JPH04333229A - 断面観察装置 - Google Patents
断面観察装置Info
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- JPH04333229A JPH04333229A JP10245391A JP10245391A JPH04333229A JP H04333229 A JPH04333229 A JP H04333229A JP 10245391 A JP10245391 A JP 10245391A JP 10245391 A JP10245391 A JP 10245391A JP H04333229 A JPH04333229 A JP H04333229A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｌｓｉ等の不良解析や
半導体ウェハーのプロセスモニタとして使用され、集束
イオンビームを試料表面に照射して表面の微小領域を加
工し、その断面の形状や材質の拡大像を得る断面観察装
置に於ける試料表面加工位置の精度向上に関する。
半導体ウェハーのプロセスモニタとして使用され、集束
イオンビームを試料表面に照射して表面の微小領域を加
工し、その断面の形状や材質の拡大像を得る断面観察装
置に於ける試料表面加工位置の精度向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】集束イオンビーム装置の半導体分野での
応用分野は、周知のごとく主な機能としては、（１）集
束イオンビームを試料表面スキャンして得られる表面の
凸凹や材質の拡大像（イオン像）、（２）スパッタリン
グによる微細領域の加工、すなわち配線パターンの修正
，穴空け，配線切断、（３）タングステンなどの金属膜
デポジションにより配線追加などがあげられる。近年の
Ｌｓｉは、デバイスの微細化が進みサブミクロンオーダ
の加工手段として集束イオンビーム装置は広く利用され
ている。特にＬｓｉの故障部位や異物部位の断面を得る
ために集束イオンビーム装置が注目されている。例えば
、Ｌｓｉチップの大きさは、１０〜２０ｍｍ□でそのう
ち加工する位置精度は、パターン・ルールが０．５μｍ
〜０．２μｍと微細であるので、０．１μｍ より良い
ことが要求される。一方集束イオンビームの偏向領域は
数百μｍと狭いので、試料ステージの移動と重ねて集束
イオンビームの照射位置を設定する。この試料ステージ
の移動精度は一般には数μｍで所望の精度には及ばない
ので（ＥＢ装置のごとくＸ，Ｙの２軸の場合はレーザ測
長器などをつけてサブミクロンの試料微動ステージの精
度は得られるが、集束イオンビーム装置は、試料の回転
，傾斜の機構が必須なのでサブミクロンの精度は得られ
ない。）、チップの基準位置と照射位置の正確な位置関
係は、得られない。悪いことに、集束イオンビームを試
料表面に長時間照射するとスパッタリングにより破壊さ
れるので、できるだけ短時間で照射位置決めすることが
求められる。従って集束イオンビーム装置の照射の位置
決めの方法として、特開平１−３０４６４８号（Ｈ０１
．１２．０８）や特開平２−２４９４９号（Ｈ０２．０
１．２６）のごとく光学顕微鏡を組み合わせている照射
位置決め方法、特開平１−１８１５２９号（Ｈ０１．０
７．１９）のごとく走査形電子顕微鏡を組み合わせてい
る照射位置決め方法などが公知例としてあげられる。し
かしいずれの方法も０．１μｍ 以上の位置決め精度は
得られない。
応用分野は、周知のごとく主な機能としては、（１）集
束イオンビームを試料表面スキャンして得られる表面の
凸凹や材質の拡大像（イオン像）、（２）スパッタリン
グによる微細領域の加工、すなわち配線パターンの修正
，穴空け，配線切断、（３）タングステンなどの金属膜
デポジションにより配線追加などがあげられる。近年の
Ｌｓｉは、デバイスの微細化が進みサブミクロンオーダ
の加工手段として集束イオンビーム装置は広く利用され
ている。特にＬｓｉの故障部位や異物部位の断面を得る
ために集束イオンビーム装置が注目されている。例えば
、Ｌｓｉチップの大きさは、１０〜２０ｍｍ□でそのう
ち加工する位置精度は、パターン・ルールが０．５μｍ
〜０．２μｍと微細であるので、０．１μｍ より良い
ことが要求される。一方集束イオンビームの偏向領域は
数百μｍと狭いので、試料ステージの移動と重ねて集束
イオンビームの照射位置を設定する。この試料ステージ
の移動精度は一般には数μｍで所望の精度には及ばない
ので（ＥＢ装置のごとくＸ，Ｙの２軸の場合はレーザ測
長器などをつけてサブミクロンの試料微動ステージの精
度は得られるが、集束イオンビーム装置は、試料の回転
，傾斜の機構が必須なのでサブミクロンの精度は得られ
ない。）、チップの基準位置と照射位置の正確な位置関
係は、得られない。悪いことに、集束イオンビームを試
料表面に長時間照射するとスパッタリングにより破壊さ
れるので、できるだけ短時間で照射位置決めすることが
求められる。従って集束イオンビーム装置の照射の位置
決めの方法として、特開平１−３０４６４８号（Ｈ０１
．１２．０８）や特開平２−２４９４９号（Ｈ０２．０
１．２６）のごとく光学顕微鏡を組み合わせている照射
位置決め方法、特開平１−１８１５２９号（Ｈ０１．０
７．１９）のごとく走査形電子顕微鏡を組み合わせてい
る照射位置決め方法などが公知例としてあげられる。し
かしいずれの方法も０．１μｍ 以上の位置決め精度は
得られない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の集束イオン
ビーム技術は、試料の表面に集束イオンビームを照射し
て所望の部位の粗加工及び仕上げ加工を行い、試料を傾
斜させてその断面イオン像を得る。集束イオンビームで
加工することは試料をスパッタして破壊してしまうこと
で誤って加工することが許されない。０．１μｍ の精
度で集束イオンビームの照射位置を得るには、加工に用
いる集束イオンビームを走査して得られる表面イオン像
で決める方法が最も優れている。
ビーム技術は、試料の表面に集束イオンビームを照射し
て所望の部位の粗加工及び仕上げ加工を行い、試料を傾
斜させてその断面イオン像を得る。集束イオンビームで
加工することは試料をスパッタして破壊してしまうこと
で誤って加工することが許されない。０．１μｍ の精
度で集束イオンビームの照射位置を得るには、加工に用
いる集束イオンビームを走査して得られる表面イオン像
で決める方法が最も優れている。
【０００４】前記公知例に於いて、走査形電子顕微鏡を
組合せた例では、集束イオンビームの鏡筒と電子ビーム
の鏡筒は同軸には出来ず、従って両ビームが軸角度をも
つので、両ビームの軸合わせ、及び試料表面の高さを精
密に調整することが必要であり、極めて煩雑である。又
合わせ精度も実現できないオーダである。しかも走査電
子顕微鏡も試料表面での走査領域が狭く試料ステージの
移動と重ねることは、従来集束イオンビーム装置と差は
ない。
組合せた例では、集束イオンビームの鏡筒と電子ビーム
の鏡筒は同軸には出来ず、従って両ビームが軸角度をも
つので、両ビームの軸合わせ、及び試料表面の高さを精
密に調整することが必要であり、極めて煩雑である。又
合わせ精度も実現できないオーダである。しかも走査電
子顕微鏡も試料表面での走査領域が狭く試料ステージの
移動と重ねることは、従来集束イオンビーム装置と差は
ない。
【０００５】前記公知例に於いて、光学顕微鏡を組み合
わせた例では、集束イオンビームの対物レンズの構造上
、光学顕微鏡の高倍率が実現できない。又光学顕微鏡と
集束イオンビームの位置が異なれば、試料ステージ精度
が悪く所望の位置精度は期待できない。
わせた例では、集束イオンビームの対物レンズの構造上
、光学顕微鏡の高倍率が実現できない。又光学顕微鏡と
集束イオンビームの位置が異なれば、試料ステージ精度
が悪く所望の位置精度は期待できない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、集束イオンビーム装置によって得られる試料表面
イオン像を複数記憶することができる画像メモリ装置を
具備し、その複数のイオン像を合成して、実質的に集束
イオンビームの試料表面走査範囲の広いイオン像を得る
。又複数のイオン像を得るために試料ステージを一定の
間隔で移動するが、ステージの移動精度が悪いので、単
純にステージ移動量の目盛から複数のイオン像を合成す
ることができない。そこで、複数のイオン像を合成する
ためには、各イオン像の継ぎ合せに用いるマーク群を集
束イオンビームで試料表面に印す。
めに、集束イオンビーム装置によって得られる試料表面
イオン像を複数記憶することができる画像メモリ装置を
具備し、その複数のイオン像を合成して、実質的に集束
イオンビームの試料表面走査範囲の広いイオン像を得る
。又複数のイオン像を得るために試料ステージを一定の
間隔で移動するが、ステージの移動精度が悪いので、単
純にステージ移動量の目盛から複数のイオン像を合成す
ることができない。そこで、複数のイオン像を合成する
ためには、各イオン像の継ぎ合せに用いるマーク群を集
束イオンビームで試料表面に印す。
【０００７】又イオン像の継ぎ合せに用いるマークの数
は、微細で数が充分多ければ、精度の高い合成イオン像
が得られるが、合成の数が増せば僅かなずれの積算で、
無視できないずれが生ずる。試料によっては、試料表面
イオン像と設計・製造時の寸法が対応できるものに対し
ては、各イオン像の継ぎ合わせの判断としてイオン像の
パターンを用いる。
は、微細で数が充分多ければ、精度の高い合成イオン像
が得られるが、合成の数が増せば僅かなずれの積算で、
無視できないずれが生ずる。試料によっては、試料表面
イオン像と設計・製造時の寸法が対応できるものに対し
ては、各イオン像の継ぎ合わせの判断としてイオン像の
パターンを用いる。
【０００８】
【作用】図２のごとく、試料表面の複数枚のイオン像を
合成して、試料面の基準点Ａから所望加工点Ｃの精密な
寸法を得ることが目的である。そのため、例えば点Ｂを
経由して、複数のイオン像の走査範囲を合成する。マー
ク群１８は、各イオン像の走査範囲に入れて合成を容易
にする。この一定間隔のマークは集束イオンビームによ
り微細に試料表面に加工する。
合成して、試料面の基準点Ａから所望加工点Ｃの精密な
寸法を得ることが目的である。そのため、例えば点Ｂを
経由して、複数のイオン像の走査範囲を合成する。マー
ク群１８は、各イオン像の走査範囲に入れて合成を容易
にする。この一定間隔のマークは集束イオンビームによ
り微細に試料表面に加工する。
【０００９】
【実施例】図１に本発明による断面観察装置の加工位置
決めを説明する構成の実施例を示す。液体金属イオン源
１とイオンビーム引出電極２の間に高電圧が加えられ、
イオン源１から高輝度のイオンビームが引出され加速さ
れる。静電レンズ３，６およびスリット４で上記イオン
ビームは試料７の表面に細かく集束される。イオン源１
，引出電極２，静電レンズ３，６にはそれぞれイオン源
制御回路１０，エミッション制御回路１１，静電レンズ
１２が接続され各々所望の電位が印加される。イオン偏
向電極５には、イオンビーム偏向制御回路１３からイオ
ンビーム位置を決める直流成分とイオン像を得るための
走査信号が重ねて印加される。
決めを説明する構成の実施例を示す。液体金属イオン源
１とイオンビーム引出電極２の間に高電圧が加えられ、
イオン源１から高輝度のイオンビームが引出され加速さ
れる。静電レンズ３，６およびスリット４で上記イオン
ビームは試料７の表面に細かく集束される。イオン源１
，引出電極２，静電レンズ３，６にはそれぞれイオン源
制御回路１０，エミッション制御回路１１，静電レンズ
１２が接続され各々所望の電位が印加される。イオン偏
向電極５には、イオンビーム偏向制御回路１３からイオ
ンビーム位置を決める直流成分とイオン像を得るための
走査信号が重ねて印加される。
【００１０】試料７の表面に集束イオンビームが照射さ
れると、その試料表面の形状材質に特徴づけられる２次
電子，２次イオンが放出され、一定時間集束イオンビー
ムを照射すると試料表面のスパッタリングが重なって表
面加工となる。
れると、その試料表面の形状材質に特徴づけられる２次
電子，２次イオンが放出され、一定時間集束イオンビー
ムを照射すると試料表面のスパッタリングが重なって表
面加工となる。
【００１１】上記試料表面から放出される２次電子，２
次イオンを２次荷電粒子検出器９で検出し、イオンビー
ム偏向制御回路１３と同期して、イオン像記憶回路１４
に記憶する。ここまでの構成は従来の集束イオンビーム
装置である。図２に示すように、試料表面の基準点Ａと
所望加工点Ｃの間を試料微動ステージ８を一定間隔で移
動しながら、合成イオン像が得られるように複数のイオ
ン像を得る。この複数のイオン像は次々とイオン像記憶
回路１４に蓄えられる。又複数のイオン像を得るときに
集束イオンビームを走査する範囲内の特定位置にマーク
も付加し、イオン像合成制御回路１５で容易に正確に合
成できるようにする。
次イオンを２次荷電粒子検出器９で検出し、イオンビー
ム偏向制御回路１３と同期して、イオン像記憶回路１４
に記憶する。ここまでの構成は従来の集束イオンビーム
装置である。図２に示すように、試料表面の基準点Ａと
所望加工点Ｃの間を試料微動ステージ８を一定間隔で移
動しながら、合成イオン像が得られるように複数のイオ
ン像を得る。この複数のイオン像は次々とイオン像記憶
回路１４に蓄えられる。又複数のイオン像を得るときに
集束イオンビームを走査する範囲内の特定位置にマーク
も付加し、イオン像合成制御回路１５で容易に正確に合
成できるようにする。
【００１２】この合成イオン像が得られると、基準点Ａ
と加工点Ｃの寸法は正確に得られる。
と加工点Ｃの寸法は正確に得られる。
【００１３】上記合成イオン像が多数枚のイオン像から
合成されるときは、各継ぎ合わせでのずれが積算されて
、加工点Ｃの位置精度が悪くなる。
合成されるときは、各継ぎ合わせでのずれが積算されて
、加工点Ｃの位置精度が悪くなる。
【００１４】この問題に対しては、一般には前記集束イ
オンビームで付加したマークばかりでなく、Ｌｓｉなど
の設計・製造などの資料で既知のパターンが得られる。 そのパターンのうち、特徴的なパターンの位置座標を更
に機密なイオン像合成のずれ補正のために用いる。
オンビームで付加したマークばかりでなく、Ｌｓｉなど
の設計・製造などの資料で既知のパターンが得られる。 そのパターンのうち、特徴的なパターンの位置座標を更
に機密なイオン像合成のずれ補正のために用いる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、集束イオンビーム装置
で代表される断面観察装置の試料表面加工位置決の精度
が向上し、その効果は大きい。
で代表される断面観察装置の試料表面加工位置決の精度
が向上し、その効果は大きい。
【図１】本発明による断面観察装置の加工位置決め実施
例を示す図である。
例を示す図である。
【図２】集束イオンビームで一定間隔でマークを試料断
面に付加し、そのマーク群を用いて複数のイオン像を合
成して、試料表面上の基準点Ａから加工位置点Ｃの精密
な寸法を得ることを説明する図である。
面に付加し、そのマーク群を用いて複数のイオン像を合
成して、試料表面上の基準点Ａから加工位置点Ｃの精密
な寸法を得ることを説明する図である。
１…液体金属イオン源、２…イオンビーム引出電極、３
，６…静電レンズ、４…スリット、５…イオン偏向電極
、７…試料、８…試料微動ステージ、９…２次荷電粒子
検出器、１０…イオン源制御回路、１１…エミッション
制御回路、１２…静電レンズ制御回路、１３…イオンビ
ーム偏向制御回路、１４…イオン像記憶回路、１５…イ
オン像合成制御回路、１６…試料微動ステージ制御回路
、１７…処理装置、１８…マーク、１９…集束イオンビ
ーム走査範囲、Ａ…基準点、Ｂ…経由点、Ｃ…加工点。
，６…静電レンズ、４…スリット、５…イオン偏向電極
、７…試料、８…試料微動ステージ、９…２次荷電粒子
検出器、１０…イオン源制御回路、１１…エミッション
制御回路、１２…静電レンズ制御回路、１３…イオンビ
ーム偏向制御回路、１４…イオン像記憶回路、１５…イ
オン像合成制御回路、１６…試料微動ステージ制御回路
、１７…処理装置、１８…マーク、１９…集束イオンビ
ーム走査範囲、Ａ…基準点、Ｂ…経由点、Ｃ…加工点。
Claims (3)
- 【請求項１】集束イオンビームを試料表面に照射して所
定の領域の表面イオン像を得るとともに、その領域内の
所定の位置に集束イオンビームを照射して試料表面にマ
ークを付加する。試料ステージを一定間隔で移動し、連
続した複数の表面イオン像とマークを得、マークを参照
して合成イオン像を得ることを特徴とする断面観察装置
。 - 【請求項２】複数の表面イオン像のパターンの配列を検
出し、合成イオン像のずれを補正することを特徴とする
請求項１記載の断面観察装置。 - 【請求項３】請求項１又は請求項２で得られる合成表面
イオン像を用いて、所望の正確な集束イオンビーム加工
位置の指定を得ることを特徴とする断面観察装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10245391A JPH04333229A (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | 断面観察装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10245391A JPH04333229A (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | 断面観察装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04333229A true JPH04333229A (ja) | 1992-11-20 |
Family
ID=14327894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10245391A Pending JPH04333229A (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | 断面観察装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04333229A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006258771A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Fujitsu Ltd | 膜厚測定方法及び膜厚測定装置 |
-
1991
- 1991-05-08 JP JP10245391A patent/JPH04333229A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006258771A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Fujitsu Ltd | 膜厚測定方法及び膜厚測定装置 |
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