專利名稱：電子束長度測量裝置和長度測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子束長度測量裝置和長度測量方法。本申請與下述日本專利申請相互關(guān)聯(lián)。對于承認(rèn)引用文獻(xiàn)內(nèi)容可組合在申請中的指定國家，下述申請所記載的內(nèi)容通過引用方式組合在本申請中，并構(gòu)成為本申請記載內(nèi)容的一部分。
日本專利申請2000-125103申請日平成12年4月26日對于使用電子束長度測量裝置實(shí)施長度測量的場合，通常是通過使電子束產(chǎn)生方向偏轉(zhuǎn)并在長度測量對象上實(shí)施掃描的方式實(shí)施測量的，然而電子束長度測量裝置在長時(shí)間使用時(shí)，電子束的方向偏轉(zhuǎn)量會相對于預(yù)先設(shè)定的值產(chǎn)生偏差，從而難以實(shí)施正確的長度測量。
而且，即使采用構(gòu)成形式相同的電子束長度測量裝置，對同一長度測量對象上的預(yù)定部分實(shí)施長度測量，也往往不能給出相同的長度，即還存在有各電子束長度測量裝置間難以實(shí)現(xiàn)長度測量相容性的問題。
本發(fā)明就是解決上述問題用的發(fā)明，本發(fā)明的目的就是提供一種能夠解決上述問題的電子束長度測量裝置，以及相應(yīng)的長度測量方法。這些目的可以通過對權(quán)利要求書中獨(dú)立權(quán)利要求所記載的技術(shù)特征實(shí)施組合的方式實(shí)現(xiàn)。各從屬權(quán)利要求給出了本發(fā)明更佳的具體實(shí)施形式。
而且，本發(fā)明提供的這種電子束長度測量裝置，還可以進(jìn)一步使校正掃描控制部使用方向偏轉(zhuǎn)部使電子束按照若干個(gè)方向偏轉(zhuǎn)長度，在包含基準(zhǔn)基板上基準(zhǔn)部分的預(yù)定位置處實(shí)施掃描；對應(yīng)關(guān)系檢測部對于按照若干個(gè)方向偏轉(zhuǎn)長度使用電子束實(shí)施掃描的場合，分別對各對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測；長度測量掃描控制部使用方向偏轉(zhuǎn)部使電子束按照若干個(gè)方向偏轉(zhuǎn)長度中的某方向偏轉(zhuǎn)長度，在長度測量對象上實(shí)施掃描；而且長度測量部依據(jù)由對應(yīng)關(guān)系檢測部給出的、使電子束按照方向偏轉(zhuǎn)長度實(shí)施掃描的場合檢測出的對應(yīng)關(guān)系，對與該檢測時(shí)間相對應(yīng)的長度實(shí)施檢測。
而且，本發(fā)明提供的這種電子束長度測量裝置，還可以進(jìn)一步使校正掃描控制部在預(yù)定時(shí)間點(diǎn)之后，使電子束對包含與基準(zhǔn)基板上預(yù)定位置不同的基準(zhǔn)部分的其它位置處實(shí)施掃描；而且對應(yīng)關(guān)系檢測部還依據(jù)使電子束在對基準(zhǔn)基板上的其它位置實(shí)施掃描時(shí)由檢測器依次檢測出的電子變化狀況，對電子束照射至基準(zhǔn)尺寸圖樣上的基準(zhǔn)部分處的照射時(shí)間實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)該時(shí)間和基準(zhǔn)部分的長度，對掃描時(shí)間和長度間的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測。
而且，本發(fā)明提供的這種電子束長度測量裝置，還可以進(jìn)一步使基準(zhǔn)基板保持部以可拆裝方式保持著基準(zhǔn)基板。而且，基準(zhǔn)基板還可以具有若干個(gè)呈同樣基準(zhǔn)長度形式的基準(zhǔn)部分。而且，本發(fā)明提供的這種電子束長度測量裝置，還可以進(jìn)一步使基準(zhǔn)基板在直線方向上具有若干個(gè)呈同樣基準(zhǔn)長度形式的基準(zhǔn)部分；校正掃描控制部使用方向偏轉(zhuǎn)部使電子束沿著直線，對包含位于基準(zhǔn)基板上呈同樣基準(zhǔn)長度形式的若干個(gè)基準(zhǔn)部分上的預(yù)定位置實(shí)施掃描；而且對應(yīng)關(guān)系檢測部對電子束分別照射至若干個(gè)基準(zhǔn)部分處的若干個(gè)照射時(shí)間實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)該若干個(gè)時(shí)間和基準(zhǔn)部分的長度，對電子束的掃描時(shí)間和長度間的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測。
而且，本發(fā)明提供的這種電子束長度測量裝置，還可以進(jìn)一步使基準(zhǔn)基板具有若干個(gè)呈長度形式的基準(zhǔn)部分。而且，本發(fā)明提供的這種電子束長度測量裝置，還可以進(jìn)一步使基準(zhǔn)基板在直線方向上具有若干個(gè)基準(zhǔn)長度彼此不同的基準(zhǔn)部分；校正掃描控制部使用方向偏轉(zhuǎn)部使電子束沿著直線，對包含位于基準(zhǔn)基板上呈基準(zhǔn)長度彼此不同的若干個(gè)基準(zhǔn)部分上的預(yù)定位置實(shí)施掃描；而且對應(yīng)關(guān)系檢測部對電子束分別照射至基準(zhǔn)長度彼此不同的若干個(gè)基準(zhǔn)部分處的若干個(gè)照射時(shí)間實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)該若干個(gè)時(shí)間和若干個(gè)基準(zhǔn)部分的長度，對電子束的若干個(gè)掃描時(shí)間和若干個(gè)長度間的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測。而且，這種基準(zhǔn)基板可以是依據(jù)表示長度標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)基板制作的，也可以是取表示標(biāo)準(zhǔn)長度的標(biāo)準(zhǔn)基板作為基準(zhǔn)對基準(zhǔn)部分的長度實(shí)施測定的基準(zhǔn)基板。
為了能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了作為本發(fā)明第二方面的電子束長度測量方法，這種使用電子束對長度測量對象上的預(yù)定部分實(shí)施長度測量用的電子束長度測量方法的特征在于可以包括使用電子束對包含具有作為標(biāo)準(zhǔn)長度的基準(zhǔn)部分的基準(zhǔn)基板上基準(zhǔn)部分的預(yù)定位置處實(shí)施掃描的校正掃描步驟；依據(jù)使電子束在基準(zhǔn)基板上實(shí)施掃描時(shí)依次檢測出的電子變化狀況，對電子束照射至基準(zhǔn)部分處的照射時(shí)間實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)該時(shí)間和基準(zhǔn)部分的長度，對電子束的掃描時(shí)間和長度間的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測的對應(yīng)關(guān)系檢測步驟；使電子束在長度測量對象上實(shí)施掃描的長度測量掃描步驟；依據(jù)使電子束在長度測量對象上實(shí)施掃描時(shí)依次檢測出的電子變化狀況，對電子束照射至長度測量對象上的預(yù)定部分處的照射時(shí)間實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)由對應(yīng)關(guān)系檢測步驟檢測出的所述對應(yīng)關(guān)系，對與該檢測時(shí)間相對應(yīng)的長度實(shí)施檢測用的長度測量步驟；在預(yù)定時(shí)間點(diǎn)之后，使電子束對包含與基準(zhǔn)基板上預(yù)定位置不同的基準(zhǔn)部分的其它位置處實(shí)施掃描的再次校正掃描步驟；以及依據(jù)使電子束在對基準(zhǔn)基板上的所述其它位置實(shí)施掃描時(shí)由檢測器依次檢測出的電子變化狀況，對電子束照射至基準(zhǔn)部分處的照射時(shí)間實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)該時(shí)間和基準(zhǔn)部分的長度，對掃描時(shí)間和長度間的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測的對應(yīng)關(guān)系再次檢測步驟。
而且，上述對發(fā)明進(jìn)行的概要介紹僅僅列舉了本發(fā)明的必要技術(shù)特征，對這些技術(shù)特征實(shí)施的各種組合形式也屬于本發(fā)明的范圍。


圖1為表示作為本發(fā)明第一實(shí)施形式的電子束長度測量裝置的一種構(gòu)成形式用的示意圖。在圖中還示出了X軸、Y軸和Z軸。
如果舉例來說，這種電子束長度測量裝置是一種可以對作為長度測量對象實(shí)例的巨磁阻效應(yīng)(GMR)型磁頭元件上的預(yù)定部分實(shí)施長度測量用的電子束長度測量裝置。
在這兒的長度測量對象12，不僅可以是由諸如集成電路(hntegrated Circuit)和大規(guī)模集成電路(Large-Scale IntegratedCircuit)等等的有源元件構(gòu)成的半導(dǎo)體部件，也可以是諸如無源元件和各種傳感器等等的部件，還可以是與這類部件相結(jié)合并收裝在一個(gè)集成塊中的部件，以及將這些部件安裝在集成電路基板上以實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶宓鹊鹊牟考６?，還可以是諸如巨磁阻效應(yīng)(GMR)型磁頭元件等等的、可能在磁場作用下出現(xiàn)破損的部件。
電子束長度測量裝置100可以具有電子束鏡筒組件102，真空腔室型部件104，放大組件38，模擬·數(shù)字變換器(A/D變換器)40，儲存部50，控制部52，分析電壓施加部42，指令接收部70，鍵盤72，鼠標(biāo)74和顯示裝置76等等。其中電子束鏡筒組件102可以具有電子槍16，電子透鏡18，成像孔徑22，電子透鏡24，作為方向偏轉(zhuǎn)部件一個(gè)實(shí)例的方向偏轉(zhuǎn)器26，象散修正透鏡28，對物透鏡30，能量過濾器34和檢測器36。在這兒，電子透鏡18、電子透鏡24、方向偏轉(zhuǎn)器26、象散修正透鏡28和對物透鏡30等等部件，均為可以利用磁場或電場實(shí)施動作的部件。在本實(shí)施形式中，由于是取諸如巨磁阻效應(yīng)(GMR)型磁頭元件等等的、可能在磁場作用下出現(xiàn)破損的部件作為長度測量對象的，所以對物透鏡30、電子透鏡18、電子透鏡24、方向偏轉(zhuǎn)器26和象散修正透鏡28等等采用可以利用電場實(shí)施動作的部件更好些。
真空腔室型部件104可以具有高度檢測器44、作為基準(zhǔn)基板保持部和長度測量對象保持部的一個(gè)構(gòu)成實(shí)例的顯微鏡載物臺14，以及光學(xué)顯微鏡48。高度檢測器44可以對搭載在顯微鏡載物臺14上的長度測量對象12沿Z軸方向的高度實(shí)施檢測。在本實(shí)施形式中，高度檢測器44是將激光光束照射在位于顯微鏡載物臺14上的長度測量對象12處，對由長度測量對象12反射回來的激光光束實(shí)施接收，并且依據(jù)所接收到的激光光束對長度測量對象12沿Z軸方向的高度實(shí)施檢測的。高度檢測器44將檢測出的長度測量對象沿Z軸方向的高度值輸入至控制部52。
顯微鏡載物臺14以可拆裝方式保持著基準(zhǔn)基板13，而具有作為該電子束長度測量裝置內(nèi)基準(zhǔn)長度的基準(zhǔn)部分的基準(zhǔn)尺寸圖樣就形成在該基準(zhǔn)基板13上。顯微鏡載物臺14可以在真空腔室型部件104內(nèi)沿著X軸方向、Y軸方向和Z軸方向移動。光學(xué)顯微鏡48對位于觀察視野范圍內(nèi)的圖像實(shí)施攝取，并且將圖像輸入至控制部52。在本實(shí)施形式中，光學(xué)顯微鏡48是在實(shí)施整體對準(zhǔn)的過程中，對位于觀察視野范圍內(nèi)的、搭載在顯微鏡載物臺14上的長度測量對象12的圖像實(shí)施攝取，并輸入至控制部52的。
圖2為表示作為本發(fā)明第一實(shí)施形式的、位于顯微鏡載物臺周圍的部件構(gòu)成形式和基準(zhǔn)基板構(gòu)成形式用的示意圖。正如圖2a所示，顯微鏡載物臺14還設(shè)置有保持長度測量對象12用的保持托架14a。在本實(shí)施形式中，保持托架14a可以將若干個(gè)具有長度測量對象12的試樣基板15，分別搭載在試樣基板搭載區(qū)域處。試樣基板15在本實(shí)施形式中，是按照由形成有若干個(gè)長度測量對象12的坯料上切割成型的方式制作的，所以呈具有若干個(gè)長度測量對象12的所謂桿(BAR)型部件。
顯微鏡載物臺14還具有沿X軸方向?qū)嵤╅L度校正用的基準(zhǔn)基板13a，以及沿Y軸方向?qū)嵤╅L度校正用的基準(zhǔn)基板13b。沿X軸方向?qū)嵤╅L度校正用的基準(zhǔn)基板13a正如圖2b所示，沿X軸方向具有若干個(gè)(在該圖所示的實(shí)例中為200個(gè))沿X軸方向的長度為0.4微米(μm)、沿Y軸方向的長度為3毫米(mm)的凸部13c，而且沿Y軸方向具有若干個(gè)沿X軸方向的長度比沿Y軸方向的長度長的凸部13d。如果舉例來說，位于基準(zhǔn)基板13a上的各凸部13c，由各凸部13c至相鄰?fù)共?3c處的部分，以及包含若干個(gè)凸部13c的部分等等，均可以構(gòu)成為基準(zhǔn)部分。對于采用這種基準(zhǔn)基板13a實(shí)施沿X軸方向校正操作的場合，可以用與X軸方向相平行的電子束實(shí)施掃描操作。凸部13d用于沿Y軸方向?qū)鶞?zhǔn)基板13a實(shí)施的位置檢測。
沿Y軸方向?qū)嵤╅L度校正用的基準(zhǔn)基板13b與如圖2b所示的、沿X軸方向?qū)嵤╅L度校正用的基準(zhǔn)基板13a的構(gòu)成形式相同，而且在顯微鏡載物臺14上，它按照由如圖2b所示的基準(zhǔn)基板13a朝向左側(cè)方向轉(zhuǎn)動90度的方式實(shí)施著配置。在本實(shí)施形式中，基準(zhǔn)基板13是依據(jù)表示長度標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)基板實(shí)施制作的。
在如圖1所示的電子束長度測量裝置中，是利用電子槍16實(shí)施電子束EB照射的。由電子槍16照射出的電子束EB通過電子透鏡18實(shí)施預(yù)定的調(diào)整，進(jìn)而通過具有成像孔徑22的開口部成型為預(yù)定的形狀。
方向偏轉(zhuǎn)器26對成型為預(yù)定形狀的電子束EB實(shí)施方向偏轉(zhuǎn)，以改變該電子束的照射位置。象散修正透鏡28對電子束EB產(chǎn)生的象散相差實(shí)施修正。利用檢測器36并通過能量過濾器34，可以對由于電子束EB照射在長度測量對象12或基準(zhǔn)基板13上而產(chǎn)生的二次電子實(shí)施依次檢測。檢測器36還可以將檢測出的二次電子數(shù)量(二次電子量)輸入至放大組件38。
放大組件38對所輸入的二次電子量實(shí)施放大，并將其輸入至模擬·數(shù)字變換器(A/D變換器)40處。模擬·數(shù)字變換器(A/D變換器)40將由放大組件38輸入的二次電子量變換為數(shù)字信號，并輸入至控制部52處。分析電壓施加部42依據(jù)控制部52給出的控制信號，將分析電壓施加至能量過濾器34處。儲存部50對電子束的掃描時(shí)間與長度間的對應(yīng)關(guān)系，比如說由掃描時(shí)間計(jì)算出長度用的演算系數(shù)等等實(shí)施儲存。在本實(shí)施形式中，是在這兒對電子束的方向偏轉(zhuǎn)長度實(shí)施調(diào)整，進(jìn)而對方向偏轉(zhuǎn)長度范圍內(nèi)的單位長度比率、即倍率實(shí)施調(diào)整的。因此，可以通過對倍率實(shí)施的調(diào)整，改變單位時(shí)間內(nèi)電子束的掃描長度。而且，儲存部50可以按照與不同倍率相對應(yīng)的方式，對電子束掃描時(shí)間與長度間的各對應(yīng)關(guān)系實(shí)施儲存。指令接收部70可以通過鍵盤72或鼠標(biāo)74接收使用者的指示。在本實(shí)施形式中，指令接收部70可以由使用者處接收諸如實(shí)施長度測量校正處理等等的指示。
控制部52可以具有準(zhǔn)直控制部54，聚焦控制部56，作為長度測量掃描控制部和長度測量部一個(gè)實(shí)例的長度測量控制部58，顯示控制部60，顯微鏡載物臺用控制部62，以及作為校正掃描控制部和對應(yīng)關(guān)系檢測部一個(gè)實(shí)例的校正控制部64。準(zhǔn)直控制部54可以依據(jù)由光學(xué)顯微鏡48輸入的圖像，通過在由電子槍16給出的電子束可以實(shí)施照射的范圍內(nèi)，對長度測量對象12實(shí)施移動的方式對其實(shí)施調(diào)整，即實(shí)施整體對準(zhǔn)處理。
準(zhǔn)直控制部54在實(shí)施整體對準(zhǔn)處理之后，可以進(jìn)一步利用顯微鏡載物臺用控制部62，通過在由電子槍16給出的電子束可以實(shí)施照射的范圍內(nèi)對長度測量對象12實(shí)施移動的方式，對其實(shí)施局部對準(zhǔn)處理。換句話說就是，準(zhǔn)直控制部54可以使電子束在長度測量對象12上實(shí)施掃描，并依據(jù)由檢測器36檢測出的二次電子，形成長度測量對象12的二次電子圖像。隨后準(zhǔn)直控制部54可以依據(jù)該二次電子圖像，相對于預(yù)定的基準(zhǔn)對沿X軸方向的偏置量、沿Y軸方向的偏置量、轉(zhuǎn)動量等等實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)這些偏置量等等實(shí)施各種調(diào)整處理。在本實(shí)施形式中，準(zhǔn)直控制部54可以通過方向偏轉(zhuǎn)器26，對電子束的掃描位置和掃描方向?qū)嵤┱{(diào)整。
聚焦控制部56可以依據(jù)由高度檢測器44輸入的長度測量對象12沿Z軸方向的高度，按照使對物透鏡30的焦點(diǎn)吻合在長度測量對象12上的方式，通過顯微鏡載物臺用控制部62對長度測量對象12沿Z軸方向的高度實(shí)施調(diào)整。長度測量控制部58可以通過對物透鏡30對所產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度實(shí)施調(diào)整的方式，通過方向偏轉(zhuǎn)器26改變電子束的方向偏轉(zhuǎn)長度，從而對位于長度測量方向偏轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的單位長度比率、即倍率實(shí)施調(diào)整。長度測量控制部58還可以按照預(yù)定倍率實(shí)施調(diào)整的方式，通過方向偏轉(zhuǎn)器26使電子束按照預(yù)定的方向偏轉(zhuǎn)長度，對長度測量對象12實(shí)施掃描處理，并且依據(jù)檢測器36依次檢測出的二次電子變化狀況，對電子束照射在長度測量對象12上預(yù)定部分處的時(shí)間實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)儲存在儲存部50處的、與該倍率相對應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系，對與該檢測時(shí)間相對應(yīng)的長度實(shí)施檢測。
顯示控制部60用于將由長度測量控制部58檢測出的長度測量對象12上預(yù)定部分的長度，顯示在顯示裝置76上。顯微鏡載物臺用控制部62可以在X-Y平面內(nèi)對顯微鏡載物臺14實(shí)施驅(qū)動。如果舉例來說，可以按照將搭載在顯微鏡載物臺14上的長度測量對象12移動至光學(xué)顯微鏡48的觀察范圍之內(nèi)的方式，對顯微鏡載物臺14實(shí)施移動。顯微鏡載物臺用控制部62還可以按照將長度測量對象12大體設(shè)置在電子束光軸中心位置處的方式，對顯微鏡載物臺14實(shí)施移動。而且，顯微鏡載物臺用控制部62可以按照將搭載在顯微鏡載物臺14上的長度測量對象12移動至電子束可實(shí)施照射的位置處的方式，對顯微鏡載物臺14實(shí)施移動。顯微鏡載物臺用控制部62還可以沿Z軸方向?qū)︼@微鏡載物臺14實(shí)施移動。
校正控制部64可以通過對物透鏡30，對所產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度實(shí)施調(diào)整的方式，通過方向偏轉(zhuǎn)器26改變電子束的方向偏轉(zhuǎn)長度，從而可以對位于長度測量方向偏轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的單位長度比率、即倍率實(shí)施調(diào)整。而且，校正控制部64可以在調(diào)整為若干個(gè)倍率的狀態(tài)下，通過方向偏轉(zhuǎn)器26使電子束對包含位于基準(zhǔn)基板13上的基準(zhǔn)部分的預(yù)定位置實(shí)施掃描處理，并且依據(jù)檢測器36依次檢測出的二次電子變化狀況，對電子束照射在基準(zhǔn)部分處的照射時(shí)間實(shí)施檢測。在本實(shí)施形式中，校正控制部64可以利用方向偏轉(zhuǎn)器26，相對于X軸校正用基準(zhǔn)基板13a使用電子束沿X軸方向?qū)嵤呙杼幚恚鄬τ赮軸校正用基準(zhǔn)基板13b使用電子束沿Y軸方向?qū)嵤呙杼幚怼?br> 校正控制部64可以依據(jù)電子束照射在所檢測的基準(zhǔn)部分處的照射時(shí)間和基準(zhǔn)部分的長度，對各個(gè)掃描時(shí)間和長度間對應(yīng)關(guān)系實(shí)施調(diào)整用的各倍率實(shí)施檢測，并將其儲存在儲存部50處。在本實(shí)施形式中，在電子束的掃描方向上具有若干個(gè)呈相同長度的基準(zhǔn)部分，所以還可以通過對這些基準(zhǔn)部分的電子束照射時(shí)間取平均值，進(jìn)而對與基準(zhǔn)部分長度間的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測的方式實(shí)施這種處理，當(dāng)采用這種實(shí)施方式時(shí)，可以更高精度地檢測出對應(yīng)關(guān)系。
而且，在電子束的掃描方向上還可以設(shè)置有呈若干長度的若干種基準(zhǔn)部分，所以還可以對電子束照射在各基準(zhǔn)部分處的時(shí)間，與各基準(zhǔn)部分長度間的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測，進(jìn)而通過這種檢測而對若干個(gè)長度和掃描時(shí)間實(shí)施適當(dāng)?shù)臋z測。
而且，校正控制部64可以在預(yù)定時(shí)間點(diǎn)之后，通過方向偏轉(zhuǎn)器26使電子束對包含有與基準(zhǔn)基板上預(yù)定位置不同的基準(zhǔn)部分的其他位置實(shí)施掃描，并且可以依據(jù)由檢測器36依次檢測出的二次電子變化狀況，對電子束照射在基準(zhǔn)部分處的時(shí)間實(shí)施檢測。如果舉例來說，在本實(shí)施形式中包含有與長度測量對象12上的預(yù)定位置不同的基準(zhǔn)部分的其他位置，相對于X軸方向的長度校正用基準(zhǔn)基板，指的是電子束照射位置沿著與Y軸平行方向移動的位置。在這兒，當(dāng)將電子束照射在基準(zhǔn)基板13上時(shí)，可能會對該照射部分產(chǎn)生損傷，所以如上所述，通過在預(yù)定時(shí)間點(diǎn)之后使電子束對包含基準(zhǔn)部分的其他位置實(shí)施掃描的方式，還可以依據(jù)電子束未對基準(zhǔn)基板13造成損傷的基準(zhǔn)部分，高精度地獲得時(shí)間與長度間的對應(yīng)關(guān)系。
而且，校正控制部64可以依據(jù)該時(shí)間和基準(zhǔn)部分的長度，對掃描時(shí)間和長度間的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測，進(jìn)而對儲存部50中的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施更新。在這兒的在預(yù)定時(shí)間點(diǎn)之后，可以是接收到諸如使用者給出校正指示的時(shí)間點(diǎn)等等之后，也可以是電子束對基準(zhǔn)基板13上的同一位置實(shí)施預(yù)定次數(shù)掃描之后的時(shí)間點(diǎn)之后。
圖3為說明作為本發(fā)明第一實(shí)施形式的電子束長度測量裝置動作方式用的示意性流程圖。這種電子束長度測量裝置可以按照使搭載在顯微鏡載物臺14上的基準(zhǔn)基板13位于電子束能夠?qū)嵤┱丈涞奈恢锰幍姆绞?，通過顯微鏡載物臺用控制部62對顯微鏡載物臺14實(shí)施移動。隨后，校正控制部64在被調(diào)整為若干倍率的狀態(tài)下，通過方向偏轉(zhuǎn)器26使電子束對包含基準(zhǔn)基板13上基準(zhǔn)部分的預(yù)定位置實(shí)施掃描(步驟S100)。在這時(shí)校正控制部64可以依據(jù)由檢測器36依次檢測出的二次電子變化狀況，對電子束照射在基準(zhǔn)部分處的照射時(shí)間實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)檢測出的時(shí)間和基準(zhǔn)部分的長度，按照各倍率對各掃描時(shí)間與長度間的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測，并且將該對應(yīng)關(guān)系按照與倍率相對應(yīng)的方式儲存在儲存部50處(步驟S102)。
在將長度測量對象12搭載在顯微鏡載物臺14上之后，可以由準(zhǔn)直控制部54實(shí)施整體對準(zhǔn)和局部對準(zhǔn)處理，隨后將長度測量控制部58調(diào)整至預(yù)定倍率，通過方向偏轉(zhuǎn)器26使電子束在長度測量對象12上實(shí)施掃描操作(步驟S104)。在這時(shí)，長度測量控制部58可以依據(jù)由檢測器36依次檢測出的所述二次電子的變化狀況，對電子束照射在長度測量對象12上預(yù)定部分處的照射時(shí)間實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)與儲存在儲存部50處的倍率相對應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系，對與該檢測出的時(shí)間相對應(yīng)的長度實(shí)施檢測(步驟S106)。
隨后，判斷是否有下一長度測量對象12需要實(shí)施檢測(步驟S108)，對于不存在下一長度測量對象12的場合，結(jié)束處理過程；對于存在有下一長度測量對象12的場合，判斷按照對應(yīng)關(guān)系對長度測量對象12的長度測量檢測是否已經(jīng)進(jìn)行了預(yù)定次數(shù)之上的檢測(步驟S110)。對于其判斷結(jié)果為尚未按照對應(yīng)關(guān)系對長度測量對象12實(shí)施預(yù)定次數(shù)之上的長度測量的場合，由于能夠使用該對應(yīng)關(guān)系適當(dāng)表示裝置中實(shí)際掃描時(shí)間與長度間關(guān)系的可能性比較大，所以可以對下一長度測量對象12實(shí)施長度測量處理(步驟S104、S106、S108、S110)。
對于其判斷結(jié)果為按照對應(yīng)關(guān)系已經(jīng)對長度測量對象12實(shí)施預(yù)定次數(shù)之上的長度測量的場合，由于能夠使用該對應(yīng)關(guān)系適當(dāng)表示裝置中實(shí)際掃描時(shí)間與長度間關(guān)系的可能性比較小，所以可以進(jìn)一步判斷檢測對應(yīng)關(guān)系時(shí)是否已經(jīng)對基準(zhǔn)基板13上同一位置實(shí)施了預(yù)定次數(shù)之上的檢測(步驟S112)。
對于其判斷結(jié)果為未對基準(zhǔn)基板13上同一位置實(shí)施預(yù)定次數(shù)之上檢測的場合，位于基準(zhǔn)基板13上該位置處的基準(zhǔn)部分受到損傷的可能性比較小，所以可以利用電子束對該位置實(shí)施掃描，并且對與各倍率相對應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測，對儲存部50中的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施更新(步驟S100、S102)。對于其判斷結(jié)果為已經(jīng)對基準(zhǔn)基板13上同一位置實(shí)施預(yù)定次數(shù)之上檢測的場合，位于基準(zhǔn)基板13上該位置處的基準(zhǔn)部分受到損傷的可能性比較大，所以可以通過校正控制部64改變由方向偏轉(zhuǎn)器26給出的電子束掃描位置(步驟S112)，使用電子束對該當(dāng)前位置實(shí)施掃描，再次對與各倍率相對應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測，對儲存部50中的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施更新(步驟S100、S102)。在對應(yīng)關(guān)系被更新之后，對長度測量對象12實(shí)施與上述相類似的長度測量(步驟S104、S106)。
通過如上所述的說明可知，如果采用根據(jù)本實(shí)施形式構(gòu)造的電子束長度測量裝置，可以利用基準(zhǔn)基板對掃描時(shí)間和長度間的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施高精度的檢測。而且，由于可以將基準(zhǔn)基板保持在電子束長度測量裝置內(nèi)部，所以可以在所需要的任何時(shí)間中，方便地對掃描時(shí)間和長度間的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施校正。由于基準(zhǔn)基板13是依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)基板實(shí)施制作的，所以在使用著依據(jù)同樣標(biāo)準(zhǔn)基板制作出的基準(zhǔn)基板13實(shí)施對應(yīng)關(guān)系校正的各電子束長度測量裝置之間，對于所測定出的長度間將具有良好的相容性。
本發(fā)明并不僅限于如上所述的實(shí)施形式，還可以采用種種變形形式。比如說在如上所述的實(shí)施形式中，是利用能夠通過調(diào)整，使電子束能夠?qū)﹂L度測量對象實(shí)施適當(dāng)掃描的局部對準(zhǔn)部件，對電子束的掃描位置、掃描方向?qū)嵤┱{(diào)整的，然而也可以通過對顯微鏡載物臺14的移動實(shí)施這種調(diào)整。而且在上述實(shí)施形式中，是通過顯微鏡載物臺14對沿Z軸方向的位置實(shí)施調(diào)整的方式，將焦點(diǎn)吻合在長度測量對象12上的，然而本發(fā)明并不僅限于此，如果舉例來說還可以通過透鏡對焦點(diǎn)位置實(shí)施的調(diào)整，將焦點(diǎn)吻合在長度測量對象12上。
而且在上述實(shí)施形式中，是通過檢測器36對電子束照射在長度測量對象12或基準(zhǔn)基板13上所產(chǎn)生的二次電子實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)該二次電子量對掃描時(shí)間和長度間的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測的，然而本發(fā)明并不僅限于此，如果舉例來說還可以利用檢測器36對長度測量對象或基準(zhǔn)基板對電子束實(shí)施反射后的反射電子實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)該反射電子量對掃描時(shí)間和長度間的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測。
而且在上述實(shí)施形式中，是對于已經(jīng)實(shí)施了預(yù)定次數(shù)長度測量的場合，對儲存在儲存部50中的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施更新的，然而本發(fā)明并不僅限于此，如果舉例來說還可以在經(jīng)過預(yù)定時(shí)間時(shí)，對該對應(yīng)關(guān)系實(shí)施更新。而且，還可以在電子束鏡筒組件102之內(nèi)設(shè)置能夠?qū)﹄娮邮R筒組件102內(nèi)的溫度實(shí)施檢測的溫度傳感器，對于由該溫度傳感器檢測出的溫度，上升至需要更新對應(yīng)關(guān)系時(shí)的預(yù)定溫度之上的場合，對該對應(yīng)關(guān)系實(shí)施更新。
而且在上述實(shí)施形式中，基準(zhǔn)基板13采用的是依據(jù)表示長度標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)基板制作的基準(zhǔn)基板13，然而本發(fā)明并不僅限于此，如果舉例來說還可以取標(biāo)準(zhǔn)基板(一次標(biāo)準(zhǔn)基板)作為標(biāo)準(zhǔn)對基準(zhǔn)部分的長度實(shí)施測定，即還可以采用軌跡跟隨型的基準(zhǔn)基板。
本發(fā)明是參考最佳實(shí)施形式進(jìn)行說明的，然而本發(fā)明的技術(shù)范圍并不僅限于上述實(shí)施形式所記載的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以依據(jù)上述實(shí)施形式，獲得多種變形和改形的實(shí)施形式。這些變形和改形的實(shí)施形式均包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍之內(nèi)，本發(fā)明的技術(shù)范圍是由權(quán)利要求記載的范圍確定著的。
工業(yè)實(shí)用性從上面的說明可知，如果采用本發(fā)明，便可以對長度測量對象上的預(yù)定部分實(shí)施高精度的長度測量。
權(quán)利要求
1.一種使用電子束對長度測量對象上的預(yù)定部分實(shí)施長度測量用的電子束長度測量裝置，其特征在于，具有發(fā)射出所述電子束用的電子槍；對所述電子束實(shí)施方向偏轉(zhuǎn)用的方向偏轉(zhuǎn)部；對由所述電子束產(chǎn)生的飛散電子實(shí)施檢測用的檢測器；搭載具有作為基準(zhǔn)長度的基準(zhǔn)部分的基準(zhǔn)基板用的基準(zhǔn)基板保持部；搭載所述長度測量對象用的長度測量對象保持部；使用所述方向偏轉(zhuǎn)部使所述電子束在包含所述基準(zhǔn)基板上的所述基準(zhǔn)部分的預(yù)定位置處實(shí)施掃描用的校正掃描控制部；依據(jù)使所述電子束在所述基準(zhǔn)基板上實(shí)施掃描時(shí)由所述檢測器依次檢測出的所述電子變化狀況，對所述電子束照射至所述基準(zhǔn)部分處的照射時(shí)間實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)該時(shí)間和所述基準(zhǔn)部分的長度，對所述電子束的掃描時(shí)間和長度間的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測的對應(yīng)關(guān)系檢測部；使用所述方向偏轉(zhuǎn)部使所述電子束在所述長度測量對象上實(shí)施掃描用的長度測量掃描控制部；以及依據(jù)使所述電子束在所述長度測量對象上實(shí)施掃描時(shí)由所述檢測器依次檢測出的所述電子變化狀況，對所述電子束照射至所述長度測量對象上的所述預(yù)定部分處的照射時(shí)間實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)由所述對應(yīng)關(guān)系檢測部檢測出的所述對應(yīng)關(guān)系，對與該檢測時(shí)間相對應(yīng)的長度實(shí)施檢測用的長度測量部。
2.一種如權(quán)利要求1所述的電子束長度測量裝置，其特征在于，所述校正掃描控制部使用所述方向偏轉(zhuǎn)部使所述電子束按照若干個(gè)方向偏轉(zhuǎn)長度，在包含所述基準(zhǔn)基板上的所述基準(zhǔn)部分的預(yù)定位置處實(shí)施掃描；所述對應(yīng)關(guān)系檢測部對于按照所述若干個(gè)方向偏轉(zhuǎn)長度使用電子束實(shí)施掃描的場合，分別對所述各對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測；所述長度測量掃描控制部使用所述方向偏轉(zhuǎn)部使所述電子束按照所述若干個(gè)方向偏轉(zhuǎn)長度中的某方向偏轉(zhuǎn)長度，在所述長度測量對象實(shí)施掃描；而且所述長度測量部依據(jù)由所述對應(yīng)關(guān)系檢測部給出的、使電子束按照所述方向偏轉(zhuǎn)長度實(shí)施掃描的場合檢測出的所述對應(yīng)關(guān)系，對與該檢測時(shí)間相對應(yīng)的長度實(shí)施檢測。
3.一種如權(quán)利要求1或2所述的電子束長度測量裝置，其特征在于，所述校正掃描控制部在預(yù)定時(shí)間點(diǎn)之后，還使所述電子束對包含與所述基準(zhǔn)基板上的所述預(yù)定位置不同的所述基準(zhǔn)部分的其它位置處實(shí)施掃描；而且所述對應(yīng)關(guān)系檢測部還依據(jù)使所述電子束在對所述基準(zhǔn)基板上的所述其它位置實(shí)施掃描時(shí)由所述檢測器依次檢測出的所述電子變化狀況，對所述電子束照射至所述基準(zhǔn)部分處的照射時(shí)間實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)該時(shí)間和所述基準(zhǔn)部分的長度，對掃描時(shí)間和長度間的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測。
4.一種如權(quán)利要求1至3中的任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電子束長度測量裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)基板保持部以可拆裝方式保持著基準(zhǔn)基板。
5.一種如權(quán)利要求1至4中的任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電子束長度測量裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)基板具有若干個(gè)呈同樣基準(zhǔn)長度形式的所述基準(zhǔn)部分。
6.一種如權(quán)利要求5所述的電子束長度測量裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)基板在直線方向上具有若干個(gè)呈同樣基準(zhǔn)長度形式的所述基準(zhǔn)部分；所述校正掃描控制部使用所述方向偏轉(zhuǎn)部使所述電子束沿著所述直線，對包含位于所述基準(zhǔn)基板上呈同樣基準(zhǔn)長度形式的若干個(gè)所述基準(zhǔn)部分上的所述預(yù)定位置實(shí)施掃描；而且所述對應(yīng)關(guān)系檢測部對所述電子束分別照射至若干個(gè)所述基準(zhǔn)部分處的若干個(gè)照射時(shí)間實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)該若干個(gè)時(shí)間和所述基準(zhǔn)部分的長度，對所述電子束的掃描時(shí)間和長度間的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測。
7.一種如權(quán)利要求1至6中的任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電子束長度測量裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)基板具有若干個(gè)基準(zhǔn)長度彼此不同的所述基準(zhǔn)部分。
8.一種如權(quán)利要求7所述的電子束長度測量裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)基板在直線方向上具有若干個(gè)基準(zhǔn)長度彼此不同的所述基準(zhǔn)部分；所述校正掃描控制部使用所述方向偏轉(zhuǎn)部使所述電子束沿著所述直線，對包含位于所述基準(zhǔn)基板上呈基準(zhǔn)長度彼此不同的若干個(gè)所述基準(zhǔn)部分上的所述預(yù)定位置實(shí)施掃描；而且所述對應(yīng)關(guān)系檢測部對所述電子束分別照射至基準(zhǔn)長度彼此不同的若干個(gè)所述基準(zhǔn)部分處的若干個(gè)照射時(shí)間實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)該若干個(gè)時(shí)間和若干個(gè)所述基準(zhǔn)部分的長度，對所述電子束的若干個(gè)掃描時(shí)間和若干個(gè)長度間的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測。
9.一種如權(quán)利要求1至8中的任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電子束長度測量裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)基板是依據(jù)表示長度標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)基板制作的，或者是取表示標(biāo)準(zhǔn)長度的標(biāo)準(zhǔn)基板作為基準(zhǔn)對基準(zhǔn)部分的長度實(shí)施測定的基準(zhǔn)基板。
10.一種使用電子束對長度測量對象上的預(yù)定部分實(shí)施長度測量用的電子束長度測量方法，其特征在于，包括使用電子束對包含具有作為標(biāo)準(zhǔn)長度的基準(zhǔn)部分的基準(zhǔn)基板上的所述基準(zhǔn)部分的預(yù)定位置處實(shí)施掃描的校正掃描步驟；依據(jù)使所述電子束在所述基準(zhǔn)基板上實(shí)施掃描時(shí)依次檢測出的電子變化狀況，對電子束照射至所述基準(zhǔn)部分處的照射時(shí)間實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)該時(shí)間和所述基準(zhǔn)部分的長度，對所述電子束的掃描時(shí)間和長度間的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測的對應(yīng)關(guān)系檢測步驟；使所述電子束在所述長度測量對象上實(shí)施掃描的長度測量掃描步驟；依據(jù)使所述電子束在所述長度測量對象上實(shí)施掃描時(shí)依次檢測出的電子變化狀況，對電子束照射至所述長度測量對象上的所述預(yù)定部分處的照射時(shí)間實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)由所述對應(yīng)關(guān)系檢測步驟檢測出的所述對應(yīng)關(guān)系，對與該檢測時(shí)間相對應(yīng)的長度實(shí)施檢測用的長度測量步驟；在預(yù)定時(shí)間點(diǎn)之后，使所述電子束對包含與所述基準(zhǔn)基板上的所述預(yù)定位置不同的所述基準(zhǔn)部分的其它位置處實(shí)施掃描的再次校正掃描步驟；以及依據(jù)使所述電子束在對所述基準(zhǔn)基板上的所述其它位置實(shí)施掃描時(shí)由所述檢測器依次檢測出的所述電子變化狀況，對所述電子束照射至所述基準(zhǔn)部分處的照射時(shí)間實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)該時(shí)間和所述基準(zhǔn)部分的長度，對掃描時(shí)間和長度間的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測的對應(yīng)關(guān)系再次檢測步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可以高精度地對長度測量對象上的預(yù)定部分實(shí)施長度測量的電子束長度測量裝置和長度測量方法。本發(fā)明提供的一種電子束長度測量裝置可以具有形成有包括基準(zhǔn)部分的基準(zhǔn)尺寸圖樣的基準(zhǔn)基板(13)；搭載基準(zhǔn)基板(13)和長度測量對象(12)用的顯微鏡載物臺(14)；使電子束在包含基準(zhǔn)基板(13)上的基準(zhǔn)部分的預(yù)定位置處實(shí)施掃描，依據(jù)二次電子變化狀況對電子束照射至基準(zhǔn)部分處的照射時(shí)間實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)該時(shí)間和基準(zhǔn)部分的長度對時(shí)間與長度間的對應(yīng)關(guān)系實(shí)施檢測的校正控制部(64)；以及使電子束在長度測量對象(12)上實(shí)施掃描，依據(jù)二次電子變化狀況對電子束照射至長度測量對象(12)上預(yù)定部分處的照射時(shí)間實(shí)施檢測，進(jìn)而依據(jù)對應(yīng)關(guān)系對長度測量對象上預(yù)定部分的長度實(shí)施檢測的長度測量控制部(58)。
文檔編號H01J37/28GK1401070SQ01804835
公開日2003年3月5日 申請日期2001年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月26日
發(fā)明者松本純, 中村隆幸, 平野基司 申請人:愛德萬測試株式會社