TW201939026A - 電子束裝置及試料檢查方法 - Google Patents

Abstract

提供一種適合在大電流條件下高精度地觀察深溝或深孔的底部之電子束裝置。
具有：電子光學系統，其具有將來自電子源(100)的電子束(116)照射至第1開口(153)之照射光學系統、及將第1開口的開口像投影成像於試料上之縮小投影光學系統；及檢測器(121、122)，檢測由於電子光學系統而電子束被照射至試料藉此放出之2次電子(117)；及圖像處理部(148)，從藉由電子光學系統的掃描偏向器(106、108)一面將電子束二維地掃描一面照射至試料而獲得之檢測器的檢測訊號來生成二維圖像；圖像處理部，從來自檢測訊號的二維圖像資訊，將第1開口的理想開口像的電子束強度分布資訊做反摺積而生成再構成圖像。

Description

電子束裝置及試料檢查方法

本發明有關使用電子束來進行觀察、檢查、計測之電子束裝置及使用了電子束裝置之試料檢查方法。

使用了電子束之試料的觀察、檢查、計測等中所使用的掃描電子顯微鏡(SEM：Scanning Electron Microscope)等電子束裝置，是將從電子源放出的電子加速，藉由靜電透鏡或電磁透鏡令其收斂於試料表面上而照射。將此稱為1次電子。藉由1次電子的入射，從試料會放出2次電子(有時亦分開將低能量的電子稱為二次電子、高能量的電子稱為反射電子)。一面將電子束偏向而在試料上掃描，一面檢測該些2次電子，藉此便能獲得試料上的微細圖樣或組成分布之掃描圖像。此外，藉由檢測被試料吸收之電子，亦可形成吸收電流像。

掃描電子顯微鏡中，為了進行深溝或深孔的底部之觀察或是高精度之圖樣尺寸計測，必須使電子束的電流量增大藉此加大訊號量。而且若不將電子束的開口角減小，則失焦所造成之射束暈散會變大，難以將深溝或深孔的底部和上部分離而觀察。若一面維持電流量一面減小開口角，則電子源像會變大而解析力會降低。

因此，已知有一種使藉由圖像處理而取得的圖像的解析力提升之方法。專利文獻1或專利文獻2中揭示一種推定1次射束的大小或剖面(profile)，以其為基礎而使用傅立葉變換做圖像處理之方法。
[先前技術文獻]
[專利文獻]

[專利文獻1] 日本特開平4-341741號公報
[專利文獻2] 日本特開2017-27829號公報

[發明所欲解決之問題]

專利文獻1及專利文獻2中，使用圖像處理正確地求出1次射束的強度分布之方法並未載明。習知之掃描電子顯微鏡是將電子源的像形成於試料上，因此1次射束的強度分布，會由電子源像、光學像差、射束振動等所決定。又，取得圖像中亦會顯現在試料內之電子線散射的影響。該些因素當中，當觀察深溝或深孔的情形下由於訊號電子的檢測效率低因此需要大電流，因此電子源像會成為1次射束的強度分布的支配性因素之一。此處，正確地掌握電子源像是極為困難的，因此無法精度良好地進行圖像處理而使圖像的解析力提升。又，無法控制電子源像的大小，也是電子束裝置間的射束特性差(機械誤差)的原因。

本發明提供一種適合在大電流條件下高精度地觀察深溝或深孔的底部之電子束裝置。

[解決問題之技術手段]

本發明一實施形態之電子束裝置，具有：電子光學系統，其具有將來自電子源的電子束照射至第1開口之照射光學系統、及將第1開口的開口像投影成像於試料上之縮小投影光學系統；及檢測器，檢測由於電子光學系統而電子束被照射至試料藉此放出之2次電子；及圖像處理部，從藉由電子光學系統的掃描偏向器一面將電子束二維地掃描一面照射至試料而獲得之檢測器的檢測訊號來生成二維圖像；圖像處理部，從來自檢測訊號的二維圖像資訊，將第1開口的理想開口像的電子束強度分布資訊做反摺積而生成再構成圖像。

其他待解問題與新穎特徵，將由本說明書之記述及隨附圖面而明瞭。

[發明之效果]

即使在大電流條件下仍可藉由圖像處理取得高解析力圖像，特別對於深孔或深溝之觀察而言有效。

參照圖面，說明本發明之實施形態。此處雖以掃描電子顯微鏡為例來說明，但亦可適用於掃描電子顯微鏡以外的電子束裝置。

圖1為本發明實施形態之掃描電子顯微鏡示意全體概略圖。藉由電子槍101而從電子源100放出的電子束(1次電子116)，通過第1聚光透鏡103、第2聚光透鏡105及開口照射透鏡150這3段的透鏡，照射至第1開口板154。在第1開口板154設有第1開口153。此外，第1開口153，被做成藉由控制開口板平台155之開口位置控制部163而可調整對於電子束而言之開口的位置。穿透了第1開口153的電子束，通過第1縮小透鏡151、第2縮小透鏡152及對物透鏡113這3段的透鏡，照射至被保持於平台115之試料114上。詳細後述之，藉由以上的電子光學系統，第1開口153的像(開口像)被投影成像於試料114上。第1開口153理想是做成圓形開口。這是因為圓形開口為等方性因此容易進行圖像處理的緣故。

另，此構成例中，是對於對物透鏡上磁路110從升壓電壓控制部141施加正電壓，對於試料114從試料電壓控制部144施加負電壓，藉此形成靜電透鏡，因此對物透鏡113會成為磁場電場重疊透鏡。此外，對物透鏡113的磁路開口面向試料114側，成為稱做半插入透鏡型(semi-in-lens)的透鏡構造。對物透鏡控制部142，控制流至對物透鏡線圈112的激磁電流。此外，在第1縮小透鏡151與第2縮小透鏡152之間亦可設置第2開口板954。在第2開口板954設有第2開口953。第2開口953的目的在於控制電子束的身為波的干涉效應，藉此可控制繞射像差或失焦時的射束暈散。第2開口953的大小，理想是比在開口位置之電子束的半值寬(half-widtg)還大，又，藉由令電子束的大部分穿透，能夠忽略對其他的電子束特性造成之影響。

藉由電子束照射至試料114而放出的2次電子117(有時亦分類將低速電子稱為二次電子、將高速電子稱為反射電子)，藉由位於縮小投影光學系統(將掃描電子顯微鏡的電子光學系統以第1開口板154的上下予以區分，從第1開口板154至試料114側的電子光學系統稱為縮小投影光學系統、從電子源100至第1開口板154為止的電子光學系統稱為照射光學系統)的中間之第1檢測器121或是位於對物透鏡113的底面之第2檢測器122而被檢測到。第1檢測器121藉由第1檢測系控制部136，第2檢測器122藉由第2檢測系控制部138而受到控制。試料114上的1次電子116，藉由第1掃描偏向器106與第2掃描偏向器108而被二維地掃描，其結果能夠獲得試料114的二維圖像資訊。二維掃描一般而言是一面朝縱方向移動開始位置一面進行橫方向的線掃描。此二維圖像資訊的中心位置，藉由受到第1掃描偏向器控制部137控制之第1掃描偏向器106與受到第2掃描偏向器控制部139控制之第2掃描偏向器108而被規定。此例中第1掃描偏向器106及第2掃描偏向器108是做成靜電偏向器。

另，電子槍101藉由電子槍控制部131、第1聚光透鏡103藉由第1聚光透鏡控制部133、第2聚光透鏡105藉由第2聚光透鏡控制部135、開口照射透鏡150藉由開口照射透鏡控制部160、第1縮小透鏡151藉由第1縮小透鏡控制部161、第2縮小透鏡152藉由第2縮小透鏡控制部162而各自受到控制。此外，在電子槍101的後段配置用來控制1次電子116的射束軸之第1校準器102，藉由第1校準器控制部132而受到控制。該些對於電子光學系統的各要素或檢測器之控制部，是藉由控制裝置全體之裝置控制部146，基於記錄裝置145中記憶的控制資料等而統一地受到控制。藉由第1檢測器121或第2檢測器122而被檢測到的檢測訊號，會記憶於記錄裝置145。圖像處理部148藉由檢測訊號來生成二維圖像，生成的二維圖像會被記憶於記錄裝置145、或被顯示於顯示裝置147。此外，異常判定部149從來自檢測訊號的二維圖像資訊而抽出缺陷候補。

圖2揭示圖1的掃描電子顯微鏡的電子光學系統中的電子的基準軌道。作為基準軌道，揭示以電子源中心100a作為物點之電子源基準軌道201(單點鏈線)與以開口中心154a作為物點之開口基準軌道202(實線)。電子源基準軌道201中，以電子源中心100a作為物點之電子束，藉由2個聚光透鏡103、105而形成電子源第2中間像211，藉由開口照射透鏡150做成平行射束而照射開口板154。穿透了開口153的平行射束，藉由2個縮小透鏡151、152而形成電子源像213。此時，電子源像213是被控制成在對物透鏡113的後方焦點面形成電子源像213。

另一方面，開口基準軌道202中，以開口中心154a作為物點之電子束，藉由2個縮小透鏡151、152與對物透鏡113而在試料114上形成被縮小後的開口153的開口像221。圖3揭示開口基準軌道202的細節。圖3揭示將開口板154的開口153投影成像於試料上作為開口像221之電子軌道的來自開口的右端與左端的3方向的電子軌道(各自稱為開口右端軌道251(虛線)及開口左端軌道252(點線))。揭示電子軌道藉由第1縮小透鏡151與第2縮小透鏡152而形成了開口中間像220後，以遵照透鏡條件之倍率被投影成像於試料114上作為開口像221之情況。

圖4A揭示在試料114鄰近之電子軌道。圖中揭示具有以開口板154的開口153的兩端作為物點之電子軌道的1次電子401，藉由圖3所示之電子軌道，而帶著開口角402的角度在試料114上結成焦點。在左右的焦點位置之間會形成開口像221。此外，通過開口角402的中心之軌道和試料面之相夾角度為入射角403，本實施例中於左右皆約為90度。將此狀態稱為遠心(telecentric)，在深溝或深孔的觀察中為一重要的電子束特性。如圖2中說明般，在對物透鏡113的後方焦點面形成電子源像213，便是為了實現此狀態。也就是說，對物透鏡113的後方焦點面，當對於對物透鏡113從試料側沿著光軸方向入射了平行射束的情形下，為結成焦點之位置。如圖3所示，開口右端軌道251當中沿著光軸方向直進之軌道251a及開口左端軌道252當中沿著光軸方向直進之軌道252a，藉由2個縮小透鏡151、152在電子源像213的位置入射至點405。點405為對物透鏡113的後方焦點面上的點，因此從點405入射至對物透鏡113的電子束，會具有相對於試料面而言垂直入射之電子軌道。

圖4B揭示當開口板154的開口153為圓形開口的情形下，形成於試料114上之開口像221。利用圖5A～C，說明由本實施例的開口像221獲得之電子束強度分布。圖5A為開口像221的電子束強度分布(射束剖面(beam profile))。此處，開口像221的電子束強度分布，是令其以在開口像221的中心410(參照圖4B)之一維分布來代表。以下，圖5B、C亦同。開口像221的電子束強度分布，比起圖5B所示理想的開口像的電子束強度分布，在開口像的邊緣部分電子束強度降低，將開口像全體的寬幅稱為「開口像尺寸」、邊緣部分的寬幅稱為「邊緣尺寸」。例如，開口像尺寸能夠定義為相對強度為0.5之電子束強度分布的寬度，邊緣尺寸能夠定義為相對強度為0.1～0.9之電子束強度分布的寬度。

此處，理想的開口像是對開口板154的開口153的開口形狀乘上投影倍率而成者。開口的投影倍率，由縮小投影光學系統的3個透鏡所決定。另一方面，邊緣尺寸，是由電子光學系統的光學像差或射束振動所決定。因此，雖難以正確地求出邊緣尺寸像的強度分布，但若假設圖5C為造成邊緣尺寸的原因之光學像差或射束振動所造成的邊緣尺寸像的強度分布，則圖5A所示之開口像的電子束強度分布，會呈現形成為圖5B所示理想開口像的電子束強度分布與圖5C所示邊緣尺寸像的電子束強度分布這2個分布之摺積(convolution)之關係。

以下，說明將藉由掃描電子顯微鏡(參照圖1)使用開口像的電子束而取得的SEM圖像，以開口像的電子束強度分布為基礎而予以高解析力化之手法。圖像處理，藉由圖像處理部148(參照圖1)進行。本手法中，能夠使SEM圖像的解析力提升至接近邊緣尺寸的解析力(往後稱為邊緣解析力)。

首先，說明使用電子束強度分布資訊來將SEM圖像高解析力化之原理。SEM圖像(來自檢測器的檢測訊號之二維圖像資訊)是被表現為試料資訊與電子束強度分布資訊之摺積，故若使用傅立葉變換的性質便能表現成試料資訊與電子束強度分布資訊之積(數1)。

此處，I為SEM圖像、S為不含電子束強度分布資訊之試料資訊、BP為電子束強度分布資訊，FT為傅立葉變換，FT^-1 表示傅立葉逆變換。是故，作為不含電子束強度分布資訊之試料資訊而再構成的再構成圖像，可藉由從(數1)的兩邊將電子束強度分布資訊做反摺積(deconvolution)來獲得。具體而言，可藉由將把SEM圖像I與電子束強度分布資訊BP傅立葉變換後之物予以除算而做逆傅立葉變換來進行(數2)。

藉由此反摺積，已知能夠將藉由掃描電子顯微鏡取得的SEM圖像予以高解析力化。然而，如待解問題中亦敍述般，當如習知般藉由電子源像取得圖像的情形下，要正確地得到電子源像的電子束的電子束強度分布資訊是極為困難的。

圖6之波形601為當藉由開口像的電子束來取得圖像時之資訊傳遞的增益(Optical Transfer Function；光學傳遞函數)。波形601，能夠藉由將圖5A所示開口像的電子束強度分布做傅立葉變換(數3)來求出。

此處，f(x)為電子束強度分布(圖5A的波形)、g(w)為資訊傳遞增益、w為角頻率(另，圖6中是將角頻率以訂為相對值之相對頻率來表示)。

如波形601所示，隨著角頻率(相對頻率)變高增益會降低而在點602(稱為「零點頻率」)一度成為零。此一事實顯示愈是高頻的資訊愈難獲得。然而，一旦超過零點頻率602成為更高頻區域，則增益的絕對值會增加。此為使用了開口像的情形下之特徵，表示具有可獲得高解析力的圖像之潛力。也就是說，能夠超過零點頻率而到更高頻區域獲得資訊。

具體而言，作為(數2)的電子束強度分布資訊BP，係運用理想開口像的電子束強度分布(圖5B的波形)。如先前所述，開口像的電子束強度分布，是形成為理想開口像的電子束強度分布與邊緣尺寸像的電子束強度分布之摺積，因此開口像的增益，會成為將理想開口像的增益與邊緣尺寸像的增益相乘而成者。此外，理想開口像的增益可由開口形狀與投影倍率藉由計算來獲得。如此一來，意味著從藉由開口像得到的SEM圖像，將理想開口像的電子束強度分布資訊做反摺積，藉此便能復元以相當於邊緣尺寸像之電子束做圖像取得之圖像。圖6一併揭示當以相當於邊緣尺寸之射束做圖像取得的情形下之增益(波形603)。像這樣，能夠理解比起開口像的電子束所造成的資訊傳遞的增益，在全頻率頻帶下資訊傳遞增益會提升。

理想開口像的增益，是藉由將由開口153的開口形狀與投影倍率之積所推定出的理想開口像的矩形剖面(圖5B的波形)做傅立葉變換來正確地求出，因此無關乎開口像尺寸，藉由本手法之圖像處理能夠獲得相同解析力(相當於邊緣解析力)的圖像。也就是說，表示即使伴隨大電流化而開口像變大，仍可復元接近小電流的解析力之圖像。是故，本手法係開口像尺寸比邊緣尺寸還大者較能發揮效果。若考量通常的電子光學系統的能力則料想5nm以上的尺寸有效力。除此以外，拍攝時的像素尺寸亦為實質的解析力劣化因素，因此理想是開口像尺寸比像素尺寸還大。

另，若要藉由圖像處理獲得邊緣解析力以上的高解析力，必須正確地知道邊緣尺寸像的增益。由於難以將規定邊緣尺寸像之射束振動等予以正確地掌握，因此藉由本手法之圖像處理所獲得的解析力亦停留在相當於邊緣解析力。然而，藉由本手法能夠緩解開口像尺寸引起之解析力劣化，在解析力劣化的主因為射束尺寸之大電流條件(例如深溝或深孔的底部觀察等之光學條件)下，運用本手法的優勢特別大。

另，如圖6所示，本手法中會發生不能做資訊傳遞之頻率(「零點頻率」)。這是因為即使欲進行增益成為0的頻率下之資訊復元，計算也會發散。應對它的一種手段，有使用零點頻率的周邊的頻率的資料來推定零點頻率的資訊之方法。作為簡便的方法的例子，可舉出藉由取得圖像的傅立葉變換將在該頻率鄰近之分布做函數擬合之方法。

除此以外，亦可取得複數個圖像來進行圖像處理。圖7揭示了將開口角設為相等之相異尺寸的開口像的增益。藉由使用相異投影倍率或相異開口形狀的至少任一方，便可取得相異尺寸的開口像的圖像。在此情形下，如圖7所示，依開口像而零點頻率相異，藉由使用雖相同頻率但增益的值較大之開口像的二維圖像資訊，便可達成更正確的圖像處理。邊緣解析力的主因素亦即光學像差係和開口角相依，因此以將開口角設為相等之方式來設定光學條件，藉此即使開口像的尺寸相異，作為解析力的復元目標之邊緣解析力仍能相等。

另一方面，當從檢測器取得的SEM圖像的SN低的情形下，若藉由本手法之圖像處理來使解析力提升，則也會放大噪訊的影響，可能反而對處理後的圖像帶來不良影響。因此，理想是設計成在圖像處理部148指定一規定解析力提升的程度之圖像處理參數P，而遵照圖像處理參數P來進行SEM圖像的高解析力化。

此處，訂α=(邊緣尺寸像的增益)／(開口像的增益)，以圖像處理所造成的解析力提升指數G例如成為(αP+(1-P))之方式來進行圖像處理。P=1時成為G=α而令SEM圖像往邊緣解析力提升，P=0時成為G=1而成為無復元。藉由0＜P＜1來進行中間性的解析力提升。圖8揭示每一圖像處理參數P的復元圖像的資訊傳遞的增益。像這樣，藉由指定圖像處理參數P來做高解析力化，即使對於SN低的圖像仍可達成運用了本手法之高解析力化。另，解析力提升指數G不限定於例示者。只要是P=1時G=α，P=0時G=1，0＜P＜1下成為G=α～1之函數即可。

圖9揭示顯示於顯示裝置147之GUI(Graphical User Interface)的例子。藉由圖像處理會使圖像的解析力大幅變化，因此畫面900中顯示圖像處理前圖像901與圖像處理後圖像902。如此一來，便可比較處理前後的圖像，而可綜合地判斷取得的圖像。此外，本手法中本質性的參數被顯示於參數顯示部903。被顯示的參數中，包含倍率、開口像尺寸、半開口角(開口角(參照圖4A)的1／2)、圖像處理參數P。開口像尺寸的單位為「nm」、半開口角的單位為「mrad」。操作者，於參數顯示部903設定該些值，藉此可容易地進行光學參數的調整或決定或是圖像處理的最佳化。

接下來，說明使用了本實施形態之電子束裝置的試料的檢查方法。圖10揭示高速檢查用的流程圖。當針對深孔、深溝等三維形狀進行檢查的情形下，會以小開口角設定大電流的光學條件，因此開口像尺寸會變大，可達成藉由本手法所做的圖像處理而獲得之SEM圖像的高解像化。然而，當以缺陷檢查為目的的情形下，未必需要在所有場所進行圖像處理。往第1拍攝處移動(步驟1001)、拍攝(步驟1002)、對拍攝出的SEM圖像(來自檢測訊號的二維圖像資訊)以異常判定部149進行異常判定。當藉由拍攝出的SEM圖像而被判定為有缺陷候補的情形下，以圖像處理部148藉由圖像處理形成高解析的缺陷分析圖像(步驟1004)。當被判定為無缺陷候補的情形下，往下一拍攝處移動(步驟1005)。

圖11為高速檢查用的另一流程圖。本例中，當藉由拍攝出的SEM圖像而被判定為有缺陷候補的情形下，對於被判定為有缺陷候補之區域追加實施將電子束的全照射量增量之拍攝，而獲得比步驟1002還更令SN提升之SEM圖像(步驟1010)。在圖像處理部148，針對令SN提升了的SEM圖像藉由圖像處理來形成高分解的缺陷分析圖像(步驟1011)。如此一來便能減輕圖像處理時的噪訊的影響而進行缺陷分析。

此外，先前說明了基於第1開口板154的第1開口153的開口形狀與投影倍率，而藉由演算來求出開口像尺寸。然而，也會有電子束裝置的正確投影倍率為未知之情形。在此情形下，能夠藉由實機來求出開口像尺寸。圖12揭示計測開口像尺寸之流程圖。此例中，作為計測用標記係使用埋入於矽之鎢線圖樣。首先，移動至此計測用標記的位置(步驟1201)。接下來拍攝鎢埋入線(步驟1202)，取得一維的電子束強度分布(步驟1203)。開口像的強度分布成為半圓形狀。基於開口153為圓形，以此電子束強度分布為基礎算出開口像的直徑(步驟1204)。開口153的形狀為已知，因此即使裝置的投影倍率為未知仍可精度良好地推定開口像尺寸，可精度良好地進行圖像處理。另，使用了埋入線構造是為了避免2次電子放出的邊緣效應所造成之電子束強度分布的變形。

接著，說明減低進行試料的檢查之複數台電子束裝置的機械誤差之手法。各個裝置各自的全體構成和圖1所示者同等，使用其中一者來檢查試料。開口形狀的資訊被存儲於記錄裝置145，使用由控制第1縮小透鏡控制部161、第2縮小透鏡控制部162、對物透鏡控制部142之各電磁透鏡的激磁參數而求出之縮小投影光學系統的投影倍率與開口形狀資料，於裝置控制部146算出開口像尺寸。另，開口為圓形開口，開口像尺寸訂為以圓形開口像的直徑來代表。

機械誤差減低的流程圖如圖13所示。首先，求出第1裝置的開口像尺寸(步驟1301)，接下來求出第2裝置的開口像尺寸(步驟1302)。比較兩者的尺寸(步驟1303)，當相異的情形下，以第1開口像尺寸作為基準，藉由控制第2裝置的投影倍率來調整第2開口像尺寸(步驟1304)。如此一來便能減低第1裝置的開口像尺寸與第2裝置的開口像尺寸之差異所引起的機械誤差而執行檢查(步驟1305)。步驟1305中，亦可運用圖10、圖11中說明的高速檢查用的流程。當存在更多作為對象的裝置的情形下，藉由將本手法擴大運用於第3、第4裝置，便可管理複數個裝置的機械誤差。另，調整投影倍率時，是以開口像的開口角不變化之方式來進行第1及第2聚光透鏡的調整。

使用了習知的電子源像之裝置中，有著電子源像尺寸的正確推定困難、大電流下倍率大因此外部干擾等所造成之射束振動顯著這些缺點。射束振動和裝置全體有關故難以控制，是機械誤差減低的很大障礙。因此，使用開口像之本手法，由機械誤差減低的觀點看來料想亦有效。

另，本發明並非由上述實施例所限定，還包含各種變形例。例如，上述實施例是為了便於說明本發明而說明，並非限定於一定要具備所說明之所有構成。此外，可將某一例構成的一部分置換成其他例之構成，又，亦可於某一例之構成追加其他例之構成。此外，針對各例的構成的一部分，可追加、刪除或置換其他構成。此外，本發明不限定於深溝或深孔的檢查，在大電流下進行拍攝時廣泛地有效。

101‧‧‧電子槍

102‧‧‧第1校準器

103‧‧‧第1聚光透鏡

105‧‧‧第2聚光透鏡

106‧‧‧第1掃描偏向器

108‧‧‧第2掃描偏向器

113‧‧‧對物透鏡

114‧‧‧試料

115‧‧‧平台

116‧‧‧1次電子

117‧‧‧2次電子

121‧‧‧第1檢測器

122‧‧‧第2檢測器

131‧‧‧電子槍控制部

132‧‧‧第1校準器控制部

133‧‧‧第1聚光透鏡控制部

135‧‧‧第2聚光透鏡控制部

136‧‧‧第1檢測系統控制部

137‧‧‧第1掃描偏向器控制部

138‧‧‧第2檢測系統控制部

139‧‧‧第2掃描偏向器控制部

141‧‧‧升壓電壓控制部

142‧‧‧對物透鏡控制部

144‧‧‧試料電壓控制部

145‧‧‧記錄裝置

146‧‧‧裝置控制部

147‧‧‧顯示裝置

148‧‧‧圖像處理部

149‧‧‧異常判定部

150‧‧‧開口照射透鏡

151‧‧‧第1縮小透鏡

152‧‧‧第2縮小透鏡

153‧‧‧第1開口

154‧‧‧第1開口板

155‧‧‧開口板平台

160‧‧‧開口照射透鏡控制部

161‧‧‧第1縮小透鏡控制部

162‧‧‧第2縮小透鏡控制部

163‧‧‧開口位置控制部

201‧‧‧電子源基準軌道

202‧‧‧開口基準軌道

210‧‧‧電子源第1中間像

211‧‧‧電子源第2中間像

212‧‧‧電子源第3中間像

213‧‧‧電子源像

220‧‧‧開口中間像

221‧‧‧開口像

251‧‧‧開口右端軌道

252‧‧‧開口左端軌道

402‧‧‧開口角

403‧‧‧入射角

953‧‧‧第2開口

954‧‧‧第2開口板

[圖1] 掃描電子顯微鏡的全體概略圖。

[圖2] 掃描電子顯微鏡的電子軌道說明圖。

[圖3] 圖2的開口基準軌道的細節示意圖。

[圖4A] 試料鄰近的電子軌道示意圖。

[圖4B] 形成於試料上之開口像221示意圖。

[圖5A] 開口像的電子束強度分布。

[圖5B] 理想開口像的電子束強度分布。

[圖5C] 邊緣尺寸像的電子束強度分布。

[圖6] 開口像所造成之資訊傳遞的增益示意圖。

[圖7] 相異尺寸的2個開口像所造成之資訊傳遞的增益示意圖。

[圖8] 每一圖像處理參數P之復元圖像的資訊傳遞的增益示意圖。

[圖9] 示意顯示於顯示裝置之GUI的例子。

[圖10] 高速檢查用的流程圖。

[圖11] 高速檢查用的另一流程圖。

[圖12] 計測開口像尺寸之流程圖。

[圖13] 減低複數個電子束裝置間的機械誤差之流程圖。

Claims (13)

1. 一種電子束裝置，具有： 電子光學系統，具有將來自電子源的電子束照射至第1開口之照射光學系統、及將前述第1開口的開口像投影成像於試料上之縮小投影光學系統；及 檢測器，檢測由於前述電子光學系統而前述電子束被照射至前述試料藉此放出之2次電子；及 圖像處理部，從藉由前述電子光學系統的掃描偏向器一面將前述電子束二維地掃描一面照射至前述試料而獲得之前述檢測器的檢測訊號來生成二維圖像； 前述圖像處理部，從來自前述檢測訊號的二維圖像資訊，將前述第1開口的理想開口像的電子束強度分布資訊做反摺積而生成再構成圖像。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子束裝置，其中， 前述第1開口為圓形開口。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電子束裝置，其中， 前述圖像處理部，算出前述第1開口的開口形狀與前述縮小投影光學系統的投影倍率之積，作為前述理想開口像的電子束強度分布資訊。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電子束裝置，其中， 前述圖像處理部，將資訊傳遞增益成為0之零點頻率的資訊，使用前述零點頻率的周邊的頻率的資料予以推定。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電子束裝置，其中， 前述圖像處理部，使用將前述第1開口的第1開口像投影成像於前述試料上而獲得之第1二維圖像資訊、及將和前述第1開口像尺寸相異之前述第1開口的第2開口像投影成像於前述試料上而獲得之第2二維圖像資訊，來生成前述再構成圖像。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電子束裝置，其中， 前述電子光學系統，令將前述第1開口像投影成像於前述試料上時之前述第1開口的開口形狀或是前述縮小投影光學系統的投影倍率的至少其中一方相異，藉此使前述第2開口像投影成像於前述試料上。
7. 如申請專利範圍第6項所述之電子束裝置，其中， 前述電子光學系統，被設定成將前述第1開口像投影成像於前述試料上時之開口角和將前述第2開口像投影成像於前述試料上時之開口角相等。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電子束裝置，其中， 前述圖像處理部，生成和被指定的圖像處理參數相應程度地高解析力化之前述再構成圖像。
9. 如申請專利範圍第1項所述之電子束裝置，其中， 具有：異常判定部，從來自前述檢測訊號的二維圖像資訊而抽出缺陷候補， 前述圖像處理部，針對來自前述異常判定部抽出缺陷候補時之前述檢測訊號的二維圖像資訊，生成前述再構成圖像。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電子束裝置，其中， 前述圖像處理部，針對來自對於前述異常判定部抽出缺陷候補時之區域增加全照射量而進行拍攝而獲得的檢測訊號之二維圖像資訊，生成前述再構成圖像。
11. 如申請專利範圍第1項所述之電子束裝置，其中， 前述縮小投影光學系統具有第2開口， 前述第2開口的大小被做成比在開口位置之前述電子束的半值寬還大。
12. 一種試料檢查方法，係使用第1電子束裝置或第2電子束裝置的任一個電子束裝置來檢查試料之試料檢查方法， 前述第1及第2電子束裝置的各者，具有： 電子光學系統，具有將來自電子源的電子束照射至開口之照射光學系統、及將前述開口的開口像投影成像於前述試料上之縮小投影光學系統；及 檢測器，檢測由於前述電子光學系統而前述電子束被照射至前述試料藉此放出之2次電子；及 圖像處理部，藉由前述電子光學系統的掃描偏向器一面將前述電子束二維地掃描一面照射至前述試料，從前述檢測器的檢測訊號來生成二維圖像； 基於前述第1電子束裝置的前述開口的開口形狀與前述縮小投影光學系統的投影倍率，算出前述第1電子束裝置的前述開口像的尺寸， 基於前述第2電子束裝置的前述開口的開口形狀與前述縮小投影光學系統的投影倍率，算出前述第2電子束裝置的前述開口像的尺寸， 當前述第1電子束裝置的前述開口像的尺寸和前述第2電子束裝置的前述開口像的尺寸相異之情形下，以前述第2電子束裝置的前述開口像的尺寸成為前述第1電子束裝置的前述開口像的尺寸之方式，來調整前述第2電子束裝置的前述縮小投影光學系統的投影倍率。
13. 如申請專利範圍第12項所述之試料檢查方法，其中， 前述第1電子束裝置及前述第2電子束裝置的前述圖像處理部，從來自前述檢測訊號的二維圖像資訊將前述開口的理想開口像的電子束強度分布資訊做反摺積而生成再構成圖像。