JPH05151927A - Scan type electron microscope and its observing method - Google Patents

Scan type electron microscope and its observing method

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JPH05151927A
JPH05151927A JP33598691A JP33598691A JPH05151927A JP H05151927 A JPH05151927 A JP H05151927A JP 33598691 A JP33598691 A JP 33598691A JP 33598691 A JP33598691 A JP 33598691A JP H05151927 A JPH05151927 A JP H05151927A
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magnification
observation
electron beam
observing
scanning
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Akimitsu Okura
昭光 大蔵
Hiroshi Iwamoto
寛 岩本
Tadashi Otaka
正 大高
Hideo Todokoro
秀男 戸所
Tsutomu Komoda
孜 菰田
Kazumasa Hida
一政 飛田
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To generate an observation image of high magnification and with high resolution by irradiating a specimen surface for a certain time with an electron beam at a lower magnification than the desired observation magnification prior to starting observing, and returning to the desired observation magnification. CONSTITUTION:First the desired observation magnification MO and the irradiation time at a lower magnification ML are set. Then the scanning width over the specimen surface with an electron probe 10 is varied by a magnification changing circuit 16 to change over the magnification from MO into ML. After irradiating with an electron beam for the set irradiation time at the magnification ML, the magnification is changed over from the ML to MO by a magnification control means 5 and the specimen 3 is irradiated with electron beam. An operator checks the observation image on a CRT 15 and executes if possible the observation and measuring length. This enables to generate charge balance temporarily and yields an observation image of high magnification and with high resolution.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、走査型電子顕微鏡およ
びその観察方法に係り、特に、半導体製造プロセスを評
価するために、半導体デバイス用の試料に電子線を照射
してコンタクトホールやラインパターンを観察あるいは
測長するのに好適な走査型電子顕微鏡およびその観察方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning electron microscope and a method of observing the same, and in particular, in order to evaluate a semiconductor manufacturing process, a sample for a semiconductor device is irradiated with an electron beam to form a contact hole or a line pattern. The present invention relates to a scanning electron microscope suitable for observing or measuring a length and an observation method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体デバイス用試料におけ
るサブミクロンオーダー(1μm以下)のコンタクトホ
ールやラインパターンの観察用あるいは測長用として、
走査型電子顕微鏡(Scanning Electro
n Microscope;以下、SEMと表現する)
が用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for observation or measurement of a submicron order (1 μm or less) contact hole or line pattern in a semiconductor device sample,
Scanning Electron Microscope
n Microscope; hereinafter referred to as SEM)
Is used.

【0003】半導体デバイス用試料は、一般にAlやS
iなどの導体部の上にSiO2 やSiNなどの電気絶縁
物を積層して構成される。このような半導体デバイス用
試料に電子線を照射すると、電気絶縁物表面が正または
負に帯電する。
Samples for semiconductor devices are generally Al and S.
It is constructed by laminating an electric insulator such as SiO2 or SiN on a conductor portion such as i. When such a semiconductor device sample is irradiated with an electron beam, the surface of the electrical insulator is positively or negatively charged.

【0004】絶縁物表面が正または負のいずれに帯電す
るかは、照射された電子線のエネルギすなわち電子線量
に依存し、電子線量が小さければ正に帯電し、電子線量
が大きければ負に帯電することが確認されている。
Whether the surface of the insulator is positively or negatively charged depends on the energy of the irradiated electron beam, that is, the electron dose, and is positively charged when the electron dose is small and negatively charged when the electron dose is large. It is confirmed to do.

【0005】絶縁物表面が正に帯電している場合は問題
ないが、負に帯電(以下、単にチャージアップと表現す
る場合もある)していると、コンタクトホールの底部か
ら発生した2次電子の上昇が試料表面の負に帯電した電
荷によって妨げられ、2次電子検出器に検出されなくな
ってしまう。この結果、SEM像に異常コントラストや
ひどい歪像を生ずることがある。このため、従来では試
料に照射される一次電子線のエネルギーが1keV以下
である、いわゆる低加速SEMが用いられていた。
There is no problem when the surface of the insulator is positively charged, but when the surface of the insulator is negatively charged (hereinafter sometimes simply referred to as charge-up), secondary electrons generated from the bottom of the contact hole are generated. Is prevented by the negatively charged charges on the surface of the sample, and is not detected by the secondary electron detector. As a result, an abnormal contrast or a severely distorted image may occur in the SEM image. Therefore, conventionally, a so-called low acceleration SEM in which the energy of the primary electron beam with which the sample is irradiated is 1 keV or less has been used.

【0006】ところが、このような低加速電圧にして
も、試料の単位面積当たりに照射される電子線の量(電
子線密度)が増加すると、やはりチャージアップが生じ
て像障害を生ずることがある。特に、超微細加工の半導
体素子では、チャージアップによって生ずる像障害は、
コンタクトホールの観察やラインアンドスペースの測長
に重大な支障をきたす。その結果、半導体製造プロセス
の評価が難しくなるばかりか、半導体デバイスそのもの
の品質を確保する上で大きな障害となる。このため従来
技術では、チャージアップを防止するために、できるだ
け加速電圧を低くし、プローブ電流を少なくするように
していた。
However, even with such a low accelerating voltage, if the amount of electron beams (electron beam density) irradiated per unit area of the sample increases, charge-up may occur and image defects may occur. .. In particular, in the case of ultra-fine processed semiconductor devices, image defects caused by charge-up are
This will seriously hinder the observation of contact holes and the measurement of lines and spaces. As a result, not only is it difficult to evaluate the semiconductor manufacturing process, but it is also a major obstacle to ensuring the quality of the semiconductor device itself. Therefore, in the prior art, in order to prevent charge-up, the accelerating voltage is made as low as possible and the probe current is made small.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来技術では次のような問題点があった。すなわち、加速
電圧が低くなると、色収差などの関係で分解能が著しく
低下し、高倍率での観察が難しくなる。また、プローブ
電流が少なくなると、2次電子信号とノイズとの比(S
/N)が著しく低下し、SEM像としてのコントラスト
が悪くなり、高倍率、高分解能での観察が困難となる。
特に、超微細加工技術で作られた半導体デバイスなどで
は、コンタクトホールやラインパターンの、凹部からの
信号が微弱となり、精細な観察や測長を行ううえで大き
な障害となっていた。
However, the above-mentioned prior art has the following problems. That is, when the accelerating voltage is lowered, the resolution is remarkably lowered due to chromatic aberration and the like, and it becomes difficult to observe at high magnification. Further, when the probe current decreases, the ratio of the secondary electron signal to the noise (S
/ N) is significantly reduced, the contrast as an SEM image is deteriorated, and it becomes difficult to observe at high magnification and high resolution.
In particular, in a semiconductor device manufactured by ultra-fine processing technology, a signal from a recess of a contact hole or a line pattern becomes weak, which is a great obstacle to fine observation and length measurement.

【0008】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決して、試料表面がチャージアップすることに起
因した像障害を取り除いて、SN比の高い像観察を得ら
れるようにすることにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to eliminate image defects caused by charge-up of the sample surface so that image observation with a high SN ratio can be obtained. It is in.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、以下のような手段を講じた点に特
徴がある。 (1) 観察を始める前に、所望の観察倍率よりも低い倍率
または高い倍率で一定時間、試料面上に電子線を照射
し、その後、前記所望の観察倍率に戻して電子線を照射
し、このときに試料から2次的に発生する信号を取り込
んで観察像を得るようにした。 (2) 試料表面に対して電界を印加するための電極を設け
た。 (3) 試料表面がチャージアップしにくいプローブ電流と
倍率との相対関係を求め、所望の観察倍率に応じたプロ
ーブ電流、あるいは所望のプローブ電流に応じた観察倍
率が容易に得られるようにした。
In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that the following means are taken. (1) Before starting the observation, the sample surface is irradiated with an electron beam at a magnification lower than or higher than a desired observation magnification for a certain period of time, and then irradiated with an electron beam by returning to the desired observation magnification. At this time, a signal generated secondarily from the sample was captured to obtain an observation image. (2) An electrode for applying an electric field was provided on the sample surface. (3) The relative relationship between the probe current that does not easily charge up on the sample surface and the magnification was determined, and the probe current according to the desired observation magnification or the observation magnification according to the desired probe current was easily obtained.

【0010】[0010]

【作用】上記した構成(1) によれば、観察領域の帯電状
態を一時的にバランス(チャージバランス)させること
ができるので、このチャージバランスがとれた期間を利
用して像観察を行えば、SN比の高い明瞭な観察像が得
られる。
According to the above configuration (1), the charged state of the observation region can be temporarily balanced (charge balance). Therefore, if image observation is performed using this charge-balanced period, A clear observation image with a high SN ratio can be obtained.

【0011】上記した構成(2) によれば、コンタクトホ
ールの底から発生した2次電子が電界によって引き上げ
られるので、2次電子検出器による検出が可能になる。
According to the above configuration (2), the secondary electrons generated from the bottom of the contact hole are pulled up by the electric field, so that the secondary electron detector can detect the secondary electrons.

【0012】上記した構成(3) によれば、試料、倍率、
およびプローブ電流に応じた最適な観察条件が容易に得
られるようになる。
According to the above configuration (3), the sample, the magnification,
Also, it becomes possible to easily obtain the optimum observation condition according to the probe current.

【0013】[0013]

【実施例】初めに、本発明の基本概念について説明す
る。
First, the basic concept of the present invention will be described.

【0014】前記したように、試料をチャージアップの
無い安定した状態で観察するためには、単位面積当たり
の電子線照射量が重要な要因になる。
As described above, the amount of electron beam irradiation per unit area is an important factor for observing the sample in a stable state without charge-up.

【0015】この電子線照射量IQ は次式(1) で与えら
れる。
This electron beam dose IQ is given by the following equation (1).

【0016】IQ =(M2 ×Ip ×t)/S…(1) ただし、M :観察倍率 Ip :プローブ電流 t :撮影時間(=照射時間) S :CRT走査面積 ここで、CRTの走査面積はCRTの大きさによって決
まるから分母は定数となる。したがって、プローブ電流
Ip および撮影時間(=照射時間)tを一定にすると、
電子線照射量IQ は倍率Mの2乗に比例することにな
る。
IQ = (M 2 × Ip × t) / S (1) where M: observation magnification Ip: probe current t: imaging time (= irradiation time) S: CRT scanning area where CRT scanning area Is determined by the size of the CRT, so the denominator is a constant. Therefore, if the probe current Ip and the imaging time (= irradiation time) t are constant,
The electron beam irradiation amount IQ is proportional to the square of the magnification M.

【0017】導体と電気絶縁物とがどのような組成であ
るかにより、試料表面でのチャージアップの状況は異な
ってくるが、発明者等の実験によれば、観察したい倍率
M0ではチャージアップして良く観察できない場合で
も、より低い倍率ML にまで倍率を一旦下げて電子線を
照射し、その後、再び観察したい倍率M0 に戻して電子
線を照射するようにすると、暫くの間はチャージアップ
せずにSN比の優れた明瞭な観察像を得られることが確
認された。
The state of charge-up on the surface of the sample varies depending on the composition of the conductor and the electrical insulator, but according to experiments by the inventors, charge-up occurs at the magnification M0 desired to be observed. Even if you can not observe well, you can reduce the magnification to a lower magnification ML and irradiate the electron beam, then return to the magnification M 0 you want to observe again and irradiate the electron beam, and charge up for a while. It was confirmed that a clear observation image with an excellent SN ratio could be obtained without any damage.

【0018】これは、プローブ電流Ip が一定であって
も、低い倍率ML では電子線の照射面積が広がって単位
面積当たりの電子線照射量が実質上減り、試料表面が正
に帯電するため、その後、倍率M0 に戻して負に帯電さ
れ易い状態にしても、予め試料表面が正に帯電している
ので、正に帯電した状態から負に帯電されるまでの間で
一時的にチャージバランスがとれるためと解釈できる。
This is because even if the probe current Ip is constant, the electron beam irradiation area spreads at a low magnification ML, the electron beam irradiation amount per unit area is substantially reduced, and the sample surface is positively charged. After that, even if the magnification is returned to M0 and the state where the sample surface is easily negatively charged, since the sample surface is previously positively charged, the charge balance is temporarily changed from the positively charged state to the negatively charged state. It can be interpreted that it can be taken.

【0019】したがって、このチャージアップのない期
間の観察像を画像メモリーに記憶させるか、写真撮影し
て記録に残せば、SN比の優れた明瞭な観察像が得られ
るようになる。
Therefore, if an observation image during this period without charge-up is stored in the image memory or photographed and recorded, a clear observation image with an excellent SN ratio can be obtained.

【0020】さらに、発明者等の実験によれば、上記と
は逆に、観察したい倍率M0 ではチャージアップして良
く観察できない場合でも、より高い倍率MH にまで倍率
を一旦上げて予定の観察領域の一部に電子線を照射し、
その後、再び倍率M0 に戻して観察を行うと、前記同
様、暫くの間はチャージアップせずにSN比の優れた明
瞭な観察像が得られることも確認された。
Further, according to the experiments conducted by the inventors, contrary to the above, even if the image cannot be observed well due to charge-up at the magnification M0 desired to be observed, the magnification is once increased to a higher magnification MH and the predetermined observation region is observed. Irradiate part of the
Then, it was confirmed that when the magnification was again returned to M0 and the observation was performed, a clear observation image with an excellent SN ratio was obtained without charge-up for a while, as described above.

【0021】このような現象は、上記した解釈では説明
が付かないが、例えば、高い倍率MH による照射中に発
生したコンタミネーションが試料表面に付着して試料表
面の絶縁性が低下するので、その後に倍率M0 に戻して
負に帯電され易い状態に戻しても帯電されにくくなるの
ではないかと推測される。
Although such a phenomenon cannot be explained by the above interpretation, for example, since the contamination generated during irradiation with a high magnification MH adheres to the sample surface and the insulation property of the sample surface is deteriorated, It is presumed that even if it is returned to the magnification M0 and returned to the state of being easily negatively charged, it becomes difficult to be charged.

【0022】本発明は、上記したような、本来観察した
い倍率M0 よりも低い倍率ML または高い倍率MH で試
料面上に予め電子線を一定時間照射し、その後、本来観
察したい倍率M0 に戻すと優れた観察像が得られるとい
う経験に基づいてなされたものである。
According to the present invention, the electron beam is previously irradiated on the sample surface at a magnification ML or a magnification MH lower than the magnification M0 originally desired to be observed as described above, and then the magnification M0 desired to be observed is returned to. It was made based on the experience that an excellent observation image can be obtained.

【0023】以下、図面を参照しながら本発明の実施例
を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0024】図1は、本発明の一実施例であるSEMの
概略図であり、ここでは、試料3から発生して対物レン
ズ磁極孔13を通過した2次電子4を、対物レンズ2の
上方に配置された2次電子検出器1で検出するTTL
(Through The Lens)方式のSEMの
構成を示している。
FIG. 1 is a schematic view of an SEM which is an embodiment of the present invention. Here, the secondary electrons 4 generated from the sample 3 and passing through the objective lens magnetic pole hole 13 are directed above the objective lens 2. Detected by the secondary electron detector 1 arranged in
The structure of a (Through The Lens) type SEM is shown.

【0025】同図において、電界放出陰極6aと静電レ
ンズ6bとから成る電界放出形電子銃6から放出された
電子ビーム7は、コンデンサレンズ8および対物レンズ
2により、試料ステージ9上の試料3の面上で極めて細
い電子プローブ10に収束される。電子プローブ10
は、走査電源12により付勢される偏向コイル11で電
子ビーム7を偏向することにより試料面上で走査され
る。
In the figure, an electron beam 7 emitted from a field emission type electron gun 6 composed of a field emission cathode 6a and an electrostatic lens 6b is passed through a condenser lens 8 and an objective lens 2 to a sample 3 on a sample stage 9. Is converged to an extremely thin electron probe 10 on the plane. Electronic probe 10
Is scanned on the sample surface by deflecting the electron beam 7 by the deflection coil 11 energized by the scanning power supply 12.

【0026】電子プローブ10の走査により試料面から
発生した2次電子4は、対物レンズ磁場に捕らえられて
磁極孔13を通り、2次電子検出器1に導かれる。2次
電子検出器1により検出された信号は、増幅回路14に
より増幅され、映像信号として陰極線管(Cathod
e Ray Tube;以下、CRTと略す)15に送
られる。
The secondary electrons 4 generated from the sample surface by the scanning of the electron probe 10 are caught by the magnetic field of the objective lens, pass through the magnetic pole hole 13, and are guided to the secondary electron detector 1. The signal detected by the secondary electron detector 1 is amplified by the amplifier circuit 14 and is used as a video signal in a cathode ray tube (Cathode).
e Ray Tube; hereinafter abbreviated as CRT) 15.

【0027】観察像の倍率調整は、倍率可変回路16に
よって電子プローブ10の試料面上での走査幅を可変
し、この走査幅とCRT上のスクリーン幅との比を調整
することにより行われる。倍率制御手段5は、前記倍率
可変回路16および走査電源12を制御して、観察した
い倍率 (M0)よりも低い倍率(ML)又は高い倍率 (MH)
で、一定時間試料面上に電子線を照射した後、通常観察
したい倍率 (M0)に戻す制御を行う。
The magnification of the observation image is adjusted by changing the scanning width of the electronic probe 10 on the sample surface by the magnification changing circuit 16 and adjusting the ratio of this scanning width to the screen width on the CRT. The magnification control means 5 controls the magnification varying circuit 16 and the scanning power source 12 to make the magnification lower (ML) or higher than the magnification (M0) desired to be observed.
After irradiating the sample surface with an electron beam for a certain period of time, control is performed to return to the magnification (M0) normally desired for observation.

【0028】倍率制御手段5による制御方法は、操作者
が、チャージアップしやすい試料に対して手動で倍率と
照射時間( タイマー) を設定するようにしても良いし、
あるいはソフトウェアプログラムで予め組まれたメニュ
ーを選んで設定できるようにしても良い。
The control method by the magnification control means 5 may be such that the operator manually sets the magnification and the irradiation time (timer) for the sample which is easily charged up,
Alternatively, a pre-assembled menu may be selected and set by a software program.

【0029】図8は、上記した構成のSEMによる観察
方法を説明するためのフローチャートである。
FIG. 8 is a flow chart for explaining the observation method by the SEM having the above-mentioned structure.

【0030】ステップS10では、所望の観察倍率M0
を設定する。ステップS11では、低倍率ML での照射
時間t1 を設定する。ステップS12では、倍率可変回
路16が電子プローブ10の試料面上での走査幅を可変
することにより、倍率が観察倍率M0 から低倍率ML に
切り換えられる。
In step S10, the desired observation magnification M0
To set. In step S11, the irradiation time t1 at the low magnification ML is set. In step S12, the magnification changing circuit 16 changes the scanning width of the electronic probe 10 on the sample surface, so that the magnification is switched from the observation magnification M0 to the low magnification ML.

【0031】ステップS13では、倍率ML において前
記照射時間t1だけ電子線が照射され、その後、ステッ
プS14では,倍率制御手段5によって倍率が低倍率M
L から観察倍率M0 に切り換えられる。ステップS15
では、試料上に電子線が照射される。
In step S13, the electron beam is irradiated for the irradiation time t1 at the magnification ML, and thereafter, in step S14, the magnification is reduced by the magnification control means 5 to the low magnification M.
The observation magnification is switched from L to M0. Step S15
Then, the electron beam is irradiated onto the sample.

【0032】ステップS16では、オペレータがCRT
を参照して観察像を確認し、観察あるいは測長が可能で
あればステップS17へ進んで観察あるいは測長を行
い、観察あるいは測長が困難であればステップS11へ
戻って前記処理を繰り返す。
In step S16, the operator
If the observation or length measurement is possible, the process proceeds to step S17 to perform the observation or length measurement. If the observation or length measurement is difficult, the process returns to step S11 to repeat the above process.

【0033】図9は、他の観察方法を示したフローチャ
ートであり、前記と同一の符号を付したステップでは同
等の処理が実行されるので、その説明は省略する。
FIG. 9 is a flowchart showing another observing method. Since the same processing is executed in the steps designated by the same reference numerals as those described above, the description thereof will be omitted.

【0034】ステップS11aでは、高倍率MH での照
射時間t2 を設定する。ステップS12aでは、倍率可
変回路16が電子プローブ10の試料面上での走査幅を
可変することにより、倍率が観察倍率M0 から高倍率M
H に切り換えられる。
In step S11a, the irradiation time t2 at the high magnification MH is set. In step S12a, the magnification changing circuit 16 changes the scanning width of the electronic probe 10 on the sample surface, so that the magnification changes from the observation magnification M0 to the high magnification M.
Switched to H.

【0035】ステップS13aでは、倍率MH において
前記照射時間t2 だけ電子線が照射され、その後、ステ
ップS14aでは倍率が低倍率MH から観察倍率M0 に
切り換えられる。
In step S13a, the electron beam is irradiated at the magnification MH for the irradiation time t2, and thereafter, in step S14a, the magnification is switched from the low magnification MH to the observation magnification M0.

【0036】図10は、さらに他の観察方法を示したフ
ローチャートであり、前記と同一の符号を付したステッ
プでは同等の処理が実行されるので、その説明は省略す
る。
FIG. 10 is a flow chart showing still another observation method. Since the same processing is executed in the steps designated by the same reference numerals as those described above, the description thereof will be omitted.

【0037】本実施例では、初めに高倍率MH で時間t
3 だけ電子線を照射し、その後、低倍率ML に切り換え
て時間t4 だけ電子線を照射し、その後、観察倍率M0
に戻して観察あるいは測長を行うようにしている。
In this embodiment, first, at high magnification MH, time t
The electron beam is irradiated for 3 times, then switched to the low magnification ML, and irradiated with the electron beam for time t4, and then the observation magnification M0
It is returned to and is observed or measured.

【0038】なお、上記した各観察モードでは、低倍率
ML および高倍率MH での照射時間中に走査像を観察で
きるようになっていても、なっていなくても構わない。
また、実用的な倍率としては、低倍率ML =M0 /50
〜M0 /100、高倍率MH≧3M0 とすることが望ま
しい。
In each of the above observation modes, the scanning image may or may not be observed during the irradiation time at the low magnification ML and the high magnification MH.
Further, as a practical magnification, a low magnification ML = M0 / 50
˜M0 / 100, and high magnification MH ≧ 3M0 is desirable.

【0039】図2は、本発明の他の実施例であるSEM
の概略図であり、前記と同一の符号は同一または同等部
分を表している。
FIG. 2 is an SEM which is another embodiment of the present invention.
Is a schematic diagram of the above, and the same reference numerals as those used above represent the same or equivalent portions.

【0040】本実施例では、試料面に対して電界を印加
し、コンタクトホールなどの深溝から発生した2次電子
4を引き出し、これを2次電子検出器1へ効率よく導く
ための電界制御電極18、エネルギー制御電極21、お
よびこれらを制御する電界制御手段17をさらに設けた
点に特徴がある。
In the present embodiment, an electric field is applied to the sample surface to extract the secondary electrons 4 generated from the deep groove such as a contact hole and efficiently guide the secondary electrons 4 to the secondary electron detector 1. 18, the energy control electrode 21, and the electric field control means 17 for controlling these are further provided.

【0041】図3は、電界制御電極18およびエネルギ
ー制御電極21の構成を詳しく説明するための断面図で
ある。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the structures of the electric field control electrode 18 and the energy control electrode 21 in detail.

【0042】電界制御電極18は、試料3に対向して対
物レンズ2の磁極孔13に同心軸状に取り付けられてい
る。電界制御電極18の上方部には、電子線通過孔を有
する平板状のメッシュ19が取り付けられている。
The electric field control electrode 18 is concentrically attached to the magnetic pole hole 13 of the objective lens 2 so as to face the sample 3. A flat plate-shaped mesh 19 having an electron beam passage hole is attached to the upper portion of the electric field control electrode 18.

【0043】メッシュ19は必ずしも必要ではないが、
中心軸に対して斜め方向の角度で引き上げられた2次電
子の運動エネルギーを平均化する作用を有する。なお、
メッシュ19は半球状であってもよい。
Although the mesh 19 is not always necessary,
It has the effect of averaging the kinetic energy of secondary electrons pulled up at an angle oblique to the central axis. In addition,
The mesh 19 may be hemispherical.

【0044】電界制御電極18には、真空外部より電界
制御電圧(VB1)20が印加される。制御電圧VB1の値
は、一次電子ビーム7の加速電圧よりも低く、試料3に
対して正の電位となる値に設定される。実用的な値とし
ては100〜350Vあたりが適切である。
An electric field control voltage (VB1) 20 is applied to the electric field control electrode 18 from outside the vacuum. The value of the control voltage VB1 is lower than the accelerating voltage of the primary electron beam 7, and is set to a value that has a positive potential with respect to the sample 3. As a practical value, about 100 to 350 V is suitable.

【0045】更に、この電界制御電極18の上方には、
第2の制御電極(エネルギー制御電極)21が設けられ
ている。これは、前記電界制御電極18を通り抜けた電
子(2次電子及び反射電子)を運動エネルギーにより選
別して、2次電子検出器1に効率良く導く役割をもって
いる。
Further, above the electric field control electrode 18,
A second control electrode (energy control electrode) 21 is provided. This has the role of efficiently selecting the electrons (secondary electrons and reflected electrons) that have passed through the electric field control electrode 18 by kinetic energy and efficiently guiding them to the secondary electron detector 1.

【0046】このエネルギー制御電極21も、対物レン
ズと光軸(中心軸)を共有する電子線通過孔と平板状
(又は半球状)のメッシュ22を有している。また、エ
ネルギー制御電極21には、真空外部よりエネルギー制
御電圧(VB2)23が印加される。制御電圧VB2の値
は、2次電子と反射電子のエネルギーを選別できるよう
にするため、−20〜+40Vの範囲で可変できるよう
になっている。なお、両制御電極18、21は、絶縁体
24によってアース25から電気的に絶縁されている。
The energy control electrode 21 also has an electron beam passage hole sharing the optical axis (central axis) with the objective lens and a flat plate (or hemispherical) mesh 22. An energy control voltage (VB2) 23 is applied to the energy control electrode 21 from outside the vacuum. The value of the control voltage VB2 can be varied in the range of -20 to + 40V so that the energies of the secondary electrons and the reflected electrons can be selected. The control electrodes 18 and 21 are electrically insulated from the ground 25 by the insulator 24.

【0047】本実施例によれば、試料3から発生した2
次電子は、制御電圧VB1による電界で積極的に引き上げ
られ、対物レンズ磁場の影響で螺旋軌道を描きながら電
界制御電極18を通り抜け、エネルギー制御電極21で
エネルギー選別されて2次電子検出器1に効率良く導か
れる。
According to this embodiment, 2 generated from sample 3
Secondary electrons are positively pulled up by the electric field due to the control voltage VB1, pass through the electric field control electrode 18 while drawing a spiral orbit under the influence of the magnetic field of the objective lens, and are energy-selected by the energy control electrode 21 to the secondary electron detector 1. Guided efficiently.

【0048】図4は、試料3が対物レンズ2のポールピ
ースギャップ内に配置される、いわゆるインレンズ方式
の走査型電子顕微鏡に、前記2つの制御電極18、21
を配設した場合の実施例である。本実施例によっても、
前記と同様の効果が達成される。
FIG. 4 shows a so-called in-lens type scanning electron microscope in which the sample 3 is arranged in the pole piece gap of the objective lens 2 and the two control electrodes 18 and 21.
It is an example in the case of disposing. According to this embodiment,
The same effect as described above is achieved.

【0049】図7は、前記図3に関して説明した構成に
おいて、制御電圧VB1、VB2と、2次電子検出器出力と
の関係を、半導体素子試料のフォトレジスト表面に関し
て測定した例である。なお、このときの加速電圧は70
0V、プローブ電流Ip は4pAである。
FIG. 7 shows an example in which the relationship between the control voltages VB1 and VB2 and the output of the secondary electron detector is measured with respect to the photoresist surface of the semiconductor element sample in the structure described with reference to FIG. The acceleration voltage at this time is 70
The probe current Ip is 0 V and 4 pA.

【0050】倍率1,000倍で制御電圧VB1を高くす
ると、2次電子検出器出力のピークが制御電圧VB2の+
側へシフトしており、制御電圧VB1を印加した方が、し
ない場合よりも試料の表面電位を制御しやすくなり、チ
ャージバランスさせやすいことがわかる。
When the control voltage VB1 is increased at a magnification of 1,000 times, the peak of the output of the secondary electron detector becomes + the control voltage VB2.
It is understood that the surface potential of the sample is easier to control and the charge balance is easier to apply when the voltage is shifted to the side and the control voltage VB1 is applied than when it is not applied.

【0051】また、発明者等が行った実験結果によれ
ば、Si基板上にSiO2 とフォトレジストからなる半
導体素子のコンタクトホール面について、図2に関して
説明したSEMを用い、倍率M0 =50,000倍、倍
率ML =1,000倍、倍率MH =150,000倍、
プローブ電流Ip =3pAの条件で、アスペクト比3以
上の深穴を観察したところ、底穴の形状と寸法を明瞭に
観測できた。
Further, according to the results of experiments conducted by the inventors, the contact hole surface of the semiconductor element made of SiO 2 and photoresist on the Si substrate is magnified M 0 = 50,000 using the SEM described with reference to FIG. 2. Magnification, ML = 1,000 times, MH = 150,000 times,
When the deep hole having an aspect ratio of 3 or more was observed under the condition of the probe current Ip = 3 pA, the shape and size of the bottom hole were clearly observed.

【0052】この試料は、例えば図5に示したような断
面形状を有する。従来技術であれば、フォトレジストの
トレンチ部分(ロ)が負に帯電し、この部分の強い負の
電界に遮られて下方のSiO2 やSiから発生した2次
電子が上方に飛び出すことができないので、SiO2 や
Siの輪郭(ニ)、(ハ)が観察できなくなってしま
う。すなわち、穴底寸法の測定や穴底の残渣の確認が不
可能となる。
This sample has a sectional shape as shown in FIG. 5, for example. In the case of the conventional technique, the trench portion (b) of the photoresist is negatively charged and blocked by the strong negative electric field in this portion, so that secondary electrons generated from SiO2 and Si below cannot escape upward. , SiO2 and Si contours (d) and (c) cannot be observed. That is, it becomes impossible to measure the hole bottom dimension and confirm the residue at the hole bottom.

【0053】ところが、本実施例のように、前記図8な
いし図10のフローチャートを用いて説明した観察方法
を採用すると共に、制御電圧VB1、VB2を印加してやる
と、トレンチ部分(イ)のようにチャージバランスが生
じ、SiO2 やSiから発生した2次電子が効率良く検
出されてコントラストの高い観察像が得られるようにな
る。
However, like the present embodiment, when the observation method described with reference to the flow charts of FIGS. 8 to 10 is adopted and the control voltages VB1 and VB2 are applied, a trench portion (a) is obtained. Charge balance occurs, and secondary electrons generated from SiO2 and Si are efficiently detected, so that an observation image with high contrast can be obtained.

【0054】本発明の観察方法を採用しないと、通常観
察したい倍率 (M0)で単位面積当たりの照射電流(電子
線照射量IQ )が大きくなるのでチャージバランスがく
ずれ、穴底からの2次電子が得られなくなってコントラ
ストが失われてしまう。
If the observation method of the present invention is not adopted, the irradiation current per unit area (electron beam irradiation amount IQ) becomes large at the magnification (M0) desired to be observed normally, so that the charge balance is disturbed and the secondary electrons from the hole bottom are destroyed. Will not be obtained and the contrast will be lost.

【0055】また、高いコントラストを得るために観察
倍率 (M0)を下げると、CRT上で観察できるホール径
が小さくなってしまう。例えば、ホール径が0.5μm
であると、倍率25,000倍では、たかだか12.5
mm程度にしかならず、穴底の精細な観察は難しい。
If the observation magnification (M0) is lowered to obtain a high contrast, the hole diameter observable on the CRT becomes small. For example, the hole diameter is 0.5 μm
Then, at a magnification of 25,000, at most 12.5
It is only about mm, and it is difficult to observe the hole bottom precisely.

【0056】ところが、本発明を適用すれば、図6に示
したように、SiO2やSiの境界部分(ニ)、(ハ)
のコントラストが、一定時間得られるようになる。発明
者らの実験によれば、この観察方法を採用することによ
り、通常観察したい倍率 (M0)を2倍以上改善できた。
However, if the present invention is applied, as shown in FIG. 6, the boundary portions (d) and (c) of SiO 2 and Si are separated.
The contrast of can be obtained for a certain period of time. According to the experiments by the inventors, by adopting this observation method, the magnification (M0) that is normally desired to be observed can be improved by 2 times or more.

【0057】図11は、本発明の第3実施例であるSE
Mの概略図であり、前記と同一の符号は同一または同等
部分を表している。
FIG. 11 shows an SE according to the third embodiment of the present invention.
It is the schematic of M, and the same code as the above represents the same or equivalent part.

【0058】本実施例では、プローブ電流を検出するプ
ローブ電流検出回路26と、検出されたプローブ電流の
値に基づいて、チャージアップの生じにくい倍率範囲を
表示する最適倍率表示回路27と、指定の倍率に対して
チャージアップの生じにくいようにプローブ電流値を制
御するプローブ電流制御回路28とを具備した点に特徴
がある。
In this embodiment, a probe current detection circuit 26 for detecting a probe current, an optimum magnification display circuit 27 for displaying a magnification range in which charge-up is unlikely to occur based on the value of the detected probe current, and a designated value. It is characterized in that it is provided with a probe current control circuit 28 that controls the probe current value so that charge-up does not easily occur with respect to the magnification.

【0059】本実施例は、試料面でのチャージアップが
電子線照射量IQ に依存することに着目したものであ
り、プローブ電流検出回路26は、例えば、試料ステー
ジ9の一部にファラデーカップ状のものを設けて、真空
外部より1μA〜0.5pAオーダーで電流値が測定で
きるようになっていればよい。
The present embodiment focuses on the fact that the charge-up on the sample surface depends on the electron beam irradiation amount IQ, and the probe current detection circuit 26 has, for example, a Faraday cup shape on a part of the sample stage 9. What is necessary is just to provide the above thing so that the current value can be measured from the outside of the vacuum in the order of 1 μA to 0.5 pA.

【0060】また、最適倍率表示回路27は、検出され
たプローブ電流値に最適な拡大倍率の範囲を操作卓(図
示せず)やCRT15上にアナログ表示又はデジタル表
示する。あるいは、予めプログラムされたメニューによ
り、各種の試料に対して最適なプローブ電流および倍率
が表示されるようになっていてもよい。
The optimum magnification display circuit 27 displays the range of the optimum magnification for the detected probe current value on the console (not shown) or the CRT 15 in analog or digital form. Alternatively, a pre-programmed menu may display optimal probe currents and magnifications for various samples.

【0061】プローブ電流制御回路28は、実際に観察
したい倍率M0 に合せてプローブ電流を可変する場合に
使用するもので、操作ボタン(図示せず)により、電子
銃6の高圧電源制御回路29を動作させて電子ビーム7
の量を変化させ、所定のプローブ電流が得られるように
制御する。
The probe current control circuit 28 is used when the probe current is changed in accordance with the magnification M0 to be actually observed, and the high voltage power supply control circuit 29 of the electron gun 6 is operated by an operation button (not shown). Operate and electron beam 7
Is controlled so that a predetermined probe current can be obtained.

【0062】本実施例によれば、チャージアップの生じ
にくいプローブ電流を確実に把握できるので、明瞭な観
察像が得られると共に、試料ダメージや電子光学系の条
件判断にも利用できる利点がある。
According to this embodiment, since the probe current which is less likely to cause charge-up can be grasped with certainty, a clear observation image can be obtained, and there is an advantage that it can be used for sample damage and condition determination of the electron optical system.

【0063】図12は、本発明の第4実施例であるSE
Mの概略図であり、前記と同一の符号は同一または同等
部分を表している。
FIG. 12 shows an SE according to the fourth embodiment of the present invention.
It is the schematic of M, and the same code as the above represents the same or equivalent part.

【0064】本実施例では、異なる倍率の像を同一CR
T15上に同時に表示するための異種倍率像同時表示制
御回路30を設けた点に特徴がある。なお、同一のCR
T上に表示するのではなく、複数のCRT上に異なった
倍率の像を同時に表示するようにしてもよい。
In this embodiment, images of different magnifications are subjected to the same CR.
A feature is that a simultaneous display control circuit 30 of different magnification images for simultaneously displaying on T15 is provided. The same CR
Instead of displaying on T, images of different magnifications may be displayed simultaneously on a plurality of CRTs.

【0065】この異種倍率像同時表示制御回路30の原
理は、例えば特公昭46−24459号公報、特公昭5
2−20819号公報、あるいは特公昭51−3615
0号公報に記載されている。
The principle of the display control circuit 30 for simultaneously displaying different kinds of magnification images is described in, for example, Japanese Patent Publication No. 46-24459 and Japanese Patent Publication No. 5-5.
2-20819, or Japanese Patent Publication No. 51-3615
No. 0 publication.

【0066】前記した本発明の基本概念から明らかなよ
うに、本実施例によれば、低倍率観察のための走査によ
って試料表面が正に帯電し、高倍率観察のための走査に
よって試料表面が負に帯電するので、常にチャージバラ
ンスがとれた状態での観察が可能になる。
As is clear from the basic concept of the present invention described above, according to this embodiment, the sample surface is positively charged by the scanning for low magnification observation, and the sample surface is charged by the scanning for high magnification observation. Since it is negatively charged, it is possible to observe in a state where the charge is always balanced.

【0067】図13は、本発明の第5実施例であるSE
Mの概略図であり、前記と同一の符号は同一または同等
部分を表している。
FIG. 13 shows an SE according to the fifth embodiment of the present invention.
It is the schematic of M, and the same code as the above represents the same or equivalent part.

【0068】本実施例では、2次電子検出器1が対物レ
ンズ2の下方に配置された、いわゆるアウトレンズ方式
のSEMに、前記図2、3に関して説明した御御電極1
8、21を設けた点に特徴がある。
In this embodiment, a so-called out-lens type SEM in which the secondary electron detector 1 is arranged below the objective lens 2 is used, and the control electrode 1 described with reference to FIGS.
The feature is that 8 and 21 are provided.

【0069】電界御御電極18とエネルギー制御電極2
1は、絶縁体24を介して試料ステージ9に取り付けら
れている。本実施例では、ワーキングディスタンスや試
料ステージの傾斜角を変えても、試料面に対する印加電
界の強さは変わらない利点がある。
Electric field control electrode 18 and energy control electrode 2
1 is attached to the sample stage 9 via an insulator 24. The present embodiment has an advantage that the strength of the applied electric field with respect to the sample surface does not change even if the working distance or the tilt angle of the sample stage is changed.

【0070】なお、本発明は上述した実施例に限定され
ないことはもちろんであり、例えば、電子検出器が、試
料あるいは対物レンズの真上の光軸中心的に配置される
ようなアニュラータイプや、チャンネルプレートなどで
構成された走査型電子顕微鏡に適用しても同様の効果を
奏することができる。
Of course, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and, for example, an electron detector in which the electron detector is arranged in the center of the optical axis directly above the sample or the objective lens, The same effect can be obtained even when applied to a scanning electron microscope composed of a channel plate or the like.

【0071】[0071]

【発明の効果】上記したように、本発明によれば以下の
ような効果が達成される。 (1) 観察を始める前に、所望の観察倍率よりも低い倍率
又は高い倍率で一定時間、試料面上に電子線を照射し、
その後、前記所望の観察倍率に戻して電子線を照射すれ
ば、一時的にチャージバランスがとれるので、その間を
利用して像観察を行えば、高倍率で高分解能の観察像を
得ることができる。 (2) 試料表面に対して電界を印加することにより、電子
線照射によって試料面から発生した2次電子を効率良く
2次電子検出器に導くことができるので、SN比の良い
走査像を得ることができる。 (3) 試料表面がチャージアップしにくいプローブ電流と
倍率との相対関係を求め、所望の観察倍率に応じたプロ
ーブ電流、あるいは所望のプローブ電流に応じた観察倍
率が容易に得られるようにしたので、試料、倍率、およ
びプローブ電流に応じた最適な観察条件が容易に得られ
るようになる。 (4) 低倍率のための走査と高倍率のためと走査とを同時
に行えば、常にチャージバランスがとれた状態での観察
が可能になる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be achieved. (1) Before starting the observation, the sample surface is irradiated with an electron beam at a magnification lower or higher than a desired magnification for a certain period of time,
After that, if the electron beam is radiated after returning to the desired observation magnification, the charge balance can be temporarily obtained. Therefore, if the image observation is performed using the space, an observation image with high magnification and high resolution can be obtained. .. (2) By applying an electric field to the sample surface, secondary electrons generated from the sample surface by electron beam irradiation can be efficiently guided to the secondary electron detector, so that a scan image with a good SN ratio is obtained. be able to. (3) Since the relative relationship between the probe current and the magnification at which the sample surface is less likely to be charged up was determined, the probe current according to the desired observation magnification or the observation magnification according to the desired probe current was easily obtained. Optimum observation conditions depending on the sample, the magnification, and the probe current can be easily obtained. (4) If scanning for low magnification and scanning for high magnification are performed at the same time, it is possible to always observe with a charge balance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例である走査型電子顕微鏡の
概略図である。
FIG. 1 is a schematic view of a scanning electron microscope which is an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第2実施例である走査型電子顕微鏡
の概略図である。
FIG. 2 is a schematic view of a scanning electron microscope which is a second embodiment of the present invention.

【図3】 図2の部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG.

【図4】 本発明の第2実施例の変形例である。FIG. 4 is a modification of the second embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の動作を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図6】 本発明の動作を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図7】 本発明の動作を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図8】 本発明の動作を説明するためのフローチャー
トである。
FIG. 8 is a flow chart for explaining the operation of the present invention.

【図9】 本発明の動作を説明するためのフローチャー
トである。
FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation of the present invention.

【図10】 本発明の動作を説明するためのフローチャ
ートである。
FIG. 10 is a flow chart for explaining the operation of the present invention.

【図11】 本発明の第3実施例である走査型電子顕微
鏡の概略図である。
FIG. 11 is a schematic view of a scanning electron microscope which is a third embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の第4実施例である走査型電子顕微
鏡の概略図である。
FIG. 12 is a schematic view of a scanning electron microscope according to a fourth embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の第5実施例である走査型電子顕微
鏡の概略図である。
FIG. 13 is a schematic view of a scanning electron microscope which is a fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…2次電子検出器、2…対物レンズ、3…試料、4…
2次電子、5…倍率制御手段、6…電子銃、7…電子ビ
ーム、9…試料ステージ、10…電子プローブ12…走
査電源、13…磁極孔、14…信号増幅回路、15…陰
極線管、16…倍率可変回路、17…電界御御手段、1
8…電界制御電極、19…メッシュ、20…電界制御電
圧(VB1)、21…エネルギー制御電極、22…メッシ
ュ、23…エネルギー制御電圧(VB2)、26…プロー
ブ電流検出回路、27…最適倍率表示回路、28…プロ
ーブ電流制御回路、30…異種倍率像同時表示制御回路
1 ... Secondary electron detector, 2 ... Objective lens, 3 ... Sample, 4 ...
Secondary electrons, 5 ... Magnification control means, 6 ... Electron gun, 7 ... Electron beam, 9 ... Sample stage, 10 ... Electron probe 12, Scanning power supply, 13 ... Magnetic pole hole, 14 ... Signal amplification circuit, 15 ... Cathode ray tube, 16 ... Magnification variable circuit, 17 ... Electric field control means, 1
8 ... Electric field control electrode, 19 ... Mesh, 20 ... Electric field control voltage (VB1), 21 ... Energy control electrode, 22 ... Mesh, 23 ... Energy control voltage (VB2), 26 ... Probe current detection circuit, 27 ... Optimal magnification display Circuit, 28 ... Probe current control circuit, 30 ... Simultaneous different-magnification image display control circuit

フロントページの続き (72)発明者 岩本 寛 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日立 製作所那珂工場内 (72)発明者 大高 正 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日立 製作所那珂工場内 (72)発明者 戸所 秀男 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日立 製作所那珂工場内 (72)発明者 菰田 孜 茨城県勝田市堀口字長久保832番地2 日 立計測エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 飛田 一政 茨城県勝田市市毛1040番地 株式会社日立 サイエンスシステムズ内Front page continued (72) Inventor Hiroshi Iwamoto 882 Ichimo Ichi, Katsuta-shi, Ibaraki Hitachi, Ltd. Naka factory (72) Inventor Tadashi Otaka 882 Ichimo, Katsuta-shi, Ibaraki Hitachi Ltd. Naka factory ( 72) Inventor Hideo Tokoro, 882 Ishi, Ichi, Katsuta-shi, Ibaraki Hitachi Ltd. Naka factory (72) Inventor, Ko Kota 832, Nagakubo, Horiguchi, Katsuta-shi, Ibaraki (2) Invention Kazumasa Tobita 1040 Ma, Ichi, Katsuta-shi, Ibaraki Hitachi Science Systems Co., Ltd.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料上の観察領域で電子線スポットを走
査し、当該観察領域から2次的に発生する信号を取り込
んで観察像を得る走査型電子顕微鏡において、 所望の
観察倍率 (M0)に設定する第1の倍率設定手段と、 観察倍率 (M0)より低い倍率 (ML)および高い倍率(M
H)の少なくとも一方を設定する第2の倍率設定手段と、 前記低い倍率 (ML)で電子線を予定時間照射した後に観
察倍率 (M0)で像観察を行う第1の観察モード、前記高
い倍率 (MH)で電子線を予定時間照射した後に観察倍率
(M0)で観察を行う第2の観察モード、ならびに前記低
い倍率 (ML)および高い倍率(MH)のいずれか一方で電
子線を予定時間照射した後、さらに前記いずれか他方の
倍率で電子線を予定時間照射し、その後、観察倍率 (M
0)で観察を行う第3の観察モードのいずれかにより像観
察を行う手段とを具備したことを特徴とする走査型電子
顕微鏡。
1. A scanning electron microscope which obtains an observation image by scanning an electron beam spot in an observation region on a sample and capturing a signal secondarily generated from the observation region to obtain a desired observation magnification (M0). First magnification setting means to be set, and a lower magnification (ML) and a higher magnification (M) than the observation magnification (M0).
Second magnification setting means for setting at least one of H), a first observation mode for observing an image at an observation magnification (M0) after irradiating an electron beam at the low magnification (ML) for a predetermined time, and the high magnification Observation magnification after irradiation with electron beam at (MH) for a predetermined time
After irradiating the electron beam with the second observation mode for observing at (M0) and the low magnification (ML) or the high magnification (MH) for a predetermined time, the electron beam is further irradiated with the other magnification. For the scheduled time, and then the observation magnification (M
And a means for observing an image in any of the third observation modes for observing in (0).
【請求項2】 試料に対して正の電位を有し、試料面に
対して電界を与える電極を設けたことを特徴とする請求
項1記載の走査型電子顕微鏡。
2. The scanning electron microscope according to claim 1, wherein an electrode having a positive potential with respect to the sample and providing an electric field to the sample surface is provided.
【請求項3】 試料に照射される電子線量を検出する手
段と、 前記検出された電子線量に応じて観察倍率の適値範囲を
表示する手段とを具備したことを特徴とする請求項1ま
たは請求項2記載の走査型電子顕微鏡。
3. The apparatus according to claim 1, further comprising: a unit for detecting an electron dose applied to the sample, and a unit for displaying an appropriate value range of an observation magnification according to the detected electron dose. The scanning electron microscope according to claim 2.
【請求項4】 試料に照射される電子線量を検出する手
段と、 観察倍率に応じて前記電子線量を制御する制御手段とを
さらに具備したことを特徴とする請求項1または請求項
2記載の走査型電子顕微鏡。
4. The method according to claim 1, further comprising: a means for detecting an electron dose applied to the sample, and a control means for controlling the electron dose according to an observation magnification. Scanning electron microscope.
【請求項5】 電子線の走査範囲を交互に異ならせ、低
倍率像および高倍率像を同時に表示する手段をさらに具
備したことを特徴とする請求項1または請求項2記載の
走査型電子顕微鏡。
5. The scanning electron microscope according to claim 1, further comprising means for alternately changing the scanning range of the electron beam and displaying a low-magnification image and a high-magnification image at the same time. ..
【請求項6】 試料上の観察領域で電子線スポットを走
査し、前記観察領域から2次的に発生する信号を取り込
んで観察像を得る走査型電子顕微鏡の観察方法であっ
て、 少なくとも予定の観察領域を含む領域に弱い電子線を一
定時間照射した後、当該予定の観察領域に強い電子線を
照射して像観察を行うことを特徴とする走査型電子顕微
鏡の観察方法。
6. A scanning electron microscope observing method for scanning an electron beam spot in an observing region on a sample and capturing a signal secondarily generated from the observing region to obtain an observed image, comprising at least a predetermined method. A method for observing a scanning electron microscope, which comprises irradiating an area including an observation area with a weak electron beam for a certain period of time and then irradiating the scheduled observation area with a strong electron beam to perform image observation.
【請求項7】 試料上の観察領域で電子線スポットを走
査し、前記観察領域から2次的に発生する信号を取り込
んで観察像を得る走査型電子顕微鏡の観察方法であっ
て、 予定の観察領域の少なくとも一部の領域に強い電子線を
一定時間照射した後、当該予定の観察領域に弱い電子線
を照射して像観察を行うことを特徴とする走査型電子顕
微鏡の観察方法。
7. An observing method of a scanning electron microscope, comprising: scanning an electron beam spot in an observation region on a sample, capturing a signal secondarily generated from the observation region to obtain an observation image, which is a scheduled observation. A method for observing a scanning electron microscope, which comprises irradiating a strong electron beam to at least a part of the region for a certain period of time and then irradiating a weak electron beam to the predetermined observation region to perform image observation.
【請求項8】 試料上の観察領域で電子線スポットを走
査し、前記観察領域から2次的に発生する信号を取り込
んで観察像を得る走査型電子顕微鏡の観察方法であっ
て、 所望の観察倍率 (M0)より低い倍率 (ML)で、予定の観
察領域を含む領域に一定時間電子線照射し、その後、前
記所望の観察倍率 (M0)により所望の観察領域を観察す
ることを特徴とする走査型電子顕微鏡の観察方法。
8. An observing method of a scanning electron microscope, wherein an observing region on a sample is scanned with an electron beam spot, and a signal secondarily generated from the observing region is taken in to obtain an observed image. It is characterized in that an area including a planned observation area is irradiated with an electron beam for a certain period of time at a magnification (ML) lower than the magnification (M0), and then the desired observation area is observed at the desired observation magnification (M0). Observation method of scanning electron microscope.
【請求項9】 試料上の観察領域で電子線スポットを走
査し、前記観察領域から2次的に発生する信号を取り込
んで観察像を得る走査型電子顕微鏡の観察方法であっ
て、 所望の観察倍率 (M0)より高い倍率 (MH)で、予定の観
察領域の一部に一定時間電子線照射し、その後、前記所
望の観察倍率 (M0)により所望の観察領域を観察するこ
とを特徴とする走査型電子顕微鏡の観察方法。
9. A scanning electron microscope observing method for scanning an electron beam spot in an observation region on a sample and capturing a signal secondarily generated from the observation region to obtain an observation image, comprising a desired observation. It is characterized by irradiating a part of a predetermined observation region with an electron beam for a certain period of time at a magnification (MH) higher than the magnification (M0), and then observing the desired observation region at the desired observation magnification (M0). Observation method of scanning electron microscope.
【請求項10】 試料上の観察領域で電子線スポットを
走査し、前記観察領域から2次的に発生する信号を取り
込んで観察像を得る走査型電子顕微鏡の観察方法であっ
て、 所望の観察倍率 (M0)より低い倍率 (ML)で、予定の観
察領域を含む領域に一定時間電子線照射した後、所望の
観察倍率 (M0)より高い倍率 (MH)で、予定の観察領域
の一部に一定時間電子線照射し、その後、前記所望の観
察倍率 (M0)により所望の観察領域を観察することを特
徴とする走査型電子顕微鏡の観察方法。
10. A scanning electron microscope observing method for scanning an electron beam spot in an observation region on a sample and capturing a signal secondarily generated from the observation region to obtain an observation image, comprising a desired observation. After irradiating the area including the planned observation area with an electron beam for a certain period of time at a magnification (ML) lower than the magnification (M0), a part of the planned observation area with a magnification (MH) higher than the desired observation magnification (M0) A method for observing a scanning electron microscope, which comprises irradiating the subject with an electron beam for a certain period of time, and then observing a desired observation region at the desired observation magnification (M0).
【請求項11】 試料上の観察領域で電子線スポットを
走査し、前記観察領域から2次的に発生する信号を取り
込んで観察像を得る走査型電子顕微鏡の観察方法であっ
て、 所望の観察倍率 (M0)より高い倍率 (MH)で、予定の観
察領域の一部に一定時間電子線照射した後、所望の観察
倍率 (M0)より低い倍率 (ML)で、予定の観察領域を含
む領域に一定時間電子線照射し、その後、前記所望の観
察倍率 (M0)により所望の観察領域を観察することを特
徴とする走査型電子顕微鏡の観察方法。
11. An observing method of a scanning electron microscope, wherein an electron beam spot is scanned in an observation region on a sample, and a signal secondarily generated from the observation region is taken in to obtain an observation image, which is a desired observation. Area that includes the planned observation area at a magnification (MH) higher than the magnification (M0) and after a certain period of electron beam irradiation on a part of the planned observation area, at a magnification (ML) lower than the desired observation magnification (M0). A method for observing a scanning electron microscope, which comprises irradiating the subject with an electron beam for a certain period of time, and then observing a desired observation region at the desired observation magnification (M0).
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