JP2007024896A - 構造の3次元表面粗さを測定する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】事前に選択された測定距離にわたって事前に選択された間隔において、対象フィーチャの断面または「スライス」の連続をミリングするために、集束イオン・ビームが使用される。各断面が暴露される際、フィーチャの該当寸法を測定するために、走査電子顕微鏡が使用される。次いで、これらの連続「スライス」からのデータは、フィーチャについて3次元表面粗さを決定するために使用される。
【選択図】図2
Description
20 通常の2重ビームFIB/SEMシステム
101、102、103、104 線
106 破線
108、110 粗さ
120 左縁
122 右縁
124 左縁
126 右縁
130、131 点
200 集束イオン・ビーム・システム
211 排気エンベロープ
212 上部ネック部分
214 イオン源
216 集束カラム
218 イオン・ビーム
220 偏向プレート
222 サンプル、加工品
224 可動X−Yステージ
226 下方室
228 イオン・ポンプ
230 ターボ分子および機械ポンピング・システム
232 真空制御装置
234 高電圧電源
236 増幅器
238 パターン生成装置
240 荷電粒子倍率器、2次電子検出器
241 走査電子顕微鏡
242 増幅器
243 信号プロセッサ・ユニット
244 モニタ
245 電源および制御ユニット
246 気体射出システム
250 電子ビーム
252 カソード
254 アノード
256 凝縮レンズ
258 対物レンズ
260 偏向コイル
262 後方散乱電子検出器
402 トレンチ
404 標準
406、408 標準軸
410 線
D1、D2、D3 データ点
504、604、704、804 トレンチ下部
506、507、508 断面プロファイル
606、607、608 断面プロファイル
706、707、708 断面プロファイル
806、807、808 断面プロファイル
920 対象フィーチャ
940 標準
941 中心軸
960 導電線
962 左縁
964 右縁
980 波形
982 SEM像
984 ろ過射影
1002 より明るい材料
1004 より暗いフィーチャ材料
1006 境界面
1008 標準のy軸
Claims (24)
- フィーチャの表面の3次元粗さを決定する方法であって、
(a)前記フィーチャ表面の少なくとも一部を包含する対象領域を画定することと、
(b)前記対象領域を撮像することと、
(c)前記対象領域内にあるが前記フィーチャから離れており、前記フィーチャ表面にほぼ平行な少なくとも1つの標準軸を有する固有の標準の位置を決定することと、
(d)複数のフィーチャ断面の数および位置を決定することと、
(e)前記対象領域内における第1断面の位置にイオン・ビームを向けることと、
(f)前記フィーチャの前記断面を暴露させるために前記フィーチャをミリングし、それにより、前記暴露断面の上にほぼ平面の面を生成することと、
(g)前記平面断面および前記標準の両方に電子ビームを向けることと、
(h)前記標準軸の位置を決定することと、
(i)前記標準軸に関して、前記暴露断面の上において望ましいフィーチャ表面の縁位置を決定することと、
(j)前記対象領域を再撮像することと、
(k)前記固有の標準の位置を再度決定することと、
(l)前記対象領域内の次の断面位置にイオン・ビームを向けることと、
(m)すべての断面が暴露および撮像されるまで、ステップ(f)から(l)を繰り返すことと、
(n)すべての断面の前記標準軸に関する前記望ましいフィーチャ表面の前記縁位置に基づいて、縁粗さ値を計算することとを備える方法。 - 前記対象領域を撮像することが、イオン・ビームでの前記対象領域の部分走査を備える請求項1に記載の方法。
- フィーチャ表面の少なくとも一部を包含する前記対象領域を画定することが、前記対象領域内の前記フィーチャ表面にわたって材料の保護層を付着させることをさらに備える請求項1に記載の方法。
- 前記対象領域内であるが前記フィーチャから離れている固有の標準の位置を決定することが、前記対象領域内であるが前記フィーチャから離れている望ましい固有の標準のフィーチャをミリングすることを備える請求項1に記載の方法。
- 複数のフィーチャ断面の数および位置を決定することが、第1断面の前記位置を決定し、連続断面間の距離を特定することを備える請求項1に記載の方法。
- 前記連続断面間の距離が20nm未満である、請求項5に記載の方法。
- 複数のフィーチャ断面の前記数および位置を決定することが、前記断面が上に配置される前記フィーチャの長さを決定することをさらに備える請求項5に記載の方法。
- 前記断面が上に配置される前記フィーチャの前記長さが、1μmから2μmである、請求項7に記載の方法。
- 前記フィーチャの断面を暴露させるために前記フィーチャをミリングすることが、3次元粗さが決定される前記フィーチャ表面にほぼ垂直である断面を暴露させることを備える請求項1に記載の方法。
- 前記フィーチャの断面を暴露させるために前記フィーチャをミリングすることが、望ましい断面に平行な幅を有するミリング・ボックスを画定し、材料が望ましい深度に除去されるまで、前記ミリング・ボックス内においてイオン・ビームを走査することを備える請求項1に記載の方法。
- 前記ミリング・ボックスの幅が前記フィーチャの幅より大きい、請求項10に記載の方法。
- 前記望ましい深度が前記フィーチャの前記深度より大きい、請求項10に記載の方法。
- 前記ミル・ボックスの前記幅が前記ミリング深度の1.5倍である、請求項12に記載の方法。
- 前記標準軸の位置を決定することが、少なくとも2つのほぼ平行な標準表面について前記縁位置を決定し、前記2つの標準表面間の中間において線を画定することを備える請求項1に記載の方法。
- 前記固有の標準が、測定されるフィーチャ表面にそれぞれがほぼ平行な少なくとも2つの標準軸を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記望ましいフィーチャ表面について前記縁位置を決定することが、前記標準軸にそれぞれが平行な2つの望ましいフィーチャ表面について前記縁位置を決定することを備える請求項1に記載の方法。
- 前記2つの望ましいフィーチャ表面の前記縁位置に基づいて、前記2つのフィーチャ表面間の最大距離、前記2つのフィーチャ表面間の最小距離、前記対象領域内における前記2つのフィーチャ表面間の容積、または前記フィーチャ表面のうちの1つのテーパ角度を計算することをさらに備える請求項16に記載の方法。
- 縁粗さ値を計算することが、2乗平均粗さ、ピークから谷の高さ、ピーク間の粗さ、空間周波数、または粗さの配向を計算することを備える請求項1に記載の方法。
- 縁粗さ値を計算することが、各縁位置と前記標準軸との間の距離の平均の平方根として表される標準偏差を計算することを備える請求項1に記載の方法。
- 加工品の上のフィーチャの表面の少なくとも一部の粗さを測定する方法であって、
前記加工品の上において前記フィーチャの位置を決定することと、
測定される前記表面を含む第1視野を有する第1荷電粒子ビーム・カラムを使用して前記加工品を撮像することと、
前記視野内において識別可能な標準を選択することと、
前記標準から既知の距離にある前記フィーチャの上の第1位置に第1荷電粒子ビームを向けることと、
測定される前記表面の平面の第1断面を暴露させるために、前記フィーチャをミリングし、前記第1断面が、測定される前記表面にほぼ垂直であることと、
前記フィーチャの上の前記第1位置に第2荷電粒子ビームを向け、前記第2荷電粒子が、前記標準および前記第1断面の少なくとも一部を含む第2視野を有することと、
前記第1断面の上の1つまたは複数のデータ点において測定される前記表面の前記標準と前記縁位置との間の距離を決定することと、
前記第1荷電粒子ビームで前記第1視野を撮像することと、
前記標準から既知の距離にある前記フィーチャの上の第2位置に前記第1荷電粒子ビームを向けることと、
測定される前記表面の平面の第2断面を暴露させるために前記フィーチャをミリングし、前記第2断面が、測定される前記表面にほぼ垂直であることと、
前記フィーチャの上の前記第2位置において前記第2荷電粒子ビームを向け、前記第2荷電粒子ビームが、前記標準および前記第2断面の少なくとも一部を含む第2視野を有することと、
前記第2断面の上の1つまたは複数のデータ点において測定される前記表面の前記標準と前記縁位置との間の距離を決定することと、
前記標準に関する前記データ点の相対位置に基づいて、測定される前記表面の3次元フィーチャを生成することとを備える方法。 - 測定される前記表面の3次元フィーチャを生成することが、測定される前記表面の前記縁位置に基づいて、縁粗さ値を計算することを備える請求項20に記載の方法。
- 縁粗さ値を計算することが、2乗平均粗さ、ピークから谷の高さ、ピーク間の粗さ、空間周波数、または粗さの配向を計算することを備える請求項21に記載の方法。
- 縁粗さ値を計算することが、各縁位置と前記標準との距離の平均の平方根として表される標準偏差を計算することを備える請求項21に記載の方法。
- フィーチャの表面粗さを測定するシステムであって、
前記フィーチャの少なくとも2つの断面を暴露させるためのイオン・ビームと、
前記断面を撮像し、前記フィーチャの少なくとも1つの縁と標準との距離を決定するための電子ビームと、
オペレータの入力に基づいて、必要な断面の位置および数を決定し、前記断面をミリングするために前記イオン・ビームを指定位置に向け、各断面上において前記フィーチャの少なくとも1つの縁位置を決定し、各断面について各縁位置と前記標準との距離を測定し、前記距離および各断面の前記位置に基づいて、前記フィーチャ表面について縁粗さ値を計算するように適合された処理デバイスとを備えるシステム。
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