JP7396954B2 - 荷電粒子線装置 - Google Patents
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Description
平坦な表面を有する試料105である校正試料が可動ステージ106に保持されて、走査電子顕微鏡に搬入される。なお校正試料は平坦な表面を有するだけでなく、均質な材質であることが好ましい。例えばシリコンのベアウェハが校正試料として用いられる。
第一検出器制御部113または第二検出器制御部114が、第一検出器111または第二検出器112のゲインとオフセットを調整する。ゲインとオフセットは、画像生成部115によって生成される画像の輝度が上限および下限において飽和しないように調整される。
シャッター120によって一次電子線102の照射が停止された状態における第一検出器111または第二検出器112からの出力に基づいて、画像生成部115がノイズ画像Img_0を生成する。ノイズ画像Img_0は、第一検出器111または第二検出器112の電気ノイズの成分を表す画像である。生成されたノイズ画像Img_0は、記憶部117に記憶される。
SEM制御部119はN=1を設定するとともにシャッター120を開き、校正試料への一次電子線102の照射を開始する。なおNは画像の枚数である。
可動ステージ106は、平坦な表面が視野内に配置されるように、校正試料を移動させる。なおS305からS308のループによって本ステップが複数回繰り返される場合、前回視野内に配置された位置とは異なる位置が視野内に配置されることが好ましい。
第一検出器111または第二検出器112からの出力に基づいて、画像生成部115が校正試料の画像Img_Nを生成する。生成される画像Img_Nは、図2に例示されるような画像であり、第一検出器111の画像と第二検出器112の画像との少なくとも一方が生成される。なおS305からS308のループによって本ステップが複数回繰り返される場合、前回生成された画像と同じ種類の画像が生成される。すなわち、第一検出器111の画像が前回生成された場合は第一検出器111の画像が今回も生成され、第一検出器111の画像と第二検出器112の画像との二つの画像が前回生成された場合は今回も二つの画像が生成される。生成された画像Img_Nは、記憶部117に記憶される。
SEM制御部119は、Nの値が予め定められた閾値Nthに達したか否かを判定する。Nの値が閾値Nthに達していなければS308へ処理が進められ、達していればS309へ処理が進められる。
SEM制御部119は、Nの値に1を加算して更新し、S305へ処理を戻す。
画像生成部115は、画像Img_1から画像Img_Nthを記憶部から読み出し、画像Img_1から画像Img_Nthまでの平均画像Img_aveを生成する。生成された平均画像Img_aveは、記憶部117に記憶される。平均画像Img_aveでは、一次電子線102の揺らぎ成分や校正試料の平坦度のばらつき等が抑制される。
画像生成部115は、S303で生成されたノイズ画像Img_0とS309で生成された平均画像Img_aveとの差分画像Img_subを生成する。生成された差分画像Img_subは、記憶部117に記憶される。
合成比率算出部118は、S310で生成された差分画像Img_subの輝度分布を指定の関数によってフィッティング、すなわち近似して近似関数を得る。指定の関数f(x、y)には、例えば次式に示されるようなガウス関数が用いられる。
観察対象の試料105である観察試料が可動ステージ106に保持されて、走査電子顕微鏡に搬入される。
SEM制御部119は、観察試料に対する観察条件を取得する。観察条件は、例えば画像の倍率や画素数であり、入出力部116を介して操作者によって入力されたり、観察試料の種類に応じて予め定められる条件が記憶部117から読み出されたりする。
合成比率算出部118は、図3のS311でのフィッティング結果、例えば係数a、b、c、d、e、fを記憶部117から読み出す。
合成比率算出部118は、S503で読み出されたフィッティング結果を用いて、視野内の各位置に合成比率がマッピングされた合成比率マップを作成する。指定の関数が数1であるとき、第一検出器111の合成比率マップg(Nx、Ny)及び第二検出器112の合成比率マップh(Nx、Ny)は、例えば次式によって表される。
画像生成部115は、S504で作成された合成比率マップを用いて、観察試料に対する第一検出器111の画像と第二検出器112の画像とを合成することにより合成画像を生成する。合成画像の生成には、例えば次式が用いられる。
SEM制御部119は、S505で生成された合成画像を、入出力部116に表示させたり、記憶部117に記憶させたりする。
実施例1と同様である。
SEM制御部119は、S311でフィッティングされた結果が基準範囲内であるか否かを判定する。フィッティング結果が基準範囲内でなければS902へ処理が進められ、基準範囲内であれば処理の流れは終了となる。基準範囲内であるか否かは、例えば次式によって判定される。
レンズ強度制御部702は、軌道制御レンズ701または軌道制御レンズ801が発生する磁界や電界の強度を設定し、S304へ処理を戻す。なお本ステップで設定される磁界や電界の強度は、数5の右辺の値が小さくなるように設定されることが好ましい。
Claims (7)
- 荷電粒子線を試料に照射する線源と、前記試料から放出される二次荷電粒子の角度弁別に用いられる開口を有する絞りと、前記絞りよりも前記試料の側に設けられ前記絞りに前記二次荷電粒子が衝突することにより発生する前記二次荷電粒子の一部を検出する第一検出器と、前記絞りよりも前記線源の側に設けられ前記開口を通過する二次荷電粒子を検出する第二検出器と、前記第一検出器から出力される第一信号または前記第二検出器から出力される第二信号に基づいて画像を生成する画像生成部を備える荷電粒子線装置であって、
平坦な表面を有する試料である校正試料に対する前記第一信号または前記第二信号に基づいて視野内の位置毎に合成比率を算出する合成比率算出部をさらに備え、
前記画像生成部は、観察試料に対する前記第一信号と前記第二信号とを前記合成比率を用いて合成することにより合成画像を生成することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1に記載の荷電粒子線装置であって、
前記合成比率算出部は、前記校正試料に対する前記第一信号または前記第二信号の分布を、指定の関数で近似して得られる近似関数を用いて前記合成比率を算出することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項2に記載の荷電粒子線装置であって、
前記合成比率算出部は、前記近似関数を前記試料の種類毎または観察条件毎に算出することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項3に記載の荷電粒子線装置であって、
前記試料に対する観察条件の設定に用いられる画面が表示される入出力部をさらに備え、
前記画面は、前記試料の種類毎または観察条件毎に前記近似関数を算出するか否かが設定される校正可否設定部を有することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項2に記載の荷電粒子線装置であって、
前記試料と前記第一検出器との間に前記二次荷電粒子の軌道を制御するための軌道制御レンズと、
予め定められた基準関数と前記近似関数との差異が閾値以下になるように前記軌道制御レンズのレンズ強度を制御するレンズ強度制御部をさらに備えることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項5に記載の荷電粒子線装置であって、
前記基準関数の設定に用いられる入出力部をさらに備えることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項2に記載の荷電粒子線装置であって、
前記指定の関数はガウス関数であることを特徴とする荷電粒子線装置。
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