TWI758768B - 掃描電子顯微鏡及圖案計測方法 - Google Patents

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Abstract

[課題]提供一種能夠降低或者是避免起因於反射電子檢測器之帶電所導致的2次電子檢測訊號量之變動而能夠進行信賴性為高之檢查、計測的掃描電子顯微鏡。 [解決手段]係具備有：電子光學系，係包含電子源(100)和對物透鏡(109)；和平台(112)，係使試料(114)被作載置；和2次電子檢測器(120)，係被配置在較對物透鏡而更靠電子源側處，並檢測出2次電子(171)；和反射電子檢測器(125)，係被配置在對物透鏡與平台之間，並檢測出反射電子(172)；和反射電子檢測系控制部(138)，係對於反射電子檢測器施加電壓；和裝置控制演算裝置(150)，係基於當在對於反射電子檢測器而施加有特定之電壓的狀態下而對於試料照射了1次電子時的2次電子檢測器之訊號強度，來檢測出反射電子檢測器之帶電狀態。

Description

掃描電子顯微鏡及圖案計測方法
本發明，係有關於使用電子束來進行檢查或計測的掃描電子顯微鏡、以及使用有掃描電子顯微鏡之圖案計測方法。
掃描電子顯微鏡(SEM：Scanning Electron Microscope)，係將從電子源所放出的電子加速，並藉由靜電透鏡或電磁透鏡來使其集中於試料表面上並作照射。將照射至試料處之電子稱作1次電子。起因於1次電子之射入，從試料係放出有訊號電子(於此，係將低能量之訊號電子稱作2次電子，並將高能量之訊號電子稱作反射電子，來分別作稱呼)。藉由一面使電子束偏向而進行掃描一面檢測出從試料所放出的2次電子，係能夠得到試料上之微細圖案的畫像。關連於反射電子與2次電子之檢測方法，在專利文獻1中，係揭示有「使用被配置在較最為接近試料之電磁透鏡(以下，稱作對物透鏡)而更靠電子源側處的檢測器，來主要檢測出2次電子，並使用配置在試料與對物透鏡之間之檢測器，來主要檢測出反射電子」之方法。
在使用SEM來對於絕緣物試料進行觀察時，係會有起因於1次電子之照射而在試料表面上發生帶電的情況。起因於試料表面之帶電，1次電子和2次電子之能量或軌道係會改變，而會有使所檢測出之訊號改變的情形。在專利文獻2中，係揭示有「使用被配置在2次電子所對於檢測器作射入的軌道上之能量濾波器，來一面改變能量濾波器之電壓，一面根據所取得了的訊號量來對於試料帶電電壓作計測」之手法。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2013-33671號公報 [專利文獻2]日本特開2008-218014號公報
[發明所欲解決之問題]
在如同專利文獻1一般之「藉由被配置在試料與對物透鏡之間之反射電子檢測器來檢測出反射電子，並藉由被配置在較對物透鏡而更靠電子源側處之2次電子檢測器來檢測出通過了對物透鏡之2次電子」的情況時，起因於反射電子檢測器之表面帶電一事，2次電子之軌道係會變化，而會有使藉由2次電子檢測器所檢測出的訊號量變化之虞。
針對本課題，使用圖1來作說明。在圖1中，係對於SEM之反射電子檢測器周圍的構造物作示意性展示。在此例中，作為反射電子檢測器125，係具備有環形狀的閃爍器。反射電子檢測器125，係以檢測出更多的1次電子170射入至試料114中所放出的反射電子172一事作為目的，而被配置在試料之近旁處。其結果，大量的反射電子會射入至閃爍器中，並引發帶電。就算是為了防止反射電子檢測器125之帶電而以會使閃爍器之表面成為導體的方式來施加有加工，也會有在導體表面上而堆積有機物的髒污並產生帶電的情形。產生有機物的髒污之其中一個因素，係在於「在試料室內所包含的有機物氣體起因於電子線照射而被固化」一事。在被設置於試料114之近旁處的反射電子檢測器125之周圍，係多會有以高濃度而包含有起因於從試料114而來之脫氣所產生之有機物氣體的情形，起因於大量之反射電子172射入至反射電子檢測器125中一事，在檢測器表面上有機物氣體係被固化，帶電的風險係變大。
反射電子檢測器125之帶電，係會對於通過反射電子檢測器125之孔以及對物透鏡109之開口部而在2次電子檢測器120處被檢測出來的2次電子171之軌道造成影響。特別是，若是反射電子檢測器125作負帶電，則在反射電子檢測器125之孔的周圍處係會被形成有電位障壁，能量為小的2次電子171b係並不會越過電位障壁，而會被拉回至試料處，並成為不會被2次電子檢測器120所檢測到。亦即是，在2次電子檢測器120處所被檢測出的訊號量，係會起因於反射電子檢測器125之帶電而降低。在將SEM使用於檢查或計測中的情況時，由於結果之再現性係為重要，因此，起因於反射電子檢測器125歷時性地帶電而導致所檢測出的2次電子訊號量發生變化一事，係並不理想。 [用以解決問題之手段]
身為本發明之其中一個實施態樣的掃描電子顯微鏡，係具備有：電子光學系，係包含放出1次電子之電子源和對物透鏡；和平台，係被載置有試料；和2次電子檢測器，係被配置在較對物透鏡而更靠電子源側處，並檢測出起因於1次電子與試料之間之相互作用所放出的2次電子；和反射電子檢測器，係被配置在對物透鏡與平台之間，並檢測出起因於1次電子與試料之間之相互作用所放出的反射電子；和反射電子檢測系控制部，係與反射電子檢測器相對應地而被作設置，並對於反射電子檢測器施加電壓；和裝置控制演算裝置，係基於當在對於反射電子檢測器而施加有特定之電壓的狀態下而對於試料照射了1次電子時的2次電子檢測器之訊號強度，來檢測出反射電子檢測器之帶電狀態。
身為本發明之另外一個態樣的圖案計測方法，係為使用掃描電子顯微鏡來進行試料之圖案計測方法，該掃描電子顯微鏡，係具備有：電子光學系，係包含放出1次電子之電子源和對物透鏡；和平台，係被載置有試料；和2次電子檢測器，係被配置在較對物透鏡而更靠電子源側處，並檢測出起因於1次電子與試料之間之相互作用所放出的2次電子；和反射電子檢測器，係被配置在對物透鏡與平台之間，並檢測出起因於1次電子與試料之間之相互作用所放出的反射電子，該圖案計測方法，係具備有：第1工程，係對於電子光學系之光學條件進行調整；和第2工程，係使用2次電子檢測器來取得包含有試料之對位用圖案的畫像，並算出從對位用圖案起直到計測對象圖案為止的正確之距離；和第3工程，係朝向計測對象圖案進行視野移動並對焦點作調整；和第4工程，係使用2次電子檢測器而取得包含有計測對象圖案之畫像，並對於前述計測對象圖案進行計測；和第5工程，係在第2工程以及第4工程之至少其中一者處，在對於反射電子檢測器而施加有基準電壓的狀態下來取得畫像，並基於根據畫像所算出的2次電子檢測器之訊號強度，來判定反射電子檢測器之帶電之有無，基準電壓，係設為在第1工程中而對於電子光學系之光學條件之調整結束時的對於反射電子檢測器之施加電壓。 [發明之效果]
係能夠降低或者是避免起因於反射電子檢測器之帶電所導致的2次電子檢測訊號量之變動，而成為能夠進行信賴性為高之檢查、計測。
上述所記載以外之課題、構成以及效果，係可根據以下之實施形態的說明而更加明瞭。
以掃描電子顯微鏡(SEM)作為例子，來對本發明之實施形態作說明。但是，本發明係亦可對於SEM以外的電子束裝置作適用。又，作為2次電子檢測器之訊號強度，雖係針對使用有利用2次電子檢測器所取得了的畫像之平均階調值之例子來進行說明，但是，係並不被限定於此，例如，係亦可使用從2次電子檢測器所輸出的電性訊號等。
於圖12中，對於SEM之全體概略圖作展示。從電子源100所放出的電子束(1次電子170)係藉由電子槍101而被加速，並通過第1聚光透鏡103、第2聚光透鏡105，而藉由對物透鏡109來在被保持於平台112上的試料台113處之試料114上結像並被作照射。係構成為：在對物透鏡上磁路110a處，係能夠從加速器電壓控制部141而施加正電壓，在試料114處，係能夠從試料台電壓控制部144而施加負電壓，而成為能夠形成靜電透鏡並構成所謂的減速光學系。又，由對物透鏡109之上磁路110a與下磁路110b所成之開口，係朝向平台112側，而成為被稱作semi-in-lens型之透鏡構造。藉由此，係能夠形成解析度為高之電子束。對物透鏡控制部142，係對於在對物透鏡線圈111處所流動之激磁電流作控制。
從試料114所被放出的低能量之2次電子171，係被卷上至較對物透鏡磁場而更上方處並藉由位於對物透鏡上游處之2次電子檢測器120而被檢測出來。2次電子171，係在對物透鏡上游處受到由ExB元件121所致之 偏向作用，並通過網格電極122而到達2次電子檢測器120處。ExB元件121，係為能夠將電場與磁場相互正交地而產生的電子光學元件，並藉由ExB元件控制部147而被作控制。由於2次電子檢測器120係藉由正電壓而吸引2次電子171，因此網格電極122係發揮將其之漏洩電場作遮斷的功用。網格電極122之電位，係藉由網格電極控制部146而被作控制。2次電子檢測系控制部145，係將藉由2次電子檢測器120所檢測出的訊號放大並送至裝置控制演算裝置150處。
另一方面，高能量之反射電子172，係藉由位置在對物透鏡之上磁路110a、下磁路110b與試料台113之間的反射電子檢測器125而被檢測出來。反射電子檢測器125係朝向試料台113而被形成有錐形狀之孔，並在其之錐狀面(孔之內壁)以及下面處而檢測出反射電子172。反射電子檢測系控制部138，係對於施加至反射電子檢測器125處之電壓作控制，並將藉由檢測器所檢測出的訊號放大而送至裝置控制演算裝置150處。
1次電子170，係藉由第1掃描偏向器106和第2掃描偏向器108而在試料上以2維來作掃描，其結果，係能夠得到試料之2維畫像。2維掃描，一般而言係將橫方向之線掃描一面在縱方向上而移動開始位置，一面進行。此2維畫像之中心位置，係根據藉由第1掃描偏向器控制部137所被作控制的第1掃描偏向器106和藉由第2掃描偏向器控制部139所被作控制的第2掃描偏向器108，而被作規定。第1掃描偏向器106以及第2掃描偏向器108，係均身為靜電偏向器。2維畫像，係藉由裝置控制演算裝置150而被形成，並被顯示於顯示裝置152處。另外，電子槍101係藉由電子槍控制部131而被作控制，第1聚光透鏡103係藉由第1聚光透鏡控制部133而被作控制，第2聚光透鏡105係藉由第2聚光透鏡控制部135而被作控制。在電子槍101之後段處，係被配置有用以對於1次電子170之束軸作控制的第1對準器102，並藉由第1對準器控制部132而被作控制。
又，對於裝置全體進行控制的裝置控制演算裝置150，係基於被記憶在記憶裝置151中的控制資料等，來對於電子光學系、檢測系之控制部統籌性地作控制。藉由2個的檢測器120、125所檢測出的檢測訊號，係藉由裝置控制演算裝置150而被畫像化，並被記憶在記憶裝置151中或者是被顯示於顯示裝置152處地而被作利用。 [實施例1]
在具備有圖12之構成的SEM中，在對於反射電子檢測器125施加電壓並一面改變施加電壓一面對於藉由2次電子檢測器120所檢測出的2次電子訊號量作了計測之後，其結果，係發現到，在反射電子檢測器125之電壓從負而朝向正變化時，2次電子訊號量(訊號強度)係急遽地變化。假設若是反射電子檢測器125作了帶電，則在帶電電壓與施加電壓會相互抵消的條件下，係成為產生有2次電子訊號量之急遽的變化。在實施例1中，係利用此現象來對於反射電子檢測器125之帶電進行計測。
圖2，係身為「進行反射電子檢測器之帶電的計測，並當產生有超過預先所設定了的容許值之帶電的情況時，顯示錯誤訊息而對於SEM之作業員進行警告」的流程圖。本流程圖，係藉由裝置控制演算裝置150而被實行。
在步驟S201中，係對於反射電子檢測器125而施加預先所設定了的電壓。
在步驟S202中，係使用2次電子檢測器120而取得試料之畫像，並算出畫像之平均階調值。於此，取得畫像之試料，係設為並不帶電或者是帶電為充分小之試料。此係為了對於「試料自身之帶電對於藉由2次電子檢測器120所檢測出的2次電子訊號量造成影響」一事作抑制之故。例如，較理想，係使用矽(Si)或金屬膜等之半導體或導體之試料。又，較理想，在取得檢測畫像之視野中，係並未包含有圖案。此係因為，起因於對於反射電子檢測器125之施加電壓的變化，會產生視野移動，而若是在視野中存在有圖案，則會有起因於視野移動而導致平均階調值改變之虞之故。若是起因於視野移動等所導致的畫像階調值之變化係為充分小，則係亦可包含有圖案。理想上，係使用本計測所專用的試料和視野，但是，為了提升產率，係亦會有藉由進行圖案之計測的視野來實施本流程的情況。在此種情況中，較理想，係以會使起因於對於反射電子檢測器125之施加電壓的變化而導致的視野移動成為充分小的方式，來預先對於電子光學系有所調整。
在步驟S203中，係判定是否取得了為了求取出2次電子訊號量之變化點所需要的資料。使對於反射電子檢測器125所施加的設定電壓作預先所設定了的量之變化(步驟S204)，並反覆進行步驟S201、步驟S202，直到取得所需要之資料為止。在步驟S203中之判定，係可判斷是否到達了預先所制定了的次數，亦可判斷是否出現有階調值之變化，亦可判斷階調值是否超過了預先所制定了的臨限值地而有所變化。
另外，在步驟S201～S204中，雖係針對依序進行電壓設定、畫像之取得、階調值之算出之處理程序來作了說明，但是，係亦可將此些並行性地進行，亦可構成為將階調值之算出在最後再統整性地進行。
在步驟S205中，係根據藉由以上之步驟所取得了的對於反射電子檢測器125之施加電壓與畫像之平均階調值之間的關係，來算出反射電子檢測器之帶電電壓。圖3，係為對於對反射電子檢測器125之施加電壓與由2次電子所致之畫像之平均階調值之間的關係301作展示之圖。根據波形301之急遽的變化點，來求取出將反射電子檢測器125之帶電作抵消的施加電壓302。變化點，係可作為波形301之微分會成為最大之點而求取出來，亦可作為會成為臨限值階調值303之點而求取出來。臨限值階調值303，係可使用預先所制定之值，亦可設為在所得到的波形301中之最小階調值304與最大階調值305之平均。另外，在作為臨限值階調值303而使用預先所制定之值的情況時，考慮到計測階調值乃是依存於1次電子之電流量(探針電流)一事，係有必要進行以探針電流來進行正規化等的修正。藉由將如此這般所求取出來的變化點之電壓302作正負反轉，係能夠算出反射電子檢測器125之帶電電壓。
在步驟S206中，係判定所算出了的帶電電壓是否成為預先所制定了的容許範圍，在超出容許範圍的情況時，係移行至步驟S207並在顯示裝置152處顯示錯誤訊息，若是落在容許範圍內，則直接結束處理。
藉由以上之方法，係能夠檢測出反射電子檢測器125之帶電。藉由此，係能夠將在帶電中而受到有顯著的影響之圖案計測結果從全體之結果而去除，或者是促使進行SEM之維修並防止更進一步的帶電之影響或者是帶電之增大。 [實施例2]
圖4，係為對於所計測到的反射電子檢測器125之帶電作修正之流程圖。
在步驟S401中，係藉由與實施例1之步驟S201～S205相同的方法，來算出反射電子檢測器125之帶電電壓。本流程圖，亦係藉由裝置控制演算裝置150而被實行。
在步驟S402中，係對於在步驟S401中所計測到的帶電作修正。具體而言，係將會與帶電電壓相互抵消之電壓或者是此以上之電壓，作為偏位電壓而恆常對於反射電子檢測器125作施加。另外，雖然偏位電壓係亦可超過與帶電電壓相互抵消之電壓，但是，係有必要設為能夠將對於1次電子170之軌道所造成的影響忽視之程度之電壓。
又，作為其他方法，係將與帶電電壓相同之電壓或者是此以下之電壓，藉由試料台電壓控制部144來作為偏位電壓而恆常對於試料台113作施加。但是，在對於試料台113、亦即是對於試料114而施加偏位電壓的情況時，由於1次電子170之射入能量(landing energy)係會改變，並且2次電子171之能量和軌道也會改變，因此係成為需要進行用以對於此些之變化作修正的電子光學系之調整。故而，係以對於反射電子檢測器125而施加偏位電壓的方法為更理想。
藉由以上之方法，就算是當在反射電子檢測器125處產生有帶電的情況時，也能夠抑制對於2次電子之檢測所造成的影響，而成為能夠進行信賴性為高之圖案計測。 [實施例3]
圖5，係為將所計測到的反射電子檢測器125之帶電作消除或者是使其減少之流程圖。本流程圖，亦係藉由裝置控制演算裝置150而被實行。
在步驟S501中，係藉由與實施例1之步驟S201～S205相同的方法，來算出反射電子檢測器125之帶電電壓。
在步驟S502中，係判定所算出了的帶電電壓是否成為容許範圍內，在超出容許範圍的情況時，係移行至步驟S503。
在步驟S503中，係藉由以會在反射電子檢測器125處產生正帶電的方式來對於光學條件作調整並朝向試料114照射1次電子170，來將反射電子檢測器125之負帶電消除或者是使其減少。
使用圖6，對於具體性的帶電消除方法之例作說明。作為反射電子172射入至反射電子檢測器125中的結果，從反射電子檢測器125係放出有3次電子601。反射電子之1個電子的3次電子放出量，係依存於反射電子172之加速電壓和反射電子檢測器125之閃爍器之表面的材料。又，反射電子172之加速電壓，係依存於1次電子170之加速電壓。因此，藉由對於1次電子170之加速電壓而以會使起因於反射電子172而從反射電子檢測器125所放出的3次電子之數量成為較對於反射電子檢測器125所射入的反射電子數量而更多的方式來進行調整，係能夠促進反射電子檢測器125之正帶電，亦即是使負帶電減少。此時，藉由將藉由反射電子檢測系控制部138所施加於反射電子檢測器125處的電壓603設為負，及／或將藉由試料台電壓控制部144所施加於試料114處之電壓604設為正，係能夠對於從反射電子檢測器125所放出的3次電子601再度射入至反射電子檢測器125中的情形作抑制，而能夠更進一步促進反射電子檢測器125之正帶電。又，藉由以反射電子檢測系控制部138之電流計602來對於從反射電子檢測器125所流出至接地(接地電位)的電流作計測，由於係能夠判別出反射電子檢測器125之帶電的進展方向是為正或是為負，因此係能夠判斷所設定了的光學條件是否為適當。
另外，將此負帶電作消除之方法，在想要將反射電子檢測器125之正帶電作消除的情況時，係亦可作適用。於此情況，係使用與將負帶電作消除的情況相反之條件，亦即是使用會使起因於反射電子所放出的3次電子之數量成為較對於反射電子檢測器125所射入的反射電子數量而更少之加速電壓條件。此時，同樣的，藉由將施加於反射電子檢測器125處的電壓603設為正，及／或將施加於試料114處之電壓604設為負，係能夠促進負帶電之消除。
在步驟S503之實行後，係再度藉由步驟S501而進行反射電子檢測器125之帶電電壓之計測，並反覆進行此動作直到成為容許範圍為止。
在步驟S503中之1次電子照射時間、亦即是帶電消除動作時間，係可為預先所制定之時間，亦可預先計測出在進行了1次電子照射時的每單位時間之電壓變化，並根據其結果與在步驟S501中所計測到的帶電電壓，來求取出1次電子照射時間。或者是，在將步驟S501～S503之迴圈作複數次之反覆進行的情況時，係亦可基於緊接於前之帶電消除動作時的時間與帶電電壓變化量以及殘留之帶電電壓，來藉由牛頓法而決定下一次的帶電消除動作時間。
藉由以上之方法，藉由將在反射電子檢測器125處所產生的帶電作消除或者是使其減少，係能夠避免對於2次電子之檢測所造成的影響，而成為能夠進行信賴性為高之圖案計測。 [實施例4]
圖7A，係為對於反射電子檢測器125之帶電的有無簡易地進行檢查之流程圖。本流程圖，亦係藉由裝置控制演算裝置150而被實行。
在步驟S701中，係將對於反射電子檢測器125之施加電壓設定為預先所設定了的基準電壓Vr。基準電壓Vr，係以設為0V為理想。此係因為，假設若是並不存在有反射電子檢測器125之帶電(設為在電子光學系中而並不適用減速光學系者)，則在0V之前後，2次電子檢測量係會急遽地變化，因此能夠以良好之感度來檢測出帶電的有無之故。但是，在對於試料114施加電壓的情況或者是難以將對於反射電子檢測器125之施加電壓安定地設為0V的情況時，係亦可設為0V以外之電壓。
在步驟S702中，係取得試料之畫像，並算出畫像之平均階調值。於此情況，亦同樣的，係以不會使試料之帶電對於所取得之畫像造成影響的方式，來設為使試料不會帶電或者是設為帶電為充分小之試料。
在步驟S703，係判定畫像之平均階調值是否為預先所制定了的臨限值閾値Tth 以上，若是未滿臨限值Tth ，則係判斷為存在有在反射電子檢測器125處而產生有帶電的可能性，並移行至進行帶電計測之步驟S704處。
在步驟S704中，係藉由與實施例1之步驟S201～S205相同的方法，來算出反射電子檢測器125之帶電電壓。
在步驟S705中，係藉由與實施例2之步驟S402相同的方法，來對於反射電子檢測器125之帶電作修正。或者是，係亦可藉由與實施例3之步驟S503相同的方法，來進行將帶電作消除之動作。於此情況，係亦可構成為：與圖5之流程圖相同的，再度回到步驟S704處並算出反射電子檢測器125之帶電，並反覆進行帶電消除動作直到帶電成為容許範圍為止。
在圖7B中，對於反射電子檢測器125並未帶電的情況時(計測1)與反射電子檢測器125有所帶電的情況時(計測2)之平均階調值之差異作示意性展示。假設在計測1中，藉由畫像取得(步驟S702)，係得到平均階調值T1 ，在計測2中，藉由畫像取得(步驟S702)，係得到平均階調值T2 。如同在圖3中所示一般，在對於反射電子檢測器125之施加電壓與取得畫像之平均階調值之間，係存在有特定的關係301，波形301-2，係相當於因應於反射電子檢測器125之帶電量而使波形301-1作了平行移動的波形。如此這般，所算出的平均階調值T，係因應於反射電子檢測器125之帶電量而降低。故而，藉由適當地設定臨限值Tth ，係成為能夠藉由1次的畫像取得來進行反射電子檢測器125之帶電判定。
臨限值Tth ，係可預先實施實施例1之步驟S201～S204並取得在圖7B中所示之對於反射電子檢測器之施加電壓與由2次電子所致之畫像之平均階調值之間的關係，來設定之。藉由此，係成為能夠進行就算是對起因於反射電子檢測器之些微的帶電所導致的2次電子檢測訊號之減少也能夠進行偵測的臨限值設定。或者是，在對於與圖7A之流程圖相類似之試料而反覆作實施的情況時，係亦可預先將在步驟S702處所得到的平均階調值作記錄，並將對於至今為止的平均階調值之平均值而乘上了1以下之一定之係數後的平均階調值，作為臨限值Tth 。藉由此，係能夠偵測出突發性地產生的反射電子檢測器之帶電。
藉由以上之方法，由於係能夠藉由1次的畫像取得來簡便地對於反射電子檢測器125之帶電之有無作檢查，因此，係能夠在將產率之降低抑制在最小限度的同時，而避免起因於反射電子檢測器之帶電所導致的對於2次電子之檢測之影響，並成為能夠進行信賴性為高之圖案計測。 [實施例5]
圖8，係為對於被形成在試料114處的圖案進行計測之流程圖，並具備有對於反射電子檢測器125之帶電簡易地進行檢查或計測或是修正或者是消除之工程。本流程圖，亦係藉由裝置控制演算裝置150而被實行。在此流程圖中，於進行圖案之計測的程序中，係以在能夠適用實施例1～4之方法的時序處而將該些作實施的方式來進行記述。但是，係並非絕對需要實施在圖8中所包含之對於反射電子檢測器125之帶電進行檢查、修正等的所有之步驟，只要對於所要求的圖案計測之安定度、在對試料和光學條件等作了考慮時的反射電子檢測器之帶電之風險、產率等綜合性地作考量並選擇必要的步驟而實施即可。又，在此流程圖中，雖並未對於試料之旋轉偏差和位置偏差的修正程序等作明示，但是，係設為包含有在圖案之計測中所必要之步驟者。另外，係並不被限定於圖案計測，而例如亦可對於對圖案進行檢查之工程而同樣地作適用。
在步驟S801中，係藉由使平台112移動或者是使1次電子170之照射位置移動，來使視野移動至光軸調整用之校正用試料115處。校正用試料115係被搭載於試料台113上，於其表面上係被形成有光軸調整用之校正圖案。
在步驟S802中，係使用校正圖案之畫像，來實施光軸調整程序。將在包含有光軸調整之電子光學系之光學條件的調整結束時之對於反射電子檢測器125之施加電壓，設為基準電壓Vr(參照實施例4)。
在步驟S803中，係使視野移動至反射電子檢測器125之帶電計測用之標準試料處。於此，標準試料，係設為並不帶電或者是帶電為充分小之試料。藉由將校正用試料115兼用為標準試料，係能夠將步驟S803省略。
在步驟S804中，係藉由與實施例1之步驟S201～S205相同的方法，來算出反射電子檢測器125之帶電電壓。另外，當在步驟S804中而算出了帶電電壓之後，較理想，係實施實施例2之步驟S402而對於帶電作修正。於此情況，針對基準電壓Vr，亦係同樣的進行施加「在反射電子檢測器125處所施加的偏位電壓」之修正，並作為在後續之步驟中的基準電壓Vr，而使用進行了偏位修正後之基準電壓。或者是，係亦可反覆實施實施例3之步驟S502、S503、S501，而實施將帶電消除之動作，直到帶電電壓成為容許範圍內為止。
在步驟S805中，係使視野移動至身為計測對象之試料114的對位圖案處。對位圖案，係為為了使計測對象圖案被納入至試野中的圖案，其自身與計測對象圖案之間的距離係為既知。
在步驟S806中，係取得對位用圖案之畫像，並算出從視野內之對位用圖案之位置起直到計測對象圖案為止的正確之距離。此時，對於反射電子檢測器125之施加電壓，係被設定為基準電壓Vr。
在步驟S807中，係使用在步驟S806中所取得的對位用圖案之畫像，來藉由與實施例4之步驟S702～S703相同的方法，而實施反射電子檢測器125之帶電的簡易檢查。在被判定為有帶電的情況時，係前進至步驟S808處，並藉由與實施例4之步驟S704～S705相同之方法，來對於反射電子檢測器125之帶電作修正，並且，針對基準電壓Vr，亦係同樣的進行施加「在反射電子檢測器125處所施加的偏位電壓」之修正，並作為在後續之步驟中的基準電壓Vr，而使用進行了偏位修正後之基準電壓。之後，回到步驟S806處，並再度取得對位用圖案之畫像，並且重新算出從對位用圖案之位置起直到計測對象圖案為止的正確之距離。
當在步驟S807中而被判定為無帶電的情況時，係前進至步驟S809，在步驟S809處，係使視野從對位用圖案而移動至計測對象圖案。此時之移動量，係使用在步驟S806中所算出的正確之距離。藉由此，係能夠以良好之再現性而使計測對象圖案移動至視野內之所期望的位置處。
在步驟S810中，係一面改變對於反射電子檢測器125之施加電壓而改變焦點位置，一面取得由2次電子檢測器120所致之畫像，並將焦點調整至畫像之鮮明度會成為最高的條件(自動對焦)。藉由以改變對於反射電子檢測器125之施加電壓一事來進行焦點調整，係能夠一面為了進行焦點調整而改變對於反射電子檢測器125之施加電壓，一面將所取得之畫像在後續的步驟S811處來為了算出反射電子檢測器125之帶電電壓而使用之。當由2次電子檢測器120之畫像所致之焦點調整係起因於畫像階調值之降低等而有所困難的情況時，係亦可使用同時所取得了的反射電子檢測器125或者是其他之檢測器之畫像來進行焦點調整。但是，當就算是使用該些之畫像亦仍難以進行焦點調整的情況時，係有必要進行由改變對物透鏡之電流或其他之電極之電壓一事所致的焦點調整。於此情況，係跳過步驟S811(並不進行反射電子檢測器125之帶電電壓之計測)。
在步驟S811中，係利用在步驟S810處所取得的焦點調整時之2次電子檢測器120之畫像、亦即是利用一面改變對於反射電子檢測器125之施加電壓一面取得之2次電子檢測器120之畫像，來與實施例1之步驟S205相同的，算出反射電子檢測器125之帶電電壓。另外，在對於帶電進行了計測之後，較理想，係實施實施例2之步驟S402而對於帶電作修正。於此情況，針對基準電壓Vr，亦係同樣的進行施加「在反射電子檢測器125處所施加的偏位電壓」之修正，並作為在後續之步驟中的基準電壓Vr，而使用進行了偏位修正後之基準電壓。
在步驟S812中，係取得2次電子檢測器120之畫像。此時之對於反射電子檢測器125之施加電壓，係設為基準電壓Vr。在對於反射電子檢測器125而施加了與藉由步驟S810之自動對焦所求取出的最適當之施加電壓相異之電壓的情況時，係會有發生焦點偏移的情況。就算是在藉由其他之方法來進行了焦點調整的情況時，亦同樣的，對於反射電子檢測器125之施加電壓，當起因於設為基準電壓Vr一事而導致產生畫像階調之降低等的情況時，由於係會有對於後續之步驟S813之圖案計測結果造成影響之虞，因此，對於反射電子檢測器125之施加電壓，係有必要設定為不會產生畫像階調之降低或焦點偏移的條件。於此情況，係跳過步驟S814(並不進行反射電子檢測器125之帶電之簡易檢查)。另外，在步驟S812中，係亦可同時取得反射電子檢測器125之畫像。
在步驟S813中，係基於在步驟S812處所取得了的2次電子檢測器120之畫像或者是反射電子檢測器125之畫像，來對於圖案進行計測。
在步驟S814中，係使用在步驟S812中所取得的2次電子檢測器120之畫像，來藉由與實施例4之步驟S702～S703相同的方法，而實施反射電子檢測器125之帶電的簡易檢查。當判斷係存在有在反射電子檢測器125處而產生有帶電之可能性的情況時，較理想，係如同實施例1一般地而顯示錯誤訊息，或者是藉由與實施例4之步驟S704～S705相同的方法，來對於反射電子檢測器125之帶電作修正。在對於反射電子檢測器125之帶電進行修正的情況時，針對基準電壓Vr，亦係同樣的進行施加「在反射電子檢測器125處所施加的偏位電壓」之修正，並作為在後續之步驟中的基準電壓Vr，而使用進行了偏位修正後之基準電壓。
在步驟S815中，係判定是否結束了所有的計測對象圖案之計測，並反覆進行步驟S805～S814，直到結束為止。
在圖8之流程圖中，藉由選擇關連於反射電子檢測器125之帶電之檢查和消除等的充分之必要之步驟，係能夠將產率之降低抑制在必要最低限度地、或者是並不使產率降低地，而將在反射電子檢測器125處所產生的帶電檢測出來、進行修正或者是作消除，而能夠實現信賴性為高之圖案計測。 [實施例6]
圖9，係為對於使用表面電位計測探針來進行反射電子檢測器之帶電計測的流程圖。在圖10中，係對於在本實施例中之平台112的示意圖作展示(於此係將試料台113省略)。在平台112上，係被配置有表面電位計測探針1001和除電裝置1002。
在步驟S901中，係使平台112移動，並使表面電位計測探針1001與反射電子檢測器125相對向。
在步驟S902中，係使用表面電位計測探針1001來對於反射電子檢測器125之表面電位、亦即是對於帶電電壓作計測。
在步驟S903中，係判定在步驟S902中所計測出的帶電電壓是否成為容許範圍內，在超出容許範圍的情況時，係移行至步驟S904。
在步驟S904中，係使平台112移動，並使除電裝置1002與反射電子檢測器125相對向。於此，所謂除電裝置1002，係身為紫外線照射裝置或電漿產生裝置、電子或離子之產生裝置等的將對象之表面帶電降低之裝置。
在步驟S905中，係使用除電裝置1002，而將反射電子檢測器125之帶電去除。
另外，係亦可僅實施本實施例中之帶電計測(步驟S901～S902)，亦可並不實施帶電計測地而僅定期性地實施帶電降低(步驟S904～S905)。
以上之方法，係能夠利用像是在對於被保持於平台112上之試料114進行交換時的真空排氣之等待時間或者是在對於光學條件作變更時的等待時間等之無法照射1次電子的時間，來實施之。因此，係能夠並不使圖案計測之綜合性的產率降低地來對於在反射電子檢測器125處所產生的帶電作計測。其結果，係能夠將在帶電中而受到有影響之圖案計測結果從全體之結果而去除，或者是促使進行維修並防止更進一步的帶電之影響或者是帶電之增大。又，同樣的，係能夠並不使綜合性的產率降低地來將在反射電子檢測器125處所產生的帶電去除。其結果，係成為能夠進行信賴性為高之圖案計測。
又，係亦可將本實施例6與實施例1～5作組合。例如，係亦可將在實施例1～5中之帶電電壓是否落在容許範圍內一事的判定，藉由實施例6之方法(步驟S901～S903)來進行之。或者是，係亦可將在實施例3～5中之帶電之去除，藉由實施例6之方法(步驟S904～S905)來進行之。
藉由定期性地實施在以上之實施例中所說明了的反射電子檢測器125之帶電電壓之計測，係能夠對於帶電之變化進行監測。圖11，係為監測結果之顯示之例。在進行此種顯示之前，係能夠對於反射電子檢測器之帶電的進展度作掌握，而成為能夠在對於2次電子檢測造成影響之前，實施例如反射電子檢測器之交換或者是清潔等的對策。
又，係亦能夠活用在引發反射電子檢測器之帶電的原因之推測中。例如，當在特定之試料之計測前後而帶電電壓出現大幅度之增加的情況時，係暗示有起因於從該試料而來之脫氣而導致有機物之髒污附著於反射電子檢測器處並促進帶電的可能性。其結果，藉由避免進行此種試料之計測或者是對於計測前之處理重新作檢討，係成為能夠預防反射電子檢測器之帶電。
100:電子源 101:電子槍 102:第1對準器 103,105:聚光透鏡 106,108:掃描偏向器 109:對物透鏡
110a:上磁路
110b:下磁路
112:平台
113:試料台
114:試料
115:校正用試料
120:2次電子檢測器
121:ExB元件
122:網格電極
125:反射電子檢測器
131:電子槍控制部
132:第1對準器控制部
133,135:聚光透鏡控制部
137,139:掃描偏向器控制部
138:反射電子檢測系控制部
141:加速器電壓控制部
142:對物透鏡控制部
144:試料台電壓控制部
145:2次電子檢測系控制部
146:網格電極控制部
147:ExB元件控制部
150:裝置控制演算裝置
151:記憶裝置
152:顯示裝置
170:1次電子
171:2次電子
171b:能量為小的2次電子
172:反射電子
602:電流計
1001:表面電位計測探針
1002:除電裝置
[圖1]係為用以說明本發明之課題之圖。 [圖2]係為實施例1之流程圖。 [圖3]係為對於對反射電子檢測器之施加電壓與由2次電子所致之畫像之平均階調值之間的關係作展示之圖。 [圖4]係為實施例2之流程圖。 [圖5]係為實施例3之流程圖。 [圖6]係為用以對於反射電子檢測器之帶電消除方法作說明之圖。 [圖7A]係為實施例4之流程圖。 [圖7B]係為用以針對起因於帶電之有無所導致的平均階調值之差異作說明之圖。 [圖8]係為實施例5之流程圖。 [圖9]係為實施例6之流程圖。 [圖10]係為具備有表面電位計測探針與除電裝置的平台之示意圖。 [圖11]係為反射電子檢測器之帶電電壓的歷時變化之顯示例。 [圖12]係為SEM之全體概略圖。
100:電子源
101:電子槍
102:第1對準器
103,105:聚光透鏡
106,108:掃描偏向器
109:對物透鏡
110a:上磁路
110b:下磁路
111:對物透鏡線圈
112:平台
113:試料台
114:試料
115:校正用試料
120:2次電子檢測器
121:ExB元件
122:網格電極
125:反射電子檢測器
131:電子槍控制部
132:第1對準器控制部
133:第1聚光透鏡控制部
135:第2聚光透鏡控制部
137:第1掃描偏向器控制部
139:第2掃描偏向器控制部
138:反射電子檢測系控制部
141:加速器電壓控制部
142:對物透鏡控制部
144:試料台電壓控制部
145:2次電子檢測系控制部
146:網格電極控制部
147:ExB元件控制部
150:裝置控制演算裝置
151:記憶裝置
152:顯示裝置
170:1次電子
171:2次電子
172:反射電子

Claims (16)

  1. 一種掃描電子顯微鏡，係具備有： 電子光學系，係包含放出1次電子之電子源和對物透鏡；和 平台，係被載置有試料；和 2次電子檢測器，係被配置在較前述對物透鏡而更靠前述電子源側處，並檢測出起因於前述1次電子與前述試料之間之相互作用所放出的2次電子；和 反射電子檢測器，係被配置在前述對物透鏡與前述平台之間，並檢測出起因於前述1次電子與前述試料之間之相互作用所放出的反射電子；和 反射電子檢測系控制部，係與前述反射電子檢測器相對應地而被作設置，並對於前述反射電子檢測器施加電壓；和 裝置控制演算裝置，係基於當在對於前述反射電子檢測器而施加有特定之電壓的狀態下而對於前述試料照射了前述1次電子時的前述2次電子檢測器之訊號強度，來檢測出前述反射電子檢測器之帶電狀態。
  2. 如請求項1所記載之掃描電子顯微鏡，其中， 前述裝置控制演算裝置，係一面改變施加於前述反射電子檢測器處之前述特定之電壓，一面取得在對於前述試料而照射了前述1次電子時的前述2次電子檢測器之訊號強度，並基於所取得了的前述2次電子檢測器之訊號強度與施加於前述反射電子檢測器處之電壓之間的關係，來算出前述反射電子檢測器之帶電電壓。
  3. 如請求項2所記載之掃描電子顯微鏡，其中， 前述裝置控制演算裝置，係根據所取得了的前述2次電子檢測器之訊號強度與施加於前述反射電子檢測器處之電壓之間的關係，來求取出前述2次電子檢測器之訊號強度會急遽地變化的對於前述反射電子檢測器之施加電壓，並將使前述施加電壓作了正負反轉的電壓，作為前述反射電子檢測器之帶電電壓而算出之。
  4. 如請求項2中所記載之掃描電子顯微鏡，其中， 係具備有顯示裝置， 前述裝置控制演算裝置，係當所算出了的前述反射電子檢測器之帶電電壓為超過容許範圍的情況時，使前述顯示裝置顯示錯誤訊息。
  5. 如請求項2中所記載之掃描電子顯微鏡，其中， 前述裝置控制演算裝置，係將與所算出了的前述反射電子檢測器之帶電電壓相對應之偏位(offset)電壓對於前述反射電子檢測器作施加。
  6. 如請求項2中所記載之掃描電子顯微鏡，其中，係具備有： 試料台，係保持被載置於前述平台處之前述試料；和 試料台電壓控制部，係對於前述試料台施加電壓， 前述裝置控制演算裝置，係將與所算出了的前述反射電子檢測器之帶電電壓相對應之偏位電壓對於前述試料台作施加。
  7. 如請求項2所記載之掃描電子顯微鏡，其中， 前述裝置控制演算裝置，係將前述電子光學系設定為特定之光學條件並對於前述試料照射1次電子， 前述特定之光學條件，係身為會藉由起因於以前述特定之光學條件而被照射至前述試料處之1次電子與前述試料之間之相互作用所放出的反射電子射入至前述反射電子檢測器中一事而使3次電子被放出並且所被放出的3次電子數為較射入至前述反射電子檢測器中的反射電子數而更多之加速電壓條件。
  8. 如請求項7中所記載之掃描電子顯微鏡，其中， 前述裝置控制演算裝置，在將前述電子光學系設定為前述特定之光學條件並對於前述試料照射1次電子的期間中，係對於前述反射電子檢測器施加負電壓。
  9. 如請求項7中所記載之掃描電子顯微鏡，其中， 前述反射電子檢測系控制部，在將前述電子光學系設定為前述特定之光學條件並對於前述試料照射1次電子的期間中，係對於在前述反射電子檢測器與接地之間所流動之電流作計測。
  10. 如請求項1中所記載之掃描電子顯微鏡，其中， 前述裝置控制演算裝置，係取得當對於前述反射電子檢測器施加特定之基準電壓並對於前述試料而照射了前述1次電子時之前述2次電子檢測器之訊號強度，並藉由將所取得了的前述2次電子檢測器之訊號強度與臨限值電壓作比較，來判定前述反射電子檢測器之帶電之有無。
  11. 如請求項1中所記載之掃描電子顯微鏡，其中， 前述裝置控制演算裝置，係在對於前述反射電子檢測器而施加了前述特定之電壓的狀態下，對於前述試料照射前述1次電子，並取得基於從前述2次電子檢測器所檢測出的2次電子而得到之畫像，而將前述畫像之平均階調值作為前述2次電子檢測器之訊號強度。
  12. 如請求項1中所記載之掃描電子顯微鏡，其中， 前述反射電子檢測器，係具備有環形狀的閃爍器(scintillator)。
  13. 一種掃描電子顯微鏡，係具備有： 電子光學系，係包含放出1次電子之電子源和對物透鏡；和 平台，係被載置有試料；和 2次電子檢測器，係被配置在較前述對物透鏡而更靠前述電子源側處，並檢測出起因於前述1次電子與前述試料之間之相互作用所放出的2次電子；和 反射電子檢測器，係被配置在前述對物透鏡與前述平台之間，並檢測出起因於前述1次電子與前述試料之間之相互作用所放出的反射電子；和 反射電子檢測系控制部，係與前述反射電子檢測器相對應地而被作設置，並對於前述反射電子檢測器施加電壓；和 表面電位計測探針，係被配置在前述平台上，並對於前述反射電子檢測器之表面電位作計測；和 除電裝置，係被配置在前述平台上，並將前述反射電子檢測器之帶電去除。
  14. 一種圖案計測方法，係為使用掃描電子顯微鏡來進行試料之圖案計測方法， 該掃描電子顯微鏡，係具備有： 電子光學系，係包含放出1次電子之電子源和對物透鏡；和 平台，係被載置有試料；和 2次電子檢測器，係被配置在較前述對物透鏡而更靠前述電子源側處，並檢測出起因於前述1次電子與前述試料之間之相互作用所放出的2次電子；和 反射電子檢測器，係被配置在前述對物透鏡與前述平台之間，並檢測出起因於前述1次電子與前述試料之間之相互作用所放出的反射電子， 該圖案計測方法，係具備有： 第1工程，係對於前述電子光學系之光學條件進行調整；和 第2工程，係使用前述2次電子檢測器來取得包含有前述試料之對位用圖案的畫像，並算出從前述對位用圖案起直到計測對象圖案為止的正確之距離；和 第3工程，係朝向前述計測對象圖案進行視野移動並對焦點作調整；和 第4工程，係使用前述2次電子檢測器而取得包含有前述計測對象圖案之畫像，並對於前述計測對象圖案進行計測；和 第5工程，係在前述第2工程以及前述第4工程之至少其中一者處，在對於前述反射電子檢測器而施加有基準電壓的狀態下來取得前述畫像，並基於根據前述畫像所算出的前述2次電子檢測器之訊號強度，來判定前述反射電子檢測器之帶電之有無， 前述基準電壓，係設為在前述第1工程中而對於前述電子光學系之光學條件之調整結束時的對於前述反射電子檢測器之施加電壓。
  15. 如請求項14所記載之圖案計測方法，其中， 在前述第3工程中，係一面改變對於前述反射電子檢測器所施加的施加電壓，一面使用2次電子檢測器而取得複數之畫像，並根據前述複數之畫像，來求取出會使畫像之銳度成為最高的對於前述反射電子檢測器所施加之施加電壓， 該圖案計測方法，係更進而具備有： 第6工程，係根據在前述第3工程中所取得的前述複數之畫像之各者，而算出前述2次電子檢測器之訊號強度，並基於所算出了的前述2次電子檢測器之訊號強度與施加於前述反射電子檢測器處之施加電壓之間之關係，來算出前述反射電子檢測器之帶電電壓。
  16. 如請求項15中所記載之圖案計測方法，其中， 在前述第6工程中，係將與所算出了的前述反射電子檢測器之帶電電壓相對應之偏位電壓對於前述反射電子檢測器作施加，並且將前述基準電壓因應於前述偏位電壓來作修正。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019184354A (ja) * 2018-04-06 2019-10-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子顕微鏡装置、電子顕微鏡装置を用いた検査システム及び電子顕微鏡装置を用いた検査方法
JP2019185972A (ja) 2018-04-06 2019-10-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ 走査電子顕微鏡システム及びパターンの深さ計測方法
JP2022170466A (ja) * 2021-04-28 2022-11-10 株式会社日立ハイテク 荷電粒子ビームシステム

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI338908B (en) * 2006-02-23 2011-03-11 Integrated Circuit Testing Charged particle beam device
JP2013033671A (ja) * 2011-08-03 2013-02-14 Hitachi High-Technologies Corp 荷電粒子線装置
US20140021348A1 (en) * 2012-07-18 2014-01-23 Hitachi High-Technologies Corporation Electron beam irradiation apparatus
TW201830453A (zh) * 2017-01-12 2018-08-16 日商日立全球先端科技股份有限公司 帶電粒子線裝置
US20190035601A1 (en) * 2015-09-01 2019-01-31 Carl Zeiss Smt Gmbh Methods and devices for examining an electrically charged specimen surface
TW201919088A (zh) * 2017-11-10 2019-05-16 日商日立全球先端科技股份有限公司 圖案量測裝置及量測方法

Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6275206A (ja) 1985-09-30 1987-04-07 Hitachi Ltd 電子ビ−ム測長装置
JPS631910A (ja) 1986-06-23 1988-01-06 Hitachi Ltd 寸法測定装置
JPH03248414A (ja) 1990-02-26 1991-11-06 Mitsubishi Electric Corp 選択的な表面反応を利用した微細パターンの形成方法
JP2897355B2 (ja) 1990-07-05 1999-05-31 株式会社ニコン アライメント方法，露光装置，並びに位置検出方法及び装置
US5412210A (en) 1990-10-12 1995-05-02 Hitachi, Ltd. Scanning electron microscope and method for production of semiconductor device by using the same
JP3285092B2 (ja) 1990-10-12 2002-05-27 株式会社日立製作所 走査形電子顕微鏡、及び走査形電子顕微鏡による試料像形成方法
US5552602A (en) 1991-05-15 1996-09-03 Hitachi, Ltd. Electron microscope
JP2823450B2 (ja) 1992-11-19 1998-11-11 株式会社東芝 回路パターンの寸法測定方法
US5831273A (en) 1996-03-06 1998-11-03 Hitachi, Ltd. Charged particle beam lithography method and apparatus thereof
JPH09320931A (ja) 1996-05-28 1997-12-12 Nikon Corp 結像特性計測方法及び該方法を使用する転写装置
US5912469A (en) 1996-07-11 1999-06-15 Nikon Corporation Charged-particle-beam microlithography apparatus
JP2000048758A (ja) 1998-07-28 2000-02-18 Nikon Corp 反射電子検出装置
JP4767650B2 (ja) 1999-11-05 2011-09-07 株式会社トプコン 半導体デバイス検査装置
JP3749107B2 (ja) 1999-11-05 2006-02-22 ファブソリューション株式会社 半導体デバイス検査装置
WO2003007330A1 (en) 2001-07-12 2003-01-23 Hitachi, Ltd. Sample electrification measurement method and charged particle beam apparatus
JP2003157790A (ja) 2001-11-20 2003-05-30 Advantest Corp 微細凹凸量測定装置及び走査型電子顕微鏡
JP3934461B2 (ja) 2002-04-11 2007-06-20 株式会社キーエンス 電子顕微鏡のチャージアップ防止方法および電子顕微鏡
JP3959355B2 (ja) 2003-01-17 2007-08-15 株式会社日立ハイテクノロジーズ 微細パターンの３次元形状測定方法
JP4262592B2 (ja) 2003-12-26 2009-05-13 株式会社日立ハイテクノロジーズ パターン計測方法
JP4357355B2 (ja) 2004-05-07 2009-11-04 株式会社日立ハイテクノロジーズ パターン検査方法及びその装置
JP5075431B2 (ja) 2007-02-28 2012-11-21 株式会社日立ハイテクノロジーズ 帯電測定方法、焦点調整方法、及び走査電子顕微鏡
JP2009099540A (ja) 2007-09-27 2009-05-07 Hitachi High-Technologies Corp 試料の検査，測定方法、及び走査電子顕微鏡
JP5167043B2 (ja) 2007-10-04 2013-03-21 日本電子株式会社 Ｐｉｎ型検出器及びｐｉｎ型検出器を備えた荷電粒子ビーム装置
JP5103219B2 (ja) 2008-02-22 2012-12-19 株式会社日立ハイテクノロジーズ パターン寸法計測方法
JP5492383B2 (ja) 2008-02-27 2014-05-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ 走査型電子顕微鏡及びこれを用いたパターン寸法計測方法
JP2010175249A (ja) 2009-01-27 2010-08-12 Hitachi High-Technologies Corp 試料高さ測定方法及び試料高さ測定装置
JP5235719B2 (ja) 2009-02-27 2013-07-10 株式会社日立ハイテクノロジーズ パターン測定装置
JP5500858B2 (ja) 2009-04-14 2014-05-21 株式会社日立ハイテクノロジーズ パターン測定装置
JP2011033423A (ja) 2009-07-31 2011-02-17 Hitachi High-Technologies Corp パターン形状選択方法、及びパターン測定装置
JP5313939B2 (ja) 2010-02-09 2013-10-09 株式会社日立ハイテクノロジーズ パターン検査方法、パターン検査プログラム、電子デバイス検査システム
JP5639797B2 (ja) 2010-07-01 2014-12-10 株式会社日立ハイテクノロジーズ パターンマッチング方法，画像処理装置、及びコンピュータプログラム
JP5777967B2 (ja) 2011-07-26 2015-09-16 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置及び計測方法
JP5677236B2 (ja) 2011-08-22 2015-02-25 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置
JP5932428B2 (ja) 2012-03-28 2016-06-08 株式会社日立ハイテクノロジーズ 走査電子顕微鏡
DE102012017950A1 (de) 2012-09-11 2014-03-13 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Partikelstrahlmikroskop zur Erzeugung von Materialbestandteilen
JP5619118B2 (ja) 2012-11-30 2014-11-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置
JP2014130077A (ja) 2012-12-28 2014-07-10 Hitachi High-Technologies Corp パターン形状評価方法、半導体装置の製造方法及びパターン形状評価装置
JP6316578B2 (ja) * 2013-12-02 2018-04-25 株式会社日立ハイテクノロジーズ 走査電子顕微鏡システム及びそれを用いたパターン計測方法並びに走査電子顕微鏡
TWI683379B (zh) 2013-12-05 2020-01-21 日商日立全球先端科技股份有限公司 圖案測定裝置及電腦程式
JP2017134882A (ja) 2014-04-24 2017-08-03 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置及びその帯電除去方法
US10210606B2 (en) 2014-10-14 2019-02-19 Kla-Tencor Corporation Signal response metrology for image based and scatterometry overlay measurements
JP6177817B2 (ja) * 2015-01-30 2017-08-09 松定プレシジョン株式会社 荷電粒子線装置及び走査電子顕微鏡
JP6527799B2 (ja) 2015-09-25 2019-06-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置及びパターン測定装置
JP2017103363A (ja) 2015-12-02 2017-06-08 凸版印刷株式会社 ナノインプリント用モールドの寸法補正方法及びナノインプリント用モールドの製造方法
JP6640057B2 (ja) 2016-09-14 2020-02-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子顕微鏡装置及びそれを用いた傾斜ホールの測定方法
JP2019184354A (ja) 2018-04-06 2019-10-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子顕微鏡装置、電子顕微鏡装置を用いた検査システム及び電子顕微鏡装置を用いた検査方法
JP7271358B2 (ja) 2019-07-25 2023-05-11 株式会社日立ハイテク 電気特性を導出するシステム及び非一時的コンピューター可読媒体

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI338908B (en) * 2006-02-23 2011-03-11 Integrated Circuit Testing Charged particle beam device
JP2013033671A (ja) * 2011-08-03 2013-02-14 Hitachi High-Technologies Corp 荷電粒子線装置
US20140021348A1 (en) * 2012-07-18 2014-01-23 Hitachi High-Technologies Corporation Electron beam irradiation apparatus
US20190035601A1 (en) * 2015-09-01 2019-01-31 Carl Zeiss Smt Gmbh Methods and devices for examining an electrically charged specimen surface
TW201830453A (zh) * 2017-01-12 2018-08-16 日商日立全球先端科技股份有限公司 帶電粒子線裝置
TW201919088A (zh) * 2017-11-10 2019-05-16 日商日立全球先端科技股份有限公司 圖案量測裝置及量測方法

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