JP2000331635A - Scanning electron microscope - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造工程にお
ける形状観察や寸法管理に使用される走査電子顕微鏡に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning electron microscope used for shape observation and dimension control in a semiconductor manufacturing process.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体製造工程における形状観察や寸法
管理に使用される走査電子顕微鏡においては、帯電の生
じ易い、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、フォトレジ
スト等の絶縁材料の加工寸法を正確に計測することが要
求される。現在主流となっている方式では、試料へ入射
する一次電子のエネルギーを1.5keV以下にするこ
とで、帯電の影響を避けている。以下、その理由を説明
する。2. Description of the Related Art In a scanning electron microscope used for shape observation and dimension control in a semiconductor manufacturing process, the processing dimensions of an insulating material such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a photoresist, which are easily charged, are accurately measured. Is required. In the current mainstream system, the influence of charging is avoided by setting the energy of primary electrons incident on the sample to 1.5 keV or less. Hereinafter, the reason will be described.
【0003】電子は負の電荷を持っており、一次電子が
入射すると、表面から一次電子電流に匹敵する電流を持
つ二次電子が放出され、表面の帯電は二次電子放出現象
が深くかかわっている。実際、従来の帯電防止方法は、
この二次電子放出の性質を利用している。図4の曲線4
01は電子線のエネルギーと試料表面の二次電子放出比
の関係を模式的に示したものである。二次電子放出比と
は二次電子の電流を一次電子の電流で割った値である。
例えば、シリコン酸化膜に一次電子を垂直入射する場
合、一次電子のエネルギーを低いエネルギーから増加し
ていくと、二次電子放出比は次第に増加し、100eV
前後で二次電子放出比が1を超える(図4のE1)。さ
らに一次電子のエネルギーを増加すると、300eV前
後で二次電子放出比が最大値をとる(図4のEma
x)。さらに一次電子のエネルギーを増加させ、約1.
5keVを超えると再び二次電子放出比が1を切る(図
4のE2)。E1、E2、Emaxの値は材料によって
変化する。この様に、二次電子放出比が1より小さい場
合物質の表面は負に、1より大きい場合物質の表面は正
に帯電する。つまり、一次電子のエネルギーによって二
次電子放出比が変化するため、一次電子のエネルギーに
よって帯電の様相が変化する。An electron has a negative charge, and when a primary electron enters, a secondary electron having a current comparable to the primary electron current is emitted from the surface, and the surface charge is deeply related to the secondary electron emission phenomenon. I have. In fact, conventional antistatic methods
This property of secondary electron emission is used. Curve 4 in FIG.
01 schematically shows the relationship between the energy of the electron beam and the secondary electron emission ratio on the sample surface. The secondary electron emission ratio is a value obtained by dividing the current of secondary electrons by the current of primary electrons.
For example, when primary electrons are vertically incident on a silicon oxide film, the secondary electron emission ratio gradually increases as the energy of the primary electrons increases from a low energy to 100 eV.
Before and after, the secondary electron emission ratio exceeds 1 (E1 in FIG. 4). When the energy of the primary electrons is further increased, the secondary electron emission ratio reaches a maximum value at around 300 eV (Ema in FIG. 4).
x). Further, the energy of the primary electrons is increased to about 1.
When it exceeds 5 keV, the secondary electron emission ratio again falls below 1 (E2 in FIG. 4). The values of E1, E2, and Emax vary depending on the material. As described above, when the secondary electron emission ratio is smaller than 1, the surface of the substance is negatively charged. When the secondary electron emission ratio is larger than 1, the surface of the substance is positively charged. That is, since the secondary electron emission ratio changes according to the energy of the primary electrons, the charging mode changes according to the energy of the primary electrons.
【0004】図5(a)、(b)は、二次電子放出比と
絶縁膜表面の帯電状態の関係を模式的に示したものであ
る。図中、501は一次電子、502は二次電子の高エ
ネルギー成分、503は二次電子の低エネルギー成分、
504は二次電子、505は絶縁性試料である。図5
(a)は二次電子放出比が1より大きい場合で、図4で
は一次電子エネルギーがE1とE2の間にある場合に対
応している。二次電子放出比が1より大きい場合は表面
から電子が出ていく方が多いので表面が正に帯電する。
一方、図5(b)は二次電子放出比が1より小さい場合
で、図4では一次電子エネルギーがE2より高い場合に
対応している。二次電子放出比が1より小さい場合は表
面に電子が残る方が多いので表面が負に帯電する。FIGS. 5A and 5B schematically show the relationship between the secondary electron emission ratio and the charged state of the insulating film surface. In the figure, 501 is a primary electron, 502 is a high energy component of a secondary electron, 503 is a low energy component of a secondary electron,
504 is a secondary electron, and 505 is an insulating sample. FIG.
FIG. 4A shows the case where the secondary electron emission ratio is larger than 1, and FIG. 4 corresponds to the case where the primary electron energy is between E1 and E2. When the secondary electron emission ratio is larger than 1, electrons are emitted more from the surface, and the surface is positively charged.
On the other hand, FIG. 5B shows the case where the secondary electron emission ratio is smaller than 1, and FIG. 4 corresponds to the case where the primary electron energy is higher than E2. When the secondary electron emission ratio is less than 1, electrons are more likely to remain on the surface, and the surface is negatively charged.
【0005】実は、このように、二次電子放出比1を境
目にして、帯電の極性が反転するだけでなく、両者には
以下に述べる大きな違いが生ずる。すなわち、一次電子
のエネルギーが十分大きく、二次電子放出比が1より小
さく負に帯電する場合は、表面が負に帯電することで、
一次電子を減速することになる。従って、帯電の電圧は
他にリーク等がなければ一次電子がE2のエネルギーま
で減速され、二次電子放出比が1に近づくまで進行する
ことになる。従って、帯電電圧はE2と一次電子エネル
ギーの差となり、帯電電圧が−100Vを超えることも
珍しくない。このような帯電が発生すると、二次電子像
が大きく歪み、測長誤差が増大する。In fact, at the boundary of the secondary electron emission ratio of 1 as described above, not only the polarity of the charge is reversed, but also a large difference described below occurs between the two. That is, when the energy of the primary electrons is sufficiently large and the secondary electron emission ratio is smaller than 1 and negatively charged, the surface is negatively charged,
The primary electrons will be decelerated. Therefore, if there is no other leakage or the like, the charging voltage of the primary electrons is reduced to the energy of E2, and the charging voltage proceeds until the secondary electron emission ratio approaches 1. Therefore, the charging voltage is the difference between E2 and the primary electron energy, and it is not uncommon for the charging voltage to exceed -100V. When such charging occurs, the secondary electron image is greatly distorted, and the length measurement error increases.
【0006】一方、二次電子放出比が1より大きい場合
は表面が正に帯電するが、数V帯電すると、数eVのエ
ネルギーしか持たない二次電子の低エネルギー成分が表
面に引き戻されるようになり、すぐに一次電子501と
表面に引き戻される二次電子503とを合わせた入射電
流と放出される二次電子502による放出電流がつりあ
い、それ以上帯電が進行しない。On the other hand, when the secondary electron emission ratio is larger than 1, the surface is positively charged, but when charged several volts, the low-energy component of secondary electrons having energy of only several eV is drawn back to the surface. Immediately, the incident current of the primary electrons 501 and the secondary electrons 503 pulled back to the surface balances the emission current of the emitted secondary electrons 502, and charging does not proceed further.
【0007】この様に、二次電子放出比が1より低い場
合は、大きな負の帯電が発生し、二次電子放出比が1よ
り大きい場合は、数Vの正の帯電に収まる。As described above, when the secondary electron emission ratio is lower than 1, a large negative charge is generated, and when the secondary electron emission ratio is larger than 1, the charge falls within the positive charge of several volts.
【0008】以上の理由から、半導体製造工程における
形状観察や寸法管理に使用される走査電子顕微鏡の一次
電子のエネルギーは、図4におけるE1からE2の範囲
が選択される。E2の値は主要材料では500eVから
数keVの範囲であり、一次電子のエネルギーとしては
実際には500eVから1.5keVの範囲が採用され
ている。For the above reasons, the energy of the primary electrons of the scanning electron microscope used for shape observation and dimension control in the semiconductor manufacturing process is selected in the range from E1 to E2 in FIG. The value of E2 is in the range of 500 eV to several keV for the main material, and the energy of primary electrons is actually in the range of 500 eV to 1.5 keV.
【0009】ところで、走査型電子顕微鏡では実用的な
焦点距離を得るために電磁レンズが一般に採用される
が、この電磁レンズは電子に作用するローレンツ力を利
用するため、原理的に低エネルギー側で色収差(エネル
ギー収差)が顕著に大きくなる性質を持っている。電子
線のエネルギー幅は電子源の特性でその最小幅が決まっ
ているので、解像度を維持しながら500eVから1.
5keVの比較的低い一次電子エネルギーを実現するに
は、低エネルギー化によって電子光学系を構成する電磁
レンズの色収差が増加するのを防ぐ工夫が必要である。
この方法として、一般的には、一次電子線を高エネルギ
ーに維持して電磁レンズ系を通過させ、試料直前で減速
する手法が取られる。図3は従来の走査型電子顕微鏡の
典型的な構造を示すものである。図3において301は
真空容器、302は電子源、303は一次電子、304
は試料、305は二次電子、306は二次電子検出器、
307はコンデンサーレンズ、308は軸調整コイル、
309はスティグマ調整コイル、310は走査コイル、
311は対物レンズ、312は試料台、313は電子加
速電源、314は電子減速電源である。この様な構成と
することで、解像度を維持しながら一次電子の低エネル
ギー化を実現している。By the way, in a scanning electron microscope, an electromagnetic lens is generally adopted to obtain a practical focal length. However, since this electromagnetic lens utilizes Lorentz force acting on electrons, it is in principle used on the low energy side. It has the property that chromatic aberration (energy aberration) is significantly increased. Since the minimum width of the energy width of the electron beam is determined by the characteristics of the electron source, the resolution is maintained from 500 eV to 1.
In order to realize a relatively low primary electron energy of 5 keV, it is necessary to take measures to prevent the chromatic aberration of the electromagnetic lens constituting the electron optical system from increasing due to the low energy.
As this method, generally, a method is employed in which the primary electron beam is maintained at a high energy, passes through an electromagnetic lens system, and is decelerated immediately before the sample. FIG. 3 shows a typical structure of a conventional scanning electron microscope. 3, reference numeral 301 denotes a vacuum vessel, 302 denotes an electron source, 303 denotes primary electrons, 304
Is a sample, 305 is a secondary electron, 306 is a secondary electron detector,
307 is a condenser lens, 308 is an axis adjustment coil,
309 is a stigma adjustment coil, 310 is a scanning coil,
311 is an objective lens, 312 is a sample stage, 313 is an electron acceleration power supply, and 314 is an electronic deceleration power supply. With such a configuration, the energy of the primary electrons is reduced while maintaining the resolution.
【0010】さらに、図2は従来の走査電子顕微鏡の電
子線走査方法を示すものであり、図2において21は電
子銃、22は水平走査電磁コイル、23は垂直走査電磁
コイル、24は水平走査電磁コイル電流、25は垂直走
査電磁コイル電流、26は電子線の軌跡、27は検出
器、28はシリコンウエハー、29は電子線である。FIG. 2 shows an electron beam scanning method of a conventional scanning electron microscope. In FIG. 2, 21 is an electron gun, 22 is a horizontal scanning electromagnetic coil, 23 is a vertical scanning electromagnetic coil, and 24 is a horizontal scanning electromagnetic coil. An electromagnetic coil current, 25 is a vertical scanning electromagnetic coil current, 26 is an electron beam locus, 27 is a detector, 28 is a silicon wafer, and 29 is an electron beam.
【0011】図2には詳しく記載しないが、電子銃21
は、電子線を偏向して走査するための水平走査電磁コイ
ル22および垂直走査電磁コイル23の他に、電子を放
出する陰極と電子を加速する電極系、電子を収束させる
電磁レンズ系により構成されている。Although not shown in detail in FIG.
Is composed of a horizontal scanning electromagnetic coil 22 and a vertical scanning electromagnetic coil 23 for deflecting and scanning an electron beam, a cathode for emitting electrons, an electrode system for accelerating electrons, and an electromagnetic lens system for converging electrons. ing.
【0012】走査電子顕微鏡は水平走査電磁コイル22
および垂直走査電磁コイル23によってシリコンウエハ
ー28上を軌跡26上を走査される電子線29により発
生する二次電子を検出器27により検出し、表面の形状
や材質による信号の変化を走査位置に同期して画像化
し、形状などを観察するものである。倍率を変えたい場
合は、走査する面積を変える。なお、軌跡26において
二次電子像を得るための軌跡部分を実線で表示してあ
り、像と関係のない軌跡部分は破線で表してある。図か
ら容易に理解できるように、従来の方法は観察したい部
分の全面に連続した軌跡に電子線を照射する方式がとら
れている。The scanning electron microscope is a horizontal scanning electromagnetic coil 22.
A secondary electron generated by an electron beam 29 scanned on a trajectory 26 on a silicon wafer 28 by a vertical scanning electromagnetic coil 23 is detected by a detector 27, and a change in a signal due to a surface shape or material is synchronized with a scanning position. Then, the image is formed, and the shape and the like are observed. To change the magnification, change the scanning area. The trajectory for obtaining the secondary electron image in the trajectory 26 is indicated by a solid line, and the trajectory not related to the image is indicated by a broken line. As can be easily understood from the drawings, the conventional method employs a method of irradiating a continuous trajectory with an electron beam on the entire surface of a portion to be observed.
【0013】通常、電子光学系を適切に設計すること
で、得られる電子線を直径数nmのビーム径まで細く絞
ることが可能で、二次電子像は数nmの空間分解能を得
ることが出来る。従って、半導体製造工程などの微細な
形状や寸法の管理に適した技術であり、現在広く利用さ
れている。Usually, by appropriately designing the electron optical system, the obtained electron beam can be narrowed down to a beam diameter of several nm, and the secondary electron image can have a spatial resolution of several nm. . Therefore, it is a technique suitable for managing fine shapes and dimensions in a semiconductor manufacturing process and the like, and is currently widely used.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構成では、解像度を維持しながら一次電子の低エネルギ
ー化を実現するべく、加速減速方式の電子光学系を採用
したために、以下に述べるように、正の帯電が増加する
という新たな問題が生じている。However, in the conventional configuration, an electron optical system of an acceleration / deceleration system is employed in order to realize the low energy of the primary electrons while maintaining the resolution. There is a new problem that the positive charge increases.
【0015】図6は、一次電子エネルギーを一定(1.
1keV)にしておき、実験的に試料に負のバイアスを
印加して、その時の表面の電位の変化を調べたものであ
る。ただし、バイアス電圧の分は差し引いてある。観察
倍率は100倍(図6中602)と2000倍(図6中
603)とした。これから分かるように、減速バイアス
を増加させ、観察倍率を下げると相乗的に帯電量が増加
し、その絶対値は、例えば、100倍でバイアスを−3
00Vとしたとき、+30Vにも達している。FIG. 6 shows that the primary electron energy is constant (1.
1 keV), a negative bias was applied to the sample experimentally, and the change in the surface potential at that time was examined. However, the bias voltage is subtracted. The observation magnification was 100 times (602 in FIG. 6) and 2000 times (603 in FIG. 6). As can be seen, when the deceleration bias is increased and the observation magnification is reduced, the charge amount increases synergistically, and its absolute value is, for example, 100 times and the bias is -3.
When it is set to 00V, it has reached + 30V.
【0016】つまり、従来の構成における正の帯電は、
観察倍率と減速電界とに関係している。この正の帯電量
増加のメカニズムは、以下に説明するように、帯電部分
からの電界のしみ出しという三次元的な効果を考慮する
と理解できる。That is, the positive charge in the conventional configuration is
It is related to the observation magnification and the deceleration electric field. The mechanism of this positive charge increase can be understood by considering the three-dimensional effect of seepage of the electric field from the charged portion, as described below.
【0017】連続した表面で帯電が起こると、その帯電
した表面の寸法と同程度の距離まで電界がしみ出す。シ
リコンなどの導体基板上の絶縁膜の帯電は、近似的に電
気二重層と見なすことが出来、電界のしみ出しが表面の
寸法と同程となることは、電気二重層の持つよく知られ
た性質である。When charging occurs on a continuous surface, the electric field exudes to a distance approximately equal to the size of the charged surface. The charging of an insulating film on a conductive substrate such as silicon can be approximately regarded as an electric double layer, and it is well known that the exudation of an electric field is about the same as the size of the surface. Nature.
【0018】ここで、電気二重層の性質について簡単に
補足する。電気二重層の形成する電位は、表面電位をV
s(V)、観察点から電気二重層の表面を見込んだ立体
角をΩ(sr)とすると、次式で与えられる。 V=Vs×Ω/2π (1) 式(1)に含まれる立体角Ωは、電気二重層をなしてい
る面の広がりと、観察点の距離の比率で決まり、表面か
らの距離と共に減少する。従って、減少する速さは電気
二重層をなしている面の広がりが小さいほど速い。すな
わち、電界のしみ出しは電気二重層をなしている面の広
がりが小さいほど短距離となる。なお、図8において、
帯電のパターンすなわち電気二重層の形状による表面か
らの電位分布の違いを比較している。表面からの距離と
共に電位が0に近づく様子が分かる。なお、パターンに
よる違いについての詳細は、課題を解決する手段のとこ
ろで説明するので、ここでは省略する。Here, the nature of the electric double layer will be briefly supplemented. The electric potential formed by the electric double layer is represented by a surface potential of V
When s (V) and a solid angle in which the surface of the electric double layer is viewed from the observation point is Ω (sr), it is given by the following equation. V = Vs × Ω / 2π (1) The solid angle Ω included in the equation (1) is determined by the ratio of the distance between the observation point and the spread of the surface forming the electric double layer, and decreases with the distance from the surface. . Therefore, the decreasing speed is faster as the spread of the surface forming the electric double layer is smaller. In other words, the seepage of the electric field becomes shorter as the spread of the surface forming the electric double layer becomes smaller. In FIG. 8,
The difference in the distribution of potential from the surface according to the charging pattern, that is, the shape of the electric double layer is compared. It can be seen that the potential approaches 0 with the distance from the surface. The details of the difference between the patterns will be described in the section for solving the problem, and thus the description is omitted here.
【0019】以上のように、走査面積が大きいほど、す
なわち観察している倍率が低いほど、電界のしみ出し距
離は長くなる。外部電界の存在しない場合は、表面の帯
電電圧で、低速二次電子の引き戻しが決まるので、走査
面積すなわち電界のしみ出し距離が変化しても帯電電圧
は影響を受けないと考えられる。ところが、外部電界が
印加された場合は、しみ出した電界に外部電界が重畳さ
れる効果が、しみ出しの距離によって変化するので、帯
電電圧は影響を受ける。As described above, the larger the scanning area is, that is, the lower the observation magnification is, the longer the exudation distance of the electric field is. In the absence of an external electric field, the recharge of the low-speed secondary electrons is determined by the charging voltage on the surface. Therefore, it is considered that the charging voltage is not affected even if the scanning area, that is, the seeping distance of the electric field changes. However, when an external electric field is applied, the effect that the external electric field is superimposed on the exuded electric field changes depending on the distance of the exudation, so that the charging voltage is affected.
【0020】例えば、図6において、100倍の観察時
に走査している範囲は約1mmであり、−300Vのバ
イアス時に表面に印加される電界(帯電の影響を含まな
い)は約20V/mmであった。この場合、電界のしみ
出す1mmの距離にわたって20V/mmの外部電界に
より20Vの電位差が新たに発生することになる。この
外部電界により新たに生じた電位差は、表面から二次電
子が放出されるのを促す。従って、低エネルギーの二次
電子を引き戻して電流の収支が平衡するのは、外部電界
が無い場合より更に正に帯電した(図6の場合+30
V)状態である。一方、100倍から2000倍に観察
倍率を上げると、走査幅が1/20(走査面積は1/4
00)になるので電界のしみ出す距離が1/20に短く
なり、その距離内で外部電界の発生する電位差も1/2
0小さくなる。従って、外部電界によって生ずる平衡状
態のずれは低倍率の場合より小さくなる。なお、図6に
おいて、100倍から2000倍の差が4倍程度に収ま
っているが、これは電界のしみ出しが、距離に対し比例
関係のような単純な関係にないことに依る。For example, in FIG. 6, the scanning range at the time of observation of 100 times is about 1 mm, and the electric field (not including the influence of charging) applied to the surface at a bias of -300 V is about 20 V / mm. there were. In this case, a potential difference of 20 V is newly generated by an external electric field of 20 V / mm over a distance of 1 mm where the electric field seeps. The potential difference newly generated by the external electric field promotes emission of secondary electrons from the surface. Therefore, the balance of the current balance by drawing back the low-energy secondary electrons is more positively charged than when there is no external electric field (+30 in FIG. 6).
V) state. On the other hand, when the observation magnification is increased from 100 times to 2000 times, the scanning width becomes 1/20 (the scanning area becomes 1/4).
00), the distance over which the electric field seeps is reduced to 1/20, and the potential difference generated by the external electric field within that distance is also reduced to 1/2.
0 becomes smaller. Therefore, the deviation of the equilibrium state caused by the external electric field is smaller than in the case of low magnification. In FIG. 6, the difference from 100 times to 2000 times falls to about 4 times, but this is because the seepage of the electric field is not a simple relation such as a proportional relation to the distance.
【0021】以上の考察から、観察倍率を下げたり減速
電界を強めることで、正の帯電が増加する理由が理解で
きる。別の言い方で置き換えると、表面の面積の広い連
続した部分を観察すると、外部電界の影響で正の帯電が
増加する。From the above considerations, it can be understood why the positive charge is increased by lowering the observation magnification or increasing the deceleration electric field. In other words, when observing a continuous portion having a large surface area, the positive charge increases due to the influence of the external electric field.
【0022】本発明は、解像度を維持しつつ表面の帯電
を抑制し、正の帯電による二次電子像の歪みを低減する
ことを目的とする。An object of the present invention is to suppress surface charging while maintaining resolution, and to reduce distortion of a secondary electron image due to positive charging.
【0023】[0023]
【課題を解決するための手段】以上に述べたように、表
面の面積の広い連続した部分を観察すると、外部電界の
影響で正の帯電が増加するわけであるから、この課題を
解決するには、低倍率の観察を連続した面で行うのでな
く、不連続な飛び飛びの面で行うように電子線を走査す
れば良い。As described above, when observing a continuous portion having a large surface area, positive charging increases due to the influence of an external electric field. It is sufficient to scan the electron beam so that observation at low magnification is performed not on a continuous surface but on a discontinuous discrete surface.
【0024】本発明の走査電子顕微鏡は、従来の走査電
子顕微鏡に対し、電子の走査速度または電子線輝度を変
調することにより、電子線の走査を断続する機能を付加
した構成を有している。さらに、高倍率の測定時には帯
電の影響が少なくなるので、像の分解能を優先させるた
め、自動的に連続照射に切り替える。The scanning electron microscope of the present invention has a configuration in which the function of intermittently scanning the electron beam is added to the conventional scanning electron microscope by modulating the electron scanning speed or the electron beam luminance. . Furthermore, since the influence of charging is reduced during high-magnification measurement, the mode is automatically switched to continuous irradiation in order to give priority to image resolution.
【0025】これら電子線の走査を断続する手段によっ
て、観察領域のうち電子線の強く照射される部分は観察
領域よりも小さい飛び飛びの領域に分割される。例え
ば、100μmの長さを10分割し、10μm毎に高速
低速走査を繰り返す。このようにして市松状に低速走査
する。そうすれば、電気二重層の大きさは一区分程度
(10μm)の距離になる。By the means for interrupting the scanning of the electron beam, a portion of the observation region which is strongly irradiated with the electron beam is divided into discrete regions smaller than the observation region. For example, a length of 100 μm is divided into ten, and high-speed and low-speed scanning is repeated every 10 μm. In this manner, scanning is performed in a checkered manner at a low speed. Then, the size of the electric double layer is about one section (10 μm).
【0026】図8(b)は、図8(a)に示した種々の
走査パターンによって、電界のしみ出しが変化する様子
を計算により見積もった結果で、縦軸は表面電位で規格
化した電位を、横軸は表面からの距離を表している。図
8(a)において、領域(パターン)801は、1辺の
長さが10(単位は問わない)の正方形に帯電したパタ
ーンを表しており、領域(パターン)802は、1辺の
長さが1(パターン801と同じ単位)の正方形に帯電
したパターンを表しており、領域(パターン)803
は、1辺の長さが10(パターン801と同じ単位)の
正方形の中に市松状に1辺の長さが1(パターン801
と同じ単位)の多数の正方形に帯電したパターンを表し
ている。次に、曲線804は、パターン801の大きな
パターンによって形成される電位を、大きな正方形の表
面の中心からの距離の関数としてプロットしたものであ
り、曲線805は、パターン802の小さなパターンに
よって形成される電位を、小さな正方形の表面の中心か
らの距離の関数としてプロットしたものであり、曲線8
06は、パターン803の市松状のパターンによって形
成される電位を、帯電した小さな正方形の表面の中心か
らの距離の関数としてプロットしたものである。なお、
電位はいずれも表面の電位で規格化しており、表面で1
の値をとる。実際の電位を知りたい場合は規格化した電
位に表面の電位を掛ければよい。FIG. 8 (b) shows the result of calculation to estimate how the seepage of the electric field changes according to the various scanning patterns shown in FIG. 8 (a). The vertical axis indicates the potential normalized by the surface potential. And the horizontal axis represents the distance from the surface. In FIG. 8A, a region (pattern) 801 represents a square-charged pattern having a side length of 10 (in any unit), and a region (pattern) 802 has a length of one side. Represents a 1 (same unit as the pattern 801) square charged pattern, and a region (pattern) 803
Is a checkerboard pattern with a side length of 1 (pattern 801) in a square with a side length of 10 (the same unit as pattern 801).
(The same unit as the above)). Next, curve 804 plots the potential formed by the large pattern of pattern 801 as a function of distance from the center of the large square surface, and curve 805 is formed by the small pattern of pattern 802. Potential is plotted as a function of distance from the center of the surface of the small square, curve 8
06 is a plot of the potential formed by the checkerboard pattern of pattern 803 as a function of distance from the center of the charged small square surface. In addition,
The potentials are all normalized by the surface potential.
Take the value of When it is desired to know the actual potential, the normalized potential is multiplied by the surface potential.
【0027】大きなパターン801によって形成される
電位804は、1辺の長さと同じ距離10のところで約
3割まで電位が減少している。また、小さなパターン8
02によって形成される電位805も1辺の長さと同じ
距離1のところで約3割まで電位が減少している。一
方、市松状のパターン803によって形成される電位8
06は表面からの距離が小さいところでは、小さなパタ
ーン803と同様に急速に電位が減少し、表面からの距
離が大きいところでは、大きなパターン801による電
位804のおよそ半分の電位807と同様に変化してい
る。The potential 804 formed by the large pattern 801 decreases to about 30% at a distance 10 which is the same as the length of one side. In addition, small pattern 8
The potential 805 formed by 02 also decreases to about 30% at the same distance 1 as the length of one side. On the other hand, the potential 8 formed by the checkered pattern 803
In the area 06, the potential decreases rapidly as in the case of the small pattern 803 where the distance from the surface is small, and in the area where the distance from the surface is large the potential 807 changes in the same manner as the potential 807 which is approximately half the potential 804 due to the large pattern 801. ing.
【0028】なお、市松状のパターン803による、電
位分布が表面からの距離と共に上記のように変化する理
由は以下のように説明される。すなわち、表面からの距
離が近いうちは小さな正方形802の場合と同様に一つ
一つの小さな正方形パターンによって帯電した表面を見
込む立体角が決まっているのに対し、距離が遠くなる
と、帯電領域の全体が立体角に寄与するようになるた
め、大きな正方形801のパターン帯電に近づくが、市
松状に分割されているため、それらを合計した立体角も
約半分となっており、従って801の形成する電位の約
半分の曲線に近づく。The reason why the potential distribution of the checkerboard pattern 803 changes as described above with the distance from the surface is explained as follows. That is, while the distance from the surface is short, the solid angle for observing the charged surface is determined by each small square pattern as in the case of the small square 802, whereas when the distance is long, the entire charged area becomes larger. Contributes to the solid angle, and approaches the pattern charging of the large square 801, but since it is divided in a checkered pattern, the total solid angle of them is also about half, so the potential formed by 801 Approaching about half the curve.
【0029】次に、走査を断続する方法としては、走査
速度を変調する方法と、電子線輝度を変調する方法があ
る。輝度を変調する方法では電子線をほぼ完全に断続す
ることが可能であるが、走査速度を変調する場合は、完
全に電子線を断続するわけではない。なお、走査速度を
変調する方が、従来の走査電子顕微鏡からの改造が少な
くて済むという利点がある。走査速度を変調する方法
で、等価的な意味で断続を実現するには、以下に述べる
ように速度の変調比率が重要となる。Next, as a method of intermittently scanning, there are a method of modulating the scanning speed and a method of modulating the electron beam luminance. The method of modulating the luminance makes it possible to intermittently interrupt the electron beam. However, the method of modulating the scanning speed does not completely interrupt the electron beam. Note that modulating the scanning speed has the advantage of requiring less modification from a conventional scanning electron microscope. In order to realize intermittent in an equivalent sense by a method of modulating the scanning speed, the modulation ratio of the speed is important as described below.
【0030】まず、電子線による1回の走査による帯電
量と走査速度の関係を考察する。簡単のため電子線の電
流をI(A)、その横方向の広がりを1辺a(m)の正
方形内で一様とし、速度v(m/s)で辺方向に走査さ
れているとする。二次電子放出比はσ(ただしσ>1)
とし、観察しているシリコンウエハー上の絶縁膜の厚さ
をd(m)、誘電率をεとする。First, the relationship between the amount of charge in one scan by an electron beam and the scanning speed will be considered. For simplicity, it is assumed that the current of the electron beam is I (A), the lateral spread is uniform within a square of side a (m), and the electron beam is scanned in the side direction at a speed v (m / s). . Secondary electron emission ratio is σ (where σ> 1)
The thickness of the insulating film on the silicon wafer being observed is d (m), and the dielectric constant is ε.
【0031】走査された電子が表面に残す電荷密度Qo
(C/m2)は、単位時間に電子線が通過する面積がa
×v(m2/s)であり、一方、入射電子電流と二次電
子放出の和は、(σ−1)×I(A)となるから、 Qo=(σ−1)×I/(a×v) (2) となる。一方、表面の単位面積あたりの容量Co(F/
m2)は、 Co=ε/d (3) であるから、問題にしている帯電電圧V(V)は、 V=Qo/Co=(σ−1)×I×d/(a×ε×v) (4) となる。従って、電子電流やその電流分布が一定で、さ
らに観察している試料の絶縁膜の部分の膜厚や誘電率や
二次電子放出比が一定であれば、1回の走査による帯電
電圧は走査速度に逆比例することが分かる。The charge density Qo left on the surface by the scanned electrons
(C / m 2 ) means that the area through which the electron beam passes per unit time is a
× v (m 2 / s), while the sum of the incident electron current and the secondary electron emission is (σ−1) × I (A), so that Qo = (σ−1) × I / ( a × v) (2) On the other hand, the capacitance Co per unit area of the surface (F /
m 2 ) is given by Co = ε / d (3) Therefore, the charging voltage V (V) in question is: V = Qo / Co = (σ−1) × I × d / (a × ε × v) (4) Therefore, if the electron current and its current distribution are constant, and the film thickness, dielectric constant, and secondary electron emission ratio of the insulating film portion of the sample being observed are constant, the charging voltage in one scan is equal to the scan voltage. It can be seen that it is inversely proportional to speed.
【0032】次に、視点を変えて、走査領域内の帯電の
進行速度を考える。ただし、ここでは、繰り返し走査の
うち、1回の走査に要する時間が注目する時間より十分
短く、また、電子線を一定の速度で繰り返し走査する場
合を考える。この場合は、総電流が一次電子電流と等し
くその電流密度が走査範囲内で一様な電子ビームが入射
しているとみなすことが出来る。したがって、二次電子
も考慮に入れた場合の走査範囲内に流入する総電流をI
t、走査領域の面積をS(m2)、走査範囲の面積部分に
よる容量をC(F)などとすれば、単位時間当たりの電
圧の上昇率R(V/s)は、 R=It/C= (σ−1)×I / (Co ×S) (5) となる。シリコンウエハー上の絶縁膜(例えばシリコン
酸化膜)として、比誘電率が3.9前後で膜厚が1μm
程度の場合、式(3)のCの値としては35(μF/m
2)となる。いま、電子電流を仮に10pAとし、10
0μm四方の領域(0.35pFの容量に相当する)を
電子線で繰り返し走査したとし、また、二次電子放出比
を1.5と仮定すれば、単位時間当たりの電圧の上昇率
Rは約14V/sとなる。したがって、例えば+100
Vまで帯電するのに必要な時間は7sとなる。この7s
という値は、検出器からの信号を蓄積して二次電子像を
得るのに必要な時間(数秒)と同程度である。そこで、
例えば走査速度を10倍にすれば、同じ7sの経過時間
ではその部分の帯電電圧は10Vに収まるということに
なる。したがって、走査速度を局所的に増加させること
により、二次電子像を得る時間内で走査速度を増加させ
た部分の帯電の進行を抑える効果が十分に期待できるこ
とが分かる。Next, changing the viewpoint, the speed of progress of charging in the scanning area is considered. Here, it is assumed that the time required for one scan among the repetitive scans is sufficiently shorter than the time to be noticed, and the electron beam is repeatedly scanned at a constant speed. In this case, it can be considered that an electron beam whose total current is equal to the primary electron current and whose current density is uniform within the scanning range is incident. Therefore, the total current flowing into the scanning range when the secondary electrons are also taken into account is represented by I
Assuming that t, the area of the scanning region is S (m 2 ), and the capacitance of the area of the scanning range is C (F), the rate of voltage increase per unit time R (V / s) is R = It / C = (σ-1) × I / (Co × S) (5) As an insulating film (for example, a silicon oxide film) on a silicon wafer, the relative dielectric constant is around 3.9 and the film thickness is 1 μm.
In this case, the value of C in equation (3) is 35 (μF / m
2 ) Now, assuming that the electron current is 10 pA, 10
Assuming that a region of 0 μm square (corresponding to a capacitance of 0.35 pF) is repeatedly scanned with an electron beam, and assuming a secondary electron emission ratio of 1.5, the rate of increase R in voltage per unit time is about 14 V / s. Therefore, for example, +100
The time required to charge to V is 7 s. This 7s
Is about the same as the time (several seconds) required to accumulate the signal from the detector and obtain a secondary electron image. Therefore,
For example, if the scanning speed is increased by a factor of 10, the charging voltage at that portion will fall within 10 V for the same elapsed time of 7 s. Therefore, it can be seen that by locally increasing the scanning speed, the effect of suppressing the progress of charging of the portion where the scanning speed is increased within the time for obtaining the secondary electron image can be sufficiently expected.
【0033】以上の議論は測定対象や倍率によって変化
するが、実用的には、高速走査部分の帯電が無視できれ
ばよいので、高速走査部分の走査速度と低速走査部分の
走査速度の比としては10〜100もあれば十分と考え
る。The above discussion varies depending on the object to be measured and the magnification. However, in practice, it is sufficient that the charging of the high-speed scanning portion is negligible. We think that 100 is enough.
【0034】従って、この方法により、表面の帯電によ
る像の歪みの極めて少ない走査電子顕微鏡が実現でき
る。Therefore, according to this method, a scanning electron microscope in which distortion of an image due to surface charging is extremely small can be realized.
【0035】[0035]
【発明の実施の形態】以下、第1の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment will be described below with reference to the drawings.
【0036】図1は本発明の走査電子顕微鏡の構成とそ
の動作を示すものであり、図1において、101は電子
銃、102は水平走査電磁コイル、103は垂直走査電
磁コイル、104は水平走査電磁コイル電流、105は
垂直走査電磁コイル電流、106は走査コイル駆動電
源、107は水平走査信号変調装置、108は制御装
置、109は表示装置、110は電子線、111はシリ
コンウエハー、112は走査線、113は検出器であ
る。112において走査時間が短時間の部分は特に破線
で表してある。FIG. 1 shows the configuration and operation of a scanning electron microscope according to the present invention. In FIG. 1, 101 is an electron gun, 102 is a horizontal scanning electromagnetic coil, 103 is a vertical scanning electromagnetic coil, and 104 is a horizontal scanning electromagnetic coil. Electromagnetic coil current, 105: vertical scanning electromagnetic coil current, 106: scanning coil driving power supply, 107: horizontal scanning signal modulation device, 108: control device, 109: display device, 110: electron beam, 111: silicon wafer, 112: scanning Line 113 is a detector. In 112, the portion where the scanning time is short is particularly indicated by a broken line.
【0037】以上のように構成された走査電子顕微鏡に
ついて、以下その動作を説明する。まず、電子銃101
によりシリコンウエハー111に入射する電子線110
は従来の走査電子顕微鏡と同様に水平走査電磁コイル1
02と垂直走査電磁コイル103によって走査される。
垂直走査のための垂直走査電磁コイル電流105は従来
と同様の鋸歯状波であるが、水平走査のための水平走査
電磁コイル電流104は、水平走査信号変調装置107
によって階段状波形に変調されている。その結果、シリ
コンウエハー111の表面の電子線を走査する範囲11
2は水平方向に静止またはゆっくり走査される部分(実
線)と、高速に走査される部分(破線)の繰り返しとな
る。走査の繰り返しは1〜10Hz前後で繰り返され
る。通常、観察倍率を変える場合は、走査周期を一定に
して走査の振幅を変化させることになるので、倍率に逆
比例して走査の線速度が変化する。The operation of the scanning electron microscope configured as described above will be described below. First, the electron gun 101
Beam 110 incident on a silicon wafer 111 due to
Is a horizontal scanning electromagnetic coil 1 similar to a conventional scanning electron microscope.
02 is scanned by the vertical scanning electromagnetic coil 103.
The vertical scanning electromagnetic coil current 105 for vertical scanning is a sawtooth wave similar to the conventional one, but the horizontal scanning electromagnetic coil current 104 for horizontal scanning is the same as the horizontal scanning signal modulator 107.
Is modulated into a step-like waveform. As a result, the range 11 for scanning the electron beam on the surface of the silicon wafer 111 is obtained.
Reference numeral 2 is a repetition of a portion that is scanned or stopped slowly (solid line) in the horizontal direction and a portion that is scanned at high speed (dashed line). The repetition of scanning is repeated at about 1 to 10 Hz. Usually, when the observation magnification is changed, the scanning amplitude is changed while keeping the scanning period constant, so that the scanning linear velocity changes in inverse proportion to the magnification.
【0038】今、1辺100μmの正方形の視野を10
00倍の倍率で観察し、走査線の本数を500本とする
と、走査する部分の平均線速度は10Hzで走査を繰り
返した場合、約100cm/sとなる。高速走査部分と
低速走査部分の分割比を1:1とし、高速走査部分の線
速度と低速走査部分の線速度の比を10とすると、線速
度は高速部で550cm/s、低速部で55cm/sと
いうことになる。Now, a square visual field with a side of 100 μm is set to 10
Observing at a magnification of 00, and assuming that the number of scanning lines is 500, the average linear velocity of the portion to be scanned is about 100 cm / s when scanning is repeated at 10 Hz. Assuming that the division ratio between the high-speed scanning portion and the low-speed scanning portion is 1: 1 and the ratio between the linear speed of the high-speed scanning portion and the low-speed scanning portion is 10, the linear speed is 550 cm / s in the high-speed portion and 55 cm in the low-speed portion. / S.
【0039】なお、図では電子線を走査する範囲112
はシリコンウエハー111の大きさと同程度に書いてあ
るが、これは走査線を見易くするための便宜的なもの
で、実際は、半導体ウエハーが数10cmの直径である
のに対して、観察倍率が例えば1000倍の時の走査す
る範囲の幅は100μm程度である。It should be noted that in the drawing, the range 112 for scanning the electron beam is shown.
Is written to the same extent as the size of the silicon wafer 111, but this is for the sake of making the scanning lines easier to see. Actually, while the semiconductor wafer has a diameter of several tens of cm, the observation magnification is, for example, The width of the scanning range when the magnification is 1000 times is about 100 μm.
【0040】従って、上記の動作により、電子線の照射
量の多い部分は走査範囲内において飛び飛びの分断され
た部分となる。従って、それらの部分が帯電を生じても
電界の及ぶ範囲はその飛び飛びの部分の大きさ程度に限
られ、観察している像への影響は極めて小さい。Therefore, by the above-described operation, a portion where the amount of irradiation of the electron beam is large becomes a portion which is discretely separated within the scanning range. Therefore, even if those portions are charged, the range of the electric field is limited to the size of the discrete portions, and the influence on the observed image is extremely small.
【0041】一方、観察している倍率が高くなり、走査
範囲が小さくなると帯電の影響は表面から遠くへ及ばな
くなるので電子線を断続する必要がなくなる。むしろ、
連続して走査した方がデータの飛びが無く像の質が向上
する。本発明ではこの問題を回避するため、観察倍率が
例えば10000倍を切る場合にのみ制御装置108よ
り水平走査信号変調装置107を動作させる制御信号が
伝えられる機能を有している。On the other hand, when the observation magnification is increased and the scanning range is reduced, the influence of charging does not reach far from the surface, so that there is no need to interrupt the electron beam. Rather,
Continuous scanning improves the image quality without skipping data. In order to avoid this problem, the present invention has a function of transmitting a control signal for operating the horizontal scanning signal modulation device 107 from the control device 108 only when the observation magnification is less than 10,000 times, for example.
【0042】以上の方法で走査速度を変調することによ
り、走査を擬似的に断続し、その走査領域を擬似的に互
いに分離した小さな領域に分割することが出来る。本実
施の形態では図7(a)に示すように、その擬似走査領
域である低速部分のパターンが市松状になるようにして
いる。図7で701は(擬似的な意味の)走査領域、7
02は(擬似的な意味の)非走査領域である。走査領域
を市松状とすることで、周期パターンを観察する場合に
生じ易いストリエーションの発生を低減する新たな効果
が期待出来る。By modulating the scanning speed by the above method, the scanning can be pseudo-interrupted and the scanning region can be pseudo-divided into small regions separated from each other. In the present embodiment, as shown in FIG. 7A, the pattern of the low-speed portion, which is the pseudo-scanning area, has a checkered pattern. In FIG. 7, reference numeral 701 denotes a scanning area (in a simulated sense);
02 is a non-scanning area (in a simulated sense). By making the scanning area checkered, a new effect of reducing the occurrence of striation, which is likely to occur when observing a periodic pattern, can be expected.
【0043】以上のように本実施の形態によれば、電子
線の走査面積に応じて電子線走査の速度を変調する機能
を設けることにより、帯電による像の歪みの極めて少な
い走査電子顕微鏡が実現できる。As described above, according to the present embodiment, by providing the function of modulating the speed of electron beam scanning according to the scanning area of the electron beam, a scanning electron microscope with extremely little image distortion due to charging is realized. it can.
【0044】なお、課題を解決する手段として図8を用
いて説明したように、市松状のパターンを細分すればす
るほど、また、細分した一個の面積を小さくすればする
ほど効果が大きいことが分かるが、実用的には、水平あ
るいは垂直方向の分割の個数は、画像として取り込む場
合の画素数すなわち256個や512個などとして良い
ことは言うまでもない。As described with reference to FIG. 8 as a means for solving the problem, the more the checkerboard pattern is subdivided and the smaller the subdivided area, the greater the effect. As can be seen, it goes without saying that the number of divisions in the horizontal or vertical direction may be practically the number of pixels taken in as an image, that is, 256 or 512.
【0045】また、市松状にスキャンする場合の一個の
正方形の1辺の大きさを、走査長を分割数で割った値よ
り小さくするとさらに効果が大きいことも期待できるの
で、この正方形の1辺の大きさを走査長を分割数で割っ
た値より小さくとって良いことは言うまでもない。ただ
し、この時、電子の単位面積あたりの照射量が局所的に
増加するので、被観察材料や、観察するときの真空度に
よっては表面を変質させる原因となるので、適当な値を
選択する必要がある。If the size of one side of one square in the case of scanning in a checkered pattern is made smaller than the value obtained by dividing the scanning length by the number of divisions, it can be expected that the effect will be even greater. Of course can be made smaller than the value obtained by dividing the scanning length by the number of divisions. However, at this time, the irradiation amount of electrons per unit area locally increases, and this may cause deterioration of the surface depending on the material to be observed and the degree of vacuum at the time of observation. Therefore, it is necessary to select an appropriate value. There is.
【0046】なお、本実施の形態では、電子線の断続
を、走査速度を変調することにより行ったが、これを輝
度変調により実現する方法もある。In the present embodiment, the intermittent operation of the electron beam is performed by modulating the scanning speed. However, there is a method of realizing this by luminance modulation.
【0047】また、本実施の形態では、電子線の走査を
断続するパターンとして市松状のパターンとしたが、図
7(b)に示すように、亀甲状にする方法もある。In this embodiment, a checkered pattern is used as a pattern for intermittently scanning the electron beam. However, as shown in FIG.
【0048】なお、ここでは市松状と亀甲状を例に挙げ
たが、他のパターンを採用しても良いことは言うまでも
ない。Although the checkerboard and the tortoiseshell are described as examples here, it goes without saying that other patterns may be employed.
【0049】なお、以上の発明において、観察倍率が1
万倍を切る場合にのみ制御装置108より水平走査信号
変調装置107を動作させる制御信号が伝えられるとし
たが、これを適当な他の倍率、例えば1000倍などで
同じ動作をする様に設定を変更できることは言うまでも
ない。In the above invention, the observation magnification is 1
It is assumed that a control signal for operating the horizontal scanning signal modulation device 107 is transmitted from the control device 108 only when the magnification is reduced by a factor of 10,000, but the control signal is set so as to perform the same operation at another appropriate magnification, for example, 1000 times. Needless to say, it can be changed.
【0050】走査を断続する方法として、本実施の形態
ではラスタースキャンの方法を取ったが、これを、分割
した個々の領域内でラスタースキャンする方法としても
よいことは言うまでもない。In the present embodiment, the method of intermittent scanning is a raster scan method. However, it is needless to say that a raster scan method may be used in each divided area.
【0051】[0051]
【発明の効果】以上のように本発明は電子線の走査を断
続する機能を設けることにより、表面の帯電による像の
歪みの極めて少ない優れた走査電子顕微鏡を実現できる
ものである。従来の方法では帯電による原因のみで10
nm以上の誤差を生じ、例えば集積回路のパターンサイ
ズが100nm程度になるとデバイス特性に大きな影響
を与える誤差要因となった。しかし、本発明の方法によ
り、1nm以下の誤差を実現可能であり、パターンの最
小寸法が100nmを切るような半導体デバイスの製造
においても十分な性能を持つ走査電子顕微鏡を提供する
ことができる。As described above, according to the present invention, by providing a function of intermittently scanning an electron beam, an excellent scanning electron microscope with extremely little image distortion due to surface charging can be realized. In the conventional method, only 10
An error of not less than nm is caused. For example, when the pattern size of the integrated circuit is about 100 nm, it becomes an error factor that greatly affects device characteristics. However, the method of the present invention can provide a scanning electron microscope capable of achieving an error of 1 nm or less and having sufficient performance even in the manufacture of a semiconductor device in which the minimum dimension of a pattern is less than 100 nm.
【図1】本発明の第1の実施の形態における走査電子顕
微鏡の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a scanning electron microscope according to a first embodiment of the present invention.
【図2】従来の走査電子顕微鏡の構成図FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional scanning electron microscope.
【図3】従来の走査電子顕微鏡の構成図FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional scanning electron microscope.
【図4】二次電子放出比と一次電子エネルギーの関係を
示す図FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a secondary electron emission ratio and primary electron energy.
【図5】二次電子放出比と絶縁物表面の帯電の関係を示
す図FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a secondary electron emission ratio and charging of an insulator surface.
【図6】試料バイアス電圧および観察倍率による帯電電
圧の変化を示す図FIG. 6 is a diagram showing a change in a charging voltage depending on a sample bias voltage and an observation magnification.
【図7】走査領域の分割方法を示す図FIG. 7 is a diagram showing a method of dividing a scanning area.
【図8】帯電の形状による表面からの距離と電位の関係
の比較を示す図FIG. 8 is a diagram showing a comparison of the relationship between the distance from the surface and the potential depending on the shape of charging.
101 電子銃 102 水平走査電磁コイル 103 垂直走査電磁コイル 104 水平走査電磁コイル電流 105 垂直走査電磁コイル電流 106 走査コイル駆動電源 107 水平走査信号変調装置 108 制御装置 109 表示装置 110 電子線 111 シリコンウエハー 112 電子線の軌跡 113 検出器 701 走査領域 702 非走査領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Electron gun 102 Horizontal scanning electromagnetic coil 103 Vertical scanning electromagnetic coil 104 Horizontal scanning electromagnetic coil current 105 Vertical scanning electromagnetic coil current 106 Scanning coil drive power supply 107 Horizontal scanning signal modulation device 108 Control device 109 Display device 110 Electron beam 111 Silicon wafer 112 Electron Line trajectory 113 Detector 701 Scanning area 702 Non-scanning area
Claims (7)
電子を検出して試料の形状を観察する走査電子顕微鏡に
おいて、電子線の走査長が所定の値を超えたとき、前記
走査の速度変調を自動的に機能させる機構を備えたこと
を特徴とする走査電子顕微鏡。1. A scanning electron microscope for irradiating a sample with an electron beam while scanning it, detecting secondary electrons and observing the shape of the sample, when the scanning length of the electron beam exceeds a predetermined value. A scanning electron microscope comprising a mechanism for automatically functioning the velocity modulation of a scanning electron microscope.
に、走査速度を変調する機能を備えたことを特徴とする
請求項1記載の走査電子顕微鏡。2. The scanning electron microscope according to claim 1, further comprising a function of modulating the scanning speed so that the low-speed portion has a checkered shape within the scanning range.
に、水平走査速度を変調する機能を備えたことを特徴と
する請求項1記載の走査電子顕微鏡。3. The scanning electron microscope according to claim 1, further comprising a function of modulating a horizontal scanning speed so that the low-speed portion has a turtle-like shape within a scanning range.
電子を検出して試料の形状を観察する走査電子顕微鏡に
おいて、電子線の走査長が所定の値を超えたとき、前記
走査の輝度変調を自動的に機能させる機構を備えたこと
を特徴とする走査電子顕微鏡。4. A scanning electron microscope for irradiating a sample with an electron beam while scanning, detecting secondary electrons and observing the shape of the sample, wherein the scanning length of the electron beam exceeds a predetermined value. A scanning electron microscope comprising a mechanism for automatically functioning the luminance modulation.
うに、走査速度を変調する機能を備えたことを特徴とす
る請求項4記載の走査電子顕微鏡。5. The scanning electron microscope according to claim 4, further comprising a function of modulating a scanning speed so that the high-brightness portion has a checkered shape within a scanning range.
うに、走査速度を変調する機能を備えたことを特徴とす
る請求項4記載の走査電子顕微鏡。6. The scanning electron microscope according to claim 4, further comprising a function of modulating a scanning speed so that the high-brightness portion has a turtle-shape within a scanning range.
は均一走査を行うことを特徴とする請求項1記載の走査
電子顕微鏡。7. The scanning electron microscope according to claim 1, wherein spot scanning is performed at a low magnification and uniform scanning is performed at a high magnification.
Priority Applications (1)
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1999
- 1999-05-24 JP JP11142876A patent/JP2000331635A/en active Pending
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