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公開番号2025111870
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-31
出願番号2024005755
出願日2024-01-18
発明の名称荷電粒子線装置
出願人株式会社日立ハイテク
代理人ポレール弁理士法人
主分類H01J 37/153 20060101AFI20250724BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】試料の外周部を観察するときに発生する収差を補正可能な荷電粒子線装置を提供する。
【解決手段】試料を保持する試料台と、前記試料に照射される荷電粒子線を射出する荷電粒子線源と、前記荷電粒子線を前記試料に集束するためのレンズと、前記荷電粒子線の収差を補正する収差補正器と、前記荷電粒子線を走査する偏向器と、前記荷電粒子線で走査されることによって前記試料から放出される荷電粒子を検出する検出器と、前記検出器から出力される検出信号に基づいて前記試料の観察画像を生成するとともに、各部の動作を制御する制御部を備える荷電粒子線装置であって、前記制御部は、前記試料台の位置と前記収差補正器の制御量との関係を示す補正テーブルに、前記試料の外周部を観察するときの前記試料台の位置を照合することによって前記収差補正器を制御することを特徴とする。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
試料を保持する試料台と、前記試料に照射される荷電粒子線を射出する荷電粒子線源と、前記荷電粒子線を前記試料に集束するためのレンズと、前記荷電粒子線の収差を補正する収差補正器と、前記荷電粒子線を走査する偏向器と、前記荷電粒子線で走査されることによって前記試料から放出される荷電粒子を検出する検出器と、前記検出器から出力される検出信号に基づいて前記試料の観察画像を生成するとともに、各部の動作を制御する制御部を備える荷電粒子線装置であって、
前記制御部は、前記試料台の位置と前記収差補正器の制御量との関係を示す補正テーブルに、前記試料の外周部を観察するときの前記試料台の位置を照合することによって前記収差補正器を制御することを特徴とする荷電粒子線装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の荷電粒子線装置であって、
前記補正テーブルは、前記荷電粒子線の照射条件毎に作成され、
前記制御部は、前記試料の外周部を観察するときの前記試料台の位置とともに、前記荷電粒子線の照射条件に応じて制御することを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項３】
請求項１に記載の荷電粒子線装置であって、
前記試料の外周部の断面形状を計測する計測部をさらに備え、
前記補正テーブルは、前記試料の断面形状毎に作成され、
前記制御部は、前記試料の外周部を観察するときの前記試料台の位置とともに、前記試料の断面形状に応じて制御することを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項４】
請求項１に記載の荷電粒子線装置であって、
前記試料台に対する前記試料の位置ずれを計測する計測部をさらに備え、
前記補正テーブルは、前記試料台に対する前記試料の位置ずれ毎に作成され、
前記制御部は、前記試料の外周部を観察するときの前記試料台の位置とともに、前記試料台に対する前記試料の位置ずれに応じて制御することを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項５】
請求項１に記載の荷電粒子線装置であって、
前記試料の外周部で生じる電界の乱れを補正する補正電界を生成する電界補正電極をさらに備え、
前記補正テーブルには、前記試料台の位置と前記電界補正電極への印加電圧との関係がさらに示され、
前記制御部は、前記試料の外周部を観察するときの前記試料台の位置に応じて前記電界補正電極への印加電圧をさらに制御することを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項６】
請求項１に記載の荷電粒子線装置であって、
前記観察画像が表示される表示画面をさらに備え、
前記表示画面は、前記収差補正器の制御のＯＮとＯＦＦを切り替えるボタンを有することを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項７】
請求項１に記載の荷電粒子線装置であって、
前記収差補正器は、色収差を補正する色収差補正器を含むことを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項８】
請求項１に記載の荷電粒子線装置であって、
前記収差補正器は、コマ収差を補正するコマ収差補正器を含むことを特徴とする荷電粒子線装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線装置に係り、特に試料の外周部の計測や検査に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
電子顕微鏡やイオン顕微鏡等の荷電粒子線装置は、微細な構造を持つ様々な試料の観察に用いられ、特に半導体デバイスの製造工程では、半導体ウェハに形成されたパターンの寸法計測や欠陥検査等に利用される。半導体デバイスの歩留まりを向上させるには、半導体ウェハの中心部だけではなく、外周部の計測や検査が必要であるものの、外周部では電界が乱れ、電子線を所望の位置に照射できない場合がある。
【０００３】
特許文献１には、試料の外周部での電界の乱れを補正する半導体検査装置が開示される。具体的には、試料の下部外側に設けられる補正電極に電圧を印加して補正電界を生じさせることにより、試料の外周部での電界の乱れが補正される。なお、補正電極に印加される電圧は、電子線が照射される位置と試料外周部との距離や試料外周部のテーパー形状、試料の厚さに応じて制御され、電子線照射位置と試料外周部との距離は、電子線照射位置と試料の直径と中心位置から求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１４－２１６１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１では、試料の外周部を観察するときに発生する収差に対する配慮がなされていない。試料の外周部では、構造の非対称性によって発生する収差によって観察画像が歪み、試料の観察に支障をきたす。
【０００６】
そこで本発明は、試料の外周部を観察するときに発生する収差を補正可能な荷電粒子線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、試料を保持する試料台と、前記試料に照射される荷電粒子線を射出する荷電粒子線源と、前記荷電粒子線を前記試料に集束するためのレンズと、前記荷電粒子線の収差を補正する収差補正器と、前記荷電粒子線を走査する偏向器と、前記荷電粒子線で走査されることによって前記試料から放出される荷電粒子を検出する検出器と、前記検出器から出力される検出信号に基づいて前記試料の観察画像を生成するとともに、各部の動作を制御する制御部を備える荷電粒子線装置であって、前記制御部は、前記試料台の位置と前記収差補正器の制御量との関係を示す補正テーブルに、前記試料の外周部を観察するときの前記試料台の位置を照合することによって前記収差補正器を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、試料の外周部を観察するときに発生する収差を補正可能な荷電粒子線装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施例１の荷電粒子線装置の一例である走査電子顕微鏡の全体構成図
収差補正器の一例であるウィーンフィルタを示す図
収差補正器の一例である六極子を示す図
実施例１の補正テーブルを作成する処理の流れの一例を示す図
測定位置である試料台の位置を示す図
収差補正器の制御量を変更する前の観察画像の一例を示す図
収差補正器の制御量を変更した後の観察画像の一例を示す図
実施例１の補正テーブルの一例を示す図
実施例１の補正テーブルの一例を示す図
実施例１の収差補正の処理の流れの一例を示す図
実施例１の表示画面の一例を示す図
実施例２の荷電粒子線装置の一例である走査電子顕微鏡の全体構成図
実施例２の補正テーブルを作成する処理の流れの一例を示す図
試料の外周部の形状について説明する図
高さセンサについて説明する図
実施例２の補正テーブルの一例を示す図
実施例２の補正テーブルの一例を示す図
実施例２の収差補正の処理の流れの一例を示す図
実施例３の荷電粒子線装置の一例である走査電子顕微鏡の全体構成図
実施例３の補正テーブルを作成する処理の流れの一例を示す図
実施例３の補正テーブルの一例を示す図
実施例３の収差補正の処理の流れの一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面に従って本発明に係る荷電粒子線装置の実施例について説明する。荷電粒子線装置は、荷電粒子線を試料に照射することによって試料を観察したり加工したりする装置であり、走査電子顕微鏡や走査イオン顕微鏡、走査透過電子顕微鏡等である。以下では、荷電粒子線装置の一例として、荷電粒子線の一つである電子線を用いて試料を観察する走査電子顕微鏡について説明する。
【実施例】
（【００１１】以降は省略されています）

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