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TWI687682B - Ｓｅｍ影像取得裝置及ｓｅｍ影像取得方法 - Google Patents

Ｓｅｍ影像取得裝置及ｓｅｍ影像取得方法 Download PDF

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TWI687682B
TWI687682B TW105128141A TW105128141A TWI687682B TW I687682 B TWI687682 B TW I687682B TW 105128141 A TW105128141 A TW 105128141A TW 105128141 A TW105128141 A TW 105128141A TW I687682 B TWI687682 B TW I687682B
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山藤泉
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日商和龍有限公司
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Abstract

本發明係關於SEM影像取得裝置及SEM影像取得方法，其目的在於在要取得不同掃描方向的影像之情況，以像素對應方式掃描電子束而取得影像然後加以合成，來取得來自遮罩上的同一位置之像素訊號的影像而實現合成。本發明具備有：掃描訊號產生手段，係產生掃描訊號，該掃描訊號係使在試料上掃描之電子束的掃描方向旋轉，且照射到與試料上的同一區域且同一像素對應之試料上的位置；偏向裝置，根據產生的掃描訊號照射電子束；檢測暨放大手段，檢測並放大來自於照射了電子束的試料上的位置之訊號；以及影像產生手段，根據檢測出且放大後的訊號，產生照射於與試料上的同一區域且同一像素對應之試料上的位置時的影像。

Description

SEM影像取得裝置及SEM影像取得方法
本發明係關於照射電子束至試料然後檢測從試料放出或反射或被試料吸收的電子來取得影像之SEM影像取得裝置及SEM影像取得方法。
近年來，隨著半導體裝置越來越微細化，不僅LSI曝光用的遮罩(rnask)的圖案尺寸(pattern size)越變越小，而且為了進行近接效應修正(OPC，光學近接效應修正)也使得遮罩的圖案的形狀變得極其複雜。
因此，如以往之量測遮罩上的圖案的線寬或量測孔徑之類的在特定方向上檢查一維的尺寸之作法已不足以因應，還必須進行二維方向的尺寸檢查及面積檢查以及為了進行曝光模擬所需的輪廓抽出。
因此，在進行二維量測之情況，會有例如圓形的圖案或矩形的角部偏圓的圖案等之各種角度方向的圖案邊緣(edge)(以下簡稱為「邊緣」)存在，若該邊緣與限 縮得很細之電子束的掃描方向平行，就會有因為在該圖案的端緣之電荷累積(charge)等的影響而使得訊號減低、或出現黑線(拖尾)之問題。
為了解決此等問題，有人想到在遮罩上從旋轉預定角度後的方向掃描電子束來取得影像之方法，其中又分為使試料旋轉然後掃描電子束來取得旋轉影像(旋轉了角度的影像)之方法，或單純使電子束的掃描方向旋轉來取得旋轉影像之方法。
就此等方法而言，為了從取得的旋轉影像使旋轉前的影像與其掃描範圍一致，要從旋轉後的影像切出旋轉前的影像並使之與其視野一致，並在之後進行合成等，不這樣視野就會不同而無法合成。
另外，電子束在旋轉前的遮罩上掃描的範圍、與電子束在旋轉後的遮罩上掃描的範圍係有旋轉角度份的差異，而無法嚴格地使對於遮罩的照射條件一致，照射條件(照射範圍)會有變動。
再者，以不同的掃描方向(電子束的掃描方向)分別取得影像之情況，即使將電子束掃描的範圍(區域)切出而使其相同，構成各影像之各像素之在遮罩上的位置也各不相同，而無法或極難達成使在遮罩上的位置一致，而有無法分別取得來自遮罩上的同一位置之各個像素訊號之基本的問題。
本發明係解決了先前技術的上述問題者， 在要取得不同掃描方向(電子束的掃描方向)的影像之情況，藉由以像素對應方式使電子束掃描而取得影像然後加以合成，而可取得來自遮罩上的同一位置之像素訊號的影像來進行合成。
因此，本發明係在照射電子束至試料然後檢測從試料放出或反射或被試料吸收的電子來取得影像之SEM影像取得裝置中，具備有：掃描訊號產生手段，產生掃描訊號，該掃描訊號係使在試料上掃描之電子束的掃描方向旋轉，且照射到與試料上的同一區域且同一像素對應之試料上的位置；偏向裝置，根據掃描訊號產生手段所產生的掃描訊號，使電子束照射到與試料上的同一區域且同一像素對應的位置；檢測暨放大手段，檢測並放大來自於經偏向裝置偏向而照射了電子束之試料上的同一區域且同一像素所對應之試料上的位置之訊號；以及影像產生手段，根據檢測暨放大手段所檢測出並放大後的訊號，產生照射於與試料上的同一區域且同一像素對應之試料上的位置時的影像。
其中，還具備有：根據檢測暨放大手段所檢測出並放大後的訊號，將從不同的旋轉方向以電子束掃描試料時之與試料上的同一區域且同一像素對應的位置的複數個影像予以合成之合成手段。
再者，合成手段係分別將相同旋轉方向的複數個影像及不同的複數個旋轉方向的複數個影像予以合成。
又，合成手段係針對複數個取得的影像，依與試料上的同一區域且同一像素對應之位置的各個訊號(像素訊號)進行合成。
再者，各個訊號(像素訊號)之合成，係依將各個訊號(像素訊號)進行加總或平均。
再者，掃描訊號產生手段所產生的掃描訊號，係使時脈(clock)的週期相同，或使時脈的週期增大，或使時脈的週期減小，而在預定的旋轉方向依序掃描與試料上的同一區域內之所有像素對應的位置之訊號，以使總掃描時間相同，或使總掃描時間增大，或使總掃描時間減小。
另外，掃描訊號產生手段所產生的掃描訊號，係使要讓電子束的掃描方向旋轉之方向至少為0°、(tan-11/2)°、45°、(tan-12)°、90°之方向、以及將上述的角度加減90°的整數倍之方向，且為在0°到360°的範圍內或-180°到+180°的範圍內之任一個或複數個。
本發明係藉由在不同掃描方向(電子束的掃描方向)的影像取得時取得來自試料上的同一像素的位置之像素訊號的影像並予以合成，而可消除在進行二維量測之情況等因為在圓形圖案的端緣之電荷累積(charge)或形狀等的影響而使得訊號減低、或出現黑線(拖尾)之事態，可使長度量測的精度提高。
因此，即使對於圓形圖案或角部偏圓的矩 形圖案等的所有方向的邊緣也可從合成後的影像來精度良好地抽出邊緣而高精度地進行圖案的寬度測定、面積測定、輪廓抽出等。
另外，合成後的影像係將例如過去的將60張相同掃描方向的圖像予以合成出(S/N比提高)的影像，做兩方向的分割而取得以45°及-45°之兩個方向各30張之圖像，或做四方向的分割而取得以0°、-45°、45°及90°之四個方向各15張之圖像，然後產生將全部予以合成的影像(合成影像)，因而即使對於二維圖案的任一方向的邊緣也可高精度地進行邊緣抽出，而可用與過去相同的時間(亦即，此處是合成總共60張圖像所以為相同的時間)在二維的任一方向都高精度地進行寬度測定、面積測定、輪廓抽出等。
再者，具有下述特徵：藉由使掃描訊號的時脈相同，而可使取得1張旋轉圖像的時間都相同，且可使電子束照射在試料上的範圍都為同一範圍且同一像素。而且，視需要使掃描訊號的時脈的間隔增大、減小，也可容易地變更使總影像掃描時間增大、減小。
1‧‧‧SEM(掃描式電子顯微鏡)
2‧‧‧掃描旋轉手段
3‧‧‧試料室
4‧‧‧試料
5‧‧‧載台
6‧‧‧訊號取得手段
7‧‧‧電腦(PC)
8‧‧‧影像產生手段
9‧‧‧影像合成手段
10‧‧‧輪廓抽出手段
11‧‧‧測定手段
12‧‧‧顯示裝置
13‧‧‧影像資料表
21‧‧‧電子束
22‧‧‧偏向裝置
23‧‧‧掃描訊號產生手段
第1圖係本發明之一實施例的構成圖。
第2圖顯示本發明的影像取得流程圖。
第3圖顯示本發明之電子束掃描方向及資料抽出像素的說明圖。
第4圖顯示本發明的45°旋轉像素掃描的說明圖。
第5圖顯示本發明的影像資料表的例子。
第6圖顯示本發明的旋轉像素掃描流程圖。
第7圖顯示本發明的影像合成流程圖。
第8圖顯示本發明的合成影像例。
第1圖顯示本發明之一實施例構成圖。
第1圖中，SEM 1係掃描式電子顯微鏡，係由產生以預定加速電壓使之加速的電子束之電子鎗、使電子鎗產生的電子束偏向而使之通過或不通過之遮沒電極(blanking electrode)、使電子束聚攏之聚光透鏡(condenser lens)、及使聚攏的電子束限縮得更細而照射至試料(sample)4之對物透鏡等所構成者。
掃描旋轉手段2係使電子束21之在試料4上的照射方向旋轉者，此處係由未圖示的偏向裝置22、掃描訊號產生手段23等所構成。
偏向裝置22係也使經對物透鏡使之限縮得很細的電子束21在試料4的表面掃描(X方向、及Y方向的平面掃描)之偏向裝置，係由靜電偏向電極、或電極偏向器等所構成。
掃描訊號產生手段23係產生要給偏向裝置22之令電子束21之在試料4上的照射方向旋轉之掃描訊號，且產生從預定旋轉方向掃描試料上的同一區域且同一像素之訊號(將在後面利用第2至8圖進行說明)。
試料室3係收納試料4等之可真空排氣的容 器。
試料4係要照射電子束21之試料的例子，且為例如要圖案的長度量測的對象之遮罩、晶圓等。
載台(stage)5係搭載及固定試料(遮罩)4，且可一邊利用未圖示的雷射干涉儀而精密地即時(real-time)量測位置一邊移動(X方向、Y方向、以及Z方向)之移動台。
訊號取得手段6係檢測出當電子束21在試料4的表面掃描時放出的二次電子、反射電子、甚至是被試料4吸收之電子並加以放大而予以取出者，為MCP等
電腦7係個人電腦係按照程式而進行各種控制、處理者，此處係由影像產生手段8、影像合成手段9、輪廓抽出手段10、測定手段11、顯示裝置12、影像資料表13等所構成。
影像產生手段8係將從訊號取得手段6取得之電子束21在試料4上在預定旋轉方向掃描時之來自與試料4上的同一區域且同一像素對應之位置之訊號(一維的訊號)，依序與該掃描方向的影像的像素的訊號(二維的訊號)對應，來產生(還原出)影像者(將在後面利用第3圖進行說明)。
影像合成手段9，係針對影像產生手段8所產生(還原出)的在預定旋轉方向掃描取得的複數個影像，亦即同一旋轉方向的複數個影像、及不同的旋轉方向的複數個影像，以像素為單位而予以加總、平均化來進行合成 者(將在後面利用第2至8圖進行說明)。
輪廓抽出手段10係根據以影像合成手段9加以合成後的影像(參照例如後述的第8圖的(b)、(c))來抽出圖案的輪廓(邊緣)之公知的手段。
測定手段(長度量測手段)11係量測圖案寬度、面積等之公知的手段。
顯示裝置12係顯示出影像等之裝置係為顯示器(display)。
影像資料表13係保存本發明的影像資訊、影像等之表(參照第5圖)。
接著，按照第2圖的流程圖的順序來詳細說明第1圖的構成的動作。
第2圖顯示本發明的影像取得流程圖。
第2圖中，S1係設定掃描的旋轉角度變更次數n。如右側記載的，設定為n=2次、4次或其他的任意次數。此處，係設定為n=4次。詳言之，設定在第1圖中之電子束21在試料4之上掃描(scan)的方向要變更(旋轉角度)之次數n，在例如後述之第8圖(b)的情況n=2(因為為45°及-45°之掃描旋轉角度的變更次數，所以此情況之次數n=2)，在第8圖(c)的情況n=4(因為為45°、-45°、0°及90°之掃描旋轉角度的變更次數，所以此情況之次數n=4)。
S2係使掃描方向旋轉至設定角度。此處因為在S1中設定為n=4，所以如右側記載的，按照每次反覆時依序設定成45°、-45°、0°、90°之其中的一個。
S3係取得資料。在此步驟中，在S2中設定的例如第一次的設定角度=45°之情況，係以後述之第3圖的左上的(b)45度掃描的虛線箭號所表示的方向(45°朝右上方向)作為掃描方向，產生依序掃描像素之訊號(掃描訊號)，然後根據該掃描訊號，針對試料4上的矩形區域內的所有像素反覆進行使第1圖之電子束21在試料4上掃描且如第3圖的左上的(b)45度掃描的虛線箭號所示在朝右上45°之方向掃描，且檢測此時從試料放出的二次電子(反射電子、吸收電子)並加以放大而取得資料(第1圖之訊號取得手段6)。
S4係利用電腦取得影像。在此步驟中，依序進行將S3中取得的針對試料4上的矩形區域內的所有像素之45°掃描方向的訊號，作為第3圖的對應像素的位置的訊號而賦予位置，來產生出影像(還原出原來的影像)(將一維的訊號對應到二維的影像的像素的訊號而產生(還原)出影像)。
S5係判別是否進行了n次處理。在此步驟中，判別是否完成S1中設定的n次(此處為4次)的處理。若“否”，則為了進行下一處理而回到S2反覆進行處理。反之，若“是”則因為已完成全部之n次(此處n=4次)的處理，所以前進至S6。
S6係將所有的影像予以加總。在此步驟中，係若S1中設定的為例如n=4，則因為重複4次S2至S4之動作，取得了從45度、-45度、0度、90度之方向掃 描所得到的影像，於此係進一步以像素對應之方式將四組影像加總(亦可為平均)，來產生一個合成後的影像。在實驗中，係將總計60張圖像予以合成，所以在S6中係進行
‧45度：15張
‧-45度：15張
‧0度：15張
‧90度：15張 之對應的像素的加總，產生後述之第8圖(c)之影像(合成影像)(若在對應的像素的加總處理中色階數溢位(over)，可抽出加總後的上位的希望位元數來使用，將下位位元捨棄)。
S7係進行測定。在此步驟中，使用S6中產生的所有像素的加總後的合成影像進行測定(例如矩形的寬度尺寸、面積等之測定)。
如以上所述，可任意設定掃描的旋轉角度變更次數n，然後依序變更掃描旋轉角度進行掃描而取得影像，再將此等影像予以合成而取得複數掃描方向的影像。
因此，‧在例如掃描方向為一方向之情況，雖然會如後述之第8圖(a)之影像所示，與掃描方向平行之圖案的線會因為電荷累積或邊緣形狀等之影響而變細、或變黑，但‧例如上述之在45度、-45度、0度、90度這四個方向掃描然後予以合成後的第8圖(c)之影像，就沒有如第8圖(a)所示之橫方向的圖案的線之斷續狀態，邊緣從頭到尾都很鮮明，可高精度地在整個方向量測圖案的邊緣的寬 度、間隔等、或算出面積、或進行曝光模擬所需之輪廓抽出。
第3圖顯示本發明之電子束掃描方向及資料抽出像素的說明圖。
第3圖中，以模式圖的方式顯示
‧(a)「0度掃描」
‧(b)「45度掃描」
‧(c)「-45度掃描」
‧(d)「90度掃描」
‧(e)「-90度掃描」
‧(f)「135度掃描」
‧(g)「-135度掃描」 的例子。其中，電子束掃描區域為圖示的矩形(正方形)區域且上述各角度掃描的都是同一區域(同一範圍)，像素係對應於各小方格，電子束21係依序掃描(數位掃描)各小方格的中心位置。
如上述針對所有的掃描方向定義同一區域且同一像素，且產生出依序以相同時脈(clock)掃描圖示的掃描方向的各像素之掃描訊號。而且，以按照所產生的掃描訊號使電子束21在試料4上掃描之方式利用偏向裝置進行偏向，就可在第3圖的掃描方向依序掃描試料4上的像素(位置)。
上述的第3圖之(a)至(g)的掃描之情況，表示的是0度掃描、45度掃描的整數倍且為在-180°至180° 的範圍內(或0°至360°的範圍內)之角度。簡單說明的話係如以下所述。
(1)在x、y的任一方為0像素，另一方為1像素的方向之旋轉之情況，為0度、45度的整數倍且在-180°(0°)至180°(360°)的範圍內者有：-180°、-135°、-90°、-45°、0°、45°、90°、135°、180°(0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°、360°)。
(2)在x、y的任一方為1像素，另一方為2像素的方向之旋轉之情況，為對約26°(正確的說係tan-11/2)、約63°(正確的說係tan-12)加減90°的整數倍後的方向且在-180°至180°(0°至360°)的範圍內者有：...、-63°、-26°、26°、63°、...(26°、63°、...)。
(3)以下同樣，在例如x、y的任一方為(n-1)像素，另一方為n像素的方向之旋轉之情況，為對tan-1(n-1)/n、tan-1n/(n-1)加減90°的整數倍後的方向且在-180°(0°)至180°(360°)的範圍內的角度有：具體值在此予以省略。
第4圖顯示本發明的45°旋轉像素掃描的說明圖。此圖係更詳細地以模式圖的方式顯示已述的第3圖的(b)「45度掃描」的樣子之圖。
第4圖中，(a)0°旋轉像素掃描係與第3圖的(a)「0度掃描」對應者，係依序向右水平掃描各像素，且
‧一像素掃描間隔：1(將橫向、縱向的各像素間隔都 定義為1)
‧一線間隔：1
因此，一像素掃描間隔×一線間隔=1。
(b)45°旋轉像素掃描係與第3圖的(b)「45度掃描」對應者，係依序向右上45度方向掃描各像素，且
‧一像素掃描間隔：√2=1.4
‧一線間隔：1/√2=0.7
因此，一像素掃描間隔×一線間隔=√2×1/√2=1，掃描時間與0°旋轉像素掃描相同，結果取得一影像的總時間相同。
如以上設定，分別以相同時脈間隔產生掃描訊號，且將依序掃描試料4上的像素對應的位置所取得的訊號，分別設定成(還原為)原本的像素的位置的訊號，就可分別用相同時間產生0°旋轉影像、45°旋轉影像。然後，以像素對應的方式將所產生的兩個影像予以合成(例如加總，第2圖中的S6)，就可產生合成影像。
其中，在預定旋轉方向的掃描時，要從終點像素移動到起點像素之時，係施加脈衝電壓至遮沒電極而以在上述移動期間在電子束從試料4的終點的位置(像素)移動到起點的位置(像素)之路徑(軌道)不會照射電子束之方式，進行公知的所謂遮沒(歸線消去)動作。
第5圖顯示本發明的影像資料表的例子。此影像資料表中保存已述的第2圖的流程圖中的設定以及屬於預先設定的各種資訊之下述資訊。
‧旋轉角度：以第2圖的S1中設定的n所決定的旋轉角度
‧影像資料：以旋轉角度取得的影像資料，例如以下所記載的
‧m次(8位元的一像素(pixel)的資料)
‧60次/4=15次加總：表示全部的圖像的張數為60張，進行0°、-45°、45°、90°之四方向掃描，各方向掃描為15張(次)，將以上全部的圖像(60張)加總而予以合成
‧資料群：就上述的例子而言為60張之圖像群
‧攝影條件：拍攝圖像之攝影條件，為加速電壓、電流、倍率、試料名等之資訊
‧修正係數：高度修正、倍率間差等之修正係數
‧其它：
如以上所述，彙整以複數個掃描方向取得的影像或合成影像及其旋轉角度、攝影條件、修正係數等並登錄保存於影像資料表13，就可參照該影像資料表13而容易地進行任意的試料的影像中的圖案的測定(尺寸、面積等)。
第6圖顯示本發明的旋轉像素掃描流程圖。此圖係以預定掃描方向掃描已述的同一區域且同一像素時之詳細說明流程圖。
第6圖中，S11係按每個像素(pixel)取得0度方向的影像。此步驟係在已述的第3圖中之(a)0度掃描 的方向(從左端到右端之方向)從上往下依序掃描，分別檢測此時的像素的訊號並加以放大，以之作為圖示的各對應的位置(像素)的訊號(亮度訊號，通常為8位元)並設定到記憶體(memory)上，(a)而取得0度掃描的一張(一訊框(frame))的影像。通常係總共60張，但是因為要取得與後述的(b)45度掃描總共兩種類的掃描方向的影像，所以此處係將2分割而取得(a)0度掃描的30張之圖像。
接著，利用S12至S17來取得一張(b)45度掃描的圖像。
S12係算出起點及終點。此步驟係將第一條線1的掃描範圍的起點及終點設定為 ‧掃描範圍的起點(x0，y0)、終點(x0，y0)。而且，為了讓說明容易了解， ‧以(xn，yn)來表示第3圖中以各個矩形表示的像素的中心的座標(xn+Δx/2，yn+Δy/2)(n=0至n) ，其中Δx、Δy為以矩形加以表示之像素的x方向、y方向的尺寸(寬度)。
此S12的例子因為起點及終點相同，所以係掃描一點。
S13係進行掃描而取得影像。此步驟係以像素為單位而從S12中設定的起點掃描到終點來取得各像素的訊號(通常為檢測出且放大後的8位元的亮度訊號)。
利用以上的S12、S13，就可取得由(b)45度掃描的線1的起點及終點所決定之像素(此處為一個像素) 的訊號。
同樣地，利用S14、S15，來取得由(b)45度掃描的線2的起點及終點所決定之像素(此處為兩個像素)的訊號。
以同樣方式，取得由(b)45度掃描的線3至線(n-1)的起點及終點所決定之像素(此處為三個像素…)的訊號。
S16、S17也一樣，取得由(b)45度掃描的線n的起點及終點所決定之像素(此處為最後的一個像素)的訊號。
利用以上的S12至S17，分別取得(b)45度掃描的線1到線n的像素而產生一張影像，且如上述，此處係重複取得30張(b)45度掃描的影像。
利用以上的S11取得(a)0度掃描的30張影像，利用S12至S17取得(b)45度掃描的30張影像，然後將全部的影像以像素彼此相加總(或平均)，就可產生一張合成影像。
掃描速度雖有以下所述者，惟可選擇任一者。通常係採用等時間掃描(使用同一時間間隔時脈之掃描)，使不管在哪一旋轉方向掃描取得一張影像的總時間都相同。
‧等時間掃描(以同一時間間隔的時脈進行掃描)：在例如S12至S17中在上述的(b)45度掃描之情況以√2倍之速度進行掃描，掃描的掃描線間隔變為1/√2 倍，所以總像素時間相同。
‧定速掃描(以同一掃描速度進行掃描)：增減加總時間。在例如S12至S17中在上述的(b)45度掃描之情況使加總時間增大√2倍(使時脈間隔增大√2倍)。
第7圖顯示本發明的影像合成流程圖。
第7圖中，S21係將第一次的(及第二次以後的)影像資料取得。
S22係判別合成是否OK。此步驟係判別S21中取得的影像的雜訊是否比閾值小，是否有與影像(其他的影像、其他的全部影像)之相關等。若為“是”，就前進至S23。若為“否”，則判斷為合成不OK而予以廢棄，然後回到S21，取得下一個影像資料。
S23係進行合成(加總及修正)。此步驟係將S21、S22中為“是”而取得的影像予以合成，亦即按每個像素將其亮度予以加總、或求其平均。在例如合成前述的60張之情況，在一張影像以8位元表現之時，確保即使是以8位元加總60張情況也不會溢位(overflow)之區域(14位元以上通常係確保有2位元組(bytes))，然後進行加總(求平均之時係從上位的第預定位元開始抽出必要位元數(例如8位元)以防止處理時間之增大)。
S24係判別是否結束。針對所有的合成的影像(就例如上述的例子而言係60張影像)判別S23的合成是否結束。若為“是”，就在S25結束影像合成。如此，就可產生出一張合成影像(參照第8圖(b)、(c))。
藉由以上的處理，就可產生將在複數方向掃描取得的圖像全部依序按每個像素予以加總而得之一張合成圖像。
第8圖顯示本發明的取得影像例。
第8圖(a)顯示0度掃描的一方向掃描的合成影像例，第8圖(b)顯示45度掃描及-45度掃描之兩方向掃描的合成影像例，第8圖(c)顯示45度掃描、-45度掃描、0度掃描、90度掃描之四方向掃描的合成影像例。所有的合成影像都是60張的合成影像，第8圖(a)係合成60張0度掃描影像而成者，第8圖(b)係合成45度掃描及-45度掃描的各30張影像之總計60張圖像而成者，第8圖(c)係合成45度掃描、-45度掃描、0度掃描、90度掃描的各15張影像之總計60張影像而成者。
第8圖(a)之0度掃描的合成影像，因為係一方向掃描，所以可看到在試料上與0度掃描的方向大致平行之矩形圖案的上邊、下邊的線受到電荷累積或線端形狀等的影響而變細，或出現黑線(拖尾)等，因為受到此等影響而導致影像變得不鮮明之模樣。
另一方面，第8圖(b)之45度掃描及-45度掃描為兩方向之掃描，且係將從左下往右上之45度掃描及從左上往右下之-45度掃描的各30張影像予以合成而成者，所以可看到第8圖(a)中矩形圖案的上邊、下邊的線出現不鮮明的部分在第8圖(b)中則都變鮮明之模樣。
再者，第8圖(c)之45度掃描及-45度掃描 及0度掃描及90度掃描為四方向之掃描，且於此係
‧從左下往右上之45度掃描
‧從左上往右下之-45度掃描 ，藉由這兩方向的掃描而得到與第8圖(b)相同的合成影像(加總影像)，再藉由加上
‧從左往右之0度掃描
‧從下往上之90度掃描 這兩方向的掃描，所以可看到
‧第8圖(a)之矩形圖案的上邊、下邊的線出現不鮮明的部分在第8圖(c)中則都變鮮明之模樣。
‧此外，雖然在第8圖(c)中未顯示出來，但觀察矩形圖案為45傾斜的之影像時，不會有矩形圖案的上邊、下邊不鮮明之情形，而得到非常鮮明之影像。
如以上所述，可知在畫面上矩形圖案的邊為水平、垂直之情況第8圖(b)、(c)之兩方向掃描、四方向掃描可得到鮮明的影像，在畫面上矩形圖案的邊為水平、垂直，甚至還混雜有45度傾斜的矩形圖案(或有圓形、橢圓形等的圖案存在)之情況第8圖(c)之四方向掃描可得到鮮明的影像。
1‧‧‧SEM(掃描式電子顯微鏡)
2‧‧‧掃描旋轉手段
3‧‧‧試料室
4‧‧‧試料
5‧‧‧載台
6‧‧‧訊號取得手段
7‧‧‧電腦(PC)
8‧‧‧影像產生手段
9‧‧‧影像合成手段
10‧‧‧輪廓抽出手段
11‧‧‧測定手段
12‧‧‧顯示裝置
13‧‧‧影像資料表
21‧‧‧電子束

Claims (10)

  1. 一種SEM影像取得裝置，係在照射電子束至試料然後檢測從試料放出或反射或被試料吸收的電子來取得影像者，該SEM影像取得裝置包括：掃描訊號產生手段，係產生掃描訊號，該掃描訊號係使在前述試料上掃描之前述電子束的掃描方向旋轉，且照射到與試料上的同一區域且同一像素對應之該試料上的所有同一位置，而不照射其他不必要的位置；偏向裝置，根據前述掃描訊號產生手段所產生的掃描訊號而使電子束照射到與試料上的同一區域且同一像素對應的位置；檢測暨放大手段，檢測並放大來自於經前述偏向裝置偏向而照射了電子束之試料上的同一區域且同一像素所對應之該試料上的位置之訊號；以及影像產生手段，根據前述檢測暨放大手段所檢測出並放大後的訊號，產生照射於與試料上的同一區域且同一像素對應之該試料上的位置時的影像。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之SEM影像取得裝置，還包括：根據前述檢測暨放大手段所檢測出並放大後的訊號，將從不同的旋轉方向以電子束掃描試料時之與該試料上的同一區域且同一像素對應的位置的複數個影像予以合成之合成手段。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之SEM影像取得裝置，其中，前述合成手段係分別將相同旋轉方向的複數個影像及不同的複數個旋轉方向的複數個影像予以合成。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之SEM影像取得裝置，其中，前述合成手段係針對複數個取得的影像，依與試料上的同一區域且同一像素對應之位置的各個訊號(像素訊號)進行合成。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之SEM影像取得裝置，其中，前述合成手段係針對複數個取得的影像，依與試料上的同一區域且同一像素對應之位置的各個訊號(像素訊號)進行合成。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之SEM影像取得裝置，其中，各個前述訊號(像素訊號)之合成，係依各個訊號(像素訊號)進行加總或平均。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之SEM影像取得裝置，其中，前述掃描訊號產生手段所產生的前述掃描訊號，係使時脈的週期相同，或使時脈的週期增大，或使時脈的週期減小，而在預定的旋轉方向依序掃描與試料上的同一區域內之所有像素對應的位置之訊號，以使總掃描時間相同，或使總掃描時間增大，或使總掃描時間減小。
  8. 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之SEM影像取得裝置，其中，前述掃描訊號產生手段所產生的掃描訊號，係使要讓電子束的掃描方向旋轉之方向至少 為0°、(tan-11/2)°、45°、(tan-12)°、90°之方向，以及將上述的角度加減90°的整數倍而得之方向，且為在0°到360°的範圍內或-180°到+180°的範圍內之任一個或複數個。
  9. 一種SEM影像取得方法，係在照射電子束至試料然後檢測從試料放出或反射或被試料吸收的電子來取得影像之SEM影像取得方法，具有：掃描訊號產生步驟，產生掃描訊號，該掃描訊號係使在前述試料上掃描之前述電子束的掃描方向旋轉，且照射到與試料上的同一區域且同一像素對應之該試料上的所有同一位置，而不照射其他不必要的位置；偏向步驟，根據前述掃描訊號產生步驟所產生的掃描訊號而使電子束照射到與試料上的同一區域且同一像素對應的位置；檢測暨放大步驟，檢測並放大來自於經前述偏向步驟偏向而照射了電子束之試料上的同一區域且同一像素所對應之該試料上的位置之訊號；以及影像產生步驟，根據前述檢測暨放大步驟所檢測出並放大後的訊號，產生照射於與試料上的同一區域且同一像素對應之該試料上的位置之時的影像。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之SEM影像取得方法，還具有：合成步驟，根據前述檢測暨放大步驟中檢測出並 放大後的訊號，將從不同的旋轉方向以電子束掃描試料時之與該試料上的同一區域且同一像素對應的位置的複數個影像予以合成。
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