JP5813468B2 - 荷電粒子線装置、及び荷電粒子線のランディング角度の計測補正方法 - Google Patents
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Description
図10(a)は、スキャン歪を生じさせない本来のスキャン信号の例を示し、図10(b),(c)は、外乱や信号自体の応答速度の変化等からスキャン歪を生じさせてしまうスキャン信号の例を示す。
(1) 試料面上に形成された、形状が既知の多面体構造物の荷電粒子線画像を撮像する際に、スキャン方向を相互に反対向きに変えた多面体構造物の荷電粒子線画像を取得し、これらスキャン方向が相互に反対向きの多面体構造物の荷電粒子線画像それぞれの画像の結果をこれら画像間で平均化することにより、スキャン歪の影響や荷電粒子線のランディング角度のばらつきに起因する測長値器差を低減し、この平均化した画像結果を基に荷電粒子線の傾斜角度を高精度に測定すること、
(2) 試料面上に形成された、形状が既知の多面体構造物の荷電粒子線画像を撮像する際に、試料の搭載向きを相互に反対向きに変えてロードし、ロード方向を相互に反対向きに変えた多面体構造物の荷電粒子線画像を取得し、これらロード方向が相互に反対向きの多面体構造物の荷電粒子線画像それぞれの画像の結果をこれら画像間で平均化することにより、スキャン歪の影響や荷電粒子線のランディング角度のばらつきに起因する測長値器差を低減し、この平均化した画像結果を基に荷電粒子線の傾斜角度を高精度に測定すること、
を特徴する。
まず、スキャン歪によるランディング角度の測定誤差抑制処理について説明する。
スキャン歪は、電子線3を走査するためのスキャン信号が受ける外乱や,スキャン信号自体の応答速度の変化等から、試料の観察部分がその取得したSEM画像においては歪んでしまう現象である。
図3(a)は、SEM画像901(RR00),901(RR180),901(RR90),901(RR270)それぞれを基に推定した電子線3のランディング角度それぞれに係り、画面上の左右方向に対応する絶対座標系上のx軸方向のイメージシフト量と、推定した電子線のランディング角度に対応したx軸方向の電子線3の傾斜量との関係を示した特性図である。
次に、ランディング角度のパターン傾斜による測定誤差抑制処理について説明する。
キャリブレーションサンプルにおけるウェーハ面と結晶方位面とのずれは、キャリブレーションサンプルとしての試料5毎に異なる。
T0=電子線3のランディング角度θ+ピラミッドパターン90の傾斜角度α
T180=電子線3のランディング角度θ−ピラミッドパターン90の傾斜角度α
α:試料面5sに対する結晶方位面((100)面)の傾斜角度、
θ:予め設定された観察方向に対応する電子線3の傾斜角度、
で表わされる。
電子線の絶対的な傾斜角度θ=(T0 + T180)÷2
となる。
以下に、図1に示した本実施の形態に係る走査電子顕微鏡1での、上述したスキャン歪によるランディング角度の測定誤差抑制処理、並びにパターン傾斜によるランディング角度の測定誤差抑制処理の実施例について、フローチャートに基づき説明する。
走査電子顕微鏡1において、電子銃10のチップ交換や可動絞り穴交換等の装置メンテナンスが行われると(S701)、そのメンテナンス作業後、処理装置50は、図5に示したスキャン歪によるランディング角度の測定誤差抑制処理を実行する(S702)。そして、処理装置50は、ラスターローテーションのローテーション角度RRが0°,180°,90°,270°それぞれで推定した試料5のピラミッドパターン90に対する電子線3のランディング角度の平均化した値、又はさらにこれを試料5の試料面上のピラミッドパターン90が形成された測定点について平均化した値が、所定の閾値を超えているか否かについて判別する(S703)。
なお、このスキャン歪によるランディング角度の測定誤差抑制処理に予め使用する試料5については、図6に示したパターン傾斜によるランディング角度の測定誤差抑制処理を行っておく。この結果、このランディング角度によるパターン傾斜の測定誤差抑制処理を行い、予め試料面(ウェーハ面)と結晶方位面とのずれを校正した試料5を使用することで、計測時間の短縮が可能である。
20 電子光学系、 21 集束レンズ、 22 対物レンズ、 23 偏向器、
30 試料室、 31 ステージ、 32 ステージ機構、 40 二次電子検出器、
50 処理装置、
Claims (5)
- 試料面上に形成された、形状が既知の多面体構造物の荷電粒子線画像を、荷電粒子線のスキャン方向、又は当該多面体構造物が形成された試料の搭載向きを相互に反対向きに変えて取得する画像取得部と、
該画像取得部により取得された多面体構造物の荷電粒子線画像それぞれについて、画像上における多面体構造物の幾何学的な変形を基に、当該荷電粒子線画像それぞれを取得した際における試料に対する荷電粒子線のランディング角度を計測するランディング角度計測部と、
該ランディング角度計測部によって計測された多面体構造物の荷電粒子線画像それぞれのランディング角度を平均化し、当該平均化されたランディング角度を基に、前記画像取得部による荷電粒子線の傾斜角度を補正する測定誤差抑制部と
を備えていることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 前記画像取得部は、ラスターローテーションによりローテーション角度を0°,180°,90°,270°と変化させて、各ローテーション角度に対応した多面体構造物の荷電粒子線画像をイメージシフトで取得する
ことを特徴とする請求項1記載の荷電粒子線装置。 - 前記画像取得部は、試料のウェーハロード角度を0°,180°と変化させて、各ウェーハロード角度に対応した多面体構造物の荷電粒子線画像をイメージシフトで取得する
ことを特徴とする請求項1記載の荷電粒子線装置。 - 前記測定誤差抑制部は、該ランディング角度計測部によって計測された多面体構造物の荷電粒子線画像それぞれのランディング角度を平均化するとともに、前記ランディング角度計測部によって計測された多面体構造物の荷電粒子線画像それぞれのランディング角度に対応した、前記イメージシフトの際におけるイメージシフト量と荷電粒子線の傾斜角度との関係特性を平均化することにより、当該平均化したランディング角度及び関係特性を基に、前記画像取得部による荷電粒子線の傾斜角度を補正する
ことを特徴とする請求項2記載の荷電粒子線装置。 - 試料面上に形成された、形状が既知の多面体構造物の荷電粒子線画像を、荷電粒子線のスキャン方向、又は当該多面体構造物が形成された試料の搭載向きを相互に反対向きに変えてそれぞれ取得する画像取得工程、
該画像取得工程の実行により取得された多面体構造物の荷電粒子線画像それぞれについて、画像上における多面体構造物の幾何学的な変形を基に、当該荷電粒子線画像それぞれを取得した際における試料に対する荷電粒子線のランディング角度を計測するランディング角度計測工程、
該ランディング角度計測工程の実行によって計測された多面体構造物の荷電粒子線画像それぞれのランディング角度を平均化し、当該平均化されたランディング角度を基に、前記画像取得工程の実行による荷電粒子線の傾斜角度を補正する測定誤差抑制工程、
を有することを特徴とするランディング角度の計測補正方法。
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