JP7114736B2 - 画像形成方法及び画像形成システム - Google Patents
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Description
なお、簡単のため、上では紙面に平行な切断面に射影した角度で説明したが、実際には、自転により、点Cにおいても紙面に垂直な方向に傾いて入射しており、垂直入射ではないことに注意する。又、上記説明では、マスクの厚さを0と仮定したので開口エッジの真下がテーパー部の中心となるが、有限の厚さを持つ実際のマスクではこの限りではない。
なお、マスク開口直径(又は最小幅)がマスク厚さに比べて十分に大きくない場合、マスク開口上部に阻害されて開口を通過するイオンの量が開口中心領域で減少するため、開口エッジの内側等、中心部のテーパー角度は減少、もしくはミリング量が減少する。実際のマスクの設計はこれらを考慮して行うことが望ましい。
なお、以下に説明する実施例では、円形の開口602を有するマスク513を用いてイオンミリング加工する例について説明するが、円形に限らず直線状のエッジを備えた開口であっても良い。直線状のエッジの直下には、エッジに沿った直線状の緩斜面が形成されることになる。
ここで、走査領域の1回の走査で得られる画像を1フレームの画像と呼ぶ。例えば、8フレームの画像を積算する場合、8回の2次元走査によって得られた信号を画素単位で加算平均処理を行うことによって、積算画像を生成する。同一走査領域を複数回走査して、走査毎に1フレームの画像を複数個生成して保存することもできる。
なお、レシピ生成装置903は、走査電子顕微鏡901の制御装置814に内蔵させるようにしても良い。
予め緩斜面の低倍率画像が存在する場合には、その画像をテンプレートとし、画像処理によってテンプレートの中から選択したレイヤの位置を特定すると共に、テンプレートマッチング後、特定位置に視野移動を行うような動作プログラムを構築することができる。
Claims (17)
- 複数の層が積層された試料に含まれる対象層、或いは複数の層で構成されたパターンの画像を形成する方法であって、
前記試料表面の法線方向の軸を回転軸として前記試料を回転させつつ、前記試料から離間した位置に設置されると共にイオンビームを選択的に通過させる開口を有するマスクを介して、前記法線方向に対して傾斜した方向から前記試料に向かってイオンビームを照射することによって、試料表面に対して傾斜する帯状の傾斜面を持つ穴を形成し、当該帯状の傾斜面に荷電粒子ビームを照射し、当該照射に基づいて得られる荷電粒子を検出し、当該荷電粒子の検出に基づいて、前記傾斜面に含まれる複数の異なる帯状の輝度領域を含む第1の画像を生成し、当該第1の画像を用いて、前記対象層、前記複数の層で構成されたパターンが含まれる輝度領域、或いは前記複数の層で構成されたパターンを特定する方法。 - 請求項1において、
前記マスクと前記試料の相対的な位置関係を固定した状態で、前記試料を回転させる方法。 - 請求項2において、
前記マスクは板状体であって、当該板状体の前記試料表面の対向面と、前記試料表面を平行とした状態で、前記試料を回転させる方法。 - 請求項3において、
前記板状体には複数の開口が設けられている方法。 - 請求項4において、
前記試料は半導体ウエハであって、前記板状体の複数の開口は、前記半導体ウエハに含まれる複数のチップの対応する位置に前記穴を形成するように設けられている方法。 - 請求項1において、
予め登録された縞模様が表示されたテンプレート画像と、前記第1の画像との間でテンプレートマッチングを実行することによって、前記対象層、前記複数の層で構成されたパターンが含まれる輝度領域、或いは前記複数の層で構成されたパターンを特定する方法。 - 請求項1において、
前記第1の画像に含まれる複数の異なる帯状の輝度領域の数をカウントすることによって、前記対象層、前記複数の層で構成されたパターンが含まれる輝度領域、或いは前記複数の層で形成されたパターンを特定する方法。 - 請求項1において、
前記複数の異なる帯状の輝度領域の帯の長手方向に交差する方向に、前記荷電粒子ビームの照射位置を移動させつつ、各照射領域にて画像を取得し、当該各照射領域にて取得された画像から得られる特徴量が、所定の条件を満たす輝度領域に対するビーム照射に基づいて、前記傾斜面上に現れたパターンの測定を実行する方法。 - 請求項1において、
前記複数の異なる帯状の輝度領域の帯の長手方向に交差する方向に、前記荷電粒子ビームの照射位置を移動させつつ、各照射領域にて画像を取得し、当該各照射領域にて得られる画像と、予め登録されたテンプレートとの間でパターンマッチングを実行し、マッチングスコアが所定の条件を満たす輝度領域に対するビーム照射に基づいて、前記傾斜面上に現れたパターンの測定を実行する方法。 - ウエハにビームを照射するように構成され、ウエハからの信号に応じた出力を発生するビーム照射サブシステムと、コンピュータサブシステムを備えた画像形成システムであって、
前記コンピュータサブシステムは、試料上に形成された帯状の傾斜面に対する荷電粒子ビームの照射に基づいて形成される第1の画像を受け取り、当該第1の画像と、予め登録された複数の異なる帯状の輝度領域が表示されたテンプレート画像との間でテンプレートマッチングを実行し、当該テンプレートマッチングによって特定された位置と既知の位置関係にある帯状の輝度領域に、前記ビーム照射サブシステムの視野を位置付けるように、前記ビーム照射サブシステムを制御する画像形成システム。 - 請求項10において、
前記ウエハ表面の法線方向に対して傾斜した方向からイオンビームを照射するイオン源と、前記法線方向に回転軸を持つ回転ステージと、当該回転ステージに取り付けられ、前記イオンビームを部分的に通過させる開口を有するマスクを有するイオンビーム装置を備え、
前記コンピュータサブシステムは、前記イオンビーム装置によって形成された帯状の傾斜面に、前記ビームが照射されるように、前記ビーム照射サブシステムを制御することを特徴とする画像形成システム。 - ウエハにビームを照射するように構成され、ウエハからの信号に応じた出力を発生するビーム照射サブシステムと、コンピュータサブシステムを備えた画像形成システムであって、
前記コンピュータサブシステムは、試料上に形成された帯状の傾斜面に対する荷電粒子ビームの照射に基づいて形成される第1の画像を受け取り、当該第1の画像に含まれる複数の異なる帯状の輝度領域の数をカウントし、所定カウント数の輝度領域に、前記ビーム照射サブシステムの視野を位置付けるように、前記ビーム照射サブシステムを制御する画像形成システム。 - 請求項12において、
前記ウエハ表面の法線方向に対して傾斜した方向からイオンビームを照射するイオン源と、前記法線方向に回転軸を持つ回転ステージと、当該回転ステージに取り付けられ、前記イオンビームを部分的に通過させる開口を有するマスクを有するイオンビーム装置を備え、
前記コンピュータサブシステムは、前記イオンビーム装置によって形成された帯状の傾斜面に、前記ビームが照射されるように、前記ビーム照射サブシステムを制御することを特徴とする画像形成システム。 - ウエハにビームを照射するように構成され、ウエハからの信号に応じた出力を発生するビーム照射サブシステムと、コンピュータサブシステムを備えた画像形成システムであって、
前記コンピュータサブシステムは、試料上に形成された帯状の傾斜面に対する荷電粒子ビームの照射に基づいて形成される第1の画像を受け取り、当該第1の画像に含まれる複数の異なる帯状の輝度領域の長手方向に対し、交差する方向に視野を移動させつつ、各照射領域にて画像を取得し、当該各照射領域にて取得された画像から得られる特徴量が、所定の条件を満たす輝度領域、或いは前記各照射領域にて得られる画像と、予め登録されたテンプレートとの間で実行されるパターンマッチングによって得られるマッチングスコアが所定の条件を満たす輝度領域に対するビーム照射に基づいて、前記傾斜面上に現れたパターンの測定を実行するように前記ビーム照射サブシステムを制御する画像形成システム。 - 請求項14において、
前記ウエハ表面の法線方向に対して傾斜した方向からイオンビームを照射するイオン源と、前記法線方向に回転軸を持つ回転ステージと、当該回転ステージに取り付けられ、前記イオンビームを部分的に通過させる開口を有するマスクを有するイオンビーム装置を備え、
前記コンピュータサブシステムは、前記イオンビーム装置によって形成された帯状の傾斜面に、前記ビームが照射されるように、前記ビーム照射サブシステムを制御することを特徴とする画像形成システム。 - ビームの照射方向に平行な平行ビームを照射するイオンビーム源と、
前記平行ビームが照射されるウエハを保持すると共に、前記平行ビームの照射方向に対して傾斜した回転軸を持つ回転ステージと、
前記ウエハと前記イオンビーム源との間であって、前記ウエハから離間した位置に設置されると共に、前記平行ビームを部分的に通過させる複数の開口を有するマスクと、
前記回転ステージの回転時に前記マスクと前記ウエハとの間の相対的な位置を固定した状態で、前記マスクを支持する支持部材を備えたことを特徴とするイオンミリング装置。 - 請求項16において、
前記複数の開口は、前記ウエハに形成されたチップと同じピッチ間隔で形成されていることを特徴とするイオンミリング装置。
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