JP2018200810A - 電子顕微鏡像の歪み測定方法、電子顕微鏡、歪み測定用試料、および歪み測定用試料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
電子顕微鏡像の歪み測定方法であって、
格子状に配列された構造体を有する歪み測定用試料の電子顕微鏡像を取得する工程と、
前記歪み測定用試料の電子顕微鏡像の自己相関関数を算出する工程と、
前記自己相関関数のピーク位置を結んで形成される図形に基づいて、前記歪みを測定する工程と、
を含む。
前記図形は、楕円であってもよい。
前記図形は、同心楕円であってもよい。
電子顕微鏡像の歪み測定方法であって、
格子状に配列された構造体を有する歪み測定用試料の電子顕微鏡像を取得する工程と、
前記歪み測定用試料の電子顕微鏡像上における前記構造体の位置座標を特定する工程と、
前記構造体の位置座標を結んで形成される図形に基づいて、前記歪みを測定する工程と、
を含む。
前記歪みを測定する工程では、前記図形にグリッドパターンをフィッティングして、前記歪みを算出してもよい。
前記歪み測定用試料は、前記構造体としての貫通孔が格子状に形成されたパターン形成層を有していてもよい。
格子状に配列された構造体を有する歪み測定用試料の電子顕微鏡像を取得する像取得部と、
前記歪み測定用試料の電子顕微鏡像の自己相関関数を算出する自己相関関数算出部と、
前記自己相関関数のピーク位置を結んで形成される図形に基づいて、前記歪みを測定する歪み測定部と、
を含む。
格子状に配列された構造体を有する歪み測定用試料の電子顕微鏡像を取得する像取得部と、
前記歪み測定用試料の電子顕微鏡像上における前記構造体の位置座標を特定する位置座標特定部と、
前記構造体の位置座標を結んで形成される図形に基づいて、前記歪みを測定する歪み測定部と、
を含む。
前記歪み測定部で測定された前記歪みの測定結果を、表示部に表示させる制御を行う表示制御部を含んでいてもよい。
前記歪み測定部で測定された歪みの測定結果に基づいて、撮影された電子顕微鏡像の歪みを補正する歪み補正部を含んでいてもよい。
前記歪み測定部で測定された前記歪みの測定結果に基づいて、走査信号を生成する走査信号生成部と、
前記走査信号に基づいて、電子線で試料上を走査する走査偏向器と、
を含む。
電子顕微鏡像の歪み測定方法であって、
基板および前記基板で支持され格子状に配列された貫通孔が形成されたパターン形成層を有する歪み測定用試料を、電子顕微鏡の試料面または試料面と共役な面に導入し、得られた前記歪み測定用試料の電子顕微鏡像から前記歪みを測定する。
電子顕微鏡像の歪みを測定するための歪み測定用試料であって、
基板と、
前記基板で支持され、貫通孔が格子状に配列されたパターン形成層と、
を含む。
電子顕微鏡像の歪みを測定するための歪み測定用試料の製造方法であって、
基板を準備する工程と、
前記基板の第1面に第1層を成膜する工程と、
前記第1層をパターニングして、格子状に配列された構造体を形成する工程と、
前記基板の前記第1面とは反対側の第2面をエッチングして、前記基板を除去する工程と、
を含む。
前記第1層上に第2層を成膜する工程を含み、
前記第2層は、導電性を有する層であってもよい。
前記構造体を形成する工程では、前記第1層をパターニングするためのレジストを電子線描画装置により露光してもよい。
前記構造体を形成する工程では、前記第1層のエッチングを誘導結合型プラズマエッチング装置で行ってもよい。
前記第1層を成膜する工程では、前記第1層が引張応力を有するように、前記第1層を成膜してもよい。
前記構造体は、貫通孔であり、
前記第1層の厚さ方向から見て、前記貫通孔の形状は円であってもよい。
本発明に係る歪み測定用試料の製造方法で製造された歪み測定用試料の電子顕微鏡像を用いて、電子顕微鏡像の歪みを測定する。
まず、本実施形態に係る歪み測定用試料1について説明する。図1は、本実施形態に係る歪み測定用試料1を模式的に示す平面図である。図2は、本実施形態に係る歪み測定用試料1を模式的に示す断面図である。なお、図2は、図1のII−II線断面図である。
例えば、30nm以上500nm以下である。
次に、本実施形態に係る歪み測定用試料1の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図3は、本実施形態に係る歪み測定用試料1の製造方法の一例を示すフローチャートである。図4〜図9は、本実施形態に係る歪み測定用試料1の製造工程を模式的に示す断面図である。
することで、マスクパターンをnmオーダーの高い精度で形成することができる。なお、マスクパターンの寸法および要求される精度に応じて、露光を、レーザー描画、UV露光などにより行ってもよい。
ことができる。
ーン形成層4に、直径60nmの貫通孔9を150nmピッチで正方格子状に配列したパターンを形成した。なお、貫通孔9の平面形状は円とした。
3.1. 第1実施形態
次に、第1実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法について説明する。本実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法では、本実施形態に係る歪み測定用試料1を用いて、歪みの測定を行う。
まず、歪み測定用試料1を電子顕微鏡に導入して歪み測定用試料1の電子顕微鏡像を撮影し、歪み測定用試料1の電子顕微鏡像を取得する。ここでは、電子顕微鏡が透過電子顕微鏡である場合について説明する。
次に、電子顕微鏡像を取得する工程(S200)で取得されたTEM像の自己相関関数(二次元の自己相関関数)を算出する。電子顕微鏡像の自己相関関数を算出することで、格子状に配置された貫通孔9で形成されたパターンの周期性を反映した図形(自己相関図形)が得られる。なお、自己相関関数を算出する前にLow pass filter処
理を行ってもよい。これにより、TEM像のノイズを低減することができる。
次に、算出された自己相関関数に基づいて、TEM像の歪みを測定する。TEM像の歪みの測定は、図14に示す自己相関関数のピーク位置を結んで形成された中心を原点に持つ楕円の歪みを測定することで行われる。
真円となる(図18参照)。また、A=1.1、B=0、C=1のとき、縦横比V/H=1/0.9=1.111となる(図19参照)。また、A=1、B=0、C=1.1のとき縦横比V/H=0.9/1=0.9となる(図20参照)。以上から縦横比V/Hは次式(1)で表される。
斜めの比LR/RL=97.8148
斜めの比LR/RL=97.8109
次に、第2実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法について説明する。図23は、第2実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法の一例を示すフローチャートである。なお、上述した第1実施形態に係る電子顕微鏡像の歪み測定方法と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
本工程は、上述した第1実施形態における電子顕微鏡像の取得(S200)と同様に行われる。
次に、電子顕微鏡像を取得する工程(S300)で取得された電子顕微鏡像上における貫通孔9の位置座標を特定する。
25参照)に重ねて描画した図である。
次に、TEM像上における貫通孔9の位置座標を結んで形成される図形に基づいて、TEM像の歪みを測定する。本実施形態では、貫通孔9の位置座標を結んで形成される図形にグリッドパターンをフィッティングして、TEM像の歪みを算出する。
するためには、貫通孔9とその周辺とにコントラスト差が必要である。本実施形態では、上述した歪み測定用試料の製造方法で製造された歪み測定用試料1を用いているため、半導体製造技術を用いて貫通孔9を精度よく形成することができる。したがって、貫通孔9とその周辺とのコントラスト差の大きい電子顕微鏡像を得ることができ、電子顕微鏡像の歪みを精度よく測定することができる。
4.1. 第1実施形態
次に、第1実施形態に係る電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図33は、第1実施形態に係る電子顕微鏡100の構成を示す図である。
た電子顕微鏡像の歪み測定工程(S204)で説明した手法により、TEM像の歪みを測定する。
きる。
次に、第2実施形態に係る電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図35は、第2実施形態に係る電子顕微鏡200の構成を示す図である。以下、本実施形態に係る電子顕微鏡200において、上述した電子顕微鏡100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
44に記憶される。
次に、第3実施形態に係る電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図37は、第3実施形態に係る電子顕微鏡300の構成を示す図である。以下、本実施形態に係る電子顕微鏡300において、上述した電子顕微鏡100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
M像の歪みの測定結果に基づいて、走査信号を生成する。この結果、電子顕微鏡300では、歪みのない(または歪みの少ない)STEM像が得られる。
理(S608)が行われる。
次に、第4実施形態に係る電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図39は、第4実施形態に係る電子顕微鏡400の構成を示す図である。以下、本実施形態に係る電子顕微鏡400において、上述した電子顕微鏡100,200,300の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
Claims (20)
- 電子顕微鏡像の歪み測定方法であって、
格子状に配列された構造体を有する歪み測定用試料の電子顕微鏡像を取得する工程と、
前記歪み測定用試料の電子顕微鏡像の自己相関関数を算出する工程と、
前記自己相関関数のピーク位置を結んで形成される図形に基づいて、前記歪みを測定する工程と、
を含む、電子顕微鏡像の歪み測定方法。 - 請求項1において、
前記図形は、楕円である、電子顕微鏡像の歪み測定方法。 - 請求項1において、
前記図形は、同心楕円である、電子顕微鏡像の歪み測定方法。 - 電子顕微鏡像の歪み測定方法であって、
格子状に配列された構造体を有する歪み測定用試料の電子顕微鏡像を取得する工程と、
前記歪み測定用試料の電子顕微鏡像上における前記構造体の位置座標を特定する工程と、
前記構造体の位置座標を結んで形成される図形に基づいて、前記歪みを測定する工程と、
を含む、電子顕微鏡像の歪み測定方法。 - 請求項4において、
前記歪みを測定する工程では、前記図形にグリッドパターンをフィッティングして、前記歪みを算出する、電子顕微鏡像の歪み測定方法。 - 請求項1ないし5のいずれか1項において、
前記歪み測定用試料は、前記構造体としての貫通孔が格子状に形成されたパターン形成層を有する、電子顕微鏡像の歪み測定方法。 - 格子状に配列された構造体を有する歪み測定用試料の電子顕微鏡像を取得する像取得部と、
前記歪み測定用試料の電子顕微鏡像の自己相関関数を算出する自己相関関数算出部と、
前記自己相関関数のピーク位置を結んで形成される図形に基づいて、前記歪みを測定する歪み測定部と、
を含む、電子顕微鏡。 - 格子状に配列された構造体を有する歪み測定用試料の電子顕微鏡像を取得する像取得部と、
前記歪み測定用試料の電子顕微鏡像上における前記構造体の位置座標を特定する位置座標特定部と、
前記構造体の位置座標を結んで形成される図形に基づいて、前記歪みを測定する歪み測定部と、
を含む、電子顕微鏡。 - 請求項7または8において、
前記歪み測定部で測定された前記歪みの測定結果を、表示部に表示させる制御を行う表示制御部を含む、電子顕微鏡。 - 請求項7ないし9のいずれか1項において、
前記歪み測定部で測定された歪みの測定結果に基づいて、撮影された電子顕微鏡像の歪みを補正する歪み補正部を含む、電子顕微鏡。 - 請求項7ないし10のいずれか1項において、
前記歪み測定部で測定された前記歪みの測定結果に基づいて、走査信号を生成する走査信号生成部と、
前記走査信号に基づいて、電子線で試料上を走査する走査偏向器と、
を含む、電子顕微鏡。 - 電子顕微鏡像の歪み測定方法であって、
基板および前記基板で支持され格子状に配列された貫通孔が形成されたパターン形成層を有する歪み測定用試料を、電子顕微鏡の試料面または試料面と共役な面に導入し、得られた前記歪み測定用試料の電子顕微鏡像から前記歪みを測定する、電子顕微鏡像の歪み測定方法。 - 電子顕微鏡像の歪みを測定するための歪み測定用試料であって、
基板と、
前記基板で支持され、貫通孔が格子状に配列されたパターン形成層と、
を含む、歪み測定用試料。 - 電子顕微鏡像の歪みを測定するための歪み測定用試料の製造方法であって、
基板を準備する工程と、
前記基板の第1面に第1層を成膜する工程と、
前記第1層をパターニングして、格子状に配列された構造体を形成する工程と、
前記基板の前記第1面とは反対側の第2面をエッチングして、前記基板を除去する工程と、
を含む、歪み測定用試料の製造方法。 - 請求項14において、
前記第1層上に第2層を成膜する工程を含み、
前記第2層は、導電性を有する層である、歪み測定用試料の製造方法。 - 請求項14または15において、
前記構造体を形成する工程では、前記第1層をパターニングするためのレジストを電子線描画装置により露光する、歪み測定用試料の製造方法。 - 請求項14ないし16のいずれか1項において、
前記構造体を形成する工程では、前記第1層のエッチングを誘導結合型プラズマエッチング装置で行う、歪み測定用試料の製造方法。 - 請求項14ないし17のいずれか1項において、
前記第1層を成膜する工程では、前記第1層が引張応力を有するように、前記第1層を成膜する、歪み測定用試料の製造方法。 - 請求項14ないし18のいずれか1項において、
前記構造体は、貫通孔であり、
前記第1層の厚さ方向から見て、前記貫通孔の形状は円である、歪み測定用試料の製造方法。 - 請求項14ないし19のいずれか1項に記載の歪み測定用試料の製造方法で製造された歪み測定用試料の電子顕微鏡像を用いて、電子顕微鏡像の歪みを測定する、電子顕微鏡像の歪み測定方法。
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