JP2992682B2 - 集積回路の断面観察方法 - Google Patents
集積回路の断面観察方法Info
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Description
めに半導体デバイスの特定位置を断面出し加工し、観察
する方法に関する。
化、微細化に伴い、開発工程や製造工程におけるLSI
の断面加工、断面観察を集束イオンビーム装置で実施す
る技術が示されている。
加工部を位置出しし、さらにマスクレスエッチング機能
により断面加工部を一面として、角形に穴あけし、所望
の断面部を露出させた後、試料を傾斜させて、断面部を
イオンビーム照射方向に向けさせ、再び、走査イオン顕
微鏡機能により断面加工部を観察する技術である。
面の凹凸部が切断断面に影響を与え、縦筋が走る現象が
生じ、正確な断面像が得難い欠点があった。この解決手
段の一つとして、断面切断の前に予め試料の表面をFI
BCVD(集束イオンビーム化学的気相成長)法により
処理し平坦化することで解決できるが、この場合、試料
表面が平坦化されるため、配線パターンが走査イオン顕
微鏡像上では見にくくなり加工場所がわかりにくくなる
場合がある。
加工法を提供することにある。
発明の概要を説明すれば、次のとおりである。 試料の断面形成部を走査イオン顕微鏡機能を用いて、
位置出しを行う。 場合により、次に、マスクレスエッチング機能によっ
て、断面加工位置を含む領域に局所的に膜付けを行う。
て、角形の穴あけ加工を行い、その際、加工穴の側壁の
一つが観察した断面位置となるようにする。 次に、試料を必要に応じ回転した後傾斜し、所望観察
断面が現れるように断面加工を行う。
を回転、傾斜し、走査イオン顕微鏡機能を用いて、前記
加工穴の断面観察(計測、分析を含む)を行う。 尚、加工順序として上記に記した試料の回転、傾斜を
上記の後(上記を実行しない場合は上記の後)に
行い、次に角形に穴あけ加工を行い、その際、加工穴の
一つが観察したい断面位置になるように加工する順序で
も解決の手段となる。
工時に、試料を傾斜させ、その傾斜軸を含む面に対し垂
直方向に断面形成することにより、表面の凹凸部の影響
が断面へ縦筋となって現れるのを防ぐことができるの
で、正確な断面が得られる。
オンビームによるLSIのミクロ断面加工方法を説明す
るための図で、図1(a)はLSIの観察したい断面位
置2を一点鎖線示した図、図1(b)は上記観察断面位
置2を含む領域をFIBCVD法で膜付けしたところを
ハッチングで示した図、図1(c)は図1(b)の試料
を試料ステージの回転機構により時計方向に90゜回転し
た後を示した図、図1(d)は試料ステージを傾斜(右
側をアップ)させた図、図1(e)はエッチング機能に
より観察位置を1辺とした角形の穴あけをした図、図1
(f)は試料ステージを傾斜したまま反時計方向に90゜
回転した後を示した図、図1(g)はさらに試料ステー
ジを傾斜(例えば60゜に)させて、断面をイオンビーム
照射方向へ観察可能の位置に向けた図である。
した一例を示した図、図2(b)は本発明を実施して断
面を形成した一例を示した図である。図3は本発明が使
用する集束イオンビーム装置および画像処理回路図であ
る。ここに、1はLSI,2は断面加工位置、3はFI
BCVDによる膜付け部分、4は穴あけ部、5は断面、
6は絶縁膜、7は上層配線、8は下層配線、9はSi基
板、10は縦筋、11はわずかな斜め筋、21はイオン鏡筒、
22は試料ステージ、23は試料ホルダー、24は試料、25は
二次荷電粒子検出器、26はガス銃、27は真空チャンバ
ー、28は集束イオンビーム、31は走査制御部、32は画像
取込み・再構成制御部、33は画像メモリ部、34は増幅
器、35は表示部を示す。
SIのコンタクトを走査イオン顕微鏡像により位置出し
を行う。次に図1(b)に示すようにコンタクトを含む
領域3をFIBCVD法で膜付けする。FIBCVD法
はガス銃26により試料表面に原料ガスを吸着させ、20〜
30KeVのエネルギーで加速したイオンビーム28を局所的
に照射することにより、照射領域のみに選択的に膜を形
成する方法で、本実施例では原料ガスにW(CO)6 を用い
タングステン膜を形成している。勿論、ガスを変えて他
の金属膜形成によっても本発明は実施可能である。この
膜付けを長時間施すと、試料の膜付け領域表面が平坦化
されるため、配線パターンが走査イオン顕微鏡像上では
見にくくなるので、平坦化される前に膜付けを終了した
ほうが断面形成は容易になる。この膜付け後、図1
(c)に示すように、断面形成する部分の試料表面上の
方向が傾斜軸に対して90゜になるよう試料ステージを回
転させ、次に、試料ステージを適当角度(例えば45゜)
傾斜させて、エッチング機能により観察したい断面位置
2を一辺として、角形形状の穴あけ4を行う。この断面
加工時にはFIBが試料に斜めに照射されるので、図2
(a)の10で示すように表面の急峻な凹凸による切断断
面の縦筋は出なくなり、影響が出たとしても、図2
(b)の11で示すように斜めの筋が僅かに残る程度であ
る。したがって、より正確な断面形状が得られる。
い穴あけを行い、仕上げ加工と2段階に行うことによ
り、早く、かつ正確な断面加工がなされる。粗い穴あけ
は高電流ビーム (例えば2nA〜6nA)でなされ、また、
仕上げ加工は中電流ビーム(例えば2nA〜30nA)で観察
したい断面位置2に照射することにより行われ、急傾斜
の側壁断面5が形成される。
成した例だが、粗い穴あけを行った後に試料を傾斜させ
仕上げ加工を行っても同様な端面が得られる。次に、図
1(f)に示すように、イオンビーム照射方向に試料の
加工断面が露呈するように試料ステージを回転させ、断
面部分の視野が確保できる範囲内でさらに試料ステージ
を傾斜させる。この断面を比較的低電流ビーム(例えば
2nA〜30nA)で走査イオン顕微鏡により観察する。
小さい場合などは、膜付けしないで断面形成を実施する
こともある。このような場合にも上述の操作を行うこと
で、より正確な断面形状が得られる。
時に試料を傾斜させることにより、試料表面の凹凸部の
影響が断面部へ縦筋となって現れるのを防止できる。し
たがって、より正確な断面像が得られる。
のコンタクト部の断面を観察する場合に適用した実施例
の上面説明図で、(a)はLSIの観察したい断面位置
2を一点鎖線で示した図、(b)は上記観察位置2を含
む領域をFIBCVD法で膜付けしたところをハッチン
グで示した図、(c)は試料ステージの回転機構により
試料を時計方向に90゜回転した後を示した図、(d)は
試料ステージを傾斜(右側をアップ)させた図、(e)
はエッチング機能により観察位置を一辺とした角形の穴
あけをした図、(f)は試料ステージを反時計方向に90
゜回転した後を示した図、(g)はさらに試料ステージ
を傾斜(例えば60゜) させて、断面をイオンビーム照射
方向へ観察可能の位置に向けた図である。
を示した図、図2(b)は本発明を実施して断面を形成
した一例を示した図である。
画像処理回路図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 集積回路である試料の異物が観察したい
断面となるような所定領域で集束イオンビーム照射する
ことにより前記異物の断面加工を行い、前記形成された
異物の断面に前記集束イオンビームを照射し、前記試料
に存在する異物を観察することを特徴とする集積回路の
断面観察方法。 - 【請求項2】 前記異物の観察は、異物の分析である請
求項1記載の集積回路の断面観察方法。 - 【請求項3】 集積回路である試料の異物が観察したい
断面となるような所定領域で集束イオンビーム照射する
ことにより前記異物の断面加工を行い、前記形成された
断面に集束イオンビームが照射されるように前記試料を
傾斜し、前記形成された異物の断面に前記集束イオンビ
ームを照射し、前記試料に存在する異物を観察すること
を特徴とする集積回路の断面観察方法。 - 【請求項4】 前記異物の観察は、異物の分析である請
求項3記載の集積回路の断面観察方法。 - 【請求項5】 集積回路である試料の表面の側壁が観察
したい断面となるような所定領域で集束イオンビーム照
射することにより前記試料の所定領域で断面加工を行
い、前記形成された断面に前記集束イオンビームを照射
し、前記試料の断面を分析して観察することを特徴とす
る集積回路の断面観察方法。 - 【請求項6】 集積回路である試料の表面の側壁が観察
したい断面となるような所定領域で集束イオンビーム照
射することにより前記試料の所定領域で断面加工を行
い、前記形成された断面に集束イオンビームが照射され
るように前記試料を傾斜し、前記形成された断面に前記
集束イオンビームを照射し、前記試料の断面を分析して
観察することを特徴とする集積回路の断面観察方法。 - 【請求項7】 集束イオンビーム電流値を切替える手段
を備え、集束イオンビームを発生する集束イオンビーム
鏡筒と、集積回路試料をXY方向に移動させるXY移動
機構の他に少なくとも傾斜機能を有する前記試料を載置
する試料ステージと、前記集束イオンビーム照射により
発生する二次荷電粒子を検出する二次荷電粒子検出器と
を備えた集束イオンビーム装置を用いて前記試料の任意
位置を断面加工し、前記集束イオンビーム電流値を低電
流に切り替え、前記形成さ れた断面に前記集束イオンビ
ームが照射されるように前記試料を傾斜し、前記形成さ
れた断面に前記集束イオンビームを照射し、前記試料の
断面を観察することを特徴とする集積回路の断面観察方
法。 - 【請求項8】 イオンビーム電流値を切替える手段を備
え、集束イオンビームを発生する集束イオンビーム鏡筒
と、試料を載置する試料ステージと、前記集束イオンビ
ーム照射により発生する二次荷電粒子を検出する二次荷
電粒子検出器を備えた集束イオンビーム装置を用いて試
料の任意位置の断面観察する方法において、 前記集束イオンビームを、その入射方向が前記試料表面
上に線状部分を形成する断面加工位置の線方向に対して
傾斜角を持たせて照射し断面形成を行い、前記イオンビ
ーム電流値を切り替え、前記形成された断面に前記集束
イオンビームを照射し、前記試料の断面を分析して観察
することを特徴とする集積回路の断面観察方法。 - 【請求項9】 前記断面を形成する前に、前記加工位置
の試料表面に、予め穴あけを行う穴あけ工程が挿入され
ることを特徴とする請求項8記載の集積回路の断面観察
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8315222A JP2992682B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 集積回路の断面観察方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8315222A JP2992682B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 集積回路の断面観察方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1308427A Division JP2973211B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 断面観察方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09186210A JPH09186210A (ja) | 1997-07-15 |
JP2992682B2 true JP2992682B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=18062874
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8315222A Expired - Lifetime JP2992682B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 集積回路の断面観察方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2992682B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
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US6621081B2 (en) | 2001-01-10 | 2003-09-16 | International Business Machines Corporation | Method of pole tip sample preparation using FIB |
US20130220806A1 (en) * | 2010-11-05 | 2013-08-29 | Hitachi High-Technologies Corporation | Ion milling device |
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-
1996
- 1996-11-26 JP JP8315222A patent/JP2992682B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09186210A (ja) | 1997-07-15 |
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