WO2007119873A1 - Scanning type electronic microscope - Google Patents
Scanning type electronic microscope Download PDFInfo
- Publication number
- WO2007119873A1 WO2007119873A1 PCT/JP2007/058480 JP2007058480W WO2007119873A1 WO 2007119873 A1 WO2007119873 A1 WO 2007119873A1 JP 2007058480 W JP2007058480 W JP 2007058480W WO 2007119873 A1 WO2007119873 A1 WO 2007119873A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- magnetic
- objective lens
- sample
- electron
- detection
- 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.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/10—Lenses
- H01J37/14—Lenses magnetic
- H01J37/141—Electromagnetic lenses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/02—Details
- H01J2237/024—Moving components not otherwise provided for
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/02—Details
- H01J2237/026—Shields
- H01J2237/0264—Shields magnetic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/04—Means for controlling the discharge
- H01J2237/045—Diaphragms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/04—Means for controlling the discharge
- H01J2237/045—Diaphragms
- H01J2237/0456—Supports
- H01J2237/0458—Supports movable, i.e. for changing between differently sized apertures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/26—Electron or ion microscopes
- H01J2237/28—Scanning microscopes
- H01J2237/2813—Scanning microscopes characterised by the application
- H01J2237/2814—Measurement of surface topography
- H01J2237/2816—Length
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/26—Electron or ion microscopes
- H01J2237/28—Scanning microscopes
- H01J2237/2813—Scanning microscopes characterised by the application
- H01J2237/2817—Pattern inspection
Definitions
- the present invention relates to an electron microscope, and in particular, to an improvement in an electron microscope having, for example, a semi-lens type object lens configuration. Me In addition, it is related to band suppression technology, which is a problem when observing an insulator sample with an electron microscope.
- M is a technique for stably measuring the length of a note composed on a reticle that easily accumulates charges due to electron beam irradiation.
- the material is placed in the gap between the upper and lower magnetic poles, so the magnetic field of the object lens can be used more efficiently.
- the magnetic field that leaks on the center axis of the object lens is used from the gap cap of the pole of the objective lens located 5 ⁇ above the material. Therefore, the energy that excites the objective lens against the magnetic field strength that can be used effectively
- the working distance (WD; W ork 1 ng) D stan stan C e which is the distance between the objective lens and the sample, in order to achieve the same resolution AH ⁇ b If you decrease ⁇ ) or increase the energy level of the electron beam to be converged, a large amount of power will be consumed. If the extinction force is ⁇ large, the heat generated by the coil that excites the objective lens also increases, so a cooling device for the objective lens is required depending on the mouth.
- Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. Hei 10 1 1 0 6 4 6 6 (hereinafter referred to as Patent Document 1), there is an object lens to suppress the magnetic field leaking from the electron optical system to the material side. Cover the bottom pole piece of the lens with gas shield ', the magnetic lens of the objective lens
- Patent Document 2 Japanese Patent Publication No. 2 0 0 6 1 5 4 0 94 (referred to as Patent Document 2), there is a predetermined size between the semi-lens type objective lens and the fee. Place a flat i-pole with an opening of #
- the electrons that have received the fea are placed in the objective lens and rise spirally around the optical axis, which is the axis, within a radius of about 1 m. If the field strength begins to decrease after passing through the magnetic pole of the lens, the binding force due to the magnetic field of the electron will decrease, and the energy (velocity) and angle during launch from the material will decrease. At the same time, the orbit will begin to diverge. Therefore, an electron with a small energy at the time of emission like a secondary electron causes a secondary electron (including the primary and reflector) to move upward from the objective lens. Detect with
- the trajectory is changed with an EXB filter or the like, and captured with an electronic detector with high efficiency.
- EXB the largest back-scattered electrons are EXB.
- the trajectory is changed with a filter, the divergence occurs more strongly when the magnetic field intensity decreases due to the force on the objective lens, and spreads at a large angle.
- the yield at detection 38. decreased significantly5.
- the reflector that collides with the conversion electrode has a limited emission angle, and the primary electrons of the reflector are The effective detection efficiency is not high due to the low conversion efficiency and the difficulty in controlling the secondary electrons generated from the conversion electrode to the detection.
- M c P (M 1 C ro C h a n n e 1 P l a t e) between the objective lens and the sample.
- a thin child detector such as a semi-conductor detector, is used to detect reflected electrons directly. However, if the WD is small as described in the IU, it is a fee.
- the child generated from the laser beam is focused on the object lens by the presence of the magnetic field, and is used for the primary electron beam that irradiates the material. At the center of child detection, the probability of passing a hole with a diameter of several millimeters is ⁇ and the detection efficiency was reduced.
- the charge of the secondary electron beam is determined by specifying the incident energy of the secondary electron beam so that the secondary electron emission rate is 1 or more.
- the surface distribution is controlled according to the shape of the plate electrode for band suppression and the shape of the material, which has a positively charged surface and is arranged between the surface of the material and the objective lens.
- the technique described in Patent Document 2 is used for reticle observation, while enabling measurement of the size of a chip and the like. Although it is an effective method, it is difficult to completely eliminate the effects of charging.
- the present invention was developed from the background of the above-mentioned technical background, and the objective lens of an electron microscope equipped with an X-lens objective lens X.
- the magnetic field generation efficiency of the lens is improved, the power consumption of the excitation lens of the objective lens is reduced, and the charging of the insulating material due to the charged beam irradiation is suppressed. In this way, we can provide an i-microscope capable of observing insulating materials with high resolution at high resolution.
- the objective lens is opened to the material side in order to actively leak the magnetic field onto the material and bring the lens main surface closer to the material. It is normal to have a gap (gap between upper pole 15 and lower pole 16), but to converge the primary electron beam that illuminates the material. Is the magnetic field leaked from the magnetic pole group with the strongest strength ⁇ the objective lens t ,
- the intensity was less than the magnetic field in the pole gap, so the above problem was solved. Therefore, in the electron microscope according to the present invention, in order to increase the magnetic field strength on the optical axis, a magnetic disk that is independent of the objective lens near the magnetic pole gap is used. The center axis of the disk and the optical axis are aligned with each other.
- the objective lens Since this magnetic disk increases the magnetoresistance with the objective lens, the objective lens has a space (the space between the disk 18 and the lower magnetic pole 16).
- the efficiency of the magnetic field on the optical axis can be increased rather than forming a field.
- the reason why the shape is a disk is to use the magnetic field of an axisymmetric objective lens without asymmetry.
- -It is necessary to avoid magnetic saturation by introducing a magnetic field stronger than necessary, as well as a lens-type objective lens that originally has no magnetic disk. This is because it is convenient for improving the magnetic field strength on the optical axis. Since the magnetic field, which is isolated from the lens and reduced in the air, is taken into the magnetic disk, there is no magnetic saturation even if the disk is thin. Since the magnetic field does not leak from the surface of the sample side, the effect of shielding the leakage magnetic field on the material is very large.
- the magnetic field BZ of the material normal direction component on the material and the magnetic field B r of the water direction component of the material water Although the intensity of the light decreases, the intensity of Br increases near the optical axis. Electrons (secondary electrons and reflected electrons) emitted from the material by increasing the intensity of ⁇ r in the vicinity of the optical axis are more in the material direction than when the magnetic field is not shielded. The effect of returning to
- the image generation is performed with the primary surface generated in a positively charged state with a primary generation efficiency of 1 or more.
- a primary generation efficiency of 1 or more the effect of the magnetic field shielding by the 3 ⁇ 4 body disk is considered.
- the return of the emitted electrons that can suppress the charging of the positively charged part m. And the alignment of the return position on the sample is the electron beam provided on the magnetic disk. It is possible to change the magnetic field strength distribution on the sample by changing the diameter of the passage hole, and the band m is the most suppressed against changes in the sample and the incident energy. It is possible to set According to the present invention, a magnetic disk that is independent of the objective lens near the magnetic pole gap is placed with the central axis of the disk and the optical axis aligned. Therefore, for example, the magnetic field generation efficiency of the objective lens of an electron microscope equipped with a lens lens type objective lens can be revised, and the objective can be changed accordingly.
- Figure 1 shows a scanning electron microscope (S) according to the first embodiment of the present invention.
- Figure 2 is a diagram showing an example of the configuration of the magnetic disk punching mechanism.
- Figure 3 shows the improvement of the magnetic field strength on the optical axis in the first embodiment.
- Fig. 4A is a graph showing the conventional configuration for detecting backscattered electrons using the reflector trajectory and the conversion electrode using the Ding TL method.
- Fig. 4B shows an example of a conventional configuration in which reflected electrons are detected using the reflector trajectory and the TTL method with the detection of an optical type.
- Fig. 6 shows a conventional configuration example in which reflected electrons are detected using the detection of a circular type detector arranged between the reflector's orbit, the objective lens, and the charge.
- Fig.5B shows the trajectory of the reflector and the type of the circular type arranged between the objective lens and the charge according to the second embodiment of the present invention.
- Fig. 6, which is a diagram for explaining the method of detecting the reflector using the detection, shows the effect of reducing the magnetic field strength on the material surface in the second embodiment.
- Fig. 7 is a block diagram showing the automatic cutting function of the magnetic circle, and
- Fig. 8 is a diagram according to the third embodiment of the present invention.
- Fig. 9 is a diagram for explaining the orbits of primary electrons and backscattered electrons and how to detect backscattered electrons using the TTL method.
- Fig. 10 shows the configuration according to the fourth embodiment of the present invention.
- Fig. 10 shows the configuration according to the fifth embodiment of the present invention.
- Fig. 11 shows the magnetic shielding.
- Figure 12 is a diagram showing the concept of charging suppression by occluding action.
- Figure 12 shows the change in the magnetic field distribution on the formula
- Figure 13 shows the change in the hole diameter of the magnetic disk 5, Br / B z, landing point position of the ejector, and return amount.
- Fig. 14 is a diagram showing an example of the formation of a magnetic disk switch, the best mode for carrying out the invention
- the field generation efficiency of the objective lens of the electron microscope equipped with the semi-lens type objective lens is improved.
- the power consumption of the objective lens excitation is reduced (the first topic) .
- the cost of the child microscope using the objective lens is reduced.
- Electron microscope capable of observing materials where the original characteristics of the field may be impaired by reducing the strength of the magnetic field leaking from (Third title)
- the magnetic field is shielded and the field strength is
- the divided Ru alter the in that Kyosu the I One by ⁇ insulator fee degrees reproducibility good rather observable child microscopic in high resolution obtained et been Ru charged curbing effect (fourth problem)
- Figure 1 shows a traveling i-microscope (S) according to the first embodiment of the present invention.
- the measurement and inspection of the wiring on the top of the wire is performed for large materials such as semiconductor wafers.
- the secondary electron beam energy is also from a number of 100 eV to ke V. If you are a child who uses the composition for low-cost arrest of children, but the child is microscopic, the acceleration * pressure is large # ⁇ 5
- the child microscope of this embodiment is composed of a vacuum volume 1, a material 2 and an objective lens 3, and these internal parts are vacuumed from a vacuum level to a high vacuum level by a vacuum pump 4.
- O is an exhausted ring
- the microscope has a group of electrostatic lenses that expand and contract the electron beam 5 and the electron beam 5 from the electron source 5 and the electron source 5 in the vacuum chamber 1.
- the field group for running the lens group 7 and the electron beam on the material 8 and the field lens ⁇ is the electrostatic polarization 9 and the material 8 EXB filter for changing the orbit of the primary child generated from the laser: 1: 1 and the secondary electron are multiplied, and S ⁇ ⁇ is TT detector type detection system consisting of an electron detector 12 for obtaining a sufficient air signal to form, and also the trajectory and shape of the electron beam are corrected.
- S ⁇ ⁇ is TT detector type detection system consisting of an electron detector 12 for obtaining a sufficient air signal to form, and also the trajectory and shape of the electron beam are corrected.
- a stage 1 3 with more than one axis for holding and moving the charge 8 is mounted.
- Objective lens 3 is a lens lens type field lens that works most effectively with the present invention.
- the objective lens 3 is used for exciting a magnetic field in the upper part of objective lens 3.
- the coil 14 is equipped with a coil 14 that positively charges the magnetic field leaking from the gap 17 of the upper pole 15 and lower pole 16 into the air. In this form, a high resolution can be realized, but the magnetic field actually acting on the primary electron beam has leaked from the gap 17 onto the optical axis. Therefore, the efficiency of using the power of the excitation coil 14 is low>-. Therefore, the sex disk 1 8 is placed between the objective lens 3 and the fee 8, and the fee is reduced.
- the leakage magnetic field to 8 is shielded more efficiently ⁇ , and the body disk 1 8 can be inserted and removed by the punching machine 4 8. Depending on the type of signal and the type of sample, the disc 1 8 may be used. If you do not know what to do
- the magnetic disk 18 can be arranged at the bottom of the lens group of the lens and lens type objective lens. As a result, it is possible to suppress the magnetic field leakage to the material while receiving the high resolution provided by the C-lens type objective lens. As shown in Fig. 1, when a magnetic disk with an electron beam passing open P is placed, the magnetic disk is substantially the same as the objective lens-
- the upper magnetic pole is formed as a part of the magnetic path.
- the field leaking from the lens gap V between the optical axis end of 15 and the optical axis end of the sexoid disk 18 has a lens action on the electron beam. That is, the lens main surface (where the maximum magnetic flux density is shown) is formed almost at the center between the upper pole 15 and the magnetic disk 18.
- the fe sexual body is placed under the lens.
- Fig. 2 is a diagram for explaining the configuration example of the punching mechanism of the magnetic disk 1 8.
- Fig. 2 A shows the magnetic disk 1 8 moved from the side of the material 2 to the rear.
- Fig. 2B shows a magnetic circle from the top of the material 2
- the magnetic disk 18 is held by a support bar 41 and is sealed via a vacuum sealing base 4 2 and a flange 4 3.
- Double tuner 4 1 Double tuner 4 1
- the magnetic disk 18 is held by a support rod 41 that is in contact with a rotating shaft 45, and is connected via a vacuum sealing flange 46.
- the motor 47 connected to the motor 47 is an insertion / extraction control device.
- the removal mechanism of these 2 is the same as the insertion position where the center axis of the objective lens 3 and the center axis of the magnetic disk 18 are aligned, and the retracted position outside the objective lens 3 area.
- the magnetic disk 1 8 is moved between
- an optical-type child detector 19 is placed near the upper magnetic pole 15 of the objective lens.
- Fig. 3 is a diagram for demonstrating the effect when the magnetic disk 1 8 is placed between the objective lens 3 and the material 8.
- Fig. 3 shows the field excitation as a constant value.
- the maximum value of the magnetic field strength on the optical axis is changed when the center hole diameter is changed.
- the maximum value of the magnetic field strength when there is no magnetic circle 1 8 is 10
- the force can be reduced to 1/3 or less. Since the outer diameter of the + V gap of the magnetic pole of the magnetic pole is 25 mm, the magnetic disk 18 is lower than the inner diameter of the lower magnetic pole (the outer diameter of the gap V). It is efficient to create a shape that overlaps with the pole
- the magnetic disc 1 8 can be pulled out, so if the disc 1 8 is pulled out of the objective lens 3, the lens is attached. If high resolution observation that makes the best use of the characteristics of the image can be performed, the resolution will be slightly reduced, but it will still be possible to observe with high resolution and low power consumption.
- WD of the objective lens 3 m. Resolution with a distance of 15 mm between the magnetic disk 18 and the material 8 (the spot on the formula of the secondary wire) (Diameter) Degradation has been confirmed to be about 17 nm to 23 n ⁇ Second embodiment>
- Figure 4 shows an example of a common TTL detection system. Note that in Fig. 4, the partial force required for clarification is not shown.
- the large backscattered electrons of the work are trapped by the magnetic field in the region where the magnetic field between the upper magnetic pole 15 and the sample 8 is strong, and rise in a spiral shape.
- the angle of the reflected electrons from the sample 8 escapes from the binding due to the magnetic field in the region where the magnetic field is weaker than the upper magnetic pole 15 above the upper magnetic pole 15.
- the incident light to the Ex B filter 11 is at a high angle from the sample 8 Of the backscattered electrons that are emitted, they are limited to those with relatively low energy
- a cannula type is used as a ⁇ ⁇ L-type detector.
- the reflector incident on the detector has a limited energy and emission angle. Therefore, there is not enough diversity in the surface information of the formula fee, and there is a hole through which the primary electron beam passes in the center. As a result, orbits rise without divergence-the efficiency of detecting secondary electrons decreases.
- the strength of the magnetic field in the vicinity of the material is large in the series lens type, so that high resolution is achieved. If the WD is reduced ⁇ -, the magnetic field strength increases. Therefore, the reflector is also bound to the periphery of the optical axis by the magnetic field and becomes a converged orbit 29, which is detected electronically.
- the detection efficiency of the primary electrons decreases, so that the detection efficiency of the secondary electrons can be improved. It is considered that the magnetic field strength in the vicinity of the material is weakened so that the reflected electrons emitted from the surface do not converge.
- Fig. 5B is a diagram showing the configuration of the second embodiment, and shows the configuration for solving the deficiencies caused by the TT detection system in Fig. 4 and Fig. 5A.
- Fig. 5B shows the magnetic field intensity in the vicinity of the material so that the reflected electrons emitted from the material do not converge using the magnetic disk 18. It is a figure for explaining the configuration to weaken
- a magnetic disk 18 and an electronic detection 3 1 are arranged between the objective lens 3 and the material 8 and the electronic detection is performed. Electron detection 3 1 with the objective lens side surface of output 31 as the magnetic disk 18 is thin and the WD can be smaller than MCP semiconductor detection.
- the magnetic disk 18 should be made of a high magnetic permeability material with a large initial permeability, such as iron-nickel alloy! The magnetic field between the magnetic disk 18 and the material 8 is reduced by inducing the magnetic field into the magnetic disk.
- the orbits 32 of the group of reflected electrons are not affected by the convergence of the magnetic field, so the reflected electrons are at the angle at which the power 8 is emitted. While keeping the degree, Hiro collides with detection 1. Therefore, since the electron that had been removed from the center hole is captured, the detection efficiency of backscattered electrons is improved, and in addition to the EXB filter using the TTL method: If the detection of primary electrons is performed by adding f outputs, it is possible to obtain the signals of the reflected electrons and the secondary electrons independently.
- the reflected electrons emitted in a low angle are emitted.
- Reflected electrons passing through five orbits that collide with the objective lens are subjected to the bundling action of the objective lens as described above, and the objective lens is moved. Reflective electrons emitted at high angles because they pass through the trajectory.
- Fig. 6 is a diagram for explaining the effect of reducing the magnetic field strength according to the second embodiment.
- Fig. 6 shows the excitation of the magnetic field on the sample of the primary electrons. As a condition, the change in the maximum value of the magnetic field strength on the sample surface when the diameter of the center hole is changed is shown.
- B z is the magnetic field component perpendicular to the sample,
- B r is the magnetic field component parallel to the material.
- the maximum value of the magnetic field strength without the magnetic disk 18 was set to 100%.
- the magnetic field strength can be reduced if the center hole diameter is reduced.
- the center hole diameter is reduced to less than 1/20. It is possible>
- the magnetic field strength in this embodiment is B 0.
- FIG. 1 is a diagram showing a configuration for automatically cutting a magnetic disk according to type J.
- Fig. 7 shows the configuration in which the magnetic disk 18 is automatically cut out.
- the computer 50 which is responsible for EM control, controls the exclusive control as well as setting up the electro-optical system suitable for the sample.
- the fee discriminating device 51 is not limited to discriminating the fee using a saw, but it can be used for communication from a host computer for X management.
- the shape of the material is a force mera, and the characteristics of the material are different from the type of material, such as X. For example, a hole in the material stand is HXed to transmit LED and laser light. It's okay to be
- the exclusive control described above is the condition specified by the author in GUI 52, for example, the magnetic disk 18 cannot be inserted even for a specific sample. It is a control that gives priority to the condition that is positioned above the charge discriminating device 51 and discriminates that the charge is not magnetic. Magnetic disk 1
- FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the third embodiment.
- the third embodiment it is necessary to reduce the magnetic field intensity on the sample so much.
- the child detection is not arranged between the objective lens and the material. If a magnetic disk is used, the magnetic field strength between the objective lens and the material is adjusted and the TTL method is used. The detection efficiency of the next i-child can be improved in the detection system.
- Fig. 9 is a diagram showing the configuration of the fourth embodiment according to the present invention.
- O Fig. 9 controls the premium field between the magnetic disk 18 and the objective lens 3.
- the magnetic disk 1 8 and the electric field control electrode 3 5 are electrically connected to each other, and the magnetic disk 1 is provided with a field control electrode 3 5 and a voltage applying means 3 6.
- the electric field control pole 3 5 is equipped with a charged sample, and the i-pressure applying means when such a material has an action ⁇
- the voltage application means 3 7 is a magnetic circuit that has the effect of preventing the beam K fow by making the electric field in the vicinity of the material parallel to the electric field created in 3 7 and 3 8 Apply voltage to The voltage application means 3 8 is also used to increase the resolution by increasing the resolution by accelerating the element and reducing the chromatic aberration.
- the secondary S-child detection system is the same as that shown in Fig. 8 and is used to increase the resolution by applying pressure.
- Fig. 10 shows the configuration of the fifth embodiment according to the present invention.
- the shape is basically the same as that shown in FIG. 9, but the upper magnetic pole 15 insulated from the objective lens 3 is connected to the upper magnetic pole 15.
- the upper magnetic pole 15 insulated from the objective lens 3 is connected to the upper magnetic pole 15.
- voltage applying means 40 that is, a magnetic disk 1
- the energy of the incident electron beam is the same.
- AEI After Etch In ns Pecti On
- AD I (After De V e 1 opment I nspetion) are applied.
- the device id configuration that enables stable length measurement using a scanning electron microscope is shown in the fourth or fifth embodiment. It is possible to use the one (shown in Fig. 9 or Fig. 10) However, in the embodiment of 6, the diameter of the core wire hole of the magnetic disk 18 is larger than the diameter of the core wire hole of the S-field control pole 35.
- the hole diameter of the disk 18 is 5 mm or more, and the hole diameter of the field control electrode 35 is 1 mm. As will be described later, the hole diameter of the magnetic disk 18 is reduced. This is because the effect of the magnetic field shielding is so large that the emitted electrons do not return to the vicinity of the irradiation point and the effect of the band suppression is reduced.
- the energy of the child wire irradiated to the fee 8 to be on the Ai is usually the same as that of the child wire, although there is a difference depending on the type of fee to determine the HX.
- Gi is below 1 keV, and the surface of the material is short of electrons, resulting in a positive ⁇ t electric state.
- the field control electrode 35 is made of a flat plate with no protrusions.
- the effect of charging suppression by the magnetic field shielding action of the magnetic circle 18 is also added. It will be possible to further suppress ff electricity.
- Fig. 11 is a conceptual diagram of positive band suppression by magnetic field shielding action.
- ⁇ it is generated from charge 8-the generation efficiency of secondary electrons is 1 or more.
- the surface of the metal 8 has a positive zone 5 3 formed on the surface.
- Figure 13 shows an example of the amount of return of the landing point position of the B r B z emitter as the hole diameter changes as the landing point return ft of the child also changes.
- the disc 18 is lev, and the combined value is 100%.
- the objective lens is energized as a condition that the next lens converges on the fee.
- the optimal return amount of the emitter depends on the observation object and light conditions, but the return position g varies, but these adjustments can be made by adjusting the hole diameter of the magnetic disk 18
- the f is the most weekly according to the situation.
- the hole diameter ⁇ i of the magnetic material circle 1 8 is hatched within the range of 5 mm ⁇ i-1 6, and the thickness of the magnetic material disk 1 8 is 0 5 m.
- a plurality of magnetic discs 18 having different hole diameters are placed in the inside of the specimen chamber 2 of the microscopic microscope, depending on the situation.
- individual sex disks 1 8 between the electric field control electrode 3 5 and the material 8, a wide variety of observation materials and optical conditions can be conceived.
- the magnetic disk 18 is parallel to the objective lens 9 and the material 8 and passes through the hole through which the primary electron beam passes through the center of the pole hole of the objective lens 9. Arranged to match the axis
- Fig. 14 shows the configuration of the exchange mechanism 55 of the magnetic disk 1 8, which is a diagram similar to the disk punching mechanism 4 8 shown in Fig. 2B.
- the magnetic disk support bar 4 1 can be moved up and down.
- the magnetic disk support bar 4 1 capable of rotating up and down is provided in the material 2 by the magnetic disk support bar 4 1.
- the total value of the entire image of the luminance difference value in each pixel, where charging is suppressed! The magnetic material whose total difference is the smallest among the multiple magnetic discs 56 with different hole diameters provided in the material 2 to be reduced.
- the body disk 1 8 is selected, and the magnetic disk 1 8 having the hole diameter is replaced with the body disk exchange mechanism 5
- the scanning region of the electron beam is set to the chapter ⁇ that is irradiated only with the register ⁇ .
- ⁇ -It is easy to judge whether electricity is suppressed, and the S-shaped image of the register part, which is the reason for this, has different hole diameters.
- next mi child emission rate does not depend on the location-so the histogram becomes a single peak and the shape becomes steep and the band is notable.
- a new peak is generated in the His-gram or the shape of the peak becomes dull. Therefore, it is shown that the number of pixels in the histogram is smaller ⁇ and the sharper the shape of the peak, the more the charge is suppressed. Comparing the shape of the His / Gram has the optimum hole diameter for band suppression. Select the magnetic disk 1 8 and replace the magnetic disk 1 8 with the magnetic disk.
- the return and return positions of the ejector can be adjusted by adjusting the position of the magnetic disk 18.
- the magnetic disk 18 is connected to the objective lens 9 Parallel to B-type material 8 and-The hole through which the next electron beam passes is placed in the center of the magnetic pole of the objective lens 9-the hole-this position is adjusted.
- Alignment refers to the upward and downward position adjustment between the electric field control electrode 35 and the ⁇ -type material 8, which is realized by the magnetic disk exchanging mechanism 55 with the upper and lower moving mechanisms.
- the position where the band is restrained can be found in the following steps. O Due to the above work, the hole diameter of the m-shaped body disk 18 and the upward and downward position and the electrostatic charge are reduced.
- the upper and lower movement range of the magnetic disk 1 8 set to the optimum state is the state where the lower surface of the electric field control electrode 3 5 is in contact with the upper surface of the magnetic disk 1 8 and is the moving origin.
- the magnetic disk 1 8 has a lower surface of 0 5 mm from the surface of the material 8 ⁇ 0 5 mm is the pressure application means 3 6 and 3
- the electric field strength between the lower surface of the magnetic disk 1 8 and the surface of the ⁇ ⁇ material 8 is large, and there is a possibility that lightning will occur between the two.
- the energy of the objective lens is large for ⁇ , which has a large amount of random energy (the number of sub-wires when reaching the S charge).
- the above prescribed value should be obtained in advance according to the installation conditions.
- the amount of light and dark electrons detected in a good image can be controlled by detecting that the detection of electrons or m has decreased and switching the hole diameter to 7L.
- This monitor is controlled by a control unit that is not shown in the figure, and it is controlled by switching the hole diameter so that the degree of light and darkness of the image and the amount of electronic detection change beyond the expected values.
- the hole diameter is changed according to the size of the landing energy.
- the Z movement stage (Z is the optical axis of the electron beam) can be changed by changing the hole diameter according to the size of D. Direction)
- the hole diameter should be switched according to the height information of the Z-motion stage. In the case of a device equipped with the Z sensor to be measured, it is considered that the hole diameter can be switched by d, depending on the height of the if3 ⁇ 4 fee detected by the Z sensor.
- the objective lens 3 is moved to the fee side in order to actively leak the field onto the fee 8 and bring the lens owner closer to the ceremony fee. It is normal to have an open magnetic pole gap, and the magnetic field for converging the primary electron beam that irradiates the material has the strongest magnetic pole. The field leaks from the gap and is divided on the optical axis that coincides with the central axis of the objective lens, so it is compared with the magnetic field at the magnetic pole gap V. Since the intensity is less than 0, the objective lens near the magnetic pole gap is used to increase the magnetic field intensity on the optical axis. 3 is dealt with by arranging an independent magnetic disk 1 8 so that the center axis and optical axis of the disk coincide with each other. 0
- the magnetic circle ⁇ . 1 8 is placed at a distance from the objective lens 3 in order to increase the magnetic resistance with the objective lens 3.
- the leakage magnetic field from the magnetic pole is guided to the physical disk 18, and if there is no magnetic disk 18, the efficiency is higher than the formation of an unnecessary magnetic field in the space.
- the reason why the shape of the disk is not discriminable to increase the magnetic field strength on the optical axis is that it uses the magnetic field of the axisymmetric objective lens asymmetry.
- the characteristic designed to be the most as an object lens of the lens was ⁇ to change ⁇ , and there was a capital ⁇ to improve the field strength on the optical axis.
- the thickness of the disk is reduced in order to incorporate a magnetic field attenuated in the air independently from the objective lens 3 into the magnetic disk 18. Because the magnetic field does not leak from the surface of the disk 8 on the disk, the effect of shielding the leakage magnetic field on the material-is very large. It is also a hand to solve the second and third issues 0
- the second problem is to improve the detection efficiency of the primary electrons generated from the formula fee 8. According to this embodiment, it is particularly easy to detect the backscattered electrons. Depending on the operating conditions of the optical system, secondary electrons and reflected electrons can be separated and detected.
- the trajectory is constrained by the magnetic field and the orbit is converged.
- the electrical detector and S-type material The magnetic field strength between them should be reduced.
- the leakage magnetic field from the objective lens magnetic pole is guided to the magnetic disk so that the orbit of the reflected electrons is strong and does not converge. It is possible to reduce the magnetic field strength
- the electronic detection 3 1 is placed facing the family 8 and the detection is performed.
- the magnetic disk 18 When the magnetic disk 18 is placed between 1 and the objective lens 3, the reflected electrons are confined to the field and the velocity and angle emitted from the material are maintained. In addition, since it is incident on the detection 31 in a wide orbit, it is possible to detect without any loss of quantity. Reflection with a small elevation angle of 8 forces Since the electron yield is increased, it is possible to detect the concavity / convexity information on the surface of the material and the error in the structure of the material more prominently. The function of the case 3 can be improved.
- the surface itself on the objective lens side of the electronic detection 31 may be formed by the magnetic disk.
- ⁇ ⁇ L method using detection specializing in detection of secondary electrons as the configuration of the electron detection system of this microscope It is possible to detect secondary electrons with the center hole of the electron detection 3 1 placed between the objective lens 3 and the material 8 being removed by combining Get out.
- the sensitivity of the energy detected by the electronic detector 3 1 placed between the objective lens 3 and the base 8 is higher than that of the energy that the next electron is usually in. For example, if it is more than 100 eV, it will be possible to detect backscattered electrons and primary elements.
- the magnetic field intensity in the vicinity of the material 8 is adjusted using the body circle 18
- shielding the magnetic field weakens the convergence of the reflector between the objective lens 3 and the material 8, and the reflection in the region where the magnetic strength is ⁇ above the magnetic pole of the objective lens.
- the divergence range of the child is narrowed and the loss caused by collision with the objective lens 3 or a member in the vicinity of the magnetic pole can be achieved.
- the third problem is to provide a child microscope capable of observing materials in which the original characteristics may be impaired by the magnetic field.
- the magnetic disk 18 has a high initial permeability such as iron and nickel nickel alloy, and the center of the disk using a high permeability material.
- the diameter of the hole is small ⁇ as-
- the outer diameter of the magnetic circle 18 is large, the effect similar to the effect of reducing the diameter of the center hole can be obtained.
- the gap between the magnetic pole and the magnetic path that forms the outer diameter of the gap of the objective lens magnetic path gap is smaller than A.
- Establish The effect of the disk becomes larger when it is larger than 1 mm.
- the thickness of the disk is less than 1 mm in consideration of WD magnetic saturation, etc. A sufficient shielding effect can be obtained.
- the shielding effect is increased.
- the practical distance is selected to be about 1.5 mm, the magnetic field excitation condition for focusing the primary electron beam on the sample 8 is less than that for the case where the disk is not present.
- Formula fee 8 The magnetic field component level and deviation straight and parallel to the surface can be reduced to 1/20 or less.
- the reduction rate of the magnetic field strength on the sample should be about 1/5, and the reflected electron is weak.
- the magnetic field strength that is subject to the convergence effect is always between the objective lens 3 and the material 8 There is no need to place an electronic detector in the ⁇ TL method, and if a magnetic disk is used in the ⁇ TL method, the detection efficiency can be improved.
- the outer diameter of the magnetic disk 18 (for example, the lower pole
- the primary magnetic orbit generated from charge 8 should be controlled by adjusting the magnetic field strength and minute generated.
- the relationship between the shape of the magnetic disk 18 and the field and the child trajectory * The relationship between the strength of the magnetic field and the magnetic field can be analyzed by the computer simulation 3 In the region where the magnetic field strength above the fe pole of objective lens 3 decreases, the trajectory can be changed in line with the next child's energy. And can
- a voltage may be applied to the magnetic path of the objective lens 3 and the material 8, or ⁇ may be applied to the electrodes constituting the electron optical system.
- 18 According to the shape of 8 – the size of the energy is as small as the next electron, and the electron (mainly 50 eV or less) is the widening of the orbit above the pole of the objective lens 3. It is possible to suppress the drift and adjust the degree of spread of the orbit by the number of energetic electrons (mainly a number of 1 ⁇ 0 0 eV or more). wear
- EXB finalizer capable of deflecting only the lower element: L: 1 and: Detection combined with the secondary electron multiplication function and detection of reflected electrons 27
- the detection efficiency is improved by locating a mirror type MCP or semiconductor detector on the optical axis and detecting by direct incidence of the reflecting element. It is possible to
- the fourth topic is the observation of insulators using an electron microscope, and the suppression of the band due to the shielding of the magnetic field makes the insulation material particularly intense.
- High resolution and high reproducibility ⁇ reproducible ⁇ Reproducible microscope microscope can be provided
- the incident energy of the primary electron beam is set to 5 so that the primary electron emission rate is 1 or more.
- the surface of the sample is placed in a regular band, and the surface position distribution is controlled by the shape of the flat plate electrode and sample table placed between the sample surface and the objective lens. Reticle measurement is possible. However, however, an incident beam such as a lenticule coated with lens or soot is applied. For materials with large band changes that depended on the energy level, charging was not completely eliminated.
- a magnetic disk is placed under the objective lens and the electric field control electrode to change the magnetic field distribution generated by the objective lens and to emit electrons generated from the three materials.
- the positively charged sites are neutralized and the charge is further suppressed.
- the magnetic field in the vicinity of the surface of the material changes, and ⁇ . Electrons easily return to the surface of the material.
- the magnetic field distribution on the sample depends on the distribution of the magnetic disk.
- the peak intensity decreases in the magnetic field B r and 'b' of the component in the direction of B z and feed water.
- the intensity reduction of BZ increases the range of m-elements emitted at a low angle close to the horizontal direction of the specimen, especially in the vicinity of the optical axis, and the emission element is increased by Br. It will be easier to return to the price direction.
- the return amount of the emitted electrons may be increased up to 3 times as much as when the magnetic disk is M. It is possible to increase the positive band suppression effect o Optimum return amount and wearing amount
- the power s which is not explicitly stated in the examples, is the power consumption, such as the acceleration voltage or the height of the material to be observed. Changes.
- the change in the convergence condition results in a change in the optical multiplication factor of S E M, resulting in a change in the irradiation region of electrons on the material.
- Built-in simulation 3 Calculate the sample length and the optical multiplication factor from the parametric sensor and the formula for calculating the pre-measured optical magnification and the change in the current value of the objective lens. As a result, the amount of excitation applied to the deflector is changed to control the irradiation area to be constant.
- the magnetic disk is removed.
- the magnetic disk and the change in the insertion position cause a change in the magnetic field and the field.
- Irradiation area is the same regardless of the disk usage conditions by using the parameter table and calculation formula considering the presence / absence of the magnetic disk and the shape position, and the current value of the objective lens. Needless to say, excitation bias control with a certain bias is performed.
- the same technology that can be realized at a very low cost with a simple configuration for reducing power consumption and improving detection efficiency is used. With this, it is possible to reduce the damage caused by high-resolution observation of magnetic samples and the magnetic field of information-bearing materials.In addition, primary electrons and reflected electrons are independently detected. X. It is possible to add X. In addition, high resolution and accurate reproducibility ⁇ reproducibility of a resist sample with a resist applied especially to an insulating material sample becomes possible.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
明 細 書 走査型電子顕微鏡 Meiji book Scanning electron microscope
技術分野 Technical field
本発 明 は 電子顕微鏡 に 関 し 、 特 に 、 例 え ばセ ミ イ ン レ ン ズ型 の 対 物 レ ン ズ の 構成 を 有す る 電子 顕 微鏡 の 改 良 に 関 す る も の で め る 。 さ ら に 、 電子顕微鏡 に お い て 絶縁物試料 を 観察す る 際 に 問題 と な る 帯 の抑制技術 に 関す る も の で 、 特 に 走査型電子顕微鏡 ( S E The present invention relates to an electron microscope, and in particular, to an improvement in an electron microscope having, for example, a semi-lens type object lens configuration. Me In addition, it is related to band suppression technology, which is a problem when observing an insulator sample with an electron microscope.
M ) を 用 い て 、 電子線照射 に よ っ て 電荷が 蓄積 しやすい レ チ ク ル 上 に 構成 さ れ たノ タ ー ン を 安定 し て 測長す る 技術 に 関す る も の で め る ο M) is a technique for stably measuring the length of a note composed on a reticle that easily accumulates charges due to electron beam irradiation. ο
背景技術 Background art
t ' t '
子 微 の 高分解 BE化 、 つ ま 子光 学系 の 収差 を 低減 し 料上 に 電子線 を 収束 さ せた と き の ス ポ シ 径 を 小 さ < す る 手段 の 1 つ と し て 、 対物 レ ン ズ の 主面 を 料 に 近づ け て 攀 点化す る こ と が 効果的 で あ る ο の 合 、 料 を 対物 レ ン ズの 上 下 の磁極 間 に 置 さ ヽ 対物 レ ン ズの 作 る 磁界 中 に 料 を 配置す る ィ ン レ ン ズ 型 の 構成 も し < は ゝ 料 は対物 レ ン ズ の 上 下磁極 の 下側 に 配 す る が 、 積極的 に磁界 を 料 に 漏洩 さ せ る セ ィ ン レ ン ズ型 の構成 を と る と が で さ る ο As one of the means to reduce the diameter of the spot when the electron beam converges on the material by reducing the high resolution BE of the crystal, reducing the aberration of the optical system If it is effective to make the main surface of the objective lens close to the material, it is effective to place the material between the upper and lower magnetic poles of the objective lens. A lens-type structure in which the material is placed in the magnetic field created by the <> is placed under the upper and lower magnetic poles of the objective lens, but the magnetic field is positively charged. Occurrence of leaking cereal lens type
ィ ン レ ン ズ型 で は 料 を 上 下磁極 の ギ ャ y プ に 配置す る た め 対 物 レ ン ズの 磁界 を 効 率 よ < 利 用 で き る 反 面 ム In the lens type, the material is placed in the gap between the upper and lower magnetic poles, so the magnetic field of the object lens can be used more efficiently.
、 料 ( ス テ 一 ジ ) の機構 が制 限 さ れ る た め 大 さ な Β式料 は観察 で き な い o , Because the mechanism of the fee (stage) is limited, a large ceremony fee cannot be observed o
セ ヽ* Se ヽ *
ヽ ィ ン レ ン ズ型 で は 5^料上方 に位置す る 対物 レ ン ズ の 極 の ギ ャ ッ プ カゝ ら 対 物 レ ン ズ の 中 心 軸 上 に 漏 洩 す る 磁界 を 用 い る た め 実効 的 に利用 可能 な磁界強度 に対 し て 対物 レ ン ズ を励磁す る エ ネ ル ギ一の効 率が < な る つ ま り 同 分解 A H匕b化 の た め に 対物 レ ン ズ と 試料 と の 距離 で あ る 作動 距離 ( W D ; W o r k 1 n g ] D Ϊ s t a n C e ) を 小 さ < し た り 、 収束 さ せ る 電子線 の ェ ネ ノレ ギ一を 大 く し た り す る と 、 大 さ な電力 を 消 費す る と に な る 。 消 费 力 が 大 さ < な る と 対物 レ ン ズ を励磁す る ィ ル の 発熱 も 大 < な る た め 、 口 に よ つ て は対物 レ ン ズ の 冷却 装置 が 必要 に な つ てIn the lens type, the magnetic field that leaks on the center axis of the object lens is used from the gap cap of the pole of the objective lens located 5 ^ above the material. Therefore, the energy that excites the objective lens against the magnetic field strength that can be used effectively The working distance (WD; W ork 1 ng) D stan stan C e, which is the distance between the objective lens and the sample, in order to achieve the same resolution AH 匕 b If you decrease <) or increase the energy level of the electron beam to be converged, a large amount of power will be consumed. If the extinction force is <large, the heat generated by the coil that excites the objective lens also increases, so a cooling device for the objective lens is required depending on the mouth.
< る 。 そ の一方で セ ヽヽ, ィ ン レ ン ズ型 は対物 レ ン ズ の 下方 に 間 が 確保 でき る た め 、 ス テ一ジや電子 光学系 と し て 必要 な 電極 の 配 置 な ど が 制 約 を 受 け . に く Vヽ o ま た 、 大 き な 試料 あ :取 り 扱 え る た め 、 半導体 ゥ 工一ハ な ど の 検 装置 に は 普及 し て い る 構成で め る o < On the other hand, since the space between the lens and the lens type can be secured below the objective lens, the arrangement of the electrodes necessary for the stage and the electron optical system is required. Constrained by V. o V or large sample: Can be handled, so it can be widely used in inspection equipment such as semiconductors.
特 開 平 1 0 一 1 0 6 4 6 6 号公報 ( 以 下特許文献 1 と す る ) に は 、 電子光学系 か ら 料側 に漏洩す る 磁界 を 抑制す る た め に 対 物 レ ン ズの 下部磁極片 を 、 気 シ ― ル ド' で覆 レ、 、 対物 レ ン ズの 磁 In Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. Hei 10 1 1 0 6 4 6 6 (hereinafter referred to as Patent Document 1), there is an object lens to suppress the magnetic field leaking from the electron optical system to the material side. Cover the bottom pole piece of the lens with gas shield ', the magnetic lens of the objective lens
が 、 料側 に漏洩 し な い う に構成 さ れ て い る 磁界形対物 レ ン ズ が 説 明 さ れ て レ、 る However, a magnetic field type objective lens that is configured so as not to leak to the charge side is explained.
特 開 2 0 0 6 一 5 4 0 9 4 号公報 (特許文献 2 と す る ) に は 、 セ ミ ィ ン レ ン ズ型 の 対物 レ ン ズ と 料 と の 間 に 所 定 の 大 き さ の 開 口 を 持つ 平板 i極 を 配置 し 、 # In Japanese Patent Publication No. 2 0 0 6 1 5 4 0 94 (referred to as Patent Document 2), there is a predetermined size between the semi-lens type objective lens and the fee. Place a flat i-pole with an opening of #
当 極 に 所 定 の 電圧 を 印加す る こ と で 、 絶縁物 料 の 位勾 配 を低減 し 、 画像 の S / N や コ ン 卜 ラ ス ト を安定化 さ せ る 技術が 明 さ れて い る o 発 明 の 開 示 By applying a predetermined voltage to the pole, the technology that reduces the level gradient of the insulating material and stabilizes the S / N and the contrast of the image has been clarified. O Disclosure of invention
し か し な が ら 、 セ 、 ィ ン レ ン ズ型 の 対物 レ ン ズ を 用 い 、 かつ W However, it uses a lens and lens type objective lens, and W
D を 小 さ < す る と 、 強 い磁界 が 料面上 に 作用 す る た め 、 電子線 を B^,料 に入射 さ せた と に 発生す る 二次電子や反射電子 な ど の ― 次 的 な 電子 は試料 と 対物 レ ン ズ間 で 強レ、収束作用 を 受 け る と い う 欠 点 が あ る 。 磁界 の mis When D is smaller, a strong magnetic field acts on the surface of the material, so B ^, secondary electrons and backscattered electrons generated when the electron beam is incident on the material, etc. The next electron has the shortcoming of being strongly focused and focused between the sample and the objective lens. Magnetic field mis
fea一 を 受 け た電子 は対物 レ ン ズの 中 'し、軸 で あ る 光軸 の周 り に 半径 1 m 程度 の範 囲 で螺旋状 に 上昇 し 、 対物 レ ン ズ の 磁極 を 過 し て 界強度 が 低下 し 始 め る と 、 電子 の 磁界 に よ る 拘 束力 は減少 し て 、 料か ら の 出 射時 の エ ネ ル ギ ー (速度) と 角 度 に }心 じ て 軌道 は発散 し始 め る こ と に な る 。 そ こ で 、 二次電 子 の よ に 出 射時 の ェ ネ ル ギ一が 小 さ い 電子 は 、 二 次 的 な 電子 ( 一次 子及 び反射 子 を含む ) を 対物 レ ン ズ よ り 上方 で検 出す るThe electrons that have received the fea are placed in the objective lens and rise spirally around the optical axis, which is the axis, within a radius of about 1 m. If the field strength begins to decrease after passing through the magnetic pole of the lens, the binding force due to the magnetic field of the electron will decrease, and the energy (velocity) and angle during launch from the material will decrease. At the same time, the orbit will begin to diverge. Therefore, an electron with a small energy at the time of emission like a secondary electron causes a secondary electron (including the primary and reflector) to move upward from the objective lens. Detect with
T T L ( T h r o U g h T : h e し 6 n s ) 方式 に お い て 、 い わ る E X B フ ィ ル タ な ど で軌道 を 変化 さ せ て 高 効 率 に電子検 出器で 捕 す る と い 5 方法 が あ る し か し 、 こ の 方法で はエ ネ ノレ ギー の 小 さ い 電子 を 捕獲す る こ と が で き る反 面 、 エ ネ ル ギ 一 の 大 き い反 射電子 は E X B フ ィ ル タ で軌道 を 変化 さ せ tこ < く 、 対物 レ ン ズ上力 で磁界 強度 が 低下す る と 発散 が よ り 強 く 起 こ っ て 大 き な 角 度 で広 が る た め 、 検 出 38.で の 収量 は し く 減少 し て し ま 5。 In the TTL (Thro U gh T: he then 6 ns) method, the trajectory is changed with an EXB filter or the like, and captured with an electronic detector with high efficiency. There are 5 methods, but this method can capture electrons with low energy, but the largest back-scattered electrons are EXB. When the trajectory is changed with a filter, the divergence occurs more strongly when the magnetic field intensity decreases due to the force on the objective lens, and spreads at a large angle. The yield at detection 38. decreased significantly5.
と ろ で 、 電子顕微鏡 の ァ プ リ ケ ー シ ョ ン と し て は 、 異 な っ た 料表 面 の 情報 を 有す る一次電子 と 反射電子 を 区別 し て 画像化す る こ と も 重要 で あ る そ 、 _ で 、 反射電子 を 検 出す る た め に 、 発散 し た 反 射 i子 を 衝突 さ せて一次電子 を発 生 さ せ る 複数 の 変 換電極 を 対物 レ ン ズ近傍 に配置す る と も 行 な わ れて い る 。 Of course, as an electron microscope application, it is also important to distinguish and image primary electrons and backscattered electrons that have different information on the surface of the surface. In order to detect backscattered electrons at _, a plurality of conversion electrodes that collide the divergent reflected protons to generate primary electrons are placed near the objective lens. It is also done.
し か し 、 反射電子 は広 い角 度分布 を も つ て発散す る た め 、 変換 電極 に 衝突す る 反射 子 は 限 ら れ た 出射角 度 の も の で あ り 、 反射 子 の一次電子 の 換効 率 の 低 さ や変換電極か ら 発 生 し た 二次 電子 を 検 出 に 到 さ せ る 制御 の 難 し さ か ら 実効 的 な検 出 効 率 は 高 < な い However, since the reflected electrons diverge with a wide angular distribution, the reflector that collides with the conversion electrode has a limited emission angle, and the primary electrons of the reflector are The effective detection efficiency is not high due to the low conversion efficiency and the difficulty in controlling the secondary electrons generated from the conversion electrode to the detection.
そ で 、 よ り 検 出 効 率 を 高 < す る 方法 と し て 、 対物 レ ン ズ と 試 料 と の 間 に M c P ( M 1 C r o C h a n n e 1 P l a t e ) や Therefore, as a method of making the detection efficiency higher, it is possible to set M c P (M 1 C ro C h a n n e 1 P l a t e) between the objective lens and the sample.
απ απ
半 導体検 出 な ど薄型 の 子検 出 器 を 配置 し て 反射電子 を 直接検 出 す る こ と ち で さ る と ろ が 、 IU 記 し よ う に W D が 小 さ い場 合 に は 料か ら 発 生す る 子 は磁界 の 存在 に よ り 収束作用 を 受 け て 対物 レ ン ズ側 に 上畀 し 、 料 に 照射す る 一 次電子線 の た め に 電 子検 出 中 心 に け,た 径数 m m の 穴 を is過す る 確率 が < な る た め 却 て 検 出 効率 は低 下 し て い た A thin child detector, such as a semi-conductor detector, is used to detect reflected electrons directly. However, if the WD is small as described in the IU, it is a fee. The child generated from the laser beam is focused on the object lens by the presence of the magnetic field, and is used for the primary electron beam that irradiates the material. At the center of child detection, the probability of passing a hole with a diameter of several millimeters is <and the detection efficiency was reduced.
- の よ つ に 料上 の 磁界 は検 出 効 率 に 大 さ な 影 響 を 与 X. る だ け で な < 磁 情報 を 有す る 式料 を観察す る 合 に あ 磁化 に.変 化 を 与 え る fe 味 で の ダ メ ジ (磁気記録情 報 が 消 去 さ れて し ま う 等 ) ち 問題 と な る 料上 に 強 い磁开 が 作用 し な い 対物 レ ン ズ と し て は 特許文献 1 に 明 さ れ て い る よ 5 な ァ ク 卜 レ ン ズ型 の 磁界 レ ン ズが そ し て 界 の発 生 が M い対物 レ ン ズ と し て は電界 を 用 い た静電 レ ン ズが る 静電 レ ン ズで は レ ン ズ 白 体 に 高電圧 を 印加 す る 必要 が あ り 実現性 と 性能 の観点 か ら は磁界 レ ン ズが 有利 で あ る し か し ァ ク レ ン ズで は実用 的 で な い ほ ど W D を 小 さ < し な けれ ば セ ィ ン レ ン ズ と 同 等 の 分解能 を 得 る と は 難 し < 特 に低加速 圧 で は性 が 顕著 に な る -The magnetic field on the material has a great influence on the detection efficiency. X. Not only is the magnetic field changed to magnetization when observing the formula with magnetic information. This is an objective lens that does not act on the material in question (features such as the magnetic recording information being erased). As described in Patent Document 1, there are five arc-lens type magnetic lenses, and an electric field is used as an objective lens with no field generation. In the case of electrostatic lenses, it is necessary to apply a high voltage to the lens white body, which is advantageous from the viewpoint of feasibility and performance. However, it is difficult to obtain the same resolution as the cereal lens unless the WD is made smaller. It is ing significantly sexual at low acceleration pressure
ま た 電子顕微鏡 に お け る 観察 料 は 多 岐 に わ た る が そ の 中 で 絶 縁物 料 の 観 察 で は 荷 電粒子線 照 射 ! 'こ 伴 う 帯 電 の影 響 に り 、 料表面電位が 荷 m粒子線照射領域 内 で不 均 と な る こ と で生 じ る 電位勾配 に よ り 電粒子線の 軌道 が偏 向 さ れ る ( ビ ム ド' リ フ In addition, there are a wide range of observation fees for electron microscopes, but among them, the observation of isolated materials is charged particle beam irradiation! 'Due to the effect of this electric charge, the trajectory of the particle beam is deviated due to the potential gradient generated when the surface potential of the material becomes uneven within the charged particle beam irradiation region. (Bi-do riff
) ま た 帯電 の 影 m に よ り 次電子放 出 量 が 変化 し て 料本来 の構造が観察 で さ な レ、 と レ、 つ た 障蛮 が発 生す る 特 に 測長 S E ) In addition, the amount of secondary electron emission changes due to the shadow of the charge m, and the original structure of the material cannot be observed.
M に代表 さ れ る 走查型 子顕微鏡 を用 い て レ チ ク ル な ど の 電子 線照射 に よ つ て 電 が 亇貝 しやすい 料上 の パ タ ン を 高 度 で 測長す る の は 困難 で あ る Using a scanning microscope as represented by M, it is possible to measure the pattern on the material that is easily scalloped by the electron beam irradiation of a reticule at a high level. It is difficult
特許文献 2 に説 明 さ れ て い る よ 5 な 走 型 電子顕微鏡 で は ― 次電子放 出 率が 1 以 上 と な る よ う に ―次 電子線 の 入射ェ ネル ギ を 定 し て 料表面 を 正 帯電 の 状 に し 料表面 と 対物 レ ン ズ の 間 に配 id し た 帯 抑 制 用 の 平板 極 よ び 料ム の 形状 に よ つ て 面 位 分布 ' を 制 御 し て 、 レ チ ク ル等 の 測 長 を 可能 に し て レ、 し か し な が ら 特許文献 2 記載 の 技術 は レ チ ク ル観察 に お い て 有効 な 手法 で あ る も の の 、 帯電 の 影 響 を 完全 に 除去す る こ と は 困 難で あ る 。 特 に A E I (A f t e r E t c h I n s p e c t i o n 、 A D I (A f t e r D e v e l o p m e n t I n s p e c t i o n ) と い っ た表 面 に レ ジ ス ト が 塗布 さ れた レ チ ク ル試料- の よ フ な 入射 子線 の ェ ネ ル ギ に 依存 し た 帯 変 化 が 大 き い 料 に 対 し て は 、 安 定 し た 測長再現性 が 得 ら れ な い場合 が あ る 測長精度 の 向 上 の た め に は 、 帯 の 更 な る 抑 制 が 必要 で あ る In the five-stage electron microscope described in Patent Document 2, the charge of the secondary electron beam is determined by specifying the incident energy of the secondary electron beam so that the secondary electron emission rate is 1 or more. The surface distribution is controlled according to the shape of the plate electrode for band suppression and the shape of the material, which has a positively charged surface and is arranged between the surface of the material and the objective lens. However, the technique described in Patent Document 2 is used for reticle observation, while enabling measurement of the size of a chip and the like. Although it is an effective method, it is difficult to completely eliminate the effects of charging. In particular, AEI (After Etch Inspection), ADI (After Development Inspection), and the surface of the reticle with the resist applied to the surface of the reticule- For materials with a large band change depending on energy, stable measurement repeatability may not be obtained.To improve measurement accuracy Need further suppression of the band
本発 明 は 上述 の よ な 技 的背 景 に m み て な さ れ た ち の で あ り 、 セ 、 ィ ン レ ン ズ型 の 対物 レ ン ズ を 備 X. た 電子顕微鏡 の 対物 レ ン ズ の 磁界発 生効率 を 改善 し 、 対物 レ ン ズ の励磁 ィ ル の 消 費 電 力 を 低減す る あ の で あ る さ ら に 荷電 子線照射 に よ る 絶縁物 料 の 帯電 を 抑制す る と で 、 絶縁物 料 を 高 分解能 で 度 、 冉 現性 良 < 観察 可能 な i子顕微鏡 を 供す る の で あ る The present invention was developed from the background of the above-mentioned technical background, and the objective lens of an electron microscope equipped with an X-lens objective lens X. The magnetic field generation efficiency of the lens is improved, the power consumption of the excitation lens of the objective lens is reduced, and the charging of the insulating material due to the charged beam irradiation is suppressed. In this way, we can provide an i-microscope capable of observing insulating materials with high resolution at high resolution.
セ ヽ ィ ン レ ン ズ で は積極的 に磁界 を 料上 に漏洩 さ せ て 、 レ ン ズ主面 を 料 に 近 づ け る た め に 、 対物 レ ン ズ は 料側 に 開 い た 磁極 ギ ャ ク プ (上 極 1 5 と 下磁極 1 6 の 間 の ギ ャ V プ ) を も つ の が 通常 で あ る し か し 、 料 に 照 射す る 一次電子線 を 収束 さ せ る た め の磁界 は 、 最 ち 強 '度 が 強 < な る 磁極 ギ ャ ク プか ら 漏洩 し た 磁界 で あ 、 対物 レ ン ズ t、 In the lens lens, the objective lens is opened to the material side in order to actively leak the magnetic field onto the material and bring the lens main surface closer to the material. It is normal to have a gap (gap between upper pole 15 and lower pole 16), but to converge the primary electron beam that illuminates the material. Is the magnetic field leaked from the magnetic pole group with the strongest strength <the objective lens t ,
中 軸 に一致 し た 光軸上 に 分 し た も の あ る た め 、 極 ギ ャ プ に お け る 磁界 に 比 ベ て 強度 は小 さ < な よ つ て 、 上記 題 を解決す る た め に 、 本発 明 に よ る 電子顕微鏡 で は 、 光軸 上 の磁界 強度 を 增加 さ せ る た め に 、 磁極 ギ ャ ク プ近傍 に 対物 レ ン ズ と は独 立 し た磁性体 円 盤 を 該 円 盤 の 中 心軸 と 光軸 を 一致 さ せ て 配 置す る こ と と し て い.る Since it was divided on the optical axis that coincided with the central axis, the intensity was less than the magnetic field in the pole gap, so the above problem was solved. Therefore, in the electron microscope according to the present invention, in order to increase the magnetic field strength on the optical axis, a magnetic disk that is independent of the objective lens near the magnetic pole gap is used. The center axis of the disk and the optical axis are aligned with each other.
こ の 磁性体 円 盤 は対物 レ ン ズ と の 磁気抵抗 を 大 き < す る た め に 対物 レ ン ズ と は空 間 ( 円 盤 1 8 と 下磁極 1 6 と の 間 の 空 間 ) を Since this magnetic disk increases the magnetoresistance with the objective lens, the objective lens has a space (the space between the disk 18 and the lower magnetic pole 16).
·>- け て 配置す る の よ ラ にす る と 、 磁極 か ら の漏洩磁界 を 性体 円盤 に 導 く こ と が で き 、 m性体 円 盤 が な い 場合 に 空 間 に ハ、、 駄 な·>-If it is placed far away, the leakage magnetic field from the magnetic pole Can be led to the disk, and if there is no m
- 界 を 形成す る よ り も 効 率 よ < 光軸 上 の磁界 強度 を 上 げ る と が で き る 。 な お 、 形状 を 円 盤 と す る の は 、 軸対称 な 対物 レ ン ズ の磁界 を 非対称性 な く 利用 す る た め で あ る -The efficiency of the magnetic field on the optical axis can be increased rather than forming a field. The reason why the shape is a disk is to use the magnetic field of an axisymmetric objective lens without asymmetry.
磁性体 円 盤 を 対物 レ ン ズ に 対 し て 空 間 を設 け て 設 *す る の は 、 To set a magnetic disk with a space for the objective lens *
- 必要以 上 に 強 い磁界 を 導い て磁 飽和 を 起 こ す と を避 け る 必要 性 と 、 本来 は磁性体 円 盤 が な い セ 、 ィ ン レ ン ズ型 の 対物 レ ン ズ と し て 最適 に ix 十 さ れ て い る 特性 を 大 さ < 変化 さ せ る こ と な < 、 光 軸上 の 磁界 強度 を 向 上 さ せ る の に都合 が よ い た め で あ る 特 に 対物 レ ン ズか ら 独 立 さ せ て空 間 で減 し た 磁界 を 磁性体 円 盤内 に 取 り 込 むた め 、 円 盤 の厚 み を 薄 < し て も 磁気飽和 が な < 、 円 盤 の 試料側 の 面 ら 磁界 が 漏洩 し な い た め 、 料上へ の 漏洩磁界 を 遮 蔽す る 効果 が 非常 に 大 き < な る -It is necessary to avoid magnetic saturation by introducing a magnetic field stronger than necessary, as well as a lens-type objective lens that originally has no magnetic disk. This is because it is convenient for improving the magnetic field strength on the optical axis. Since the magnetic field, which is isolated from the lens and reduced in the air, is taken into the magnetic disk, there is no magnetic saturation even if the disk is thin. Since the magnetic field does not leak from the surface of the sample side, the effect of shielding the leakage magnetic field on the material is very large.
こ こ で 、 磁性体 円 盤 に よ る 漏洩磁界 の 遮蔽効果 に よ つ て 、 料 上 に お け る 料法線方 向成分 の磁界 B Z 、 料水 平方 向 成分 の 磁 界 B r の ピ 一 ク 強度 は減少す る が 、 光軸近傍で は B r の 強度 が 増 加す る 。 光軸 近傍で の Β r の 強度増 加 に よ り ヽ 料か ら 放 出 さ れ た電子 (二次 電子 、 反射電子 ) は磁界 を遮蔽 し な い 場合 と 比較 し て よ り 多 く 料方向 に 戻 る 効果が 得 ら れ る Here, due to the shielding effect of the leakage magnetic field by the magnetic disk, the magnetic field BZ of the material normal direction component on the material and the magnetic field B r of the water direction component of the material water Although the intensity of the light decreases, the intensity of Br increases near the optical axis. Electrons (secondary electrons and reflected electrons) emitted from the material by increasing the intensity of Βr in the vicinity of the optical axis are more in the material direction than when the magnetic field is not shielded. The effect of returning to
現状 の測長 s Ε Μ を 用 い た レ チ ク ル の 測長 で は 、 一次 子 の 発 生効 率 を 1 以 上 に し て 、 料表面 を 正帯電 の 状態 に し て 像観察 を 行 う 。 'し た が つ て 、 ¾性体 円 盤 に よ る 磁界遮蔽 の 効果 に つ て ヽ In the measurement of the reticle using the current measurement length s Ε Μ, the image generation is performed with the primary surface generated in a positively charged state with a primary generation efficiency of 1 or more. Yeah. 'Therefore, the effect of the magnetic field shielding by the ¾ body disk is considered.
- 試料 か ら 放 出 さ れ た 電子 の 試料 ノ 、 の 戻 り 量 が 増加 す る と に よ -As the amount of return of the electron emitted from the sample increases,
- 正帯電部 の 帯電 を 抑 制 す る 、 と が で き る 放出 電子 の 戻 り m.お よ び試料上へ の 戻 り 位 置 の 整 は 、 磁性体 円 盤 に 具備 さ れた 電子線 通過 穴径 を 変 更 し て 試料上 の 磁界 強度 分布 を 変化 さ せ る こ と に り 可能 で あ り 、 試料や入射ェ ネ ル ギ 一 の 変化 に対 し て 帯 m が最 も 抑制, さ れ る 条件 に設 定す る と が 可能 で あ る 本 明 に よ れ ば 磁極 ギ ャ -y プ近 に 対物 レ ン ズ と は独 立 し た 磁性体 円 盤 を該 円 盤 の 中 心軸 と 光軸 を ―致 さ せ て 配 し て レ、 る の で 、 例 え ばセ ィ ン レ ン ズ型 の 対物 レ ン ズ を備 た 電子顕微鏡 の 対物 レ ン ズの磁界発 生効 率 を 改春す る と が で き 、 れ に よ て 対物 レ ン ズ の 励磁 コ ィ ル の 消 費 力 を 低減す る と が で き る 加 え て 、 電子顕微鏡 を 用 レヽ た絶縁物観察 に い て 磁性体 円 盤 に よ る 磁界遮蔽 の 効果 に よ つ て 帯電 を 抑制 す る と が で き 、 絶縁物 式 料 を 髙分解能 で 度 、 再現性 良 ぐ 観察 可能 な 子顕微鏡の 供が 可能 と な る 図 面 の 簡単 な 明 -The return of the emitted electrons that can suppress the charging of the positively charged part m. And the alignment of the return position on the sample is the electron beam provided on the magnetic disk. It is possible to change the magnetic field strength distribution on the sample by changing the diameter of the passage hole, and the band m is the most suppressed against changes in the sample and the incident energy. It is possible to set According to the present invention, a magnetic disk that is independent of the objective lens near the magnetic pole gap is placed with the central axis of the disk and the optical axis aligned. Therefore, for example, the magnetic field generation efficiency of the objective lens of an electron microscope equipped with a lens lens type objective lens can be revised, and the objective can be changed accordingly. In addition to being able to reduce the power consumption of the lens excitation coil, it is also possible to observe the insulator using an electron microscope due to the effect of magnetic field shielding by a magnetic disk. Therefore, it is possible to suppress electrification, and it is possible to provide an optical microscope with high resolution and high reproducibility.
図 1 はヽ 本発 明 の 第 1 の 実施形態 に よ る 走 型電子顕微鏡 ( S Figure 1 shows a scanning electron microscope (S) according to the first embodiment of the present invention.
E M ) の該略 図 で め る 図 2 は 、 磁性体 円 盤 の揷抜機構 の構成例 を 示す 図 で あ る 図 3 は 、 第 1 の 実施形態 に け る 光軸上 の磁界 強度 向 上 を 説 明 す る た め の グ ラ フ で あ る 図 4 A は反射 子 の 軌 道 と 丁 T L 方式で 変 換電極 を 用 い て 反射電子 を 検 出 す る 従来 の構 成例 を 示す 図 で あ り 、 図 4 B は反射 子 の 軌道 と T T L 方式で ァ 二 ュ ラ一型 の 検 出 を 用 レ、 て反射電子 を 検 出 す る 従来 の構成例 を 示す 図 で め る 図 5 A は反射 子 の軌道 と 対物 レ ン ズ と 料間 に 配 : し た ァ 二 ュ ラ一型 の 検 出 を 用 い て 反 射電子 を 検 出 す る 従 来 の構成例 を 示 す 図 で り 、 図 5 B は本発 明 の 第 2 の 実施形態 に よ る 、 反射 子 の 軌道 と 、 対物 レ ン ズ と 料 間 に 配 し た ァ 二 ュ ラ 一型 の 検 出 を 用 レヽ て 反射 子 を検 出 す る 方法 を 説 明 す る た め の 図 で あ る 図 6 は 、 第 2 の 実施形態 に け る 料面上 の磁界強度 の 低減効果 を s i 明 す る た め の グ ラ フ で あ る 図 7 は 、 磁性体 円 の 自 動揷抜機能 を 示す ブ 口 ッ ク 図 で め る 図 8 は 、 本発 明 の 第 3 の 実施形態 に よ る 、 一次電子 と 反射電子 の 軌道 と 、 T T L 方式 を 用 レ、 て 反射電子 を 検 出 す る 方法 を 説 明 す る た め の 図 で あ る 図 9 は 本発 明 の 4 の 実施形態 に よ る 構成 を 示す 図 で め る 図 1 0 は 、 本発 明 の 第 5 の 実施形態 に よ る 構成 を 不す 図 で め る 図 1 1 は 磁気遮 蔽作用 に よ る 帯電抑制 の 概念 を 示す図 で あ る 図 1 2 は 、 性体 円 盤有挺ハ、、 で の 式料上磁界分布変化 を 示す図 で あ る 図Figure 2 is a diagram showing an example of the configuration of the magnetic disk punching mechanism.Figure 3 shows the improvement of the magnetic field strength on the optical axis in the first embodiment. Fig. 4A is a graph showing the conventional configuration for detecting backscattered electrons using the reflector trajectory and the conversion electrode using the Ding TL method. Fig. 4B shows an example of a conventional configuration in which reflected electrons are detected using the reflector trajectory and the TTL method with the detection of an optical type. Fig. 6 shows a conventional configuration example in which reflected electrons are detected using the detection of a circular type detector arranged between the reflector's orbit, the objective lens, and the charge. Fig.5B shows the trajectory of the reflector and the type of the circular type arranged between the objective lens and the charge according to the second embodiment of the present invention. Fig. 6, which is a diagram for explaining the method of detecting the reflector using the detection, shows the effect of reducing the magnetic field strength on the material surface in the second embodiment. Fig. 7 is a block diagram showing the automatic cutting function of the magnetic circle, and Fig. 8 is a diagram according to the third embodiment of the present invention. Fig. 9 is a diagram for explaining the orbits of primary electrons and backscattered electrons and how to detect backscattered electrons using the TTL method. Fig. 10 shows the configuration according to the fourth embodiment of the present invention. Fig. 10 shows the configuration according to the fifth embodiment of the present invention. Fig. 11 shows the magnetic shielding. Figure 12 is a diagram showing the concept of charging suppression by occluding action. Figure 12 shows the change in the magnetic field distribution on the formula fee in the case of a natural disk.
1 3 は 磁性体 円 盤 の 穴径変化 に 伴 5 、 B r / B z 、 放 出 子 の 着点位置 、 戻 り 量 の 変 化 を示す図 あ る 。 図 1 4 は ヽ 磁性体 円 盤 の交換機 の 椿成例 を 示す 図 で あ る 発明 を 実施す る た め の 最 良 の 形態 Figure 13 shows the change in the hole diameter of the magnetic disk 5, Br / B z, landing point position of the ejector, and return amount. Fig. 14 is a diagram showing an example of the formation of a magnetic disk switch, the best mode for carrying out the invention
以 下 添付 図 面 を 参 照 し て 、 本発 明 に よ る 実施 ^匕 Refer to the attached drawing below and carry out this invention.
形 に い て 説 明 す る 本発 明 に よ る 実施形態で は 、 セ ミ ィ ン レ ン ズ型 の 対物 レ ンズ を備 た 電子顕微鏡の 対物 レ ン ズ の 界発 生効率 を 改 善 し 、 対物 レ ン ズ の 励 ィ ル の 消 費電力 を 低減す る (第 1 の 題 ) ま た 、 本発 明 に よ る 実施形態 で は ヽ 対物 レ ン ズ を 用 い た 子顕微 鏡の 料 か ら 発 生す る 一次的 な電子 ( 二次電子及 ぴ反射電子 を 含 む ) の検 出 効 率 を 向 上 さ せ る (第 2 の 課題) と と も に 、 料 に 対 物 レ ン ズ か ら 漏洩す る 磁界強度 を 低減す る こ と に よ り 、 界 に つ て 本来 の 特性が 損 な わ れ る こ と が 危惧 さ れ る 料 の観察 を行 う と が 可能 な 電子顕微鏡 を 提供す る (第 3 の 題 ) さ ら に 、 子顕微鏡 を 用 い た 絶縁物観察 に い て 、 磁界 を 遮蔽 し て 界強度 分 を 変化 さ せ る と で得 ら れ る 帯電抑 制 の 効果 に よ つ て ヽ 絶縁 物 料 を 高 分解能 で 度 再現性 良 く 観察 可能 な 子顕微 を 供す る (第 4 の課題 ) In the embodiment according to the present invention described in the form, the field generation efficiency of the objective lens of the electron microscope equipped with the semi-lens type objective lens is improved. The power consumption of the objective lens excitation is reduced (the first topic) .In the embodiment according to the present invention, the cost of the child microscope using the objective lens is reduced. In addition to improving the detection efficiency of primary electrons (including secondary electrons and reflected electrons) generated from these materials (second problem), it is also possible to improve the physical lentices. Electron microscope capable of observing materials where the original characteristics of the field may be impaired by reducing the strength of the magnetic field leaking from (Third title) In addition, in observation of insulators using a child microscope, the magnetic field is shielded and the field strength is When the divided Ru alter the in that Kyosu the I One by ヽ insulator fee degrees reproducibility good rather observable child microscopic in high resolution obtained et been Ru charged curbing effect (fourth problem)
ぐ 第 1 の 実施形 態 > First mode of implementation>
図 1 は 、 本発 明 の 第 1 の 実施形態 に係 る 走 型 i子顕微鏡 ( S Figure 1 shows a traveling i-microscope (S) according to the first embodiment of the present invention.
E Μ ) の該 略 図 を 示す 図 で あ る 本実施形態 で は 半導体 ク ェ 一 な ど の 大型 料 を 対象 と し 、 ク 一 上 の 配線 な ど の 測長や検 查 を行 う 、 一 次電子線 の 工 ネ ル ギ も 数 1 0 0 e V か ら k e V の低加逮 子 た め の 成 を 用 い て レ、 る た だ し 様 の構成 を 用 い る 子顕微 で あ れ ば加 速 *圧 が 大 # < て あ 適用 が 可能 で る と は 口 5 ま で あ な い In this embodiment, which is a diagram showing the schematic diagram of (E), the measurement and inspection of the wiring on the top of the wire is performed for large materials such as semiconductor wafers. The secondary electron beam energy is also from a number of 100 eV to ke V. If you are a child who uses the composition for low-cost arrest of children, but the child is microscopic, the acceleration * pressure is large # < 5
本 実施形態 の 子顕微鏡 は真空容 1 、 料 2 よ ぴ対物 レ ンズ 3 で構成 さ れ 、 こ れ ら の 内 部 は真空 ポ ン プ 4 に よ つ て 髙真空 か ら 高真空 の レベル に真空排気 さ れ た環 で あ る o The child microscope of this embodiment is composed of a vacuum volume 1, a material 2 and an objective lens 3, and these internal parts are vacuumed from a vacuum level to a high vacuum level by a vacuum pump 4. O is an exhausted ring
on on
図 1 に い て 子 顕微鏡 は 、 真空容 1 中 に は電子源 5 と 電 子源 5 か ら一次 子線 6 を 放 出 さ せ 、 該 子線 を 拡大 、 縮小す る 一群 の 静電 レ ン ズ よ び 界 レ ン ズか ら な る レ ン ズ群 7 と ヽ 電子 線 を uよ料 8 上 で走 す る た め の 界型 も し < は 静電型 の 偏 向 9 と 、 料 8 か ら 発生 し た一次的 な 子 の軌道 1 0 を 変化 さ せ る た め の E X B フ ィ ノレ タ : 1 : 1 お よ び該ニ二次的 な 電子 を 増倍 し 、 S Ε Μ ί を形成す る の に 十分 な ®気信号 を 得 る た め の 電子検 出器 1 2 か ら 成 る T T し 方式 の検 出 系 、 そ の他 に も 電子線 の 軌道や形状 を捕正 す る た め の 手段 を備 X. て い る o In FIG. 1, the microscope has a group of electrostatic lenses that expand and contract the electron beam 5 and the electron beam 5 from the electron source 5 and the electron source 5 in the vacuum chamber 1. The field group for running the lens group 7 and the electron beam on the material 8 and the field lens <<is the electrostatic polarization 9 and the material 8 EXB filter for changing the orbit of the primary child generated from the laser: 1: 1 and the secondary electron are multiplied, and S Ε ί is TT detector type detection system consisting of an electron detector 12 for obtaining a sufficient air signal to form, and also the trajectory and shape of the electron beam are corrected. Have a means to do this X. o
料 2 内 に は 、 料 8 を保持 よ ぴ移動 さ せ る た め の一軸 以 上 の ス テ一ジ 1 3 が 搭載 さ れて レ、 る ο In the charge 2, a stage 1 3 with more than one axis for holding and moving the charge 8 is mounted.
対物 レ ン ズ 3 は 、 本発 明 が最 あ 効 果 的 に作用 す る セ ヽ ィ ン レ ン ズ型 の 界 レ ン ズで あ る 対物 レ ン ズ 3 の 內 部 に は磁界 の励磁用 コ ィ ル 1 4 を 備 え る o セ 、ヽ ィ ン レ ン ズ は上 極 1 5 と 下磁極 1 6 の ギ ャ プ 1 7 か ら 空 間 に漏洩す る 磁界 を積極的 に 料 8 に 作用 さ せ て 、 高 い 分解能 を 実現で さ る 形態 で あ る が 、 実 際 に一次 電子 線 に 作用 す る 磁界 は該 ギ ャ ッ プ 1 7 か ら 光軸 上 に漏洩 し て き た も の で め る た め 、 励磁 コ ィ ル 1 4 の 電力 の利用 効 率が 低い >- の た め 、 性体 円 盤 1 8 を 対物 レ ン ズ 3 と 料 8 の 間 に 配 し て 、 料 8 へ の漏洩磁界 を 効 率 よ ぐ 遮蔽す る よ に し て い る ο ま た 、 性体 円 盤 1 8 は揷抜機 4 8 に よ つ て 挿抜可 と な つ て ね 、 取 り た い 信 号 の 種 類や試 料 の 種類等 に よ っ て 円 盤 1 8 を 使用 し た り し な か つ た り す る と が で さ る Objective lens 3 is a lens lens type field lens that works most effectively with the present invention.The objective lens 3 is used for exciting a magnetic field in the upper part of objective lens 3. The coil 14 is equipped with a coil 14 that positively charges the magnetic field leaking from the gap 17 of the upper pole 15 and lower pole 16 into the air. In this form, a high resolution can be realized, but the magnetic field actually acting on the primary electron beam has leaked from the gap 17 onto the optical axis. Therefore, the efficiency of using the power of the excitation coil 14 is low>-. Therefore, the sex disk 1 8 is placed between the objective lens 3 and the fee 8, and the fee is reduced. O The leakage magnetic field to 8 is shielded more efficiently ο, and the body disk 1 8 can be inserted and removed by the punching machine 4 8. Depending on the type of signal and the type of sample, the disc 1 8 may be used. If you do not know what to do
な お 、 図 1 に 明 さ れ る よ に 、 セ ヽ, ィ ン レ ン ズ型対物 レ ン ズ の レ ン ズ ギ ャ プの 下部 に 、 磁性体 円 盤 1 8 を配置可能 に 構成す る と に よ つ て 、 セ ヽ ィ ン レ ン ズ型 の 対物 レ ン ズ に よ つ て あ た ら さ れ る 高 分解能 を 受 し つつ 、 料 に 対す る 磁場漏洩 を 抑 制 す る こ と が 可能 と な る 図 1 に 図 示す る よ に 、 電子線 の 通過 開 P を 持 磁性体 円 盤 を 配置 す る と 、 磁性体 円 盤 は 実質的 に 対物 レ ン ズ の - As shown in Fig. 1, the magnetic disk 18 can be arranged at the bottom of the lens group of the lens and lens type objective lens. As a result, it is possible to suppress the magnetic field leakage to the material while receiving the high resolution provided by the C-lens type objective lens. As shown in Fig. 1, when a magnetic disk with an electron beam passing open P is placed, the magnetic disk is substantially the same as the objective lens-
3 磁路 の一部 を形成す る と に な る こ れ に つ て 、 上磁極3 The upper magnetic pole is formed as a part of the magnetic path.
1 5 の 光軸側先端 と 、 性体 円 盤 1 8 の 光軸側先端 と の 間 の レ ン ズギ ャ V プか ら 漏洩す る 場 が 、 電子線 に 対す る レ ン ズ作用 を 持 ち 、 そ の レ ン ズ主面 (最大磁束密 度 を 示す個 所 ) は 、 上 極 1 5 と 磁性体 円 盤 1 8 と の 間 の ほ ぼ 中 心 に形成 さ れ る The field leaking from the lens gap V between the optical axis end of 15 and the optical axis end of the sexoid disk 18 has a lens action on the electron beam. That is, the lens main surface (where the maximum magnetic flux density is shown) is formed almost at the center between the upper pole 15 and the magnetic disk 18.
の よ な 構成 に よ れ ば 、 ァ ク レ ン ズ下 に fe性体 を 配 idす る ナ曰 According to the configuration like this, the fe sexual body is placed under the lens.
合 と 比 し て 、 レ ン ズ主面 を 料側 に 近づ け る こ と が で さ る た め 、 実効 的 な レ ン ズ主面 と 料間 の 距離 の 増加 を 最小限 に 抑 え る と が で る 単 に 場漏洩 を抑制 す る と い う だ け で は な < 、 磁 性体 円 盤 に 、 磁路 の一部 と し て の働 さ を 持 たせ る こ と で レ ン ズ 主面 を 料 に 近接 さ せつ つ 、 料 に対す る 磁場 の 漏洩 を 抑 制 す る こ と が 可能 に な る Compared to this, it is possible to bring the lens main surface closer to the fee side, so the increase in the effective distance between the lens main surface and the fee is minimized. It is not just to suppress the field leakage <, and it is possible to make the magnetic disk function as a part of the magnetic path. It is possible to suppress the leakage of the magnetic field to the material while bringing the main surface close to the material.
図 2 は 、 磁性体 円 盤 1 8 の 揷抜機構 の構成例 を 明 す る た め の 図 で あ る 図 2 A は 料 2 側面 か ら 磁性体 円 盤 1 8 を 後 に移 動 し て 揷抜す る 機構 で あ り 、 図 2 B は 料 2 上 面 か ら 磁性体 円 Fig. 2 is a diagram for explaining the configuration example of the punching mechanism of the magnetic disk 1 8. Fig. 2 A shows the magnetic disk 1 8 moved from the side of the material 2 to the rear. Fig. 2B shows a magnetic circle from the top of the material 2
8 ·>- 盤 1 を 、 回 転軸 4 5 を 中 心 と し て 回 転 さ せ る と で揷抜 を 行 な う 機構 で あ 8 ·>-A mechanism for punching by rotating the panel 1 with the rotating shaft 4 5 as the center.
図 2 A に お レ、 て 、 磁性体 円 盤 1 8 は 、 支持棒 4 1 に よ つ て 保持 さ れ 真空 封 じ 用 の ベ 一ズ 4 2 と フ ラ ン ジ 4 3 を 介 し て V 二 ァ ァ ク チ ュ ェ一タ 4 4 に 接 m さ れ て い る ジ 二 ァ ァ ク チ ュ ェ一タ 一 As shown in FIG. 2A, the magnetic disk 18 is held by a support bar 41 and is sealed via a vacuum sealing base 4 2 and a flange 4 3. Double tuner 4 1
4 4 は 、 源や移動 距離測 疋 ¾δ= を含む揷抜制御 3K 4 9 に よ つ て 支持 4 1 の所定距離 の 駆動 を 行 4 4 is based on the 3K 4 9 with the sweep control including the source and travel distance measurement ¾δ = Support 4 1 is driven for a predetermined distance
ま た 図 2 B に い て 磁性体 円 盤 1 8 は 回 転軸 4 5 に 接 さ れ た 支持棒 4 1 に て 保持 さ れ 真空封 じ 用 の フ ラ ン ジ 4 6 を介 し て モ タ 4 7 に接 さ れ て い る モ タ 4 7 は挿抜制 御装置 Further, in FIG. 2B, the magnetic disk 18 is held by a support rod 41 that is in contact with a rotating shaft 45, and is connected via a vacuum sealing flange 46. The motor 47 connected to the motor 47 is an insertion / extraction control device.
4 9 に よ つ て 所定角 度 の 回 転 を 行な 4 Use 9 to rotate the specified angle.
れ ら 2 の 揷抜機構 は い ずれ 対物 レ ン ズ 3 の 中 心軸 と 磁 性体 円 盤 1 8 の 中 心軸 が ―致す る 揷入位置 と 該対物 レ ン ズ 3 領域 外 の 退避位 と の 間 で磁性体 円 盤 1 8 を 移動 さ せ る の で あ る The removal mechanism of these 2 is the same as the insertion position where the center axis of the objective lens 3 and the center axis of the magnetic disk 18 are aligned, and the retracted position outside the objective lens 3 area. The magnetic disk 1 8 is moved between
な 対物 レ ン ズ の 上磁極 1 5 近辺 に は ァ 二 ュ ラ 型 の 子検 出 器 1 9 を 配置 し.て あ る Near the upper magnetic pole 15 of the objective lens, an optical-type child detector 19 is placed.
図 3 は 磁性体 円 盤 1 8 を 対物 レ ン ズ 3 と 料 8 と の 間 に配置 し た 場合 の効果 を 明 す る た め の 図 で あ る 図 3 は 界 の 励磁 を 定値 と し て 中 心 穴径 を 変化 さ せた と 含 の 光軸 上 で の磁界 度 最大値 の 変化で あ る な お 図 中 磁性体 円 1 8 が な い と さ の 磁界 強 度 の最大値 を 1 0 0 % と し た 中 心穴径 が 小 さ < 外径 が 大 さ レ、 方 が磁界強度 は增 加 し の 例 で は 力 を 1 / 3 以下 に低 減可能 で あ る ま た 本実施形 の +磁極 の ギ ャ V プ の 外径 は 2 5 m m で あ る た め 該磁性体 円 盤 1 8 は 下磁極 の 内 径 ( ギ ャ V プの 外径 ) よ り 大 さ ぐ し て 下 極 と ォ ラ プす る 形状 と す る の が 効 率的 で あ る Fig. 3 is a diagram for demonstrating the effect when the magnetic disk 1 8 is placed between the objective lens 3 and the material 8. Fig. 3 shows the field excitation as a constant value. The maximum value of the magnetic field strength on the optical axis is changed when the center hole diameter is changed. The maximum value of the magnetic field strength when there is no magnetic circle 1 8 is 10 In the example where the diameter of the center hole at 0% is smaller <the outer diameter is larger, and the magnetic field strength is increased, the force can be reduced to 1/3 or less. Since the outer diameter of the + V gap of the magnetic pole of the magnetic pole is 25 mm, the magnetic disk 18 is lower than the inner diameter of the lower magnetic pole (the outer diameter of the gap V). It is efficient to create a shape that overlaps with the pole
図 2 を 用 い て 説 明 j し た よ う に 磁性体 円 盤 1 8 は 揷抜 可 能 な た め 、 対物 レ ン ズ 3 外 に 円 盤 1 8 を 抜 け ばセ ィ ン レ ン ズ の 特性 を 最大 限 に 生 か し た 高 分解能観察 が 行 え 揷入すれ ば若干 の 分解能低下 は あ る が 依然 と し て 高 分解 能 で低消 費電力 で の 観察 が 可能 で あ る な 本実施形態 に お い て 対物 レ ン ズ の W D = 3 m 該 磁性体 円 盤 1 8 と 料 8 と の 距離が 1 5 m m の と さ の 分解能 ( 次 子線 の 式料上 で の ス ポ ッ 卜 径 ) 劣化 は 1 7 n m が 2 3 n に な る 程度 と な る と が 確 さ れ て い る < 第 2 の 実施形態 > As explained with reference to Fig. 2, the magnetic disc 1 8 can be pulled out, so if the disc 1 8 is pulled out of the objective lens 3, the lens is attached. If high resolution observation that makes the best use of the characteristics of the image can be performed, the resolution will be slightly reduced, but it will still be possible to observe with high resolution and low power consumption. In the embodiment, WD of the objective lens = 3 m. Resolution with a distance of 15 mm between the magnetic disk 18 and the material 8 (the spot on the formula of the secondary wire) (Diameter) Degradation has been confirmed to be about 17 nm to 23 n <Second embodiment>
第 2 の 実 施 形 態 に 、 て は 図 5 B 及 び 図 6 を 用 レヽ て 説 明 す る 力: 理解 を容易 にす る た め に 刖 提 と な る 技術 に つ い て ま ず説 明 す る こ と と す る The ability to explain the second implementation form using Figure 5B and Figure 6: A brief introduction to the technologies that will be offered to facilitate understanding. To be clarified
図 4 は 、 ―般的 な T T L 方式の 検 出 系 の 例 を 示 す図 で あ る 。 ナこ だ し 図 4 で はヽ 明 に必要 な 部分 し 力 図 示 し て い な い こ と に 注 意 さ れ た い Figure 4 shows an example of a common TTL detection system. Note that in Fig. 4, the partial force required for clarification is not shown.
図 4 A に示 さ れ る よ に 、 電チ顕微鏡 の 髙 分解能化 の た め に は As shown in Fig. 4A, in order to increase the resolution of the electric microscope,
W D を 数 m m と す る 必要が め る た め 、 E X B フ ィ ル タ 1 1 や電子検 出 器 1 2 を 上磁 : 極 1 5 の 上 方 に 配置 す る の が 一 般 的 で あ る 。 ま 試料か ら 出 射す る ェ ネ ル ギ一の 小 さ い 二次電子 は E x B フ ィ ル タ 1Since it is necessary to set the WD to several millimeters, it is common to place the EXB filter 11 and the electronic detector 1 2 above the upper magnetic pole: pole 15. . The smallest secondary electron that emerges from the sample is the E x B filter 1
1 を 用 い て 検 出器 1 2 に 効 率 よ く 導 く こ と 力 S で き る 。 1 can be used to efficiently introduce the detector 1 2 to the detector 1 2.
し か し 、 工ネ ル ギ の 大 さ い反射電子 は 、 上磁極 1 5 と 試料 8 と の 間 の磁界 が 強 い 領域 で は磁界 に ト ラ ッ プ さ れ 、 螺旋状 に上昇 す る 状態 2 0 と な る そ し て 、 反射電子 は 、 上磁極 1 5 の 上方 で 磁界 が 弱 < な る 領域 で は磁界 に よ る 束縛 を 逃れ 、 試料 8 か ら 出 射 し た と の 角 度 と 度 に 応 じ て 、 破線で示 し た 一 群 の 軌道 2 1 の よ う に 発散す る の た め E x B フ ィ ル タ 1 1 に入射す る も の は 試料 8 か ら 高角 度 に 出 射 し た反射電子 の 中 で も 比較的 エ ネ ル ギ ー の'低い も の に 限 ら れ る However, the large backscattered electrons of the work are trapped by the magnetic field in the region where the magnetic field between the upper magnetic pole 15 and the sample 8 is strong, and rise in a spiral shape. The angle of the reflected electrons from the sample 8 escapes from the binding due to the magnetic field in the region where the magnetic field is weaker than the upper magnetic pole 15 above the upper magnetic pole 15. Depending on the angle, since it diverges like a group of orbitals 21 shown by the broken line, the incident light to the Ex B filter 11 is at a high angle from the sample 8 Of the backscattered electrons that are emitted, they are limited to those with relatively low energy
>- れ ら の 反射 子 は 、 上方変換 極 2 3 に よ っ て 図 中 の 実線 で 示 し た一次電子 2 2 に 変換 さ れ、 E X B フ ィ ル タ 1 1 の 作用 に よ り 検 出 ¾5 1 2 で検 出 さ れ る ま た 、 発 散 し た 軌道 を も つ反射電子 を 二次 子 2 4 や 2 5 に 変換す る た め に は 、 下方変換電極 2 6 を 用 い た り す る が 、 こ の 下方変換亀極 2 6 に衝突す る 反射電子 の 範囲 >-These reflectors are converted to primary electrons 2 2 indicated by the solid line in the figure by the upper conversion pole 2 3 and detected by the action of the EXB filter 1 1 ¾5 In order to convert the backscattered electrons detected by 1 2 and having a diverging orbit into secondary elements 2 4 and 2 5, the lower conversion electrode 2 6 can be used. However, the range of backscattered electrons that collide with this downward-converting kame pole 26
- も 限定 さ れ る と 、 変換効 率や変換 し た 二次電子 の 取 り 込 み効 率が 十 分 と は い な い -Is also limited, the conversion efficiency and the uptake efficiency of the converted secondary electrons are not sufficient.
ま た 、 図 4 B の う に Τ Τ L 方式の 検 出器 と し て ァ ニ ユ ラ一型 検 出器 2 7 を 用 い A で 、 上記 と じ 理 由 に よ り 、 検 出 に 入射す る 反射 子 は 、 そ の ェ ネ ル ギ 一 と 出 射 角 度 が 限 ら れた あ の と な る の た め 検 出 で さ る 子 が あ つ 式料 の 表 面情報 の 多様 さ が 十分 と は い え な い ま た 、 中 心 に一 次電子線 が 通過す る た め の 穴 が あ る た め 、 軌道 が 発 散せず に 上昇す る ―次電子 の検 出 効 率 が 低 下す る In addition, as shown in Fig. 4B, as a Τ Τ L-type detector, a cannula type is used. For detector A, using the detector 27, for the same reason as above, the reflector incident on the detector has a limited energy and emission angle. Therefore, there is not enough diversity in the surface information of the formula fee, and there is a hole through which the primary electron beam passes in the center. As a result, orbits rise without divergence-the efficiency of detecting secondary electrons decreases.
ま た 、 図 5 A に示 さ れ る よ う に 、 ァ 二 ュ ラ 一型検 出 SB. 2 8 を 対 物 レ ン ズ 3 と 料 8 の 間 に 配置す る と も 考 え ら れ る の よ 5 な 構成 を探 る こ と に よ り 、 反射 子 取 り 込 み の 立体角 を 大 さ < で さ 、 検 出効 率 を 向 上す る と が で ぎ る つ ま り 、 W D が 大 < 、 一次 i子 を 収 す る た め の磁界強度 が 小 さ い 場合や 、 磁界 が 料 側 に あ ま り 漏れ な い ァ ゥ 卜 レ ン ズ型 の 対物 レ ン ズの 場合 に は 、 反 射電子 が 界 に 束縛 さ れ に ぐ < 、 料か ら 出 射 し て も 広 い 角 度 に 発散す る た め 電子検 出 2 8 の 中 心 穴 を 抜 け る 確率が小 さ < な る の で 、 ―次 i子 の 検 出 効率 は非常 に 高 < な る In addition, as shown in Figure 5A, it may be possible to place the fulcrum type detection SB. 28 between the opposite lens 3 and the fee 8. By exploring these five configurations, it is possible to increase the solid angle of reflector incorporation to improve the detection efficiency and thus improve the detection efficiency. If the magnetic field strength is small enough to accommodate the primary i-element, or if it is a lens-type objective lens that does not leak because the magnetic field is on the charge side, As the backscattered electrons are bound to the field, they diverge at a wide angle even if they are emitted from the material, so the probability that the center hole of the electron detection 28 will be removed is small. Therefore, the detection efficiency of the next i-th child is very high.
し か し な が ら 図 5 A の よ う な構成 を 採 つ た と し て も 、 セ ヽ ィ ン レ ン ズ型 で は 料近傍 で の磁界強度 は大 き < 、 髙分解能化 の た め に W D を 小 さ < - す る と 磁界強度 は增す の た め ヽ 反射 子 も 磁場で 光軸周 辺 に 束縛 、 収束 さ れ る 軌道 2 9 と な り 、 電子検 出 However, even if the configuration as shown in Fig. 5A is adopted, the strength of the magnetic field in the vicinity of the material is large in the series lens type, so that high resolution is achieved. If the WD is reduced <-, the magnetic field strength increases. Therefore, the reflector is also bound to the periphery of the optical axis by the magnetic field and becomes a converged orbit 29, which is detected electronically.
2 8 の 中 心 穴 を 抜 け やす ぐ な て 、 一次電子 の 検 出効率 は低下す ス そ で 、 次電子 の 検 出 効率 の 向 上 の た め 、 磁性体 円 盤 を 用 い て試料 か ら 出射 し た反射電子 が 収柬 し な い 程 に 、 料近傍 の 磁 界強度 を 弱 め る こ と が 考 ら れ る As soon as the center hole of 2 8 is easily removed, the detection efficiency of the primary electrons decreases, so that the detection efficiency of the secondary electrons can be improved. It is considered that the magnetic field strength in the vicinity of the material is weakened so that the reflected electrons emitted from the surface do not converge.
図 5 B はヽ 第 2 の 施形態 の構成 を 示す 図 で あ つ て 図 4 及び 図 5 A の T T し 検 出 系 に よ つ て 生 じ る 欠 点 を 解決す る た め の 構成 を示す 図 で あ る つ ま り 、 図 5 B は 、 磁性体 円 盤 1 8 を 用 レ、 て 料か ら 出射 し た 反射電子 が 収束 し な い 程度 に 料近傍の磁界強度 を 弱 め る た め の構成 を 説 明 す る た め の 図 で あ る Fig. 5B is a diagram showing the configuration of the second embodiment, and shows the configuration for solving the deficiencies caused by the TT detection system in Fig. 4 and Fig. 5A. In other words, Fig. 5B shows the magnetic field intensity in the vicinity of the material so that the reflected electrons emitted from the material do not converge using the magnetic disk 18. It is a figure for explaining the configuration to weaken
本実施形態 で は 図 5 B に 示 さ れ る よ う に 、 対物 レ ン ズ 3 と 料 8 の 間 に磁性体 円 盤 1 8 と 電子検 出 3 1 を 配 id. し 、 か つ電子 検 出 3 1 の 対物 レ ン ズ側 の 面 を磁性体 円 盤 1 8 と し て レヽ る 電 子検 出 3 1 は M C P 半導体検 出 の よ う に 厚み が 薄 く 、 W D が 小 さ < でき る 構成 を 用 いれ ば よ い ま た 、 磁性体 円 盤 1 8 は 、 鉄一 ニ ッ ケ ル合金 の よ う に初透磁率 の 大 き い 高 透磁率材料 を 用 !ヽ と で る そ し て 、 磁界 を該磁性体 円 盤 内 に誘導す る こ と に よ り 磁性体 円 盤 1 8 と 料 8 の 間 の 磁界 を 低減 し て い る 。 In this embodiment, as shown in FIG. 5B, a magnetic disk 18 and an electronic detection 3 1 are arranged between the objective lens 3 and the material 8 and the electronic detection is performed. Electron detection 3 1 with the objective lens side surface of output 31 as the magnetic disk 18 is thin and the WD can be smaller than MCP semiconductor detection. The magnetic disk 18 should be made of a high magnetic permeability material with a large initial permeability, such as iron-nickel alloy! The magnetic field between the magnetic disk 18 and the material 8 is reduced by inducing the magnetic field into the magnetic disk.
従 つ て 、 図 5 B の 構成 に よ れ ば 、 反射電子 の 一群の 軌道 3 2 は 磁界 に よ る 収束作用 を 受 け な い の で 、 反射電子 は 料 8 力 ら の 出 射時 の 角 度 を 保持 し た ま ま 広 が 、 検 出 1 に衝突す る 。 よ つ て 、 中 心 穴 を 抜 け て い た 電子 あ 捕獲 で さ る の で 、 反射電子 の検 出 効 率 が 向 上す る そ れ に加 え て T T L 方式で E X B フ イ ノレ タ と : f 出 を 追加 し て 一 次 電子 の検 出 を 行 え ば 、 反射電子 と 二次 電子各 々 の信 号 を 独 立 し て得 る と が 可能 と な る 。 Therefore, according to the configuration shown in Fig. 5B, the orbits 32 of the group of reflected electrons are not affected by the convergence of the magnetic field, so the reflected electrons are at the angle at which the power 8 is emitted. While keeping the degree, Hiro collides with detection 1. Therefore, since the electron that had been removed from the center hole is captured, the detection efficiency of backscattered electrons is improved, and in addition to the EXB filter using the TTL method: If the detection of primary electrons is performed by adding f outputs, it is possible to obtain the signals of the reflected electrons and the secondary electrons independently.
ま た 、 セ ヽへ ィ ン レ ン ズ型の 対物 レ ン ズで は 、 低ァ ン グル で放 出 さ れ る 反射電子 ( 対物 レ ン ズ の 電子線通過 穴以外 に 向 力 う 反射電 子 で あ つ て 、 対物 レ ン ズ に衝突す る よ 5 な軌道 を 通過す る 反射電 子 ) は 、 先述 の よ う に 対物 レ ン ズ の 集 束作用 を 受 け て 、 対物 レ ン ズ を 通過す る 軌道 を 通 る た め 、 高 ァ ン グル で放 出 さ れ る 反 射電子 In addition, in a semi-lens type objective lens, the reflected electrons emitted in a low angle (reflected electrons directed to other than the electron beam passage hole of the objective lens) are emitted. (Reflected electrons passing through five orbits that collide with the objective lens) are subjected to the bundling action of the objective lens as described above, and the objective lens is moved. Reflective electrons emitted at high angles because they pass through the trajectory.
(対物 レ ン ズ の 子線通過穴 に 向 か て 放 出 さ れ る 反射電子 ) と 低 ァ ン グル で放 出 さ れ る 反射電子 の 弁別検 出 が 困難で あ っ た が 、 検 出器 3 1 が RX け ら れ た磁性体 円 盤 1 8 を 抜 差 し可能 と す る と に つ て 、 高 ァ ン グル の反射電子 と 、 低 ァ ン グル の 反射電子 を 弁 別 し て 検 出 し た . V 、 、 或 Vヽ は - - 方 を 選 択 的 i 険 出 し た い 場合 に 図 5 B に 図 示す る よ 5 に 、 磁性体 円 盤 1 8 を 、 対物 レ ン ズ 3 の レ ン ズ ギ ャ V プ を 覆 う う に配置 し 、 高 分解能測 定 を 優先 し た い 場 合 は、 磁性体 円 盤 1 8 を 離脱 さ せ る こ と で 、 実効 的 な レ ン ズ主面 を 試料表面 に 近づ け る よ う にす る と 良 い 。 It was difficult to discriminate detection of backscattered electrons emitted at low angle with (electron reflected electrons emitted toward the objective lens through-hole). 3 When the magnetic disk 18 with RX 1 can be inserted / removed, it is detected by discriminating between high-angle backscattered electrons and low-angle backscattered electrons. V,, or V ヽ is--If you want to select the direction selectively, as shown in Fig. 5B, the magnetic disk 1 8 is inserted into the objective lens 3 as shown in Fig. 5B. If you want to give priority to high-resolution measurement by placing it over the lens gap V In this case, it is better to make the effective lens main surface closer to the sample surface by removing the magnetic disk 18.
図 6 は 、 第 2 の 実施形態 に よ る 磁界 強度 の 低減効 果 を 説 明 す る た め の 図 で あ る な お 、 図 6 は 、 磁界 の 励磁 を 一次 電子 の試料上 へ の 収 柬条件 と し 、 中 心 穴径 を 変化 さ せ た と き の試料表面上 の 磁 界 強 度 最 大 値 の 変 ィヒ を 示 し て 、 る 。 B z は 試 料 に 垂 直 な 磁界 成 分 、 Fig. 6 is a diagram for explaining the effect of reducing the magnetic field strength according to the second embodiment. Fig. 6 shows the excitation of the magnetic field on the sample of the primary electrons. As a condition, the change in the maximum value of the magnetic field strength on the sample surface when the diameter of the center hole is changed is shown. B z is the magnetic field component perpendicular to the sample,
B r は 料 に 平行 な 磁界成分 で あ る 。 ま た 、 図 6 で は 、 磁性体 円 盤 1 8 が な い と き の 磁界 強度 の 最大値 を 1 0 0 % と し た B r is the magnetic field component parallel to the material. In addition, in Fig. 6, the maximum value of the magnetic field strength without the magnetic disk 18 was set to 100%.
図 6 か ら 分 力、 る よ う に 、 中 心 穴径 が 小 さ け れ ば磁界強度 は 低 減 で さ 、 の 例 で は 実用 的 な 中 心 穴径 で 1 / 2 0 以 下 に低減可能 で あ >· As shown in Fig. 6, the magnetic field strength can be reduced if the center hole diameter is reduced. In this example, the center hole diameter is reduced to less than 1/20. It is possible>
る 、 _ の と き 、 本実施形態 で の 磁界 強度 は B z で 0 . 0 0 4 T In this embodiment, the magnetic field strength in this embodiment is B 0.
( テ ス ラ ) 、 B r で 0 . 0 0 5 T (テ ス ラ ) 程度 に 小 さ く で き る 。 よ つ て 、 性体 を試料 と し た場合で も 試料上 の 磁界 の 乱れ が小 さ い た めヽ 一次電子線 の ス ポ ッ ト 形状 の 変化 が な い 高 分解能観察 が 可能 で あ り ゝ さ ら に磁化情報 を 有す る 素子や媒体 を試料 と し て も ダ メ 一ジ の 少 な い観察 が 可能 に な る 。 (Tester), Br can be reduced to about 0.05 5 T (Tester). Therefore, even when a sex specimen is used as a sample, the disturbance of the magnetic field on the sample is small, so high-resolution observation without changing the spot shape of the primary electron beam is possible. Furthermore, even if an element or medium having magnetization information is used as a sample, observation with less damage can be performed.
な ね 、 磁性体 を 試料 と し な い場合 に は磁性体 円 盤 1 8 を揷入せ ず に 高分解能観察 を 行 い 、 磁性体 を 試料 と す る 場合 に の み磁性体 円 盤 1 8 を揷入す る こ と も で き る 。 こ の磁性体 円 盤 1 8 を 揷抜す る た め の機構 は 、 図 2 に 不 し た も の と 同 様 な の で 、 こ こ で の 明 は省略す る When a magnetic material is not used as a sample, high-resolution observation is performed without inserting a magnetic material disk 18, and only when a magnetic material is used as a sample, the magnetic material disk 1 8 is used. You can also purchase. The mechanism for punching out the magnetic disk 18 is the same as that shown in Fig. 2, so the explanation here is omitted.
ま た 、 料 の 種類 を 自 動 的 に判別 す る 手段 を 具備すれ ば、 磁性 体 円 盤 1 8 を S 動 的 に 挿抜 す る よ う に す る こ と も で き 図 7 は 、 料 の 種類 に J心 じ て 磁性体 円 盤 を 自 動 的 に 揷抜す る た め の構成 を 示すプ ク ク 図 で あ る 。 In addition, if a means for automatically discriminating the type of material is provided, the magnetic disk 18 can be inserted / removed dynamically as shown in FIG. This is a diagram showing a configuration for automatically cutting a magnetic disk according to type J.
図 7 に お レ、 て 、 磁性体 円 盤 1 8 を 自 動 的 に揷抜す る 構成 は 、 図 Fig. 7 shows the configuration in which the magnetic disk 18 is automatically cut out.
2 で示 さ れ る よ う な挿抜機構 4 8 及 び挿抜制御 装置 4 9 と 、 S EThe insertion / removal mechanism 4 8 and the insertion / removal control device 4 9 as shown in FIG.
M制御 ン ピ ュ 一タ ー 5 0 と 、 試料判 別 装置 5 1 と 、 G r a P h i c a 1 U s e r I 11 t e r f a C e ( G U I ) 5 2 と を含 む あ の で あ る 例 ば 半導体製造ェ場 の よ つ に 多種類 の 料が 白 動 的 に S E M に搬送 さ れ て く る 場合 に は 試料 の X程 管理 に ―般 的 に 用 い ら れて い る K を 利用 し て 料判別 装 ft 5 1 と M control amplifier 50, sample discrimination device 51, Gra Ph ica 1 U ser I 11 terfa C e (GUI) 5 2 and so on For example, many kinds of materials are being transported to SEM in a dynamic manner at semiconductor manufacturing sites. In some cases, it is necessary to manage the sample X with the use of K, which is commonly used, to determine the fee.
·>- し て ダ を 用 る と 料 の 類 を 判別 し S ·-> And then use da to determine the type of charge
E M の 制御 を 担 当 す る ン ピ ュ タ 5 0 に て 排他制御 の 管理や 試料 に 適 し た 電子光 学系 の 設 定 を 行 な と と あ に 揷抜制 御 The computer 50, which is responsible for EM control, controls the exclusive control as well as setting up the electro-optical system suitable for the sample.
4 9 に 動作信 号 を提供 し て 揷抜機構 を 動 作 さ せ 磁性体 円 盤 1 8 の 揷入 を 行 な 4 Provide an operation signal to 9 to operate the punching mechanism to insert the magnetic disk 1 8.
た だ し 料判別装置 5 1 は ノ コ を 用 い て 料 を 判別 す る あ の に 限定 さ れ る わ け で な < X 管理 の ホ ス 卜 ン ピ ュ タ か ら の 通信 で め た り 、 料形状 を 力 メ ラ で し た り 料の種類 に 対 J心 し た 特徴 、 例 X. ば 料台 に 穴 を HX け て L E D や レ ザ 光 の 透過 を セ ン シ ン グす る も の で あ つ て も 良 い However, the fee discriminating device 51 is not limited to discriminating the fee using a saw, but it can be used for communication from a host computer for X management. , The shape of the material is a force mera, and the characteristics of the material are different from the type of material, such as X. For example, a hole in the material stand is HXed to transmit LED and laser light. It's okay to be
- こ で 述 の排他 制御 と は G U I 5 2 な ど で 作者 が 指 定 し た 条件 例 え ば特定 の試料 に 対 し て は磁性体 で つ て も 磁性体 円盤 1 8 の 揷入 は行 な わ な い な ど の判 別 で あ つ て 料判別装 置 5 1 よ り も 上位 に位置づ け た 条件 を優先 さ せ る 制御 で あ る さ ら に 料が磁性体 で な い と 判別 さ れ る 場合 に は 磁性体 円 盤 1 -The exclusive control described above is the condition specified by the author in GUI 52, for example, the magnetic disk 18 cannot be inserted even for a specific sample. It is a control that gives priority to the condition that is positioned above the charge discriminating device 51 and discriminates that the charge is not magnetic. Magnetic disk 1
- -
8 を 退避位置 と す る と も 可能 で あ る It is possible to use 8 as the retraction position.
< 第 3 の 実施形態 > <Third embodiment>
図 8 は 第 3 の 実施形態 の 構成 を 示す 図 で あ る 第 3 の 実施形 態 で は 試料上 で の 磁界 強度 を そ れ ほ ど低 ム 減す る 必要 が レ、' を想定 し て い る の 場合 に は 子検 出 を 対物 レ ン ズ と 料 間 に配 し な < て あ 磁性体 円 盤 を 利用 す る と で対物 レ ン ズ と 料間 の 磁界強度 を 調 し て T T L 方式の 検 出 系 に て 次 的 な i子 の 検 出 効 率 向 上 が 可能 と な る の で あ る FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the third embodiment. In the third embodiment, it is necessary to reduce the magnetic field intensity on the sample so much. In this case, the child detection is not arranged between the objective lens and the material.If a magnetic disk is used, the magnetic field strength between the objective lens and the material is adjusted and the TTL method is used. The detection efficiency of the next i-child can be improved in the detection system.
m性体 円 盤 1 8 が い場合 に は 図 4 Β に示 し た よ 5 に 反射 '建子 の軌道 2 1 は検 出 2 7 に入 る に 大 ぐ 軌 が 発散す る た め 損失 が 多い ま た 図 5 B に示 し た よ に 磁性体 円 盤 1 8 で磁界強度 を 低減 しす ぎ る と 反射 子 は磁性体 円 盤 1 8 で阻止 さ れ る た め T T L 方式で は検 出 で さ な い と い ラ 問題 も め る As shown in Fig. 4 場合 when there is no m body disk 1 8, it reflects to 5 'Takeko's track 21 has a large loss due to the large track diverges when entering detection 27. As shown in Fig. 5B, the magnetic disk 18 reduces the magnetic field strength. If it passes too much, the reflector will be blocked by the magnetic disk 18, so the TTL method will not be detected.
し か し 図 3 や 図 6 に 示 し た よ に 適度 な磁界 を 光軸 上 に 作 用 さ せ て反射電子 の 収束 の 程度 を 弱 < すれ ば 対物 レ ン ズ の磁極 上方 で 軌道 が発散 し過 ぎ な い 状態 を 作 る こ と が で る つ ま り 反射電子 の ―群 の 軌道 を 図 8 に示 し た破線 3 3 の にす る と が で き ァ 二 ュ ラ 型 の 電子検 出 2 7 で効率 よ < 検 出 す る と が 可能 と な る However, as shown in Fig. 3 and Fig. 6, if an appropriate magnetic field is applied to the optical axis to reduce the degree of convergence of the reflected electrons, the trajectory diverges above the magnetic pole of the objective lens. It is possible to create an excessive state, that is, the orbit of the backscattered electrons can be shown by the broken lines 3 and 3 shown in Fig. 8, and it is possible to detect the electron type of the circular type. Efficient in <2 7>
ま た 子検 出 の 中 心 穴 を 抜 け た反射電子や 元 お 軌道 の発 散が 小 さ い 次 電子群 3 4 あ 検 出 す る よ 5 に E X Β フ ィ ル タ : L 1 を 配置 し て 電子検 出 1 2 に導 ぐ と で 料 8 か ら 発 生す る 次 的 な i子 を 高効 率 で検 出 で さ る う に な る Also, the backscattered electrons from which the center hole of the child detection is removed and the divergence of the original orbit are small. Next electron group 3 4 If the detection is done, EX filter: L 1 is placed. As a result, when it is introduced to electronic detection 1 2, the next i-element generated from charge 8 can be detected with high efficiency.
< 第 4 の 実施形態 > <Fourth embodiment>
図 9 は 本発 明 に係 る 第 4 の 実施形態 の 構成 を 示す 図 で あ る o 図 9 は磁性体 円 盤 1 8 と 対物 レ ン ズ 3 の 間 に 料上 の 界 を 制 御す る た め の 界制御 電極 3 5 と 電圧 印加 手段 3 6 を備 磁性 体 円 盤 1 8 と 電界制御 電極 3 5 と は 導通 し て り 磁性体 円 盤 1 Fig. 9 is a diagram showing the configuration of the fourth embodiment according to the present invention. O Fig. 9 controls the premium field between the magnetic disk 18 and the objective lens 3. The magnetic disk 1 8 and the electric field control electrode 3 5 are electrically connected to each other, and the magnetic disk 1 is provided with a field control electrode 3 5 and a voltage applying means 3 6.
8 に 電圧 が 印加 可能 で あ る ま た 対物 レ ン ズ 3 と は 気的 に 絶縁 さ れた上磁極 1 5 と 料 8 あ し < は 料 Ρ 1 3 に も 圧 を 印 加 す る 手段 3 7 3 8 を 備 え て い る - で 電界制御 極 3 5 は 帯電す る サ ン プル が あ そ の よ な 料 が 帯 し に < < す る 作用 を 有す る と と に i圧 印加 手段 3 7 や 3 8 で作 つ た 電界 を 平行 に し ま た 料近傍 の 電界 を 平行 界 に し て ビ ム K フ 卜 を 防止す る 作用 あ 有す る ま た 電圧 印加 手段 3 7 は 磁路 に 電圧 を掛 け て 子 を 加 速 し て 色収差 を 減 ら し よ て 分解能 を 上 げ る た め の も の で あ り 電圧 印加手段 3 8 も ¾ 料 料台 に 電 圧 を 掛 け て 分解能 を i¾ め る た め に設 け ら れた も の で あ る な お 、 二次 的 な S子 の 検 出 系 は 図 8 と 同 様 の の を 用 い る A voltage can be applied to 8 and the objective lens 3 is electrically insulated from the upper magnetic pole 15 and the material 8 or <is a means to apply pressure to the material 13 The electric field control pole 3 5 is equipped with a charged sample, and the i-pressure applying means when such a material has an action < The voltage application means 3 7 is a magnetic circuit that has the effect of preventing the beam K fow by making the electric field in the vicinity of the material parallel to the electric field created in 3 7 and 3 8 Apply voltage to The voltage application means 3 8 is also used to increase the resolution by increasing the resolution by accelerating the element and reducing the chromatic aberration. The secondary S-child detection system is the same as that shown in Fig. 8 and is used to increase the resolution by applying pressure.
こ の 構成 に よ つ て 、 ―次的 な 子 を 対物 レ ン ズ 3 の 上方 に加 速 With this configuration, the next child is accelerated above the objective lens 3.
>- し た り 、 減速 し た り す る と が 可能 で あ り 磁性体 円 盤 1 8 の み で 二 次 的 な 電子 の 軌道 を制御 す る よ り あ 界 の 作用 に よ o て 、 よ り 細 かい 軌道 の 制御 が 可能 に な る >-Can be slowed down or slowed down, and only the magnetic disk 18 can control the secondary electron trajectory by the action of the near field. Finer orbit control is possible.
< 第 5 の 実施形態 > <Fifth embodiment>
図 1 0 は 、 本 発 明 に 係 る 第 5 の 実 施 形 態 の 構成 を 示 す 図 で め る 。 第 5 の 実施形態 で は 、 図 1 0 に 示 さ れ る よ 5 に 基本 的'に は 図 9 と 同 様 の 形態 で め る が 、 対物 レ ン ズ 3 と 絶縁 し た 上磁極 1 5 に電圧 を 印加 す る の で は な く 、 磁極付近 に ―次的 な 子 の 軌道 を 変化 さ せ て 検 出 効 率 を 向 上 さ せ る こ と を 目 的 と し て 、 軌道制 御 電極 3 9 と 電圧 印 加 手段 4 0 を備 え た も の で あ る つ ま り 、 磁性体 円 盤 1 Fig. 10 shows the configuration of the fifth embodiment according to the present invention. In the fifth embodiment, as shown in FIG. 10, the shape is basically the same as that shown in FIG. 9, but the upper magnetic pole 15 insulated from the objective lens 3 is connected to the upper magnetic pole 15. Instead of applying a voltage, near the magnetic pole-the purpose is to improve the detection efficiency by changing the trajectory of the next child. 9 and voltage applying means 40, that is, a magnetic disk 1
8 で ―次 的 な 電子 の軌道 を 変化 さ せ る こ と が で き る が 、 軌道制御 電極 3 9 及ぴ電圧 印加手段 4 0 で そ の 変化 し た軌道 を 補正 (軌道8-The next electron trajectory can be changed, but the trajectory control electrode 39 and voltage applying means 40 compensate the changed trajectory (orbit
- を 広 げ た り 、 細 < し た り ) す る と が で さ る の で あ る 。 図 1 0 の 構成 に よ つ て も 、 図 9 の 実施形 m と 同 様 の効果が 得 ら れ る と は も ち ろ ん で あ る You can increase or decrease the size of-. Even with the configuration of Fig. 10, the same effect as the implementation m in Fig. 9 can be obtained.
< 第 6 の 実施形態 > <Sixth embodiment>
第 6 の 実施形態 で はヽ レ チ ク ル な ど の 大型 の 絶縁物 試料 を観察 す る 合 を 対象 と し て い る 本実施形態 に よ れば、 入射電子線 の ェ ネ ル ギ一 に 依存 し た 電 化 が 大 含 い A E I ( A f t e r E t c h I n s P e c t i O n )、 A D : I ( A f t e r D e V e 1 o p m e n t I n s p e t i o n ) と い っ た レ ジ ス ト が 塗布 さ れ た レ チ ク ル に 対 し て 、 走 型電子顕微鏡 を 用 い た 安 定 し た 測長 が 可能 と な る 装 id構成 と し て は 、 第 4 ま た は第 5 の 実施形態 で 示 し た ち の ( 図 9 ま た は 図 1 0 で示 し た も の ) を 用 い る こ と が 可 能 で め る た だ し 6 の 施形態 で は 磁性体 円 盤 1 8 の 子線 過 穴 の 直径 は S界制 御 極 3 5 の 子線 過 穴径 よ り あ 大 < す る 具体的 に は 磁性体 円 盤 1 8 の 穴径 は 5 m m 以 上 と し 界制御 電極 3 5 の 穴径 は 1 m m と す る れ は 後述す る よ う に 磁性 体 円 盤 1 8 の 穴径 を 小 さ < し す ぎ る と 磁界遮 蔽 の 効杲 が 大 さ < な す ぎ て 放 出 電子 が 照射 点 近傍 に 戻 ら ず 帯 抑 制 の 効 果 が減少 し て し ま 5 と を 避 け る た め で あ る In the sixth embodiment, which is intended for observing a large insulating sample such as a reticule, according to this embodiment, the energy of the incident electron beam is the same. AEI (After Etch In ns Pecti On) and AD: I (After De V e 1 opment I nspetion) are applied. For the reticle, the device id configuration that enables stable length measurement using a scanning electron microscope is shown in the fourth or fifth embodiment. It is possible to use the one (shown in Fig. 9 or Fig. 10) However, in the embodiment of 6, the diameter of the core wire hole of the magnetic disk 18 is larger than the diameter of the core wire hole of the S-field control pole 35. The hole diameter of the disk 18 is 5 mm or more, and the hole diameter of the field control electrode 35 is 1 mm. As will be described later, the hole diameter of the magnetic disk 18 is reduced. This is because the effect of the magnetic field shielding is so large that the emitted electrons do not return to the vicinity of the irradiation point and the effect of the band suppression is reduced. Ru
本実施形 で は 料 8 か ら 発 生す る ―次電子 の 発 生効 率 が 1 以 In this embodiment, it is generated from fee 8-the generation efficiency of secondary electrons is 1 or less
Ai 上 と な る よ に 料 8 に 照射す る 子線 の ェ ネ ル ギ ―を HX 定す る 料 の 種類 に よ て 差 は あ る が 通 常 そ の よ う な 子線 の ェ ネ ル ギ は 1 k e V 以 下 と な る の と 料表面 は 電子 が 不 足 し て り 正 ¾ ηt電の 状態 と な つ て い る 0 The energy of the child wire irradiated to the fee 8 to be on the Ai is usually the same as that of the child wire, although there is a difference depending on the type of fee to determine the HX. Gi is below 1 keV, and the surface of the material is short of electrons, resulting in a positive ηt electric state.
,界制御 極 3 5 を 平板で 囬 凸 の な い構造 と し 電界制御電極 The field control electrode 35 is made of a flat plate with no protrusions.
3 5 よ ぴ ス テ ―ジ 1 3 に 圧 印加 手段電圧 3 6 び 3 8 を 用 レ、 て 圧 を 印加 す る こ と で表 面電位分 を 制御 し て 絶縁物 料表 面 の 電位勾 配 を低減 さ せ る こ と で 子線照射 時 の 帯 m を 抑 制 す る こ と が で ; き な お 、 電 界 制 御 電 極 3 5 ス テ ジ 1 磁性体 円 盤 1 8 の 電位 は 同 電位 定す る 3 5 Use the voltage application means voltage 3 6 and 3 8 for the stage 1 3 and apply the pressure to control the surface potential to control the potential gradient on the surface of the insulating material. Can reduce the band m at the time of beam irradiation; the electric field control electrode 3 5 stage 1 the potential of the magnetic disk 1 8 is Set the same potential
こ の と 含 本実施 «& This and the implementation of this book «&
形態 に依れ ば H'i 述 の 電界制 御 極 3 5 に よ る 帯 抑制 作用 に加 え 磁性体 円 1 8 の 磁界遮蔽作用 に よ る 帯電 抑制 の効果 も 加 わ 従 来 の 手法 に 比 ベ て 更 な る ff 電 の 抑 制 が 可 能 と な る Depending on the configuration, in addition to the band suppression action by the electric field control pole 35 described in H'i, the effect of charging suppression by the magnetic field shielding action of the magnetic circle 18 is also added. It will be possible to further suppress ff electricity.
図 1 1 は 磁界遮蔽作用 に よ る 正帯 抑制 の 概念 図 で あ る 本 実施形 ■ で は 料 8 か ら 発生す る ―次 電子 の 発 生効 率 を 1 以 上 と し て い る た め 料 8 表面 に は正 帯 部位 5 3 が 形成 さ れて い る 正 電 の r Fig. 11 is a conceptual diagram of positive band suppression by magnetic field shielding action. In this embodiment ■, it is generated from charge 8-the generation efficiency of secondary electrons is 1 or more. The surface of the metal 8 has a positive zone 5 3 formed on the surface.
抑 制 は 料 8 か ら 放 出 さ れた pa子 を 積極的 に 料 8 に 戻す こ と に よ て 可能 と な る 性体 円 盤 1 8 に よ る 磁界 遮蔽作用 に よ つ て 試料 8 上 の 界分布 が 変化す る 磁界 が 変化 す る こ と に よ り 放出 子 の 軌道 5 4 あ 変化 し 料 8 か ら 放 出 さ れ る 電子 が 式料 に 戻 り やす < な る 負 荷 の 放 出 子 が 料へ戻 る こ と に よ り 料 8 に形成 さ れて い る 正帯 部位 5 3 が 抑制 さ れ 。 Suppression is achieved on sample 8 by the magnetic field shielding effect of sex body disk 1 8 which is made possible by positively returning the pa child released from fee 8 to fee 8. The field distribution of the magnetic field changes As a result, the orbits of the emitters 5 4 are changed, and the electrons emitted from the charge 8 can easily return to the formula fee. <The load emitter that can be loaded returns to the charge. The normal zone 53 formed in the material 8 is suppressed.
で 磁界遮蔽作用 に よ り 放 出 電子 が 料 8 へ戻 り やす く な る 原理 を 説 明 す る 磁性体 円 盤 1 8 を 配 し た場 料 8 上 に お け る 料法線方 向 成分 の 磁界 B z よ び 料水 平方 向 成分の 界 B r の 最 大強度 は 磁性体 円 1 8 を 配置 し な い 場合 に 比ベ て 図 6 の よ 5 に減少す る し か し 戻 電子 に 寄与 す る 磁界 は光軸 近傍 の も の で め り 磁性体 円 盤 1 8 の 有ハ、、 で の 光軸 近傍 の磁 分 布 の 変化 を 示 し た 例 が 図 1 2 で あ る 横軸 R [ m ] は光軸か ら の 離 軸 距 離 で 図 t 1 2 , A Β の 縦軸 は そ れ ぞ れ B Β r で あ 磁性体 円 盤 1 8 を 配置 し た場 a B 強度 は小 さ < な つ て レ、 る 反 na 光軸近傍 に 限れ ば B は大 き < な つ て い る B z の 強度減少 に よ つ て 出 射 し た放 出 子 の飛 は大 き < な る ま た 光軸近 傍 で は 強度 の 増 し て い る Β r に よ り 放 出 子 に 作用 す る π レ ン ッ 力 は 下方向 ( 料方 向 ) の ベ ク 卜 ル成分 が 大 さ < な る し た が つ て 放出 さ れた電子 が 料方 向 に 戻 やす < な る Explains the principle that the emitted electrons easily return to the material 8 due to the magnetic field shielding action at the material normal direction component on the material 8 with the magnetic disk 1 8 The maximum intensity of the magnetic field B z and the field B r of the water component in the direction of water is reduced to 5 as shown in Fig. 6 compared to the case where the magnetic circle 18 is not arranged, Figure 12 shows an example of the change in the magnetic distribution near the optical axis in the vicinity of the optical axis because the magnetic field that contributes is near the optical axis. R [m] is the off-axis distance from the optical axis in Fig. T 1 2, the vertical axis of A B is B Β r, respectively, and the magnetic disk 1 8 is placed. As long as it is smaller than the vicinity of the optical axis, B is large and the flying of the ejector emitted by the decrease in the intensity of B z is large. Near the optical axis The π-rench force acting on the emitter due to the increasing strength of Βr is that the vector component in the downward direction (the direction of the feed) becomes larger. The emitted electrons can easily return to the price direction.
こ で 磁性体 円 1 8 に 開 け ら れた 子線通 過 穴 の 穴径 を 変 化 さ せ る と 料上 で の Β r / B z の 値 が 変化 し そ れ に 付随 し て 放 出 子 の 着 点位置 戻 り ft も 変化す る 穴径変 化 に伴 う B r B z 放 出 子 の 着 点位置 戻 り 量 の 化例 を 図 1 3 に 示す で縦軸 の値 は 性体 円 盤 1 8 が レ、 合 の 値 を 1 0 0 % と し て レ、 る □ な お 対物 レ ン ズ の励 は 次 子 が 料上 へ収束 す る 条件 と し て い る If the hole diameter of the core wire through-hole opened in the magnetic circle 18 is changed, the value of Βr / Bz on the material will change and will be emitted along with it. Figure 13 shows an example of the amount of return of the landing point position of the B r B z emitter as the hole diameter changes as the landing point return ft of the child also changes. The disc 18 is lev, and the combined value is 100%. □ The objective lens is energized as a condition that the next lens converges on the fee.
図 1 3 か ら 性体 円 盤 1 8 の 穴径 が 小 さ ぐ な る と 放 出電子 の 戻 り 量 は増加 す る が 同 時 に 着 点 距離 大 き < な る と が分 か る 。 W1 述 し た よ 5 に 磁 性 体 円 盤 : 1 ; 8 の 穴 径 を 小 さ < し す ぎ る >- 磁开遮 の 効 果 が 大 さ < な り B z が 小 さ < な る と で放 出 子 が 照射 点近傍 に 戻 ら ず 、 照射領域 の 正 帯電抑制 と い Ό 点 で は効果 が 低減 し て し ま From Fig. 13 it can be seen that as the hole diameter of the sexoid disk 18 decreases, the return amount of emitted electrons increases, but at the same time the landing distance becomes larger. W1 As stated 5 Magnetic disk: 1; 8 hole diameter is too small >-When the effect of magnetic shielding is less than B and B z is less, the emitter does not return to the vicinity of the irradiation point, and this is effective in suppressing the positive charge in the irradiation area. Reduced
観察対象 の 料や光卞条件 に よ つ て 放 出 子 の 最適 な 戻 し 量 戻 し位 gは異 な る が そ れ ら の 調整 は磁性体 円 盤 1 8 の 穴径調整 に よ り 可能 で あ り f 状況 に 合 わせ て 最週 な · The optimal return amount of the emitter depends on the observation object and light conditions, but the return position g varies, but these adjustments can be made by adjusting the hole diameter of the magnetic disk 18 The f is the most weekly according to the situation.
穴径 に 定す る と が 重要.で あ る な 、 本実施例 に レ、 て は 、 穴径 が 1 6 m 以 上 に な る と 実効 的 な磁界遮蔽 の 効果 が 殆 ど な < な る の で 、 磁性体 円 1 8 の 穴径 Φ i は 5 m m < Φ i -く 1 6 の 範 囲 で亦化 さ せ る 磁性体 円 盤 1 8 の厚 さ は 0 5 m で あ る It is important to set the hole diameter. However, in this example, if the hole diameter is 16 m or more, the effect of effective magnetic field shielding is almost < Therefore, the hole diameter Φ i of the magnetic material circle 1 8 is hatched within the range of 5 mm <Φ i-1 6, and the thickness of the magnetic material disk 1 8 is 0 5 m.
な 穴径選択 に 効果的 な 方法 と し て 子顕微 の 料室 2 内 に そ れぞれ 穴径 の 異 な る 複数枚 の磁性体 円 盤 1 8 を 待機 さ せ て さ ヽ 状況 に 応 じ て 個 々 の 性体 円 盤 1 8 を 電界 制御 電極 3 5 と 料 8 間 に 配置 で さ る よ う に すれ ば ヽ 多岐 に わ た る 観察 料 、 光 学条件 に 対 し て 対 心 が 可 と な る の と 含 磁性体 円 盤 1 8 は 、 対物 レ ン ズ 9 ね よ び 料 8 と 平行 に 、 かつ一次 電子線 が 通過す る 穴 を'対物 レ ン ズ 9 の磁極孔 の 中 心 軸 に一致 さ せ て 配置 さ れ る As an effective method for selecting the appropriate hole diameter, a plurality of magnetic discs 18 having different hole diameters are placed in the inside of the specimen chamber 2 of the microscopic microscope, depending on the situation. By arranging individual sex disks 1 8 between the electric field control electrode 3 5 and the material 8, a wide variety of observation materials and optical conditions can be conceived. The magnetic disk 18 is parallel to the objective lens 9 and the material 8 and passes through the hole through which the primary electron beam passes through the center of the pole hole of the objective lens 9. Arranged to match the axis
図 1 4 は 、 磁性体 円 盤 1 8 の 交換機構 5 5 の構成例 を 明 す る た め の 図 で あ る 図 2 B で示 し た 円 盤揷抜機構 4 8 と 類似 の 構成 で め る が 、 磁性体 円 盤支持棒 4 1 が 上 下 に も 動作す る 上 下 ぴ回 転動 作が 可能 な該磁性体 円 盤支持棒 4 1 に よ つ て 、 料 2 内 に 配備 さ れ た 内 径 の異 な る 複数枚 の磁性体 円 盤 5 6 の 中 か ら 、 所望 の 磁性体 円 1 8 を 取 り 出 す こ と が で さ る 取 り 出 さ れた 磁 性体 円 般 1 8 は 、 源や移動距離測 定器 を 含 む交換制御 装置 5 7 に よ つ て所定位 に配 さ れ る Fig. 14 shows the configuration of the exchange mechanism 55 of the magnetic disk 1 8, which is a diagram similar to the disk punching mechanism 4 8 shown in Fig. 2B. However, the magnetic disk support bar 4 1 can be moved up and down.The magnetic disk support bar 4 1 capable of rotating up and down is provided in the material 2 by the magnetic disk support bar 4 1. A desired magnetic circle 18 can be taken out from a plurality of magnetic discs 56 having different inner diameters. 1 8 is placed at a predetermined position by an exchange control device 5 7 including a source and a moving distance measuring device.
で 、 任 の 料 よ び光 学条件 に 対 し て 最 な 穴径 を 持 つ 磁性体 円 1 8 を 選択す る 方法 を 述ベ る そ の た め に は 、 異 な る 像取得条件 を 用 い て 画像 を 取得す る な る 取得条件 と は 、 帯 状況 が 大 き く 変化す る 条件 で あ り 、 帯 状 兄 は―次電子線の 走 査速度 や像 の積算枚数 な ど の 変更 に よ て 変化 さ せ る Β , に よ つ て 帯 状況が 大 < 変 化す る 条件 は異 な る がヽ 帯電が 抑制 さ れ た 状態 で は 、 像 取得条件 を 変 え て も 像 に 生 じ る 差異 は小 さ い し か し 帯 が 顕著 な 合 は 、 帯 状況 の 変化 も 大 さ < 二次電子放 出 量 も 大 さ く 変化す る の で 、 得 ら れ る 画像 の 差異 は 大 き く な る そ こ で 、 異 な る 像取得条件 で画像 を 取得 し 、 そ れ ら 2 枚 の 画像 の 各 画 素 に け る 輝度 の 差 分 を 言-ト算 す る 。 帯 電 が 抑 1制 さ れ て い る ほ 各 画 素 に お け る 輝度 差 分 値 の 画像全体 の 合 計 値 !は 小 さ く な る の 料 2 内 に 配備 さ れ た 穴径 の 異 な る 複数枚 の 磁性体 円 盤 5 6 の 中 か ら 、 差分合計値が 最 も 小 さ ぐ な る よ う な 磁性体 円 盤 1 8 を ® 択 し 、 該穴径 を 有 し た 磁性体 円 盤 1 8 を 、 '性体 円 盤交換機構 5In order to describe how to select the magnetic circle 18 with the best hole diameter for a given fee and optical conditions, use different image acquisition conditions. What is the acquisition condition for acquiring images? The condition of the band changes greatly.The band elder brother changes the band condition by changing the scanning speed of the secondary electron beam, the number of accumulated images, etc. Although the conditions for large <change are different, in the state where the charging is suppressed, even if the image acquisition conditions are changed, the difference in the image is small, but the band is remarkable. The change in the band situation is also large <The amount of secondary electron emission also changes greatly, so the difference in the images obtained becomes large, so the images can be captured under different image acquisition conditions. Acquire and calculate the difference in luminance for each pixel of the two images. The total value of the entire image of the luminance difference value in each pixel, where charging is suppressed! The magnetic material whose total difference is the smallest among the multiple magnetic discs 56 with different hole diameters provided in the material 2 to be reduced. The body disk 1 8 is selected, and the magnetic disk 1 8 having the hole diameter is replaced with the body disk exchange mechanism 5
5 に よ つ て 所定位置 に 配置すれ ば良 い 5 should be placed in place
ま た 、 輝度 の ヒ ス 卜 グ ラ ム を 取得す る こ と で 帯電が抑制 さ れ る 条件 を 見 出 す こ と も 可能 で あ る で は 、 レ ジ ス ト が 塗布 さ れ た レ チ ク ル を 例 に 挙 げ て 明 す る ま ずヽ 電子線 の 走査領域 を 、 レ ジ ス 卜 の み が 照射 さ れ る 章 β囲 に 定す る れ は 、 レ ジ ス 卜 部 は 帯 が 顕著 で あ り 、 ■ -電が抑制 さ れ て い る か ど う かの判断が し やす レ、 た め で あ る レ ジ ス 部 の S Ε Μ像 を 、 各 々 穴径 の 異 な る 性体 円 盤 1 8 を 配置 し た 状態 で取得 し て 、 輝度 ヒ ス ト グ ラ ム を 得 る こ で 、 帯 が 生 じ て い な 、 と 仮定す る と 、 レ ジ ス ト 部 の It is also possible to find a condition that suppresses electrification by obtaining a luminance histogram, so that the resist coated with resist is applied. As an example, the scanning region of the electron beam is set to the chapter β that is irradiated only with the register 、. ■-It is easy to judge whether electricity is suppressed, and the S-shaped image of the register part, which is the reason for this, has different hole diameters. Assuming that the band is not generated by acquiring the luminance histogram by obtaining the sexoid disk 18 in the placed state,
―次 mi子放 出 率 は場所 に よ ら ず ―様で め る の でヽ ヒ ス ト グ ラ ム は 単 ピ一ク と な り 形状 急峻 に な る し か し 、 帯 が 顕著 な状態 で は 、 帯 の影響 に よ る 一次電子放 出 率 の 変 化 に よ つ て 、 ヒ ス 卜 グ ラ ム に 新た な ピ一ク が 生 じ た り 、 ピ一ク 形状 が 鈍 つ た り す る し た が つ て 、 ヒ ス ト グ ラ ム の ピ ク 数が少 な < 、 ピ一ク 形状が急峻 な ほ ど 帯電が 抑制 さ れ て い - る と を示 し て お り 、 画像 の輝度 ヒ ス 卜 グ ラ ム の 形状 を 比較す る と でヽ 帯 抑 制 に 最適 な 穴径 を 有す る 磁性体 円 盤 1 8 を 選択 し て 該磁性体 円 盤 1 8 を 磁性体 円盤交 -The next mi child emission rate does not depend on the location-so the histogram becomes a single peak and the shape becomes steep and the band is notable. As a result of the change in the primary electron emission rate due to the influence of the band, a new peak is generated in the His-gram or the shape of the peak becomes dull. Therefore, it is shown that the number of pixels in the histogram is smaller <and the sharper the shape of the peak, the more the charge is suppressed. Comparing the shape of the His / Gram has the optimum hole diameter for band suppression. Select the magnetic disk 1 8 and replace the magnetic disk 1 8 with the magnetic disk.
· · · ·
換機構 5 5 に よ つ て 所 定位置 に配置す る と が 可能 と な る o It is possible to place it at a predetermined position by the change mechanism 5 5 o
さ ら に 放 出 子 の 戻 り よ ぴ戻 り 位 の 調整 は 磁性体 円 盤 1 8 の位置調整 に よ つ て も 可能 で あ る o 磁性体 円 盤 1 8 は対物 レ ン ズ 9 よ ぴ B式料 8 と 平行 に かつ ―次 電子線 が 通過す る 穴 を 対物 レ ン ズ 9 の磁極 心 - 孔 の 中 軸 に ―致 さ せ て 配置 さ れ る の で こ で い 5 位置調 '整 と は 電界制御 電極 3 5 と δ式料 8 の 間 に お け る 上下方 向 の位置調整 を 指す こ れ は 上下 の 移動機構 を 有す る 磁性 体 円 盤交換機構 5 5 に よ り 実現可能 で あ る 記方法で帯電抑 制 に : k 週 な 穴径 を 有す る 磁性 体 円 盤 1 8 を 配置 し た 後 さ ら に磁性 体 円 盤 1 8 を 磁性体 円 盤交換機構 5 5 に よ り 上 下 さ せ な が ら 更 電が さ · · Furthermore, the return and return positions of the ejector can be adjusted by adjusting the position of the magnetic disk 18. O The magnetic disk 18 is connected to the objective lens 9 Parallel to B-type material 8 and-The hole through which the next electron beam passes is placed in the center of the magnetic pole of the objective lens 9-the hole-this position is adjusted. Alignment refers to the upward and downward position adjustment between the electric field control electrode 35 and the δ-type material 8, which is realized by the magnetic disk exchanging mechanism 55 with the upper and lower moving mechanisms. Possible to suppress charging by the following method: After placing the magnetic disk 1 8 with a hole diameter of k weeks, the magnetic disk 1 8 is further replaced with the magnetic disk exchange mechanism 5 5 The electric power is not changed while going up and down.
に 帯 抑 制 れ る 位置 を 見 出 す と が で さ る o 以 上 の 作業 に よ り 、 m性体 円 盤 1 8 の 穴径 よ び上下方 向 位置 と あ に 帯電抑制 に ミ The position where the band is restrained can be found in the following steps. O Due to the above work, the hole diameter of the m-shaped body disk 18 and the upward and downward position and the electrostatic charge are reduced.
最適 な 状態 に 定 'で さ る 磁性体 円 盤 1 8 の 上 下移動範囲 は 電 界制御電極 3 5 下面 と 性体 円 盤 1 8 上 面 が接触 し て レ、 る 状態 を 移動原点 と し て 磁性体 円 盤 1 8 の 下面 が 料 8 表 面 か ら 0 5 m m に な る ま で の 範 囲 と す る ο 0 5 m m と し た の は 圧印加 手段 3 6 お よ ぴ 3 8 が 同 時 に 動作 し な レ、 場合 磁性体 円 盤 1 8 の 下 面 と ρ\料 8 表 面 の 間 の 電界強度 が 大 さ < な り 两者 間 で放雷 を 起 こ す可 性が あ り 安全性 を 考慮 し た た め で め る o な 磁性体The upper and lower movement range of the magnetic disk 1 8 set to the optimum state is the state where the lower surface of the electric field control electrode 3 5 is in contact with the upper surface of the magnetic disk 1 8 and is the moving origin. The magnetic disk 1 8 has a lower surface of 0 5 mm from the surface of the material 8 ο 0 5 mm is the pressure application means 3 6 and 3 In the case where the magnetic disk does not operate at the same time, the electric field strength between the lower surface of the magnetic disk 1 8 and the surface of the ρ \ material 8 is large, and there is a possibility that lightning will occur between the two. Magnetic material that can be used for safety reasons
- 円 盤 1 8 を 下方 移動 さ せ る と は 磁性体 円 盤 1 8 の 穴径 を 大 さ く す る の と 同 じ 作用 が あ る な 輝度 ヒ ス グ ラ ム の 演算や 穴径 の切 り 替 え 制御 等 上述 の 処理 に 必要 な演算や制御 は 図示 し な レ、制御装置 に よ つ て 実行 さ れ る ο -Moving the disk 18 downwards has the same effect as increasing the hole diameter of the magnetic disk 18, but it is not necessary to calculate the luminance histogram or cut the hole diameter. Replacement control, etc. Calculations and controls necessary for the above processing are executed by a control device (not shown).
ま た ラ ンデ ィ ン グ ェ ネ ル ギ ― ( S 料 に 到 す る 際 の 子線 の ェ 不 ル ギ ) が 高 い α に は そ の 分 対物 レ ン ズ の励磁 ®流 が 大 き < な り 放 出 電子 の 卷上 げ半径 力 S /Jヽ さ < な る た め 着 点距離 が 短 く な る よ つ て ラ ン デ ィ ン グェ ネ ル ギ 或 い は対物 レ ン ズ の 励磁 流 が い と き は そ れ ら が 低 い と き と 比較 し て 、 円 盤 の 穴径 を 小 さ < す る こ と が 考 X. ら れ る よ り 具体的 に は 、 ラ ン 丁 ィ ン グ ェ ネ ル ギ が 所定値以 下 の 場合 に は 着 点 距離 を 優先 し て 穴径 を 大 く し ラ ンデ ィ ン グェ ネ ルギ が所定値 よ 大 き い場 · In addition, the energy of the objective lens is large for α, which has a large amount of random energy (the number of sub-wires when reaching the S charge). <Increased radial force of emitted electrons S / J><Landing energy or objective lenght because the landing distance becomes shorter More specifically, it is considered to reduce the hole diameter of the disk when compared to when the excitation current is lower than when the excitation current is low. If the ring energy is less than the specified value, give priority to the landing distance, increase the hole diameter, and the landing energy is larger than the specified value.
合 に は 戻 り 電子 を俊先 し て 穴径 を 小 さ < す る と が 考 X. ら れ る o In some cases, it may be possible to reduce the hole diameter by returning the electrons first.
但 し 他 の 装置条件や 料 の 組成等 に よ つ て 週 正 な 穴径 の 大 き さ は 変化す る た め 置条 件 と に 上記所定値 を 予 め 求 め て However, since the size of the hole diameter that is correct weekly varies depending on other equipment conditions and the composition of the materials, etc., the above prescribed value should be obtained in advance according to the installation conditions.
< こ と が 望 ま し い □ <I want this □
ま た 装置条件や 資 料 の 組成 に 対 し て 不適切 な 磁性体 円 盤 を 用 い た 場合 に は 、 正帯 βが過剰 に 禾貝 す る 可能性が め る こ の 状態 で は 料 ゝ ら 放 出 さ れた ―次 子 が 料 に 引 さ 戻 さ れ 、 検 出 可 な 子量 が減少す る た め 画像 が 喑 < な る o こ の 原理 を 利用 し て 画像が 喑 く な つ た こ と 或い は 電子 の検 出 m. が減少 し た こ と を 検 出 し て 、 穴径 を 切 り 換 7L る よ う に 制 御 し て あ 良 い 画像 の 明 暗 電子検 出 量 の モ 二 タ は 図 示 し な い制御 置 に て行い 、 画像 の 明 暗 の程度や 電子検 出 量 が所疋値 を 越 て 変化す る に 穴径 を 切 り 換 え て 制 御 し て あ 良 い ま た 穴径 を 切 り 換 え て あ 画 像 が 所 定の 状態 に な ら な い と き は 他 の 画像 変動 要 因 が 考 え ら れ る た め そ の 旨 > エ ラ - メ ッ セ - ジ を 発 生 す る よ う に し て あ 良 い 更 に ラ ンデ ィ ン グェ ネ ル ギ の 大 さ さ に 、 じ て 穴径 を 変 化 さ せ る だ け で は な < w D の 大 さ さ に応 じ て 穴径 を 切 り 換 る よ に し て ¾ 良 い こ の 場合 Z 移動 ス テ ジ ( Z は 電子線 の 光軸 方 向 ) を 搭載 し た 装 の 場合 は Z 動 ス テ ジ の 高 さ 情報 に 応 じ て 穴径 を 切 り 換 兄 る こ と が 考.え ら れ る o 更 に 試料表 面 髙 さ を 測 定す る Z セ ン サ を 搭載 し た装置 の 場合 は Z セ ン サ に よ つ て 検 出 さ れ る if¾料 の 高 さ に d、 じ て 穴径 を切 換 え る こ と が 考 In addition, if a magnetic disk that is inappropriate for the equipment conditions and the composition of the material is used, there is a possibility that the positive band β may be excessively shelled. -The next element is pulled back into the charge, and the amount of detectable elements is reduced, so the image becomes smaller. O This principle is used to increase the image quality. The amount of light and dark electrons detected in a good image can be controlled by detecting that the detection of electrons or m has decreased and switching the hole diameter to 7L. This monitor is controlled by a control unit that is not shown in the figure, and it is controlled by switching the hole diameter so that the degree of light and darkness of the image and the amount of electronic detection change beyond the expected values. If the hole diameter is switched and the image does not return to the specified state, other factors of image fluctuation may be considered. Therefore> It is good to generate an error message. Furthermore, the hole diameter is changed according to the size of the landing energy. In this case, the Z movement stage (Z is the optical axis of the electron beam) can be changed by changing the hole diameter according to the size of D. Direction), the hole diameter should be switched according to the height information of the Z-motion stage. In the case of a device equipped with the Z sensor to be measured, it is considered that the hole diameter can be switched by d, depending on the height of the if¾ fee detected by the Z sensor.
X· ら れ る 。 < ま と め > X. <Summary>
セ 、 ィ ン レ ン ズ型 で は積極的 に 界 を 料 8 上 に漏渙 さ せて ヽ レ ン ズ主 を 式料 に 近づ け る た め に 、 対物 レ ン ズ 3 は 料側 に 開 い た磁極 ギ ャ プ を も つ の が 通 常で あ る し か し 、 料に 照射す る 一次電子線 を 収束 さ せ る た め の磁界 は 、 最 ち 強度 が 強 < な る 磁 極 ギ ャ プ か ら 漏洩 し た 界 で あ り 、 対物 レ ン ズ 中 心軸 に 一致 し た 光軸 上 に 分 し た も の で あ る た め 、 磁極 ギ ャ V プ に け る 磁界 に 比ベ て 強度 は 小 さ < な る 0 よ つ て 、 第 1 の 題 に 対 し て は 、 光 軸上 の 磁界 強度 を 増 加 さ せ る た め に 、 磁極 ギ ャ プ近傍 に 対物 レ ン ズ 3 と は独 立 し た磁性体 円 盤 1 8 を 該 円 盤 の 中 心軸 と 光軸 を 一 致 さ せ て配置す る こ と で対処 し て い る 0 In the lens and lens type, the objective lens 3 is moved to the fee side in order to actively leak the field onto the fee 8 and bring the lens owner closer to the ceremony fee. It is normal to have an open magnetic pole gap, and the magnetic field for converging the primary electron beam that irradiates the material has the strongest magnetic pole. The field leaks from the gap and is divided on the optical axis that coincides with the central axis of the objective lens, so it is compared with the magnetic field at the magnetic pole gap V. Since the intensity is less than 0, the objective lens near the magnetic pole gap is used to increase the magnetic field intensity on the optical axis. 3 is dealt with by arranging an independent magnetic disk 1 8 so that the center axis and optical axis of the disk coincide with each other. 0
磁性体 円 ψ. 1 8 は対物 レ ン ズ 3 と の 磁 抵抗 を 大 さ < す る た め に 対物 レ ン ズ 3 と は 間 を 設 け て 配置す る 0 の よ う に す る と 、 磁極か ら の 漏洩磁界 を 性体 円 盤 1 8 に 導 < こ と が で さ 、 磁性体 円 盤 1 8 が な い 場合 に 空 間 に ハ、、駄 な磁界 を 形成す る よ り あ 効率 よ く 光軸上 の 磁界強度 を 上 げ る こ と が で る な 、 形状 を 円 盤 と す る の は 、 軸 対称 な 対物 レ ン ズの磁界 を 非対称性 な < 利用 す る た め で あ る ο The magnetic circle ψ. 1 8 is placed at a distance from the objective lens 3 in order to increase the magnetic resistance with the objective lens 3. The leakage magnetic field from the magnetic pole is guided to the physical disk 18, and if there is no magnetic disk 18, the efficiency is higher than the formation of an unnecessary magnetic field in the space. The reason why the shape of the disk is not discriminable to increase the magnetic field strength on the optical axis is that it uses the magnetic field of the axisymmetric objective lens asymmetry. Ο
磁性体 円 盤 1 8 を 対物 レ ン ズ 3 に 対 し て gru Gru the magnetic disk 1 8 against the objective lens 3
空 間 を け てき Make space
置す る の は 、 必要 以 上 に 強 い磁界 を 導い て 磁気飽和 を 起 こ す こ と を避 け る 必要性 と 本来 は磁性体 円 盤 1 8 が な い セ 、 ィ ン レ ン ズ型 の 対 物 レ ン ズ と し て 最 に設計 さ れて い る 特性 を 大 さ < 変化 さ せ る こ と な < 、 光軸 上 の 界 強度 を 向 上 さ せ る の に 都 π が い た め で め る 特 に 、 対物 レ ン ズ 3 か ら 独 さ せ て 空 間 で減衰 し た磁界 を 磁 性体 円 盤 1 8 内 に 取 り 込む た め 、 円 盤 の 厚 み を 薄 < し て あ 気飽 和 が な < 、 円 盤 の 料 8 側 の 面 か ら 磁界 が 漏洩 し な い た め 料 上 - へ の漏洩磁界 を 遮蔽す る 効果が 非常 に 大 さ < な る 0 れ は第 2 よ ぴ第 3 の 題 を解決す る 手 と も な る 0 2 の課題 は 式料 8 か ら 生す る一次的 な電子 の 検 出 効率 を 向 上 さ せ る と で あ る 本実施形 に よ れ ば特 に 反射電子 の検 出 が 容易 と な り 電子 光学系 の 運転条件 に よ つ て は 二次電子 と 反射 電子 の 分離検 出 あ 可能 で あ り 一次 *子 よ び反射電子 の 特性 を It is necessary to avoid magnetic saturation by introducing an unnecessarily strong magnetic field, and a sensor that does not have a magnetic disk 18 is an incline lens type. The characteristic designed to be the most as an object lens of the lens was <to change <, and there was a capital π to improve the field strength on the optical axis. In particular, the thickness of the disk is reduced in order to incorporate a magnetic field attenuated in the air independently from the objective lens 3 into the magnetic disk 18. Because the magnetic field does not leak from the surface of the disk 8 on the disk, the effect of shielding the leakage magnetic field on the material-is very large. It is also a hand to solve the second and third issues 0 The second problem is to improve the detection efficiency of the primary electrons generated from the formula fee 8. According to this embodiment, it is particularly easy to detect the backscattered electrons. Depending on the operating conditions of the optical system, secondary electrons and reflected electrons can be separated and detected.
て 各 電子 の種類 に 特化 し た 検 出 の 設計 が 可能 と な る た め 装 置 と し て の 検 出 率 を ' 大 き く 向 上 さ せ る こ と ;が で き る よ に な る 。 This makes it possible to design a detection that is specific to each type of electron, so that the detection rate of the device can be greatly improved. The
具体 的 に は 反射電子 を 検 出す る た め に 対物 レ ン ズ 3 と 料 8 と の 間 に 電子検 出 を 配 す る 場合 磁界 で拘 束 さ れて 軌道 が 収 束 し て 料 8 か ら 出 射 し た 反射電子 が 該電子検 出器 の 中 心 に け た一次 ¾J子線 過 用 の 穴 を 抜 け て し ま う こ と を 防 ぐ た め に 該 電チ検 出 と S式料間 の 磁界強度 を 低減すれ ば よ い。 つ ま り η 記 し た 磁性体 円 盤 を 用 レ、 て 対物 レ ン ズ磁極 か ら の 漏洩磁界 を 該磁性 体円 盤 に 導 < こ と で 反射電子 の 軌道 が 強 < 収束 し な い レベル に 磁界 強度 を低減す る こ と が 可能 で あ る Specifically, in the case where the electron detection is arranged between the objective lens 3 and the material 8 in order to detect the reflected electrons, the trajectory is constrained by the magnetic field and the orbit is converged. In order to prevent the backscattered electrons from being removed from the hole in the center of the electron detector, the electrical detector and S-type material The magnetic field strength between them should be reduced. In other words, using the magnetic disk marked η, the leakage magnetic field from the objective lens magnetic pole is guided to the magnetic disk so that the orbit of the reflected electrons is strong and does not converge. It is possible to reduce the magnetic field strength
よ つ て 電子検 出 3 1 を 科 8 に 対向 さ せて 配置 し 、 該検 出 Therefore, the electronic detection 3 1 is placed facing the family 8 and the detection is performed.
1 と 対物 レ ン ズ 3 間 に 磁性体 円 盤 1 8 を 配置す る こ と で反射 電子 は 界 に 束縛 さ れ る と な < 料か ら 出 射 し た速度 と 角 度 を 維持 し た ま ま 広 が つ た軌道 で該検 出 3 1 に入射す る た め 量 的 に損 失 の な い検 出 が 可能 と な る ま た 料 8 力 ら の 仰角 が 小 さ く 出 射 し た 反射電子 の 収 量が上 が る た め 料表面 の 凹 凸情報 や構成物 質 の 理い に る ン 卜 ラ ス 卜 を よ り 顕著 に 検 出 で さ る よ う に な り 電子顕微鏡 の ァ プ ケ一シ 3 ン と し て の機能 向 上 あ 可 能 と な る When the magnetic disk 18 is placed between 1 and the objective lens 3, the reflected electrons are confined to the field and the velocity and angle emitted from the material are maintained. In addition, since it is incident on the detection 31 in a wide orbit, it is possible to detect without any loss of quantity. Reflection with a small elevation angle of 8 forces Since the electron yield is increased, it is possible to detect the concavity / convexity information on the surface of the material and the error in the structure of the material more prominently. The function of the case 3 can be improved.
こ の 成 に お い て は 子検 出 3 1 と 磁性体 円 盤 1 8 を別 個 In this process, the child detection 3 1 and the magnetic disk 1 8 are separated separately.
BX け る と 間 に 駄 が 生 じ て W D の 縮小 が 困難 と な る た め 該電子検 出 3 1 の 対物 レ ン ズ側 の 面 自 体 を 該磁性体 円 盤 で形成 す る と が ま し レヽ こ の と 子顕微鏡 の 電子検 出 系 の構成 と し て 二次電子 の 検 出 に 特化 し た 検 出 を 使用 し た Τ Τ L 方式 を組 み合せ る こ と で、 対物 レ ン ズ 3 と 料 8 間 に配置 し た 電子検 出 3 1 の 中 心 穴 : を ' 抜 け た 二二 次 電子 を 検 出 す る と あ 可 能 で め る 。 ま た 、 対物 レ ン ズ 3 と 料 8 間 に 配置す る 電子検 出 3 1 の検 出 す る ェ ネ ル ギ一の 感度 を ―次 電子 が 通 常 あ つ ェ ネ ル ギ一よ り も 大 含 ぐ 、 例 え ば 1 0 0 e V 以 上 と すれ ばヽ 反射電子 と 一次 子 の 分 離検 出 ち 可能 と な る Since it becomes difficult to reduce the WD due to the waste caused by the BX, the surface itself on the objective lens side of the electronic detection 31 may be formed by the magnetic disk.ヽ Τ L method using detection specializing in detection of secondary electrons as the configuration of the electron detection system of this microscope It is possible to detect secondary electrons with the center hole of the electron detection 3 1 placed between the objective lens 3 and the material 8 being removed by combining Get out. In addition, the sensitivity of the energy detected by the electronic detector 3 1 placed between the objective lens 3 and the base 8 is higher than that of the energy that the next electron is usually in. For example, if it is more than 100 eV, it will be possible to detect backscattered electrons and primary elements.
さ ら に 性体 円 般 1 8 を 用 い て 料 8 近傍 の磁界 強度 を調整 In addition, the magnetic field intensity in the vicinity of the material 8 is adjusted using the body circle 18
(磁界 を遮蔽 ) す る と で 対物 レ ン ズ 3 と 料 8 間 で の 反射 子 の 収束 を 弱 め 、 対物 レ ン ズの磁極 上方 で磁 強度 が小 さ < な つ た領域 で の 反 射 子 の発散範 囲 を 狭 < し て 対物 レ ン ズ 3 や磁極 近傍 の 部材 に 衝突す る こ と に よ る 損 失 を な < す こ と が で る よ (Shielding the magnetic field) weakens the convergence of the reflector between the objective lens 3 and the material 8, and the reflection in the region where the magnetic strength is <<above the magnetic pole of the objective lens. The divergence range of the child is narrowed and the loss caused by collision with the objective lens 3 or a member in the vicinity of the magnetic pole can be achieved.
て 、 τ Τ L 方式 で も 反射電子 、 一次電子各 々 の 検 出 に 特化 し た 検 出 を 用 い る こ と で髙 い検 出効 率 が 得 ら れ る う に な る Therefore, even in the τΤL method, a detection efficiency specialized for detection of reflected electrons and primary electrons can be used to obtain a high detection efficiency.
第 3 の課題 は 磁界 に よ つ て本来 の 特性 が 損 な われ る こ と が危 惧 さ れ る 料 の観察 を 行 う と が 可 能 な 子顕微鏡 を提供す る と で あ - る の s !題 に 対 し て は 、 述 し た よ う に 第 1 の課題 と 第 The third problem is to provide a child microscope capable of observing materials in which the original characteristics may be impaired by the magnetic field. For the subject, as stated, the first issue and the first issue.
2 の Μ の 解決手段 で あ る 磁性体 円 盤 1 8 の 磁界 の 遮蔽効果 を 用 い て 、 料 8 表 面 で の 磁界 強度 を 低減す る と が で ぎ る It is difficult to reduce the magnetic field strength on the surface of the material 8 by using the magnetic field shielding effect of the magnetic disk 1 8 which is the solution to the problem 2).
そ の 効果 を よ り 具体的 に い え ばヽ 磁性体 円 盤 1 8 は鉄一二ニ ッ ケノレ 合金 な ど の 初透 率 の 大 、高透 率材料 を 用 い る 該 円 盤の 中 心穴 の 直径 を 小 さ < as- More specifically, the magnetic disk 18 has a high initial permeability such as iron and nickel nickel alloy, and the center of the disk using a high permeability material. The diameter of the hole is small <as-
( 子 ビ一ム の ス キ ャ ン範囲 よ り は大 い ) すれ ば該磁性体 円 盤 1 8 と 料 8 間 の 磁界 の 遮蔽効果 が 上 が る と 同 時 に 、 述 し た よ ラ に磁界 の 利 用 効 率 が あ が る た め に 、 光軸上 の磁界 強度 の ピ一ク は増加 す る (It is larger than the scan range of the child beam) If the shielding effect of the magnetic field between the magnetic disk 18 and the material 8 is increased, as described above, The peak of the magnetic field strength on the optical axis increases due to the increased utilization efficiency of the magnetic field.
ま た 、 該磁性体 円 1 8 の外径 を 大 含 < すれ ば 中 心 穴 の 直径 を 小 さ < す る 効 果 と 同 様 の効 果 が得 ら れ る が 、 料側 か ら 対物 レ ン ズの 磁極 の ギ ャ 、ソ プ が 見 な < な る 程 A. に 大 さ < 、 ま た は対物 レ ン ズ磁路 の ギ ャ ッ プの 外径 を 形成す る 磁路 と 空 間 を 設 け て ォ ノ 一 ラ V プす る よ う に 大 き < す る と 、 そ の 効 果 は よ り 顕著 に な る 該 円 盤 の厚み は W D 磁 飽和 な ど を 勘案 し て 、 例 え ば 1 m m 以 下 で あ 十分 な遮蔽効果 が 得 ら れ る In addition, if the outer diameter of the magnetic circle 18 is large, the effect similar to the effect of reducing the diameter of the center hole can be obtained. The gap between the magnetic pole and the magnetic path that forms the outer diameter of the gap of the objective lens magnetic path gap is smaller than A. Establish The effect of the disk becomes larger when it is larger than 1 mm. The thickness of the disk is less than 1 mm in consideration of WD magnetic saturation, etc. A sufficient shielding effect can be obtained.
さ ら に 、 該 円 盤 1 8 と 5式料 8 間 の 距離 を 大 さ く すれ ば 、 遮蔽効 果 は 大 さ く な る 。 実用 的 な 距離 と し て 1 . 5 m m程度 に選ぶ と 、 一 次 電子線 を 試料 8 上 に 収束 さ せ る 磁界 の励磁条件 に お い て 、 該 円 盤 が な い場合 に 比べ て 、 B式料 8 表 面 に 直 、 平行 な 磁界成分 の レ、 ずれ も 1 / 2 0 以 下 に抑 え る と が で る Furthermore, if the distance between the disk 18 and the 5 formula fee 8 is increased, the shielding effect is increased. When the practical distance is selected to be about 1.5 mm, the magnetic field excitation condition for focusing the primary electron beam on the sample 8 is less than that for the case where the disk is not present. Formula fee 8 The magnetic field component level and deviation straight and parallel to the surface can be reduced to 1/20 or less.
こ の 構 成 に よ り 、 S¾ 料 £ ! 上 の 磁界 を 低減す る こ と が 可 能 で あ 磁界 に よ つ て ダ メ 一 ジ を 受 け やす レ、 料 8 観察 が 可能 と な る ま た 、 磁性体 円 盤 1 8 と 料 8 間 の 磁界 が 反射電子 の 軌道 に影響 を 与 る ほ ど大 き く な い た め 、 第 ―の課題の 解決牛 に よ つ て 検 出効 率 を 最 も 大 き < す る と が で 含 る With this configuration, S¾ fee £! It is possible to reduce the upper magnetic field, which is easily damaged by the magnetic field. 8 The observation of the magnetic disk 1 8 and the 8 Because the magnetic field of the magnetic field does not affect the orbit of the backscattered electrons, the detection efficiency can be maximized by solving the first problem.
一方 ヽ 試料上 の磁界 強度 の 低減率 が 1 / 5 程度 で よ く 、 反射電 子 が 弱 い 収束作用 を 受 け る 磁界強度 の と さ は 、 必ず し も 対物 レ ン ズ 3 と 料 8 間 に電子検 出器 を配置す る 必要 は な く 、 τ T L 方式 に お い て 磁性体 円 盤 を 用 い れ ば検 出 効 率 の 向 上 が 可能 と な O On the other hand, the reduction rate of the magnetic field strength on the sample should be about 1/5, and the reflected electron is weak. The magnetic field strength that is subject to the convergence effect is always between the objective lens 3 and the material 8 There is no need to place an electronic detector in the τ TL method, and if a magnetic disk is used in the τ TL method, the detection efficiency can be improved.
こ の 場合 に は 、 対物 レ ン ズ 3 の 形 状 に み 、 磁性体 円 盤 1 8 の 外径 ( 例 え ば下磁極 と な る 禾ロ_ In this case, the outer diameter of the magnetic disk 18 (for example, the lower pole
度 ) と 厚み ( m気飽和 を 勘案) 、 ぴ as- 中 心 穴 の 直径 ( 子 ビ一 ム の ス キ ャ ン範囲 よ り は大 き く 、 二次 子 の 軌道 を 変 る た め に必要 な磁場 を 作 る た め の 充分 な 穴 の 大 さ さ の 限界 よ り は 小 さ < す る ) を 適切 に決 め て 、 磁界 の遮蔽 効果 は 生カゝ し た ま ま 、 対物 レ ン ズ 3 と 料 8 1日] 発 生す る 磁界強 度 と 分 を 調整 し て 、 料 8 か ら 発 生す る一次 的 な 電子 の 軌道 を 制 御すれ ば よ い。 ま た 、 T T し 方式 の 検 出 系 V い て 、 主 に 二次 - ¾ェナ を 検 出 す る 検 出 器 1 2 と 、 主 に 反射電子 を 検 出 す る 検 出 ¾ 2 Degree) and thickness (considering m-saturation), diameter of the center hole (larger than the scan range of the child beam, necessary to change the trajectory of the secondary) If the size of the hole is smaller than the limit of the hole size enough to create a magnetic field, the shielding effect of the magnetic field will remain intact and the objective lens will remain intact. 3 and charge 8 1 day] The primary magnetic orbit generated from charge 8 should be controlled by adjusting the magnetic field strength and minute generated. In addition, in the detection system V of the TT method, a detector 1 2 that mainly detects secondary-¾en and a detector that mainly detects reflected electrons ¾ 2
7 と を 少 な く と も 1 つ ずつ ヽ 料 か ら 発生す る 二 次 的 な 電子 の 到 達点 に 合せ て 配置す る と に つ て 、 電子 の ェネ ル ギ 一 に 応 じ て 効 率 よ い検 出 が 可能 と な る 7 and at least one at a time according to the arrival point of the secondary electrons generated from the materials, depending on the energy of the electrons. Efficient detection is possible
磁性体 円 盤 1 8 の 形状 と 界 よ ぴ *子軌道 の 関係 は 、 ン ピ ュ 一 タ シ ヽ ュ レ一 シ 3 ン に よ つ て解析 が 可能 で あ る よ て 、 磁 界 の 強度 と 分 を 決 め れば 、 対物 レ ン ズ 3 の fe極上方 の 磁界強度 が 低 下す る 領域で 、 ―次的 な 子 の ェ ネ ル ギ 一 に J心 じ て 軌道 を 変 化 さ せ る こ と が で き る The relationship between the shape of the magnetic disk 18 and the field and the child trajectory * The relationship between the strength of the magnetic field and the magnetic field can be analyzed by the computer simulation 3 In the region where the magnetic field strength above the fe pole of objective lens 3 decreases, the trajectory can be changed in line with the next child's energy. And can
つ ま り 、 場合 に よ つ て は対物 レ ン ズ 3 の磁路や 料 8 、 あ し < は電子 光学系 を構成す る 電極 に 電圧 を 印加 す る と め る が 、 磁 性体 円 盤 1 8 の 形状 に よ つ て ―次 電子 の う に ェ ネ ル ギ 一 の小 さ レ、 電子 (主 に 5 0 e V 以下 ) は対物 レ ン ズ 3 の 極 の 上方 で の軌 道 の 広 が り を 抑 え 、 反 射 子 の よ 5 に ェ ネ ル ギ一 の 高 い 電子 (主 に 数 1· 0 0 e V 以上 ) あ 軌道 の 広 が り の 度 を 調整す る こ と が で き る In other words, depending on the case, a voltage may be applied to the magnetic path of the objective lens 3 and the material 8, or <may be applied to the electrodes constituting the electron optical system. 18 According to the shape of 8 – the size of the energy is as small as the next electron, and the electron (mainly 50 eV or less) is the widening of the orbit above the pole of the objective lens 3. It is possible to suppress the drift and adjust the degree of spread of the orbit by the number of energetic electrons (mainly a number of 1 · 0 0 eV or more). wear
例 え ば 、 ―次電子 の 検 出 1 2 と し て は磁界 と mj界 を 用 い て ― · 次 電子線の軌道 に は影 響 を 与 ず に 、 数 1 0 e V 禾口- 度 以 下 の ®子 の み を 偏 向 可能 な E X B フ イ ノレ タ : L : 1 と :二次電子增倍機能 を 組み合 せ た 検 出 を 用 い 、 反 射電子 の 検 出 2 7 と し て は ァ 二 ュ ラ一型 の M C P や半導体検 出 な ど を 光軸上 に 配置 し て ヽ 反射電'子 を 直 接入射 さ せ て 検 出 す る こ と で検 出 効率 を 向 上 さ せ る こ と が 可能 で あ る For example:-Use the magnetic field and the mj field as the detection of secondary electrons 1-2-Without affecting the trajectory of the secondary electron beam, EXB finalizer capable of deflecting only the lower element: L: 1 and: Detection combined with the secondary electron multiplication function and detection of reflected electrons 27 The detection efficiency is improved by locating a mirror type MCP or semiconductor detector on the optical axis and detecting by direct incidence of the reflecting element. It is possible to
第 4 の 題 は 、 電子 顕微鏡 を 用 レ、 た絶縁物観察 に い て 、 磁界 の 遮 蔽 に よ る 帯 の 抑制 に よ つ て 、 絶縁物 料ヽ 特 に 電 が激 し い レ ジ ス 卜 が 塗 さ れ た レ チ ク ル 料 を 高分解能 で精 、 再現性 良 < 観察 可能 な 子顕微鏡 の 提供 を す る こ と で め る The fourth topic is the observation of insulators using an electron microscope, and the suppression of the band due to the shielding of the magnetic field makes the insulation material particularly intense. High resolution and high reproducibility <reproducible <Reproducible microscope microscope can be provided
走 型 子顕微鏡 を 用 い て レ チ ク ル な ど の 帯電す る 料 を 測長 す る 際 に は 、 帯電 の 響 に よ る 像障害 が 発 生 し 、 高 λ-η 度 な 測長 が 不 可 能 と な 現状 の レ チ ク ル測 長 S Ε Μで は 、 一次電子放出 率 が 1 以 上 と な る よ 5 に 一次電子線 の 入射ェネ ルギ を 定 し て 料表面 を正 帯 の 状態 に し 、 試料表 面 と 対物 レ ン ズ の 間 に配 * し た 帯 ®抑制 用 の 平板 電極 お よ び試料台 の 形状 に よ つ て 表 面 位分 布 を 制 御 し て 、 レ チ ク ル の 測 長 を 可 能 ίこ し て い る , し か し な が ら 、 レ ン 、、、ス 卜 が 塗布 さ れ た レ チ ク ノレな ど入射 ビ一ム の ェ ネ ル ギ一に依 存 し た 帯 変化 が 大 き い材料 で は 、 帯電 を 完全 に 除去す る に は つ て い な か た 0 When measuring charged materials such as reticles using a scanning microscope, image damage occurs due to the effects of charging, and measurement with high λ-η degrees is possible. In the current reticle measurement S Ε, which is impossible, the incident energy of the primary electron beam is set to 5 so that the primary electron emission rate is 1 or more. The surface of the sample is placed in a regular band, and the surface position distribution is controlled by the shape of the flat plate electrode and sample table placed between the sample surface and the objective lens. Reticle measurement is possible. However, however, an incident beam such as a lenticule coated with lens or soot is applied. For materials with large band changes that depended on the energy level, charging was not completely eliminated.
本発 明 は 、 対物 レ ン ズ と 電界制御 電極 の 下方 に 磁性体 円 盤 を 配 置 し 、 対物 レ ン ズ の 発 生す る 磁界分布 を 変化 さ せ 3 料か ら 発生 す る 放 出電子 を試料 に 戻す こ と で正帯電部位 を 中 和 し て 、 帯電 を 更 に抑制 し よ う と す る も の で あ る 。 磁界遮蔽す る こ と で 料表面 近傍 の磁界 が 変化 し 、 ≠.料上 に 電子 が 戻 り やす < な る. o 磁性体 円 盤 の配 に よ て 試料上 の 磁界分布 は 、 料法線方 向 成分 の磁界 In the present invention, a magnetic disk is placed under the objective lens and the electric field control electrode to change the magnetic field distribution generated by the objective lens and to emit electrons generated from the three materials. By returning the sample to the sample, the positively charged sites are neutralized and the charge is further suppressed. By shielding the magnetic field, the magnetic field in the vicinity of the surface of the material changes, and ≠. Electrons easily return to the surface of the material. O The magnetic field distribution on the sample depends on the distribution of the magnetic disk. Directional component magnetic field
B z 、 料水 平 方 向 成 分 の 磁界 B r と ' b に ピ ' ク 強 度 が 減少 す 。The peak intensity decreases in the magnetic field B r and 'b' of the component in the direction of B z and feed water.
B Z の 強度低減 が 特 に 試料水平方向 に 近い 低角 度 で 出射 し た m子 の 飛程 を大 さ < し 、 光軸近傍で は強度 の 増 し て い る B r に よ て 放 出 子 が 料方 向 に 戻 り やす く な る 。 The intensity reduction of BZ increases the range of m-elements emitted at a low angle close to the horizontal direction of the specimen, especially in the vicinity of the optical axis, and the emission element is increased by Br. It will be easier to return to the price direction.
磁性体 円 盤が 配置 さ れ た状態で は 、 磁性体 円 盤 が M い場合 に 比 ベ て 放 出 電子 の 戻 り 量 を 最 大 : 3 倍近 く ま で 增 加 さ せ る こ と が で き 、 正帯 の抑制効果 を 増 大 さ せ る こ と が で さ る o 最適 な 戻 量や着 In the state where the magnetic disk is arranged, the return amount of the emitted electrons may be increased up to 3 times as much as when the magnetic disk is M. It is possible to increase the positive band suppression effect o Optimum return amount and wearing amount
- 点 は観 対象 の試料 な ど に よ つ て 異 な る が 、 れ ら は磁性体 円 盤 の 穴径や位置 i?周整 に よ つ て 変化 さ せ る こ と が で さ 帯 <m抑制 に 最 適 な 条件 を 選択 し て 像観察す る こ と 力 S 可能 で る こ の こ と は 、 本発 明 の 重要 な 特許化 項 目 で あ る 。 -The point varies depending on the sample to be viewed, but they can be changed depending on the hole diameter and position of the magnetic disk. It is an important patenting item of the present invention that it is possible to select the optimal conditions for suppression and observe images.
な 実施例 に は 明 示 し て い な い 力 s、 |*料 を 観察す る の 加速電 圧や 料高 さ な ど 力 S 変化 し た場合 に は 、 一次電子線 の 料 の 収 束条件 が 変化す る 。 収 束条件 の 変化 は S E M の 光学倍 率 の 変化 と な り ヽ 料上 で の 電子 の 照 射領域 の 変化 を も た ら す 0 ― 73又 的 な S The power s, which is not explicitly stated in the examples, is the power consumption, such as the acceleration voltage or the height of the material to be observed. Changes. The change in the convergence condition results in a change in the optical multiplication factor of S E M, resulting in a change in the irradiation region of electrons on the material.
E M に い て は 、 3S la. に 内 蔵 さ れ た シ ミ ュ レ一シ 3 ン な ど で め ら か じ め 計 し た光学倍率 を 算 出 す る た め の パ ラ メ タ テ ブノレお よ び計算式 と 対物 レ ン ズ の 電流値の 変化 か ら 試料髙 さ お よ び光 倍 率 を 算 出 し た え で 、 偏 向 器 に 与 え る 励磁量 を 変化 さ せ照射 領域 が ―定 と な る よ う な制御 を行 つ て い る In EM, the 3S la. Built-in simulation 3 Calculate the sample length and the optical multiplication factor from the parametric sensor and the formula for calculating the pre-measured optical magnification and the change in the current value of the objective lens. As a result, the amount of excitation applied to the deflector is changed to control the irradiation area to be constant.
本実施形態 に い て は 、 磁性体 円 盤 の揷抜 該磁性体 円 盤 の 形 状や揷入位置 の 変 化 に よ り 、 磁界 よ び 界 の 変化 が 生 じ る し た が ο て 該磁性体 円 盤 の 有無 、 形状 位 を 考盧 し た パ ラ メ タ テ プルや計算式 と 対物 レ ン ズ の 電流値 を 用 い て 円 盤 の 使用 条 件 に 関 わ ら ず照射領域が 一 定 と な る う な偏 向 の励磁里制御 が 行 われ る 事 は言 う ま で も 無 い 。 In this embodiment, the magnetic disk is removed. The magnetic disk and the change in the insertion position cause a change in the magnetic field and the field. Irradiation area is the same regardless of the disk usage conditions by using the parameter table and calculation formula considering the presence / absence of the magnetic disk and the shape position, and the current value of the objective lens. Needless to say, excitation bias control with a certain bias is performed.
以上 の よ 5 に 、 本実施形態 に よ れ ば 低消 費電力 化や検 出 効 率 の 向 上 が 単純 な構成で非常 に 安価 に 実現で き る ま た 同 じ技術 を 用 い >- る と で磁性体試料 の 高分解能観察や 情報 を 有す る 料 の 磁界 に よ る ダ メ ジ の 低減 あ 可能 で め る ま た 一次 電 子 と 反 射 電子 を 各 々 独 立 し て 検 出 す る : と も 可能 と な る 加 X. て 、 絶縁物試料 特 に レ ジ ス ト が 塗布 さ れた レ チ ク ル試料 を 高 分解 で精度 再現性 良 < 観察 可能 に な る As described above, according to this embodiment, the same technology that can be realized at a very low cost with a simple configuration for reducing power consumption and improving detection efficiency is used. With this, it is possible to reduce the damage caused by high-resolution observation of magnetic samples and the magnetic field of information-bearing materials.In addition, primary electrons and reflected electrons are independently detected. X. It is possible to add X. In addition, high resolution and accurate reproducibility <reproducibility of a resist sample with a resist applied especially to an insulating material sample becomes possible.
Claims
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008511028A JPWO2007119873A1 (en) | 2006-04-12 | 2007-04-12 | Scanning electron microscope |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006110214 | 2006-04-12 | ||
| JP2006-110214 | 2006-04-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2007119873A1 true WO2007119873A1 (en) | 2007-10-25 |
Family
ID=38609627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2007/058480 Ceased WO2007119873A1 (en) | 2006-04-12 | 2007-04-12 | Scanning type electronic microscope |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPWO2007119873A1 (en) |
| WO (1) | WO2007119873A1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009212010A (en) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Nagaoka Univ Of Technology | Soft x-ray generator, and static eliminator using it |
| JP2009238600A (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Tohken Co Ltd | Magnetic shield plate for x-ray tube |
| JP2010020919A (en) * | 2008-07-08 | 2010-01-28 | Hitachi High-Technologies Corp | Testing device |
| WO2011055520A1 (en) * | 2009-11-06 | 2011-05-12 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Electron microscope |
| WO2014057918A1 (en) * | 2012-10-12 | 2014-04-17 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Ion-beam device |
| JP2020177925A (en) * | 2020-07-27 | 2020-10-29 | 株式会社日立ハイテク | Charged particle beam device |
| US11139144B2 (en) | 2017-03-24 | 2021-10-05 | Hitachi High-Tech Corporation | Charged particle beam apparatus |
| JP2022037226A (en) * | 2020-07-27 | 2022-03-08 | 株式会社日立ハイテク | Charged particle beam device |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58176355U (en) * | 1982-05-21 | 1983-11-25 | 日本電子株式会社 | Objective lenses for scanning electron microscopes, etc. |
| JPS5949186A (en) * | 1982-09-13 | 1984-03-21 | 株式会社東芝 | Electromagnetic induction cooking device |
| JPS61114757U (en) * | 1984-12-28 | 1986-07-19 | ||
| JPS63264854A (en) * | 1987-04-22 | 1988-11-01 | Hitachi Ltd | scanning electron microscope |
| JPH0317369A (en) * | 1989-06-13 | 1991-01-25 | Fujisash Co | Double sliding sash of the same level |
| JPH05234558A (en) * | 1992-02-21 | 1993-09-10 | Elionix Kk | Reflected electron detector for scanning electron microscope |
| JPH05245555A (en) * | 1992-03-04 | 1993-09-24 | Aida Eng Ltd | Method and device for discriminating supply material of press machine |
| JP2000156191A (en) * | 1998-11-19 | 2000-06-06 | Jeol Ltd | Objective lens for scanning electron microscope |
| JP2001338603A (en) * | 2000-05-30 | 2001-12-07 | Hitachi Ltd | Observation condition support device for scanning electron microscope |
| JP2003331765A (en) * | 2002-05-15 | 2003-11-21 | Seiko Instruments Inc | Electron beam device |
| JP2006093161A (en) * | 1995-10-19 | 2006-04-06 | Hitachi Ltd | Scanning electron microscope |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3372138B2 (en) * | 1995-06-26 | 2003-01-27 | 株式会社日立製作所 | Scanning electron microscope |
| JPH10106466A (en) * | 1996-09-30 | 1998-04-24 | Eiko Eng:Kk | Magnetic field type objective electron lens |
| JP2002134051A (en) * | 2000-10-20 | 2002-05-10 | Seiko Instruments Inc | Electromagnetic field superimposed lens and electron beam device using the same |
-
2007
- 2007-04-12 JP JP2008511028A patent/JPWO2007119873A1/en active Pending
- 2007-04-12 WO PCT/JP2007/058480 patent/WO2007119873A1/en not_active Ceased
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58176355U (en) * | 1982-05-21 | 1983-11-25 | 日本電子株式会社 | Objective lenses for scanning electron microscopes, etc. |
| JPS5949186A (en) * | 1982-09-13 | 1984-03-21 | 株式会社東芝 | Electromagnetic induction cooking device |
| JPS61114757U (en) * | 1984-12-28 | 1986-07-19 | ||
| JPS63264854A (en) * | 1987-04-22 | 1988-11-01 | Hitachi Ltd | scanning electron microscope |
| JPH0317369A (en) * | 1989-06-13 | 1991-01-25 | Fujisash Co | Double sliding sash of the same level |
| JPH05234558A (en) * | 1992-02-21 | 1993-09-10 | Elionix Kk | Reflected electron detector for scanning electron microscope |
| JPH05245555A (en) * | 1992-03-04 | 1993-09-24 | Aida Eng Ltd | Method and device for discriminating supply material of press machine |
| JP2006093161A (en) * | 1995-10-19 | 2006-04-06 | Hitachi Ltd | Scanning electron microscope |
| JP2000156191A (en) * | 1998-11-19 | 2000-06-06 | Jeol Ltd | Objective lens for scanning electron microscope |
| JP2001338603A (en) * | 2000-05-30 | 2001-12-07 | Hitachi Ltd | Observation condition support device for scanning electron microscope |
| JP2003331765A (en) * | 2002-05-15 | 2003-11-21 | Seiko Instruments Inc | Electron beam device |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009212010A (en) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Nagaoka Univ Of Technology | Soft x-ray generator, and static eliminator using it |
| JP2009238600A (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Tohken Co Ltd | Magnetic shield plate for x-ray tube |
| JP2010020919A (en) * | 2008-07-08 | 2010-01-28 | Hitachi High-Technologies Corp | Testing device |
| US8742342B2 (en) | 2009-11-06 | 2014-06-03 | Hitachi High-Technologies Corporation | Electron microscope |
| WO2011055520A1 (en) * | 2009-11-06 | 2011-05-12 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Electron microscope |
| US20120217393A1 (en) * | 2009-11-06 | 2012-08-30 | Hitachi High-Technologies Corporation | Electron Microscope |
| JP5439498B2 (en) * | 2009-11-06 | 2014-03-12 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | electronic microscope |
| WO2014057918A1 (en) * | 2012-10-12 | 2014-04-17 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Ion-beam device |
| JP2014078458A (en) * | 2012-10-12 | 2014-05-01 | Hitachi High-Technologies Corp | Ion beam device |
| US11139144B2 (en) | 2017-03-24 | 2021-10-05 | Hitachi High-Tech Corporation | Charged particle beam apparatus |
| US11749497B2 (en) | 2017-03-24 | 2023-09-05 | Hitachi High-Tech Corporation | Charged particle beam apparatus |
| JP2020177925A (en) * | 2020-07-27 | 2020-10-29 | 株式会社日立ハイテク | Charged particle beam device |
| JP7004776B2 (en) | 2020-07-27 | 2022-01-21 | 株式会社日立ハイテク | Charged particle beam device |
| JP2022037226A (en) * | 2020-07-27 | 2022-03-08 | 株式会社日立ハイテク | Charged particle beam device |
| JP7242915B2 (en) | 2020-07-27 | 2023-03-20 | 株式会社日立ハイテク | Charged particle beam device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2007119873A1 (en) | 2009-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2007119873A1 (en) | Scanning type electronic microscope | |
| US11145487B2 (en) | Scanning electron microscope with composite detection system and specimen detection method | |
| US12196692B2 (en) | Systems and methods for voltage contrast defect detection | |
| JP5391252B2 (en) | Inspection method and inspection apparatus using charged particle beam | |
| EP3385977B1 (en) | Charged particle beam device and scanning electron microscope | |
| JP2021528833A (en) | Low energy scanning electron microscope system, scanning electron microscope system and sample detection method | |
| KR101974321B1 (en) | Charged particle beam device and scanning electron microscope | |
| JP3786875B2 (en) | Objective lens for charged particle beam devices | |
| US9159533B2 (en) | Charged particle beam apparatus permitting high-resolution and high-contrast observation | |
| US7875849B2 (en) | Electron beam apparatus and electron beam inspection method | |
| JP5033310B2 (en) | Inspection device | |
| CN108807118A (en) | A kind of scanning electron microscope system and sample detection method | |
| JP3942108B2 (en) | Particle-optical device with a secondary electron detector. | |
| JP4613405B2 (en) | Scanning electron microscope | |
| JP4943733B2 (en) | Inspection method and inspection apparatus using charged particle beam | |
| CN208208712U (en) | A kind of scanning electron microscope system | |
| JP2009170150A (en) | Inspection measurement device and inspection measurement method | |
| JP2003257355A (en) | Scanning electron microscope | |
| JP6204388B2 (en) | Charged particle beam apparatus and scanning electron microscope | |
| JP6462729B2 (en) | Charged particle beam apparatus and scanning electron microscope | |
| CN120565377B (en) | Sample detection device and sample detection method | |
| JP3494208B2 (en) | Scanning electron microscope | |
| JPH03283250A (en) | Electron microscope coaxially incorporated with optical microscope |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 07741916 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2008511028 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 07741916 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |