JP6775003B2 - Charged particle beam device - Google Patents
Charged particle beam device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6775003B2 JP6775003B2 JP2018241934A JP2018241934A JP6775003B2 JP 6775003 B2 JP6775003 B2 JP 6775003B2 JP 2018241934 A JP2018241934 A JP 2018241934A JP 2018241934 A JP2018241934 A JP 2018241934A JP 6775003 B2 JP6775003 B2 JP 6775003B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- imaging device
- sem
- mirror body
- optical image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 29
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 72
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 57
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 20
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Description
本発明は、荷電粒子線装置に関する。 The present invention relates to a charged particle beam device.
荷電粒子線装置の一種である走査型電子顕微鏡(以下、SEM)は、電子源から放出された電子線を試料に照射することで、試料の表面像を観察する装置である。 A scanning electron microscope (SEM), which is a type of charged particle beam device, is a device for observing a surface image of a sample by irradiating the sample with an electron beam emitted from an electron source.
特許文献1には、SEMと光学顕微鏡(以下、OM)の観察角度を合致させるため、OMによる観察の際は試料を傾斜させるSEMが開示されている。 Patent Document 1 discloses an SEM that tilts a sample during observation by an OM in order to match the observation angles of the SEM and an optical microscope (hereinafter referred to as OM).
特許文献2には、試料ではなく、SEMの鏡体とOMが備え付けられた試料室を回転させるSEMが開示されている。 Patent Document 2 discloses an SEM that rotates a sample chamber provided with a mirror body of the SEM and an OM, not a sample.
特許文献1のSEMは、IC製造工程においての使用を前提とするものである。観察対象であるICウエハはほぼ一様に平坦であり、大きさも常に均一であるため、試料が他の構成物に衝突しないような試料傾斜の条件を、予め決定することができる。しかし、大きさや高さが異なった試料を観察する汎用的なSEMにおいては、試料傾斜の際に、試料が他の構成物に衝突する可能性がある。 The SEM of Patent Document 1 is premised on use in the IC manufacturing process. Since the IC wafer to be observed is almost uniformly flat and the size is always uniform, it is possible to determine in advance the conditions for tilting the sample so that the sample does not collide with other constituents. However, in a general-purpose SEM for observing samples of different sizes and heights, the sample may collide with other components when the sample is tilted.
特許文献2の手法では、SEMの鏡体及び光学顕微鏡が可動する。そのため、SEMの鏡体は軽量であることが求められ、高性能な鏡体を搭載することが困難である。 In the method of Patent Document 2, the SEM mirror body and the optical microscope are movable. Therefore, the SEM mirror body is required to be lightweight, and it is difficult to mount a high-performance mirror body.
本発明の目的は、大きさや高さが異なった試料を観察する場合でも適切に試料を観察可能な荷電粒子線装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a charged particle beam apparatus capable of appropriately observing a sample even when observing a sample having a different size and height.
本発明の一実施形態の荷電粒子線装置は、試料を載置し、試料室内部で試料を移動させるステージと、試料に荷電粒子線を照射して試料を観察する鏡体と、該鏡体とは異なる角度から試料の荷電粒子線が照射される面を観察する第一の撮像装置と、第一の撮像装置により試料を観察する際に、試料を鏡体から離間させた後に、試料を第一の撮像装置に対向するよう、ステージによる試料を傾斜させる制御部と、を備える。 The charged particle beam apparatus according to the embodiment of the present invention includes a stage for placing a sample and moving the sample inside the sample chamber, a mirror body for irradiating the sample with the charged particle beam to observe the sample, and the mirror body. When observing the sample with the first imaging device for observing the surface irradiated with the charged particle beam of the sample from a different angle from the above, and the sample after separating the sample from the mirror body when observing the sample with the first imaging device. A control unit for tilting the sample by the stage so as to face the first imaging device is provided.
本発明によれば、大きさや高さが異なった試料を観察する場合でも適切に試料を観察可能な、荷電粒子線装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a charged particle beam apparatus capable of appropriately observing a sample even when observing samples having different sizes and heights.
SEMは、通常のOMと比して分解能及び倍率を高くできることが特徴であり、数mm〜数nmの微細な構造の観察に適している。SEMを用いて、高分解能で試料を観察する前には、SEMの倍率を低く設定した状態で試料を観察し、観察したい部位をある程度特定する必要がある。 The SEM is characterized in that the resolution and the magnification can be increased as compared with a normal OM, and is suitable for observing a fine structure of several mm to several nm. Before observing the sample with high resolution using the SEM, it is necessary to observe the sample with the SEM magnification set low and specify the part to be observed to some extent.
しかし、SEMの最低倍率はOMと比して大きい(SEMの方が、OMより視野が狭い)。装置構成にもよるが、一例として、OMの最低倍率は1倍〜3倍程度であり、SEMの最低倍率は10〜50倍程度である。その最低倍率のため、ユーザがSEMで大きな試料を観察する場合、試料の全景を把握し、現在SEMで観察している視野が試料のどの位置であるかを認識することが困難となる。 However, the minimum magnification of SEM is larger than that of OM (SEM has a narrower field of view than OM). Although it depends on the device configuration, as an example, the minimum magnification of OM is about 1 to 3 times, and the minimum magnification of SEM is about 10 to 50 times. Due to the minimum magnification, when the user observes a large sample by SEM, it becomes difficult to grasp the whole view of the sample and recognize the position of the sample in the field of view currently observed by SEM.
そこで、SEMの試料室にOMを傾けて備え付け、OMによって得られる像(以下、OM像)と、SEMによって得られる像(以下、SEM像)を比較して、SEMの視野探しを行なう手法がある。この場合、SEMとOMでは観察角度が異なる。 Therefore, there is a method of tilting the OM in the sample chamber of the SEM and comparing the image obtained by the OM (hereinafter, OM image) with the image obtained by the SEM (hereinafter, SEM image) to search the field of view of the SEM. is there. In this case, the observation angle is different between SEM and OM.
尚、SEMにおける「倍率」とは、「観察中の視野のSEMによる走査範囲を、何倍の大きさで表示するか」で定義される値である。理論的には、SEM像の表示サイズを変化させることで、視野の広さによらずに任意の倍率を実現可能である。本明細書では、一般的なサイズのPC用モニタに、一定の大きさでSEM像を表示したとして(即ち、倍率が低ければ視野が広いものとして)、倍率を記載する。 The "magnification" in the SEM is a value defined by "how many times the scanning range of the field of view under observation by the SEM is displayed". Theoretically, by changing the display size of the SEM image, it is possible to realize an arbitrary magnification regardless of the wide field of view. In the present specification, the magnification is described assuming that the SEM image is displayed in a constant size on a monitor for a PC of a general size (that is, the field of view is wide when the magnification is low).
ここで、SEMの電子源には、熱電子型、ショットキー型、電界放出型等が存在する。何れの電子源においても、フィラメントの焼損や、電子源への気体の付着を防止する必要がある。また、低真空領域では、電子線が残留気体分子と衝突して散乱される。このため、SEMにより試料を観察する際には、SEMの鏡体や試料室は真空に保たれる。 Here, the electron source of the SEM includes a thermionic type, a Schottky type, a field emission type and the like. In any of the electron sources, it is necessary to prevent the filament from burning and the gas from adhering to the electron source. Further, in the low vacuum region, the electron beam collides with the residual gas molecules and is scattered. Therefore, when observing the sample by the SEM, the mirror body and the sample chamber of the SEM are kept in a vacuum.
電子源、鏡体及び試料室を真空排気するため、通常のSEMは、鏡体が試料室に固定されている。そのため、試料室に対して、鏡体は移動できない構造となり、電子線の照射方向や照射位置は固定される。よって、例えば試料と鏡体間の距離を極端に長くして観察視野を広げることは現実的ではなく、SEMの視野には上限が存在する(倍率には下限が存在する)。 In a normal SEM, the mirror body is fixed to the sample chamber in order to evacuate the electron source, the mirror body and the sample chamber. Therefore, the mirror body cannot move with respect to the sample chamber, and the irradiation direction and irradiation position of the electron beam are fixed. Therefore, for example, it is not realistic to widen the observation field of view by making the distance between the sample and the mirror body extremely long, and there is an upper limit in the field of view of the SEM (there is a lower limit in the magnification).
通常、SEMの鏡体先端の穴径は、数mm程度である。この穴径より広い領域で電子線を走査しても、電子線は鏡体に遮られて試料に照射されない。よって、SEMの視野の(実用的な)上限は、数mm角(倍率で表現すると、10倍〜50倍)程度となる。 Normally, the hole diameter at the tip of the mirror body of the SEM is about several mm. Even if the electron beam is scanned in a region wider than this hole diameter, the electron beam is blocked by the mirror body and does not irradiate the sample. Therefore, the (practical) upper limit of the SEM field of view is about several mm square (10 to 50 times in terms of magnification).
数cm角以上の試料を観察する場合、最大でも数mm角の視野しか得られないSEMでは、試料の全景を把握し、現在の視野が試料のどの位置であるかを認識することが困難である。このため、数mm角以上の試料を観察する場合に、観察したい場所をSEMのみで特定するためには、膨大な時間を要する。更に、OMと異なりSEM像はモノクロ像となることから、試料表面の色を観察することができない。これらの課題を解決するため、OM像とSEM像を比較して、SEMの視野探しを行なう手法がある。 When observing a sample of several cm square or more, it is difficult to grasp the whole view of the sample and recognize the position of the sample in the SEM, which can obtain only a field of view of several mm square at the maximum. is there. Therefore, when observing a sample having a size of several mm square or more, it takes an enormous amount of time to specify the place to be observed only by SEM. Further, unlike the OM, the SEM image is a monochrome image, so that the color of the sample surface cannot be observed. In order to solve these problems, there is a method of comparing the OM image and the SEM image to search the field of view of the SEM.
図11に従来の荷電粒子線装置の一例を示す。図11のSEMの試料室104には、鏡体103と同一の方向を向いた撮像装置107が設けられている。尚、撮像装置107は試料室104ではなく、例えば図示しない試料交換室等に設けてもよい。ステージ102が試料室104の一部をなしている場合等は、ステージ102に撮像装置107を設けてもよい。ユーザは、ステージ102により、試料101を規定の位置(撮像装置107の直下)に移動させ、試料101の光学像を撮像する。
FIG. 11 shows an example of a conventional charged particle beam apparatus. The
この構成によれば、試料101や撮像装置107を取り外すことはないため、試料101をステージ102に載置する際の機械的な取付け誤差の問題は生じない。また、試料101は常に試料室の内部に存在するため、大気曝露や真空引き等の煩雑な作業も発生しない。
According to this configuration, since the
一方この手法では、撮像装置107の視野を遮らないよう、鏡体103や検出器106等の配置や形状を検討する必要がある。また、試料101と撮像装置107の高さは固定されてしまうため、撮像装置107の視野は制限される。更に、撮像装置107の設置に伴い、SEM全体が大型化する。
On the other hand, in this method, it is necessary to examine the arrangement and shape of the
以下、実施例を説明する。尚、本実施例でいう「画像」とは静止画のみならず動画(映像)も含むものとする。 Examples will be described below. The "image" in this embodiment includes not only a still image but also a moving image (video).
図1は、SEMと撮像装置を備える荷電粒子線装置を示す図である。荷電粒子線装置100は、試料101を載置するステージ102、試料101に電子線を照射する鏡体103、内部を真空に維持する試料室104、試料室104の真空引きを行う真空ポンプ105、電子やX線等を検出する検出器106、光学像を撮像する撮像装置107、SEM像や光学像等を表示するモニタ(表示部)110、及び、これらの各構成要素を制御する制御部108を備える。
FIG. 1 is a diagram showing a charged particle beam device including an SEM and an imaging device. The charged
ステージ102は、様々な形状の試料の任意の位置を観察するため、電子線に対して傾斜し、回転し、平面移動し、上下移動することが可能である。
The
検出器106としては、二次電子検出器、X線検出器、カソードルミネセンス検出器、低真空二次電子検出器、反射電子検出器等がある。尚、これらの検出器を複数組み合わせて備えてもよい。
Examples of the
撮像装置107は、試料101の全景を撮像し、撮像により取得した光学像を制御部108が備えるメモリ109に保存する。該光学像は、制御部108により、モニタ110に表示される。光学像とステージ102の座標を予め対応付けておくことで、撮像装置107による等倍又は低倍率の画像を用いて、SEMでの観察位置を指定することができる。また、SEMでは得られない、試料101の色情報を得ることができる。尚、撮像装置107は、光学像が撮像できるものであればよく、例えば、OM、CCDカメラ、赤外線カメラ等がある。
The
以上の構成によれば、試料101を鏡体103の直下に配置した状態で試料101の撮像が可能であり、ステージ102を大きく水平移動させる必要がないため、SEMを小型化できる。尚、ここでは、ステージ102を傾斜させて光学像を撮像する例を示しているが、ステージ102を水平に保ったまま光学像を撮像するものであってもよい。
According to the above configuration, the
ここで、図1に示されるように、撮像装置107と鏡体103の距離が近いため、撮像装置107の視野が鏡体103等によって遮られるという課題がある。また、ステージ102を水平に保ったまま撮像装置107を撮像する場合は、鏡体103と撮像装置107とで観察角度が異なったものとなるため、撮像後に補正が必要となる。
Here, as shown in FIG. 1, since the distance between the
また、ステージ102を傾斜させて光学像を撮像する場合、試料の高さや大きさが定まっていれば、試料101が他の構成物に衝突しないような試料傾斜の条件を、予め決定することができる。しかし、大きさや高さが異なった試料を観察する汎用的なSEMにおいては、試料傾斜の際に、試料が他の構成物に衝突する可能性がある。
Further, when the
図2は、SEMの試料の動作を示す図である。図2(A)は、試料101をSEMで観察している場合を示す。試料101を高分解能で観察するためには、ワーキングディスタンス(対物レンズ先端と試料との距離)が短い方が好ましいため、試料101と鏡体103は近接するように配置される。一方、この例では、撮像装置107の視野111は、鏡体103により制限される。そのため、撮像装置107では、試料101の全景を観察することができない。
FIG. 2 is a diagram showing the operation of the SEM sample. FIG. 2A shows a case where the
また、SEMにおいては、傾斜効果により信号量を増加させることや、直上からでは電子線が照射されない凹凸部の側面に電子線を照射すること、試料101を立体的に観察すること等を目的として、試料101を検出器106側に傾斜させる場合がある。図2(A)では、検出器106側に傾斜させた状態の試料101を点線で示している。このような場合、撮像装置107では、試料101の表面を観察することができない。
Further, in the SEM, the purpose is to increase the signal amount by the tilt effect, to irradiate the side surface of the uneven portion where the electron beam is not irradiated from directly above, to observe the
試料101を撮像装置107で観察するため、試料101を撮像装置107の側に傾斜させることが考えられる。試料101を撮像装置107の側に傾斜させた場合の模式図を図2(B)に示す。この例では、試料101を傾斜させていくと、試料101の端部と検出器106が衝突するため、十分に試料101を傾斜させることができない。
In order to observe the
次に、本実施例における、試料101の動作の模式図を図2(C)に示す。試料101を撮像装置107で観察する場合、制御部108は、試料101が撮像装置107の視野111内に入るよう、試料101をステージ102により移動させる。まず、試料101の位置を下げる(鏡体103から離れる方向に移動する)ことにより、試料101は撮像装置107の視野111内に入る。尚、ここでは、試料101は真下に移動させるものとしたが、試料101の水平移動と組み合わせて試料101を撮像装置107の視野111内に位置させてもよい。
Next, a schematic diagram of the operation of the
さて、図2(C)での移動だけでは、SEMと撮像装置107とで観察角度が異なり、光学像が歪んでしまうため、撮像後に補正が必要となる。そこで、試料101の更なる動作の模式図を図2(D)に示す。試料101を撮像装置107で観察する場合、制御部108は、試料101が撮像装置107に対向するよう試料101を傾斜させる。この際、試料101がSEM内部の構成要素に衝突しないよう試料101の上下位置を調整するのが好ましい。
By the way, if only the movement in FIG. 2C is performed, the observation angle differs between the SEM and the
次に、本実施例の視野探しの手順について、図3を用いて説明する。 Next, the procedure for searching the visual field of this embodiment will be described with reference to FIG.
S301:ユーザは、試料101をステージ102に載置する。ステージ102が試料室104から脱着可能である場合は、ステージ102を試料室104へ固定する。
S301: The user places the
S302:制御部108は、真空ポンプ105に指示を出し、試料室104の真空引きを行う。
S302: The
S303:制御部108は、例えば図1(D)に示したように、撮像装置107で試料101の撮像が可能な位置に、ステージ102を移動させる。
S303: The
S304:制御部108は、撮像装置107に、試料101の光学像を撮像するよう指示し、該光学像をメモリ109に記憶する。
S304: The
S305:制御部108は、光学像の輝度が不足していると判断した場合や、光学像の記憶に失敗していると判断した場合は、再びS304に戻り、撮像装置107による試料101の再撮像を行なう。尚、ここでは制御部108が光学像の情報を読み出して、再撮像の要否を判断するものとしたが、例えば光学像をモニタ110に表示し、ユーザに再撮像の要否を判断させてもよい。
S305: If the
S306:制御部108は、光学像の再撮像は不要と判断した場合、ステージ102に指示を出し、試料101をSEM観察位置(例えば鏡体103の直下等)に移動する。即ち、試料101を鏡体103に対向するよう傾斜させ、鏡体103に近づける。
S306: When the
S307:制御部108は、鏡体103その他SEMの構成要素に指示を出し、試料101の低倍率での観察を開始する。
S307: The
S308:制御部108は、メモリ109に記憶されている光学像と、検出器106等により得られたSEM像を、モニタ110に表示する。
S308: The
S309:ユーザは、モニタ110に表示されている光学像から、SEMで観察したい位置を指定する。
S309: The user specifies a position to be observed by the SEM from the optical image displayed on the
S310:制御部108は、SEMの視野がS309で指定された位置となるよう、ステージ102を移動させる。
S310: The
S311:ユーザは、光学像上で指定した位置をSEMで観察できているか否か判断する。例えば、光学像に座標ずれがあり、SEM像と一致しない場合は、S303に戻り、光学像の撮像をやり直す。光学像で指定した位置をSEMで観察できている場合は、視野探しは終了し、通常のSEM観察を開始する。 S311: The user determines whether or not the position specified on the optical image can be observed by the SEM. For example, if the optical image has a coordinate shift and does not match the SEM image, the process returns to S303 and the optical image is imaged again. If the position specified by the optical image can be observed by SEM, the field of view search is completed and normal SEM observation is started.
次に、S303の詳細のフローを、図4を用いて説明する。 Next, the detailed flow of S303 will be described with reference to FIG.
制御部108は、ステージ102を移動させるか否か判断する(S401)。移動させる必要があると判断した場合はS402に進み、不要と判断した場合はS403へ進む。制御部108は、試料の大きさが予め分かっている場合(例えば後述の実施例2のような場合)は、試料の大きさに応じて判断してもよいし、ユーザの指示に応じて移動させてもよい。尚、荷電粒子線装置100のレイアウト等により移動が必須の場合は、該ステップを省略してもよい。
The
S402において、制御部108は、ステージ102を鏡体103から所定距離だけ離間させる。
In S402, the
次に、制御部108は、ステージ102を撮像装置107に対向するよう、所定角度だけ傾斜させる(S403)。そして、制御部108は、S304へ移行する。
Next, the
尚、S402の所定距離、及び、S403の所定角度は、荷電粒子線装置100のレイアウトに応じた特有の値でもよいし、試料101の大きさに応じて決められた値でもよいし、その他種々の条件に応じてその場で計算された値でもよい。また、これらのデータは、メモリ109に格納されていてもよいし、制御部108外の記憶装置に格納されていてもよい。
The predetermined distance of S402 and the predetermined angle of S403 may be a value peculiar to the layout of the charged
以上がSEMによる視野探しの手順である。尚、S308では光学像のみを表示し、ユーザに観察位置を指定させた後、SEM観察を始めるものとしてもよい。その他、ステップの追加・削除・入替・変更等が可能である。 The above is the procedure for searching the field of view by SEM. In S308, only the optical image may be displayed, the user may specify the observation position, and then the SEM observation may be started. In addition, steps can be added / deleted / replaced / changed.
本実施例によれば、撮像装置107による撮像とSEMによる観察の間に試料を取り付けなおす必要がなく、また大気開放・真空引きを繰り返す必要がなく、光学像を取得することができるため、観察効率が向上する。大気開放のプロセスを踏まないため、試料101の大気による変質を防ぐことができる。また、撮像装置107は試料室104に傾斜した状態で設けられているため、試料室104を小型化できる。また、撮像装置107で試料101を撮像する際は、ステージ102により試料101を傾斜させて撮像装置107に対向させるため、光学像に歪みが生じない。更に、制御部108は試料101と鏡体103等を、所定距離だけ離間させてから試料101を傾斜させるため、大きさ等が不定の試料であっても、傾斜の際に試料が他の構成要素に衝突する可能性を低減できる。
According to this embodiment, it is not necessary to reattach the sample between the imaging by the
実施例2では、複数の撮像装置を備えた荷電粒子線装置について説明する。 In the second embodiment, a charged particle beam apparatus including a plurality of imaging devices will be described.
前述の通り、SEMで高分解能を得るためには、試料101と鏡体103の距離は短い方が望ましい。しかし、SEM像のみからでは、試料101と鏡体103との距離を正確に判断することはできない。そこで、試料室104の側面に撮像装置107とは別の撮像装置を設けることにより、試料101を真横から観察することで、試料の上下位置を判断する。
As described above, in order to obtain high resolution by SEM, it is desirable that the distance between the
図5(A)は実施例2における荷電粒子線装置の概略図、図5(B)は実施例2における荷電粒子線装置の斜視図である。該荷電粒子線装置100は、図1に示した構成に加え、鏡体103や撮像装置107とは異なった方向から試料室104内部を観察する第二の撮像装置を有する。ここでは、第二の撮像装置をチャンバースコープ501として説明する。チャンバースコープ501は、鏡体103の光軸に対してほぼ垂直となる方向から、試料101、ステージ102、検出器106等をその視野に収めている。尚、チャンバースコープ501を複数設け、種々の方向から観察してもよい。
5 (A) is a schematic view of the charged particle beam device according to the second embodiment, and FIG. 5 (B) is a perspective view of the charged particle beam device according to the second embodiment. In addition to the configuration shown in FIG. 1, the charged
実施例1においては、試料101が平坦な例を示したが、実際の試料は凹凸を有する場合がある。凸部601を有する試料101を、実施例1の手法により撮像装置107で撮像する際の模式図を図6に示す。凸部601の突出量が大きい場合、図2(D)で説明したように試料101を下降させてから傾斜させたとしても、凸部601が他の構成要素と衝突する可能性がある。凸部601が存在しなくとも、例えば試料101の直径が大きい場合も同様である。
In Example 1, the
鏡体103は、試料101を真上から見下ろしているものであるのに加え、SEM像の視野は狭いため、SEM像から試料101の突出量を判断することはもちろん、凸部601を発見することすら困難である。
In addition to looking down on the
撮像装置107も、多少傾いて設置されているとはいえ、試料101を上方から観察するものであり、凸部601の突出量を判断することは困難である。また、実施例1では、撮像装置107の撮像の前に試料101が傾斜するため、試料を傾斜させる前に撮像装置107を用いて、凸部601の突出量を判断することは想定されていない。
Although the
そこで実施例2におけるSEMは、撮像装置107で光学像を撮像するために試料101を傾斜させる際に、チャンバースコープ501により試料101の側面を観察することで、試料101(の凸部601)と、鏡体103等の構成要素との衝突が起こらないことを確認することができる。実施例2では、チャンバースコープ501の視野602は試料101、鏡体103と検出器106を収めるものとしたが、必要に応じてその視野を広げてもよいし、狭めてもよい。
Therefore, the SEM in Example 2 can be referred to as the sample 101 (convex portion 601) by observing the side surface of the
本実施例における、チャンバースコープ501の使用方法を、図7に示したフローチャートを用いて説明する。
A method of using the
S701〜S702:S301〜S302と同様である。 S701 to S702: The same as S301 to S302.
S703:制御部108は、撮像されたチャンバースコープ501の視野602内の画像により、試料101と他の構成要素との衝突が起こりそうか否か判断する。ここでは、チャンバースコープ501の画像をモニタ110に表示して、ユーザが衝突可能性を判断してもよい。画像処理等を用いることで、制御部108が衝突可能性を判断してもよい。
S703: The
S704:試料101と他の構成要素との衝突が起こりそうでない場合(衝突可能性が低い場合)、試料101を撮像装置107の撮像位置まで移動する(S303と同様)。後のフローは図3と同様である。
S704: When the collision between the
S705:試料101と他の構成要素との衝突が起こりそうである場合(衝突可能性が高い場合)、制御部108は、ステージ102の動作を停止する。そして、衝突が起こらない位置に、撮像装置107の撮像位置を変更する。この場合、一例としては、制御部108は試料101と鏡体103の距離を更に離間する、及び/又は、試料101の撮像装置107への傾斜角度を小さくする、等が考えられる。そして、S704に移行する。
S705: When a collision between the
以上が本実施例におけるチャンバースコープ501の使用方法である。尚、実施例2では、試料衝突が起こりそうと判断された場合にはステージ102の動作を停止するものとしたが、衝突が起こらないように制御した上で、ステージ102を動かし続けてもよい。また、チャンバースコープ501により、試料101の最高地点とその高さを計測しておき、予め撮像装置107の撮像位置を調整してもよい。更に、衝突可能性の高さの判断が不十分な場合、該判断に応じた距離、角度の算出に誤りがあった場合は、その都度、微調整をしてもよい。
The above is the method of using the
上記のように、撮像装置107の撮像位置を調整すると、撮像装置107と試料101との位置関係は不定となる。図8に、撮像位置を調整した場合の概略図を示す。
When the imaging position of the
試料101の凸部601を、他の構成要素と衝突させないためには、試料101を撮像装置107から離れるように移動させる方法(101(a))や、試料101を水平移動する方法(101(b))、試料101を真下に下降させる方法(101(c))等が考えられる。101(a)の場合は、撮像装置107と試料101との距離が変わるため、光学像は通常より小さくなってしまい、光学像とSEM像とで倍率のずれが生じてしまう。101(b)の場合は、光学像とSEM像とで、座標のずれが発生してしまう。101(c)の場合は、光学像は通常より小さくなってしまい光学像とSEM像とで倍率のずれが生じると共に、光学像とSEM像とで座標のずれが発生してしまう。そこで本実施例においては、制御部108により、撮像位置の調整による光学像とSEM像のずれを補正することが望ましい。
In order to prevent the
以上の構成によれば、凹凸の激しい試料や、直径が大きい試料においても、試料と他の構成要素とが衝突することなく、光学像によるSEM像の視野探しが可能となる。 According to the above configuration, even in a sample having severe irregularities or a sample having a large diameter, it is possible to search the field of view of the SEM image by an optical image without collision between the sample and other components.
実施例3では、実施例1または実施例2で説明したSEMにおいて、挿脱が可能な検出器を設けたSEMについて、図9を用いて説明する。 In Example 3, in the SEM described in Example 1 or Example 2, an SEM provided with a detector capable of being inserted and removed will be described with reference to FIG.
通常のSEM、特にアウトレンズ形のSEMにおいては、反射電子検出器901や、透過電子検出器902は、試料の直上または直下に配置される。特に反射電子検出器901は、鏡体103と試料101との間に配置される。
In a normal SEM, particularly an out-lens type SEM, the reflected
図9(A)の場合、撮像装置107の視野111は反射電子検出器901で遮られることとなり、試料101を視野に収めることができない。また、反射電子検出器901は、鏡体103等よりも試料101に近い距離に配置されるため、試料101を傾斜させた際の衝突の可能性が高くなる。
In the case of FIG. 9A, the field of
透過電子検出器902は、撮像装置107の視野111を遮ることはない。しかし、試料101を上下移動させる際や、傾斜させる際には、試料101または試料101を支えるステージ102の下面と、透過電子検出器902が衝突する可能性がある。
The
そこで実施例3では、反射電子検出器901と透過電子検出器902を鏡体103の光軸から退避可能とする。制御部108は、図9(B)に示すように、撮像装置107を用いる際に各検出器を退避させる。実施例2と組み合わせ、チャンバースコープを用いることで、試料や各検出器の高さを判断しながら各検出器を退避させてもよい。
Therefore, in the third embodiment, the reflected
以上の構成によれば、鏡体103の光軸に検出器が配置されるSEMにおいても、試料101及びステージ102と各検出器等の衝突を引き起こすことなく、撮像装置107での撮像が可能になる。
According to the above configuration, even in an SEM in which a detector is arranged on the optical axis of the
実施例4では、直径が大きな試料においても、光学像を撮像可能なSEMについて説明する。 In Example 4, an SEM capable of capturing an optical image even in a sample having a large diameter will be described.
撮像装置107は、SEMよりは低倍率での撮像が可能であるが、撮像装置の視野111にも上限が存在する。撮像装置107の視野111より直径が大きな試料は、一度でその全景を撮像することができない。
The
そこで実施例4では、直径が大きな試料を用いる場合は、試料101を傾斜させた後、回転させながら撮像することで、試料101の全景について光学像を取得する。図10に、実施例4の光学像の取得方法を示す。
Therefore, in Example 4, when a sample having a large diameter is used, an optical image is acquired for the entire view of the
制御部108は、試料101の直径が撮像装置107の視野111よりも大きい場合は、試料101を撮像装置107に対向させた状態で、試料101を回転させながら光学像を取得する。尚、ここでの「回転させながら」とは、試料101を連続的に回転させながら光学像を取得する場合と、試料101を所定の角度回転させた後停止し、光学像を取得し、再び試料101を所定の角度回転させた後停止し、のステップを繰り返す場合とを含む。
When the diameter of the
図10(A)では、凸部601付近の光学像を取得している。その後、反時計周りに試料101を回転させることで、図10(B)のように凸部601付近以外の光学像を取得することができる。以下、試料101が1週するまで試料101の回転を継続することで、試料101の全景について光学像を取得することができる。
In FIG. 10A, an optical image near the
尚、実施例4では直径が大きな試料を用いることを前提としており、試料を傾斜させた際の衝突が起こる可能性が高い。そこで、実施例1、2または3の手法と組み合わせることで、試料の衝突を回避することができる。 In Example 4, it is premised that a sample having a large diameter is used, and there is a high possibility that a collision will occur when the sample is tilted. Therefore, by combining with the methods of Examples 1, 2 or 3, it is possible to avoid collision of samples.
以上、各実施例ではSEMと撮像装置を備える荷電粒子線装置を例として説明したが、これに限られない。例えば、SEMの部分は透過型電子顕微鏡(TEM)に置き換えてもよく、また、ミクロトームやイオンミリング装置、FIB等、試料101を加工するための機器を更に備えてもよい。
In the above, each embodiment has been described as an example of a charged particle beam device including an SEM and an imaging device, but the present invention is not limited to this. For example, the SEM portion may be replaced with a transmission electron microscope (TEM), and may be further equipped with equipment for processing the
101…試料、102…ステージ、103…鏡体、104…試料室、105…真空ポンプ、106…二次電子検出器、107…撮像装置、108…制御部、109…メモリ、110…モニタ、111…撮像装置の視野、501…チャンバースコープ、601…凸部、602…チャンバースコープの視野、901…反射電子検出器、902…透過電子検出器 101 ... sample, 102 ... stage, 103 ... mirror body, 104 ... sample chamber, 105 ... vacuum pump, 106 ... secondary electron detector, 107 ... imaging device, 108 ... control unit, 109 ... memory, 110 ... monitor, 111 ... Field of view of imaging device, 501 ... Chamber scope, 601 ... Convex part, 602 ... Field of view of chamber scope, 901 ... Backscattered electron detector, 902 ... Transmission electron detector
Claims (3)
前記試料に荷電粒子線を照射する鏡体と、
前記試料の荷電粒子線が照射される面を観察する撮像装置と、
前記撮像装置により前記試料を観察する際に、前記試料を前記鏡体から離間させた後に、前記試料を前記撮像装置に対向するよう、前記ステージにより前記試料を傾斜させ、前記撮像装置の視野よりも前記試料が大きい場合に、前記試料を回転させて前記試料上の少なくとも2つの視野領域で光学像を取得する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記試料を連続的に回転させて前記少なくとも2つの視野領域の光学像を取得する荷電粒子線装置。 A stage on which the sample is placed and the sample is moved inside the sample chamber,
A mirror body that irradiates the sample with a charged particle beam,
An imaging device for observing the surface of the sample irradiated with charged particle beams, and
When observing the sample with the imaging device, after separating the sample from the mirror body, the sample is tilted by the stage so that the sample faces the imaging device, and the sample is tilted from the field of view of the imaging device. Also includes a control unit that rotates the sample and acquires an optical image in at least two visual field regions on the sample when the sample is large.
The control unit is a charged particle beam device that continuously rotates the sample to acquire optical images of the at least two visual field regions.
前記試料に荷電粒子線を照射する鏡体と、
前記試料の荷電粒子線が照射される面を観察する撮像装置と、
前記撮像装置により前記試料を観察する際に、前記試料を前記鏡体から離間させた後に、前記試料を前記撮像装置に対向するよう、前記ステージにより前記試料を傾斜させ、前記撮像装置の視野よりも前記試料が大きい場合に、前記試料を回転させて前記試料上の少なくとも2つの視野領域で光学像を取得する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記試料上の第1の視野領域で前記光学像を取得し、前記試料を所定角度回転させた後に、前記試料上の第2の視野領域で前記光学像を取得する荷電粒子線装置。 A stage on which the sample is placed and the sample is moved inside the sample chamber,
A mirror body that irradiates the sample with a charged particle beam,
An imaging device for observing the surface of the sample irradiated with charged particle beams, and
When observing the sample with the imaging device, after separating the sample from the mirror body, the sample is tilted by the stage so that the sample faces the imaging device, and the sample is tilted from the field of view of the imaging device. Also includes a control unit that rotates the sample and acquires an optical image in at least two visual field regions on the sample when the sample is large.
Charged particles wherein the control unit acquires the optical image in the first field area on the sample, after the sample was rotated by a predetermined angle, to obtain the optical image in the second field area on the sample Wire device.
前記試料に荷電粒子線を照射する鏡体と、
前記試料の荷電粒子線が照射される面を観察する撮像装置と、
前記撮像装置により前記試料を観察する際に、前記試料を前記鏡体から離間させた後に、前記試料を前記撮像装置に対向するよう、前記ステージにより前記試料を傾斜させ、前記撮像装置の視野よりも前記試料が大きい場合に、前記試料を回転させて前記試料上の少なくとも2つの視野領域で光学像を取得する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記回転により、前記試料の全景についての光学像を取得する荷電粒子線装置。 A stage on which the sample is placed and the sample is moved inside the sample chamber,
A mirror body that irradiates the sample with a charged particle beam,
An imaging device for observing the surface of the sample irradiated with charged particle beams, and
When observing the sample with the imaging device, after separating the sample from the mirror body, the sample is tilted by the stage so that the sample faces the imaging device, and the sample is tilted from the field of view of the imaging device. Also includes a control unit that rotates the sample and acquires an optical image in at least two visual field regions on the sample when the sample is large.
The control unit is a charged particle beam device that acquires an optical image of the entire view of the sample by the rotation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018241934A JP6775003B2 (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Charged particle beam device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018241934A JP6775003B2 (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Charged particle beam device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018523132A Division JP6462188B2 (en) | 2016-06-17 | 2016-06-17 | Charged particle beam equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019046818A JP2019046818A (en) | 2019-03-22 |
JP6775003B2 true JP6775003B2 (en) | 2020-10-28 |
Family
ID=65816658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018241934A Active JP6775003B2 (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Charged particle beam device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6775003B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102023125746B3 (en) | 2023-09-22 | 2025-01-16 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Camera system and method for imaging and navigating an object in a microscope system |
-
2018
- 2018-12-26 JP JP2018241934A patent/JP6775003B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019046818A (en) | 2019-03-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6462188B2 (en) | Charged particle beam equipment | |
US8436899B2 (en) | Method and apparatus of tilted illumination observation | |
JP4769828B2 (en) | Charged particle beam equipment | |
JPH10223574A (en) | Processing observation device | |
JP5464535B1 (en) | Charged particle beam apparatus capable of easily analyzing desired location with EBSD detector and control method thereof | |
JP6994897B2 (en) | How to adjust the electron microscope and sample tilt angle | |
JP5105357B2 (en) | Defect recognition method, defect observation method, and charged particle beam apparatus | |
JP2005114578A (en) | Sample preparation method device and sample observation device | |
JP4927345B2 (en) | Sample body processing observation apparatus and sample body observation method | |
US11282672B2 (en) | Charged particle beam apparatus and sample processing observation method | |
JP5296578B2 (en) | Automatic specimen tilting device for electron microscope | |
TWI642082B (en) | Focused ion beam device | |
JP6775003B2 (en) | Charged particle beam device | |
CN107924801A (en) | The alignment method of adjustment of charged particle beam apparatus and example platform | |
JP2001210263A (en) | Scanning electron microscope, dynamic focus control method thereof, and method of grasping surface and cross-sectional shape of semiconductor device | |
JP4004490B2 (en) | Scanning electron microscope | |
JP6764953B2 (en) | Charged particle beam device | |
WO2020157860A1 (en) | Charged particle beam system and charged particle beam imaging method | |
US8426830B2 (en) | Focused ion beam apparatus, sample processing method using the same, and computer program for focused ion beam processing | |
JPH08273578A (en) | Scanning electron microscope apparatus | |
JP2011076960A (en) | Device for recognition of thin-film sample position in electron microscope | |
JP4431624B2 (en) | Charged particle beam adjustment method and charged particle beam apparatus | |
JP4845452B2 (en) | Sample observation method and charged particle beam apparatus | |
TWI872112B (en) | Focused ion beam device | |
JPWO2020026422A1 (en) | Charged particle beam device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181226 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181226 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190930 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191008 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191121 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A132 Effective date: 20200331 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200525 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200908 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201005 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6775003 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |