JP2001221625A - 積層膜物体の膜厚測定方法 - Google Patents
積層膜物体の膜厚測定方法Info
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- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 積層膜物体の膜厚を容易に測定する。
【解決手段】 ラインプロファイル作成・積算回路回路
において、積層膜物体の画像データに基づいて複数のラ
インプロファイルを作成し、それらのラインプロファイ
ルを積算し、平均化プロファイルＰを作成する。中央制
御装置１０は平均化プロファイルＰを成す各位置のデー
タのレベルを元にして所定の領域の画像データを作成し
てフレームメモリ１４に記憶させる。中央制御装置１０
はフレームメモリ１４に記憶された画像データを読み出
し、陰極線管１１の画面上に前記平均化プロファイルＰ
と一緒に重畳表示させる。
において、積層膜物体の画像データに基づいて複数のラ
インプロファイルを作成し、それらのラインプロファイ
ルを積算し、平均化プロファイルＰを作成する。中央制
御装置１０は平均化プロファイルＰを成す各位置のデー
タのレベルを元にして所定の領域の画像データを作成し
てフレームメモリ１４に記憶させる。中央制御装置１０
はフレームメモリ１４に記憶された画像データを読み出
し、陰極線管１１の画面上に前記平均化プロファイルＰ
と一緒に重畳表示させる。
Description
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は、層膜厚の測定を容易に
した積層膜物体の膜厚測定方法に関する。
した積層膜物体の膜厚測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】異種金属等の膜を層状に重ねた積層膜物
体の例として、例えば、自動車のヘッドライトミラー等
があるが、積層膜物体を真空蒸着装置等を使用して製作
した後、積層膜物体の各層の膜厚を測定し、各層の膜厚
が許容範囲に入っているか確認する必要がある。
体の例として、例えば、自動車のヘッドライトミラー等
があるが、積層膜物体を真空蒸着装置等を使用して製作
した後、積層膜物体の各層の膜厚を測定し、各層の膜厚
が許容範囲に入っているか確認する必要がある。
【０００３】この積層膜物体の膜の測定に、例えば、走
査電子顕微鏡が使用されている。
査電子顕微鏡が使用されている。
【０００４】図１は走査電子顕微鏡の概略を示してい
る。図中１は電子銃、２は電子銃からの電子ビームを試
料３上に集束させるための集束レンズ、４は試料３上を
電子ビームで走査させるための走査コイル、５は対物レ
ンズである。６は試料からの二次電子を検出する二次電
子検出器、７はＡＤ変換器、８はＡＤ変換器７を介した
検出器６の出力信号を画像データとして記憶するための
フレームメモリである。９は中央制御装置１０の指令に
従って作動し、走査コイル４に走査信号を送る走査制御
回路、１１は中央制御装置１０からの指令によりフレー
ムメモリ８から読み出された画像データに基づいて試料
像を表示するための陰極線管、１２はマウスやキーボー
ドを備えた操作卓である。
る。図中１は電子銃、２は電子銃からの電子ビームを試
料３上に集束させるための集束レンズ、４は試料３上を
電子ビームで走査させるための走査コイル、５は対物レ
ンズである。６は試料からの二次電子を検出する二次電
子検出器、７はＡＤ変換器、８はＡＤ変換器７を介した
検出器６の出力信号を画像データとして記憶するための
フレームメモリである。９は中央制御装置１０の指令に
従って作動し、走査コイル４に走査信号を送る走査制御
回路、１１は中央制御装置１０からの指令によりフレー
ムメモリ８から読み出された画像データに基づいて試料
像を表示するための陰極線管、１２はマウスやキーボー
ドを備えた操作卓である。
【０００５】この様な走査電子顕微鏡により積層膜物体
の膜厚を測定する場合、例えば、図２の（ａ）に示す如
きＰ層，Ｑ層，Ｒ層，Ｓ層から成る積層膜物体を各層の
境界に対して垂直になる様に切断し、その切断面（図２
の（ａ）のＡ−Ａ断面を表した図２の（ｂ））面が電子
ビーム走査面になるように試料としてセットする。
の膜厚を測定する場合、例えば、図２の（ａ）に示す如
きＰ層，Ｑ層，Ｒ層，Ｓ層から成る積層膜物体を各層の
境界に対して垂直になる様に切断し、その切断面（図２
の（ａ）のＡ−Ａ断面を表した図２の（ｂ））面が電子
ビーム走査面になるように試料としてセットする。
【０００６】そして、電子銃１からの電子ビームは集束
レンズ２により細く絞られ、走査制御回路９から走査信
号を走査コイル４に供給することにより、電子ビームは
試料の各層の境界を垂直に横切るように、試料３上を走
査する。
レンズ２により細く絞られ、走査制御回路９から走査信
号を走査コイル４に供給することにより、電子ビームは
試料の各層の境界を垂直に横切るように、試料３上を走
査する。
【０００７】この走査により、試料上から二次電子が発
生し、該二次電子は二次電子検出器６に検出される。該
検出器の出力信号はＡＤ変換器７を介してフレームメモ
リ８に画像データとして記憶される。中央制御装置１０
はこの画像データをフレームメモリ８から読み出し、陰
極線管１１に供給することにより、陰極線管１１の画面
上に、図２の（ｂ）に対応した積層膜物体像が表示され
る。
生し、該二次電子は二次電子検出器６に検出される。該
検出器の出力信号はＡＤ変換器７を介してフレームメモ
リ８に画像データとして記憶される。中央制御装置１０
はこの画像データをフレームメモリ８から読み出し、陰
極線管１１に供給することにより、陰極線管１１の画面
上に、図２の（ｂ）に対応した積層膜物体像が表示され
る。
【０００８】そして、公知の方法により各層の膜厚が測
定される。例えば、Ｐ層の膜厚を測定する場合には、操
作卓１２から中央制御装置１０にＰ層測長指令を送り、
カーソル発生回路（図示せず）からＰ層とＳ層の境界ラ
インと、Ｐ層とＱ層の境界ラインにそれぞれカーソルを
重畳表示させる。そして、中央制御装置１０が各カーソ
ル間の距離を演算することにより、Ｐ層の膜厚が測定さ
れる。他の層の厚さ測定も同様に行われる。尚、各層の
膜厚の測定方法は、この様に、カーソル表示・カーソル
間距離測定によるものでも良いし、前記積層膜物体像を
写真撮影し、実際に物差しで測っても良いし、又、半導
体パータンの測長の様に、積層物体表面を電子ビームで
走査したときに得られた二次電子強度信号に基づくライ
ンプロファイルを１回若しくは二回微分し、各層の境界
に対応した微分波形のピーク間の距離を測定するように
しても良い。
定される。例えば、Ｐ層の膜厚を測定する場合には、操
作卓１２から中央制御装置１０にＰ層測長指令を送り、
カーソル発生回路（図示せず）からＰ層とＳ層の境界ラ
インと、Ｐ層とＱ層の境界ラインにそれぞれカーソルを
重畳表示させる。そして、中央制御装置１０が各カーソ
ル間の距離を演算することにより、Ｐ層の膜厚が測定さ
れる。他の層の厚さ測定も同様に行われる。尚、各層の
膜厚の測定方法は、この様に、カーソル表示・カーソル
間距離測定によるものでも良いし、前記積層膜物体像を
写真撮影し、実際に物差しで測っても良いし、又、半導
体パータンの測長の様に、積層物体表面を電子ビームで
走査したときに得られた二次電子強度信号に基づくライ
ンプロファイルを１回若しくは二回微分し、各層の境界
に対応した微分波形のピーク間の距離を測定するように
しても良い。
【０００９】又、この例では、測定に、試料からの二次
電子に基づく信号を使用するようにしたが、試料からの
反射電子に基づく信号を使用するようにしても良い。
電子に基づく信号を使用するようにしたが、試料からの
反射電子に基づく信号を使用するようにしても良い。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】さて、積層膜物体の各
層の膜厚測定において、積層膜物体の組成や構造や膜厚
等によっては、得られる二次電子信号にノイズが多く入
り込み、表示された積層膜物体像において各層の境界部
が明確になるようなコントラストがつかない場合があ
る。その為に、各層の膜厚測定が困難となる場合があ
る。
層の膜厚測定において、積層膜物体の組成や構造や膜厚
等によっては、得られる二次電子信号にノイズが多く入
り込み、表示された積層膜物体像において各層の境界部
が明確になるようなコントラストがつかない場合があ
る。その為に、各層の膜厚測定が困難となる場合があ
る。
【００１１】本発明は、この様な問題点を解決する為に
なされたもので、新規な積層膜物体の膜厚測定方法を提
供することを目的とするものである。
なされたもので、新規な積層膜物体の膜厚測定方法を提
供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の積層膜物体の膜
厚測定方法は、荷電粒子ビームにより積層膜物体の断面
を二次元的に走査し、該走査により得られた荷電粒子に
基づく画像データから、各層の境界に垂直なライン上の
荷電粒子強度プロファイルを所定の領域内で異なったラ
イン毎に作成し、各プロファイルから平均化プロファイ
ルを作成し、該平均化プロファイルに基づいて層膜厚を
測定するようにしたことを特徴とする。本発明の積層膜
物体の膜厚測定方法は、荷電粒子ビームにより積層膜物
体の断面を二次元的に走査し、該走査により得られた荷
電粒子に基づく画像データから、各層の境界に垂直なラ
イン上の荷電粒子強度プロファイルを所定の領域内で異
なったライン毎に作成し、各プロファイルから平均化プ
ロファイルを作成し、該平均化プロファイルに基づいて
前記所定領域の画像データを作成し、該画像データに基
づく像を表示し、該領域表示像に基づいて層膜厚を測定
するようにしたことを特徴とする。
厚測定方法は、荷電粒子ビームにより積層膜物体の断面
を二次元的に走査し、該走査により得られた荷電粒子に
基づく画像データから、各層の境界に垂直なライン上の
荷電粒子強度プロファイルを所定の領域内で異なったラ
イン毎に作成し、各プロファイルから平均化プロファイ
ルを作成し、該平均化プロファイルに基づいて層膜厚を
測定するようにしたことを特徴とする。本発明の積層膜
物体の膜厚測定方法は、荷電粒子ビームにより積層膜物
体の断面を二次元的に走査し、該走査により得られた荷
電粒子に基づく画像データから、各層の境界に垂直なラ
イン上の荷電粒子強度プロファイルを所定の領域内で異
なったライン毎に作成し、各プロファイルから平均化プ
ロファイルを作成し、該平均化プロファイルに基づいて
前記所定領域の画像データを作成し、該画像データに基
づく像を表示し、該領域表示像に基づいて層膜厚を測定
するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
施の形態を詳細に説明する。
【００１４】図３は本発明の積層膜物体の膜厚測定を行
うための走査電子顕微鏡の１概略例を示したもので、図
中前記図１と同一記号の付されたものは同一構成要素を
示す。
うための走査電子顕微鏡の１概略例を示したもので、図
中前記図１と同一記号の付されたものは同一構成要素を
示す。
【００１５】図中１３は、中央制御装置１０の指令によ
り、積層膜物体の画像データに基づいて複数の異なった
ライン上の荷電粒子強度プロファイルを作成し、それら
のラインプロファイルを積算する回路である。１４はフ
レームメモリである。
り、積層膜物体の画像データに基づいて複数の異なった
ライン上の荷電粒子強度プロファイルを作成し、それら
のラインプロファイルを積算する回路である。１４はフ
レームメモリである。
【００１６】さて、既に、図２の（ａ）に示す如き積層
膜物体の切断面（図２の（ａ）のＡ−Ａ断面を表した図
２の（ｂ））面が電子ビーム走査面になるように試料と
してセットされ、電子ビームが試料の各層の境界を垂直
に横切るように試料上を二次元的に走査し、該走査によ
り、試料上から発生した二次電子に基づく画像データが
フレームメモリ８に記憶されているとする。従って、こ
のフレームメモリ８に記憶されている画像データを読み
出して陰極線管１１の画面上に再生すると、図４の
（ａ）に示す如き像（図２の（ａ）に対応）となる。
膜物体の切断面（図２の（ａ）のＡ−Ａ断面を表した図
２の（ｂ））面が電子ビーム走査面になるように試料と
してセットされ、電子ビームが試料の各層の境界を垂直
に横切るように試料上を二次元的に走査し、該走査によ
り、試料上から発生した二次電子に基づく画像データが
フレームメモリ８に記憶されているとする。従って、こ
のフレームメモリ８に記憶されている画像データを読み
出して陰極線管１１の画面上に再生すると、図４の
（ａ）に示す如き像（図２の（ａ）に対応）となる。
【００１７】先ず、操作卓１２から中央制御装置１０に
所定領域の平均化プロファイルを求める指令を送ると、
中央制御装置１０はフレームメモリ８から、図４の
（ａ）の像のラインａ−ａ′〜ラインｎ−ｎ′で囲われ
た領域に対応した領域の画像データを順次読み出し、ラ
インプロファイル作成・積算回路１３に送る。尚、各前
記ラインは積層膜物体の各層の境界に垂直である。該ラ
インプロファイル作成・積算回路１３は送られてきたラ
インａ−ａ′の画像データを元に二次電子強度ラインプ
ロファイルＡ、ラインｂ−ｂ′の画像データを元に二次
電子強度ラインプロファイルＢ、ラインｃ−ｃ′の画像
データを元に二次電子強度ラインプロファイルＣ、……
………、ラインｎ−ｎ′の画像データを元に二次電子強
度ラインプロファイルＮを順次作成する（図４の
（ｂ））。そして、該ラインプロファイル作成・積算回
路１３はこれらのラインプロファイルＡ，Ｂ，Ｃ，……
………，Ｎを積算し、図４の（ｃ）に示す如き平均化プ
ロファイルＰを作成する。この平均化プロファイルＰ
は、各ラインプロファイルＡ，Ｂ，Ｃ，……………，Ｎ
各々がノイズを多く含み、各層の境界に当たる部分のコ
ントラストがつきにくいものでも、これらを積算する事
によって平均化したものなので、ノイズ分が相殺され、
各層の境界に当たる部分のコントラストが明確になって
いる。
所定領域の平均化プロファイルを求める指令を送ると、
中央制御装置１０はフレームメモリ８から、図４の
（ａ）の像のラインａ−ａ′〜ラインｎ−ｎ′で囲われ
た領域に対応した領域の画像データを順次読み出し、ラ
インプロファイル作成・積算回路１３に送る。尚、各前
記ラインは積層膜物体の各層の境界に垂直である。該ラ
インプロファイル作成・積算回路１３は送られてきたラ
インａ−ａ′の画像データを元に二次電子強度ラインプ
ロファイルＡ、ラインｂ−ｂ′の画像データを元に二次
電子強度ラインプロファイルＢ、ラインｃ−ｃ′の画像
データを元に二次電子強度ラインプロファイルＣ、……
………、ラインｎ−ｎ′の画像データを元に二次電子強
度ラインプロファイルＮを順次作成する（図４の
（ｂ））。そして、該ラインプロファイル作成・積算回
路１３はこれらのラインプロファイルＡ，Ｂ，Ｃ，……
………，Ｎを積算し、図４の（ｃ）に示す如き平均化プ
ロファイルＰを作成する。この平均化プロファイルＰ
は、各ラインプロファイルＡ，Ｂ，Ｃ，……………，Ｎ
各々がノイズを多く含み、各層の境界に当たる部分のコ
ントラストがつきにくいものでも、これらを積算する事
によって平均化したものなので、ノイズ分が相殺され、
各層の境界に当たる部分のコントラストが明確になって
いる。
【００１８】次に、中央制御装置１０は平均化プロファ
イルＰを成す各ライン上の位置のデータのレベルを元に
して前記所定の領域（ラインａ−ａ′〜ラインｎ−ｎ′
に囲まれた部分に対応した領域）の画像データを作成し
てフレームメモリ１４に記憶させる。
イルＰを成す各ライン上の位置のデータのレベルを元に
して前記所定の領域（ラインａ−ａ′〜ラインｎ−ｎ′
に囲まれた部分に対応した領域）の画像データを作成し
てフレームメモリ１４に記憶させる。
【００１９】次に、中央制御装置１０はフレームメモリ
１４に記憶された画像データを読み出し、陰極線管１１
の画面上に前記平均化プロファイルＰと一緒に重畳表示
させる（図５）。
１４に記憶された画像データを読み出し、陰極線管１１
の画面上に前記平均化プロファイルＰと一緒に重畳表示
させる（図５）。
【００２０】そして、例えば、Ｐ層の膜厚を測定する場
合、前記したと同じ様に、操作卓１２から中央制御装置
１０にＰ層測長指令を送り、カーソル発生回路（図示せ
ず）からＰ層とＳ層の境界ラインと、Ｐ層とＱ層の境界
ラインにそれぞれカーソルを重畳表示させる。そして、
中央制御装置１０が各カーソル間の距離を演算すること
により、Ｐ層の膜厚が測定される。他の層も同様に行わ
れる。尚、平均化プロファイ自身から直接、各層の膜厚
を測定するようにしても良い。例えば、図６の（ａ）に
示す如き平均化プロファイルに対応した信号を１回微分
し、該微分波形信号（図６の（ｂ））のピークＰ１とＰ
２、Ｐ２とＰ３の距離からそれぞれＰ層、Ｑ層の膜厚を
求めても良い。
合、前記したと同じ様に、操作卓１２から中央制御装置
１０にＰ層測長指令を送り、カーソル発生回路（図示せ
ず）からＰ層とＳ層の境界ラインと、Ｐ層とＱ層の境界
ラインにそれぞれカーソルを重畳表示させる。そして、
中央制御装置１０が各カーソル間の距離を演算すること
により、Ｐ層の膜厚が測定される。他の層も同様に行わ
れる。尚、平均化プロファイ自身から直接、各層の膜厚
を測定するようにしても良い。例えば、図６の（ａ）に
示す如き平均化プロファイルに対応した信号を１回微分
し、該微分波形信号（図６の（ｂ））のピークＰ１とＰ
２、Ｐ２とＰ３の距離からそれぞれＰ層、Ｑ層の膜厚を
求めても良い。
【００２１】この様に、積層膜物体の各層の境界に垂直
なライン上のプロファイルを異なったライン毎に作成
し、更に、それらのラインプロフィルの平均化プロファ
イルを作成し、該平均化プロファイルから直接若しくは
該平均化プロファイルに基づいた画像から各層の膜厚を
測定するようにしたので、譬え、積層膜物体の電子ビー
ム走査により得られる二次電子等の信号にノイズが多く
入り込み、表示された積層膜物体像において各層の境界
部が明確になるようなコントラストがつかない場合があ
っても、各層の膜厚測定を容易に行うことが出来る。
又、平均化ラインプロファイルに基づいた画像と平均化
ラインプロファイルを重畳表示させるようにしたので、
各膜層の境界の判定が容易となる。
なライン上のプロファイルを異なったライン毎に作成
し、更に、それらのラインプロフィルの平均化プロファ
イルを作成し、該平均化プロファイルから直接若しくは
該平均化プロファイルに基づいた画像から各層の膜厚を
測定するようにしたので、譬え、積層膜物体の電子ビー
ム走査により得られる二次電子等の信号にノイズが多く
入り込み、表示された積層膜物体像において各層の境界
部が明確になるようなコントラストがつかない場合があ
っても、各層の膜厚測定を容易に行うことが出来る。
又、平均化ラインプロファイルに基づいた画像と平均化
ラインプロファイルを重畳表示させるようにしたので、
各膜層の境界の判定が容易となる。
【００２２】尚、フレームメモリ８から元の画像データ
を読み出し、図４の（ａ）に示す如き像（図２の（ａ）
に対応）に、図５に示す平均化ラインプロファイルに基
づいた画像と平均化ラインプロファイルを重畳表示させ
たものを重畳表示（図７）させるようにしても良い。こ
の様にすれば、元の画像に対する平均化プロフィル処理
の結果の対比が可能となる。
を読み出し、図４の（ａ）に示す如き像（図２の（ａ）
に対応）に、図５に示す平均化ラインプロファイルに基
づいた画像と平均化ラインプロファイルを重畳表示させ
たものを重畳表示（図７）させるようにしても良い。こ
の様にすれば、元の画像に対する平均化プロフィル処理
の結果の対比が可能となる。
【００２３】又、前記例では走査電子顕微鏡を使用した
積層膜厚測定方法を説明したが、イオンビームを使った
走査顕微鏡等を使用して積層膜厚を測定するようにして
も良い。
積層膜厚測定方法を説明したが、イオンビームを使った
走査顕微鏡等を使用して積層膜厚を測定するようにして
も良い。
【００２４】又、ラインプロファイルを作る方向を自由
に変えられるようにしておけば、積層物体の各層の形成
状態に応じたラインプロファイル作成がフレキシブルに
行うことが出来る。
に変えられるようにしておけば、積層物体の各層の形成
状態に応じたラインプロファイル作成がフレキシブルに
行うことが出来る。
【図１】 走査電子顕微鏡の１概略例を示している。
【図２】 積層膜物質の１概略例を示している。
【図３】 本発明の積層膜物体の膜厚測定を行うための
走査電子顕微鏡の１概略例を示したものである。
走査電子顕微鏡の１概略例を示したものである。
【図４】 本発明の動作の説明に用いた図である。
【図５】 本発明の動作の説明に用いた図である。
【図６】 本発明の動作の説明に用いた図である。
【図７】 本発明の動作の説明に用いた図である。
１…電子銃 ２…集束レンズ ３…試料 ４…走査コイル ５…対物レンズ ６…二次電子検出器 ７…ＡＤ変換器 ８，１４…フレームメモリ ９…走査制御回路 １０…中央制御装置 １１…陰極線管 １２…操作卓 １３…ラインプロファイル作成・積算回路
Claims (4)
- 【請求項１】 荷電粒子ビームにより積層膜物体の断面
を二次元的に走査し、該走査により得られた荷電粒子に
基づく画像データから、各層の境界に垂直なライン上の
荷電粒子強度プロファイルを所定の領域内で異なったラ
イン毎に作成し、各プロファイルから平均化プロファイ
ルを作成し、該平均化プロファイルに基づいて層膜厚を
測定するようにした積層膜物体の膜厚測定方法。 - 【請求項２】 荷電粒子ビームにより積層膜物体の断面
を二次元的に走査し、該走査により得られた荷電粒子に
基づく画像データから、各層の境界に垂直なライン上の
荷電粒子強度プロファイルを所定の領域内で異なったラ
イン毎に作成し、各プロファイルから平均化プロファイ
ルを作成し、該平均化プロファイルに基づいて前記所定
領域の画像データを作成し、該画像データに基づく像を
表示し、該領域表示像に基づいて層膜厚を測定するよう
にした積層膜物体の膜厚測定方法。 - 【請求項３】 領域表示像に平均化プロファイルを重畳
表示させるようにした請求項２記載の積層膜物体の膜厚
測定方法。 - 【請求項４】 荷電粒子ビームにより積層膜物体の断面
を二次元的に走査し、該走査により得られた荷電粒子に
基づく画像データに基づいて積層物体像を表示し、その
像中に、領域表示像と平均化プロファイルを重畳表示さ
せるようにした請求項２又は３記載の積層膜物体の膜厚
測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000032408A JP2001221625A (ja) | 2000-02-09 | 2000-02-09 | 積層膜物体の膜厚測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000032408A JP2001221625A (ja) | 2000-02-09 | 2000-02-09 | 積層膜物体の膜厚測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001221625A true JP2001221625A (ja) | 2001-08-17 |
Family
ID=18557015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000032408A Withdrawn JP2001221625A (ja) | 2000-02-09 | 2000-02-09 | 積層膜物体の膜厚測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001221625A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| 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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