JP2972535B2

JP2972535B2 - 基板断面観察装置

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Publication number: JP2972535B2
Application number: JP6303896A
Authority: JP
Inventors: 賀康裕加
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-12-08
Filing date: 1994-12-07
Publication date: 1999-11-08
Anticipated expiration: 2014-11-08
Also published as: JPH07221145A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は基板断面観察装置および
方法に係り、特に微細パターンが形成されたウェハーの
ような基板の微細な断面形状を荷電ビームを使用して観
察する基板断面観察装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】微細パターンの形成されたウェハーの断
面形状を観察する場合、これまではダイヤモンドカッタ
ー等によってウェハーに傷を付け、作業者がこの傷口か
らウェハーを破断して断面観察面を露出させ、この後
に、この露出された断面観察面を電子顕微鏡観察に適す
るように加工を加えた後に、電子顕微鏡によって観察を
行っていた。

【０００３】ところが、このような手作業による観察断
面の作成は、観察すべき微細パターン部分を目視によっ
て選択してダイヤモンドカッターで傷を付けるか、また
は観察すべき微細パターンが無数に存在する部分を破断
面が通るようにダイヤモンドカッターで傷を付ける必要
があり、作業者の高度の熟練を必要とする作業である。
また、観察すべきパターンが孤立している場合や、観察
箇所が既に決定している場合には、そのような箇所を正
確にダイヤモンドカッターで傷付けることは、極めて困
難もしくは実質的に不可能である。

【０００４】そこで、このような問題を解決するウェハ
ー断面観察装置が種々開発されている。このウェハー断
面観察装置はイオンビームを所望の微細パターン部分に
照射してエッチング加工を行ってウェハー表面に垂直に
数μｍの穴を穿孔する。この後にこの垂直穴の垂直壁面
に斜め上方から電子ビームまたはイオンビームを照射し
て電子顕微鏡観察を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来のウェハー断面観察装置は、観察用の電子ビームまた
はイオンビームを断面観察面に対して斜め上方から照射
して観察するため、深さ方向の断面観察面の寸法が直感
的に判断することができないという問題があった。

【０００６】この問題を解決するためには、断面観察用
の穴の径を大きくして観察用の電子ビームまたはイオン
ビームを断面観察面にほぼ垂直に照射すればよい。しか
しながら、このような大径断面観察用穴のエッチング加
工は長時間を要し、効率が非常に低化するといった別の
問題を惹起する。

【０００７】そこで、本発明の目的は、観察用の荷電ビ
ームを観察すべき面に対して斜め上方から照射しても、
ほぼ垂直方向から照射した場合と同等の観察像を得るこ
とができる基板断面観察装置および方法を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本願の第１の発明は、基板を載置するステージと、加
工用の荷電ビームを上記基板の表面にほぼ垂直に照射し
てほぼ垂直な観察面を加工する第１の荷電ビーム照射装
置と、上記第１の荷電ビーム照射装置に対して傾斜して
配置され、観察用の荷電ビームを上記観察面に所定の傾
斜角度で照射する第２の荷電ビーム照射装置と、上記観
察用の荷電ビームの照射によって発生した二次電子を検
出し画像信号を発生する検出器と、上記所定の傾斜角度
を表す傾斜角信号を発生する傾斜角信号発生部と、上記
傾斜角信号発生部の上記傾斜角信号によって上記検出器
の画像信号を補正する画像処理部と、上記補正された画
像信号に基づき上記観察面の画像を表示する表示装置と
を具備することを特徴とするものである。

【０００９】この構成にあっては、上記ステージの二次
元位置座標を入力する座標入力装置と、上記二次元位置
座標に基づき上記ステージを上記加工用の荷電ビーム照
射位置及び上記観察用の荷電ビーム照射位置にそれぞれ
移動させるステージ制御装置とを具備することが好まし
い。

【００１０】本願の第２の発明は、基板を載置する傾斜
可能なステージと、加工用の荷電ビームを上記基板の表
面にほぼ垂直に照射してほぼ垂直な観察面を加工すると
共に、この加工の後に観察用の荷電ビームを上記観察面
に所定の傾斜角度で照射する荷電ビーム照射装置と、上
記観察用の荷電ビームの照射によって発生した二次電子
を検出し画像信号を発生する検出器と、上記所定の傾斜
角度を表す傾斜角信号を発生する傾斜角信号発生部と、
上記傾斜角信号発生部の上記傾斜角信号によって上記検
出器の画像信号を補正する画像処理部と、上記補正され
た画像信号に基づき上記観察面の画像を表示する表示装
置とを具備し、上記加工用の荷電ビームの照射と上記観
察用の荷電ビームの照射との間において、上記ステージ
の傾斜を変化させることを特徴とするものである。この
構成にあっては、上記ステージの二次元位置座標を入力
する座標入力装置と、上記二次元位置座標に基づき上記
ステージを上記加工用の荷電ビーム照射位置及び上記観
察用の荷電ビーム照射位置にそれぞれ移動させるステー
ジ制御装置とを具備することが好ましい。

【００１１】

【作用】第１の発明によると、加工用の荷電ビーム照射
装置は、ステージに載置された基板の表面にほぼ垂直に
加工用の荷電ビームを照射して、ほぼ垂直の観察面を作
成する。この後に、観察用の荷電ビーム照射装置は、基
板の垂直観察面に対して所定の傾斜角度で観察用の荷電
ビームを照射する。検出器は観察用の荷電ビームの照射
によって発生した二次電子を検出して画像信号を発生
し、画像処理部はこの検出器の画像信号を傾斜角信号発
生部の傾斜角信号によって補正する。表示装置はこの補
正された画像信号に基づき垂直観察面の画像を表示す
る。

【００１２】第２の発明によると、荷電ビーム照射装置
は、ステージに載置された基板の表面にほぼ垂直に観察
用の荷電ビームを照射してほぼ垂直の観察面を作成す
る。この後に、ステージの傾斜角を変えて荷電ビーム照
射装置と基板の表面とのなす角度を変化させた後に、荷
電ビーム照射装置は基板の垂直観察面に対して所定の傾
斜角度で観察用の荷電ビームを照射する。検出器は観察
用の荷電ビームの照射によって発生した二次電子を検出
して画像信号を発生し、画像処理部はこの検出器の画像
信号を傾斜角信号発生部の傾斜角信号によって補正す
る。表示装置はこの補正された画像信号に基づき垂直観
察面の画像を表示する。

【００１３】このように、第１及び第２の発明では共
に、観察用の荷電ビームを斜め上方から観察面に照射し
て得た画像信号を傾斜角信号によって補正し、この補正
された画像信号に基づき観察面の画像を表示するので、
観察用の荷電ビームを断面観察面に斜め上方から照射し
ても、ほぼ垂直方向から照射した場合と同等の観察像を
得ることができる。

【００１４】

【実施例】以下本発明による基板断面観察装置の実施例
を図１乃至図９を参照して説明する。

【００１５】図１は本発明の第１の実施例を示したもの
で、真空室１内には被検ウェハーが載置されるステージ
２と、加工用の荷電ビーム照射装置として働くイオンビ
ーム照射装置３と、観察用の荷電ビーム照射装置として
働く電子ビーム照射装置４と、二次電子を検出してビデ
オ信号ＶＳを発生する検出器５とがそれぞれ設置されて
いる。このステージ２は矢印で示したように、平面内の
二軸方向、すなわちＸ軸及びＹ軸方向に移動が可能であ
ると共に、Ｘ軸とＹ軸とが交差する原点を中心として回
転可能に構成されている。

【００１６】イオンビーム照射装置３は、イオンビーム
３Ａをステージ２上の被検ウェハーの表面に垂直に照射
するように配置されている。また、電子ビーム照射装置
４は、電子ビーム４Ａをステージ２上の被検ウェハーの
表面に所定の傾斜角度θで照射するように、イオンビー
ム照射装置３に対して上記角度θだけ傾斜して設けられ
ている。

【００１７】ステージ制御装置６には、座標入力装置７
から座標データが入力され、ステージ２をこの座標デー
タ位置に移動させる。この座標入力装置７には、ステー
ジ２に載置された被検ウェハーの観察すべき箇所を表す
座標データが例えばＣＡＤ等から入力されている。

【００１８】荷電ビーム制御装置８は、イオンビーム照
射装置３と電子ビーム照射装置４のビ−ムの強さを制御
すると共に、検出器５からのビデオ信号ＶＳが入力され
る。また、荷電ビーム制御装置８には荷電ビーム観察用
ＣＲＴ９が接続されている。

【００１９】傾斜角信号発生部１０は電子ビーム照射装
置４の電子ビームと被検ウェハーの表面の法線とのなす
傾斜角度θを表す傾斜角信号を画像処理装置１１に対し
て供給する。画像処理装置１１には、荷電ビーム制御装
置８を経由して検出器５からのビデオ信号ＶＳが入力さ
れる。このビデオ信号ＶＳは、傾斜角信号発生部９から
の傾斜角信号θで補正される。画像処理用ＣＲＴ１２は
画像処理装置１１からの原ビデオ信号ＶＳ及び上記の補
正されたビデオ信号ＶＳをそれぞれ表示する。印刷装置
１３は、画像処理装置１１からの補正されたビデオ信号
ＶＳを印刷する。

【００２０】次に、この第１の実施例の作用を説明す
る。ステージ制御装置６は、座標入力装置７からの座標
データに基づき、ステージ２をこの座標データ位置に移
動させ、これによってステージ２上の被検ウェハー表面
の被検微細パターン部分がイオンビーム照射装置３の真
下に位置する。この状態で、イオンビーム照射装置３
は、荷電ビーム制御装置８の指令に基づきイオンビーム
３Ａをステージ２上の被検ウェハーの表面に垂直に照射
し、被検ウェハーの表面をエッチング加工して垂直の穴
を穿設する。詳述すると、イオンビーム照射装置３は、
図２に示したようにイオンビーム３Ａを二次元方向にス
キャンしながらウェハーＷに照射し、所定の大きさの垂
直穴１９を穿孔して、この垂直穴１９の壁面に断面観察
面１４を形成する。

【００２１】なお、上述の断面観察面１４はウェハーの
内部に位置しているため、垂直穴１９を穿孔して断面観
察面１４を作成した。しかしながら、図３に示したよう
にウェハーの微小凹凸表面の端面に断面観察面１４を形
成する場合には、垂直穴を穿孔する代りにその端面の表
面をイオンビームでエッチング加工する。

【００２２】このようにウェハー表面に垂直な断面観察
面１４が形成された後に、ステージ制御装置６は、電子
ビーム照射装置４からの電子ビーム４Ａが断面観察面１
４を照射することができるように、座標入力装置７から
の座標データに基づきステージ２を移動させると共に、
真上から見た時に電子ビームの照射方向が断面観察面１
４に垂直になるようにステージ２を回転させる。

【００２３】この状態で、電子ビーム照射装置４は電子
ビーム４Ａを斜め上方から断面観察面１４に照射する。
この照射は、電子ビーム４Ａを二次元方向にスキャンし
て断面観察面１４の全面にわたって行われる。検出器５
は断面観察面１４から放出される二次電子を検出してビ
デオ信号ＶＳを発生する。断面観察面１４を斜め上方か
ら観察した時のビデオ信号ＶＳは、荷電ビーム制御装置
８及び画像処理装置１１を介して画像処理用ＣＲＴ１２
に送出され、この画像処理用ＣＲＴ１２に表示される。
図４（ａ）及び図５（ａ）は、それぞれこのような断面
観察面１４を斜め上方から観察した時の画像を示してい
る。次いで、この画像処理用ＣＲＴ１２に表示された断
面観察面像のトップエッジに座標変換軸１５を一致させ
る。

【００２４】画像処理装置１１は、座標変換軸１５と各
画素との距離ｌを次式によって距離Ｌに変換する。すな
わち各画素について座標変換軸１６に垂直方向にのみ
（１／ｓｉｎθ）倍のアフィン変換演算を行う。Ｌ＝ｌ×（１／ｓｉｎθ）もちろん、この変換は各画素の濃淡値を維持した状態で
行われる。こうして、斜め上方から観察された断面観察
面１４の画像は、断面観察面１４を垂直方向から観察し
た時の画像に変換され、画像処理用ＣＲＴ１２に表示さ
れる。図４（ｂ）及び図５（ｂ）は変換後の画像を示し
ている。印刷装置１３は、図４（ｂ）及び図５（ｂ）の
点線１６で囲った領域を抽出して変換後の断面観察面１
４の画像を印刷する。

【００２５】このように、第１の実施例によると、電子
ビーム照射装置４は電子ビーム４Ａを被検ウェハーの表
面に所定の傾斜角度θで照射するにも拘らず、画像処理
装置１１がこの断面観察面の画像を傾斜角度θに基づき
補正して、断面観察面を垂直方向から観察した時の画像
に変換する。従って、印刷装置１２の出力である画像情
報から深さ方向の断面観察面の寸法を直感的に判断する
ことができる。

【００２６】図６は本発明の第２の実施例を示したもの
で、ステージ２は第１の実施例のステージ２と同様に、
二次元方向に移動可能でかつ回転可能であると共に、更
に傾斜可能に構成されている。加工及び観察兼用の荷電
ビーム照射装置１７は、ビーム強度の大きい加工用の荷
電ビームと、ビーム強度の小さい観察用の荷電ビームと
をそれぞれ発生する。その他の構成は第１の実施例と同
一である。

【００２７】ステージ制御装置６は、座標入力装置７か
らの座標データに基づきステージ２を二次元移動させる
と共に、ステージ２を荷電ビーム照射装置１７の荷電ビ
ームに対して被検ウェハーの表面が垂直になるように傾
斜させる。

【００２８】この状態で、荷電ビーム照射装置１７は加
工用の荷電ビームを被検ウェハーの表面に垂直に照射
し、断面観察面を作成する。

【００２９】この後に、第１の実施例と同様に、ステー
ジ２を回転させて荷電ビーム照射装置１７の観察用の荷
電ビームと断面観察面との位置関係を定めると共に、観
察用の荷電ビームが被検ウェハーの表面を傾斜角度θで
照射するようにステージ２を所定の傾斜角度θだけ傾斜
させる。なお、この傾斜角度θは傾斜角信号発生部１０
に入力される。この状態で、荷電ビーム照射装置１７は
観察用の荷電ビームを斜め上方から断面観察面に照射
し、検出器５はこの時の二次電子を検出しビデオ信号を
発生する。この後の作用は第１の実施例と同一である。

【００３０】図７は本発明の第３の実施例を示したもの
で、真空室１内には被検ウェハーが載置されるステージ
２と、加工用のイオンビーム照射装置３と、観察用の電
子ビーム照射装置４と、二次電子を検出してビデオ信号
ＶＳを発生する検出器５とがそれぞれ設置されている。
このステージ２は矢印で示したように、平面内の二軸方
向、すなわちＸ軸及びＹ軸方向に移動が可能であると共
に、Ｘ軸とＹ軸とが交差する原点を中心として回転可能
に構成されている。さらに、ステ−ジ２は、Ｙ−Ｙ軸回
りを任意の傾斜角度Θに設定できるようになっている。
また、前記イオンビーム照射装置３と電子ビ−ム照射装
置４とは互いのビ−ム軸が垂直線に一致し、かつ平行に
距離をおいて配置されている。

【００３１】したがって、イオンビーム照射装置３から
のイオンビーム３Ａは、傾斜角がΘ＝０に設定されたス
テ−ジ２上の被検ウェハーの表面に垂直に照射されて孔
加工される。一方、電子ビーム照射装置４からの電子ビ
ーム４Ａは、所定の傾斜角Θに設定されたステージ２上
の被検ウェハーの表面に対して所定の傾斜角度θで照射
される。

【００３２】ステージ制御装置６には、座標入力装置７
から座標データが入力され、ステージ２をこの座標デー
タ位置に移動させる。この座標入力装置７には、ステー
ジ２に載置された被検ウェハーの観察すべき箇所を表す
座標データが例えばＣＡＤ等から入力されている。

【００３３】また、前記イオンビーム照射装置３と荷電
ビーム照射装置４は、荷電ビーム制御装置８に接続さ
れ、この荷電ビーム制御装置８の出力側には、荷電ビー
ム観察用ＣＲＴ９が接続されている。イオンビーム照射
装置３と電子ビーム照射装置４からのビ−ムの強さは、
荷電ビーム制御装置８からの出力信号によって制御され
る。

【００３４】さらに、前記荷電ビーム照射装置４と荷電
ビーム制御装置８との間にはビ−ム走査制御装置１８が
組み込まれ、このビ−ム走査制御装置１８には、傾斜角
信号発生部１０からステ−ジ２の設定傾斜角Θが入力さ
れる。検出器５からのビデオ信号ＶＳは、荷電ビーム制
御装置８を経由して画像処理装置１１に入力される。こ
の画像処理装置１１の出力側には画像処理用ＣＲＴ１２
および印刷装置１３が接続されている。

【００３５】次に、この第３の実施例の作用を説明す
る。ステージ制御装置６は、座標入力装置７からの座標
データに基づき、ステージ２をこの座標データ位置に移
動させ、これによってステージ２上の被検ウェハー表面
の被検微細パターン部分がイオンビーム照射装置３の真
下に位置する。この状態で、イオンビーム照射装置３
は、荷電ビーム制御装置８の指令に基づきイオンビーム
３Ａをステージ２上の被検ウェハーの表面に垂直に照射
し、被検ウェハーの表面をエッチング加工して垂直の穴
１９を穿設する。詳述すると、イオンビーム照射装置３
は、図８に示したようにイオンビーム３Ａを二次元方向
にスキャンしながらウェハーＷに照射し、所定の大きさ
の垂直穴１９を穿孔して、この垂直穴１９の壁面に断面
観察面１４を形成する。

【００３６】このようにウェハー表面に垂直な断面観察
面１４が形成された後に、ステージ制御装置６は、ステ
−ジ２を長方形の孔１９が電子ビーム照射装置４の真下
に位置するように移動させる。

【００３７】この状態で、電子ビーム照射装置４は、荷
電ビーム制御装置８の指令に基づき電子ビ−ム４Ａをス
テ−ジ２上の被検ウェハ−Ｗの表面に垂直に照射し、長
方形の加工孔１９から放出される二次電子画像を検出器
５で検出し、ビデオ信号ＶＳを発生する。長方形の加工
孔１９を観察したときのビデオ信号ＶＳは、荷電ビーム
制御装置８を介して画像処理装置１１に送出され、この
画像処理用ＣＲＴ１２に表示される。図９（ａ）は、こ
のような長方形の加工孔１９を観察した時の画像を示し
ている。ついで、画像処理装置１１によりこの長方形の
加工孔１９の輪郭を検出し、観察断面のある辺１９Ａを
選択し、この観察断面像のトップエッヂ１９Ａとステ−
ジ２の傾斜軸とのズレ角Φを検出する。上記ズレ角Φを
ステ−ジ制御装置６と荷電ビーム制御装置８の出力し、
図９（ｂ）のように観察断面像のトップエッヂ１９Ａと
ステ−ジ傾斜軸２０を一致させる。

【００３８】この状態でステージ制御装置６よりステ−
ジ２を所定の傾斜角Θに傾斜させる。この時のウェハ−
表面と観察用の荷電ビームとの間の傾斜角度信号を傾斜
角信号発生部１０よりビ−ム走査制御装置１８に送る。
傾斜角度Θ＝０の時の走査間隔をｄとした場合に傾斜角
度Θに対して走査間隔ＬがＬ＝ｄ×ｓｉｎΘになるよ
うなスキャン信号または間隔のスキャン信号を発生さ
せ、観察断面のウェハ−表面方向には走査間隔ｄで、深
さ方向には走査間隔Ｌで観察用荷電ビームを照射させる
スキャン信号を観察用荷電ビーム装置４に送る。これに
より、電子ビ−ム照射装置４は電子ビ−ム４Ａを斜め上
方から観察断面１４に照射する。この照射は電子ビ−ム
４Ａを二次元方向にスキャンして観察断面１４の全面に
わたって行われる。検出器５は観察断面１４から放出さ
れる二次電子を検出してビデオ信号ＶＳを発生する。観
察断面１４を斜め上の方から観察したときのビデオ信号
ＶＳは、荷電ビーム制御装置８および画像処理装置１１
を介して画像処理装置１１に送出される。画像処理装置
１１で表面方向にも深さ方向にも関係無く同一時系列順
に画像変換するフレ−ムメモリに記録され、さらに画像
処理用ＣＲＴ１２に表示される。図１０（ａ）に通常ス
キャンを行う場合のスキャン例を示し、図１０（ｂ）に
画像処理装置１１のフレ−ムメモリの各番地順にビデオ
信号ＶＳが蓄積された状態を示す。このばあい、スキャ
ン間隔が縦横共にｄに等しくフｒ−ムメモリに画像が入
力される。

【００３９】図１１（ａ）に本発明によるスキャンを行
うばあいのスキャン例を示し、図１１（ｂ）に画像処理
装置１１のフレ−ムメモリの各番地順にビデオ信号ＶＳ
が蓄積された状態を示している。このばあい、横方向の
スキャン間隔がｄ，縦方向のスキャン間隔がＬ＝ｄ×ｓ
ｉｎΘとなるように照射される。つまり、スキャンピッ
チが通常よりも間隔が詰まったように荷電ビームが照射
される。しかし、フレ−ムメモリの各番地には、ビデオ
信号ＶＳが通常のスキャンと同じ間隔ｄで蓄積されるた
め、観察断面１４を垂直方向から観察したときの画像に
変換され、画像処理用ＣＲＴ１２に表示される。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、観察用の荷電ビームを斜め上方から観察すべき
面に照射して断面観察面の画像を得て、この斜め上方か
ら観察した断面観察面の画像信号を傾斜角信号によって
補正し、この補正された画像信号に基づき断面観察面の
画像を表示するので、観察用の荷電ビームを断面観察面
に斜め上方から照射しても、ほぼ垂直方向から照射した
場合と同等の観察像を得ることができる。また、ステ−
ジの傾斜角度を大きく傾ける必要がないため、広範囲に
エッチングする必要がなく加工時間が短くてすむ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による基板断面観察装置の第１の実施例
を示した概略図。

【図２】断面観察面がウェハー内部に埋設されている場
合の断面加工例を示した斜視図。

【図３】断面観察面がウェハーの凹凸表面の端面に位置
する場合の断面加工例を示した斜視図。

【図４】（ａ）は斜め上方から観察した時の画像を概略
的に示した図。（ｂ）は斜め上方から観察した時の画像
を傾斜角度θで補正した後の画像を示した図。

【図５】（ａ）は斜め上方から観察した時の画像を概略
的に示した図。（ｂ）は斜め上方から観察した時の画像
を傾斜角度θで補正した後の画像を示した図。

【図６】本発明による基板断面観察装置の第２の実施例
を示した概略図。

【図７】本発明による基板断面観察装置の第３の実施例
を示した概略図。

【図８】断面観察面がウェハー内部に埋設されている場
合の断面加工例を示した斜視図。

【図９】（ａ）は長方形の加工孔を観察した時の画像。
（ｂ）はトップエッヂとステ−ジ傾斜軸を一致させた画
像。

【図１０】（ａ）は通常スキャンを行った場合の画像。
（ｂ）は画像処理装置のフレ−ムメモリの各番地順にビ
デオ信号を蓄積させた状態を示した図。

【図１１】（ａ）は本発明のスキャン例を示した図。
（ｂ）は画像処理装置のフレ−ムメモリの各番地順にビ
デオ信号を蓄積させた状態を示した図。

【符号の説明】

２ステージ３加工用の荷電ビーム照射装置（イオンビーム照射装
置）４観察用の荷電ビーム照射装置（電子ビーム照射装
置）５検出器１０傾斜角信号発生部１１画像処理装置１２，１３表示装置１４断面観察面１７加工及び観察兼用の荷電ビーム照射装置

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を載置するステージと、加工用の荷電
ビームを上記基板の表面にほぼ垂直に照射してほぼ垂直
な観察面を加工する第１の荷電ビーム照射装置と、上記
第１の荷電ビーム照射装置に対して傾斜して配置され、
観察用の荷電ビームを上記観察面に所定の傾斜角度で照
射する第２の荷電ビーム照射装置と、上記観察用の荷電
ビームの照射によって発生した二次電子を検出し画像信
号を発生する検出器と、上記所定の傾斜角度を表す傾斜
角信号を発生する傾斜角信号発生部と、上記傾斜角信号
発生部の上記傾斜角信号によって上記検出器の画像信号
を補正する画像処理部と、上記補正された画像信号に基
づき上記観察面の画像を表示する表示装置とを具備する
ことを特徴とする基板断面観察装置。
【請求項２】上記ステージの二次元位置座標を入力する
座標入力装置と、上記二次元位置座標に基づき上記ステ
ージを上記加工用の荷電ビーム照射位置及び上記観察用
の荷電ビーム照射位置にそれぞれ移動させるステージ制
御装置とを具備することを特徴とする請求項１に記載の
基板断面観察装置。
【請求項３】基板を載置する傾斜可能なステージと、加
工用の荷電ビームを上記基板の表面にほぼ垂直に照射し
てほぼ垂直な観察面を加工すると共に、この加工の後に
観察用の荷電ビームを上記観察面に所定の傾斜角度で照
射する荷電ビーム照射装置と、上記観察用の荷電ビーム
の照射によって発生した二次電子を検出し画像信号を発
生する検出器と、上記ウェハ−表面と前記観察用の荷電
ビ−ムとの傾斜角度を表す傾斜角信号を発生する傾斜角
信号発生部と、上記傾斜角信号発生部の上記傾斜角信号
によって上記検出器の画像信号を補正する画像処理部
と、上記補正された画像信号に基づき上記観察面の画像
を表示する表示装置とを具備し、上記加工用の荷電ビー
ムの照射と上記観察用の荷電ビームの照射との間におい
て、上記ステージの傾斜を変化させることを特徴とする
基板断面観察装置。
【請求項４】上記ステージの二次元位置座標を入力する
座標入力装置と、上記二次元位置座標に基づき上記ステ
ージを上記加工用の荷電ビーム照射位置及び上記観察用
の荷電ビーム照射位置にそれぞれ移動させるステージ制
御装置とを具備することを特徴とする請求項３に記載の
基板断面観察装置。
【請求項５】ウェハ−を載置する傾斜可能なステージ
と、加工用の荷電ビームを上記ステ−ジに載置したウェ
ハ−の表面にほぼ垂直に照射し表面にほぼ垂直な観察断
面を加工する加工用の第１の荷電ビーム照射装置と、加
工後に観察用の荷電ビームを上記観察面に所定の傾斜角
度で照射する観察用の第２の荷電ビーム照射装置と、上
記観察用の荷電ビームの照射によって発生した二次電子
を検出し画像信号を発生する検出器と、上記ウェハ−表
面と前記観察用荷電ビームとの傾斜角度を表す傾斜角信
号を発生する傾斜角信号発生部と、上記観察用荷電ビー
ムのスキャン速度またはピッチを前記傾斜角信号発生部
の前記傾斜信号発生部の前記傾斜角信号によって変更す
るビ−ム走査制御装置と、前記観察断面の画像を表示す
る表示装置とを具備することを特徴とする基板断面観察
装置。
【請求項６】ステ−ジにウェハ−を保持し、上記ウェハ
−の観察部に加工用の荷電ビームを前記ウェハ−の表面
にほぼ垂直に照射し、表面に垂直な観察断面を加工する
第１の工程と、観察断面に観察用の荷電ビームが照射さ
れるような角度にステ−ジを傾斜させる第２の工程と、
前記ウェハ−表面と前記観察用の荷電ビームとの傾斜角
度を表す傾斜信号を読み取る第３の工程と、前記傾斜信
号発生部の前記傾斜角信号によって前記観察用の荷電ビ
ームのビームのスキャン速度またはピッチを変更するビ
−ム走査信号を発生させる第４の工程と、観察断面に観
察用の荷電ビームを照射して表面方向には倍率通りのス
キャン速度またはピッチで走査を行い深さ方向には前記
で発生させたスキャン速度またはピッチで走査を行う第
５の工程と、前記観察用の荷電ビームの照射によって発
生する二次電子を検出器にて画像に変換する第６の工程
と、前記画像を表示装置に出力する第７の工程とを備え
ていることを特徴とする基板断面観察方法。