【手続補正書】
【提出日】平成26年10月9日(2014.10.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子源と、前記電子源から放出された電子線を偏向する偏向器と、前記電子線を収束する対物レンズと、リターディング電極と、ウエハを設置するステージと、制御部とを有し、前記電子線をウエハに照射しウエハから発生する二次電子を検出することによりウエハのＳＥＭ画像を得る走査電子線装置において、
前記ステージまたは前記対物レンズを昇降可能とし、
前記制御部は、電子線の加速電圧の低加速電圧領域では、ウエハの高さ変動に対するフォーカスの粗調整を前記対物レンズの励磁電流調整による電磁フォーカスにより行い、高加速電圧領域では、ウエハの高さ変動に対するフォーカスの粗調整を、前記ステージまたは前記対物レンズの昇降による機械フォーカスにより行うようにした走査電子線装置。
【請求項２】
請求項1に記載の走査電子線装置において、
前記制御部は、
電子線の加速電圧の低加速電圧領域では、ウエハの高さ変動に対するフォーカスの精調整を前記対物レンズの励磁電流調整による電磁フォーカスにより行い、
高加速電圧領域では、ウエハの高さ変動に対するフォーカスの精調整を、前記リターディング電極に加えるリターディング電圧の調整による静電フォーカス、ブースティング電極に加えるブースティング電圧の調整による静電フォーカス、または、前記電子源の初期加速電圧の調整による静電フォーカスにより行うようにした走査電子線装置。
【請求項３】
請求項２に記載の走査電子線装置において、
前記制御部は、ウエハへの電子線の加速電圧に応じて電子線の焦点高さとウエハ表面高さの差分を制御する手段を自動的に選択することを特徴とする走査電子線装置。
【請求項４】
請求項１に記載の走査電子線装置において、
前記制御部は、ウエハへの電子線の加速電圧に応じて、前記ステージまたは前記対物レンズを昇降することにより、ウエハの表面と対物レンズの下端との距離で表されるワーキングディスタンス（ＷＤ）を設定することを特徴とする走査電子線装置。
【請求項５】
請求項1に記載の走査電子線装置において、
前記ステージに設置したウエハの高さを計測するためのウエハ高さセンサを備える走査電子線装置。
【請求項６】
電子源と、前記電子源から放出された電子線を偏向する偏向器と、前記電子線を収束する対物レンズと、リターディング電極と、ウエハを設置するステージと、制御部とを有し、前記電子線をウエハに照射しウエハから発生する二次電子を検出することによりウエハのＳＥＭ画像を得る走査電子線装置において、
前記ステージまたは前記対物レンズを昇降可能とし、
前記制御部は、ウエハの高さ変動に対するフォーカスの粗調整を、前記ステージまたは前記対物レンズの昇降による機械フォーカスにより行い、
前記ステージに設置したウエハの高さを計測するためのウエハ高さセンサと、前記対物レンズの高さを測定するための対物レンズ高さセンサを備える走査電子線装置。
【請求項７】
請求項５に記載の走査電子線装置において、
前記制御部は、ウエハへの電子線の加速電圧に応じたウエハの標準高さデータを有し、前記ウエハ高さセンサを用いて測定したウエハの高さと標準高さとの高さ誤差を前記昇降可能なステージで低減する際の目標誤差データを有し、加速電圧に応じて前記目標誤差データの値が異なることを特徴とする走査電子線装置。
【請求項８】
請求項５に記載の走査電子線装置において、
前記制御部は、ウエハへの電子線の加速電圧に応じたウエハの標準高さデータを有し、前記ウエハ高さセンサを用いて測定したウエハの高さと標準高さとの高さ誤差を前記昇降可能なステージで低減する際の目標誤差データを有し、少なくとも１つの高い加速電圧での前記目標誤差データの値が加速電圧の低い領域での許容値データの値より小さいことを特徴とする走査電子線装置。
【請求項９】
電子源と、前記電子源から放出された電子線を偏向する偏向器と、前記電子線を収束する対物レンズと、リターディング電極と、ウエハを設置するステージと、制御部とを有し、前記電子線をウエハに照射しウエハから発生する二次電子を検出することによりウエハのＳＥＭ画像を得る走査電子線装置において、
前記ステージに設置したウエハの高さを計測するためのウエハ高さセンサを備え、
前記ステージまたは前記対物レンズを昇降可能とし、
前記制御部は、ウエハの高さ変動に対するフォーカスの粗調整を、前記ステージまたは前記対物レンズの昇降による機械フォーカスにより行うようにすると共に、ウエハへの電子線の加速電圧に応じたウエハの標準高さデータを有し、前記ウエハ高さセンサを用いて測定したウエハの高さと標準高さとの高さ誤差を昇降可能なステージで低減する際の目標誤差データを有し、高さ誤差が前記目標誤差データの値以下である場合、加速電圧の低い領域では高さ誤差に従って電磁レンズの強度を設定し、加速電圧の高い領域では高さ誤差に従って静電レンズの強度を設定することを特徴とする走査電子線装置。
【請求項１０】
電子源と、前記電子源から放出された電子線を偏向する偏向器と、前記電子線を収束する対物レンズと、リターディング電極と、ウエハを設置するステージと、制御部とを有し、前記電子線をウエハに照射しウエハから発生する二次電子を検出することによりウエハのＳＥＭ画像を得る走査電子線装置において、
前記ステージまたは前記対物レンズを昇降可能とし、
前記制御部は、ウエハの高さ変動に対するフォーカスの粗調整を、前記ステージまたは前記対物レンズの昇降による機械フォーカスにより行うようにし、
前記ステージを昇降させた際の前記ステージと前記ストッパーとの接触の有無に基づいてステージ高さを調整するストッパーを設けた走査電子線装置。
【請求項１１】
請求項６に記載の走査電子線装置において、
前記制御部は、ウエハへの電子線の加速電圧に応じた前記対物レンズの標準高さデータを有し、前記対物レンズ高さセンサを用いて測定した前記対物レンズの高さと標準高さとの高さ誤差を昇降可能な対物レンズで低減する際の目標誤差データを有し、高さ誤差が前記目標誤差データの値以下である場合、加速電圧の低い領域では高さ誤差に従って電磁レンズの強度を設定し、加速電圧の高い領域では高さ誤差に従って静電レンズの強度を設定することを特徴とする走査電子線装置。
【請求項１２】
電子源と、前記電子源から放出された電子線を偏向する偏向器と、前記電子線を収束する対物レンズと、リターディング電極と、ウエハを設置するステージと、制御部とを有し、前記電子線をウエハに照射しウエハから発生する二次電子を検出することによりウエハのＳＥＭ画像を得る走査電子線装置を用いた寸法計測方法であって、
加速電圧を変化させてＳＥＭ画像を取得する際に、
ウエハの孔や溝の上部を計測するために低加速の電子線を用いる場合は、ウエハの表面と対物レンズの下端との距離で表されるワーキングディスタンス（ＷＤ）を短縮して画像を取得し、
ウエハの孔や溝の底部を計測するために高加速の電子線を用いる場合は、ウエハの高さ変動に対するフォーカスの粗調整を、前記ステージまたは前記対物レンズの昇降により前記ワーキングディスタンス（ＷＤ）を調整する機械フォーカスにより行って画像を取得し、
得られたＳＥＭ画像から、ウエハの孔や溝の上部および底部の寸法を計測することを特徴とする走査電子線装置を用いた寸法計測方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の走査電子線装置を用いた計測方法において、
ウエハの孔や溝の上部を計測するために低加速の電子線を用いる場合は、ウエハの高さ変動に対するフォーカスの粗調整および精調整を前記対物レンズの励磁電流調整による電磁フォーカスにより行うことを特徴とする走査電子線装置を用いた寸法計測方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の走査電子線装置を用いた計測方法において、
ウエハの孔や溝の底部を計測するために高加速の電子線を用いる場合は、ウエハの高さ変動に対するフォーカスの精調整を前記リターディング電極に加えるリターディング電圧の調整による静電フォーカス、ブースティング電極に加えるブースティング電圧の調整による静電フォーカス、または、前記電子源の初期加速電圧の調整による静電フォーカスにより行うことを特徴とする走査電子線装置を用いた寸法計測方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の走査電子線装置を用いた計測方法において、
ウエハの孔と溝の底部を計測するために高加速の電子線を用いる場合、ウエハを設置した前記ステージまたは前記対物レンズの昇降により前記ワーキングディスタンス（ＷＤ）を伸ばして、前記励磁コイルが磁気飽和しない励磁電流で画像を取得することを特徴とする走査電子線装置を用いた寸法計測方法。