JP4996206B2 - Shape observation apparatus and shape observation method - Google Patents

Shape observation apparatus and shape observation method Download PDF

Info

Publication number
JP4996206B2
JP4996206B2 JP2006303270A JP2006303270A JP4996206B2 JP 4996206 B2 JP4996206 B2 JP 4996206B2 JP 2006303270 A JP2006303270 A JP 2006303270A JP 2006303270 A JP2006303270 A JP 2006303270A JP 4996206 B2 JP4996206 B2 JP 4996206B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
observation
mark
sample
shape
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006303270A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008124084A (en
Inventor
光二 池田
佐藤  貢
亨 石谷
宇紀 樺沢
高根  淳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi High Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi High Technologies Corp filed Critical Hitachi High Technologies Corp
Priority to JP2006303270A priority Critical patent/JP4996206B2/en
Publication of JP2008124084A publication Critical patent/JP2008124084A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4996206B2 publication Critical patent/JP4996206B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Description

本発明は、試料の形状の形状観察装置および形状観察方法に関する。   The present invention relates to a shape observation apparatus and a shape observation method for a shape of a sample.

近年、半導体装置の微細化が進められている。半導体装置には、微細なパターンが三次元形状として形成されている。このパターンの三次元形状を観察する装置としては、断面SEMのように半導体装置の全体もしくは一部分を破断してその断面を観察する装置と、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope)のように微小な探針を半導体装置の表面に走査させて観察する装置が提案されている。なお、半導体装置を取り扱う際には、半導体装置内の位置を特定するために、半導体装置内にマークを形成することが提案されている(例えば、特許文献1乃至3参照)。
特開2002−340756号公報 特開平11−108810号公報 特開平10−92364号公報
In recent years, semiconductor devices have been miniaturized. In a semiconductor device, a fine pattern is formed as a three-dimensional shape. As an apparatus for observing the three-dimensional shape of this pattern, an apparatus for observing the cross section of a semiconductor device by rupturing the whole or a part of the semiconductor device, such as a cross section SEM, and a microscopic apparatus, such as an atomic force microscope (Atomic Force Microscope). An apparatus for observing a probe by scanning the surface of a semiconductor device has been proposed. When handling a semiconductor device, it has been proposed to form a mark in the semiconductor device in order to specify the position in the semiconductor device (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
JP 2002-340756 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-108810 Japanese Patent Laid-Open No. 10-92364

しかし、断面SEMでは、半導体装置を破断するのでダメージを受ける領域が大きく、場合によっては破断された半導体装置、さらには、半導体装置を複数載せた半導体ウェーハを利用できないという問題がある。また、原子間力顕微鏡では、微小な探針を走査するので、走査に時間が掛かり、また、三次元形状の逆テーパを検出することができないという問題がある。一方、半導体装置内に形成されているマークは、これが形成されることにより、半導体装置の表面形状を変えてしまったりパーティクルを発生させたりするので、マークを半導体装置の三次元形状の観察に用いることはなかった。   However, in the cross-sectional SEM, since the semiconductor device is broken, a damaged region is large, and there is a problem that a broken semiconductor device or a semiconductor wafer on which a plurality of semiconductor devices are mounted cannot be used. In addition, since the atomic force microscope scans a minute probe, it takes time to scan, and there is a problem that a reverse taper of a three-dimensional shape cannot be detected. On the other hand, since the mark formed in the semiconductor device changes the surface shape of the semiconductor device or generates particles when the mark is formed, the mark is used for observing the three-dimensional shape of the semiconductor device. It never happened.

そこで、本発明の課題は、半導体装置のような微細なパターンを有する試料の形状を短時間で観察でき、試料に与えるダメージが小さい形状観察装置、および、形状観察方法を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a shape observation apparatus and a shape observation method that can observe the shape of a sample having a fine pattern, such as a semiconductor device, in a short time and that cause little damage to the sample.

前記課題を解決した第1の本発明は、基準方向から見た形状が基準形状である観察マークを試料の表面に形成する形成部と、前記観察マークの形成後に、前記観察マークを前記基準方向とは異なる観察方向から撮影し観察画像を取得する観察画像撮影部と、前記観察画像を表示する観察画像表示部とを有し、前記観察マークは、前記試料のスパッタ加工、前記試料上へのデポジション加工、前記試料の物理的変化、前記試料の化学的変化、または、前記試料の表面改質によって、形成される形状観察装置であることを特徴とする。
また、前記観察マークには、前記試料を構成する元素の原子番号より、5以上離れた原子番号の元素を含ませることを、第2の本発明の特徴とする。
また、前記観察マークは、溝であり、前記基準方向から死角になる前記試料の表面に達するように前記溝を形成することを、第3の本発明の特徴とする。
また、前記観察マークの形成後に、前記観察マークを残して前記観察マークの周辺の前記試料を選択的にエッチングするエッチング部を有することを、第4の本発明の特徴とする。
また、前記形成部が前記観察マークを形成する前に、前記観察マークを形成する前記試料上の位置を特定する特定部をさらに有し、前記特定部は、前記試料を前記基準方向から撮影して基準画像を取得する基準画像撮影部と、前記基準画像を表示する基準画像表示部と、前記基準画像表示部に表示された前記基準画像の上に、前記基準形状を有する基準マークを配置させるユーザの支援をするGUIとを有し、前記形成部は、配置された前記基準マークの位置と前記基準形状に基づいて、前記観察マークを形成することを、第5の本発明の特徴とする。
また、前記形成部は、照射形状が前記基準形状になるように、前記基準方向から荷電粒子線または光を前記試料に照射する第1荷電粒子線源または第1光源を利用して、前記観察マークを前記試料の表面に形成し、前記第1荷電粒子線源または第1光源が照射する荷電粒子線または光を偏向する第1偏向部を利用し、前記基準方向から死角になる前記試料の表面に前記観察マークを形成することを、第6の本発明の特徴とする。
また、前記形成部は、照射形状が前記基準形状になるように、前記基準方向から荷電粒子線または光を前記試料に照射する第1荷電粒子線源または第1光源を利用して、前記観察マークを前記試料の表面に形成し、前記第1荷電粒子線源または第1光源が照射する荷電粒子線または光は、前記試料を貫通して、前記基準方向から死角になる前記試料の表面に達し、前記基準方向から死角になる前記試料の表面に前記観察マークを形成することを、第7の本発明の特徴とする。
また、前記形成部は、照射形状が前記基準形状になるように、前記基準方向から荷電粒子線または光を前記試料に照射する第1荷電粒子線源または第1光源を利用して、前記観察マークを前記試料の表面に形成し、前記観察画像撮影部は、前記観察方向から荷電粒子線または光を前記試料に照射する第2荷電粒子線源または第2光源を利用して、前記観察マークを撮影し、前記第1荷電粒子線源または前記第1光源が、荷電粒子線または光を前記基準方向から前記試料に照射してから、荷電粒子線または光を前記観察方向から前記試料に照射するように、荷電粒子線または光の前記試料に照射する方向を変更する方向変更部を利用し、前記第1荷電粒子線源または第1光源は、前記第2荷電粒子線源または第2光源に兼用されていることを、第8の本発明の特徴とする。
また、第9の本発明は、基準方向から見た形状が基準形状である観察マークを試料の表面に形成し、前記観察マークの形成後に、前記観察マークを前記基準方向とは異なる観察方向から撮影して観察画像を取得し、前記観察画像を表示し、前記観察マークは、前記試料のスパッタ加工、前記試料上へのデポジション加工、前記試料の物理的変化、前記試料の化学的変化、または、前記試料の表面改質によって、形成される形状観察方法であることを特徴とする。
また、前記観察マークには、前記試料を構成する元素の原子番号より、5以上離れた原子番号の元素を含ませることを、第10の本発明の特徴とする。
また、前記観察マークは、溝であり、前記基準方向から死角になる前記試料の表面に達するように前記溝を形成することを、第11の本発明の特徴とする。
また、前記観察マークの形成後に、前記観察マークを残して前記観察マークの周辺の前記試料を選択的にエッチングすることを、第12の本発明の特徴とする。
According to a first aspect of the present invention that solves the above-described problems, a formation portion that forms an observation mark whose shape viewed from a reference direction is a reference shape on a surface of a sample, and the observation mark is formed in the reference direction after the formation of the observation mark. an observation image photographing unit that obtains an observation image taken from different viewing directions a, possess an observation image display unit for displaying the observation image, the observation marks, sputter processing of the sample, to the upper sample It is a shape observation device formed by deposition processing, physical change of the sample, chemical change of the sample, or surface modification of the sample .
In addition, a feature of the second aspect of the present invention is that the observation mark includes an element having an atomic number that is 5 or more away from an atomic number of an element constituting the sample.
The observation mark is a groove, and the groove is formed so as to reach the surface of the sample that becomes a blind spot from the reference direction.
According to a fourth aspect of the present invention, an etching unit that selectively etches the sample around the observation mark while leaving the observation mark after the formation of the observation mark.
The forming unit further includes a specifying unit that specifies a position on the sample where the observation mark is to be formed before the forming unit forms the observation mark, and the specifying unit photographs the sample from the reference direction. A reference image capturing unit for acquiring a reference image, a reference image display unit for displaying the reference image, and a reference mark having the reference shape on the reference image displayed on the reference image display unit. A feature of the fifth aspect of the present invention is that the forming unit forms the observation mark based on the position of the arranged reference mark and the reference shape. .
In addition, the forming unit uses the first charged particle beam source or the first light source that irradiates the sample with the charged particle beam or the light from the reference direction so that the irradiation shape becomes the reference shape. A mark is formed on the surface of the sample, and the first charged particle beam source or the first deflecting unit that deflects the charged particle beam or light irradiated by the first light source is used, and the sample becomes a blind spot from the reference direction. A feature of the sixth aspect of the present invention is that the observation mark is formed on the surface.
In addition, the forming unit uses the first charged particle beam source or the first light source that irradiates the sample with the charged particle beam or the light from the reference direction so that the irradiation shape becomes the reference shape. A mark is formed on the surface of the sample, and the charged particle beam or light irradiated by the first charged particle beam source or the first light source penetrates the sample and enters the surface of the sample that becomes a blind spot from the reference direction. A feature of the seventh aspect of the present invention is that the observation mark is formed on the surface of the sample that reaches the blind spot from the reference direction.
In addition, the forming unit uses the first charged particle beam source or the first light source that irradiates the sample with the charged particle beam or the light from the reference direction so that the irradiation shape becomes the reference shape. A mark is formed on the surface of the sample, and the observation image photographing unit uses a second charged particle beam source or a second light source that irradiates the sample with a charged particle beam or light from the observation direction, The first charged particle beam source or the first light source irradiates the sample with a charged particle beam or light from the reference direction, and then irradiates the sample with the charged particle beam or light from the observation direction. As described above, the first charged particle beam source or the first light source is used as the second charged particle beam source or the second light source by using a direction changing unit that changes the direction in which the charged particle beam or light is applied to the sample. That is also used for And features of the present invention 8.
In the ninth aspect of the present invention, an observation mark whose shape viewed from the reference direction is a reference shape is formed on the surface of the sample, and after the observation mark is formed, the observation mark is viewed from an observation direction different from the reference direction. Taking an observation image by photographing, displaying the observation image , the observation mark is sputter processing of the sample, deposition processing on the sample, physical change of the sample, chemical change of the sample, Alternatively, it is a shape observation method formed by surface modification of the sample .
In addition, a feature of the tenth aspect of the present invention is that the observation mark includes an element having an atomic number that is 5 or more away from an atomic number of an element constituting the sample.
The observation mark is a groove, and the groove is formed so as to reach the surface of the sample that becomes a blind spot from the reference direction.
In addition, a feature of the twelfth aspect of the present invention is that the sample around the observation mark is selectively etched after the observation mark is formed, leaving the observation mark.

本発明によれば、半導体装置のような微細なパターンを有する試料の形状を短時間で観察でき、試料に与えるダメージが小さい形状観察装置、および、形状観察方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the shape observation apparatus which can observe the shape of the sample which has a fine pattern like a semiconductor device in a short time, and has little damage to a sample, and a shape observation method can be provided.

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In each figure, common portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

(第1の実施形態)
図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係る形状観察装置1は、第1走査型電子顕微鏡(鏡筒)2と、第2走査型電子顕微鏡(鏡筒)6とを有している。第1走査型電子顕微鏡(鏡筒)2は、第1荷電粒子線源3と、第1偏向部4とを有している。第2走査型電子顕微鏡(鏡筒)6は、第2荷電粒子線源7と、図示しない偏向部とを有している。第1走査型電子顕微鏡(鏡筒)2としては、走査型電子顕微鏡に限らず、電子線露光装置、集束イオンビーム露光装置やレーザ線照射装置であってもよく、第1走査型電子顕微鏡(鏡筒)2は、荷電粒子線および光の照射装置の1例示である。第2走査型電子顕微鏡(鏡筒)6としては、電子顕微鏡に限らず、集束イオンビーム顕微鏡や光学顕微鏡であってもよく、第2走査型電子顕微鏡(鏡筒)6は、荷電粒子線および光の照射装置を利用した顕微鏡の1例示である。したがって、第1荷電粒子線源は第1光源である場合や、第2荷電粒子線源7は第2光源である場合があり、それぞれ、電子線やイオン線の荷電粒子線や光線を照射する。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the shape observation apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention includes a first scanning electron microscope (lens barrel) 2 and a second scanning electron microscope (lens barrel) 6. is doing. The first scanning electron microscope (lens barrel) 2 includes a first charged particle beam source 3 and a first deflection unit 4. The second scanning electron microscope (lens barrel) 6 has a second charged particle beam source 7 and a deflection unit (not shown). The first scanning electron microscope (lens barrel) 2 is not limited to the scanning electron microscope, but may be an electron beam exposure apparatus, a focused ion beam exposure apparatus, or a laser beam irradiation apparatus. The first scanning electron microscope ( The lens barrel 2 is an example of a charged particle beam and light irradiation device. The second scanning electron microscope (lens barrel) 6 is not limited to an electron microscope, but may be a focused ion beam microscope or an optical microscope. The second scanning electron microscope (lens barrel) 6 includes charged particle beams and It is one example of the microscope using the light irradiation apparatus. Accordingly, the first charged particle beam source may be a first light source, and the second charged particle beam source 7 may be a second light source, which irradiates a charged particle beam or light beam of an electron beam or an ion beam, respectively. .

第1走査型電子顕微鏡(鏡筒)2は、減圧可能なチャンバ10に取り付けられ、チャンバ10内の試料ステージ9上に置かれた半導体装置や半導体装置を複数載せた半導体ウェーハの半導体製品等の微細なパターンを有する試料11に、電子線47を照射することができ、さらには、必ずしも必要ではないが、電子線47の照射により試料11の像を撮影することができる。第2走査型電子顕微鏡(鏡筒)6も、減圧可能なチャンバ10に取り付けられ、試料11に、電子線を照射して試料11の像を撮影することができる。第1走査型電子顕微鏡(鏡筒)2は、基準方向32から電子線47を照射し、第2走査型電子顕微鏡(鏡筒)6は、基準方向32とは異なる観察方向33から電子線を照射することができる。   The first scanning electron microscope (lens barrel) 2 is attached to a chamber 10 that can be depressurized, such as a semiconductor device placed on a sample stage 9 in the chamber 10 or a semiconductor product of a semiconductor wafer on which a plurality of semiconductor devices are mounted. The sample 11 having a fine pattern can be irradiated with the electron beam 47, and further, although not necessarily required, an image of the sample 11 can be taken by irradiation of the electron beam 47. The second scanning electron microscope (lens barrel) 6 is also attached to a chamber 10 that can be decompressed, and an image of the sample 11 can be taken by irradiating the sample 11 with an electron beam. The first scanning electron microscope (barrel) 2 irradiates the electron beam 47 from the reference direction 32, and the second scanning electron microscope (barrel) 6 irradiates the electron beam from an observation direction 33 different from the reference direction 32. Can be irradiated.

原料ガス供給部5は、チャンバ10内に、シラン(SiH)のような原料ガスを供給する。原料ガスは、第1走査型電子顕微鏡(鏡筒)2の第1荷電粒子線源3から試料11に照射された電子線47により分解され、原料ガスに含まれる元素は、電子線47が照射された試料11の表面に固定される。固定された元素によって、観察マーク31が構成される。なお、観察マーク31は、原料ガスを用いずに、第1荷電粒子線源3から照射される荷電粒子と試料11とから形成してもよく、観察マーク31は、試料11の荷電粒子のイオンによるスパッタ加工、試料11上への原料ガスやイオンによるデポジション加工、試料11の相変化等の物理的変化や化学的変化、または、試料11の表面改質によって、形成されても良い。 The source gas supply unit 5 supplies a source gas such as silane (SiH 4 ) into the chamber 10. The source gas is decomposed by the electron beam 47 applied to the sample 11 from the first charged particle beam source 3 of the first scanning electron microscope (lens barrel) 2, and the elements contained in the source gas are irradiated by the electron beam 47. The sample 11 is fixed on the surface. An observation mark 31 is constituted by the fixed element. The observation mark 31 may be formed from the charged particles irradiated from the first charged particle beam source 3 and the sample 11 without using the source gas, and the observation mark 31 is an ion of charged particles of the sample 11. It may be formed by sputtering processing by, deposition processing by source gas or ions on the sample 11, physical or chemical change such as phase change of the sample 11, or surface modification of the sample 11.

観察マーク31は、試料11の表面に形成され、試料11の表面の三次元形状は、観察マーク31に転写されることになる。観察マーク31を観察することにより、試料11の三次元形状を把握することができる。なお、観察マーク31の観察は、第2走査型電子顕微鏡6を用いて行う。   The observation mark 31 is formed on the surface of the sample 11, and the three-dimensional shape of the surface of the sample 11 is transferred to the observation mark 31. By observing the observation mark 31, the three-dimensional shape of the sample 11 can be grasped. The observation mark 31 is observed using the second scanning electron microscope 6.

エッチング部8は、チャンバ10内に、例えば、塩素(Cl)系のエッチングガスを供給し、観察マーク31の形成後に、酸化シリコン(SiO)からなる観察マーク31を残して観察マーク31の周辺のシリコン(Si)からなる試料11を選択的にエッチングする。このエッチングによれば、観察マーク31の観察を容易にすることができる。 The etching unit 8 supplies, for example, a chlorine (Cl) -based etching gas into the chamber 10, and after the formation of the observation mark 31, the observation mark 31 made of silicon oxide (SiO 2 ) is left and the periphery of the observation mark 31. The sample 11 made of silicon (Si) is selectively etched. According to this etching, observation of the observation mark 31 can be facilitated.

第1制御部12は、表示画面を有しており、第1走査型電子顕微鏡2の制御を主に行う。第2制御部13も、表示画面を有しており、第2走査型電子顕微鏡6の制御を主に行う。   The first control unit 12 has a display screen and mainly controls the first scanning electron microscope 2. The second control unit 13 also has a display screen and mainly controls the second scanning electron microscope 6.

図2に示すように、第1制御部12は、CPUと、HDDと、出力I/Fと、入力I/Fと、RAMとを有している。出力I/Fには、表示画面が接続されている。また、入力I/Fには、マウス等のポインティングデバイスが接続されている。RAMには、CPUに読み出されて働く、特定部14と、形成部19とが、プログラムとして記憶されている。特定部14は、さらに、基準画像撮影部15と、基準画像表示部16と、GUI17とを有している。   As illustrated in FIG. 2, the first control unit 12 includes a CPU, an HDD, an output I / F, an input I / F, and a RAM. A display screen is connected to the output I / F. A pointing device such as a mouse is connected to the input I / F. In the RAM, a specifying unit 14 and a forming unit 19 that are read and worked by the CPU are stored as programs. The specifying unit 14 further includes a reference image photographing unit 15, a reference image display unit 16, and a GUI 17.

図3に示すように、第2制御部13も、CPUと、HDDと、出力I/Fと、入力I/Fと、RAMとを有している。出力I/Fには、表示画面が接続されている。また、入力I/Fには、マウス等のポインティングデバイスが接続されている。RAMには、CPUに読み出されて働く、観察画像撮影部21と、観察画像表示部22と、観察画像記憶部23と、抽出部24と、断面形状算出部28と、計測部29とがプログラムとして記憶されている。抽出部24は、さらに、輪郭抽出部26と、細線化部27とを有している。   As shown in FIG. 3, the second control unit 13 also includes a CPU, an HDD, an output I / F, an input I / F, and a RAM. A display screen is connected to the output I / F. A pointing device such as a mouse is connected to the input I / F. In the RAM, an observation image photographing unit 21, an observation image display unit 22, an observation image storage unit 23, an extraction unit 24, a cross-sectional shape calculation unit 28, and a measurement unit 29, which are read and operated by the CPU, are stored. Stored as a program. The extraction unit 24 further includes a contour extraction unit 26 and a thinning unit 27.

次に、形状観察装置1を用いて試料11の三次元形状を観察する方法を説明する。   Next, a method for observing the three-dimensional shape of the sample 11 using the shape observation apparatus 1 will be described.

まず、図1に示すように、試料11を試料ステージ9に図示しない搬送手段を用いて載せ、チャンバ10内を図示しない減圧手段を用いて減圧する。   First, as shown in FIG. 1, the sample 11 is placed on the sample stage 9 using a transport unit (not shown), and the inside of the chamber 10 is decompressed using a decompression unit (not shown).

特定部14の基準画像撮影部15は、第1走査型電子顕微鏡2を用いて、試料11を基準方向32から撮影し図4に示す基準画像34を取得する。   The reference image capturing unit 15 of the specifying unit 14 captures the sample 11 from the reference direction 32 using the first scanning electron microscope 2 and acquires the reference image 34 shown in FIG.

図4に示すように、基準画像表示部16は、第1制御部12の表示画面に、基準画像34を表示する。なお、撮影した基準方向32は、試料11の表面の法線方向に一致していることが好ましく、一致させることで、基準画像34として、試料11のトップダウンビューを得ることができる。なお、基準画像34には、試料11の基板36上に形成されたラインパターン35が写っているとする。   As shown in FIG. 4, the reference image display unit 16 displays the reference image 34 on the display screen of the first control unit 12. The captured reference direction 32 preferably coincides with the normal direction of the surface of the sample 11, and the top-down view of the sample 11 can be obtained as the reference image 34 by matching. It is assumed that the reference image 34 includes a line pattern 35 formed on the substrate 36 of the sample 11.

GUI17は、基準画像34を用いて、前記観察マーク31を形成する試料11上の位置と基準形状を特定する。GUI17は、基準画像34の上に、基準形状を有する基準マークを配置させる形状観察装置1のユーザの支援をする。   The GUI 17 uses the reference image 34 to specify the position on the sample 11 where the observation mark 31 is formed and the reference shape. The GUI 17 supports the user of the shape observation apparatus 1 that places a reference mark having a reference shape on the reference image 34.

具体的に、GUI17は、表示画面にツールバー37を表示する。ツールバー37には、ラインの基準形状41と、ストライプの基準形状42と、メッシュの基準形状43と、同心円の基準形状44と、放射状の線の基準形状45とが表示されている。ユーザは、GUI17により、ポインティングデバイスを用いて、基準形状41乃至45の少なくとも1つを指定することができる。   Specifically, the GUI 17 displays a toolbar 37 on the display screen. On the toolbar 37, a line reference shape 41, a stripe reference shape 42, a mesh reference shape 43, a concentric reference shape 44, and a radial line reference shape 45 are displayed. The user can designate at least one of the reference shapes 41 to 45 by using the pointing device using the GUI 17.

例えば、ユーザが、ラインの基準形状41をGUI17により指定する場合を説明する。まず、ユーザは、ツールバー37上で、ラインの基準形状41をGUI17により指定する。ユーザは、さらに、基準画像34上で、ラインの左端を配置する位置をGUI17により指定する。ついで、ユーザは、基準画像34上で、ラインの右端を配置する位置をGUI17により指定する。以上により、ユーザは、GUI17により、図5に示すように、基準画像34上の任意の位置に任意の大きさのラインの基準形状41を有する基準マーク46を配置することができる。   For example, a case where the user designates the reference shape 41 of the line using the GUI 17 will be described. First, the user designates the reference shape 41 of the line on the toolbar 37 using the GUI 17. The user further designates the position on the reference image 34 where the left end of the line is to be arranged using the GUI 17. Next, the user designates the position where the right end of the line is arranged on the reference image 34 by using the GUI 17. As described above, the user can use the GUI 17 to place the reference mark 46 having the reference shape 41 of an arbitrary size line at an arbitrary position on the reference image 34 as shown in FIG.

同様に、ユーザが、ストライプの基準形状42をGUI17により指定する場合を説明する。まず、ユーザは、ツールバー37上で、ストライプの基準形状42をGUI17により指定する。ユーザは、さらに、基準画像34上で、ストライプ全体の左上端を配置する位置をGUI17により指定する。ついで、ユーザは、基準画像34上で、ストライプ全体の右上端を配置する位置をGUI17により指定する。さらに、ユーザは、基準画像34上で、ストライプ全体の左下端を配置する位置をGUI17により指定する。また、ユーザは、基準画像34上で、ストライプ全体の右下端を配置する位置をGUI17により指定する。最後に、ユーザは、ツールバー37上で、ストライプのピッチをGUI17により入力する。以上により、ユーザは、GUI17により、図6に示すように、基準画像34上の任意の位置に任意のピッチのストライプの基準形状を有する基準マーク46を配置することができる。   Similarly, a case where the user designates the stripe reference shape 42 using the GUI 17 will be described. First, the user designates the stripe reference shape 42 on the tool bar 37 using the GUI 17. The user further designates a position on the reference image 34 where the upper left end of the entire stripe is to be arranged by the GUI 17. Next, the user designates the position at which the upper right end of the entire stripe is arranged on the reference image 34 using the GUI 17. Furthermore, the user designates the position on the reference image 34 where the lower left end of the entire stripe is to be arranged by the GUI 17. Further, the user designates a position on the reference image 34 where the lower right end of the entire stripe is to be arranged by the GUI 17. Finally, the user inputs the stripe pitch on the tool bar 37 using the GUI 17. As described above, the user can use the GUI 17 to place the reference mark 46 having the reference shape of the stripe having an arbitrary pitch at an arbitrary position on the reference image 34 as shown in FIG.

ユーザが、メッシュの基準形状43をGUI17により指定する場合を説明する。まず、ユーザは、ツールバー37上で、メッシュの基準形状43をGUI17により指定する。ユーザは、さらに、基準画像34上で、メッシュ全体の左上端を配置する位置をGUI17により指定する。ついで、ユーザは、基準画像34上で、メッシュ全体の右上端を配置する位置をGUI17により指定する。さらに、ユーザは、基準画像34上で、メッシュ全体の左下端を配置する位置をGUI17により指定する。また、ユーザは、基準画像34上で、メッシュ全体の右下端を配置する位置をGUI17により指定する。最後に、ユーザは、ツールバー37上で、メッシュの横方向のピッチXと縦方向のピッチYをGUI17により入力する。以上により、ユーザは、GUI17により、基準画像34上の任意の位置に任意のピッチXとピッチYのメッシュの基準形状43を有する基準マークを配置することができる。   A case where the user designates the mesh reference shape 43 using the GUI 17 will be described. First, the user designates the mesh reference shape 43 on the tool bar 37 using the GUI 17. The user further designates the position on the reference image 34 where the upper left corner of the entire mesh is to be arranged using the GUI 17. Next, the user designates the position on the reference image 34 where the upper right end of the entire mesh is to be arranged using the GUI 17. Furthermore, the user designates the position on the reference image 34 where the lower left corner of the entire mesh is to be arranged using the GUI 17. In addition, the user designates the position on the reference image 34 where the lower right end of the entire mesh is to be arranged using the GUI 17. Finally, the user inputs the pitch X in the horizontal direction and the pitch Y in the vertical direction on the toolbar 37 using the GUI 17. As described above, the user can place a reference mark having a mesh reference shape 43 having an arbitrary pitch X and pitch Y at an arbitrary position on the reference image 34 using the GUI 17.

ユーザが、同心円の基準形状44をGUI17により指定する場合を説明する。まず、ユーザは、ツールバー37上で、同心円の基準形状44をGUI17により指定する。ユーザは、さらに、基準画像34上で、同心円の中心を配置する位置をGUI17により指定する。ついで、ユーザは、基準画像34上で、同心円の最外周にある円の外周を配置する位置をGUI17により指定する。最後に、ユーザは、ツールバー37上で、同心円の半径のピッチをGUI17により入力する。以上により、ユーザは、GUI17により、基準画像34上の任意の位置に任意の半径のピッチを有する同心円の基準形状44を有する基準マーク46を配置することができる。   A case where the user designates the concentric reference shape 44 using the GUI 17 will be described. First, the user specifies a concentric reference shape 44 on the tool bar 37 using the GUI 17. The user further designates a position on the reference image 34 where the center of the concentric circle is to be arranged by the GUI 17. Next, the user designates a position on the reference image 34 where the outer circumference of the circle that is the outermost circumference of the concentric circles is to be arranged using the GUI 17. Finally, the user inputs the pitch of the radius of the concentric circle on the tool bar 37 using the GUI 17. As described above, the user can place the reference mark 46 having the concentric reference shape 44 having a pitch of an arbitrary radius at an arbitrary position on the reference image 34 by the GUI 17.

ユーザが、放射状の線の基準形状45をGUI17により指定する場合を説明する。まず、ユーザは、ツールバー37上で、放射状の線の基準形状45をGUI17により指定する。ユーザは、さらに、基準画像34上で、放射状の線の中心を配置する位置をGUI17により指定する。ついで、ユーザは、基準画像34上で、放射状の線の端部を配置する位置をGUI17により指定する。最後に、ユーザは、ツールバー37上で、放射状の線の隣接する線となす角度のピッチをGUI17により入力する。以上により、ユーザは、GUI17により、基準画像34上の任意の位置に任意の角度のピッチを有する放射状の線の基準形状45を有する基準マーク46を配置することができる。   A case where the user designates the reference shape 45 of the radial line using the GUI 17 will be described. First, the user designates the reference shape 45 of the radial line on the tool bar 37 using the GUI 17. The user further designates the position on the reference image 34 where the center of the radial line is to be arranged by the GUI 17. Next, the user designates the position where the end of the radial line is arranged on the reference image 34 by using the GUI 17. Finally, the user inputs the pitch of the angle formed by the adjacent lines of the radial lines on the tool bar 37 using the GUI 17. As described above, the user can place the reference mark 46 having the reference shape 45 of the radial line having the pitch of an arbitrary angle at an arbitrary position on the reference image 34 by the GUI 17.

また、ユーザが、ツールバー37上で、ドットをGUI17により指定すれば、ユーザがさらに、ドットピッチをGUI17により入力することにより、GUI17は、基準画像34上に配置された基準形状41乃至45を有する基準マーク46を、線分のように連続していないドット列により表すことができる。   If the user designates dots on the toolbar 37 using the GUI 17, the user further inputs the dot pitch using the GUI 17, so that the GUI 17 has the reference shapes 41 to 45 arranged on the reference image 34. The reference mark 46 can be represented by a dot row that is not continuous like a line segment.

このように、基準マーク46は、図5に示すような任意の長さの線分でも良いし、図6に示すような複数の線分でも良い。また、メッシュでも同心円でも放射状の線分でも良い。走査方向や放射方向に放射強度を変えた干渉縞のような形状でも良い。また、これらの複合でも良い。なお、線分やドットを試料11上に形成する際には、電子線47を集束したビームを用いれば良いが、ストライプ、メッシュ、同心円、放射状の線のように形状が繰り返される場合は、光に代表されるような干渉パターンを利用することができる。   Thus, the reference mark 46 may be a line segment having an arbitrary length as shown in FIG. 5 or a plurality of line segments as shown in FIG. Further, it may be a mesh, a concentric circle, or a radial line segment. A shape like an interference fringe in which the radiation intensity is changed in the scanning direction or the radiation direction may be used. A combination of these may also be used. When forming line segments or dots on the sample 11, a beam obtained by focusing the electron beam 47 may be used. However, when the shape is repeated like a stripe, mesh, concentric circle, or radial line, It is possible to use an interference pattern represented by

なお、ユーザによるデータ入力がGUI17により行われているが、これに限らず、ポインティングデバイスを用いても良いし、表示画面上に表示されたマーク位置を表すアイコンを選択しても良い。また、基準画像34を縦に2分割する水平線分(基準マーク)をあらかじめ基準画像34上に設定しておき、ラインパターン35が基準画像34の所望の位置に配置されるように撮影しても良い。   In addition, although the data input by the user is performed by GUI17, it is not restricted to this, A pointing device may be used and the icon showing the mark position displayed on the display screen may be selected. Further, a horizontal line segment (reference mark) that divides the reference image 34 vertically into two is set on the reference image 34 in advance, and the line pattern 35 is photographed so as to be arranged at a desired position in the reference image 34. good.

ユーザにより基準マーク46の指定の終了が入力されると、形成部19は、第1走査型電子顕微鏡2を制御して電子線47を照射し、基準方向32から見た形状が基準形状41乃至45である観察マーク31を試料11の表面に形成する。このとき、形成部19は、基準画像34上に配置された基準マーク46の位置と基準形状41乃至45に基づいて、観察マーク31を形成する。   When the end of designation of the reference mark 46 is input by the user, the forming unit 19 controls the first scanning electron microscope 2 to irradiate the electron beam 47, and the shape viewed from the reference direction 32 is the reference shape 41 to 41. An observation mark 31 that is 45 is formed on the surface of the sample 11. At this time, the forming unit 19 forms the observation mark 31 based on the position of the reference mark 46 arranged on the reference image 34 and the reference shapes 41 to 45.

ここで注意すべきは、第1走査型電子顕微鏡2は、照射形状が基準形状41乃至45になるように、基準方向32から電子線47を試料11に照射して、観察マーク31を試料11の表面に形成するが、試料11にはラインパターン35が形成され凹凸があるので、観察マーク31を基準方向32とは異なる方向、たとえば、観察方向33から観察すると、ラインパターン35によって観察マーク31は歪んで観察されることである。この歪みを観察することにより、ラインパターン35の凹凸を検出することができる。   It should be noted here that the first scanning electron microscope 2 irradiates the sample 11 with the electron beam 47 from the reference direction 32 so that the irradiation shape becomes the reference shapes 41 to 45, and the observation mark 31 is set to the sample 11. However, when the observation mark 31 is observed from a direction different from the reference direction 32, for example, the observation direction 33, the line pattern 35 causes the observation mark 31 to be observed. Is observed distorted. By observing this distortion, the unevenness of the line pattern 35 can be detected.

観察マーク31を試料11に形成する際には、基準画像34を撮影するときより、電子線47のビームの強度(電圧、電流)を強くしたり、照射時間を長くしたりしても良い。このことにより、撮影の際には生じない試料11の物理的変化(コンタミネーションを含む)や化学的変化や電気的変化を起こすことができ、これらの変化を観察マーク31にすることができる。   When the observation mark 31 is formed on the sample 11, the beam intensity (voltage, current) of the electron beam 47 may be increased or the irradiation time may be longer than when the reference image 34 is captured. As a result, physical changes (including contamination), chemical changes, and electrical changes of the sample 11 that do not occur at the time of photographing can be caused, and these changes can be made into the observation mark 31.

図7に試料11の鳥瞰図を示すように、ラインパターン35の形状が順テーパであれば、基板36の法線方向48から電子線47を照射することで、ラインパターン35の側面にも、電子線47を照射でき、側面に観察マーク31を形成することができる。   As shown in the bird's-eye view of the sample 11 in FIG. 7, if the shape of the line pattern 35 is a forward taper, the electron beam 47 is irradiated from the normal direction 48 of the substrate 36, so The line 47 can be irradiated, and the observation mark 31 can be formed on the side surface.

図8(a)に試料11の鳥瞰図を示すように、ラインパターン35の形状が逆テーパであれば、基板36の法線方向48から電子線47を照射すると、ラインパターン35の側面は、電子線47の影になり、側面に観察マーク31を形成することができないと考えられる。そこで、図8(a)に示すように、強度の強いビーム、具体的には、加速電圧を高めた電子線47を照射することで、電子線47にラインパターン35内部を貫通させ、ラインパターン35の側面に観察マーク31を形成している。このことによれば、電子線47は、基準方向32から死角になる試料11の表面にも達し、基準方向32から死角になる試料11の表面に観察マーク31を形成することができる。   As shown in the bird's-eye view of the sample 11 in FIG. 8A, if the shape of the line pattern 35 is a reverse taper, when the electron beam 47 is irradiated from the normal direction 48 of the substrate 36, the side surface of the line pattern 35 becomes an electron. It is considered that the observation mark 31 cannot be formed on the side surface due to the shadow of the line 47. Therefore, as shown in FIG. 8A, by irradiating a beam having a high intensity, specifically, an electron beam 47 with an increased acceleration voltage, the inside of the line pattern 35 is caused to penetrate the electron beam 47, so that the line pattern Observation marks 31 are formed on the side surfaces of 35. According to this, the electron beam 47 reaches the surface of the sample 11 that becomes the blind spot from the reference direction 32, and the observation mark 31 can be formed on the surface of the sample 11 that becomes the blind spot from the reference direction 32.

また、図8(b)に示すように、試料11を傾斜させて電子線47を照射することにより、電子線47は、基準方向32から死角になる試料11の表面にも達し、基準方向32から死角になる試料11の表面に観察マーク31を形成することができる。形成部19は、試料11を傾斜させるために、図1の傾斜可能な試料ステージ9を利用することができる。   Further, as shown in FIG. 8B, by irradiating the electron beam 47 while tilting the sample 11, the electron beam 47 reaches the surface of the sample 11 that becomes a blind spot from the reference direction 32. The observation mark 31 can be formed on the surface of the sample 11 that becomes a blind spot. The forming unit 19 can use the tiltable sample stage 9 shown in FIG. 1 in order to tilt the sample 11.

また、図8(c)に示すように、電子線47を傾斜させて照射することにより、電子線47は、基準方向32から死角になる試料11の表面にも達し、基準方向32から死角になる試料11の表面に観察マーク31を形成することができる。形成部19は、電子線47を傾斜させるために、電子線47を偏向する図1の第1偏向部4を利用することができる。   Further, as shown in FIG. 8C, by irradiating the electron beam 47 while tilting it, the electron beam 47 reaches the surface of the sample 11 that becomes a blind spot from the reference direction 32. An observation mark 31 can be formed on the surface of the sample 11. The forming unit 19 can use the first deflecting unit 4 of FIG. 1 that deflects the electron beam 47 in order to tilt the electron beam 47.

また、観察マーク31として溝を形成するという物理的変化をおこしても良い。この溝は、基準方向32から死角になる試料11の表面に達するように、すなわち、ラインパターン35を2つに分断するように形成する。   Further, a physical change of forming a groove as the observation mark 31 may be performed. This groove is formed so as to reach the surface of the sample 11 that becomes a blind spot from the reference direction 32, that is, to divide the line pattern 35 into two.

試料11に観察マーク31が形成された後に、図3の観察画像撮影部21は、図1に示すように、第2走査型電子顕微鏡6を利用して、観察マーク31を基準方向32とは異なる観察方向33から撮影し図9の観察画像51を取得する。観察画像撮影部21は、観察方向33から電子線を試料11に照射する第2荷電粒子線源7を利用して、観察マーク31を撮影する。なお、観察マーク31の撮影では、エネルギ分散型X線分析装置(EDX)を用いても良い。EDXによれば、特定の元素のマッピングを観察画像51にすることができる。したがって、試料11には含まれておらず、観察マーク31のみには含まれている元素について、EDXによりマッピングを行えば、観察マーク31のみを抽出して撮影することができる。ただ、EDXの感度を上げるためには、元素の原子番号は離れていたほうがよく、観察マーク31のみに、試料11を構成する元素の原子番号より、5以上離れた原子番号の元素を含んでいることが望ましい。そして、後述する、抽出部24による抽出を省くことができる。   After the observation mark 31 is formed on the sample 11, the observation image photographing unit 21 in FIG. 3 uses the second scanning electron microscope 6 to change the observation mark 31 from the reference direction 32 as shown in FIG. 1. Images are taken from different observation directions 33, and an observation image 51 in FIG. 9 is acquired. The observation image photographing unit 21 photographs the observation mark 31 using the second charged particle beam source 7 that irradiates the sample 11 with an electron beam from the observation direction 33. For imaging the observation mark 31, an energy dispersive X-ray analyzer (EDX) may be used. According to EDX, the mapping of a specific element can be made into the observation image 51. Therefore, if the elements that are not included in the sample 11 but are included only in the observation mark 31 are mapped by EDX, only the observation mark 31 can be extracted and photographed. However, in order to increase the sensitivity of EDX, it is better that the atomic numbers of the elements are separated, and only the observation mark 31 includes an element having an atomic number that is 5 or more away from the atomic number of the elements constituting the sample 11. It is desirable. And the extraction by the extraction part 24 mentioned later can be omitted.

図9に示すように、観察画像表示部22(図3参照)は、第2制御部13の表示画面に、観察画像51を表示する。ラインパターン35による凹凸で、観察画像51に写った観察マークは歪んでいる。この歪んで写された観察マークの画像を変形マーク52とする。ユーザは変形マーク52を観察することにより、ラインパターン35の三次元形状を把握することができる。なお、観察画像記憶部23は、必要に応じて、観察画像51を記憶する。   As shown in FIG. 9, the observation image display unit 22 (see FIG. 3) displays the observation image 51 on the display screen of the second control unit 13. Due to the unevenness of the line pattern 35, the observation mark shown in the observation image 51 is distorted. The image of the observation mark that is distorted is referred to as a deformation mark 52. The user can grasp the three-dimensional shape of the line pattern 35 by observing the deformation mark 52. Note that the observation image storage unit 23 stores an observation image 51 as necessary.

次に、試料11として、図10に示すようなホールパターン49を例に、観察画像51さらには観察マーク31の撮影について説明する。   Next, taking the observation image 51 and the observation mark 31 as an example will be described using the hole pattern 49 as shown in FIG.

図10に示すように、ホールパターン49の形状が順テーパであれば、試料11の法線方向48から電子線47を照射することで、ホールパターン49の側面にも、電子線47を照射でき、側面に観察マーク31を形成することができる。しかし、観察マーク31を斜め方向から撮影しようとすると、ホールパターン49の側面に遮られて観察マーク31を撮影できない場合があると考えられる。   As shown in FIG. 10, if the shape of the hole pattern 49 is a forward taper, the electron beam 47 can be irradiated also to the side surface of the hole pattern 49 by irradiating the electron beam 47 from the normal direction 48 of the sample 11. The observation mark 31 can be formed on the side surface. However, if the observation mark 31 is photographed from an oblique direction, it may be considered that the observation mark 31 may not be photographed due to being blocked by the side surface of the hole pattern 49.

そこで、図11(a)に示すように、観察マーク31が見えるところまで試料11を傾斜させて、第2走査型電子顕微鏡6からの電子線50を照射することにより、電子線50は、観察方向33から死角になる試料11の表面にも達し、観察方向33から死角になる観察マーク31も撮影することができる。観察画像撮影部21は、試料11を傾斜させるために、図1の傾斜可能な試料ステージ9を利用することができる。   Therefore, as shown in FIG. 11A, the sample 11 is tilted to the point where the observation mark 31 can be seen, and the electron beam 50 from the second scanning electron microscope 6 is irradiated, whereby the electron beam 50 is observed. An observation mark 31 that reaches the surface of the sample 11 that becomes a blind spot from the direction 33 and that becomes a blind spot from the observation direction 33 can also be photographed. The observation image photographing unit 21 can use the tiltable sample stage 9 in FIG. 1 in order to tilt the sample 11.

また、図11(b)に示すように、電子線50を基板の法線の方向へ傾斜させて照射することにより、電子線50は、観察方向33から死角になる試料11の表面にも達し、観察方向33から死角になる観察マーク31を撮影することができる。観察画像撮影部21は、電子線50を傾斜させるために、第2走査型電子顕微鏡6により電子線50を偏向させることができる。   Further, as shown in FIG. 11B, the electron beam 50 reaches the surface of the sample 11 that becomes a blind spot from the observation direction 33 by irradiating the electron beam 50 while tilting in the direction of the normal line of the substrate. The observation mark 31 that becomes a blind spot from the observation direction 33 can be photographed. The observation image photographing unit 21 can deflect the electron beam 50 by the second scanning electron microscope 6 in order to tilt the electron beam 50.

図11(c)に示すように、強度の強いビーム、具体的には、加速電圧を高めた電子線50を照射することによっても、電子線50がホールパターン49の側面を透過するようになるので、ホールパターン49内の観察マーク31を撮影することができる。   As shown in FIG. 11C, the electron beam 50 can be transmitted through the side surface of the hole pattern 49 also by irradiating a strong beam, specifically, an electron beam 50 with an increased acceleration voltage. Therefore, the observation mark 31 in the hole pattern 49 can be photographed.

なお、図12に示すように、試料11が多層構造になっており、ホールパターン49の側面に中間層58が露出している場合がある。このような場合に、観察マーク31を形成すると、中間層58上にだけ観察マーク31が形成されないときがある。具体的には、図1の原料ガス供給部5から供給される原料ガスが中間層58以外の領域には反応して観察マーク31を形成するが、中間層58には反応しないか反応しても反応物が揮発して堆積せず観察マーク31が形成されない場合が考えられる。また、中間層58が窪んでいて観察マーク31が形成されない場合も考えられる。このことから、観察マーク31の欠けた間隔の長さを測定することで、中間層の厚さを間接的に計測することができる。   As shown in FIG. 12, the sample 11 has a multilayer structure, and the intermediate layer 58 may be exposed on the side surface of the hole pattern 49. In such a case, when the observation mark 31 is formed, the observation mark 31 may not be formed only on the intermediate layer 58. Specifically, the source gas supplied from the source gas supply unit 5 in FIG. 1 reacts in a region other than the intermediate layer 58 to form the observation mark 31, but does not react with or reacts with the intermediate layer 58. In other cases, the reaction product volatilizes and does not accumulate, and the observation mark 31 is not formed. In addition, there may be a case where the observation mark 31 is not formed because the intermediate layer 58 is depressed. From this, the thickness of the intermediate layer can be indirectly measured by measuring the length of the gap between the observation marks 31.

次に、図3の抽出部24は、図9の観察画像51から観察マーク31の画像である変形マーク52を抽出する。この抽出により、観察マーク31および試料11に対応する三次元形状の観察すなわち復元が可能になる。変形マーク52を抽出する方法としては、ユーザがポインティングデバイスでなぞる方法や、輪郭抽出部26によって画像処理の輪郭抽出処理を用いる方法などがある。また、変形マーク52自体は幅をもつため、必要に応じて、細線化部27がその幅の中央を通る細線を生成する細線化処理を行う。   Next, the extraction unit 24 in FIG. 3 extracts a deformation mark 52 that is an image of the observation mark 31 from the observation image 51 in FIG. By this extraction, it is possible to observe, that is, restore, the three-dimensional shape corresponding to the observation mark 31 and the sample 11. As a method for extracting the deformation mark 52, there are a method in which the user traces with a pointing device, a method in which the contour extraction unit 26 uses the contour extraction processing of the image processing, and the like. Further, since the deformation mark 52 itself has a width, the thinning unit 27 performs a thinning process for generating a thin line passing through the center of the width as necessary.

断面形状算出部28は、抽出された変形マーク52と観察方向33とから、試料11の観察マーク31を通る平面で切った断面での変形マーク52の断面形状を算出(復元)する。変形マーク52の断面形状は、図13に示すように、第2制御部13の表示画面に表示される。この変形マーク52の断面形状は、試料およびラインパターンの断面形状を表す。なお、この断面形状の算出方法としては、抽出した変形マーク52を観察方向33の角度情報に応じて幾何変換する方法などがある。ひとつの観察方向33だけではなく、複数の観察方向33に対する複数の変形マーク52があればより精度の高い復元が期待できる。   The cross-sectional shape calculation unit 28 calculates (restores) the cross-sectional shape of the deformation mark 52 in a cross section cut by a plane passing through the observation mark 31 of the sample 11 from the extracted deformation mark 52 and the observation direction 33. The cross-sectional shape of the deformation mark 52 is displayed on the display screen of the second control unit 13 as shown in FIG. The cross-sectional shape of the deformation mark 52 represents the cross-sectional shape of the sample and the line pattern. As a method for calculating the cross-sectional shape, there is a method of geometrically transforming the extracted deformation mark 52 according to the angle information of the observation direction 33. If there are not only one observation direction 33 but a plurality of deformation marks 52 for a plurality of observation directions 33, a more accurate restoration can be expected.

図13に示すように、計測部29は、変形マーク52の断面形状の寸法または角度を計測し、観察画像51上に表示する。図13では、寸法として、ラインパターンの高さに相当する距離を測定している。角度としては、ラインパターンのテーパ角に相当する角度を測定している。   As shown in FIG. 13, the measurement unit 29 measures the size or angle of the cross-sectional shape of the deformation mark 52 and displays it on the observation image 51. In FIG. 13, the distance corresponding to the height of the line pattern is measured as a dimension. As the angle, an angle corresponding to the taper angle of the line pattern is measured.

図14に示すように、基準形状が複数のラインからなるストライプの場合、復元された三次元形状として、試料11を複数のライン毎にラインを通る平面で切った断面での変形マーク52の断面形状を算出している。   As shown in FIG. 14, when the reference shape is a stripe composed of a plurality of lines, the cross section of the deformation mark 52 is a cross section obtained by cutting the sample 11 along a plane passing through the line for each of the plurality of lines as a restored three-dimensional shape. The shape is calculated.

さらに、図15に示すように、観察する視点の方向を、観察方向33や断面視の方向でない方向に変えた場合の変形マーク52の形状を算出しても良い。領域53に、基準方向32を回転軸とする視点の方向の回転角度が入力され、領域54に、視点の方向と基準方向32とのなす角度が入力されると、第2制御部13は、その視点の方向から見た変形マーク52の形状を算出し表示する。   Furthermore, as shown in FIG. 15, the shape of the deformation mark 52 may be calculated when the direction of the viewpoint to be observed is changed to a direction that is not the observation direction 33 or the cross-sectional view. When the rotation angle in the direction of the viewpoint with the reference direction 32 as the rotation axis is input to the area 53 and the angle formed by the direction of the viewpoint and the reference direction 32 is input to the area 54, the second control unit 13 The shape of the deformation mark 52 viewed from the viewpoint direction is calculated and displayed.

なお、図1に示すように、第1制御部12と第2制御部13とは、それぞれ、別のコンピュータで構成しても良いし、1つのコンピュータで構成しても良い。また、変形マーク52の観察だけで良い場合は、図3に示す抽出部24、断面形状算出部28、計測部29は省いても良い。   As shown in FIG. 1, the first control unit 12 and the second control unit 13 may be configured by separate computers or a single computer. If only the observation of the deformation mark 52 is required, the extraction unit 24, the cross-sectional shape calculation unit 28, and the measurement unit 29 illustrated in FIG. 3 may be omitted.

以上のように、第1の実施形態の形状観察装置1によれば、試料11に局所的な観察マーク31を付けるだけなので、試料11に対するダメージは少なく、電子顕微鏡、集束イオンビーム顕微鏡、もしくは、光学顕微鏡を用いて観察するので、観察マーク31を付した試料11の三次元形状を高速に観察することができる。また、半導体装置のような微細なパターンを有する試料の形状を観察でき、逆テーパの三次元形状の検出が可能である。   As described above, according to the shape observation apparatus 1 of the first embodiment, since only the local observation mark 31 is attached to the sample 11, damage to the sample 11 is small, and an electron microscope, a focused ion beam microscope, or Since observation is performed using an optical microscope, the three-dimensional shape of the sample 11 with the observation mark 31 can be observed at high speed. In addition, the shape of a sample having a fine pattern such as a semiconductor device can be observed, and a three-dimensional shape with a reverse taper can be detected.

(第2の実施形態)
図16に示すように、本発明の第2の実施形態に係る形状観察装置1は、第1の実施形態の形状観察装置1と比較して、走査型電子顕微鏡2と6の2台から走査型電子顕微鏡2のみの1台になっている点が異なっている。これに伴い、第2制御部13が、第1制御部12に組み込まれている。走査型電子顕微鏡2の第1荷電粒子線源3は、観察マーク31を形成するためだけでなく、第1の実施形態の第2荷電粒子線源7の観察マーク31を撮影するためにも利用される。走査型電子顕微鏡2の第1荷電粒子線源3は、観察マーク31の形成のために電子線47を基準方向32から照射した後、観察マーク31に斜め方向の観察方向33から電子線47を照射して観察する。この観察のときに、方向変更部では、電子線47の試料11に照射する方向を変更する。方向変更部は、傾斜部55と、第2偏向部56とを有し、試料11もしくは電子線47をチルトさせ、斜め方向からの観察を実現する。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 16, the shape observation apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention scans from two scanning electron microscopes 2 and 6 as compared with the shape observation apparatus 1 according to the first embodiment. The difference is that only one type electron microscope 2 is provided. Accordingly, the second control unit 13 is incorporated in the first control unit 12. The first charged particle beam source 3 of the scanning electron microscope 2 is used not only for forming the observation mark 31 but also for photographing the observation mark 31 of the second charged particle beam source 7 of the first embodiment. Is done. The first charged particle beam source 3 of the scanning electron microscope 2 irradiates the electron beam 47 from the oblique observation direction 33 to the observation mark 31 after irradiating the electron beam 47 from the reference direction 32 to form the observation mark 31. Irradiate and observe. At the time of this observation, the direction changing unit changes the direction in which the sample 11 of the electron beam 47 is irradiated. The direction changing unit includes an inclined unit 55 and a second deflecting unit 56, and tilts the sample 11 or the electron beam 47 to realize observation from an oblique direction.

図17に示すように、方向変更部として、傾斜部55は、試料11を傾斜させる。このことにより、観察マーク31に斜め方向の観察方向33から電子線47を照射して観察マーク31を観察することが可能になる。   As shown in FIG. 17, the tilting part 55 tilts the sample 11 as the direction changing part. As a result, the observation mark 31 can be observed by irradiating the observation mark 31 with the electron beam 47 from the oblique observation direction 33.

図18に示すように、方向変更部として、第2偏向部56は、電子線47を偏向させる。このことによっても、観察マーク31に斜め方向の観察方向33から電子線47を照射して観察マーク31を観察することが可能になる。   As shown in FIG. 18, the second deflecting unit 56 deflects the electron beam 47 as the direction changing unit. This also makes it possible to observe the observation mark 31 by irradiating the observation mark 31 with the electron beam 47 from the oblique observation direction 33.

(第3の実施形態)
図19に示すように、本発明の第3の実施形態に係る形状観察装置1は、第1の実施形態の形状観察装置1と比較して、走査型電子顕微鏡2が、集束イオンビーム露光装置(鏡筒)57になっている点が異なっている。集束イオンビーム露光装置(鏡筒)57を用いることで、観察マーク31の形成に、試料11のスパッタ加工が可能になる。また、チャンバ10内に、原料ガス供給部5から原料ガスを供給すれば、イオンビーム蒸着により、観察マーク31の形成が可能になる。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 19, the shape observation apparatus 1 according to the third embodiment of the present invention is different from the shape observation apparatus 1 of the first embodiment in that the scanning electron microscope 2 is a focused ion beam exposure apparatus. The difference is that the lens barrel is 57. By using the focused ion beam exposure apparatus (lens barrel) 57, the specimen 11 can be sputtered to form the observation mark 31. Further, if the source gas is supplied from the source gas supply unit 5 into the chamber 10, the observation mark 31 can be formed by ion beam evaporation.

以上の実施形態は、観察マーク31を形成し観察する形状観察装置1を一体の装置として単一のチャンバ10を有していた。しかし、これに限らず、観察マーク31を形成する部分と、観察マーク31を観察する部分とが分かれて、分離していても良い。また、観察マーク31を形成する専用のチャンバと、観察マーク31を観察する専用のチャンバとを有する形状観察装置1であっても良い。   In the above-described embodiment, the shape observation apparatus 1 that forms and observes the observation mark 31 has the single chamber 10 as an integrated apparatus. However, the present invention is not limited to this, and the portion where the observation mark 31 is formed and the portion where the observation mark 31 is observed may be separated and separated. Further, the shape observation apparatus 1 may have a dedicated chamber for forming the observation mark 31 and a dedicated chamber for observing the observation mark 31.

本発明の第1の実施形態に係る形状観察装置の構成図である。It is a block diagram of the shape observation apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 形状観察装置の第1制御部の構成図である。It is a block diagram of the 1st control part of a shape observation apparatus. 形状観察装置の第2制御部の構成図である。It is a block diagram of the 2nd control part of a shape observation apparatus. 基準画像とツールバーが表示された第1制御部の画面表示である。It is the screen display of the 1st control part on which the reference image and the tool bar were displayed. ラインの基準マークが配置された基準画像が表示された第1制御部の画面表示である。It is the screen display of the 1st control part on which the reference image by which the reference mark of a line is arranged is displayed. ストライプの基準マークが配置された基準画像が表示された第1制御部の画面表示である。It is the screen display of the 1st control part on which the reference image by which the reference mark of a stripe is arranged is displayed. 観察マークが形成され順テーパのラインパターンを有する試料の鳥瞰図である。It is a bird's-eye view of a sample in which an observation mark is formed and has a forward tapered line pattern. (a)は、荷電粒子線が逆テーパのラインパターンを突き抜けて観察マークが形成された試料の鳥瞰図であり、(b)は、試料を傾けて荷電粒子線を照射して観察マークを形成した試料の鳥瞰図であり、(c)は、傾けた荷電粒子線を照射して観察マークを形成した逆テーパのラインパターンを有する試料の鳥瞰図である。(A) is a bird's-eye view of a sample in which an observation mark is formed by penetrating a reverse-tapered line pattern of the charged particle beam, and (b) is an observation mark formed by tilting the sample and irradiating the charged particle beam. It is a bird's-eye view of a sample, and (c) is a bird's-eye view of a sample having a reverse taper line pattern formed by irradiating an inclined charged particle beam to form an observation mark. ラインの変形マークが写された観察画像が表示された第2制御部の画面表示である。It is the screen display of the 2nd control part on which the observation image on which the deformation mark of the line was copied was displayed. 観察マークが形成され順テーパのホールパターンを有する試料の鳥瞰図である。It is a bird's-eye view of the sample which has an observation mark and has a forward taper hole pattern. (a)は、試料を傾けて荷電粒子線を照射して観察マークを撮影している試料の鳥瞰図であり、(b)は、所定の観察方向から傾けた荷電粒子線を照射して観察マークを撮影している試料の鳥瞰図であり、(c)は、荷電粒子線がホールパターンを突き抜けて観察マークを撮影している試料の鳥瞰図である。(A) is a bird's-eye view of a sample in which a sample is tilted and irradiated with a charged particle beam to photograph an observation mark, and (b) is an observation mark irradiated with a charged particle beam tilted from a predetermined observation direction. 2C is a bird's-eye view of a sample in which a charged particle beam passes through a hole pattern and images an observation mark. 観察マークが形成され側壁に中間層が露出している順テーパのホールパターンを有する試料の鳥瞰図である。It is a bird's-eye view of the sample which has the forward taper hole pattern in which the observation mark is formed and the intermediate layer is exposed on the side wall. ラインの変形マークが写され、計測値が表示された観察画像が表示された第2制御部の画面表示である。It is the screen display of the 2nd control part on which the deformation | transformation mark of the line was copied and the observation image on which the measured value was displayed was displayed. ストライプの変形マークが写された観察画像が表示された第2制御部の画面表示である。It is the screen display of the 2nd control part on which the observation image on which the deformation mark of the stripe was copied was displayed. ストライプの変形マークを視点の方向を変えて表示した観察画像が表示された第2制御部の画面表示である。It is the screen display of the 2nd control part on which the observation image which changed the direction of the viewpoint and displayed the deformation mark of a stripe was displayed. 本発明の第2の実施形態に係る形状観察装置の構成図である。It is a block diagram of the shape observation apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る形状観察装置の試料11が傾いている状態の構成図である。It is a block diagram of the state in which the sample 11 of the shape observation apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention inclines. 本発明の第2の実施形態に係る形状観察装置の荷電粒子線が偏向している状態の構成図である。It is a block diagram of the state in which the charged particle beam of the shape observation apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is deflecting. 本発明の第3の実施形態に係る形状観察装置の構成図である。It is a block diagram of the shape observation apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 形状観察装置
2 第1走査型電子顕微鏡(鏡筒)
3 第1荷電粒子線源または第1光源
4 第1偏向部
5 原料ガス供給部
6 第2走査型電子顕微鏡(鏡筒)
7 第2荷電粒子線源または第2光源
8 エッチング部
10 チャンバ
11 試料
12 第1制御部
13 第2制御部
14 特定部
15 基準画像撮影部
16 基準画像表示部
17 GUI
19 形成部
21 観察画像撮影部
22 観察画像表示部
23 観察画像記憶部
24 抽出部
28 断面形状算出部
29 計測部
31 観察マーク
32 基準方向
33 観察方向
34 基準画像
37 ツールバー
41乃至45 基準形状
46 基準マーク
51 観察画像
52 変形マーク
55 傾斜部
56 第2偏向部
57 集束イオンビーム露光装置(鏡筒)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shape observation apparatus 2 1st scanning electron microscope (barrel)
3 First charged particle beam source or first light source 4 First deflection unit 5 Source gas supply unit 6 Second scanning electron microscope (barrel)
7 Second charged particle beam source or second light source 8 Etching unit 10 Chamber 11 Sample 12 First control unit 13 Second control unit 14 Identification unit 15 Reference image photographing unit 16 Reference image display unit 17 GUI
DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 Formation part 21 Observation image imaging part 22 Observation image display part 23 Observation image memory | storage part 24 Extraction part 28 Cross-sectional shape calculation part 29 Measurement part 31 Observation mark 32 Reference direction 33 Observation direction 34 Reference image 37 Toolbar 41 thru | or 45 Reference shape 46 Reference Mark 51 Observation image 52 Deformation mark 55 Inclination part 56 Second deflection part 57 Focused ion beam exposure apparatus (lens tube)

Claims (24)

基準方向から見た形状が基準形状である観察マークを試料の表面に形成する形成部と、
前記観察マークの形成後に、前記観察マークを前記基準方向とは異なる観察方向から撮影し観察画像を取得する観察画像撮影部と、
前記観察画像を表示する観察画像表示部とを有し、
前記観察マークは、前記試料のスパッタ加工、前記試料上へのデポジション加工、前記試料の物理的変化、前記試料の化学的変化、または、前記試料の表面改質によって、形成されていることを特徴とする形状観察装置。
A forming part for forming an observation mark on the surface of the sample whose shape viewed from the reference direction is a reference shape;
After forming the observation mark, an observation image photographing unit that photographs the observation mark from an observation direction different from the reference direction and obtains an observation image;
An observation image display unit for displaying the observation image;
The observation mark is formed by sputter processing of the sample, deposition processing on the sample, physical change of the sample, chemical change of the sample, or surface modification of the sample. shape observation device shall be the features.
基準方向から見た形状が基準形状である観察マークを試料の表面に形成する形成部と、
前記観察マークの形成後に、前記観察マークを前記基準方向とは異なる観察方向から撮影し観察画像を取得する観察画像撮影部と、
前記観察画像を表示する観察画像表示部とを有し、
前記観察マークには、前記試料を構成する元素の原子番号より、5以上離れた原子番号の元素を含ませることを特徴とする形状観察装置。
A forming part for forming an observation mark on the surface of the sample whose shape viewed from the reference direction is a reference shape;
After forming the observation mark, an observation image photographing unit that photographs the observation mark from an observation direction different from the reference direction and obtains an observation image;
An observation image display unit for displaying the observation image;
Wherein the observation mark, than the atomic number of the elements constituting the sample, shape observation apparatus you characterized by the inclusion of elements 5 or more distant atomic number.
基準方向から見た形状が基準形状である観察マークを試料の表面に形成する形成部と、
前記観察マークの形成後に、前記観察マークを前記基準方向とは異なる観察方向から撮影し観察画像を取得する観察画像撮影部と、
前記観察画像を表示する観察画像表示部とを有し、
前記観察マークは、溝であり、
前記基準方向から死角になる前記試料の表面に達するように前記溝を形成することを特徴とする形状観察装置。
A forming part for forming an observation mark on the surface of the sample whose shape viewed from the reference direction is a reference shape;
After forming the observation mark, an observation image photographing unit that photographs the observation mark from an observation direction different from the reference direction and obtains an observation image;
An observation image display unit for displaying the observation image;
The observation mark is a groove,
Shape observation apparatus you and forming the groove to reach the surface of the sample to be blind from the reference direction.
基準方向から見た形状が基準形状である観察マークを試料の表面に形成する形成部と、
前記観察マークの形成後に、前記観察マークを前記基準方向とは異なる観察方向から撮影し観察画像を取得する観察画像撮影部と、
前記観察画像を表示する観察画像表示部とを有し、
前記観察マークの形成後に、前記観察マークを残して前記観察マークの周辺の前記試料を選択的にエッチングするエッチング部を有することを特徴とする形状観察装置。
A forming part for forming an observation mark on the surface of the sample whose shape viewed from the reference direction is a reference shape;
After forming the observation mark, an observation image photographing unit that photographs the observation mark from an observation direction different from the reference direction and obtains an observation image;
An observation image display unit for displaying the observation image;
Wherein after formation of the observed marks, shape observation apparatus it characterized as having an etch portion to selectively etch the sample near the observation marks leaving the observation mark.
基準方向から見た形状が基準形状である観察マークを試料の表面に形成する形成部と、
前記形成部が前記観察マークを形成する前に、前記観察マークを形成する前記試料上の位置を特定する特定部と、
前記観察マークの形成後に、前記観察マークを前記基準方向とは異なる観察方向から撮影し観察画像を取得する観察画像撮影部と、
前記観察画像を表示する観察画像表示部とを有し、
前記特定部は、
前記試料を前記基準方向から撮影して基準画像を取得する基準画像撮影部と、
前記基準画像を表示する基準画像表示部と、
前記基準画像表示部に表示された前記基準画像の上に、前記基準形状を有する基準マークを配置させるユーザの支援をするGUIとを有し、
前記形成部は、配置された前記基準マークの位置と前記基準形状に基づいて、前記観察マークを形成することを特徴とする形状観察装置。
A forming part for forming an observation mark on the surface of the sample whose shape viewed from the reference direction is a reference shape;
Before the formation part forms the observation mark, a specifying part for specifying a position on the sample where the observation mark is formed;
After forming the observation mark, an observation image photographing unit that photographs the observation mark from an observation direction different from the reference direction and obtains an observation image;
An observation image display unit for displaying the observation image;
The specific part is:
A reference image photographing unit that obtains a reference image by photographing the sample from the reference direction;
A reference image display unit for displaying the reference image;
A GUI for assisting a user to place a reference mark having the reference shape on the reference image displayed on the reference image display unit;
The forming part, based on the reference shape and placement position of the reference mark, shape observation apparatus you and forming the observation mark.
前記特定部は、
前記形成部が前記観察マークを形成する前に、前記基準形状を特定することを特徴とする請求項5に記載の形状観察装置。
The specific part is:
Wherein prior to forming unit forms the observation mark, the shape observation apparatus according to claim 5, wherein the benzalkonium to identify the previous SL reference shape.
基準方向から見た形状が基準形状である観察マークを試料の表面に形成する形成部と、
前記観察マークの形成後に、前記観察マークを前記基準方向とは異なる観察方向から撮影し観察画像を取得する観察画像撮影部と、
前記観察画像を表示する観察画像表示部とを有し、
前記形成部は、
照射形状が前記基準形状になるように、前記基準方向から荷電粒子線または光を前記試料に照射する第1荷電粒子線源または第1光源を利用して、前記観察マークを前記試料の表面に形成し、
前記第1荷電粒子線源または第1光源が照射する荷電粒子線または光を偏向する第1偏向部を利用し、
前記基準方向から死角になる前記試料の表面に前記観察マークを形成することを特徴とする形状観察装置。
A forming part for forming an observation mark on the surface of the sample whose shape viewed from the reference direction is a reference shape;
After forming the observation mark, an observation image photographing unit that photographs the observation mark from an observation direction different from the reference direction and obtains an observation image;
An observation image display unit for displaying the observation image;
The forming part is
Using the first charged particle beam source or the first light source that irradiates the sample with a charged particle beam or light from the reference direction so that the irradiation shape becomes the reference shape, the observation mark is placed on the surface of the sample. Forming,
Using a first deflecting unit that deflects a charged particle beam or light irradiated by the first charged particle beam source or the first light source;
Shape observation apparatus you and forming the observation marks on the surface of the sample to be blind from the reference direction.
基準方向から見た形状が基準形状である観察マークを試料の表面に形成する形成部と、
前記観察マークの形成後に、前記観察マークを前記基準方向とは異なる観察方向から撮影し観察画像を取得する観察画像撮影部と、
前記観察画像を表示する観察画像表示部とを有し、
前記形成部は、
照射形状が前記基準形状になるように、前記基準方向から荷電粒子線または光を前記試料に照射する第1荷電粒子線源または第1光源を利用して、前記観察マークを前記試料の表面に形成し、
前記第1荷電粒子線源または第1光源が照射する荷電粒子線または光は、前記試料を貫通して、前記基準方向から死角になる前記試料の表面に達し、前記基準方向から死角になる前記試料の表面に前記観察マークを形成することを特徴とする形状観察装置。
A forming part for forming an observation mark on the surface of the sample whose shape viewed from the reference direction is a reference shape;
After forming the observation mark, an observation image photographing unit that photographs the observation mark from an observation direction different from the reference direction and obtains an observation image;
An observation image display unit for displaying the observation image;
The forming part is
Using the first charged particle beam source or the first light source that irradiates the sample with a charged particle beam or light from the reference direction so that the irradiation shape becomes the reference shape, the observation mark is placed on the surface of the sample. Forming,
The charged particle beam or light irradiated by the first charged particle beam source or the first light source passes through the sample, reaches the surface of the sample that becomes a blind spot from the reference direction, and becomes a blind spot from the reference direction. shape observation apparatus you and forming the observation marks on the surface of the sample.
基準方向から見た形状が基準形状である観察マークを試料の表面に形成する形成部と、
前記観察マークの形成後に、前記観察マークを前記基準方向とは異なる観察方向から撮影し観察画像を取得する観察画像撮影部と、
前記観察画像を表示する観察画像表示部とを有し、
前記形成部は、
照射形状が前記基準形状になるように、前記基準方向から荷電粒子線または光を前記試料に照射する第1荷電粒子線源または第1光源を利用して、前記観察マークを前記試料の表面に形成し、
前記観察画像撮影部は、
前記観察方向から荷電粒子線または光を前記試料に照射する第2荷電粒子線源または第2光源を利用して、前記観察マークを撮影し、
前記第1荷電粒子線源または前記第1光源が、
荷電粒子線または光を前記基準方向から前記試料に照射してから、
荷電粒子線または光を前記観察方向から前記試料に照射するように、
荷電粒子線または光の前記試料に照射する方向を変更する方向変更部を利用し、
前記第1荷電粒子線源または第1光源は、
前記第2荷電粒子線源または第2光源に兼用されていることを特徴とする形状観察装置。
A forming part for forming an observation mark on the surface of the sample whose shape viewed from the reference direction is a reference shape;
After forming the observation mark, an observation image photographing unit that photographs the observation mark from an observation direction different from the reference direction and obtains an observation image;
An observation image display unit for displaying the observation image;
The forming part is
Using the first charged particle beam source or the first light source that irradiates the sample with a charged particle beam or light from the reference direction so that the irradiation shape becomes the reference shape, the observation mark is placed on the surface of the sample. Forming,
The observation image photographing unit is
Using the second charged particle beam source or the second light source that irradiates the sample with the charged particle beam or light from the observation direction, the observation mark is photographed,
The first charged particle beam source or the first light source;
After irradiating the sample with a charged particle beam or light from the reference direction,
In order to irradiate the sample with a charged particle beam or light from the observation direction,
Utilizing a direction changing unit that changes the direction of irradiation of the charged particle beam or light to the sample,
The first charged particle beam source or the first light source is:
It said second charged particle beam source or shape observation apparatus you characterized in that it also serves a second light source.
前記方向変更部は、前記試料を傾斜させる傾斜部を有することを特徴とする請求項9に記載の形状観察装置。 The shape observing apparatus according to claim 9 , wherein the direction changing unit includes an inclined unit that inclines the sample. 前記方向変更部は、前記第1荷電粒子線源または第1光源が照射する荷電粒子線または光を偏向させる第2偏向部を有することを特徴とする請求項9または請求項10に記載の形状観察装置。 The direction changing section, the shape of claim 9 or claim 10 wherein the first charged particle beam source or the first light source and having a second deflecting unit for deflecting the charged particle beam or light irradiation Observation device. 前記観察画像撮影部は、
前記観察方向から荷電粒子線または光を前記試料に照射する第2荷電粒子線源または第2光源を利用して、前記観察マークを撮影することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の形状観察装置。
The observation image photographing unit is
Using the second charged particle beam source or the second light source for irradiating a charged particle beam or light to the sample from the viewing direction, one of the claims 1 to 8, characterized in that photographs the observation mark The shape observation apparatus according to claim 1.
前記観察マークの形成には、荷電粒子線または光を集束したビーム、もしくは、荷電粒子線または光の干渉パターンを利用することを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載の形状観察装置。 Wherein the formation of the observed marks, the beam focused charged particle beam or light or, according to any one of claims 1 to 12, characterized in that use an interference pattern of the charged particle beam or light Shape observation device. 前記形成部は、電子線露光装置、集束イオンビーム露光装置とレーザ線照射装置の少なくとも1つを利用することを特徴とする請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の形状観察装置。 The forming unit, an electron beam exposure apparatus, a focused ion beam exposure apparatus and the shape observation apparatus according to any one of claims 1 to 13, characterized in that to utilize at least one laser beam irradiator . 前記観察画像撮影部は、電子顕微鏡、集束イオンビーム顕微鏡と光学顕微鏡の少なくとも1つを利用することを特徴とする請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の形状観察装置。 The observation image photographing unit, an electron microscope, the shape observation apparatus according to any one of claims 1 to 14, characterized in that utilizes at least one of the focused ion beam microscope and an optical microscope. 前記基準形状は、ライン、ストライプ、メッシュ、同心円と、放射状の線の少なくとも1つを含む形状であることを特徴とする請求項1乃至請求項15のいずれか1項に記載の形状観察装置。 The shape observation apparatus according to any one of claims 1 to 15 , wherein the reference shape is a shape including at least one of a line, a stripe, a mesh, a concentric circle, and a radial line. 前記観察画像から前記観察マークの画像である変形マークを抽出する抽出部を有することを特徴とする請求項1乃至請求項16のいずれか1項に記載の形状観察装置。 The shape observation apparatus according to any one of claims 1 to 16 , further comprising an extraction unit that extracts a deformation mark that is an image of the observation mark from the observation image. 前記変形マークと前記観察方向とから、前記試料の断面形状を算出する断面形状算出部を有することを特徴とする請求項17に記載の形状観察装置。 The shape observation apparatus according to claim 17 , further comprising a cross-sectional shape calculation unit that calculates a cross-sectional shape of the sample from the deformation mark and the observation direction. 前記断面形状の寸法または角度を計測する計測部を有することを特徴とする請求項18に記載の形状観察装置。 The shape observation apparatus according to claim 18 , further comprising a measurement unit that measures a dimension or an angle of the cross-sectional shape. 前記試料が半導体製品であることを特徴とする請求項1乃至請求項19のいずれか1項に記載の形状観察装置。 Shape observation apparatus according to any one of claims 1 to 19, wherein the sample is a semiconductor product. 基準方向から見た形状が基準形状である観察マークを試料の表面に形成し、
前記観察マークの形成後に、前記観察マークを前記基準方向とは異なる観察方向から撮影して観察画像を取得し、
前記観察画像を表示し、
前記観察マークは、前記試料のスパッタ加工、前記試料上へのデポジション加工、前記試料の物理的変化、前記試料の化学的変化、または、前記試料の表面改質によって、形成されることを特徴とする形状観察方法。
An observation mark whose shape viewed from the reference direction is the reference shape is formed on the surface of the sample,
After forming the observation mark, the observation mark is taken from an observation direction different from the reference direction to obtain an observation image,
Displaying the observed image ;
The observation mark is formed by sputter processing of the sample, deposition processing on the sample, physical change of the sample, chemical change of the sample, or surface modification of the sample. Shape observation method.
基準方向から見た形状が基準形状である観察マークを試料の表面に形成し、
前記観察マークの形成後に、前記観察マークを前記基準方向とは異なる観察方向から撮影して観察画像を取得し、
前記観察画像を表示し、
前記観察マークには、前記試料を構成する元素の原子番号より、5以上離れた原子番号の元素を含ませることを特徴とする形状観察方法。
An observation mark whose shape viewed from the reference direction is the reference shape is formed on the surface of the sample,
After forming the observation mark, the observation mark is taken from an observation direction different from the reference direction to obtain an observation image,
Displaying the observed image ;
The shape observation method , wherein the observation mark includes an element having an atomic number of 5 or more away from an atomic number of an element constituting the sample .
基準方向から見た形状が基準形状である観察マークを試料の表面に形成し、
前記観察マークの形成後に、前記観察マークを前記基準方向とは異なる観察方向から撮影して観察画像を取得し、
前記観察画像を表示し、
前記観察マークは、溝であり、
前記基準方向から死角になる前記試料の表面に達するように前記溝を形成することを特徴とする形状観察方法。
An observation mark whose shape viewed from the reference direction is the reference shape is formed on the surface of the sample,
After forming the observation mark, the observation mark is taken from an observation direction different from the reference direction to obtain an observation image,
Displaying the observed image ;
The observation mark is a groove,
The shape observation method , wherein the groove is formed so as to reach a surface of the sample that becomes a blind spot from the reference direction .
基準方向から見た形状が基準形状である観察マークを試料の表面に形成し、
前記観察マークの形成後に、前記観察マークを残して前記観察マークの周辺の前記試料を選択的にエッチングし、
前記観察マークの形成後に、前記観察マークを前記基準方向とは異なる観察方向から撮影して観察画像を取得し、
前記観察画像を表示することを特徴とする形状観察方法。
An observation mark whose shape viewed from the reference direction is the reference shape is formed on the surface of the sample,
After the formation of the observation mark, selectively etching the sample around the observation mark leaving the observation mark ,
After forming the observation mark, the observation mark is taken from an observation direction different from the reference direction to obtain an observation image,
Shape observation how to and displaying the observation image.
JP2006303270A 2006-11-08 2006-11-08 Shape observation apparatus and shape observation method Expired - Fee Related JP4996206B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006303270A JP4996206B2 (en) 2006-11-08 2006-11-08 Shape observation apparatus and shape observation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006303270A JP4996206B2 (en) 2006-11-08 2006-11-08 Shape observation apparatus and shape observation method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008124084A JP2008124084A (en) 2008-05-29
JP4996206B2 true JP4996206B2 (en) 2012-08-08

Family

ID=39508547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006303270A Expired - Fee Related JP4996206B2 (en) 2006-11-08 2006-11-08 Shape observation apparatus and shape observation method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4996206B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8872106B2 (en) 2012-07-20 2014-10-28 Hitachi High-Technologies Corporation Pattern measuring apparatus

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6933046B2 (en) * 2016-12-16 2021-09-08 住友金属鉱山株式会社 Method for preparing analytical sample

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62299706A (en) * 1986-06-20 1987-12-26 Fujitsu Ltd Pattern inspecting instrument
JP3381924B2 (en) * 1995-03-10 2003-03-04 株式会社 日立製作所 Inspection device
JP3457875B2 (en) * 1998-01-27 2003-10-20 日本電子株式会社 Method for observing sample cross section in FIB-SEM apparatus and FIB-SEM apparatus
JP2000294466A (en) * 1999-04-06 2000-10-20 Komatsu Ltd Method and device for generating chip map
JP3996728B2 (en) * 2000-03-08 2007-10-24 株式会社日立製作所 Surface inspection apparatus and method
JP2001255275A (en) * 2000-03-13 2001-09-21 Kawasaki Steel Corp Surface defect inspection method and device
JP4500653B2 (en) * 2003-11-25 2010-07-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ Sample observation method and apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8872106B2 (en) 2012-07-20 2014-10-28 Hitachi High-Technologies Corporation Pattern measuring apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008124084A (en) 2008-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4881677B2 (en) Charged particle beam scanning method and charged particle beam apparatus
JP4571053B2 (en) Charged particle beam equipment
KR101550921B1 (en) Section processing method and its apparatus
JP5174712B2 (en) Charged particle beam apparatus and position correction processing method in charged particle beam
JP6250294B2 (en) Focused ion beam device, sample cross-section observation method using the same, and computer program for sample cross-section observation using a focused ion beam
TWI765214B (en) Apparatus and method for determining a position of an element on a photolithographic mask and computer program
WO2016092641A1 (en) Height measurement device and charged particle beam device
JP2008210731A (en) Transmission electron microscope with electronic spectroscope
JP5153212B2 (en) Charged particle beam equipment
JP3923468B2 (en) Method and apparatus for calibration of scanning metrology devices
US7595488B2 (en) Method and apparatus for specifying working position on a sample and method of working the sample
JPWO2019082976A1 (en) Crystal orientation diagram generating device, charged particle beam device, crystal orientation diagram generating method and program
TW201350788A (en) X-ray inspection method and x-ray inspection device
JP6088803B2 (en) Image processing apparatus, pattern generation method using self-organized lithography technology, and computer program
JP2008286652A (en) Processing method, observing method, and apparatus of microsample
CN102820238B (en) high accuracy beam placement for local area navigation
JP4996206B2 (en) Shape observation apparatus and shape observation method
JP6851262B2 (en) Electron microscope image distortion measurement method and electron microscope
CN108573844A (en) The control method and control program of focused ion beam apparatus
JP4265960B2 (en) Real-time machining position correction method and apparatus
JP2010085376A (en) Method for measuring pattern using scanning electron microscope
JP2009135273A (en) Pattern size measuring method, and scanning electron microscope
JP2003168383A (en) Scanning electron microscope device
JP5280983B2 (en) Charged particle beam apparatus, position specifying method and program used for charged particle beam apparatus
JP5489295B2 (en) Charged particle beam apparatus and charged particle beam irradiation method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091007

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100217

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120117

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120316

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120508

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120511

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150518

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees