JPH0922676A - 荷電粒子線装置 - Google Patents
荷電粒子線装置Info
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- JPH0922676A JPH0922676A JP7169759A JP16975995A JPH0922676A JP H0922676 A JPH0922676 A JP H0922676A JP 7169759 A JP7169759 A JP 7169759A JP 16975995 A JP16975995 A JP 16975995A JP H0922676 A JPH0922676 A JP H0922676A
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- H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
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- H01J2237/2826—Calibration
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- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
- H01J2237/304—Controlling tubes
- H01J2237/30433—System calibration
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の一つの目的は光学顕微鏡と粒子線光学
系との光軸間距離を正確に校正することを可能にするの
に適した荷電粒子線装置を提供することにある。 【構成】走査電子顕微鏡を例として説明する。Ｘ、Ｙス
テ−ジ２上に光学顕微鏡５と電子光学系との相互の光軸
間距離Ｌに相当する距離だけ隔てて配置された基準パタ
−ン１０、１１を設け、これらのパタ−ンの画像信号を
画像処理回路１２に取り込んで、基準パタ−ン１０、１
１に対する光学顕微鏡５の光軸、電子光学系の光軸の位
置ずれをそれぞれ演算して求め、このずれを走査電子顕
微鏡の実際の測定の際にオフセットとすることで、正確
な位置決めがなされる。
系との光軸間距離を正確に校正することを可能にするの
に適した荷電粒子線装置を提供することにある。 【構成】走査電子顕微鏡を例として説明する。Ｘ、Ｙス
テ−ジ２上に光学顕微鏡５と電子光学系との相互の光軸
間距離Ｌに相当する距離だけ隔てて配置された基準パタ
−ン１０、１１を設け、これらのパタ−ンの画像信号を
画像処理回路１２に取り込んで、基準パタ−ン１０、１
１に対する光学顕微鏡５の光軸、電子光学系の光軸の位
置ずれをそれぞれ演算して求め、このずれを走査電子顕
微鏡の実際の測定の際にオフセットとすることで、正確
な位置決めがなされる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は荷電粒子線装置、特
に半導体素子を製造するための半導体製造装置や半導体
を製造するに当たってその測定評価工程において用いら
れる測定評価装置として好適な荷電粒子線装置に関す
る。
に半導体素子を製造するための半導体製造装置や半導体
を製造するに当たってその測定評価工程において用いら
れる測定評価装置として好適な荷電粒子線装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子の製造やその特性の評
価、測定工程においては、荷電粒子である電子ビ−ムあ
るいはイオンビ−ムを用いた装置が使用されている。例
えば、電子ビ−ムを被測定物体である試料に照射したと
きに発生する二次電子を、照射する電子ビ−ムの走査に
同期して検出することによって画像を形成して、微細パ
タ−ンを観察し、さらに形成された画像から所定のパタ
−ンの寸法を測長する走査型電子顕微鏡がある。また、
電子ビ−ムによりレジストを感光させ、ウェ−ハ上に微
細パタ−ンを形成する電子ビ−ム描画装置がある。ま
た、イオンビ−ムを用いて半導体素子の観察及び加工を
行なうイオンビ−ム装置がある。
価、測定工程においては、荷電粒子である電子ビ−ムあ
るいはイオンビ−ムを用いた装置が使用されている。例
えば、電子ビ−ムを被測定物体である試料に照射したと
きに発生する二次電子を、照射する電子ビ−ムの走査に
同期して検出することによって画像を形成して、微細パ
タ−ンを観察し、さらに形成された画像から所定のパタ
−ンの寸法を測長する走査型電子顕微鏡がある。また、
電子ビ−ムによりレジストを感光させ、ウェ−ハ上に微
細パタ−ンを形成する電子ビ−ム描画装置がある。ま
た、イオンビ−ムを用いて半導体素子の観察及び加工を
行なうイオンビ−ム装置がある。
【０００３】これらの装置は、電子ビ−ムもしくはイオ
ンビ−ムという所謂荷電粒子線の発生源及びその荷電粒
子線を試料に向ける手段を含む荷電粒子線光学系、試料
を所定の位置に位置決めするためのＸＹステ−ジ並びに
これらを制御する制御系で構成される。
ンビ−ムという所謂荷電粒子線の発生源及びその荷電粒
子線を試料に向ける手段を含む荷電粒子線光学系、試料
を所定の位置に位置決めするためのＸＹステ−ジ並びに
これらを制御する制御系で構成される。
【０００４】さらに微細パタ−ンの測長機能を有する走
査型電子顕微鏡などにおいては、電子光学系のほかに光
学顕微鏡を設け、ウェ−ハ上のパタ−ンを低倍率で観
察、測定することが出来るようになっている（例えば特
公平３−５２１７８号公報）。この機能を用いることに
よって次のような効果を得ることが出来る。
査型電子顕微鏡などにおいては、電子光学系のほかに光
学顕微鏡を設け、ウェ−ハ上のパタ−ンを低倍率で観
察、測定することが出来るようになっている（例えば特
公平３−５２１７８号公報）。この機能を用いることに
よって次のような効果を得ることが出来る。
【０００５】つまり、電子光学系で微細パタ−ンを高い
倍率で観察、測定する際、電子光学系で直接観察を行う
には倍率が高いため容易に所望のパタ−ンを位置決めす
ることが出来ない。このため光学顕微鏡を用いることに
よって所望のパタ−ン及びその周辺のパタ−ンを観察、
位置決めさせ、次に光学顕微鏡にて位置決めされた所望
のパタ−ンを電子光学系の観察領域に位置決めし、電子
光学系にて高倍率で微細部の観察及び測定を行うことが
出来るようにしている。
倍率で観察、測定する際、電子光学系で直接観察を行う
には倍率が高いため容易に所望のパタ−ンを位置決めす
ることが出来ない。このため光学顕微鏡を用いることに
よって所望のパタ−ン及びその周辺のパタ−ンを観察、
位置決めさせ、次に光学顕微鏡にて位置決めされた所望
のパタ−ンを電子光学系の観察領域に位置決めし、電子
光学系にて高倍率で微細部の観察及び測定を行うことが
出来るようにしている。
【０００６】また、走査型電子顕微鏡においては、ウェ
−ハ上の予め決めた位置にあるパタ−ンを測定するた
め、ウェ−ハのＸＹステ−ジ上での位置を正確に把握す
ることが必要である。このためウェ−ハ上のパタ−ンの
測定に先立ち、ウェ−ハ上の特定のアライメントパタ−
ンを使ってウェ−ハの位置測定を行ない、ウェ−ハのア
ライメントを行う。この測定は光学顕微鏡を用いて行う
ことが出来る。
−ハ上の予め決めた位置にあるパタ−ンを測定するた
め、ウェ−ハのＸＹステ−ジ上での位置を正確に把握す
ることが必要である。このためウェ−ハ上のパタ−ンの
測定に先立ち、ウェ−ハ上の特定のアライメントパタ−
ンを使ってウェ−ハの位置測定を行ない、ウェ−ハのア
ライメントを行う。この測定は光学顕微鏡を用いて行う
ことが出来る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】光学顕微鏡と電子光学
系との相互の光軸間距離は正確に維持されている必要が
ある。その光軸間距離は約５０mm程度であり、装置の組
立て調整時にステ−ジの位置決め検出器を基準に校正さ
れる。しかし、ステ−ジの位置決め精度に限界があり、
±２μｍ〜±５μｍの誤差が生じることは避け難い。こ
のため、相互の光軸間距離を正確に校正することは実際
上困難である。また、この校正には試行錯誤的な作業を
要し、非常に時間がかかる。
系との相互の光軸間距離は正確に維持されている必要が
ある。その光軸間距離は約５０mm程度であり、装置の組
立て調整時にステ−ジの位置決め検出器を基準に校正さ
れる。しかし、ステ−ジの位置決め精度に限界があり、
±２μｍ〜±５μｍの誤差が生じることは避け難い。こ
のため、相互の光軸間距離を正確に校正することは実際
上困難である。また、この校正には試行錯誤的な作業を
要し、非常に時間がかかる。
【０００８】さらに、装置を使用している際、光学顕微
鏡と電子光学系との相互の光軸間距離が変動することが
考えられる。もし光軸間距離が±５μｍ変動した場合、
光学顕微鏡で検出、測定を行い、ウェ−ハの位置座標を
決定した後、電子光学系で所望のパタ−ンを高倍率で観
察、測定する際、ＸＹステ−ジで位置決めを行った位置
においてパタ−ンが電子光学系の観察視野内に位置決め
されなくなるという欠点がある。
鏡と電子光学系との相互の光軸間距離が変動することが
考えられる。もし光軸間距離が±５μｍ変動した場合、
光学顕微鏡で検出、測定を行い、ウェ−ハの位置座標を
決定した後、電子光学系で所望のパタ−ンを高倍率で観
察、測定する際、ＸＹステ−ジで位置決めを行った位置
においてパタ−ンが電子光学系の観察視野内に位置決め
されなくなるという欠点がある。
【０００９】また、光軸間距離が変動した場合、再度光
軸間距離の校正を行う必要があるが、通常は測定に用い
ているウェ−ハ上のパタ−ンを用い装置の組立て調整時
と同様の方法で試行錯誤的に校正作業を行うため、その
調整に長時間を必要とするという問題がある。
軸間距離の校正を行う必要があるが、通常は測定に用い
ているウェ−ハ上のパタ−ンを用い装置の組立て調整時
と同様の方法で試行錯誤的に校正作業を行うため、その
調整に長時間を必要とするという問題がある。
【００１０】本発明の目的は光学顕微鏡と粒子線光学系
との光軸間距離を正確に校正することを可能にするのに
適した荷電粒子線装置を提供することにある。
との光軸間距離を正確に校正することを可能にするのに
適した荷電粒子線装置を提供することにある。
【００１１】本発明のもう一つの目的は第１及び第２の
荷電粒子線光学系の光軸間距離を正確に校正するのに適
した荷電粒子線装置を提供することにある。
荷電粒子線光学系の光軸間距離を正確に校正するのに適
した荷電粒子線装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、荷電粒
子線を発生させる荷電粒子線と前記荷電粒子線をステ−
ジに搭載された試料に向ける手段とを含む荷電粒子線光
学系を有すると共に前記試料を観察する光学顕微鏡を有
する荷電粒子線装置において、前記ステ−ジに第１及び
第２の基準パタ−ンを設け、該第１及び第２の基準パタ
−ンを前記光学顕微鏡及び前記荷電粒子線光学系を用い
てそれぞれ独立に観察し、位置測定するように構成した
ことを特徴とする荷電粒子線装置が提供される。
子線を発生させる荷電粒子線と前記荷電粒子線をステ−
ジに搭載された試料に向ける手段とを含む荷電粒子線光
学系を有すると共に前記試料を観察する光学顕微鏡を有
する荷電粒子線装置において、前記ステ−ジに第１及び
第２の基準パタ−ンを設け、該第１及び第２の基準パタ
−ンを前記光学顕微鏡及び前記荷電粒子線光学系を用い
てそれぞれ独立に観察し、位置測定するように構成した
ことを特徴とする荷電粒子線装置が提供される。
【００１３】これによれば、光学顕微鏡及び荷電粒子線
光学系の光軸間距離の校正を行うことが、第１及び第２
の基準パタ−ンを光学顕微鏡及び荷電粒子線光学系を用
いてそれぞれ独立に観察し、位置測定することを通じて
可能となるため、その校正が正確に行なわれ得るように
なる。
光学系の光軸間距離の校正を行うことが、第１及び第２
の基準パタ−ンを光学顕微鏡及び荷電粒子線光学系を用
いてそれぞれ独立に観察し、位置測定することを通じて
可能となるため、その校正が正確に行なわれ得るように
なる。
【００１４】本発明のもう一つの側面によれば、荷電粒
子線を発生させる荷電粒子線と前記荷電粒子線をステ−
ジに搭載された試料に向ける手段とを含む第１及び第２
の荷電粒子線光学系を有する荷電粒子線装置において、
前記ステ−ジに第１及び第２の基準パタ−ンを設け、該
第１及び第２の基準パタ−ンをそれぞれ前記第１及び第
２の荷電粒子線光学系を用いてそれぞれ独立に観察し、
位置測定するように構成したことを特徴とする荷電粒子
線装置が提供される。
子線を発生させる荷電粒子線と前記荷電粒子線をステ−
ジに搭載された試料に向ける手段とを含む第１及び第２
の荷電粒子線光学系を有する荷電粒子線装置において、
前記ステ−ジに第１及び第２の基準パタ−ンを設け、該
第１及び第２の基準パタ−ンをそれぞれ前記第１及び第
２の荷電粒子線光学系を用いてそれぞれ独立に観察し、
位置測定するように構成したことを特徴とする荷電粒子
線装置が提供される。
【００１５】この場合も、両荷電粒子線光学系の光軸間
距離の校正を行うことが、第１及び第２の基準パタ−ン
をそれぞれの荷電粒子線光学系を用いてそれぞれ独立に
観察し、位置測定することを通じて可能となるため、そ
の校正が正確に行なわれ得るようになる。
距離の校正を行うことが、第１及び第２の基準パタ−ン
をそれぞれの荷電粒子線光学系を用いてそれぞれ独立に
観察し、位置測定することを通じて可能となるため、そ
の校正が正確に行なわれ得るようになる。
【００１６】本発明の他の目的及び特徴は図面を参照し
てなされる以下の説明から明らかとなるであろう。
てなされる以下の説明から明らかとなるであろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は本発明にもとづく荷電粒子
線装置の一実施例としての、光学顕微鏡を有する走査型
電子顕微鏡の構成を示すものである。試料室１において
は試料となるウェ−ハ（図示なし）が試料ホルダ８に搭
載され、該試料ホルダはこれに搭載されているウエ−ハ
をＸ、Ｙ方向に動かすＸ、Ｙステ−ジ２に搭載されてい
る。試料室１の上にある鏡体３内には電子光学系があ
り、該電子光学系は電子ビ−ムを発生させる電子銃４、
その発生した電子ビ−ムをウエハに集束するために必要
な電子レンズ１３及び１４、電子ビ−ムをＸ、Ｙ方向に
偏向する偏向コイル９などを含む。レンズ１３及び１４
並びに偏向コイル９は制御系１５によって制御される。
また、電子銃４は高圧電源１６に接続され、該高圧電源
は制御系１５によって制御される。試料室１には、電子
照射によってウエ−ハ又は後述する基準パタ−ンから発
生される二次電子を検出するための二次電子検出器１８
が設けられ、さらに鏡体３の側部に位置するように光学
顕微鏡５が設けられている。
線装置の一実施例としての、光学顕微鏡を有する走査型
電子顕微鏡の構成を示すものである。試料室１において
は試料となるウェ−ハ（図示なし）が試料ホルダ８に搭
載され、該試料ホルダはこれに搭載されているウエ−ハ
をＸ、Ｙ方向に動かすＸ、Ｙステ−ジ２に搭載されてい
る。試料室１の上にある鏡体３内には電子光学系があ
り、該電子光学系は電子ビ−ムを発生させる電子銃４、
その発生した電子ビ−ムをウエハに集束するために必要
な電子レンズ１３及び１４、電子ビ−ムをＸ、Ｙ方向に
偏向する偏向コイル９などを含む。レンズ１３及び１４
並びに偏向コイル９は制御系１５によって制御される。
また、電子銃４は高圧電源１６に接続され、該高圧電源
は制御系１５によって制御される。試料室１には、電子
照射によってウエ−ハ又は後述する基準パタ−ンから発
生される二次電子を検出するための二次電子検出器１８
が設けられ、さらに鏡体３の側部に位置するように光学
顕微鏡５が設けられている。
【００１８】ステ−ジ２に搭載されている試料ホルダ８
上には基準パタ−ン１０、１１が設置されている。両基
準パタ−ンは試料であるウェ−ハが搭載される位置以外
の位置、つまり試料ホルダ８の周囲部に設置される。基
準パタ−ン１１は電子光学系の専用のパタ−ン、基準パ
タ−ン１０は光学顕微鏡５の専用のパタ−ンである。基
準パタ−ン１０、１１の設置距離は電子光学系の光軸中
心と光学顕微鏡５の光軸中心の距離と等しくなるように
設定してある。その光軸間距離は例えば５０mmである。
上には基準パタ−ン１０、１１が設置されている。両基
準パタ−ンは試料であるウェ−ハが搭載される位置以外
の位置、つまり試料ホルダ８の周囲部に設置される。基
準パタ−ン１１は電子光学系の専用のパタ−ン、基準パ
タ−ン１０は光学顕微鏡５の専用のパタ−ンである。基
準パタ−ン１０、１１の設置距離は電子光学系の光軸中
心と光学顕微鏡５の光軸中心の距離と等しくなるように
設定してある。その光軸間距離は例えば５０mmである。
【００１９】基準パタ−ン１０が光学顕微鏡５の光軸中
心に位置づけられたときは基準パタ−ン１１が電子光学
系の光軸中心に位置付けられる。そのときの光学顕微鏡
５によって得られる基準パタ−ン１０の画像信号は画像
処理回路１２に導入される。また、偏向コイル９を用い
て電子ビ−ムをＸ、Ｙ方向に偏向したときの、二次電子
検出器１８によって検出される二次電子にもとづく基準
パタ−ン１１の画像信号も画像信号処理回路１２に導入
される。画像処理回路１２の画像処理信号は制御系１５
に与えられ、その中のディスプレイ部には基準パタ−ン
１０及び１１の画像が表示される。
心に位置づけられたときは基準パタ−ン１１が電子光学
系の光軸中心に位置付けられる。そのときの光学顕微鏡
５によって得られる基準パタ−ン１０の画像信号は画像
処理回路１２に導入される。また、偏向コイル９を用い
て電子ビ−ムをＸ、Ｙ方向に偏向したときの、二次電子
検出器１８によって検出される二次電子にもとづく基準
パタ−ン１１の画像信号も画像信号処理回路１２に導入
される。画像処理回路１２の画像処理信号は制御系１５
に与えられ、その中のディスプレイ部には基準パタ−ン
１０及び１１の画像が表示される。
【００２０】試料室１は所定の真空度を維持するように
排気される。これはタ−ボ分子ポンプ６と粗引きポンプ
であるロ−タリ−ポンプ７によって行われる。
排気される。これはタ−ボ分子ポンプ６と粗引きポンプ
であるロ−タリ−ポンプ７によって行われる。
【００２１】次に基準パタ−ン１０、１１を使用して電
子光学系と光学顕微鏡の光軸間距離を校正する方法につ
いて説明する。走査型電子顕微鏡でパタ−ンの観察及び
寸法測定を開始する前に、電子光学系と光学顕微鏡の相
互の位置関係を校正する。
子光学系と光学顕微鏡の光軸間距離を校正する方法につ
いて説明する。走査型電子顕微鏡でパタ−ンの観察及び
寸法測定を開始する前に、電子光学系と光学顕微鏡の相
互の位置関係を校正する。
【００２２】まず、Ｘ、Ｙステ−ジを移動し位置決めす
ることによって基準パタ−ン１０、１１をそれぞれ対応
する光学顕微鏡及び電子光学系視野内に送りこむ。次
に、電子光学系と光学顕微鏡にて各基準パタ−ンの画像
を処理回路１２に取り込み、基準パタ−ンと各光軸中心
との位置関係（ずれ）Ａ1,Ａ2を演算にて求める。ここ
で二つの基準パタ−ン間距離Ａは、予め電子光学系光軸
と光学顕微鏡の光軸の距離Ｌに設定されている。つま
り、設計値がＬ＝５０mmであるとすれば、Ａ＝５０mmと
される。従って、上記位置関係Ａ1,Ａ2は、Ｘ、Ｙステ
−ジの位置決め誤差と、電子光学系光軸と光学顕微鏡の
光軸の距離Ｌの変動値を含んでいる。ただし、正確にＬ
＝Ａならば、Ａ1＝Ａ2となる。しかし、Ｌが変動すれ
ば、Ｌ＝Ａとはならないので、Ａ1＝Ａ2とはならず、変
動分はＡ１−Ａ２で与えられる。これを式で表せば、次
のようになる。
ることによって基準パタ−ン１０、１１をそれぞれ対応
する光学顕微鏡及び電子光学系視野内に送りこむ。次
に、電子光学系と光学顕微鏡にて各基準パタ−ンの画像
を処理回路１２に取り込み、基準パタ−ンと各光軸中心
との位置関係（ずれ）Ａ1,Ａ2を演算にて求める。ここ
で二つの基準パタ−ン間距離Ａは、予め電子光学系光軸
と光学顕微鏡の光軸の距離Ｌに設定されている。つま
り、設計値がＬ＝５０mmであるとすれば、Ａ＝５０mmと
される。従って、上記位置関係Ａ1,Ａ2は、Ｘ、Ｙステ
−ジの位置決め誤差と、電子光学系光軸と光学顕微鏡の
光軸の距離Ｌの変動値を含んでいる。ただし、正確にＬ
＝Ａならば、Ａ1＝Ａ2となる。しかし、Ｌが変動すれ
ば、Ｌ＝Ａとはならないので、Ａ1＝Ａ2とはならず、変
動分はＡ１−Ａ２で与えられる。これを式で表せば、次
のようになる。
【００２３】Ｌ＝Ａ＋（Ａ1−Ａ2） これによって、基準パタ−ンを検出することによる変動
値が（Ａ1−Ａ2）であることが分かる。以後、走査型電
子顕微鏡における測定を行う際、光学顕微鏡と電子光学
系の位置関係は、両光学系の距離Ｌの変動値（Ａ1−Ａ
2）をオフセットとすることで正確な値となる。電子光
学系で観察、測定する微細パタ−ンをまず光学顕微鏡を
使って位置決めし、次に既に求めてあるオフセットを加
味してＸ、Ｙステ−ジにて電子光学系の光軸上に位置決
めすることが出来る。オフセットは電子光学系の光軸を
基準に取った場合は光学顕微鏡の光軸位置に与える。ま
た、光学顕微鏡の光軸を基準に取った場合は電子光学系
の光軸を該偏向コイルに流す電流にオフセットを与える
ことによって偏向させて、光軸の中心にオフセットを与
える。
値が（Ａ1−Ａ2）であることが分かる。以後、走査型電
子顕微鏡における測定を行う際、光学顕微鏡と電子光学
系の位置関係は、両光学系の距離Ｌの変動値（Ａ1−Ａ
2）をオフセットとすることで正確な値となる。電子光
学系で観察、測定する微細パタ−ンをまず光学顕微鏡を
使って位置決めし、次に既に求めてあるオフセットを加
味してＸ、Ｙステ−ジにて電子光学系の光軸上に位置決
めすることが出来る。オフセットは電子光学系の光軸を
基準に取った場合は光学顕微鏡の光軸位置に与える。ま
た、光学顕微鏡の光軸を基準に取った場合は電子光学系
の光軸を該偏向コイルに流す電流にオフセットを与える
ことによって偏向させて、光軸の中心にオフセットを与
える。
【００２４】これによって電子光学系においては、高倍
率においても位置ずれすることなく所望の微細パタ−ン
を正確に位置決めすることが可能になる。
率においても位置ずれすることなく所望の微細パタ−ン
を正確に位置決めすることが可能になる。
【００２５】一方、図２に示すごとく二つの基準パタ−
ン１０、１１をステ−ジ２上の試料ホルダ８上に設けら
れた一つの部材２２の上に形成することによって、基準
パタ−ン１０、１１の距離をより正確に設定することが
可能となる。なお、２４はウエ−ハ、２０はＸ、Ｙステ
−ジ２の位置を検出する位置検出器である。
ン１０、１１をステ−ジ２上の試料ホルダ８上に設けら
れた一つの部材２２の上に形成することによって、基準
パタ−ン１０、１１の距離をより正確に設定することが
可能となる。なお、２４はウエ−ハ、２０はＸ、Ｙステ
−ジ２の位置を検出する位置検出器である。
【００２６】また、上記基準パタ−ンを電子光学系と光
学顕微鏡にて観察する際、ディスプレイ部のモニタ−が
一つのみとなっている場合、モニタ−を切り替えて観察
することが出来るが、切り換えが煩雑となるため、図３
に示すごとく制御系のディスプレイ部の表示画面３１内
の異なる部分すなわち異なるモニタの表示面３２、３３
に二つ同時に表示するようにする。通常は、一つの画面
表示のみであるが、二つの画面を同時に表示することに
よって、モニタ表示面３２で電子光学系による画像３４
を、モニタ表示面３３で光学顕微鏡による画像３５を同
時に観察することが出来るようになる。また、位置関係
の測定時の様子を同時にモニタすることが可能となる。
なお、図３において、３６及び３７はアイコンを示す。
学顕微鏡にて観察する際、ディスプレイ部のモニタ−が
一つのみとなっている場合、モニタ−を切り替えて観察
することが出来るが、切り換えが煩雑となるため、図３
に示すごとく制御系のディスプレイ部の表示画面３１内
の異なる部分すなわち異なるモニタの表示面３２、３３
に二つ同時に表示するようにする。通常は、一つの画面
表示のみであるが、二つの画面を同時に表示することに
よって、モニタ表示面３２で電子光学系による画像３４
を、モニタ表示面３３で光学顕微鏡による画像３５を同
時に観察することが出来るようになる。また、位置関係
の測定時の様子を同時にモニタすることが可能となる。
なお、図３において、３６及び３７はアイコンを示す。
【００２７】さらに、上記光学顕微鏡を有する走査型電
子顕微鏡において、ウェ−ハ上の所望のパタ−ンを測定
する前に、Ｘ、Ｙステ−ジ上に設定されたウェ−ハの位
置関係を予め把握するため、光学顕微鏡を用いてウェ−
ハの代表的なパタ−ンでＸ、Ｙステ−ジの座標に対する
位置関係を測定する。次に、位置関係が明確になった時
点で、光学顕微鏡に対してウェ−ハの座標系はＸＹステ
−ジと同一になるように座標変換される。この時、電子
光学系と光学顕微鏡の相互の距離は、本発明になる基準
パタ−ンにて厳密に校正されているので、同様に電子光
学系の光軸に対してもウェ−ハの座標系は正確に座標変
換されることになる。従って、これ以降の電子光学系を
用いて行うウェ−ハ上の所望のパタ−ンの観察、測定に
おいては、高い倍率においても非常に短時間でパタ−ン
を位置決めすることが可能となる。
子顕微鏡において、ウェ−ハ上の所望のパタ−ンを測定
する前に、Ｘ、Ｙステ−ジ上に設定されたウェ−ハの位
置関係を予め把握するため、光学顕微鏡を用いてウェ−
ハの代表的なパタ−ンでＸ、Ｙステ−ジの座標に対する
位置関係を測定する。次に、位置関係が明確になった時
点で、光学顕微鏡に対してウェ−ハの座標系はＸＹステ
−ジと同一になるように座標変換される。この時、電子
光学系と光学顕微鏡の相互の距離は、本発明になる基準
パタ−ンにて厳密に校正されているので、同様に電子光
学系の光軸に対してもウェ−ハの座標系は正確に座標変
換されることになる。従って、これ以降の電子光学系を
用いて行うウェ−ハ上の所望のパタ−ンの観察、測定に
おいては、高い倍率においても非常に短時間でパタ−ン
を位置決めすることが可能となる。
【００２８】なお、この他の実施例として、イオンビ−
ムを用いて微細パタ−ンの観察や分析、加工を行うイオ
ンビ−ム装置においても、イオンビ−ム光学系の他に光
学顕微鏡を用いている場合に、同様に本発明によりイオ
ンビ−ム光学系と光学顕微鏡の光軸間距離を正確に校
正、位置合わせを行うことが出来る。
ムを用いて微細パタ−ンの観察や分析、加工を行うイオ
ンビ−ム装置においても、イオンビ−ム光学系の他に光
学顕微鏡を用いている場合に、同様に本発明によりイオ
ンビ−ム光学系と光学顕微鏡の光軸間距離を正確に校
正、位置合わせを行うことが出来る。
【００２９】また、これまで説明した実施例とは異なる
実施例として、二つ以上の電子光学系を持つ走査型電子
顕微鏡あるいは電子ビ−ム描画装置がある。これらは、
二つ以上の電子光学系によって試料の観察または測定及
び加工を行う装置である。
実施例として、二つ以上の電子光学系を持つ走査型電子
顕微鏡あるいは電子ビ−ム描画装置がある。これらは、
二つ以上の電子光学系によって試料の観察または測定及
び加工を行う装置である。
【００３０】図４に二つの電子光学系を持つ電子ビ−ム
描画装置への実施例を示す。この装置においては、二つ
の電子光学系４１、４２の相互の位置が常に高精度に保
持されていることが必要である。そこで各電子光学系の
相互の距離Ｓを正確に保つため、Ｘ、Ｙステ−ジ４３上
に、各電子光学系間の距離と同一の距離Ｓｐを持つ本発
明になる二つの基準パタ−ン４４、４５を設置する。基
準パタ−ンを用いることによって二つの電子光学系の相
互の距離を高精度に保つことが可能になる。この結果、
電子ビ−ム描画装置では、二つ以上の電子光学系で同時
にパタ−ンを描画する際の、描画されたパタ−ンの位置
関係を高精度にすることが出来る。また、同様に二つの
電子光学系を有する走査電子顕微鏡では、各電子光学系
によって観察、測定される場合、同一パタ−ンの相互の
検出を高精度にしかも高速に行うことが出来る。
描画装置への実施例を示す。この装置においては、二つ
の電子光学系４１、４２の相互の位置が常に高精度に保
持されていることが必要である。そこで各電子光学系の
相互の距離Ｓを正確に保つため、Ｘ、Ｙステ−ジ４３上
に、各電子光学系間の距離と同一の距離Ｓｐを持つ本発
明になる二つの基準パタ−ン４４、４５を設置する。基
準パタ−ンを用いることによって二つの電子光学系の相
互の距離を高精度に保つことが可能になる。この結果、
電子ビ−ム描画装置では、二つ以上の電子光学系で同時
にパタ−ンを描画する際の、描画されたパタ−ンの位置
関係を高精度にすることが出来る。また、同様に二つの
電子光学系を有する走査電子顕微鏡では、各電子光学系
によって観察、測定される場合、同一パタ−ンの相互の
検出を高精度にしかも高速に行うことが出来る。
【００３１】なお、４６は試料ホルダ、４７及び４８は
二次電子検出器、４９及び５０は偏向コイル、５５〜５
８は電子レンズ、５２は電子銃用の高圧電源、５１は
Ｘ、Ｙステ−ジ駆動機構、５３は制御系、５４は画像処
理回路で、図１におけるのと同じ名称のものは実質的に
同じ働きをする。
二次電子検出器、４９及び５０は偏向コイル、５５〜５
８は電子レンズ、５２は電子銃用の高圧電源、５１は
Ｘ、Ｙステ−ジ駆動機構、５３は制御系、５４は画像処
理回路で、図１におけるのと同じ名称のものは実質的に
同じ働きをする。
【００３２】以上の説明から理解されるように、光学顕
微鏡を有する走査型電子顕微鏡では、光学顕微鏡と電子
顕微鏡との相互の位置関係を高精度に保持することが可
能となり、光学顕微鏡で観察、測定したパタ−ンを非常
に高精度にしかも高速に電子光学系の高倍の視野内に送
りこむことが可能となる。この結果、所望のパタ−ンの
観察及び寸法測定を行う際、通常は観察倍率を何段階に
も変更してパタ−ンを探すために多くの時間を必要とす
るのに対して、本発明例により、一ケ所につき１５〜２
０秒の動作時間を必要とするものを、１０秒以下で行え
るようになり、非常に短時間に操作することが出来るよ
うになる。また、光学顕微鏡を有する電子ビ−ム描画装
置形はイオンビ−ム装置においても同様の効果を得るこ
とが可能となる。
微鏡を有する走査型電子顕微鏡では、光学顕微鏡と電子
顕微鏡との相互の位置関係を高精度に保持することが可
能となり、光学顕微鏡で観察、測定したパタ−ンを非常
に高精度にしかも高速に電子光学系の高倍の視野内に送
りこむことが可能となる。この結果、所望のパタ−ンの
観察及び寸法測定を行う際、通常は観察倍率を何段階に
も変更してパタ−ンを探すために多くの時間を必要とす
るのに対して、本発明例により、一ケ所につき１５〜２
０秒の動作時間を必要とするものを、１０秒以下で行え
るようになり、非常に短時間に操作することが出来るよ
うになる。また、光学顕微鏡を有する電子ビ−ム描画装
置形はイオンビ−ム装置においても同様の効果を得るこ
とが可能となる。
【００３３】一方、二つの電子光学系を有する電子ビ−
ム描画装置を使ってウェ−ハ上に同時に描画したパタ−
ンの相互の位置精度を非常に高精度に配置することが可
能となる。イオンビ−ム描画装置装置においても同様な
効果を得ることが出来る。
ム描画装置を使ってウェ−ハ上に同時に描画したパタ−
ンの相互の位置精度を非常に高精度に配置することが可
能となる。イオンビ−ム描画装置装置においても同様な
効果を得ることが出来る。
【図１】本発明にもとづく荷電粒子線線装置の一実施例
としての、光学顕微鏡を有する走査型電子顕微鏡の構成
図。
としての、光学顕微鏡を有する走査型電子顕微鏡の構成
図。
【図２】図１の試料ステ−ジ部分のもう一つの実施例の
斜視図。
斜視図。
【図３】図１の制御系の正面概要図。
【図４】本発明にもとづく荷電粒子線装置のもう一つの
実施例としての、電子ビ−ム描画装置の構成図。
実施例としての、電子ビ−ム描画装置の構成図。
１…試料室、２…Ｘ、Ｙステ−ジ、３…鏡体、４…ウェ
−ハ、５…光学顕微鏡、６…タ−ボ分子ポンプ、７…ロ
−タリ−ポンプ、８、４６…試料ホルダ、９、４９、５
０…偏向コイル、１０、１１、４４、４５…基準パタ−
ン、１２、５４…画像処理装置、１３、１４、５５〜５
８…電子レンズ、１５、５３…制御系、１６、５２…高
圧電源、１７、５１…Ｘ、Ｙステ−ジ駆動機構、２０、
２１、４４、４５…基準パタ−ン、２２…基準パタ−ン
部材、３１…制御系の表示画面、３２、３３…モニタ表
示面、４１、４２…電子光学系、４３…ＸＹステ−ジ、
４４、４５…基準パタ−ン、４６…試料ホ−ルダ、４
７、４８…二次電子検出器、４９、５０…偏向コイル、
Ｓ…二つの電子光学系間距離、Ｓｐ…基準パタ−ンの設
置距離。
−ハ、５…光学顕微鏡、６…タ−ボ分子ポンプ、７…ロ
−タリ−ポンプ、８、４６…試料ホルダ、９、４９、５
０…偏向コイル、１０、１１、４４、４５…基準パタ−
ン、１２、５４…画像処理装置、１３、１４、５５〜５
８…電子レンズ、１５、５３…制御系、１６、５２…高
圧電源、１７、５１…Ｘ、Ｙステ−ジ駆動機構、２０、
２１、４４、４５…基準パタ−ン、２２…基準パタ−ン
部材、３１…制御系の表示画面、３２、３３…モニタ表
示面、４１、４２…電子光学系、４３…ＸＹステ−ジ、
４４、４５…基準パタ−ン、４６…試料ホ−ルダ、４
７、４８…二次電子検出器、４９、５０…偏向コイル、
Ｓ…二つの電子光学系間距離、Ｓｐ…基準パタ−ンの設
置距離。
Claims (8)
- 【請求項１】荷電粒子線を発生させる荷電粒子線と前記
荷電粒子線をステ−ジに搭載された試料に向ける手段と
を含む荷電粒子線光学系を有すると共に前記試料を観察
する光学顕微鏡を有する荷電粒子線装置において、前記
ステ−ジに第１及び第２の基準パタ−ンを設け、該第１
及び第２の基準パタ−ンを前記光学顕微鏡及び前記荷電
粒子線光学系を用いてそれぞれ独立に観察し、位置測定
するように構成したことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 【請求項２】請求項１に記載された荷電粒子線装置にお
いて、前記第１及び第２の基準パタ−ンはこれらの間隔
が前記光学顕微鏡及び前記荷電粒子線光学系の光軸間距
離と同一となるように配置されていることを特徴とする
荷電粒子線装置。 - 【請求項３】請求項１又は２に記載された荷電粒子線装
置において、前記第１及び第２の基準パタ−ンは前記ス
テ−ジに設けられた同一の部材上に形成されていること
を特徴とする荷電粒子線装置。 - 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載された荷電
粒子線装置において、前記第１及び第２の基準パタ−ン
の観察及び位置測定を同時に行い、その結果にもとづい
て前記光軸間距離を校正するように構成したことを特徴
とする荷電粒子線装置。 - 【請求項５】請求項４に記載された荷電粒子線装置にお
いて、前記光学顕微鏡の光軸中心を基準として前記荷電
粒子線光学系の光軸中心の位置にオフセットを与えてそ
の位置変更を行うように構成したことを特徴とする荷電
粒子線装置。 - 【請求項６】請求項４に記載された荷電粒子線装置にお
いて、前記荷電粒子線光学系の光軸中心を基準として前
記光学顕微鏡の光軸中心の位置にオフセットを与えてそ
の位置変更を行うように構成したことを特徴とする荷電
粒子線装置。 - 【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載された荷電
粒子線装置において、第１及び第２の表示面を有するデ
ィスプレイ部を備え、前記第１の表示面には前記光学系
を用いて得られる前記第１の基準パタ−ンの画像を、前
記第２の表示面には前記荷電粒子線光学系を用いて得ら
れる前記第２の基準パタ−ンの画像をそれぞれ同時に表
示するように構成したことを特徴とする荷電粒子線装
置。 - 【請求項８】荷電粒子線を発生させる荷電粒子線と前記
荷電粒子線をステ−ジに搭載された試料に向ける手段と
を含む第１及び第２の荷電粒子線光学系を有する荷電粒
子線装置において、前記ステ−ジに第１及び第２の基準
パタ−ンを設け、該第１及び第２の基準パタ−ンをそれ
ぞれ前記第１及び第２の荷電粒子線光学系を用いてそれ
ぞれ独立に観察し、位置測定するように構成したことを
特徴とする荷電粒子線装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07169759A JP3141732B2 (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 荷電粒子線装置 |
| US08/670,047 US5747816A (en) | 1995-07-05 | 1996-06-25 | Charged particle beam apparatus |
| EP96110417A EP0752715B1 (en) | 1995-07-05 | 1996-06-27 | Charged particle beam apparatus |
| DE69613050T DE69613050T2 (de) | 1995-07-05 | 1996-06-27 | Strahlapparat für geladene Teilchen |
| KR1019960027008A KR100448036B1 (ko) | 1995-07-05 | 1996-07-04 | 하전입자선장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07169759A JP3141732B2 (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 荷電粒子線装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0922676A true JPH0922676A (ja) | 1997-01-21 |
| JP3141732B2 JP3141732B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=15892332
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP0752715B1 (ja) |
| JP (1) | JP3141732B2 (ja) |
| KR (1) | KR100448036B1 (ja) |
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| JPWO2018146804A1 (ja) * | 2017-02-13 | 2019-11-21 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
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| US6583413B1 (en) * | 1999-09-01 | 2003-06-24 | Hitachi, Ltd. | Method of inspecting a circuit pattern and inspecting instrument |
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| WO2014042538A1 (en) * | 2012-09-14 | 2014-03-20 | Delmic B.V. | Integrated optical and charged particle inspection apparatus |
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| US9230339B2 (en) | 2013-01-07 | 2016-01-05 | Wexenergy Innovations Llc | System and method of measuring distances related to an object |
| US9691163B2 (en) | 2013-01-07 | 2017-06-27 | Wexenergy Innovations Llc | System and method of measuring distances related to an object utilizing ancillary objects |
| US10196850B2 (en) | 2013-01-07 | 2019-02-05 | WexEnergy LLC | Frameless supplemental window for fenestration |
| US8923650B2 (en) | 2013-01-07 | 2014-12-30 | Wexenergy Innovations Llc | System and method of measuring distances related to an object |
| EP3631136A4 (en) | 2017-05-30 | 2021-03-10 | Wexenergy LLC | ADDITIONAL FRAMELESS WINDOW FOR WINDOWS |
| KR101818406B1 (ko) * | 2017-12-05 | 2018-01-15 | 한국기초과학지원연구원 | 복합현미경 장치 |
| CN113379692B (zh) * | 2021-06-01 | 2022-10-21 | 中科晶源微电子技术（北京）有限公司 | 校准om和sem坐标关系的方法和装置、设备和存储介质 |
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| JPS5795056A (en) * | 1980-12-05 | 1982-06-12 | Hitachi Ltd | Appearance inspecting process |
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1995
- 1995-07-05 JP JP07169759A patent/JP3141732B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1996
- 1996-06-25 US US08/670,047 patent/US5747816A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-27 DE DE69613050T patent/DE69613050T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-06-27 EP EP96110417A patent/EP0752715B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-04 KR KR1019960027008A patent/KR100448036B1/ko not_active IP Right Cessation
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| DE69613050D1 (de) | 2001-07-05 |
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