JPH0212379B2

JPH0212379B2 -

Info

Publication number: JPH0212379B2
Application number: JP57150406A
Authority: JP
Inventors: Akio Ito; Yoshiaki Goto; Toshihiro Ishizuka; Yasuo Furukawa
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1982-08-30
Filing date: 1982-08-30
Publication date: 1990-03-20
Also published as: JPS5940452A

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕エネルギー分析電圧の変更で生ずる偏向ずれを
自動補正する手段を備えた電子ビーム装置に関
し、エネルギー分析電圧を変更しても電子ビームを
所定の位置に照射させることを目的とし、偏向器を有する電子光学鏡筒と、エネルギー分
析器を有する電子ビーム装置において、前記エネ
ルギー分析器に印加される分析電圧を分析電圧供
給手段で変更したときに生ずる電子ビーム照射位
置のずれを補正する補正量を、偏向位置データ出
力手段からの偏向位置データと、分析電圧データ
出力手段から前記分析電圧供給手段へ供給して前
記分析電圧供給手段から前記分析電圧を発生させ
るための分析電圧データとの関数として得られる
補正データを用いて、補正回路から発生し、前記
補正回路から出力される補正量だけ前記偏向器に
よつて電子ビームに与えられる前記偏向位置デー
タ対応の偏向量を修正するように構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明はエネルギー分析電圧の変更で生ずる偏
向ずれを自動補正する手段を備えた電子ビーム装
置に関する。

集積回路のAl配線電圧を測定する手段として、
走査形電子顕微鏡がある。この走査形電子顕微鏡
ではエネルギー分析器が用いられているが、その
分析電圧の変更によつて電子ビームの照射位置が
変化する。これは上述のAl配線電圧の正しい測
定を妨げる。

〔従来の技術〕

集積回路内部電圧の測定を走査形電子顕微鏡で
行なうためにはエネルギー分析器による二次電子
エネルギーの分析を行なうことが必要である。そ
のためには、エネルギー分析器へ印加される分析
電圧を変えることが必要になつて来る。これは、
分析電圧を変えることによつて集積回路内部電圧
の測定を為し得るからである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述のように、集積回路内部電圧の測定に際し
て、エネルギー分析器ａ（第６図参照）の分析グ
リツドｂにDACcから供給される分析電圧に変更
が生ずると、電子ビーム通路の電界分布が変わ
り、分析電圧の変更前には実線の如く電子ビーム
が照射されていた（第６図参照）のが、分析電圧
の変更後には点線の如く電子ビームが照射される
ようになる。このような電子ビームの照射位置の
移動量は、特に低加速電圧の場合には10〜20μｍ
にも及ぶ。それにより、２次電子検知器ｄへ至る
２次電子量も変わつて来る。その結果として、第
７図の点線の如きエネルギー分析曲線であるべき
ものが第７図の実線で示す如きエネルギー分析曲
線となり、測定電圧に誤差が生ず。

本発明は上述の如き従来装置の有する欠点に鑑
みて創作されたもので、エネルギー分析電圧を変
更しても電子ビームを所定の位置に照射させ得る
電子ビーム装置を提供することをその目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理ブロツク図を示す。この
図において、２０は電子ビーム装置の電子光学鏡
筒、１は電子光学鏡筒２０に設けられた偏向器
で、これは試料３へ照射される電子ビーム２に偏
向を生じさせるためのものである。２２は分析電
圧の印加で前記試料３から放出される二次電子の
エネルギー分析を行なうエネルギー分析器であ
る。２４は分析電圧データ出力手段２８からの分
析電圧データからエネルギー分析器２２へ印加す
るための分析電圧を発生する分析電圧供給手段で
ある。２６は偏向器１をして所望照射位置への電
子ビームの偏向を生じさせるための偏向位置デー
タを出力する偏向位置データ出力手段である。１
１は偏向位置データ出力手段２６からの偏向位置
データ（ｘ、ｙ）と分析電圧データ出力手段２８
からの分析電圧データ(k)との関数として得られる
補正データを用いて前記分析電圧変更時の電子ビ
ーム照射位置ずれを補正する補正量を発生する補
正回路である。この補正回路１１から出力される
補正量だけ偏向器１によつて与えられる前記偏向
位置データ対応の偏向量を修正するようにして本
発明装置は構成されている。８はネルギー分析器
２２の分析グリツドである。１₁は偏向コイル、
１₂は偏向回路である。

〔作用〕

電子光学鏡筒２０から試料３へ向けて照射され
る電子ビーム２は偏向器１によつて試料３上の所
望の照射位置へ偏向される。その偏向照射される
電子ビーム２によつて試料３から放出される二次
電子のエネルギー分析を為して試料３の電圧測定
を行なうために、エネルギー分析器２２の分析グ
リツド８へ印加される分析電圧が分析電圧データ
出力手段２８によつて変えられる。この分析電圧
の変更に伴つて、偏向器１によつて偏向される電
子ビーム２の試料３への正規の照射位置が変えら
れることになるが、前記分析電圧の変更のため、
分析電圧データ出力手段２８から分析電圧供給手
段２４へ与えられる分析電圧データが又、偏向位
置データ出力手段２６からの偏向位置データと共
に補正回路３０へ与えられ、そこから出力される
補正量だけ上述の正規照射位置からずれて照射さ
れんとする電子ビームは補正偏向される。かくし
て、分析電圧の変更があつても、電子ビームは試
料３の正規照射位置に照射され、正しい２次電子
エネルギー分析、例えば試料３の電圧測定ができ
る。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例を示す。１₁はその
全体を図示しない走査形電子顕微鏡の偏向コイル
で、この偏向コイル１₁によつて電子ビーム２は
掃引されて集積回路等の試料３上に照射される。
４はXYステージである。５は試料３から放出さ
れる２次電子で、２次電子５を検出するのがエネ
ルギー分析器６を構成する２次電子検知器７であ
る。エネルギー分析器６を構成する分析グリツド
８は分析電圧DAC９の出力へ接続されている。
DAC９へ分析電圧データを供給する線１０は補
正回路１１へ接続されている。この補正回路１１
は又、偏向位置データをDAC１２へ供給する線
１３へ接続されている。補正回路１１は詳細を後
述する補正データを記憶する補正データ記憶装置
１１ａと、補正データ記憶装置１１ａから偏向器
１への偏向位置データ及び分析電圧データに応じ
て補正データを読み出す読出し回路１１ｂと、読
出し回路１１ｂの出力へ接続されたDAC１１ｃ
とから成る。

DAC１２及び１１ｃの出力は加算増幅器１４
へ接続され、増幅器１４の出力は電流増幅器１５
を介して偏向コイル１₁へ接続されている。DAC
１２、加算増幅器１４、電流増幅器１５及び偏向
コイル１₁が第１図の偏向器１を構成する例を示
し、DAC１２、加算増幅器１４及び電流増幅器
１５がその偏向回路１₂の構成例である。

第３図を参照して、補正データの作成回路を説
明する。１６はマーク検出回路で、これはDAC
９，１２へ接続される出力、ADC１９を介して
２次電子検知器７へ接続される入力、並びにマー
ク座標出力を有する。マーク検出回路１６のマー
ク座標出力は記憶装置１７へ接続され、その記憶
装置１７は又基準分析データ供給装置（図示せ
ず）が接続されている。記憶装置１７は演算回路
１８を経て補正データ記憶装置１１ａへ接続され
ている。その他の構成要素に付されている参照番
号が第２図の構成要素に付された参照番号と同一
であるものは第２図の構成要素と同一である。

次に、上述構成の本発明装置の動作を説明す
る。

本発明装置による集積回路のAl配線電圧の測
定に先立つて、補正データが作成されるが、それ
は次のようにして作成される。

第４図に示されるようなｎ×ｎ個のマークＭ
（第４図ではｎ＝４）を有する標準試料３がXY
ステージ４上に置かれる。そして、マーク検出回
路１６からDAC９を介してステツプ状に変えら
れる分析電圧が分析グリツド８に印加される。そ
の各分析電圧データｋ毎に、マーク検出回路１６
からマーク検出走査データv_ijがDAC１２へ供給
され、偏向器１によつてマーク検出走査が第４図
に示すように生ぜしめられる（但し、DAC１２
の出力が加算増幅器１４をスルーの状態に置かれ
る。）。この走査によつて電子ビームが照射される
各マークからの２次電子が２次電子検知器７で検
出され、その出力信号からｎ×ｎ個のマーク位置
座標データ（x_ij、y_ij）_k0が算出され、これらの座
標が記憶装置１７へ記憶される。

一方、記憶装置１７には基準分析データ供給装
置（図示せず）から基準分析データ（x_ij・y_ij）_k0
が予め記憶されている。

これら両データが演算回路１８へ供給されて次
式で表される補正データが算出される（第５図参
照）。

（Δx_ij、Δy_ij）_k ＝（x_ij、y_ij）_k−（x_ij、y_ij）_k0 その補正データは補正データ記憶装置１１ａに
記憶される。

このようにして、補正データが作成された後、
被測定試料３がXYステージ４に置かれ、電子ビ
ーム２が偏向器１の制御の下に掃引される。

その電子ビームの掃引を生ぜしめる偏向信号は
次のようにして発生される。

即ち、その掃引時に分析グリツド８へ印加され
る分析電圧のための分析電圧データｋと偏向位置
データ（ｘ、ｙ）が補正回路１１へ供給される。
そして、これらのデータを下にして補正データ記
憶装置１１ａから補正データ（Δx_ij、Δy_ij）_kが読
み出され、このデータがDAC１１ｃで補正電圧
ΔV_ijへ変換されてDAC１２からの偏向電圧V_ijと
加算増幅器１４で加算される。その加算信号が電
流増幅器１５を介して偏向コイル１₁へ供給され
る。

従つて、分析電圧が偏向される場合に生ぜしめ
られる電子ビーム位置のずれは、上記補正データ
分だけの補正を偏向信号に与えたことにより、相
殺されることになるから、分析電圧の変更によつ
ても得られる分析曲線は従来の如く第７図の実線
で示すような分析曲線ではなく、第７図の点線で
示すような分析曲線となる。従つて、集積回路の
ような被測定試料のAl配線電圧の測定において
分析電圧の変更に伴つて生ずる誤差成分を除去し
得る。

上記実施例においては、DAC１２とDAC１１
ｃとのアナログ電圧を加算増幅器１４で加算する
構成例を示しているが、偏向位置データと補正デ
ータとをデイジタル的に加算した後、そのデイジ
タル値をDACへ供給するように構成してもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、分析電圧
の変更に伴う電子ビーム位置のずれの補正に際し
て、分析電圧の値のみならず、電子ビームの場所
的なフアクタを考慮に入れているから、集積回路
のような被測定試料のAl配線電圧の測定に入つ
てしまう虞のある誤差を排除してその測定を高精
度でなし得る等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロツク図、第２図は本
発明の一実施例を示す図、第３図は補正データ作
成回路図、第４図はマーク検出走査を図解する
図、第５図は第４図のマーク（１、２）における
分析電圧に対するずれ量を表すグラフ、第６図は
分析電圧の変更に伴つて電子ビーム位置に生ずる
ずれを図解する図、第７図は第６図に示す現象を
グラフ化した図である。第１図乃至第３図において、１は偏向器（偏向
コイル１₁、偏向回路１₂）、３は試料（集積回
路）、１１は補正回路（補正データ記憶装置１１
ａ、読出し回路１１ｂ、DAC１１ｃ）、２０は電
子光学鏡筒、２２はエネルギー分析器（分析グリ
ツド８を含む）、２４は分析電圧供給手段（DAC
９）、２６は偏向位置データ出力手段（図示しな
い処理装置から偏向位置データを転送して来る線
１３の系）、２８は分析電圧データ出力手段（図
示しない処理装置から分析電圧データを転送して
来る線１０の系）である。

Claims

【特許請求の範囲】１偏向器１を有する電子光学鏡筒２０と、エネ
ルギー分析器２２を有する電子ビーム装置におい
て、分析電圧データ(k)を出力する分析電圧データ出
力手段２８と、前記分析電圧データ対応の分析電圧を前記エネ
ルギー分析器２２へ供給する分析電圧供給手段２
４と、偏向位置データ（ｘ、ｙ）を出力する偏向位置
データ出力手段２６と、前記分析電圧データ(k)と前記偏向位置データ
（ｘ、ｙ）との関数として得られる補正データか
ら偏向位置ずれ補正量を発生する補正回路１１と
を設け、前記補正回路１１から出力される補正量
だけ前記偏向器１によつて電子ビームに与えられ
る前記偏向位置データ対応の偏向量を修正するよ
うに構成したことを特徴とする電子ビーム装置。２前記補正回路１１は、前記エネルギー分析器
２２へ供給される分析電圧において検出される標
準資料のマーク位置座標と、基準分析電圧におい
て検出される標準資料のマーク位置座標との差を
補正データとして記憶する記憶装置と、前記偏向
器１への偏向位置データ（ｘ、ｙ）及び分析電圧
データ(k)に応答して前記記憶装置から補正データ
を読み出し、これを補正量に変換する回路とより
成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の電子ビーム装置。