[发明专利]测量装置和观测条件的设定方法

说明书

本发明提供一种照射带电粒子束来观察试样的测量装置，其特征在于，包括：输出带电粒子束的粒子源；使带电粒子束聚焦的透镜；对从照射了带电粒子束的试样发射的发射电子的信号进行检测的检测器；和基于观测条件对带电粒子束的输出和发射电子的信号的检测进行控制的控制装置，作为所述观测条件，控制装置设定用于控制带电粒子束的照射周期的第1参数、用于控制脉冲状的带电粒子束的脉冲宽度的第2参数、用于在脉冲状的带电粒子束的照射时间内控制发射电子的信号的检测时刻的第3参数，第3参数是基于从带电粒子束的照射位置发射的多个发射电子的信号各自的强度之差而决定的。

基于参照的引用

本申请主张2017年2月23日提出的日本专利申请第2017-31694号的优先权，通过参照其内容而将其内容引用至本申请中。

技术领域

本申请涉及使用带电粒子束观察试样形态的测量装置，尤其涉及电子显微镜。

背景技术

在电子学领域，存在半导体等的元器件尺寸年年变得细微化的倾向，因此不仅是基于半导体的表面的信息，获得基于扩散相等底部结构的内部信息也变得重要起来。

作为观察半导体的表面的方法，能够列举使用扫描型电子显微镜的方法。在下面的说明中，也将扫描型电子显微镜记作SEM。

在上述的观测方法中，SEM对试样扫描一次电子束，使用检测器检测从试样发射的发射电子(俄歇电子、二次电子和反射电子等)。与使用检测器检测得到的发射电子对应的发射方向的检测信号，按一定的周期被取样。发射电子的信号的取样，与扫描信号同步地进行，能够获得与二维图像的像素对应的提取信号。SEM通过将提取到的信号的强度转换为亮度而生成图像，或者根据一次电子束的扫描下的坐标和亮度的关系生成图像。

由于通过使用SEM仅进行聚焦调节和像散调节就能够获取空间分辩率高的图像，因此能够用于试样表面的细微形状的观察和局部的结构分析等。通常，使用SEM观察试样时，对同一部位多次扫描电子束，通过对由此获得的提取信号进行累积，能够提高画质。

近年来，有机材料和活体材料等软物质以及复合材料等试样逐渐成为使用了SEM的观察对象。在软物质和复合材料为观察对象的情况下，因照射电子束而容易使表面带电，因此观察期间的图像飘移和试样损伤成为问题。因此，要求进行电子束的照射量小的观察。对此，已知专利文献1和专利文献2记载的技术。

专利文献1中记载了“在使用电子束进行试样的结构观察以及评价材料特性时，断续地照射电子束，在断续的电子束照射下获得的2次电子的过渡响应中，通过根据检测时刻选择反映了所需要的试样信息的2次电子信号，能够防止不需要的信息的重叠，实现高画质的观察”的内容。此外，专利文献2中记载了“包括：对固定在观察区域内的位置照射脉冲状的断续的电子束的工序；对因所述断续的电子束而从试样发射的发射电子的时间变化进行检测的工序；和根据所述发射电子的时间变化，设定电子显微镜的观察条件的工序。”的内容。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2012-252913号公报

专利文献2:日本特开2013-214467号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

近年来，除了半导体的细微化之外，随着从二维结构向三维结构的过渡，结构变得复杂，半导体的导通和非导通的判断、下层容量以及形状的检查等变得重要起来。