TW202349434A - 帶電粒子線裝置，觀測條件的設定方法，及程式 - Google Patents

Abstract

周期性地照射脈波狀的帶電粒子線而觀測試料之帶電粒子線裝置，具備：控制裝置，基於觀測條件而控制脈波狀的帶電粒子線之照射及放出電子的訊號之檢測。控制裝置，係基於從粒子源照射的帶電粒子線的電流，以及試料的靜電電容及電阻，算出脈波狀的帶電粒子線的照射周期、掃描速度及脈波寬度，與放出電子的訊號的檢測時間點，設定包含帶電粒子線的電流，脈波狀的帶電粒子線的照射周期、掃描速度及脈波寬度，以及放出電子的訊號的檢測時間點之觀測條件。

Description

帶電粒子線裝置，觀測條件的設定方法，及程式

本發明有關運用帶電粒子線而觀測試料之計測裝置，特別是電子顯微鏡。

在電子學領域中，半導體等的元件尺寸年年都在演進微細化及三維化。伴隨此，不僅是半導體的表面，還不斷要求得到來自於擴散層等的底部的構造的電氣特性的資訊。

作為觀測半導體的表面之方法，可舉出運用掃描電子顯微鏡之方法。另，以下說明中，亦將掃描電子顯微鏡記載為SEM(Scanning Electron Microscope)。

作為運用SEM計測電氣特性之方法，已知有如專利文獻1記載之技術。專利文獻1中，記載「一種照射帶電粒子線而觀測試料之計測裝置，具備：粒子源，輸出帶電粒子線；透鏡，匯聚帶電粒子線；檢測器，檢測從照射了帶電粒子線的試料放出的放出電子的訊號；及控制裝置，基於觀測條件控制帶電粒子線的輸出及放出電子的訊號之檢測；控制裝置，作為觀測條件係設定：第1參數，控制帶電粒子線的照射周期；第2參數，控制脈波狀的帶電粒子線的脈波寬度；及第3參數，在脈波狀的帶電粒子線的照射時間內控制放出電子的訊號的檢測時間點；其中，第3參數是基於從帶電粒子線的照射位置放出的複數個放出電子的訊號的各者的強度的差而被決定」。 [先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本特開2018-137160號公報

發明所欲解決之問題

運用SEM所能夠觀測的電氣特性的值域(觀測值域)，取決於觀測條件。觀測條件的其中一者為電子線的照射電流(探針電流)。照射電流的變更需要時間，因此檢查的處理量會降低。

本發明係提供一種技術，目的在於在將電子線的照射電流設為一定的條件下，設定實現所需的觀測值域的觀測條件。 解決問題之技術手段

若示出本案中揭示的發明的代表性一例則如以下所述。亦即，一種周期性地照射脈波狀的帶電粒子線而觀測試料之帶電粒子線裝置，具備：粒子源，輸出前述帶電粒子線；透鏡，匯聚前述帶電粒子線；檢測器，檢測從受到前述帶電粒子線照射的前述試料放出的放出電子的訊號；及控制裝置，基於觀測條件而控制脈波狀的前述帶電粒子線之照射及前述放出電子的訊號之檢測；前述控制裝置，係基於從前述粒子源照射的前述帶電粒子線的電流，以及前述試料的靜電電容及電阻，算出前述脈波狀的帶電粒子線的照射周期、掃描速度及脈波寬度，與前述放出電子的訊號的檢測時間點，設定包含前述帶電粒子線的電流，前述脈波狀的帶電粒子線的照射周期、掃描速度及脈波寬度，以及前述放出電子的訊號的前述檢測時間點之前述觀測條件。 發明之效果

按照本發明，能夠在將電子線的照射電流設為一定的條件下，設定實現所需的觀測值域的觀測條件。上述以外的待解問題、構成及效果，將藉由以下實施例之說明而明瞭。

以下，運用圖面說明本發明之實施例。惟，本發明並非被限縮解釋於以下所示實施例之記載內容。所屬技術領域者自當輕易理解在不脫離本發明之思想或要旨之範圍內得變更其具體構成。

以下說明之發明的構成中，對於同一或類似的構成或機能標注同一符號，而省略重複的說明。

本說明書等中的「第1」、「第2」、「第3」等的表記係為了識別構成要素而標注，未必是限定數或順序。

圖面等中示意的各構成的位置、大小、形狀及範圍等，為便於理解發明，有時並不表示實際的位置、大小、形狀及範圍等。是故，本發明中，不限縮於圖面等中揭示的位置、大小、形狀及範圍等。 實施例 1

圖1為示意實施例1之掃描電子顯微鏡的構成的一例的圖。圖2A及圖2B為示意運用實施例1之掃描電子顯微鏡而觀測的試料的一例的圖。

掃描電子顯微鏡10，由電子光學系統鏡筒101、控制器102及計算機103所構成。

電子光學系統鏡筒101，由電子槍111、偏向器113，114、光圈115、對物透鏡116、檢測器118、試料托座117所構成。

電子槍111，輸出一次電子線112。實施例1中，對試料119照射脈波電子線作為一次電子線112。脈波電子線的輸出，可藉由和脈波偏向器相對應的偏向器113之控制來實現，或亦可運用可輸出脈波電子線的電子槍111來實現。

一次電子線112，於通過偏向器113及對物透鏡116時，其對焦等受到調整。此外，一次電子線112，於通過偏向器114時其軌道被偏向，而將試料119二維地掃描。從受到一次電子線112照射的試料119放出的放出電子，藉由檢測器118而被檢測。藉由檢測器118檢測出的放出電子的訊號，藉由計算機103而被處理。和一次電子線112的照射位置相對應的二維圖像被顯示於輸出裝置124。

試料托座117，具備設置試料119的平台。平台，可做傾斜控制及三維方向(XYZ軸)的移動控制。

這裡，試料119設想為如圖2A及圖2B所示般的半導體基板200。

半導體基板200，由導電體201、絕緣體202，203及接點插栓204等所構成。另，半導體基板200中，疊加有表示半導體基板200的元件構造的等效電路之連線表(netlist)。

實施例1之掃描電子顯微鏡10，不僅是如圖2A所示般層積數少的半導體基板200的電氣特性(電阻及靜電電容)，還能夠觀測如圖2B所示般層積數多的半導體基板200的電氣特性。另，圖2A及圖2B所示半導體基板200為一例，不限定於此。

控制器102，遵照計算機103的指示，控制電子光學系統鏡筒101的各構成零件。控制器102例如為微電腦或計算機。

計算機103，具有演算裝置121、記憶裝置122、輸入裝置123及輸出裝置124。另，計算機103亦可包含HDD(Hard Disk Drive；硬碟)及SSD(Solid State Drive；固態硬碟)等的記憶媒體。

演算裝置121，遵照記憶裝置122中存儲的程式，執行規定的演算處理。演算裝置121例如為CPU(Central Processing Unit；中央處理單元)、FPGA(Field Programmable Gate Array；現場可程式閘陣列)及GPU(Graphics Processing Unit；圖形處理單元)等。

記憶裝置122，存儲演算裝置121執行的程式及該程式使用的資料。此外，記憶裝置122，包含程式使用的工作區等的臨時記憶區域。記憶裝置122例如可設想為記憶體等。有關記憶裝置122中存儲的程式及資料後述之。

輸入裝置123，為進行資料的輸入之裝置，包含鍵盤、滑鼠及觸控面板等。此外，輸出裝置124，為進行資料的輸出之裝置，包含觸控面板及顯示器等。

記憶裝置122，存儲實現演算模組131及模擬器132之程式，此外還存儲觀測值域資訊133。另，記憶裝置122亦可存儲未圖示的程式及資訊。

演算模組131，設定用來控制脈波電子線的照射及放出電子的訊號的檢測之觀測條件。此外，演算模組131，從放出電子的訊號生成圖像(電位對比像)。另，演算模組131亦可依每一機能而區分為複數個模組。

這裡，觀測條件包含加速電壓、照射電流(探針電流)、脈波寬度(照射時間)、照射周期、檢測時間點。另，觀測條件中，亦可包含掃描範圍、一次電子線112的移動方式等前述以外的要素。

模擬器132，執行用來推定試料119的電氣特性之元件模擬、與推定放出電子的訊號之觀測模擬。有關運用模擬器132之處理將在實施例4說明。

觀測值域資訊133，為有關掃描電子顯微鏡10的觀測值域之資訊。

圖3A及圖3B為示意實施例1之掃描電子顯微鏡10的控制訊號的一例的圖。

掃描電子顯微鏡10，例如從試料119的左上開始掃描，將一次電子線112掃描至左下為止。藉此，能夠實現試料119的帶電控制及試料119的帶電的變遷狀態之觀測。

主時鐘(master clock)為作為各裝置的動作的基準之訊號。後述的控制訊號，被控制成和主時鐘同步。

像素，表示試料119的X方向的像素。將表示試料119中受到脈波電子線照射的像素的間隔(分隔距離)之變數表記為n，將表示一像素的時間之變數表記為T _pix。

掃描控制訊號，為用來控制偏向器113而調整一次電子線112的照射位置之控制訊號。這裡，將表示X方向的一次電子線112的掃描速度之變數表記為V _scn。

伴隨掃描控制訊號的增大，一次電子線112會在試料119上從左端朝右端移動。掃描電子顯微鏡10，當到達右端的情形下，亦即偏光器控制訊號的強度變化為初始值的情形下，係移動至於Y方向相距一定間隔的掃描線之後，從左端朝右端對試料119照射脈波電子線。

照射控制訊號，為用來照射脈波電子線之控制訊號。照射控制訊號，由照射周期及脈波寬度所決定。以下的說明中，將表示照射周期之變數表記為T _ird，此外將表示脈波寬度之變數表記為T _pls。

檢測控制訊號，為用來調整檢測放出電子的時間點之控制訊號。計算機103，係以在脈波電子線的照射中的任意的時間點對放出電子做1次檢測之方式進行取樣。檢測控制訊號，由預檢測時間點及檢測時間點所決定。預檢測時間點，表示從脈波電子線照射起至開始檢測為止的時間間隔。圖3B中預檢測時間點為0。檢測時間點，表示進行放射電子的檢測的時間間隔。以下，將表示預檢測時間點之變數表記為T _{pre_det}，將表示檢測時間點之變數表記為T _pre。

圖4A、圖4B及圖4C為說明實施例1之觀測值域資訊133的一例的圖。

觀測值域資訊133中，存儲如圖4A、圖4B、圖4C所示般的觀測值域對映圖400。觀測值域對映圖400，表示相對於電阻及靜電電容的組合而言之掃描電子顯微鏡10的觀測精度。本圖中，顏色愈濃的部分表示觀測精度愈高。

觀測值域對映圖400，和試料119的特性(元件構造、材料)、照射電流、照射周期及照射平均電流建立對應而受到管理。另，和圖4A、圖4B及圖4C所示觀測值域對映圖400建立對應之試料119的特性及照射電流，訂為同一。

這裡，照射平均電流表示1周期中對試料119照射的電流，例如能夠如式(1)般，藉由將工作比(duty ratio)乘上照射電流而算出。這裡，I _ave為表示照射平均電流之變數，I _p為表示照射電流之變數。

已知當將照射電流設為一定的情形下，能夠藉由調整照射平均電流及照射周期，而如以下般擴張觀測值域。

(特性1)如圖4B所示，可知藉由增大照射平均電流，觀測值域會朝靜電電容增大且電阻減少的方向移動。

(特性2)如圖4C所示，可知藉由減小照射周期，觀測值域會朝靜電電容減少的方向移動。

實施例1之演算模組131，從試料119的電氣特性算出照射周期及照射平均電流，從照射周期及照射平均電流算出照射控制訊號的參數(照射周期、掃描速度、脈波寬度)與檢測控制訊號的參數(預檢測時間點、檢測時間點)。

圖5為示意實施例1之輸出裝置124中顯示的畫面的一例的圖。

畫面500為於觀測條件的設定時顯示的畫面，包含輸入按鈕501、輸入欄502、設定按鈕503、顯示欄504、圖像取得按鈕505及顯示欄506。

輸入按鈕501，為用來指示運用輸入欄502中被輸入的值而算出照射控制訊號的參數及檢測控制訊號的參數之操作按鈕。當輸入按鈕501被操作的情形下，計算機103運用輸入欄502中被輸入的值而執行觀測條件設定處理。

輸入欄502，為輸入用以算出照射控制訊號的參數及檢測控制訊號的參數之值的欄。具體而言，輸入欄502中，包含輸入加速電壓、照射電流、分隔距離、倍率(像素距離)、靜電電容及電阻之方框。

設定按鈕503，為用來設定觀測條件之操作按鈕。實施例1之掃描電子顯微鏡10，當受理設定按鈕503的操作的情形下，基於觀測條件對試料119照射脈波電子線，而將示意放出電子的訊號的時間變化之資料記錄於記憶裝置122。另，畫面500亦可包含顯示放出電子的訊號的時間變化的圖表之欄。

顯示欄504，為顯示算出的照射控制訊號的參數及檢測控制訊號的參數的欄。

圖像取得按鈕505，為用來指示生成電位對比像之操作按鈕。顯示欄506為顯示電位對比像的區域。

圖6為說明實施例1之掃描電子顯微鏡10設定觀測條件的情形下執行的處理的流程圖。

掃描電子顯微鏡10，當輸入按鈕501被操作的情形下，開始以下說明之處理。

計算機103，取得包含輸入欄502中被輸入的值之輸入資訊(步驟S101)。

計算機103，運用輸入資訊中包含的靜電電容及電阻以及觀測值域資訊133，算出脈波電子線的照射周期及照射平均電流(步驟S102)。具體而言，執行如以下般的處理。

(S102-1)計算機103，基於輸入資訊中包含的照射電流而辨明欲參照的觀測值域對映圖400。另，當輸入試料119的特性(元件構造、材料)的情形下，亦可運用該資訊。

(S102-3)計算機103，參照辨明出的觀測值域對映圖400，選擇出輸入資訊中包含的靜電電容及電阻的組合與精度最高的區域的重心之差異小的觀測值域對映圖400。亦即，選擇(靜電電容－電阻)空間的2點的距離為最小之觀測值域對映圖400。計算機103，取得和被選擇的觀測值域對映圖400建立對應之照射周期及照射平均電流。

以上為步驟S102之處理的說明。

計算機103，運用照射周期及照射平均電流，算出掃描速度、脈波寬度及檢測時間點(步驟S103)。具體而言，運用如以下般的數式算出各值。

掃描速度，例如運用式(2)算出。

脈波寬度，例如運用式(3)算出。

檢測時間點，例如運用式(4)算出。

計算機103，當受理設定按鈕503的操作的情形下，對控制器102發送包含觀測條件之觀測指示，藉此進行脈波電子線往試料109之照射(步驟S104)。控制器102，當接收了觀測指示的情形下，控制電子光學系統鏡筒101，對試料119周期性地照射規定的脈波寬度的脈波電子線，計測放出電子。

計算機103，透過控制器102取得藉由檢測器118檢測出的示意放出電子的訊號的時間變化之資料等的觀測結果(步驟S105)，記錄於記憶裝置122。

計算機103，基於檢測控制訊號的參數，將示意放出電子的訊號的時間變化之資料做取樣，藉此取得檢測訊號(步驟S106)。計算機103，運用檢測訊號生成電位對比像。

按照實施例1，能夠運用靜電電容及電阻，算出照射控制訊號的參數(照射周期、掃描速度、脈波寬度)與檢測控制訊號的參數(預檢測時間點、檢測時間點)。

此外，按照實施例1之方式，能夠將照射電流保持固定而擴張觀測值域。是故，能夠抑制照射電流的變更所伴隨之處理量的降低。 實施例 2

實施例2中，和實施例1不同之處在於，於觀測條件的設定時能夠選擇照射模式。以下，以和實施例1之差異為中心，說明實施例2。

實施例2之掃描型電子顯微鏡10的構成如同實施例1。實施例2中，畫面500一部分相異。圖7為示意實施例2之輸出裝置124中顯示的畫面的一例的圖。

實施例2中，在輸入欄502追加了二個方框。一個方框為用來選擇照射模式的方框。該方框中，「處理量」及「帶電控制」以下拉形式顯示。另一個方框為當模式是「帶電控制」的情形下可設定的參數。將表示該參數之變數表記為Sep。Sep為1以上且分隔距離以下的整數。

實施例2之觀測條件的設定方法如同實施例1，惟數式部分相異。具體而言，實施例2中用來算出脈波寬度的數式是由式(5)給出。

其他的數式如同實施例1。

圖8為示意實施例2之掃描電子顯微鏡10的控制訊號的一例的圖。帶電控制中，能夠使試料119上的帶電狀態齊一。惟，SN值會變低，因此處理量變慢。

按照實施例2，能夠根據照射模式而設定觀測條件。 實施例 3

實施例3中，靜電電容及電阻的輸入方法和實施例1不同。以下，以和實施例1之差異為中心，說明實施例3。

實施例3之掃描型電子顯微鏡10的構成如同實施例1。惟，計算機103亦可不保持著觀測值域資訊133。

實施例3中，畫面500一部分相異。圖9為示意實施例3之輸出裝置124中顯示的畫面的一例的圖。

實施例3中，輸入欄502中包含指定所需的觀測值域的方框，來取代輸入靜電電容及電阻的方框。使用者在該方框的圖表設定所需的觀測值域。另，亦可以數值來設定所需的觀測值域。

實施例3中，計算機103運用和被設定的觀測值域的重心相對應的靜電電容及電阻來進行演算。演算的內容如同實施例1。

另，亦可設想如以下般的變形例。圖10為說明實施例3之掃描電子顯微鏡10設定觀測條件的情形下執行的處理的流程圖。

步驟S101至步驟S106為止的處理如同實施例1。

步驟S107中，計算機103判定是否得到所需的結果(步驟S107)。

例如，計算機103從檢測訊號算出試料109的電氣特性，判定是否包含所需的觀測值域。當電氣特性未被包含在所需的觀測值域的情形下，計算機103判定未得到所需的結果。

當未得到所需的結果的情形下，計算機103回到步驟S102，算出照射周期及照射平均電流。具體而言，計算機103基於從檢測訊號算出的電氣特性，掌握為了使所需的觀測值域包含它而移動的方向。計算機103，基於電氣特性的差距與特性1及特性2，調整目前的觀測條件中的照射周期及照射平均電流，再運用調整後的照射周期及照射平均電流算出照射控制訊號的參數(照射周期、掃描速度、脈波寬度)與檢測控制訊號的參數(預檢測時間點、檢測時間點)。

當得到所需的結果的情形下，計算機103結束處理。

按照實施例3，能夠基於所需的觀測值域的輸入，算出照射控制訊號的參數(照射周期、掃描速度、脈波寬度)與檢測控制訊號的參數(預檢測時間點、檢測時間點)。 實施例 4

實施例4中，靜電電容及電阻的輸入方法及觀測條件的設定方法和實施例1不同。以下，以和實施例1之差異為中心，說明實施例4。

實施例4之掃描型電子顯微鏡10的構成如同實施例1。惟，計算機103亦可不保持著觀測值域資訊133。

實施例4中，畫面500一部分相異。圖11為示意實施例4之輸出裝置124中顯示的畫面的一例的圖。

實施例4的輸入欄502，包含輸入試料109的元件構造的方框，來取代輸入靜電電容及電阻的方框。

實施例4中，計算機103運用元件構造進行元件模擬而算出連線表(netlist)。又，計算機103基於連線表算出靜電電容及電阻。

此外，實施例4之輸入欄502，包含輸入用來進行觀測模擬的模擬設定資訊(產率(yield)、帶電影響距離、試料上電場、2次電子能量分布)的方框。

實施例4中，運用放出電子的能量分布模型進行觀測模擬，該能量分布模型中存在因帶電所造成的表面電位而發生的電位鞍點。

圖12為示意實施例4之觀測模擬中運用的電位分布的一例的圖。

圖12所示模型中，當對試料119照射脈波電子線的情形下，在試料119的表面會發生取決於電氣特性的表面電位V _s，此外會因試料119的Z方向的電場與表面電位之相互作用而發生電位鞍點V _φ。電位鞍點，相對於表面電位成為負的電位，因此對於放出電子作用成為能量障壁。另，能量障壁是訂為電位鞍點與表面電位之差而被給出。伴隨表面電位的增加，放出電子的放出電流(訊號的強度)減少，帶電的能力變小。

此時，將放出電子的電流I _se以式(6)定義。

這裡，β為表示放出電子的能量分布的特性參數之變數，α為表示產率之變數。

當將和試料119相對應的等效電路連接至基於式(6)而受到控制的脈波電子線的情形下，電流源相當於放出電子的放出電流，因此可做觀測模擬。例如，將半導體基板的接點插栓藉由並聯電路予以模型化，藉此便能夠基於接點插栓的電氣特性而模擬放出電子的放出電流的時間變化。

圖13為說明實施例4之掃描電子顯微鏡10設定觀測條件的情形下執行的處理的流程圖。

計算機103，取得包含輸入欄502中被輸入的值之輸入資訊(步驟S201)。

計算機103，運用輸入資訊中包含的試料109的元件構造而執行元件模擬，藉此算出電氣特性(步驟S202)。

計算機103，設定初始的觀測條件(步驟S203)。

加速電壓、照射電流、分隔距離及倍率，是運用輸入資訊中包含的值。有關其他的參數，係為隨機或基於任意的演算法而決定。亦可事先指定參數的範圍。

計算機103，基於觀測條件以及輸入資訊中包含的模擬設定資訊，執行觀測模擬(步驟S204)。

計算機103，基於從連線表算出的電氣特性與從觀測模擬得到的電氣特性，判定是否得到所需的結果(步驟S205)。例如，當二者的電氣特性的誤差比閾值小的情形下，計算機103判定得到所需的結果。

當未得到所需的結果的情形下，計算機103基於從連線表算出的電氣特性與從觀測模擬得到的電氣特性，而更新觀測條件(步驟S206)，其後回到步驟S204。

具體而言，計算機103，在(靜電電容－電阻)空間中，能夠掌握用來讓從觀測模擬得到的電氣特性趨近從連線表算出的電氣特性之方向。計算機103，基於電氣特性的差距與特性1及特性2，調整目前的觀測條件中的照射周期及照射平均電流，再運用調整後的照射周期及照射平均電流算出照射控制訊號的參數(照射周期、掃描速度、脈波寬度)與檢測控制訊號的參數(預檢測時間點、檢測時間點)。

像這樣，藉由運用特性1及特性2，能夠有效率地且高速地調整觀測條件。

當未得到所需的觀測結果的情形下，計算機103結束處理。

按照實施例4，即使試料119的特性為未知，且不存在觀測值域對映圖400的情形下，仍能夠適當地設定觀測條件。 實施例 5

實施例5中，係和實施例1之掃描電子顯微鏡10的構成不同。以下，以和實施例1之差異為中心，說明實施例5。

圖14為示意實施例5之掃描電子顯微鏡10的構成的一例的圖。

實施例5中，掃描電子顯微鏡10中不包含計算機103。掃描電子顯微鏡10，透過網路104和計算機103通訊。計算機103例如能夠置換為雲端系統。

實施例5中，計算機103對掃描電子顯微鏡10顯示畫面500，受理輸入。計算機103，透過畫面500取得輸入資訊後，執行步驟S102至步驟S106之處理。

另，計算機103亦可設計成進行實施例2至實施例4的任一者之處理。

另，本發明並非由上述實施例所限定，還包含各式各樣的變形例。此外，例如上述實施例是為了淺顯地說明本發明而詳細地說明構成，並非限定於一定要具備所說明之所有構成。此外，針對各實施例的構成的一部分，可追加/刪除/置換其他構成。

此外，上述的各構成、功能、處理部、處理手段等，它們的一部分或全部，例如亦可藉由以積體電路設計等而由硬體來實現。此外，本發明亦能夠藉由實現實施例的機能之軟體的程式碼來實現。在此情形下，將記錄了程式碼的記憶媒體提供給電腦，該電腦具備的處理器讀出記憶媒體中存儲的程式碼。在此情形下，從記憶媒體被讀出的程式碼本身會實現前述的實施例的機能，其程式碼本身、及記憶著其之記憶媒體構成本發明。作為用來供給這樣的程式碼之記憶媒體，例如可運用軟碟、CD-ROM、DVD-ROM、硬碟、SSD(Solid State Drive)、光碟、光磁碟、CD-R、磁帶、非揮發性的記憶卡、ROM等。

此外，實現本實施例記載的機能之程式碼，例如能夠以組譯器、C/C++、perl、Shell、PHP、Python、Java等廣範圍的程式或描述語言來建置。

又，亦可設計成將實現實施例的機能之軟體的程式碼透過網路配送，藉此將其存儲於電腦的硬碟或記憶體等記憶手段或CD-RW、CD-R等記憶媒體，而由電腦具備的處理器讀出該記憶手段或該記憶媒體中存儲的程式碼並執行。

上述的實施例中，控制線或資訊線係示意說明上認為有必要者，未必示意製品上所有控制線或資訊線。亦可設計成所有的構成相互連接。

10:掃描電子顯微鏡 101:電子光學系統鏡筒 102:控制器 103:計算機 104:網路 111:電子槍 112:一次電子線 113,114:偏向器 115:光圈 116:對物透鏡 117:試料托座 118:檢測器 119:試料 121:演算裝置 122:記憶裝置 123:輸入裝置 124:輸出裝置 131:演算模組 132:模擬器 133:觀測值域資訊 200:半導體基板 201:導電體 202,203:絕緣體 204:接點插栓 400:觀測值域對映圖 500:畫面 501:輸入按鈕 502:輸入欄 503:設定按鈕 504:顯示欄 505:圖像取得按鈕 506:顯示欄

[圖1]示意實施例1之掃描電子顯微鏡的構成的一例的圖。 [圖2A]示意運用實施例1之掃描電子顯微鏡而觀測的試料的一例的圖。 [圖2B]示意運用實施例1之掃描電子顯微鏡而觀測的試料的一例的圖。 [圖3A]示意實施例1之掃描電子顯微鏡的控制訊號的一例的圖。 [圖3B]示意實施例1之掃描電子顯微鏡的控制訊號的一例的圖。 [圖4A]說明實施例1之觀測值域資訊的一例的圖。 [圖4B]說明實施例1之觀測值域資訊的一例的圖。 [圖4C]說明實施例1之觀測值域資訊的一例的圖。 [圖5]示意實施例1之輸出裝置中顯示的畫面的一例的圖。 [圖6]說明實施例1之掃描電子顯微鏡設定觀測條件的情形下執行的處理的流程圖。 [圖7]示意實施例2之輸出裝置中顯示的畫面的一例的圖。 [圖8]示意實施例2之掃描電子顯微鏡的控制訊號的一例的圖。 [圖9]示意實施例3之輸出裝置中顯示的畫面的一例的圖。 [圖10]說明實施例3之掃描電子顯微鏡設定觀測條件的情形下執行的處理的流程圖。 [圖11]示意實施例4之輸出裝置中顯示的畫面的一例的圖。 [圖12]示意實施例4之觀測模擬中運用的電位分布的一例的圖。 [圖13]說明實施例4之掃描電子顯微鏡設定觀測條件的情形下執行的處理的流程圖。 [圖14]示意實施例5之掃描電子顯微鏡的構成的一例的圖。

Claims (12)

1. 一種帶電粒子線裝置，係周期性地照射脈波狀的帶電粒子線而觀測試料之帶電粒子線裝置，其特徵為，具備： 粒子源，輸出前述帶電粒子線； 透鏡，匯聚前述帶電粒子線； 檢測器，檢測從受到前述帶電粒子線照射的前述試料放出的放出電子的訊號；及 控制裝置，基於觀測條件而控制脈波狀的前述帶電粒子線之照射及前述放出電子的訊號之檢測； 前述控制裝置，係 基於從前述粒子源照射的前述帶電粒子線的電流，以及前述試料的靜電電容及電阻，算出脈波狀的前述帶電粒子線的照射周期、掃描速度及脈波寬度，與前述放出電子的訊號的檢測時間點， 設定包含前述帶電粒子線的前述電流，脈波狀的前述帶電粒子線的前述照射周期、前述掃描速度及前述脈波寬度，以及前述放出電子的訊號的前述檢測時間點之前述觀測條件。
2. 如請求項1記載之帶電粒子線裝置，其中， 前述控制裝置，保持觀測值域資訊，該觀測值域資訊用來管理觀測值域對映圖，該觀測值域對映圖表示對於試料的電阻及靜電電容的組合之觀測精度， 前述觀測值域對映圖，和前述照射周期以及1周期內照射至前述試料的電流亦即照射平均電流建立對應而被管理， 前述控制裝置，係 基於前述試料的電阻及靜電電容與前述觀測值域對映圖，辨明可精度良好地做觀測之前述觀測值域對映圖， 取得和前述觀測值域對映圖建立對應之前述照射周期及前述照射平均電流， 基於取得的前述照射周期及取得的前述照射平均電流，算出前述掃描速度、前述脈波寬度及前述放出電子的訊號的前述檢測時間點。
3. 如請求項2記載之帶電粒子線裝置，其中， 前述控制裝置，係 受理輸入用來控制前述試料的帶電狀態的參數， 基於取得的前述照射周期、取得的前述照射平均電流及前述參數，算出前述掃描速度、前述脈波寬度及前述放出電子的訊號的前述檢測時間點。
4. 如請求項1記載之帶電粒子線裝置，其中， 前述控制裝置，係 基於前述試料的元件構造，算出前述試料的電阻及靜電電容， 設定前述觀測條件，模擬前述試料的觀測， 基於算出的前述試料的電阻及靜電電容與藉由前述模擬得到的前述試料的電阻及靜電電容之誤差，變更目前的前述觀測條件中的前述照射周期以及1周期內照射至前述試料的電流亦即照射平均電流，藉此更新前述觀測條件。
5. 一種觀測條件的設定方法，係周期性地照射脈波狀的帶電粒子線而觀測試料之帶電粒子線裝置的觀測條件的設定方法，其特徵為， 前述帶電粒子線裝置，具有： 粒子源，輸出前述帶電粒子線； 透鏡，匯聚前述帶電粒子線； 檢測器，檢測從受到前述帶電粒子線照射的前述試料放出的放出電子的訊號；及 控制裝置，基於觀測條件而控制脈波狀的前述帶電粒子線之照射及前述放出電子的訊號之檢測； 前述觀測條件的設定方法，包含： 第1步驟，係前述控制裝置基於從前述粒子源照射的前述帶電粒子線的電流，以及前述試料的靜電電容及電阻，算出脈波狀的前述帶電粒子線的照射周期、掃描速度及脈波寬度，與前述放出電子的訊號的檢測時間點；及 第2步驟，係前述控制裝置設定包含前述帶電粒子線的前述電流，脈波狀的前述帶電粒子線的前述照射周期、前述掃描速度及前述脈波寬度，以及前述放出電子的訊號的前述檢測時間點之前述觀測條件。
6. 如請求項5記載之觀測條件的設定方法，其中， 前述控制裝置，保持觀測值域資訊，該觀測值域資訊用來管理觀測值域對映圖，該觀測值域對映圖表示對於試料的電阻及靜電電容的組合之觀測精度， 前述觀測值域對映圖，和前述照射周期以及1周期內照射至前述試料的電流亦即照射平均電流建立對應而被管理， 前述第1步驟，包含： 第3步驟，係前述控制裝置基於前述試料的電阻及靜電電容與前述觀測值域對映圖，辨明可精度良好地做觀測之前述觀測值域對映圖； 第4步驟，係前述控制裝置取得和前述觀測值域對映圖建立對應之前述照射周期及前述照射平均電流；及 第5步驟，係前述控制裝置基於取得的前述照射周期及取得的前述照射平均電流，算出前述掃描速度、前述脈波寬度及前述放出電子的訊號的前述檢測時間點。
7. 如請求項6記載之觀測條件的設定方法，其中， 前述第1步驟，包含前述控制裝置受理輸入用來控制前述試料的帶電狀態的參數之步驟， 前述第5步驟，包含前述控制裝置基於取得的前述照射周期、取得的前述照射平均電流及前述參數，算出前述掃描速度、前述脈波寬度及前述放出電子的訊號的前述檢測時間點之步驟。
8. 如請求項5記載之觀測條件的設定方法，其中， 前述第1步驟，包含： 前述控制裝置基於前述試料的元件構造，算出前述試料的電阻及靜電電容之步驟； 前述控制裝置設定前述觀測條件，模擬前述試料的觀測之步驟；及 前述控制裝置基於算出的前述試料的電阻及靜電電容與藉由前述模擬得到的前述試料的電阻及靜電電容之誤差，變更目前的前述觀測條件中的前述照射周期以及1周期內照射至前述試料的電流亦即照射平均電流，藉此更新前述觀測條件之步驟。
9. 一種程式，係用來令計算機執行設定周期性地照射脈波狀的帶電粒子線而觀測試料之帶電粒子線裝置的觀測條件之程式，其特徵為， 前述帶電粒子線裝置，具有： 粒子源，輸出前述帶電粒子線； 透鏡，匯聚前述帶電粒子線； 檢測器，檢測從受到前述帶電粒子線照射的前述試料放出的放出電子的訊號；及 控制裝置，基於觀測條件而控制脈波狀的前述帶電粒子線之照射及前述放出電子的訊號之檢測； 前述程式，令計算機執行： 第1手續，基於從前述粒子源照射的前述帶電粒子線的電流，以及前述試料的靜電電容及電阻，算出脈波狀的前述帶電粒子線的照射周期、掃描速度及脈波寬度，與前述放出電子的訊號的檢測時間點；及 第2手續，設定包含前述帶電粒子線的前述電流，脈波狀的前述帶電粒子線的前述照射周期、前述掃描速度及前述脈波寬度，以及前述放出電子的訊號的前述檢測時間點之前述觀測條件。
10. 如請求項9記載之程式，其中， 前述計算機，保持觀測值域資訊，該觀測值域資訊用來管理觀測值域對映圖，該觀測值域對映圖表示對於試料的電阻及靜電電容的組合之觀測精度， 前述觀測值域對映圖，和前述照射周期以及1周期內照射至前述試料的電流亦即照射平均電流建立對應而被管理， 前述第1手續，包含： 第3手續，基於前述試料的電阻及靜電電容與前述觀測值域對映圖，辨明可精度良好地做觀測之前述觀測值域對映圖； 第4手續，取得和前述觀測值域對映圖建立對應之前述照射周期及前述照射平均電流；及 第5手續，基於取得的前述照射周期及取得的前述照射平均電流，算出前述掃描速度、前述脈波寬度及前述放出電子的訊號的前述檢測時間點。
11. 如請求項10記載之程式，其中， 前述第1手續，包含受理輸入用來控制前述試料的帶電狀態的參數之手續， 前述第5手續，包含基於取得的前述照射周期、取得的前述照射平均電流及前述參數，算出前述掃描速度、前述脈波寬度及前述放出電子的訊號的前述檢測時間點之手續。
12. 如請求項9記載之程式，其中， 前述第1手續，包含： 基於前述試料的元件構造，算出前述試料的電阻及靜電電容之手續； 設定前述觀測條件，模擬前述試料的觀測之手續；及 基於算出的前述試料的電阻及靜電電容，與藉由前述模擬得到的前述試料的電阻及靜電電容之誤差，變更目前的前述觀測條件中的前述照射周期以及1周期內照射至前述試料的電流亦即照射平均電流，藉此更新前述觀測條件之手續。

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