JPH0492347A - 電子ビーム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【概要】

電子ビームテスタ等の電子ビーム装置に関し、画像歪を
補正して使用の際の作業性を向上させることを目的とし
、 補正なしのときに、Ｘ方向走査信号ＶＸに比例した電圧
をＸ偏向板に印加しＹ方向走査信号ＶＹに比例した電圧
をＹ偏向板に印加して、試料に照射する電子ビームを走
査させ、電子ビーム照射点から放出された２次電子を検
出器で検出して試料表面の画像を得る電子ビーム装置に
おいて、１次続合定数に１、２、ｋ、及びに４を設定す
るたに 約の設定手段と、該ＶＸとＶＹとの１次続合Ｗｘｋ　＋
　Ｖ　Ｘ　＋　ｋ　２　Ｖ　Ｙに比例した電圧を該Ｘ偏
向板に印加するＸ偏向補正手段と、該ＶＸとＶＹとの１
次結合ＷＹ　＝ｋ　３　ＶＸ　＋ｋ　４　ＶＹに比例し
た電圧を該Ｙ偏向板に印加するＹ偏向補正手段と、を備
えて該画像歪を補正するように構成する。

【産業上の利用分野】

本発明は、電子ビームテスタ等の電子ビーム装置に関す
る。

【従来の技術】

電子ビーム装置、例えば電子ビームテスタでは、試料表
面上の電位測定点を特定するた約に、電位測定前に次の
ようにして試料表面のパターン画像を得る。すなわち、
鋸歯状のＸ方向走査信号ＶＸに比例した電圧をＸ偏向板
に印加し、鋸歯状のＹ方向走査信号ＶＹに比例した電圧
をＹ偏向板に印加して、試料に照射する電子ビームを走
査させ、電子ビーム照射点から放出された２次電子を検
出器で検出して試料表面の画像を得る。 試料が例えばＬＳＩチップの場合、直交する配線パター
ンが多いので、配線パターンがＸ偏向板及びＹ偏向板と
平行又は直角になるようにすると、画像が見易くなり、
電子ビーム装置使用の際の作業性が良くなる。 そこで、この平行又は直角からの角度ずれを補正するた
めに、従来では、 ＶＸｃｏｓθ−ＶＹｓｉｎθ に比例した電圧をＸ偏向板に印加し、 ＶＹｓｉｎθ＋Ｖｒｃｏｓθ に比例した電圧をＹ偏向板に印加して、−時電子ビーム
の走査方向を回転させていた。

【発明が解決しようとする課題】

しかし、上記の如くして画像を回転させても、次のよう
な理由による画像歪は補正されないので、電子ビーム装
置使用の際の作業性が良好ではないという問題点があっ
た。 ■Ｘ偏向板及びこれに走査電圧を印加するだめのドライ
バと、Ｙ偏向板及びこれに電圧を印加するドライバとの
特性差。 ■Ｘ偏向板とＹ偏向板との直交誤差。 ０画像を表示する表示器の縦横比の設計値からのずれ。 本発明の目的は、このような問題点に鑑み、画像歪を補
正して使用の際の作業性を向上させることができる電子
ビーム装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段及びその作用】第１図は本
発明に係る電子ビーム装置の原理構成を示す。 この電子ビーム装置は、補正なしのときに、Ｘ方向走査
信号■。に比例した電圧をＸ偏向板１に印加しＹ方向走
査信号■、に比例した電圧をＹ偏向板２に印加して、試
料３に照射する電子ビーム４を走査させ、電子ビーム照
射点から放出された２次電子５を検出器６で検出して試
料表面の画像を得るものであって、次のような手段７〜
９を備えて該画像歪を補正する。 図中、７は設定手段であり、１次続合定数ｋｋ３及びに
、を設定するためのものである。 ８はＸ偏向補正手段であり、該ＶＸとＶＹとの１次続合
Ｗｘ　＝ｋ　ＩＶＸ　＋ｋ　ｓ　ＶＹ　ニ比例シタ電圧
Ｘ偏向板１に印加する。 ９はＹ偏向補正手段であり、ｖ８と■、との１次結合Ｗ
、＝に３Ｖ。＋ｋ　４　Ｖ　ｖに比例した電圧をＹ偏向
板に印加する。 上記■〜■等に基づく画像歪は、画像を見ながら結合定
数ｋ　＋　、ｋ　２　、ｋ　ｓ及びに、を適当に選定す
ることにより、補正される。これにより、電子ビーム装
置使用の際の作業性が向上する。 結合定数に＋、ｋｚ、ｋｓ及びに、は、例えば辺の長さ
に関係した２つのバレメータｐＳｑと、辺の角度に関係
した２つのパラメータα、βを用いて次のように表わさ
れる。 ｋ、＝ｐｃｏｓｃｒ、ｋ２＝　　ｐＳ！ｎ（ｒｋａ＝ｑ
ｓｉｎβ、ｋ、＝ｑｃｏｓβ これらのパラメータを用いれば、画像歪とパラメータと
が幾何学的に関係しているので、画像を見ながら画像歪
補正を容易に行なうことが可能となる。 この場合、ｐ＝ｑ＝１、α＝β−０としたときの補正な
しの画像に基づいてα及びβの値を調整し、次に、該調
整後の画像に基づいてｐ及びｑの値を調整すれば、角度
歪補正後に長さ歪補正が行なわれるので、極めて容易に
画像歪を補正することができる。

【実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。 第２図は電子ビーム装置の構成を示す。 電子ビーム照射・２次電子検出装置１０のハウジングは
、試料室１２と、試料室１２の上方の電子ビーム鏡筒１
４とからなる。試料室１２内には、Ｘ−Ｙステージ１６
上に試料１８が搭載されている。電子ビーム鏡筒１４内
には、垂直な中心線に沿って、電子銃２０、Ｘ偏向板２
２、Ｙ偏向板２４及び対物レンズ２６等が配置されてい
る。電子銃２０から射出された電子ビーム２８は、Ｘ偏
向板２２の作る電界により、Ｘ方向（第２図左右方向）
に偏向され、Ｙ偏向板２４の作る電界により、Ｘ方向に
直角なＹ方向（第２図紙面垂直方向）に偏向され、対物
レンズ２６で試料１８上に収束される。試料１８上の照
射点から放出された２次電子は、検出器３０で検出され
る。 Ｘ偏向板２２及びＹ偏向板２４には次のような電圧が印
加される。すなわち、制御装置３２からの走査指令に基
づいて、走査信号発生器３４は第３Ａ図及び第３Ｂ図に
示すような鋸歯状のＸ方向走査信号Ｖつ及びＹ方向走査
信号ＶＹを出力するのＸ方向走査信号ＶＸは、乗算型Ｄ
／Ａ変換器６及び３８に供給され、Ｙ方向走査信号ＶＹ
は乗算型Ｄ／Ａ変換器４０及び４２に供給される。乗算
型Ｄ／Ａ変換器３６及び３８は、Ｘ方向走査信号Ｖつを
アナログ化し、それぞれこれをに、倍ｋ。 倍にして出力する。同様に、乗算型Ｄ／Ａ変換器４０及
び４２は、Ｙ方向走査信号ＶＹをアナログ化し、それぞ
れこれをに１倍、ｋ２倍にして出力する。これらに１〜
に４は、それぞれレジスタＲ１〜Ｒ１により設定される
。レジスタＲ１〜Ｒ４は、キーボード４３の操作に基づ
いて、制御装置３２により設定される。 乗算型Ｄ／Ａ変換器３６及び４２の出力は加算器４４に
供給され、加算器４４はＸ方向走査信号ＶＹとＹ方向走
査信号ＶＹの−字結合ＷＸ−ｋＶＸ　＋　ｋ　２　ＶＹ
を出力する。Ｘ偏向ドライバ４８は、ＷＸに比例した電
圧をＸ偏向板２２に印加する。同様に、乗算型Ｄ／Ａ変
換器４０及び３８の出力は加算器４６に供給され、加算
器４６はＸ方向走査信号ｖｘとＹ方向走査信号ＶＹの一
字結合Ｗマ＝ｋｓ　ＶＸ　＋に−ＶＹを出力する。Ｙ偏
向ドライバ５０は、Ｗ、に比例した電圧をＹ偏向板２４
に印加する。 一方、検出器３０の出力はアンプ５２で増幅された後、
Ａ／Ｄ変換器５４でデジタル化され、画素データとして
混合器５８に供給される。混合器５８にはまた、第６Ａ
〜６Ｄ図に示すような例えば正方形の基準フレーム５７
の画素データが、矩形フレームデータ発生器５６から供
給される。基準フレーム５７のサイズ及び表示位置は、
キーボード４３の操作に基づいて、制御装置３２により
設定される。混合器５８は、これらの画素データを合成
し、フレームメモリ６０に書込む。フレームメモリ６０
の書込アドレスは、走査信号発生器３４内の走査クロッ
クに基づいて作成され、走査信号発生器３４から供給さ
れる。フレームメモリ６０に書込まれた画像は、表示制
御回路６２で読み出されて表示器６４に供給され表示さ
れる。操作者は、この画像を見ながら、キーボード４３
を操作して、表示器６４に表示された画像歪を後述の如
く補正する。 ここで、第４Ａ図に示す如く、Ｘ−Ｙ直交座標系におい
て、−辺の長さが１の正方形は、次の１次変換マ）ＩＪ
ックスＨにより図示平行四辺形に変換される。 逆に、第４Ｂ図に示す如く、平行四辺形は１次変換マト
リックスＨにより、正方形に変換される。 ４つのパラメータｐ１ｑ、α、βの値は任意にとれるの
で、この平行四辺形（長方形を含む。）は任意の形であ
ってよい。 したがって、Ｘ方向走査信号ＶＸとＹ方向走査信号■マ
とからなるベクトルを１次変換マ）　ＩＪックスＨで変
換することにより、上記−字結合Ｗｘ及びＷ、を求めれ
ば、パラメータｐ、ｑが長さ歪に関係しパラメータα、
βが角度歪に関係しているので、以下に示すように画像
歪補正を容易に行なうことが可能となる。 なお、１次変換マトリックスＨは、ｐ＝ｑ＝１、α＝β
＝θとすれば回転マ）ＩＪフックスなるので、パラメー
タｐ、ｑ、α、βを適当に選定することにより、画像歪
補正と回転とを同時に行なうことができる。 次に、第５図及び第６Ａ〜６Ｅ図に基づいて画像歪補正
手順を説明する。 （７０）ｐ＝ｑ＝１とし、α−β＝０とする。 すなわち、Ｈを単位マトリックスにする。このとき、Ｗ
ｘ−ＶＸＳＷｒ−ＶＹとなり、画像歪補正は全く行われ
ない。この状態で電子ビーム２８を走査させると、表示
器６４には第６Ａ図に示すような画像が得られる。図中
、斜線を施した像６６は、画像歪がないときに外周が基
準フレーム５７に一致するものであり、例えば正方形の
標準的なポンディングパッドの画像である。 （７２）この画像を見ながら、キーボード４３上の、α
の値をインクリメントするキー又はαの値をデクリメン
トするキーを操作して、第６Ｂ図に示す如く、標準パッ
ド像６６の横軸を基準フレーム５７の横軸と平行にする
。 （７４）表示器６４上の画像を見ながら、キーボード４
３上の、βの値をインクリメントするキー又はβの値を
デクリメントするキーを操作して、第６Ｃ図に示す如く
、標準パッド像６６の縦軸を基準フレーム５７の縦軸と
平行にする。 （７６）上記ステップ７２での調整とステップ７４での
調整は互いに干渉する。そこで、この段階で標準パッド
像６６が矩形になっていなければ、上記ステップ７２へ
戻って角度歪補正処理を繰り返す。実際に行なった調整
では、この繰り返しは２回で充分であった。 （７８）次に、表示器６４上の画像を見ながら、キーボ
ード４３上の、ｐの値をインクリメントするキー又はｐ
の値をデクリメントするキーを操作して、第６Ｄ図に示
す如く、標準パッド像６６の横幅を基準フレーム５７の
横幅に等しくする。この際、キーボード４３を操作して
基準フレーム５７を適当に横方向へ移動させ、標準パッ
ド像６６と基準フレーム５７の縦の辺を一致させる。 （８０）表示器６４上の画像を見ながら、キーボード４
３上の、ｑの値をインクリメントするキー又はｑの値を
デクリメントするキーを操作して、第６Ｅ図に示す如く
、標準パッド＠６６の縦幅を基準フレーム５７の縦幅に
等しくする。この際、キーボード４３を操作して基準フ
レーム５７を適当に縦方向に移動させ、両正方形を一致
させる。 このような簡単な調整により、画像歪補正及び画像回転
が行なわれて、表示器６４上の配線パターン像が表示画
面の縦軸及び横軸と平行又は直角になり、かつ、配線パ
ターン像が実際の配線パターンと相似形になる。 【発明の効果】 以上説明した如く、本発明に係る電子ビーム装置では、
画像を見ながら結合定数ｋ　＋　、　ｋ　２、ｋ、及び
に４を適当に選定することにより、画像歪を補正するこ
とができるという効果を奏し、電子ビーム装置使用の際
の作業性向上に寄与するところが大きい。 また、結合定数に＋、ｋ２、ｋｓ及びに４を、辺の長さ
に関係した２つのバレメータｐ、ｑと、辺の角度に関係
した２つのパラメータα、βを用いて、 ｋ＋　＝ｐｃｏｓα、ｋ２＝−ｐｓｌｎａｌ＜３　＝ｑ
ｓｉｎ　β、ｌ（４＝ｑｃｏｓ　βと表わせば、画像歪
とパラメータとが幾何学的に関係しているので、画像を
見ながら画像歪補正を容易に行なうことが可能となると
いう効果を奏する。 この場合、ｐ＝ｑ＝ｌ、α＝β＝０としたときの補正な
しの画像に基づいてα及びβの値を調整し、次に、該調
整後の画像に基づいてｐ及びｑの値を調整すれば、角度
歪補正後に長さ歪補正が行なわれるので、極めて容易に
画像歪を補正することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子ビーム装置の原理構成を示す
ブロック図である。 第２図乃至第６Ｅ図は本発明の一実施例に係り、第２図
は電子ビーム装置の構成を示すブロック図、 第３Ａ図はＸ方向走査信号■８の波形図、第３Ｂ図はＹ
方向走査信号ＶＹの波形図、第４Ａ図及び第４Ｂ図は画
像歪補正のための１次変換説明図、 第５図は画像歪補正手順を示すフローチャート、第６Ａ
〜６Ｅ図は第５図に示す処理を説明するための表示器６
４上の画像図である。 図中、 １０は電子ビーム照射・２次電子検出装置１２は試料室 １４は電子ビーム鏡筒 １６はχ−Ｙステージ １８は試料 ２０は電子銃 ２２はＸ偏向板 ２４はＹ偏向板 ２６は対物レンズ ２８は電子ビーム ３６．３８．４０．４２は乗算型Ｄ／Ａ変換器４４．４
６は加算器 ５２はアンプ ５４はＡ／Ｄ変換器 ５８は混合器 第１図 第３Ｂ図 第６Ａ図 第６Ｂ図 第６Ｃ図 第６Ｄ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）、補正なしのときに、Ｘ方向走査信号Ｖ＿Ｘに比例
   した電圧をＸ偏向板（１）に印加しＹ方向走査信号Ｖ＿
   Ｙに比例した電圧をＹ偏向板（２）に印加して、試料（
   ３）に照射する電子ビーム（４）を走査させ、電子ビー
   ム照射点から放出された２次電子（５）を検出器（６）
   で検出して試料表面の画像を得る電子ビーム装置におい
   て、１次結合定数ｋ＿１、ｋ＿２、ｋ＿３及びｋ＿４を
   設定するための設定手段（７）と、 該Ｖ＿ＸとＶ＿Ｙとの１次結合Ｗ＿Ｘ＝ｋ＿１Ｖ＿Ｘ＋
   ｋ＿２Ｖ＿Ｙに比例した電圧を該Ｘ偏向板に印加するＸ
   偏向補正手段（８）と、 該Ｖ＿ＸとＶ＿Ｙとの１次結合Ｗ＿Ｙ＝ｋ＿３Ｖ＿Ｘ＋
   ｋ＿４Ｖ＿Ｙに比例した電圧を該Ｙ偏向板に印加するＹ
   偏向補正手段（９）と、 を備えて該画像歪を補正することを特徴とする電子ビー
   ム装置。 ２）、前記結合定数ｋ＿１、ｋ＿２、ｋ＿３及びｋ＿４
   は、 ｋ＿１＝ｐｃｏｓα、ｋ＿２＝−ｐｓｉｎαｋ＿３＝ｑ
   ｓｉｎβ、ｋ＿４＝ｑｃｏｓβ であることを特徴とする請求項１記載の装置。 ３）、ｐ＝ｑ＝１、α＝β＝０としたときの補正なしの
   画像に基づいてα及びβの値を調整し、 次に、該調整後の画像に基づいてｐ及びｑの値を調整す
   ることを特徴とする、請求項２記載の装置の使用方法。