JP4007305B2 - Method for evaluating resolution of electron microscope and method for adjusting electron microscope - Google Patents
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Description
本発明は、電子顕微鏡の分解能、解像度等の定量評価を目的とする試料と、その試料用いて分解能、解像度等を評価する電子顕微鏡の分解能評価方法および調整方法および電子顕微鏡、及びその電子顕微鏡を用いた半導体製造方法に関するものである。 The present invention relates to a sample for quantitative evaluation of resolution, resolution, etc. of an electron microscope, a resolution evaluation method and adjustment method of the electron microscope for evaluating resolution, resolution, etc. using the sample, an electron microscope, and an electron microscope thereof. The present invention relates to the semiconductor manufacturing method used.
従来、電子顕微鏡の分解能の評価は、目視確認できる試料の2点間の距離で評価され、特開平5−45265のようにカーボン上に金粒子を蒸着した試料を電子顕微鏡で観察し、分離されている二つの金粒子間の最小隙間を分解能としている。また電子顕微鏡の解像度評価は粒子境界のぼけ具合によって評価されている。 Conventionally, the resolution of an electron microscope is evaluated by the distance between two points of a sample that can be visually confirmed, and a sample in which gold particles are vapor-deposited on carbon as in JP-A-5-45265 is observed and separated. The resolution is the minimum gap between two gold particles. Moreover, the resolution evaluation of the electron microscope is evaluated by the degree of blur of the particle boundary.
従来の分解能評価では、電子顕微鏡の撮像画像は金粒子などを撮像する際には
、金粒子の大きさ、形状にばらつきがあり、測定に個人差が生じ、さらにおなじ試料を再現することができないため正確な定量評価は望まれない。また電子顕微鏡で観察中の金粒子の隙間を正確に測定する方法がない。また、電子顕微鏡の分解能は装置ごとによって機差がある。このため半導体製造等の場合、複数の電子顕微鏡を用いて半導体各部の寸法を計測するような半導体の製造においてこれら電子顕微鏡間での観察像が異り、欠陥等が観察する電子顕微鏡によって見えたり
、見えなかったし、一元的かつ一定の管理値に基づいた製造が行えない等の問題がある。
In the conventional resolution evaluation, when the image captured by the electron microscope captures gold particles, the size and shape of the gold particles vary, resulting in individual differences in measurement, and the same sample cannot be reproduced. Therefore, accurate quantitative evaluation is not desired. Also, there is no method for accurately measuring the gap between gold particles being observed with an electron microscope. The resolution of the electron microscope varies depending on the device. For this reason, in the case of semiconductor manufacturing etc., the observation images between these electron microscopes differ in the manufacture of semiconductors in which the dimensions of each part of the semiconductor are measured using a plurality of electron microscopes. However, there is a problem that the manufacturing cannot be performed based on a centralized and constant control value.
本発明の目的は、上記課題を解決するようにした電子顕微鏡の分解能評価方法および電子顕微鏡の調整方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for evaluating the resolution of an electron microscope and a method for adjusting an electron microscope that solve the above-described problems.
上記目的を達成するために、本発明では、電子顕微鏡の分解能評価方法において、2次電子または反射電子または透過電子等の2次荷電粒子の発生効率が異なる材料を表面に交互に複数配置して形成した繰返しパターンを有する試料に電子線を照射し、該電子線の照射により前記試料の表面から発生する2次荷電粒子を検出して前記試料の表面の2次荷電粒子像を得、該2次荷電粒子像の波形データをフーリエ変換を用いて周波数解析処理することにより電子顕微鏡の分解能の定量評価を行うようにした。 In order to achieve the above object, according to the present invention, in a method for evaluating the resolution of an electron microscope, a plurality of materials having different generation efficiency of secondary charged particles such as secondary electrons, reflected electrons or transmitted electrons are alternately arranged on the surface. The formed sample having a repetitive pattern is irradiated with an electron beam, and secondary charged particles generated from the surface of the sample by the irradiation of the electron beam are detected to obtain a secondary charged particle image on the surface of the sample. The waveform data of the next charged particle image is subjected to frequency analysis processing using Fourier transform to perform quantitative evaluation of the resolution of the electron microscope.
また、上記目的を達成するために、本発明では、電子顕微鏡の調整方法において、2次電子または反射電子または透過電子等の2次荷電粒子の発生効率が異なる材料を表面に交互に配置して形成した繰返しパターンを有する試料に電子顕微鏡から電子線を照射し、該電子線の照射により前記試料の表面から発生する2次荷電粒子を検出して前記試料の表面の2次荷電粒子像を得、該2次荷電粒子像の波形データをフーリエ変換を用いて周波数解析処理することにより前記電子顕微鏡の分解能を評価し、該評価した分解能に応じて前記電子顕微鏡の光学系または真空系または電子銃を調整するようにした。 In order to achieve the above object, in the present invention, in the method of adjusting an electron microscope, materials having different generation efficiency of secondary charged particles such as secondary electrons, reflected electrons, or transmitted electrons are alternately arranged on the surface. A sample having a repetitive pattern is irradiated with an electron beam from an electron microscope, and secondary charged particles generated from the surface of the sample by the irradiation of the electron beam are detected to obtain a secondary charged particle image on the surface of the sample. The waveform data of the secondary charged particle image is subjected to frequency analysis processing using Fourier transform to evaluate the resolution of the electron microscope, and according to the evaluated resolution, the optical system, vacuum system, or electron gun of the electron microscope Was adjusted.
本発明によれば、SEMの分解能、解像度を、あらかじめ寸法の分かった、多層薄膜試料を用いて、SEMによる撮像結果を周波数解析等の手段で定量的に評価することにより、SEMの性能や経時変化を正確に把握することが可能となる
。これは特に半導体検査など、複数のSEMを用いる製造プロセスにおいて、SEM間の個体差を低減し、検査の正確性を向上させることができる。
According to the present invention, the resolution and resolution of the SEM are evaluated by using a multilayer thin film sample whose dimensions are known in advance, and quantitatively evaluating the imaging results of the SEM by means such as frequency analysis. It becomes possible to grasp changes accurately. In particular, in a manufacturing process using a plurality of SEMs such as semiconductor inspection, individual differences between SEMs can be reduced and inspection accuracy can be improved.
また本発明によれば作成された試料を用いてSEMの性能を測定すれば、従来のカーボン上に金蒸着した試料を用いた場合に比べ、金粒子の大きさに性能が左右されず、常に定量的に安定した性能測定ができる。またSEM像の膨らみ量の測長から、分解能の自動計測ができる。 In addition, if the performance of the SEM is measured using a sample prepared according to the present invention, the performance is not affected by the size of the gold particles, and the performance is always less than that in the case of using a gold-deposited sample on conventional carbon. Quantitatively stable performance measurement is possible. In addition, the resolution can be automatically measured by measuring the bulge amount of the SEM image.
本発明の実施形態について図を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る分解能を測定して調整する電子顕微鏡の一実施の形態である走査形電子顕微鏡(以下SEMと呼ぶ)の概略構成を示す図である。電子光学系は、電子銃13、偏向器12および電磁レンズ14等によって構成される。そして、電子銃13から所望の加速電圧によって発せられる電子線8を電磁レンズ14により集束させ、偏向器12等によってX−Y−Zステージ17上に搭載された試料1上の表面を任意の順序で走査するように構成される。更に電子線の照射により試料1の表面において発生する2次電子または反射電子は検出器15により検出され、画像入力装置16に画像データとして入力される。被検査物である試料1は、X−Y−Zステージ17により3次元方向すべての方向に移動可能である。ステージ移動に同期した電子ビームの照射および画像入力が可能であり、ステージの移動は制御用計算機20により制御される。図1では2次電子像を用いたSEMの例を示しているが、試料を観察する手段は2次電子以外に、反射電子、透過電子等による像を用いてもよい。透過電子を検出するものは、STEMと称される。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a scanning electron microscope (hereinafter referred to as SEM) which is an embodiment of an electron microscope that measures and adjusts resolution according to the present invention. The electron optical system includes an
SEMの分解能を評価するための試料21について説明する。試料21は、例えばTa膜とSi膜、W膜とC膜、Ru膜とC膜、Mo膜とB4C膜、W膜とS
i膜等のように原子番号の差異の大きい物質材料の薄膜を、メッキやCVD(Chemical Vaper Deposition)、PVD(Physical Vaper Deposition) 等の公知の薄膜形成技術により単結晶シリコン基板上に厚さを制御して交互に積層して多層に形成し、この多層薄膜を形成した基板をへき開してその断面表面22を用いる。これを撮像すると、2次電子の発生効率の違いから、例えば、Ta膜、W膜
、Ru膜、Mo膜からの2次電子の発生効率が高く白、Si膜、C膜、B4C膜
からの2次電子の発生効率が低く黒のコントラストの顕著な画像となる。
A sample 21 for evaluating the resolution of the SEM will be described. Sample 21 includes, for example, Ta film and Si film, W film and C film, Ru film and C film, Mo film and B4C film, W film and S film.
A thin film of a material with a large difference in atomic number such as an i-film is formed on a single crystal silicon substrate by a known thin film forming technique such as plating, CVD (Chemical Vaper Deposition), PVD (Physical Vaper Deposition), etc. The substrates are alternately stacked to form a multilayer, and the substrate on which the multilayer thin film is formed is cleaved and the
これらの物質を用いた多層薄膜の断面構造をえるためには、へき開面(結晶鉱物がある一定の方向に容易に割れて平滑な面すなわちへき開面を作る。)を利用
する等の方法があるが、評価する分解能に比べて断面表面22の凹凸が大きすぎる場合には例えば100nm以下の研磨粒子をすず製の定盤に埋没させ、そのすず製の定盤で断面22を研磨し、断面22の凹凸を数nm以下にする等の処理を行う。
In order to obtain a cross-sectional structure of a multilayer thin film using these materials, there are methods such as using a cleavage plane (a crystal mineral is easily cracked in a certain direction to form a smooth surface, that is, a cleavage plane). However, when the unevenness of the
SEMの分解能を調べるためには、例えば図2に示す試料21aを使用する。電子ビーム8の集束スポットの径より十分に大きな例えば100nm程度の厚さのTa層23aとSi層23bとを作成した断面表面22上を、SEMの電子銃13から所望の加速電圧によって出て集束された電子ビームのスポットを走査したとき、電子ビームのエネルギー分布と検出器15で検出されて画像入力装置16に入力される2次電子の強度32aを模式すると図3に示すようになる。演算処理装置19は、画像入力装置16から入力される2次電子の強度信号32aについて例えば微分をとって微分信号33を得ることにより、この微分信号33から電子ビームのスポットがTa層23aとSi層23bとの境界面24を走査し始める位置35sと走査しおわる位置35eを知ることができる。そして、演算処理装置19は、この2つの位置35s、35eの差をとることにより電子ビームの形状であるスポット径を求めることができる。また、演算処理装置19は、2次電子の出力変化の微分が描く曲線33の半値幅φ1等を電子ビーム径としてもよい。
In order to examine the resolution of the SEM, for example, a
電子ビーム径は、分解能と等価と見ることができ、これによりSEMの性能を定量評価できる。この場合、2次電子の強度32aを、Bスプライン近似、あるいは微分信号33を正規分布関数近似等により、近似することで、信号のノイズ成分を低減させ、電子ビーム径を再現性良く計測することが可能となる。この場合2つの層は例えばSi基板上に必ずしも成膜プロセスでSi層23bとTa層23aとを交互に積層して作る必要はなく、2次電子の発生効率の差が顕著な複数の物質を圧着、接着等で積層してもよい。
The electron beam diameter can be regarded as equivalent to the resolution, whereby the SEM performance can be quantitatively evaluated. In this case, the noise component of the signal is reduced and the electron beam diameter is measured with good reproducibility by approximating the secondary electron intensity 32a by B-spline approximation or the differential signal 33 by normal distribution function approximation or the like. Is possible. In this case, for example, the two layers do not necessarily have to be formed by alternately laminating the
SEMの分解能を測定するために図4に示す試料21bを用いた場合の方法を説明する。この試料21bは例えば電子ビーム径より十分に大きなSi層23bの間に例えば1nmぐらいの薄いTa層23aを重ねて断面を形成したもので、この試料21bの断面表面22を、SEMの電子銃13から所望の加速電圧によって出て集束された電子ビームのスポットを走査したとき、電子ビームのエネルギー分布と検出器15で検出されて画像入力装置16に入力される2次電子の強度32bを模式すると図5に示すようになる。そして、演算処理装置19は、このときの2次電子の出力の描く曲線からバックグラウンド(Si層23bから得られる2次電子の強度)の値を引けばその曲線は電子ビームがTaの層を走査し始める位置35sと走査しおわる位置35eを知ることができる。この2つの位置35s、35eの差からさらにTaの膜厚を差し引くことにより電子ビームの径を算出することができる。この場合も図2に示した試料21aを用いたときと同じように半値幅φ2を算出し、その後にTaの膜厚を差し引いて電子ビームの径としてもよい。この場合薄いTa層の膜厚を例えば0.5nm、2nm、3nmと変化させ、その結果に応じた2次電子の発生強度の変化の状態から演算処理装置19は、電子ビーム単体のエネルギー分布が精度良く求めることができる。
A method when the sample 21b shown in FIG. 4 is used to measure the resolution of the SEM will be described. This sample 21b has a cross section formed by superposing a
SEMの分解能、解像度を測定するために図6に示す試料21cを用いた場合の方法を説明する。図6に示すように黒地に白の細いスリットパターンが描かれたような試料21cを用いると、走査形電子顕微鏡で走査したときには、一般的な光学系において2つのピンホールを観察したときの回折像との光の強度分布と同様の信号が得られる。光学的には、岩波書店出版「波動光学」p359-377等に示されるように、レーリーによる解像限界が定義されており、このような信号の中央部の極小値が極大値の74%以下のとき2つのピンホールの像は分離されているとみなしている。
A method when the
この定義をSEMに応用するために、図6に示す様な黒地に白の細いスリットパターン(縞模様パターン;例えば、黒地はSi層で、白いスリットはTaでけいせいする)が描かれたような試料21cを作成する。スリットの間隔は例えば設定したい分解能の大きさと同じにして1nmの分解能をもつSEMに調整したい場合は1nmに膜厚を制御して試料21cを作成する。そして、演算処理装置19は、図7に示すような、この試料21cをSEMで撮像したときに得られる2次電子の強度変化の信号32cの最大値と中央部の極小値からバックグラウンド(Si層23bから得られる2次電子の強度)を差し引き、例えば極小値と最大値の比を取ったとき、74%であったとき、分解能、もしくは解像限界が1nmと定義することができる。
In order to apply this definition to SEM, it appears that a white thin slit pattern (striped pattern; for example, the black background is Si layer and the white slit is Ta) as shown in FIG. A
このような構成の試料を用いれば、スリットの間隔を変えることによって、評価する分解能を変えることができる。また異なった分解能または解像限界を有する各SEMに対して、上記の方法を用いて図13に示すように異なったスリット間隔の試料で定量化しておけば、演算処理装置19は、ある一定のスリット間隔の試料のみを用いて、分解能、解像限界を定量評価することができる。即ち、演算処理装置19は、定量化しておいた分解能、解像限界とを関数近似等で図12のように関連づけておき、性能評価チャートを作成しておけば、スリット間隔が例えば1nmの同じ試料で極小値と最大値の値を計測することによって、分解能
、解像限界を定量評価することができる。
If the sample having such a configuration is used, the resolution to be evaluated can be changed by changing the interval between the slits. If each SEM having a different resolution or resolution limit is quantified with samples having different slit intervals as shown in FIG. 13 by using the above-described method, the arithmetic processing unit 19 has a certain fixed value. The resolution and resolution limit can be quantitatively evaluated using only the sample with the slit interval. That is, the arithmetic processing unit 19 associates the quantified resolution and resolution limit with function approximation or the like as shown in FIG. 12 and creates a performance evaluation chart, so that the slit interval is the same, for example, 1 nm. By measuring the minimum and maximum values on the sample, the resolution and resolution limit can be quantitatively evaluated.
SEMの解像度を測定するために図8に示すような試料21dを撮像し、フーリエ変換を用い周波数解析した場合の方法を説明する。
A method in the case where a
図8に示すように均等間隔に縞模様の観察像の得られる多層薄膜材料をSEMで撮像した画面のデータを、演算処理装置19において、1次元または2次元にフーリエ変換する。フーリエ変換によって得られるパワースペクトルについて、縞模様の周波数と信号強度の関係をグラフ化すると図9の様になる。なお、直流成分が最大となる原点は周波数が0であることを示す。 As shown in FIG. 8, screen data obtained by imaging a multilayer thin film material with a striped observation image obtained at equal intervals with an SEM is Fourier-transformed in one or two dimensions in the arithmetic processing unit 19. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the frequency of the stripe pattern and the signal intensity for the power spectrum obtained by the Fourier transform. The origin at which the direct current component is maximum indicates that the frequency is zero.
周波数は、原点を中心して左右に進むに従って、大きくなることを示す。そして、演算処理装置19は、この縞模様の周波数でのピークの信号強度から解像度を定量的に評価できる。また演算処理装置19は、直流成分の信号強度と縞模様のピークの信号強度の比または差から解像度を定量的に評価できる。即ち、縞模様のピークの信号強度が増大するに従って、直流成分の信号強度に近づくに従って、解像度が向上することを示している。 The frequency indicates that the frequency increases as it moves left and right around the origin. The arithmetic processing unit 19 can quantitatively evaluate the resolution from the peak signal intensity at the frequency of the stripe pattern. The arithmetic processing unit 19 can quantitatively evaluate the resolution from the ratio or difference between the signal intensity of the DC component and the signal intensity of the peak of the stripe pattern. That is, as the signal intensity at the peak of the stripe pattern increases, the resolution improves as it approaches the signal intensity of the DC component.
またSEMの解像度を測定するために図8に示すような試料21dを撮像し、CTF(Contrast Transfer Function)を求めることもできる。この場合撮像した画面のデータの縞模様部分の最大輝度の値をmaxL、最小輝度の値をminLとしたとき、解像度を(maxL−minL)/(maxL+minL)×100 (%)の値で定量評価できる。
Further, in order to measure the SEM resolution, a
また図8に示す試料の場合、電子光学系の倍率、加速電圧が一定の場合、図10、図11に示すようにSEM像を観察すると白い部分の像が一定の大きさで膨張してみえる。例えば、SEMの電子光学系の倍率、加速電圧が、図10のように10nm間隔の縞状の試料を観察したときのSEM像で白いパターンの部分が14nmと膨張して見えるとき、同じ条件で20nm間隔の縞状の試料を観察すると、図11に示すように、白い部分は24nmに膨張して見える。このように膨張の大きさが同じであることから、この膨張の大きさを分解能と、例えば上記例では4nmを分解能と定義することもできる。 In the case of the sample shown in FIG. 8, when the magnification of the electron optical system and the acceleration voltage are constant, when the SEM image is observed as shown in FIGS. 10 and 11, the white portion image appears to expand with a constant size. . For example, the magnification and acceleration voltage of the electron optical system of the SEM are as follows when the white pattern portion appears to expand to 14 nm in the SEM image when a striped sample with an interval of 10 nm is observed as shown in FIG. When a striped sample with an interval of 20 nm is observed, the white portion appears to expand to 24 nm as shown in FIG. Since the magnitude of the expansion is the same in this way, the magnitude of the expansion can be defined as the resolution, for example, 4 nm in the above example.
図13に分解能、解像度を評価するサンプルの例を示す。図2、図4、図6、図8に示す縞パターンを1枚の試料上にならべることによって、サンプルを交換することなく複数の方法で分解能、解像度の評価を行うことができる。 FIG. 13 shows an example of resolution and a sample for evaluating the resolution. By arranging the fringe patterns shown in FIGS. 2, 4, 6, and 8 on one sample, the resolution and resolution can be evaluated by a plurality of methods without exchanging the samples.
図14に試料1、分解能評価用の試料21を取り付けるステージまたは試料ホルダー24の一実施の形態を示す。例えば半導体検査に用いる場合、円形のウェハを取り付けるため四角いステージまたは試料ホルダー24だと四隅に場所が空いている。この場所に例えば図15に示す様な試料ホルダー41を取り付ける。試料ホルダー41は試料21を間に挟む形で通電可能にしておく。試料21は通常SEMで一度観察した時に生じる場所は帯電や、表面汚染のため再び使うことができないが、試料を例えば1000℃以上に通電加熱すると帯電や、表面汚染が除去され、試料の交換回数が少なくなるか、または不要となる。
FIG. 14 shows an embodiment of a stage or
分解用評価用の試料51の構成を図16に示す。Siウエハー52の上にW膜53とC膜54を、間隔A55間にC膜54の膜厚を6nmの寸法で、W膜53の膜厚は3〜10nm程度の寸法で繰り返して積層し、次に間隔B56間にC膜54の膜厚を5nmの寸法で、W膜53の膜厚は3〜10nm程度の寸法で繰り返して積層し、次に間隔C57間にC膜54の膜厚を4nmの寸法で、W膜53の膜厚は3〜10nm程度の寸法で繰り返して積層する。W膜53膜厚は、必ずしも3〜10nm程度でなくてもよいことは明らかである。そして、この試料51をSEMで観察した場合、そのSEM像を表示手段30に表示することによって図16に示すごとくSEM像58のように見える。このSEM像58を見ると
、間隔57の部分は、本来4nmずつC膜54が積層していたにも関らず、W膜3が膨らみ、暗部であるC膜4が観察できなくなっている。この意味するところは、このSEMは5nmのものは、分離して観察できるが、4nmのものは分離できない、すなわち分解能5nmの性能だということが観察によってわかる。
The structure of the
SEMの分解能を測定する方法の別の例として、図12のような解像度チャートを使用せずに、図17に示す試料61を用いる場合について説明する。
As another example of the method for measuring the resolution of the SEM, a case where the
試料61は、例えば次の様に作成する。Siウエハー62の上にRu膜63
とC膜54を、間隔A65間にC膜64の膜厚を10nmの寸法で、Ru膜63の膜厚は3〜10nm程度の寸法で繰り返して積層し、次に間隔B66間にC膜64の膜厚を6nmの寸法で、W膜63の膜厚は3〜10nm程度の寸法で繰り返して積層し、次に間隔C67間にC膜64の膜厚を5nmの寸法で、W膜63の膜厚は3〜10nm程度の寸法で繰り返して積層する。W膜63膜厚は、必ずしも3〜10nm程度でなくてもよいことは明らかである。
The
And the C film 54 are repeatedly laminated with the
例えば、この試料61のSEM像を得た場合、そのSEM像に対してフーリエ変換すると、図8と同様のパワースペクトルが得られる。図8における縞模様の周波数での信号、この場合、間隔D65、間隔E66、間隔F67の周波数成分のみを取り出す。これは図18のフーリエ変換像81に現れる複数のスポット82を取り出すことになる。この複数のスポット82を取り出し、フーリエ逆変換を行い、バンドパスフィルターをかけたSEM像を再現する。そのSEM像の輝度プロファイルが図19である。
For example, when an SEM image of the
輝度の明暗の振幅が、間隔D65、間隔E66、間隔F67の部分において、振幅D、振幅E、振幅Fの順に小さくなる。これは間隔が狭くなると完全に解像しなくなるためである。間隔Dが完全に解像しているとき、図18の振幅Dと振幅E、振幅Fの比をとり、横軸を間隔(nm)、縦軸を振幅比(%)とするグラフ
にプロットすると、図20のような解像度曲線または解像度直線が得られる。レイリーの光学的解像限界を適用すると、この曲線、または直線が26%に下がる位置の横軸の値を解像限界、分解能と定義することができる。この26%は目視相関実験等により機種ごとに変えても良い。
The brightness amplitude of brightness decreases in the order of amplitude D, amplitude E, and amplitude F in the interval D65, interval E66, and interval F67. This is because when the interval is narrowed, the image is not completely resolved. When the interval D is completely resolved, the ratio of the amplitude D to the amplitude E and the amplitude F in FIG. 18 is taken, and plotted on a graph with the horizontal axis as the interval (nm) and the vertical axis as the amplitude ratio (%). A resolution curve or a resolution straight line as shown in FIG. 20 is obtained. When Rayleigh's optical resolution limit is applied, the value of the horizontal axis at the position where this curve or straight line falls to 26% can be defined as the resolution limit and resolution. This 26% may be changed for each model by a visual correlation experiment or the like.
積層する材料の組合せとしてW膜/C膜以外には、W膜/Si膜、Ru膜/C膜、Mo膜/B4C膜、Ta膜/Si膜などがある。 In addition to the W film / C film, there are W film / Si film, Ru film / C film, Mo film / B4C film, Ta film / Si film, etc. as a combination of materials to be laminated.
また、これらの材料の薄膜を形成する基板として、単結晶シリコン基板を用いたが、基板の材料は、これに限られるものではない。 Further, although a single crystal silicon substrate is used as a substrate on which a thin film of these materials is formed, the material of the substrate is not limited to this.
これらSEMの分解能用試料51は、SEM製作時の性能評価に使用できるばかりでなく、日常の点検やメンテナンス時の経時評価に使用することができる。
These
また前記の現象を利用すれば、演算処理装置19において画像処理技術を加えて像の膨らみ量を自動測長することで、SEMの性能の1つである分解能の自動計測、および分解能の定量的評価ができる。このためSEMに試料51を搭載しておけば、装置自身がSEMの分解能性能を常時管理することができる。
If the above-described phenomenon is used, the processing unit 19 adds an image processing technique to automatically measure the bulge amount of the image, thereby automatically measuring the resolution, which is one of the SEM performances, and quantitatively determining the resolution. Can be evaluated. Therefore, if the
以上の説明は、一次元(X軸方向)について説明したが、2次元に個別に適用することができることは明らかである。また、加速電圧を変えると分解能も変化することは明らかである。 The above description has been given for one dimension (X-axis direction), but it is obvious that it can be applied individually to two dimensions. It is clear that the resolution also changes when the acceleration voltage is changed.
また、分解能が満足できない場合には、電子光学系14を制御する条件設定値を入力手段31を用いて入力することによってフォーカス条件を調整することができる。また真空制御系32を制御する条件設定値を入力手段31を用いて入力することによって真空度を調整することができる。電子銃13の条件が悪い場合も考えられるので、その場合には電子銃13を調整することが必要となる。
When the resolution cannot be satisfied, the focus condition can be adjusted by inputting the condition setting value for controlling the electron optical system 14 using the input means 31. Further, the degree of vacuum can be adjusted by inputting a condition set value for controlling the
また演算処理処理装置19に接続された記憶装置には分解能に関する履歴データが格納されているので、いつでも例えば表示手段30を用いることによって、ユーザに知らせることができる。 In addition, since history data relating to resolution is stored in the storage device connected to the arithmetic processing unit 19, it is possible to notify the user at any time by using the display means 30, for example.
1…試料、8…電子線、13…電子銃、14…電磁レンズ、15…2次電子検出器、16…画像入力装置、17…X-Y-Zステージ、19…演算処理装置、20
…制御用計算機、24…試料ホルダー
DESCRIPTION OF
... Control computer, 24 ... Sample holder
Claims (4)
該繰返しパターンを構成する2次荷電粒子の発生効率が異なるそれぞれの材料のうちの少
なくとも一方の材料の繰返しの方向の幅寸法が異なることを特徴とする、請求項1記載の
電子顕微鏡の分解能評価方法。 A plurality of repetitive patterns are formed on the surface of the sample, and between the plurality of patterns,
2. The resolution evaluation of an electron microscope according to claim 1, wherein the width dimension in the repeating direction of at least one of the materials having different generation efficiency of the secondary charged particles constituting the repeating pattern is different. Method.
を特徴とする請求項1記載の電子顕微鏡の分解能評価方法。 2. The resolution evaluation method for an electron microscope according to claim 1, wherein the repetitive pattern is formed of tantalum (Ta) and silicon (Si).
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