[發明專利]帶電粒子束系統和使用掃描電子顯微鏡的試樣測定方法

在審

• 申請號: 202010077520.8
• 申請日: 2020-01-30
• 公開（公告）號: CN111524777A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 根本佳和;村上雄大;前多崇邦;阿部圣;川本將嗣;目崎洋貴
• 申請（專利權）人: 日本電子株式會社
• 主分類號: H01J37/26
• 分類號: H01J37/26;H01J37/28;G01B15/04;G01N23/2204
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 權鮮枝;劉寧軍

一種帶電粒子束系統和使用掃描電子顯微鏡的試樣測定方法，基于對試樣(30)的三維形狀計測的結果，生成表示包含試樣(30)的試樣單元(26)的三維形狀的第1形狀數據。另一方面，生成表示存在于試樣室(18)內的結構物的三維形狀的第2形狀數據。基于第1形狀數據和第2形狀數據來控制試樣單元(26)的移動，以使試樣單元(26)不與結構物發生碰撞。

技術領域

本發明涉及帶電粒子束(charged particle beam)系統和使用掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope)的試樣測定方法，特別涉及試樣(sample)在試樣室(sample chamber)內的移動的控制。

背景技術

帶電粒子束系統是使用電子、離子等帶電粒子來測定試樣的系統。作為代表性的帶電粒子束系統，已知掃描電子顯微鏡系統。掃描電子顯微鏡系統構成為掃描電子顯微鏡裝置單體，或者構成為掃描電子顯微鏡裝置與其它裝置的組合。

在掃描電子顯微鏡裝置中，在觀察試樣之前，先將包括試樣和保持器(holder)的試樣單元配置在試樣室內的載物臺上。載物臺例如具備上下機構、傾斜機構、第1水平移動機構、第2水平移動機構、旋轉機構等。一般來說，在觀察試樣時，試樣靠近物鏡。

在日本特許第5537737號說明書所記載的帶電粒子束裝置中，試樣的光學圖像被合成到試樣臺的偽圖像，從而生成了合成圖像。合成圖像沒有反映出試樣的三維形狀。在特開2014-93283號公報所記載的帶電粒子束裝置中，計算了試樣的尺寸。其尺寸是包圍試樣整體的圓柱的尺寸。沒有測定試樣的實際的三維形狀。

發明內容

發明要解決的問題

在帶電粒子束系統中，在使試樣單元在試樣室內移動的情況下，需要避免試樣單元(特別是試樣)與存在于試樣室內的結構物碰撞。因此，以往是基于由用戶輸入的試樣的最高高度來決定不會發生碰撞的試樣的移動條件。但是，這沒有考慮試樣的實際的三維形狀。根據上述現有的技術，會有由于最高高度的輸入錯誤而發生碰撞、因要輸入最高高度而產生的用戶負擔、盡管處于可以使試樣靠近物鏡的狀況中但卻做不到等問題。

本發明的目的在于，在帶電粒子束系統中實現考慮了試樣的三維形狀的試樣的移動的控制。

用于解決問題的方案

實施方式的帶電粒子束系統的特征在于，具有：第1形狀數據生成單元，其基于對試樣的三維形狀計測的結果，生成表示上述試樣的三維形狀的第1形狀數據；試樣室，其在內部配置包含上述試樣的試樣單元，以利用帶電粒子束進行測定；第2形狀數據生成單元，其生成表示存在于上述試樣室內的結構物的三維形狀的第2形狀數據；以及控制單元，其基于上述第1形狀數據和上述第2形狀數據來控制上述試樣單元在上述試樣室內的移動。

根據上述構成，能夠基于試樣的三維形狀和結構物的三維形狀來控制試樣單元的移動。因此，例如，在預料到試樣單元會接近或碰撞結構物的情況下，能夠限制試樣單元的移動，或者，能夠使試樣單元的定位最佳化。具體來說，使試樣更容易靠近物鏡。若無需用戶輸入試樣的高度，則能減輕用戶的負擔。

在上述構成中，試樣的三維形狀不是指包住試樣整體的立體圖形的三維形狀，而是指試樣的具體的三維形狀或試樣的實際的三維形狀。例如，在試樣由多個試樣要素構成的情況下，對試樣的三維形狀進行的計測至少要達到能夠單獨識別出各個試樣要素的大體上的形態的程度。在想高精度地進行移動控制的情況下，就要高精度地計測試樣的三維形狀。

在實施方式中，上述控制單元以使得上述試樣單元不碰撞到上述結構物的方式控制上述試樣單元在上述試樣室內的移動。根據該構成，會避免試樣單元碰撞到結構物。移動的概念中包含位置的變更以及姿勢的變更。對試樣的三維形狀計測能在試樣室的外部或試樣室的內部實施。也可以在與試樣室相鄰的空間內對試樣實施三維形狀計測。