as an MCP detector is arranged on the trajectory of electrons emitted from the sample, and a detection mechanism for directly detecting electrons emitted from the sample is provided. It can also be applied to the SEM provided.

また、試料から放出される電子を集束する集束電極19に替えて、集束磁場を発生させる集束コイルを適用することも可能である。   Further, instead of the focusing electrode 19 for focusing the electrons emitted from the sample, it is possible to apply a focusing coil for generating a focusing magnetic field.

更に、電子ビームに影響を与えないコンディションにおいて、試料から放出される電子を選択的に集束する他の手法について、図13を用いて説明する。図13は、集束レンズ6(この光学系の場合、集束させない)によってクロスオーバを作らない光学系の一例を説明する図である。集束電極19と一次電子線4(電子ビーム光軸)との間には、シールド電極43が配置されている。シールド電極43は、電子線光軸を包囲する筒状体であって、集束電極19によってもたらされる集束電場の一次電子線4への到達を抑制する。集束電極19が形成する集束電界は、電子線光軸に及ばないので、当該シールド電極43の外側を通過する電子の軌道を選択的にコントロールすることができる。このような構成によれば、クロスオーバを作らない光学系、或いはクロスオーバを作る光学系であっても、当該クロスオーバを作る個所以外での集束電極の適用が可能となる。なお、シールド電極43によって、集束電極19が形成する集束電場の一次電子線4への到達は抑制可能となるが、シールド電極43内部を通過する二次電子等に集束作用をもたらすことはできず、更に、シールド電極43が検出器に向かう電子の障害物ともなるため、集束電極19は、クロスオーバを作る光学系に適用することが望ましい。   Furthermore, another method for selectively focusing electrons emitted from the sample in a condition that does not affect the electron beam will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram illustrating an example of an optical system that does not create a crossover by the focusing lens 6 (in the case of this optical system, no focusing is performed). A shield electrode 43 is disposed between the focusing electrode 19 and the primary electron beam 4 (electron beam optical axis). The shield electrode 43 is a cylindrical body surrounding the electron beam optical axis, and suppresses the arrival of the focused electric field provided by the focusing electrode 19 to the primary electron beam 4. Since the focusing electric field formed by the focusing electrode 19 does not reach the electron beam optical axis, the trajectory of electrons passing outside the shield electrode 43 can be selectively controlled. According to such a configuration, even in an optical system that does not create a crossover or an optical system that creates a crossover, it is possible to apply a focusing electrode at a location other than the location where the crossover is created. The shield electrode 43 makes it possible to prevent the focused electric field formed by the focusing electrode 19 from reaching the primary electron beam 4, but it cannot bring about a focusing action on secondary electrons passing through the shield electrode 43. Furthermore, since the shield electrode 43 also serves as an obstacle for electrons traveling toward the detector, the focusing electrode 19 is preferably applied to an optical system that creates a crossover.

なお、集束電極43に替えて、集束コイルを適用する場合には、シールド電極43に替えて磁気シールドを用いるようにすると良い。   When a focusing coil is used instead of the focusing electrode 43, a magnetic shield may be used instead of the shielding electrode 43.

更に、上記説明では、リターディング方式を適用することを前提としてきたが、上述したカラムブースティング方式の場合、試料から放出された電子は、正電圧が印加された筒状電極によって電子源方向に向かって加速されるため、リターディング方式を採用せずとも、エネルギーが0eVに近い電子を二次電子変換電極(或いは検出器)に導くことができる。無論、リターディング方式とブースティング方式(或いはカラムブースティング方式)を併用する光学系にも適用が可能である。   Furthermore, in the above description, it has been assumed that the retarding method is applied. However, in the case of the column boosting method described above, electrons emitted from the sample are directed toward the electron source by the cylindrical electrode to which a positive voltage is applied. Therefore, even if the retarding method is not adopted, electrons whose energy is close to 0 eV can be guided to the secondary electron conversion electrode (or detector). Of course, the present invention can also be applied to an optical system using a retarding method and a boosting method (or a column boosting method) in combination.

1 陰極
2 第一陽極
3 第二陽極
4 一次電子線
5,6 集束レンズ
7 対物レンズ
8 絞り板
9 走査コイル
10 試料
11 試料台
12,21 二次信号
13 二次電子変換電極
14 二次電子
15,23,26 クロスオーバ点
16 偏向電極
17 信号検出器
18 信号増幅器
19 集束電極
20 ファラデーカップ
22 集束電界
24 通過穴
25 ブースティング電極
30 高電圧制御電源
31,32 集束レンズ制御電源
33 走査コイル制御電源
34 電流計
35 二次信号制御電圧
36 対物レンズ制御電源
37 試料印加電源
38 ブースティング電源
40 制御演算装置
41 画像メモリ
42 像表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cathode 2 1st anode 3 2nd anode 4 Primary electron beam 5, 6 Focusing lens 7 Objective lens 8 Diaphragm plate 9 Scan coil 10 Sample 11 Sample stand 12, 21 Secondary signal 13 Secondary electron conversion electrode 14 Secondary electron 15 , 23, 26 Crossover point 16 Deflection electrode 17 Signal detector 18 Signal amplifier 19 Focusing electrode 20 Faraday cup 22 Focusing electric field 24 Passing hole 25 Boosting electrode 30 High voltage control power supply 31, 32 Focusing lens control power supply 33 Scanning coil control power supply 34 Ammeter 35 Secondary signal control voltage 36 Objective lens control power supply 37 Sample application power supply 38 Boosting power supply 40 Control operation device 41 Image memory 42 Image display device

Claims (9)

荷電粒子線を試料に照射し、当該照射位置から放出された荷電粒子を検出する荷電粒子線照射方法において、
試料から放出された荷電粒子を集束する集束素子と、当該試料から放出された荷電粒子を検出する検出器或いは前記荷電粒子を二次電子に変換する二次電子変換部材と、前記荷電粒子線を中心として前記検出器或いは二次電子変換部材の外側に配置される外側検出器を備えた荷電粒子線装置を用いて、前記外側検出器によって検出される荷電粒子量が少なくなるように、前記集束素子を調整することを特徴とする荷電粒子線照射方法。
In a charged particle beam irradiation method for irradiating a charged particle beam to a sample and detecting charged particles emitted from the irradiation position,
A focusing element that focuses charged particles emitted from the sample, a detector that detects charged particles emitted from the sample, or a secondary electron conversion member that converts the charged particles into secondary electrons, and the charged particle beam. Using a charged particle beam apparatus having an outer detector disposed outside the detector or the secondary electron conversion member as a center, the focusing is performed so that the amount of charged particles detected by the outer detector is reduced. A charged particle beam irradiation method comprising adjusting an element.
請求項1において、
前記集束素子は、前記荷電粒子線のクロスオーバ点と同じ高さに配置されることを特徴とする荷電粒子線照射方法。
In claim 1,
The charged particle beam irradiation method, wherein the focusing element is arranged at the same height as a crossover point of the charged particle beam.
請求項1において、
前記集束素子が配置される位置と、前記試料に照射される荷電粒子線との間に、前記試料に照射される荷電粒子線を包囲すると共に、前記荷電粒子線に対する前記集束素子の集束作用を抑制する筒状体が配置されていることを特徴とする荷電粒子線照射方法。
In claim 1,
The charged particle beam irradiated to the sample is surrounded between the position where the focusing element is disposed and the charged particle beam irradiated to the sample, and the focusing action of the focusing element on the charged particle beam is The charged particle beam irradiation method characterized by arrange | positioning the cylindrical body to suppress.
荷電粒子源と、
当該荷電粒子源から放出される荷電粒子線を集束して試料上で走査する荷電粒子光学系と、
前記試料から放出された荷電粒子を検出、或いは当該放出された荷電粒子が二次電子変換部材に衝突したときに発生する電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集束する集束素子と、
前記荷電粒子線を中心として前記検出器或いは二次電子変換部材の外側に配置される外側検出器と、
前記外側検出器によって検出される荷電粒子量が少なくなるように、前記集束素子を制御する制御装置を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。
A charged particle source;
A charged particle optical system that focuses the charged particle beam emitted from the charged particle source and scans it on the sample;
In a charged particle beam apparatus comprising a detector for detecting charged particles emitted from the sample or detecting electrons generated when the emitted charged particles collide with a secondary electron conversion member,
A focusing element for focusing charged particles emitted from the sample;
An outer detector disposed outside the detector or the secondary electron conversion member around the charged particle beam;
A charged particle beam apparatus comprising: a control device that controls the focusing element so that a charged particle amount detected by the outer detector is reduced.
請求項4において、
前記集束素子は、前記荷電粒子源から放出された荷電粒子線のクロスオーバ点と同じ高さに配置されることを特徴とする荷電粒子線装置。
In claim 4,
The charged particle beam apparatus, wherein the focusing element is disposed at the same height as a crossover point of a charged particle beam emitted from the charged particle source.
請求項5において、
前記クロスオーバ点の移動に従って、前記集束素子を移動させる移動機構を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。
In claim 5,
A charged particle beam apparatus comprising a moving mechanism for moving the focusing element in accordance with the movement of the crossover point.
請求項5において、
前記集束素子は、前記荷電粒子線光軸に沿って複数配列され、前記制御装置は、前記クロスオーバ点と同じ高さの集束素子による集束が行われるように、当該集束素子を制御することを特徴とする荷電粒子線装置。
In claim 5,
A plurality of the focusing elements are arranged along the optical axis of the charged particle beam, and the control device controls the focusing elements so that focusing is performed by a focusing element having the same height as the crossover point. Characterized charged particle beam device.
請求項4において、
前記集束素子が配置される位置と、前記試料に照射される荷電粒子線との間に、前記試料に照射される荷電粒子線を包囲すると共に、前記荷電粒子線に対する前記集束素子の集束作用を抑制する筒状体が配置されていることを特徴とする荷電粒子線装置。
In claim 4,
The charged particle beam irradiated to the sample is surrounded between the position where the focusing element is disposed and the charged particle beam irradiated to the sample, and the focusing action of the focusing element on the charged particle beam is A charged particle beam device characterized in that a cylindrical body to be suppressed is arranged.
請求項4において、
前記外側検出器は、ファラデーカップであることを特徴とする荷電粒子線装置。
In claim 4,
The outer particle detector is a Faraday cup.
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