JP6254445B2 - 荷電粒子ビーム装置 - Google Patents
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Description
このウイン条件は、直交電磁偏向器が発生した電界と磁界が一次ビームへの影響を打ち消す条件である。Kxは直交電磁偏向器の電極形状や配置、コイルの状や配置、一次ビームの加速速度に依存する。
(式2):Vy=K3・Ix+K4・Iy
これはX方向の電極、コイルとY方向の電極、コイルの製造・実装誤差に起因する。
ここで、上記式中のK1、K2、K3、K4は以下の関係を満足する。すなわち、
・K1>>K2、且つK1>>K3、且つK4>>K2、且つK4>>K3
K1、K2、K3、K4は電極、コイルの製造・実装誤差に依存するから、装置に実装した後、最初に調整が必要である。
磁界により一次電子ビーム偏向量Lbxは、以下の簡略式(式4)で与えられる。
となる。
Vx=K1・Ix、 K1・S_ex=S_bx
Lex=Lbx、偏向方向逆であり、一次電子ビームの走査ずれはない。
(式5):L_ENX=((N_ECV_X×GE1+N_EAmpV_X×GE2)×S_ex
の式で表される。
(式6):L_BNX=((N_BCV_X×GB1+N_BAmpI_X×GB2)×S_bx
の式で表される。
GE1/GB1=GE2/GB2=K1、K1・S_ex=S_bx
の関係を満たす。
(式7):L_EXBNX=((N_ECV_X − N_BCV_X)×GB1+(N_EAmpV_X − N_BCV_X)×GB2)×S_bx
の式で表される。
(N_EAmpV_X 2+N_BAmpI_X 2)×GB22)(0.5)×S_bx
となる。
上述したことから、直交電磁偏向器の制御回路のノイズにおいて、電界偏向器と磁界偏向器における無相関なノイズ成分が電子ビームの走査ずれの主要因である。
この2段構成二次ビーム偏向手段の特徴は、1段構成の二次ビーム偏向手段により一次電子ビームの色収差問題を解決できる点にある。
[計測検査装置(システム)]
本実施例2における計測検査装置を含んで成るシステム全体の構成を図2に示す。実施例2における計測検査装置1は、対象の半導体ウェハ(試料110)の自動計測および自動検査を可能とする適用例である。本計測検査装置1は、半導体ウェハ(試料110)の回路パターンにおける寸法値を計測する計測機能、及び同パターンにおける欠陥(異常や不良)を検出する検査機能を備える。
図9に示すように、2段直交電磁偏向器の上段偏向器170を制御する部分と下段偏向器160を制御する部分で構成する。一次電子ビームへの位置ずれ影響を最小限するために、各段制御回路の構成は実施例1で説明した構成と同じであり、電圧源回路と電流源回路の信号発生部を共通化する。
各方向の制御電圧と制御電流の制御は独立して行うことが特徴である。
(1) 荷電粒子ビームを生成する荷電粒子銃と、
該荷電粒子銃から放出された荷電粒子ビームをステージに載置した試料上に照射して走査する電子光学系と、
前記試料から発生する二次電子、または反射電子を検出する検出部と、
前記二次電子、または反射電子の進路を前記検出部の方向へ偏向させる直交電磁偏向部と、を有し、
前記直交電磁偏向部は、磁界を発生させて前記荷電粒子ビームの軌跡を変化させる磁界偏向器と、電界を発生させて前記荷電粒子ビームの軌跡を変化させる電界偏向器と、前記磁界偏向器に電流を供給する電流源回路と、前記電界偏向器に電圧を供給する電圧源回路と、前記電流と前記電圧との関係を調整するゲイン調整部と、を備え、
前記磁界偏向器と前記電界偏向器は、前記磁界と前記電界とが互いに直交し重畳するように配置され、
前記電流源回路に電圧を印加する電圧発生部と、前記電圧源回路に電圧を印加する電圧発生部とが一つに共通化され、
前記ゲイン調整部により、前記磁界により進路が偏向される量と前記電界により進路が偏向される量とが一致するように、前記電流と前記電圧との関係が調整される、
ことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
(2) 荷電粒子ビームを生成する荷電粒子銃と、
該荷電粒子銃から放出された荷電粒子ビームをステージに載置した試料上に照射して走査する電子光学系と、
前記試料から発生する二次電子、または反射電子を検出する検出部と、
前記二次電子、または反射電子の進路を前記検出部の方向へ偏向させる直交電磁偏向部と、を有し、
前記直交電磁偏向部は、前記荷電粒子銃から放出される荷電粒子ビームの進路方向に交わる第1の方向に電界および磁界のそれぞれを印加する第1の電界偏向器及び第1の磁界偏向器と、前記第1の方向に直交する第2の方向に電界および磁界のそれぞれを印加する第2の電界偏向器及び第2の磁界偏向器と、前記第1及び第2の磁界偏向器のそれぞれに電流を供給する第1及び第2の電流源回路と、前記第1及び第2の電界偏向器のそれぞれに電圧を供給する第1及び第2の電圧源回路と、前記電流と前記電圧との関係を調整する第1及び第2のゲイン調整部と、をそれぞれ備え、
前記第1及び第2の磁界偏向器は、磁界を発生させて前記荷電粒子ビームの軌跡を変化させ、前記第1及び第2の電界偏向器は、電界を発生させて前記荷電粒子ビームの軌跡を変化させ、
前記第1及び第2の磁界偏向器と前記第1及び第2の電界偏向器は、それぞれの磁界と電界とが互いに直交し重畳するように配置され、
前記第1の電流源回路に電圧を印加する電圧発生部と、前記第1の電圧源回路に電圧を印加する電圧発生部とが一つに共通化された第1の電圧発生部と、
前記第2の電圧源回路に電圧を印加する電圧発生部と、前記第2の電圧源回路に電圧を印加する電圧発生部とが一つに共通化された第2の電圧発生部と、を有し、
前記第1の電圧発生部と前記第2の電圧発生部とは互いに独立して電圧を制御し、
前記第1のゲイン調整部により、前記第1の磁界偏向器により磁界の進路が偏向される量と前記第1の電界偏向器の電界により進路が偏向される量とが一致するように、前記電流と前記電圧との関係が調整され、
前記第2のゲイン調整部により、前記第2の磁界偏向器により磁界の進路が偏向される量と前記第2の電界偏向器の電界により進路が偏向される量とが一致するように、前記電流と前記電圧との関係が調整される、
ことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
100…走査型電子顕微鏡(カラム)、
101…電子銃、
102…第1コンデンサレンズ(集束レンズ)、
103…絞り、
104…第2コンデンサレンズ(集束レンズ)、
105…ブランキング(BLK)制御電極、
106…アパーチャ、
107…検出器(二次電子・反射電子検出器)、
109…対物レンズ、
110…試料、
112…試料台(ステージ)、
120…偏向器、
160…直交電磁偏向器、
200…コンピュータ(信号処理系)、
201…ブランキング(BLK)制御回路、
206…イメージシフト・偏向制御回路、
207…信号検出部(二次電子信号検出回路)、
208…画像処理部(二次電子信号処理回路)、
210…全体制御部、
220…電子光学制御部、
230…機構系制御部、
250…GUI部、
303…直交電磁偏向器、
302…直交電磁偏向器の制御回路。
Claims (3)
- 荷電粒子ビームを生成する荷電粒子銃と、
該荷電粒子銃から放出された荷電粒子ビームをステージに載置した試料上に照射して走査する電子光学系と、
前記試料から発生する二次電子、または反射電子を検出する検出部と、
前記二次電子、または反射電子の進路を前記検出部の方向へ偏向させる直交電磁偏向部と、を有し、
前記直交電磁偏向部は、前記荷電粒子銃から放出される荷電粒子ビームの進路方向に交わる第1の方向に電界および磁界のそれぞれを印加する第1の電界偏向器及び第1の磁界偏向器と、前記第1の方向に直交する第2の方向に電界および磁界のそれぞれを印加する第2の電界偏向器及び第2の磁界偏向器と、前記第1及び第2の磁界偏向器のそれぞれに電流を供給する第1及び第2の電流源回路と、前記第1及び第2の電界偏向器のそれぞれに電圧を供給する第1及び第2の電圧源回路と、前記電流と前記電圧との関係を調整する第1及び第2のゲイン調整部と、をそれぞれ備え、
前記第1及び第2の磁界偏向器は、磁界を発生させて前記荷電粒子ビームの軌跡を変化させ、前記第1及び第2の電界偏向器は、電界を発生させて前記荷電粒子ビームの軌跡を変化させ、
前記第1及び第2の磁界偏向器と前記第1及び第2の電界偏向器は、それぞれの磁界と電界とが互いに直交し重畳するように配置され、
前記第1の電流源回路に電圧を印加する電圧発生部と、前記第1の電圧源回路に電圧を印加する電圧発生部とが一つに共通化された第1の電圧発生部と、
前記第2の電圧源回路に電圧を印加する電圧発生部と、前記第2の電圧源回路に電圧を印加する電圧発生部とが一つに共通化された第2の電圧発生部と、を有し、
前記第1のゲイン調整部により、前記第1の磁界偏向器により磁界の進路が偏向される量と前記第1の電界偏向器の電界により進路が偏向される量とが一致するように、前記電流と前記電圧との関係が調整され、
前記第2のゲイン調整部により、前記第2の磁界偏向器により磁界の進路が偏向される量と前記第2の電界偏向器の電界により進路が偏向される量とが一致するように、前記電流と前記電圧との関係が調整され
前記第2の電圧発生部から出力される電圧のゲイン調整を行う第3のゲイン調整部と、
前記第1の電圧発生部から出力される電圧のゲイン調整を行う第4のゲイン調整部と、をさらに有し、
前記第1の電圧源回路に、前記第1の電圧発生部から出力される電圧が前記第1のゲイン調整部を介して調整された電圧と、前記第2の電圧発生部から出力される電圧が前記第3のゲイン調整部を介して調整された電圧とが加算された電圧が入力され、
前記第2の電圧源回路に、前記第1の電圧発生部から出力される電圧を前記第4のゲイン調整部を介して調整された電圧と、前記第2の電圧発生部から出力される電圧を前記第2のゲイン調整部を介して調整された電圧とが加算された電圧が入力されることを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 - 請求項1に記載の荷電粒子ビーム装置において、
前記第1の電圧源回路からの第1電圧は、前記第1の電流源回路からの第1電流と前記第2の電流源回路からの第2電流とに依存し、
前記第2の電圧源回路からの第2電圧は、前記第1の電流源回路からの第1電流と前記第2の電流源回路からの第2電流とに依存することを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 - 二次電子・反射電子を検出部の方向へ偏向させ、直交する第1方向の電界偏向器及び磁界偏向器と、第2方向の電界偏向器及び磁界偏向器と、を有し、
前記第1及び第2の磁界偏向器、電界偏向器のそれぞれに電流、電圧をそれぞれ供給する第1及び第2の電流源回路と、電圧源回路と、及びゲイン調整部を有する第1と第2制御回路と、
前記第1の電流源回路と電圧源回路に電圧を供給する第1の共通電圧発生部と、
前記第2の電流源回路と前記第2の電圧源回路に電圧を供給する第2の共通電圧発生部と、
前記第1の共通電圧発生部からの電圧の調整する第1及び第2のゲイン調整部と、
前記第2の共通電圧発生部からの電圧の調整する第3及び第4のゲイン調整部と、を有し、
前記第1の制御回路は、前記第1のゲイン調整部と前記第3のゲイン調整部からの電圧を加算する第1の加算回路を有し、
前記第2の制御回路は、前記第2のゲイン調整部と前記第4のゲイン調整部からの電圧を加算する第2の加算回路を有することを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
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