TW201939565A - 帶電粒子線裝置，截面形狀推定程式 - Google Patents

帶電粒子線裝置，截面形狀推定程式 Download PDF

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Abstract

使用遵照各自相異的能量條件而取得之亮度圖像，簡便地推定缺陷的深度方向的尺寸。
本發明之帶電粒子線裝置，一面令使訊號量變動的參數變化，一面求出亮度圖像上之每一照射位置的亮度比，基於亮度比成為最小時之前述參數來推定缺陷的深度方向的位置，基於亮度比的大小來推定缺陷的深度方向的尺寸。

Description

帶電粒子線裝置，截面形狀推定程式
本發明有關帶電粒子線裝置。
伴隨半導體圖樣的微細化及高度積體化，些微的形狀差也變得會對元件的動作特性造成影響，形狀管理的需求逐漸升高。因此，半導體的檢查／計測所使用之掃描電子顯微鏡(SEM：Scanning Electron Microscope)，相較以往變得更加要求高靈敏度、高精度。此外除近年的圖樣微細化外，伴隨將元件於高度方向堆積之高深寬比化的進展，3維構造的計測需求逐漸升高。此外伴隨圖樣尺寸的微細化，成膜過程中形成的孔洞(void)圖樣對於元件特性造成的影響會增加，而檢查／計測之需求增加。有關形成於試料內的孔洞或埋入材料之檢查／計測，有以下的方法被揭示。
下記專利文獻1，揭示一種一面變更照射電子的能量一面生成亮度圖像，而計測伴隨能量變化之亮度值的變化，藉此判定在試料內有孔洞或異物存在之方法。下記專利文獻2，揭示一種由當變更了照射電子的能量時之下層資訊的變化，來推定存在於試料內之異種材料的深度之方法。下記非專利文獻1，揭示了將照射的電子線的加速能量予以最佳化，藉此判定被填埋的孔洞圖樣之方法。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2014-032833號公報
[專利文獻2] 日本特開平05-290786號公報

[非專利文獻]
[非專利文獻1] Applied Physics Letters 93, 263110 (2008)
[發明所欲解決之問題]
上述先行技術，是由藉由將帶電粒子線以各自相異的照射能量照射而取得之複數個圖像，來判定試料內部的缺陷(異物、孔洞)的有無。但該些文獻，關於缺陷的深度方向之尺寸的推定未必有具體的檢討。
本發明有鑑於上述這樣的待解問題而研發，目的在於使用遵照各自相異的能量條件而取得之亮度圖像，簡便地推定缺陷的深度方向的尺寸。

[解決問題之技術手段]
本發明之帶電粒子線裝置，一面令使訊號量變動的參數變化，一面求出亮度圖像上之每一照射位置的亮度比，基於亮度比成為最小時之前述參數來推定缺陷的深度方向的位置，基於亮度比的大小來推定缺陷的深度方向的尺寸。

[發明之效果]
按照本發明之帶電粒子線裝置，能夠由亮度圖像來推定缺陷的深度方向的位置及尺寸。如此一來，能夠簡便地推定圖樣的截面形狀。
作為高精度地計測／檢查半導體元件的微細圖樣之裝置，掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope)的需求逐漸升高。掃描電子顯微鏡，為檢測從試料放出的電子等之裝置，藉由檢測這樣的電子來生成訊號波形，測定例如訊號波形峰值(相當於圖樣的邊緣部分)間的尺寸。
近年來，隨著半導體元件的微細化，如FinFET、Nanowire等般元件構造正在複雜化。伴隨此，因成膜過程中微小孔洞產生，對元件的電氣特性造成影響之案例增加，製程開發及量產時之孔洞管理的重要性升高。另一方面，存在於試料內部之孔洞，難以在掃描電子顯微鏡所做的TopView圖像中判定。鑑此，係採用將試料打破，使用TEM(穿透式電子顯微鏡)等來確認圖樣形狀之破壞檢查。元件構造的複雜化進展，確認圖樣的截面形狀之需求亦增加，截面形狀觀察所致之開發期間的長期化與成本增加成為待解問題。
以下實施形態中，有鑑於上述這樣的待解問題，說明一種藉由使用掃描電子顯微鏡而取得之試料的TopView圖像，無需破壞試料而推定存在於試料內之孔洞或異物的深度方向的位置與深度方向的尺寸之方法。
＜實施形態1＞
圖1為本發明實施形態1之帶電粒子線裝置的構成圖。本實施形態1之帶電粒子線裝置，構成為掃描型電子顯微鏡。令從電子槍1產生的電子線2(電子束)藉由聚光透鏡3而聚焦，藉由對物透鏡5聚焦於試料6上。偏向器4(掃描偏向器)，令電子線2(1次電子)在試料6的表面上掃描。藉由將1次電子予以2維地掃描而照射，會從試料6內放出電子7(2次電子及背向散射電子)。檢測器8檢測電子7，輸出表示其強度之檢測訊號。藉由將檢測訊號變換成圖像，來觀察／計測試料6。在檢測器8的前段，備有能量辨別器9(高通濾波器或帶通濾波器)，係將檢測器8所檢測的電子7，遵照電子7所具有之能量予以辨別。
圖1的掃描電子顯微鏡，具備未圖示之控制裝置，控制裝置控制掃描電子顯微鏡的各光學元件，而控制能量辨別器9的辨別條件。在用來載置試料6之試料平台，連接有未圖示之負電壓施加電源。控制裝置，藉由控制負電壓施加電源，來控制電子線2到達試料6時的能量。不限於此，亦可藉由控制連接於用來將電子線2加速的加速電極與電子源之間之加速電源，來控制電子線2的能量。圖1示例之掃描電子顯微鏡，具備對每一像素記憶檢測訊號之圖像記憶體，檢測訊號被記憶於該圖像記憶體。
圖1示例之掃描電子顯微鏡，具備未圖示之演算裝置。演算裝置，基於圖像記憶體中記憶的圖像資料，推定圖樣的截面形狀。更具體而言，對於每一能量辨別條件，基於圖像的各像素中記憶之亮度資訊，藉由後述的手法推定存在於試料6內部之缺陷(孔洞或異物，以下同)的深度方向的位置與深度方向的尺寸。
圖2為照射至試料6內之1次電子的侵入長度與能量的關係說明模型圖。照射至試料6之1次電子在試料6內散射，一部分停留於試料6內，一部分從試料6放出成為背向散射電子(BSE：Back Scattering Electron)。此時，依據電子線在試料6內散射了多少程度，BSE所具有之能量會相異。照射至試料6之1次電子，會反覆彈性散射與非彈性散射，朝試料6內部逐漸侵入。侵入至愈內部的電子，散射次數愈增加，故引發非彈性散射的機率升高，電子的能量損失產生之可能性會變高。當侵入長度短的情形下，散射次數少，故能量損失的機會少，成為高能量的BSE之可能性高。另一方面，當侵入到了試料6的更內部的情形下，非彈性散射的機率升高，檢測出能量損失更多的低能量的BSE之可能性升高。
由以上事實，BSE所具有之能量，包含暗示侵入長度(散射次數)之資訊。BSE的能量愈高則具有關於愈淺的位置之構造的資訊，BSE的能量愈低則具有關於愈深的位置之構造的資訊。本實施形態1中，利用此特性，推定埋入於試料內部之缺陷的深度方向的位置與深度方向的尺寸。
圖3為6種類的截面構造的例示意側截面圖。此處，在Si試料內配置了5種類的孔洞。以下為求簡便，試料6內的缺陷假設為孔洞。即使為孔洞以外的缺陷，使用亮度比會變化這件事來推定缺陷位置與尺寸仍然不變。
圖3(a)為無孔洞圖樣。(b)～(d)，將孔洞的Z方向(深度方向)尺寸皆設為40nm，自試料表面之距離設為(b)20nm、(c)40nm、(d)60nm。(e)(f)為將自試料表面的距離設為皆20nm，孔洞的Z方向尺寸設為(e)60nm、(f)80nm。
圖4為模擬BSE的能量分布之結果示意圖表。此處揭示藉由電子線散射模擬來算出當對圖3的圖樣(a)(b)照射了5keV的1次電子時之能量分布(僅1000eV以上的部分)的結果。按照圖4，於4000eV～4500eV的高能量帶，觀察到圖樣間的訊號量變化。也就是說可知由於在試料6內有孔洞，而檢測電子的能量分布出現差距。是故，料想藉由對檢測電子所具有的每種能量求出亮度比，便能推定試料內的孔洞的深度與尺寸。
圖5為對於檢測電子所具有的每種能量求出亮度比而得之模擬結果示意圖表。即使電子線2的加速條件相同，仍會從試料6產生具有各式各樣的能量之BSE。藉由設定能量辨別器9的辨別條件，能夠調整使得檢測器8檢測僅具有落在某一能量幅度內的能量之BSE。雖依試料6的材質而不同，惟當以10nm尺寸來判定孔洞位置或尺寸的情形下，檢測電子的能量幅度理想是訂為～數十eV。此處所謂的亮度比，為針對亮度圖像上的像素，在欲判定孔洞的有無之位置(在試料表面上的xy方向之位置)的亮度值、與在其以外之基準位置(內部不存在孔洞之位置)的亮度值之間的比。
圖5(a)揭示針對圖3(b)(c)(d)各自的圖樣求出之亮度比。孔洞位於愈深位置之圖樣，亮度比成為最小之檢測能量愈朝低能量側偏移。是故，藉由事先求出亮度比成為最小之檢測能量與孔洞位置之間的關係，便能由亮度比成為最小之檢測能量來推定孔洞的位置。圖5(a)右圖，為記述了該關係之位置資料的例子。
圖5(b)揭示針對圖3(b)(e)(f)各自的圖樣求出之亮度比。(b)(e)(f)其孔洞的深度方向的位置相同，故亮度比成為最小之檢測能量相同。另一方面，孔洞的深度方向的尺寸愈大，亮度比愈小。是故，藉由事先求出亮度比成為最小時之亮度比的大小與孔洞尺寸之間的關係，便能由亮度比的大小來推定孔洞尺寸。圖5(b)右圖，為記述了該關係之尺寸資料的例子。
由以上，可以說孔洞的深度方向的位置能夠由亮度比成為最小之檢測能量來推定，孔洞的深度方向的尺寸能夠由亮度比成為最小時之亮度比的大小來推定。亮度比成為最小時之檢測能量與孔洞位置之間的關係(位置資料)、亮度比成為最小時之亮度比的大小與孔洞尺寸之間的關係(尺寸資料)，例如可藉由以構造已知的圖樣做實驗來取得，亦可以圖3～圖4所示這樣的電子線散射模擬的結果作為參考來使用。
圖6為孔洞周邊的非平坦之形狀圖樣的例子。以上的說明中，說明了孔洞周邊為平坦之情形。實際的試料6，在孔洞周邊存在非平坦之形狀圖樣或異種材料，亮度值有時會受到其影響。在此情形下，可事先記述周邊圖樣與檢測器8檢測的訊號量因此所受的影響之間的關係來作為參照形狀資料，而遵照該記述來修正檢測結果。例如當BSE的檢測率因應周邊圖樣而相異的情形下，事先記述周邊圖樣與檢測率之間的對應關係，使用它來修正檢測器8所做的檢測結果即可。
如圖6所示，假設孔洞存在於線＆間隔圖樣(line-and-space pattern)之間隔部的下方。因應線的高度Ld 與間隔寬幅W，來自間隔部的訊號量會變化。此處藉由模擬來求出當變更了線高度與間隔寬幅時之檢測率，作成了如圖6下圖這樣的參照形狀資料。對於檢測器8所做的檢測結果(訊號量或亮度值)乘上修正係數(1／檢測率)，藉此便能修正由周邊圖樣引起而亮度值受到之影響。
參照形狀資料，例如能夠使用電子線散射模擬的結果來作成，亦能基於實驗結果來評估從各照射位置獲得的訊號量的絕對值，藉此作成參照形狀資料。使用參照形狀資料來修正訊號量之處理，例如能夠於後述步驟S703中生成亮度圖像時實施。
參照形狀資料，亦能除試料6的形狀圖樣外更增加或替換它，而記述周邊圖樣的材料與該材料所造成的訊號量變化之間的對應關係。在此情形下亦同樣地，於步驟S703生成亮度圖像時，能夠使用利用參照形狀資料而修正後的訊號量。
圖7為本實施形態1之帶電粒子線裝置檢測試料6內的孔洞之手續說明流程圖。此處，說明能量辨別器9藉由使用能量濾波器(高通濾波器，往後記載為EF)來作成複數個亮度圖像，而藉由它們的差圖像來作成亮度圖像之例子。當使用帶通濾波器而非EF的情形下，除了不需求出差圖像之處理以外皆相同。
(圖7：步驟S701)
使用者設定電子線2的加速條件。1次電子線必須到達至孔洞，故考量試料6的材質及膜厚來設定加速條件。愈增高加速能量，BSE的能量幅度愈廣，以S／N而言會降低，故以侵入長度成為可及孔洞深度而不過度之方式，來設定加速能量。
(圖7：步驟S702～S705)
使用者設定EF的濾波條件(S702)。演算裝置，使用檢測器8所做的檢測結果，取得BSE亮度圖像(S703)。直到以所有的濾波條件取得BSE亮度圖像為止，一面變更濾波條件(也就是說一面變更檢測能量)(S705)一面反覆實施步驟S702～S703(S704)。
(圖7：步驟S703：補足)
當使用參照形狀資料來修正訊號量的情形下，步驟S703中，除BSE外還檢測2次電子(SE)，演算裝置能夠使用其檢測結果來辨明周邊圖樣。將辨明出的周邊圖樣和參照形狀資料對比，藉此便能修正訊號量。後述圖9中亦同。
(圖7：步驟S706)
演算裝置，由2張BSE亮度圖像來生成帶通圖像(差圖像)。例如各自在EF條件(－100V)與EF條件(－110V)下取得的亮度圖像之差圖像，會稱為藉由檢測具有能量100～110eV的電子而生成之亮度圖像。
(圖7：步驟S707)
演算裝置，由步驟S706中生成的帶通圖像，抽出計測部位(判定是否有孔洞之部位)的亮度值。演算裝置，求出平坦部(基準部位)的亮度值與計測部位的亮度值之比。
(圖7：步驟S708)
演算裝置，辨明亮度比成為最小之檢測電子能量。演算裝置，將該檢測電子能量和位置資料(圖5(a)中說明者)對比，藉此推定孔洞位置。
(圖7：步驟S709)
演算裝置，於亮度比成為最小之檢測電子能量中，將此時的亮度比的大小和尺寸資料(圖5(b)中說明者)對比，藉此推定孔洞尺寸。
＜實施形態1：總結＞
本實施形態1之帶電粒子線裝置，係生成試料6的亮度圖像，辨明平坦部位與計測部位之間的亮度比成為最小之檢測電子能量，藉此推定孔洞位置，而遵照亮度比成為最小之檢測電子能量中的亮度比的大小來推定孔洞尺寸。如此一來，即使是藉由掃描電子顯微鏡取得的TopView圖像，仍能推定孔洞的位置與尺寸。
＜實施形態2＞
實施形態1中，說明了利用BSE的檢測電子能量與1次電子的侵入長度之間的關係，來推定孔洞位置與孔洞尺寸。藉由改變1次電子的加速能量，其侵入長度會變化，故料想能夠同樣地推定孔洞位置與孔洞尺寸。鑑此，本發明之實施形態2中，說明藉由改變1次電子的加速能量來取代BSE的檢測電子能量，而推定孔洞位置與孔洞尺寸之手法。帶電粒子線裝置的構成如同實施形態1。
圖8為一面令1次電子的加速能量變化一面求出亮度比而得之模擬結果示意圖表。此處揭示實施了和圖5同樣的電子線散射模擬之結果。
圖8(a)揭示針對圖3(b)(c)(d)各自的圖樣求出之亮度比。孔洞位於愈淺位置之圖樣，亮度比成為最小之加速能量愈朝低能量側偏移。藉由事先求出亮度比成為最小之加速能量與孔洞位置之間的關係，便能由亮度比成為最小之加速能量來推定孔洞的位置。圖8(a)右圖為記述了該關係之位置資料的例子。
圖8(b)揭示針對圖3(b)(e)(f)各自的圖樣求出之亮度比。(b)(e)(f)其孔洞的深度方向的位置相同，故亮度比成為最小之檢測能量相同。另一方面，孔洞的深度方向的尺寸愈大，亮度比愈小。是故，藉由事先求出亮度比成為最小時之亮度比的大小與孔洞尺寸之間的關係，便能由亮度比的大小來推定孔洞尺寸。圖8(b)右圖，為記述了該關係之尺寸資料的例子。
圖9為本實施形態2之帶電粒子線裝置檢測試料6內的孔洞之手續說明流程圖。本實施形態2中是一面令1次電子的加速能量變化一面取得亮度圖像，故無需令能量辨別條件變化。是故沒有和步驟S702及S706相當之步驟。
(圖9：步驟S901～S904)
使用者設定電子線2的加速條件(加速能量)(S901)。演算裝置，使用檢測器8所做的檢測結果，取得BSE亮度圖像(S902)。直到以所有的加速條件取得亮度圖像為止，一面變更加速條件(S904)一面反覆步驟S902(S904)。具體而言，是使用1種加速條件來測定試料6的全部位，測定完成後便移至下一種加速條件。
(圖9：步驟S905～S907)
演算裝置，抽出計測部位的亮度值(S905)。演算裝置，將亮度比成為最小之加速條件和位置資料對比，藉由求出孔洞位置(S906)。演算裝置，將亮度比成為最小時之亮度比的大小和尺寸資料對比，藉此求出孔洞尺寸(S907)。
＜實施形態2：總結＞
本實施形態2之帶電粒子線裝置，是使用加速能量來取代檢測能量，而推定孔洞位置與孔洞尺寸。如此一來，無需實施算出差圖像之處理，便能發揮和實施形態1同樣的效果。
＜實施形態3＞
圖10為本發明實施形態3之截面形狀推定系統的構成圖。掃描電子顯微鏡的控制裝置，具備(a)控制掃描電子顯微鏡的各部之機能、(b)基於被檢測出的電子7來形成試料6的觀察圖像之機能、(c)由各圖像導出圖樣的邊緣位置之機能、(d)在複數個圖像間導出邊緣位置的變化量之機能等。該些機能的演算處理，亦能令和控制裝置分別設置之演算裝置來實施其一部分或全部。本實施形態3中，說明後述的演算處理裝置803實施該演算處理之構成例。
圖10的截面形狀推定系統，具備SEM本體801、控制裝置802、演算處理裝置803。SEM本體801，為實施形態1～2之帶電粒子線裝置。演算處理裝置803，具備演算處理部804與記憶體805。演算處理部804，對控制裝置802供給規定的控制訊號，處理SEM本體801取得的訊號。記憶體805，記憶取得的圖像資料、配方(記述了計測條件等之資料)、實施形態1～2中說明的位置資料／尺寸資料／參照形狀資料等。控制裝置802和演算處理裝置803亦可一體地構成。
偏向器4係掃描電子線2。檢測器8捕捉從試料6放出的電子7。內建於控制裝置802之A／D變換器，將檢測器8輸出的檢測訊號變換成數位訊號。演算處理裝置803，具備CPU(Central Processing Unit)等的演算處理硬體，同硬體將檢測訊號做演算處理，藉此實現各機能。
演算處理部804，具備測定條件設定部808、特徵量演算部809、設計資料抽出部810、截面形狀推定部811。測定條件設定部808，基於藉由輸入裝置813而輸入的測定條件等，來設定偏向器4的掃描條件等測定條件。特徵量演算部809，從圖像資料求出藉由輸入裝置813而輸入的ROI(Region Of Interest)內的輪廓。設計資料抽出部810，遵從藉由輸入裝置813而輸入的條件，從設計資料記憶媒體812讀出設計資料，視必要從向量資料變換成佈局資料。截面形狀推定部811，使用特徵量演算部809求出的各亮度圖像而藉由實施形態1～2中說明的手法來推定試料6的截面形狀。
輸入裝置813，與演算處理裝置803經由網路而連接，提供對操作者顯示試料6的觀察圖像或截面形狀的推定結果等之GUI(Graphical User Interface)(後述的圖11)。例如亦能將圖像資料或設計資料顯示成為3維對映圖。
圖11為輸入裝置813顯示的GUI的例子。操作者設定圖像的圖樣深度(Pattern depth)。操作者進一步指定從試料底部觀看時之截面高度(View height)，藉此便能觀看任意深度下之XY截面圖像。
圖11左側顯示SEM像(TopView)。試料6內的孔洞或異物被顯示成受到點線圍繞之區域。孔洞與異物的不同是藉由顯示的顏色來區別(例如孔洞：紅，異物：黃等，操作者可指定)。圖11右下為試料6的3維圖像。右下的3維圖像，能夠藉由滑鼠游標任意地旋轉。亦能由右下圖的3維像來指定截面高度(View height)。指定的高度，被反映於XY截面像(圖11左)。若在XY截面像內設定XZ截面或YZ截面(白虛線)，則會在圖11右上顯示該截面下之推定截面形狀。截面形狀中，亦會顯示存在於試料內之孔洞或異物等資訊。作成的圖像及截面形狀能夠取名而保存。
作為將試料6內的缺陷種類分類之手法，例如可設想如以下般者。金屬一般而言比起Si試料會使更多的2次電子(SE)／BSE產生，故金屬缺陷存在的部位之亮度值會變得比基準部位之亮度值還大。是故不同於圖4(b)，訊號強度會比基準部位還大。若缺陷為孔洞則會獲得和圖4(b)同樣的結果。演算裝置利用這些原理，便能分類缺陷為金屬／孔洞的哪一者。以上的原理，是依據試料6的SE／BSE的產生率、與缺陷材質的SE／BSE的產生率之間的相對關係。是故，演算裝置能夠遵照該相對關係來將缺陷種類分類。
＜有關本發明的變形例＞
本發明並不限定於上述實施形態，而包含各種變形例。例如，上述實施形態是為了便於說明本發明而詳加說明，並非限定於一定要具備所說明之所有構成。此外，可將某一實施形態的一部分置換成其他實施形態之構成，又，亦可於某一實施形態之構成追加其他實施形態之構成。此外，針對各實施形態的構成的一部分，能夠追加、刪除或置換其他構成。
實施形態1中，雖是使用亮度比來推定孔洞位置與孔洞尺寸，但亦可替換亮度比，而使用在基準部位的亮度值與在計測部位的亮度值之間的差分。亮度比與亮度差皆是比較亮度彼此之物，因此它們不過是表現上的差異，實質上可說是近乎同樣的處理。
以上實施形態中，說明了使用BSE的檢測能量來檢測缺陷之例子，及使用加速能量來檢測缺陷之例子。為了辨明檢測能量必須設定能量辨別器9的辨別條件，為了辨明加速能量必須設定加速條件。它們任一者可以說皆是藉由使檢測器8檢測的訊號量變動，來使亮度圖像上之亮度比產生變化之參數。料想只要和這些參數具有同等的作用，則亦可藉由令其他的參數變化來使亮度比產生變化，而適用和本發明同樣的手法。
參照形狀資料能夠對每一周邊圖樣定義。例如當存在圖6示例以外的形狀圖樣的情形下，針對該形狀圖樣亦能另行定義參照形狀資料。
作為參照形狀資料的例子，雖示例了線高度與間隔寬幅，但亦能將料想會影響亮度值之其他參數如線寬幅或線材質等記述作為參照形狀資料。此外作為參照形狀資料的例子雖示例了檢測率，但亦能記述能夠修正周邊圖樣對亮度值賦予的影響之其他參數。
實施形態1～2中說明的各處理，可在帶電粒子線裝置本身所具備之演算裝置(例如控制裝置802)上實施，亦可帶電粒子線裝置本身僅取得檢測訊號，而由另一演算裝置(例如演算處理裝置803)來取得記述了該檢測訊號之資料而實施同處理。各演算裝置實施之處理，可使用建置了演算處理之電路元件等的硬體來實施，亦可藉由演算裝置執行建置了該演算處理的軟體來實施。
1‧‧‧電子槍
2‧‧‧電子線
3‧‧‧聚光透鏡
4‧‧‧偏向器
5‧‧‧對物透鏡
6‧‧‧試料
7‧‧‧電子
8‧‧‧檢測器
801‧‧‧SEM本體
802‧‧‧控制裝置
803‧‧‧演算處理裝置
804‧‧‧演算處理部
805‧‧‧記憶體
808‧‧‧測定條件設定部
809‧‧‧特徵量演算部
810‧‧‧設計資料抽出部
811‧‧‧截面形狀推定部
812‧‧‧設計資料記憶媒體
813‧‧‧輸入裝置
[圖1] 實施形態1之帶電粒子線裝置的構成圖。
[圖2] 照射至試料6內之1次電子的侵入長度與能量的關係說明模型圖。
[圖3] 6種類的截面構造的例示意側截面圖。
[圖4] 模擬BSE的能量分布之結果示意圖表。
[圖5] 對於檢測電子所具有的每種能量求出亮度比而得之模擬結果示意圖表。
[圖6] 孔洞周邊的非平坦之形狀圖樣的例子。
[圖7] 實施形態1之帶電粒子線裝置檢測試料6內的孔洞之手續說明流程圖。
[圖8] 一面令1次電子的加速能量變化一面求出亮度比而得之模擬結果示意圖表。
[圖9] 實施形態2之帶電粒子線裝置檢測試料6內的孔洞之手續說明流程圖。
[圖10] 實施形態3之截面形狀推定系統的構成圖。
[圖11] 輸入裝置813顯示的GUI的例子。

Claims (12)

  1. 一種帶電粒子線裝置，係對試料照射帶電粒子線之帶電粒子線裝置，其特徵為，具備： 帶電粒子源，射出前述帶電粒子線；及 檢測器，檢測藉由對前述試料照射前述帶電粒子線而產生之帶電粒子，輸出表示其強度之檢測訊號；及 能量辨別器，於前述檢測器檢測前述帶電粒子之前，因應前述帶電粒子所具有的能量來辨別前述帶電粒子；及 演算器，使用前述檢測器所輸出的前述檢測訊號來生成前述試料的亮度圖像； 前述演算器，生成具有和前述帶電粒子的照射位置相對應之像素並且具有和在前述照射位置的前述檢測訊號相對應之亮度值的前述亮度圖像， 前述演算器，當在前述照射位置之亮度值從在前述試料上的基準位置之亮度值變化了的情形下，求出前述照射位置與前述基準位置之間的亮度比， 前述演算器，一面令使檢測到前述帶電粒子時的訊號量變動之參數變化一面生成前述亮度圖像，並且辨明前述亮度比成為最小之前述參數，藉此求出位於前述試料的內部之缺陷的深度方向的位置， 前述演算器，遵照前述亮度比的大小，求出前述缺陷的深度方向之尺寸。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之帶電粒子線裝置，其中，前述帶電粒子線裝置，更具備：記憶部，存儲位置資料，該位置資料記述著前述亮度比成為最小之前述參數與前述缺陷的深度方向的位置之間的對應關係， 前述記憶部，更存儲尺寸資料，該尺寸資料記述著前述亮度比的大小與前述缺陷的深度方向之尺寸之間的對應關係， 前述演算器，使用前述位置資料與前述尺寸資料，求出前述缺陷的深度方向的位置與前述缺陷的深度方向的尺寸。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之帶電粒子線裝置，其中，前述帶電粒子線裝置，更具備：記憶部，存儲參照形狀資料，該參照形狀資料記述著前述試料的形狀圖樣與由前述形狀圖樣引起的前述檢測訊號的變化量之間的對應關係、或是前述試料的材料與由前述材料引起的前述檢測訊號的變化量之間的對應關係當中至少其中一者， 前述演算器，參照前述參照形狀資料，藉此因應前述試料的形狀圖樣或前述試料的材料來修正了前述檢測訊號之後，生成前述亮度圖像。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之帶電粒子線裝置，其中，前述演算器，令前述能量辨別器的辨別條件變化，而令前述檢測器檢測之前述帶電粒子的能量變化，藉此使前述參數變化， 前述演算器，對前述檢測器檢測出的前述帶電粒子的每種能量，求出前述亮度比。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之帶電粒子線裝置，其中，前述演算器，令前述帶電粒子源射出前述帶電粒子線時之加速電壓變化，藉此使前述參數變化， 前述演算器，對前述加速電壓的每種值，求出前述亮度比。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之帶電粒子線裝置，其中，前述能量辨別器，係使用帶通濾波器來構成， 前述演算器，以具有和前述參數相對應的能量之前述帶電粒子會通過前述能量辨別器之方式，來設定前述帶通濾波器。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之帶電粒子線裝置，其中，前述能量辨別器，係使用高通濾波器來構成， 前述演算器，設定複數種前述高通濾波器的濾波條件，對每一前述濾波條件求出前述亮度值，並且求出各前述亮度值的差分，藉此生成前述亮度圖像。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之帶電粒子線裝置，其中，前述演算器，比較從前述試料產生之前述帶電粒子的標準產生率、和對前述照射位置照射了前述帶電粒子線時之前述帶電粒子的產生率，藉此推定前述缺陷的種類。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之帶電粒子線裝置，其中，前述演算器，生成表示前述試料的截面形狀之圖像， 前述帶電粒子線裝置，更具備顯示前述試料的截面形狀的圖像之顯示部。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之帶電粒子線裝置，其中，前述演算器，依前述試料的深度方向的每一位置推定前述試料的截面形狀，藉此推定前述試料的3維形狀， 前述顯示部，顯示前述演算器推定出的前述試料的3維形狀。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之帶電粒子線裝置，其中，前述帶電粒子線裝置，更具備：顯示部，顯示前述演算器所做的前述推定的結果。
  12. 一種截面形狀推定程式，係令電腦執行推定試料的截面形狀之處理的截面形狀推定程式，其特徵為，在前述電腦具有： 取得檢測訊號資料之步驟，該檢測訊號資料記述著表示藉由對前述試料照射帶電粒子線而產生之帶電粒子的強度之檢測訊號；及 演算步驟，使用前述檢測訊號資料來生成前述試料的亮度圖像； 前述演算步驟中，生成具有和前述帶電粒子的照射位置相對應之像素並且具有和在前述照射位置的前述檢測訊號相對應之亮度值的亮度圖像， 前述演算步驟中，當在前述照射位置之亮度值從在前述試料上的基準位置之亮度值變化了的情形下，求出前述照射位置與前述基準位置之間的亮度比， 前述演算步驟中，一面令使檢測到前述帶電粒子時的訊號量變動之參數變化一面生成前述亮度圖像，並且辨明前述亮度比成為最小之前述參數，藉此求出位於前述試料的內部之缺陷的深度方向的位置， 前述演算步驟中，遵照前述變化的前後之前述亮度比的大小，求出前述缺陷的深度方向之尺寸。
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