JP2008077897A - 電子顕微鏡の分解能評価用試料及び電子顕微鏡の分解能評価方法並びに電子顕微鏡 - Google Patents
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Abstract
走査電子顕微鏡の分解能をモニタする場合,計測する分解能指標値のパターン依存性を低減できるようなサンプルの準備と計測アルゴリズムの採用が,電子ビームサイズの変化を高精度に計測するために必要である。
【解決手段】
本発明では,分解能モニタに適した断面形状のパターンを有するサンプルを提供する。分解能モニタに適した形状とは,具体的には,照射された一次電子ビームがパターンの側壁に当たることのない程度に,側壁が傾斜している断面形状のことである。これにより,パターンの断面形状に依存しない分解能モニタを実現した。
【選択図】 図6
Description
図1に本発明にかかる分解能評価シーケンスの概要を示す。本シーケンスでは,まずはじめに分解能を評価する走査電子顕微鏡装置(A)に,分解能評価用サンプル(B)をセッティングする(0101)。次に,分解能評価用サンプル(B)の画像(C)を取得する(0102)。次に,取得画像(C)から装置の分解能指標値(D)を算出する(0103)。最後に,算出した分解能指標値(D)を,装置ごと,時系列ごとに記憶し,装置状態のモニタ(E)を行い(0104)、分解能評価用サンプル(B)を走査電子顕微鏡装置(A)から取り出す(0105)。さらに,(0104)で装置状態をモニタした結果をもとに,分解能指標値(D)が予め設定した範囲を超えたときに走査電子顕微鏡装置(A)や取得画像(C)に対して分解能変動分(F)の補正を行う(0106)。
以下に,上記シーケンス中の各項目について,詳細を述べる。
図2に本発明にかかる,寸法計測を目的とした走査電子顕微鏡装置(A)の構成を示す。本装置は大別して電子線画像を取得するための電子光学系2000と,それらの画像を処理することで対象パターンの計測を行う情報処理系2100の2つの部位からなる。
本実施例では,分解能評価用サンプル上に,上記電子ビームを走査させて得られた2次電子信号画像を解析することにより,分解能指標値を算出する。2次電子信号画像は,サンプル上に走査電子ビームを照射させた際に放出される2次電子信号の強度を画像化したものである。2次電子信号は,一般的に,サンプル上のパターンの形状や材質によって決まる信号f(x,y)と,電子ビームg(s,t)の畳み込み積分により表される。
f ∝ 1/cos(β) ・・・(式1)
また,この式からもわかる通り,パターンのエッジ部分からは,特に強い2次電子信号が放出され0406,この現象はエッジ効果と呼ばれている。
または,図11に示すようにパターン1101の高さが十分に高く,フッティング部分1102から放出される2次電子1103が,2次電子検出器0206に到達できないような断面形状のサンプルであれば,2次電子信号画像にフッティング1102の影響が現れないため,サンプルの形状依存性を小さくすることが可能である。
上述のようなサンプルを用いて分解能を評価するために、サンプルの所望の領域を電子ビームで走査して1フレーム分の2次電子検出信号を得ることを同じ領域に対して複数回繰返して複数フレーム分の2次電子検出信号を得、これら複数フレーム分の2次電子検出信号を足し合わせる(フレーム加算)ことにより分解能評価用の画像を取得する。電子ビームサイズの変化を検出するには,1画素の大きさが,ビームサイズよりも小さい方が検出感度がよいため,この条件を満たすような倍率での画像取得を行うことが望ましい。
上述のようにして取得した分解能評価用画像から,分解能指標値を算出するアルゴリズムについて述べる。分解能算出アルゴリズムは,非特許文献1乃至3の例にも挙げたように一般的に知られた複数の手法があり,いずれの手法を用いることも可能であるが,本実施例では,この中でもサンプル依存性の小さな手法として,非特許文献3に開示されているCG法(Contrast to Gradient法)を用いる。CG法は,画像中の局所領域から局所分解能指標値を算出し,画像全体での局所分解能指標値の重みつき平均を分解能指標値として求める手法である。本手法では,最初のステップで局所領域から指標値を算出しているため,サンプル上のパターン形状やパターン分布の違いによる,分解能計測誤差を小さくすることが可能となる。
E.装置状態のモニタ
算出した分解能指標値を用いて装置状態をモニタするシステムのGUI例を,図9に示す。画面上の選択ボタン0910で指定した日又は期間に測定した各装置間での分解能指標値を比較表示する部分0901と,画面上の選択ボタン0911で指定した装置単体での分解能指標値の経時変化を表示する部分0902をもつ。また,各指標値があらかじめ設定した範囲0903又は0903’を外れたときや,装置間での指標値のばらつき0904や,経時変化量0905が予め設定した値よりも大きくなった場合には,アラームを出して知らせる0906ことが可能である。
最後に,得られた分解能指標値に基づき,各装置,もしくは画像,もしくは画像より計測されたパターン寸法の補正を行う機能について説明する。
Claims (9)
- 複数の電子顕微鏡装置間の分解能のばらつき、または、所定の電子顕微鏡の分解能の経時的な変化を評価するための試料であって、該試料は表面に凹凸パターンが形成されており、該凹凸パターンは該凹凸パターンの上部に対して下部の方が狭い逆テーパ状の断面形状を有していることを特徴とする電子顕微鏡の分解能評価用試料。
- 複数の電子顕微鏡装置間の分解能のばらつき、または、所定の電子顕微鏡の分解能の経時的な変化を評価するための試料であって、該試料は表面に凹凸パターンが形成されており、該凹凸パターンは、前記試料に垂直に入射する電子ビームに対して前記凹凸パターンの側壁面部が前記凹凸パターンの上面の影部に入るように形成されていることを特徴とする電子顕微鏡の分解能評価用試料。
- 前記凹凸パターンの側面は、前記試料に対して垂直に入射する電子ビームのビームウェスト付近のビーム広がり角よりも大きい角度傾斜していることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子顕微鏡の分解能評価用試料。
- 請求項1乃至3の何れかに記載の電子顕微鏡の分解能評価用試料を複数の電子顕微鏡装置で順次撮像し、該複数の電子顕微鏡装置で順次撮像して得た画像をそれぞれ処理することにより複数の電子顕微鏡装置間の分解能のばらつきを評価することを特徴とする電子顕微鏡の分解能評方法。
- 前記複数の電子顕微鏡装置間の分解能のばらつきを評価した結果を用いて、前記複数の電子顕微鏡装置の内から装置パラメータを調整する電子顕微鏡装置を特定することを特徴とする請求項4記載の電子顕微鏡の分解能評方法。
- 請求項1乃至3の何れかに記載の電子顕微鏡の分解能評価用試料を撮像して画像を得、該得た画像を処理して得た情報を記憶手段に記憶しておいた情報と比較することにより電子顕微鏡装置の分解能の経時的な変化を評価することを特徴とする電子顕微鏡の分解能評方法。
- 前記電子顕微鏡装置の分解能の経時的な変化が予め設定した範囲を超えた場合には、アラームを発することを特徴とする請求項6記載の電子顕微鏡の分解能評方法。
- 請求項1乃至3の何れかに記載の電子顕微鏡の分解能評価用試料を搭載したことを特徴とする電子顕微鏡。
- 請求項1乃至3の何れかに記載の電子顕微鏡の分解能評価用試料を用いて分解能を評価し、該評価した結果を用いて観察用の試料を観察して得た画像または該画像を処理して得たデータを補正する機能を備えたことを特徴とする電子顕微鏡。
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