JPH04149944A - 走査形電子顕微鏡、及び走査形電子顕微鏡による試料像形成方法 - Google Patents
走査形電子顕微鏡、及び走査形電子顕微鏡による試料像形成方法Info
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- JPH04149944A JPH04149944A JP27225890A JP27225890A JPH04149944A JP H04149944 A JPH04149944 A JP H04149944A JP 27225890 A JP27225890 A JP 27225890A JP 27225890 A JP27225890 A JP 27225890A JP H04149944 A JPH04149944 A JP H04149944A
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野］
本発明は電子ビームによる表面形状のｆＲ察法に関する
もので、特に半導体プロセスで多用される深孔の底部の
形状または残渣物の観察を可能にする方法を提供する。
もので、特に半導体プロセスで多用される深孔の底部の
形状または残渣物の観察を可能にする方法を提供する。
［従来の技術１
電子ビームを試料上に走査し、そこから発生する二次電
子を検出する走査形電子顕微鏡は、生物学、工学の分野
で広く活用されている。特に、半導体産業では、高集積
化が進んだ結果、光学顕微鏡での検査が不可能になり、
走査形電子顕微鏡を活用するようになった。半導体に用
いる走査形電子顕微鏡では、絶縁物の帯電を避けるため
１ｋＶ以下の低エネルギの電子ビームを用いるのが一般
的である。
子を検出する走査形電子顕微鏡は、生物学、工学の分野
で広く活用されている。特に、半導体産業では、高集積
化が進んだ結果、光学顕微鏡での検査が不可能になり、
走査形電子顕微鏡を活用するようになった。半導体に用
いる走査形電子顕微鏡では、絶縁物の帯電を避けるため
１ｋＶ以下の低エネルギの電子ビームを用いるのが一般
的である。
半導体産業での走査形電子顕微鏡の活用は、完成した半
導体の外観検査ばかりでなく、プロセス途中における検
査である。例えば、プロセス途中における外観の検査、
寸法検査、スルーホールの開口検査に用いられている。
導体の外観検査ばかりでなく、プロセス途中における検
査である。例えば、プロセス途中における外観の検査、
寸法検査、スルーホールの開口検査に用いられている。
【発明が解決しようとする課題］
半導体素子の高集積化が進んだ結果、従来の走査形電子
顕微鏡を用いる方法では、スルーホールの開口検査が不
可能になった。
顕微鏡を用いる方法では、スルーホールの開口検査が不
可能になった。
図２を用いて従来の走査形電子顕微鏡で深孔をＩＩｌ察
する場合の問題を説明する。第２図には、低エネルギの
一次電子１が試料の平面部と孔３を照射している場合を
示している。平面部で発生した二次電子２は、なんら障
害物がないことからそのほとんど全数を検出できる。同
時に反射電子も放出されるが、これも同様に検出可能で
ある。ところが、孔３を照射している場合には、発生し
た二次電子２は孔３の側壁に衝突するため、孔３の外部
に出ることができない。反射電子は二次電子よりエネル
ギが高いが、側壁を貫通するほどのエネルギはないため
やはり側壁で止まってしまう。
する場合の問題を説明する。第２図には、低エネルギの
一次電子１が試料の平面部と孔３を照射している場合を
示している。平面部で発生した二次電子２は、なんら障
害物がないことからそのほとんど全数を検出できる。同
時に反射電子も放出されるが、これも同様に検出可能で
ある。ところが、孔３を照射している場合には、発生し
た二次電子２は孔３の側壁に衝突するため、孔３の外部
に出ることができない。反射電子は二次電子よりエネル
ギが高いが、側壁を貫通するほどのエネルギはないため
やはり側壁で止まってしまう。
第３図は孔のアスペクト比（深さ／開孔径）とその孔か
ら脱出する信号の割合の関係を計算した結果である。表
面（アスペクト比＝０）での信号を１とした。この計算
から従来の走査形電子顕微鏡ではアスペクト比：２を超
える孔のＴＲ察は不可能なことがわかる。
ら脱出する信号の割合の関係を計算した結果である。表
面（アスペクト比＝０）での信号を１とした。この計算
から従来の走査形電子顕微鏡ではアスペクト比：２を超
える孔のＴＲ察は不可能なことがわかる。
【課題を解決するための手段］
本発明では、上述の課題を解決するために、孔の底部で
発生する反射電子に、孔の側壁を貫通できるエネルギを
与えるような高エネルギの一次電子を用いる。
発生する反射電子に、孔の側壁を貫通できるエネルギを
与えるような高エネルギの一次電子を用いる。
【作用］
第１図を用いて、高エネルギの一次電子による深孔観察
の原理を説明する。
の原理を説明する。
高エネルギの一次電子４が表面部を照射している場合は
、低エネルギの場合と同じである。ところが、孔内を照
射する場合には事情は大きく異なってくる。二次電子２
は側壁で吸収されるが、反射電子６は側壁を貫通して、
表面から外に飛び出す。この反射電子６が表面を通過す
る際に、再び二次電子を発生させる。ここでは、これを
三次電子５と呼ぶことにする。この三次電子５または反
射電子６は孔３の底部の上方を持っているので、これを
検出することにより孔内の像を得ることができる。
、低エネルギの場合と同じである。ところが、孔内を照
射する場合には事情は大きく異なってくる。二次電子２
は側壁で吸収されるが、反射電子６は側壁を貫通して、
表面から外に飛び出す。この反射電子６が表面を通過す
る際に、再び二次電子を発生させる。ここでは、これを
三次電子５と呼ぶことにする。この三次電子５または反
射電子６は孔３の底部の上方を持っているので、これを
検出することにより孔内の像を得ることができる。
すなわち、本発明の要点は一次電子を高エネルギとし、
反射電子に側壁を貫通するに充分なエネルギを与えるこ
とにより、これまで不可能であった高アスペクト比の孔
の底を観察で来るようにすることである。
反射電子に側壁を貫通するに充分なエネルギを与えるこ
とにより、これまで不可能であった高アスペクト比の孔
の底を観察で来るようにすることである。
【実施例］
第４図はアスペクト比が約３で、１．５μｍ深さの５ｉ
ｎ２の孔をＩＩ！察したときの底からの信号と表面から
の信号の比を一次電子ビームのエネルギを変えて測定し
たものである。すなわち、三次電子の二次電子の比を測
定したものである。電子ビームエネルギが１００ｋＶ前
後で最大になっていることがわかる。一次電子が低エネ
ルギのときは反射電子が、側壁で吸収されてしまうため
に三次電子が発生しない。一次電子のエネルギが高くな
ると側壁を貫通する反射電子が増加するため、三次電子
も次第に増加する。ところが、さらに高エネルギになる
と、一次電子が試料の奥まで侵入するようになり、反射
電子の量が減少し、この結果、三次電子が減少する。こ
れが、最大値を持つ理由である。この最大値を示す電子
ビームエネルギは孔の深さと材質に関係する。深い孔で
、高密度の物質であるほど高いエネルギを必要とする。
ｎ２の孔をＩＩ！察したときの底からの信号と表面から
の信号の比を一次電子ビームのエネルギを変えて測定し
たものである。すなわち、三次電子の二次電子の比を測
定したものである。電子ビームエネルギが１００ｋＶ前
後で最大になっていることがわかる。一次電子が低エネ
ルギのときは反射電子が、側壁で吸収されてしまうため
に三次電子が発生しない。一次電子のエネルギが高くな
ると側壁を貫通する反射電子が増加するため、三次電子
も次第に増加する。ところが、さらに高エネルギになる
と、一次電子が試料の奥まで侵入するようになり、反射
電子の量が減少し、この結果、三次電子が減少する。こ
れが、最大値を持つ理由である。この最大値を示す電子
ビームエネルギは孔の深さと材質に関係する。深い孔で
、高密度の物質であるほど高いエネルギを必要とする。
第５図は１００ｋｅＶのエネルギを用いて、深孔を観察
したときの、アスペクト比と信号比の関係である。参考
に１ｋｅＶの関係も示しであるが。
したときの、アスペクト比と信号比の関係である。参考
に１ｋｅＶの関係も示しであるが。
１００ｋｅＶでは、アスペクト比が３を越えても信号比
が減少することがなく、さらにアスペクト比の高い孔も
観察可能であることが分かる。
が減少することがなく、さらにアスペクト比の高い孔も
観察可能であることが分かる。
従来の走査形電子顕１＃鏡のエネルギは５０ｋｖ以下で
、５０ｋＶを超えるような高エネルギを用いていない。
、５０ｋＶを超えるような高エネルギを用いていない。
それはここに示したような原理の観察概念がなかったた
めである。ここに、深孔観察を可能にする高エネルギー
次電子の有効性が初めて示された。
めである。ここに、深孔観察を可能にする高エネルギー
次電子の有効性が初めて示された。
第６図は高エネルギの反射電子で発生した三次電子の検
出法を示したものである。シンチレータ１０と二次電子
増倍管１２を用いた方法である。
出法を示したものである。シンチレータ１０と二次電子
増倍管１２を用いた方法である。
シンチレータ１０に１． Ｏｋ Ｖの高電圧を高圧電源
１３から供給する。該高電圧で作られた吸引電界９で試
料８０表面で作られた三次電子を検出する。
１３から供給する。該高電圧で作られた吸引電界９で試
料８０表面で作られた三次電子を検出する。
試料８には、前述した三次電子を発生させるに充分なエ
ネルギを持った一次電子４を対物レンズ７で収束して照
射する。この図では、一次電子ビームの走査、走査像の
表示回路等は省略した。
ネルギを持った一次電子４を対物レンズ７で収束して照
射する。この図では、一次電子ビームの走査、走査像の
表示回路等は省略した。
第７図は三次電子でなく、側壁を透過した反射電子を検
出する例である。試料８に対して見込角の大きい反射電
子検出器１５を対物レンズ７と試料８の間に設ける。反
射電子検出器１５はＰＮ接合やショットキー接合の半導
体検出器、または螢光体を発光させて検出する（実施例
は半導体を用いた例）方法でよい。反射電子のエネルギ
が高いことから半導体検出器の表面層を厚くシ（１−１
０μｍ）−検出効率の低下を防いでいる。螢光体の場合
にも同様に厚くする。螢光体の厚さはエネルギに依存す
るが１１０−１Ｏ０Ｉｔの厚さである。
出する例である。試料８に対して見込角の大きい反射電
子検出器１５を対物レンズ７と試料８の間に設ける。反
射電子検出器１５はＰＮ接合やショットキー接合の半導
体検出器、または螢光体を発光させて検出する（実施例
は半導体を用いた例）方法でよい。反射電子のエネルギ
が高いことから半導体検出器の表面層を厚くシ（１−１
０μｍ）−検出効率の低下を防いでいる。螢光体の場合
にも同様に厚くする。螢光体の厚さはエネルギに依存す
るが１１０−１Ｏ０Ｉｔの厚さである。
第８図は、反射電子と三次電子の両方を検出するように
した例である。対物レンズ７の中心を貫通して吸引電極
１６が設けられている。この吸弓電極１６で試料８で発
生した三次電子を対物レンズ７の磁場内に引込み上方に
引き上げる。上方に引き上げられた三次電子はシンチレ
ータ１０の作る吸引電界９で加速され、シンチレータ１
０に衝突し、シンチレータ１０を発光させる。発光した
光はライトガイド１１に導かれ、二次電子増倍管１２で
増幅され、電気信号に変換される。試料８で発生した反
射電子はエネルギが高いため、吸引電極１６で作る電界
ではほとんど偏向を受けず、はぼ直線的に進み、反射電
子検出器１５に入射する。この手法により反射電子その
ものと三次電子を区別して検出できる。両者の作る走査
像は微妙に異なるため、コントラストの良い方を選ぶ、
あるいは加減算等を行いコントラストの改善を行う等の
処理が可能である。
した例である。対物レンズ７の中心を貫通して吸引電極
１６が設けられている。この吸弓電極１６で試料８で発
生した三次電子を対物レンズ７の磁場内に引込み上方に
引き上げる。上方に引き上げられた三次電子はシンチレ
ータ１０の作る吸引電界９で加速され、シンチレータ１
０に衝突し、シンチレータ１０を発光させる。発光した
光はライトガイド１１に導かれ、二次電子増倍管１２で
増幅され、電気信号に変換される。試料８で発生した反
射電子はエネルギが高いため、吸引電極１６で作る電界
ではほとんど偏向を受けず、はぼ直線的に進み、反射電
子検出器１５に入射する。この手法により反射電子その
ものと三次電子を区別して検出できる。両者の作る走査
像は微妙に異なるため、コントラストの良い方を選ぶ、
あるいは加減算等を行いコントラストの改善を行う等の
処理が可能である。
これまでの実施例では、一次電子の入射側に作られた三
次電子、反射電子を検出していたが、試料が薄い場合に
は透過した電子が作る三次電子。
次電子、反射電子を検出していたが、試料が薄い場合に
は透過した電子が作る三次電子。
または透過した電子を検出してもよい。第９図は一次電
子と反対側で作られた三次電子、透過電子を検出する実
施例を示した。一次電子側での検出法は前述の実施例と
同じである。試料８を透過した電子が試料下面で作る三
次電子２ｏ、透過電子１９が反射板２２に衝突して作る
三次電子２１をシンチレータ１０、ライトガイド１１、
二次電子増倍管１２で検出する。一次電子のエネルギが
２００ｋＶであると電子の飛程距離は２００μｍになる
ことから半導体産業でに使われるＳｉウェーハをも透過
できることになる。すなわち、試料下面から透過電子、
三次電子を検出することで試料８の表面にある孔の観察
が可能になる。この検出法では、孔の底はど下面に抜け
るまでの距離が短くなるため、孔の底の信号が表面に比
べて大きくなる特徴がある。
子と反対側で作られた三次電子、透過電子を検出する実
施例を示した。一次電子側での検出法は前述の実施例と
同じである。試料８を透過した電子が試料下面で作る三
次電子２ｏ、透過電子１９が反射板２２に衝突して作る
三次電子２１をシンチレータ１０、ライトガイド１１、
二次電子増倍管１２で検出する。一次電子のエネルギが
２００ｋＶであると電子の飛程距離は２００μｍになる
ことから半導体産業でに使われるＳｉウェーハをも透過
できることになる。すなわち、試料下面から透過電子、
三次電子を検出することで試料８の表面にある孔の観察
が可能になる。この検出法では、孔の底はど下面に抜け
るまでの距離が短くなるため、孔の底の信号が表面に比
べて大きくなる特徴がある。
第１０図は以上説明した観察の原理と検出方法を用いた
走査形電子顕微鏡である。電子源はＬａＢ、の単結晶で
、これを加熱させることで放出される電子を用いる。放
出電子の制御はウェーネルト２４で行う。放出電子は加
速電極２５で加速される。本実施例での加速電圧（エネ
ルギ）の最高は２００ｋＶである。最上段の加速電極２
５に、加速電圧が印加され、各加速電極２５には、分割
抵抗３４で分割された電圧が印加される。ここでは、加
速電圧を与えるためのケーブル、電源等は省略した。加
速電極２５を含む加速部は高電圧シールド３５でシール
ドされている。加速された一次電子４は第１コンデンサ
レンズ２６、第２コンデンサレンズ２７及び対物レンズ
７で縮少される。焦点距離３０ ｍ ｍの対物レンズを
用いると、２００ｋＶで３ｎｍの分解能が得られる。電
子ビームの開口は第２コンデンサレンズに置かれたアパ
ーチャ３６で決定されている。電子ビームの走査は走査
コイル２８で行う。走査した電子ビームが対物レンズ７
のレンズ中心を通るように二段のコイルで構成されてい
る。試料で反射した反射電子は反射電子検出器１５で、
三次電子は吸引電極１６で対物レンズ７の上方に導かれ
、シンチレータ１０、ライトガイド１１、二次電子増倍
管１２で構成される検出器で検出される。
走査形電子顕微鏡である。電子源はＬａＢ、の単結晶で
、これを加熱させることで放出される電子を用いる。放
出電子の制御はウェーネルト２４で行う。放出電子は加
速電極２５で加速される。本実施例での加速電圧（エネ
ルギ）の最高は２００ｋＶである。最上段の加速電極２
５に、加速電圧が印加され、各加速電極２５には、分割
抵抗３４で分割された電圧が印加される。ここでは、加
速電圧を与えるためのケーブル、電源等は省略した。加
速電極２５を含む加速部は高電圧シールド３５でシール
ドされている。加速された一次電子４は第１コンデンサ
レンズ２６、第２コンデンサレンズ２７及び対物レンズ
７で縮少される。焦点距離３０ ｍ ｍの対物レンズを
用いると、２００ｋＶで３ｎｍの分解能が得られる。電
子ビームの開口は第２コンデンサレンズに置かれたアパ
ーチャ３６で決定されている。電子ビームの走査は走査
コイル２８で行う。走査した電子ビームが対物レンズ７
のレンズ中心を通るように二段のコイルで構成されてい
る。試料で反射した反射電子は反射電子検出器１５で、
三次電子は吸引電極１６で対物レンズ７の上方に導かれ
、シンチレータ１０、ライトガイド１１、二次電子増倍
管１２で構成される検出器で検出される。
試料は４インチ以上のウェーハで、ＸＹ微動ステージ２
９に載せる。試料傾斜微動３ｏで任意方向への±１５度
の傾斜が可能である。試料傾斜微動は３本の柱で構成さ
れ、各柱の長さを、計算機で制御する。ｗｔ祭するウェ
ーハは予備室３３内に専用カセット３２に入れて収納さ
れている。ｗｔ察する場合には、バルブ３４を開け、交
換機構を用いてＸ’Ｙ微動ステージ２９上に載せる（図
示せず）。
９に載せる。試料傾斜微動３ｏで任意方向への±１５度
の傾斜が可能である。試料傾斜微動は３本の柱で構成さ
れ、各柱の長さを、計算機で制御する。ｗｔ祭するウェ
ーハは予備室３３内に専用カセット３２に入れて収納さ
れている。ｗｔ察する場合には、バルブ３４を開け、交
換機構を用いてＸ’Ｙ微動ステージ２９上に載せる（図
示せず）。
試料の同一個所を、傾斜角を変えて観察することによっ
て、高さを計測することが可能である（ステレオ測定）
。
て、高さを計測することが可能である（ステレオ測定）
。
高集積された半導体素子では、高アスペクト比の深孔の
加工のエツチング工程が重要であることはすでに述へた
。高アスペクト比の深孔の加工のエツチングは非常に難
しく、エツチング条件の決定のためには深孔の底をＷＲ
察し、エツチングの進行状況を確認する必要がある。第
１１図はこの確認のフローを示したもので、確認の結果
によって再エツチングする等のフィードバックをし、工
程を完全なものにする。こうして決まったエツチング条
件は、その後の工程に継続する。この確認をある一定期
間ごとに行うことで、より工程を安定させることができ
る。このエツチングの確認に走査形電子顕微鏡は非常に
有効で高集積素子の製造の歩留まり改善に寄与できる。
加工のエツチング工程が重要であることはすでに述へた
。高アスペクト比の深孔の加工のエツチングは非常に難
しく、エツチング条件の決定のためには深孔の底をＷＲ
察し、エツチングの進行状況を確認する必要がある。第
１１図はこの確認のフローを示したもので、確認の結果
によって再エツチングする等のフィードバックをし、工
程を完全なものにする。こうして決まったエツチング条
件は、その後の工程に継続する。この確認をある一定期
間ごとに行うことで、より工程を安定させることができ
る。このエツチングの確認に走査形電子顕微鏡は非常に
有効で高集積素子の製造の歩留まり改善に寄与できる。
特に、これまで述へた三次電子を利用する高エネルギ走
査形電子顕微鏡は有効である。
査形電子顕微鏡は有効である。
第１２図は、上述の確認工程をより簡便にするための装
置で、マイクロ波エツチング装！！３８と高エネルギ走
査電子顕微鏡３７の試料室を共通とし、試料をエツチン
グ装置試料台３９がら走査形電子顕Ｗ、鏡ＸＹ微動ステ
ージ３９に移動させるだけで、エツチングと検査を交互
に行うことができる。マイクロ波エツチング装置の真空
度は１０−４トールで、走査形電子顕微鏡と同程度であ
るが、活性なガスを用いているため、本実施例では中間
室４１を設け、中間室用バルブ４１を交互に開閉するこ
とで、活性ガスが走査形電子顕微鏡装置に流入しないよ
うにしている。この図では排気系は省略している。
置で、マイクロ波エツチング装！！３８と高エネルギ走
査電子顕微鏡３７の試料室を共通とし、試料をエツチン
グ装置試料台３９がら走査形電子顕Ｗ、鏡ＸＹ微動ステ
ージ３９に移動させるだけで、エツチングと検査を交互
に行うことができる。マイクロ波エツチング装置の真空
度は１０−４トールで、走査形電子顕微鏡と同程度であ
るが、活性なガスを用いているため、本実施例では中間
室４１を設け、中間室用バルブ４１を交互に開閉するこ
とで、活性ガスが走査形電子顕微鏡装置に流入しないよ
うにしている。この図では排気系は省略している。
［発明の効果１
以上説明したごとく本発明のｗｔ察原゛理によれば、従
来ＩＩＩできなかった深孔を観察することができる。こ
れは半導体素子作成のプロセスにおいてインラインで検
査できることを意味しこの効果は非常に大きい。
来ＩＩＩできなかった深孔を観察することができる。こ
れは半導体素子作成のプロセスにおいてインラインで検
査できることを意味しこの効果は非常に大きい。
第１図は本発明のＷＩｉ察原理を説明する図、第２図は
従来のｔＩＲ察方法を説明する図、第３図は従来法によ
る孔からの信号強度とアスペックト比の関係を示す図、
第４図は加速電圧（エネルギ）を上げることによって孔
の底からの信号の増加の実測結果を示す図、第５図は本
発明を用いたときの信号強度とアスペクト比の関係を示
す図、第６図は孔の底からの反射電子で発生した三次電
子の検出法を説明した図、第７図は孔の底からの反射電
子を観察する方法を説明する図、第８図は反射電子、三
次電子の両方を同時に観察する方法を説明する図、第９
図は試料を透過した電子を検出する図。 第１０図は本発明の観察の原理と検出手法で、しかもウ
ェーハ状態で観察できるように本発明の詳細な説明した
図、第１１図は走査形電子顕微鏡を用いたエツチング条
件の決定フローを示す図、第１２図はマイクロ波エツチ
ングと走査形電子顕微鏡の試料室を共通にしてエツチン
グ条件の決定を容易にする装置の概念図である。 符号の説明 １ニ一次電子（低エネルギ）、２：二次電子、３：孔、
４ニ一次電子（高エネルギ）、５：三次電子、６：反射
電子、７：対物レンズ、８：試料、９：吸引電界、１０
：ニシンチレータ、］１ニライトガイド、１２：二次電
子増倍管、１３高圧電源、１５：反射電子検出器、１６
：吸引電極、１７：吸引電源、１８：アース電極、１９
：透過電子、２０：透過電子による三次電子、２１：反
射板で作られる三次電子、２２：反射板、２４：ウェー
ネルト、２５：加速電極、２６：第１−コンデンサレン
ズ、２７：第２コンデンサレンズ、２８：走査コイル、
２９：ＸＹ微動ステージ、３０：試料傾斜微動、３１：
試料室、３２：カセット、３３：予備室、３４：分割抵
抗、３５：高電圧シールド、３６：アパーチャ。
従来のｔＩＲ察方法を説明する図、第３図は従来法によ
る孔からの信号強度とアスペックト比の関係を示す図、
第４図は加速電圧（エネルギ）を上げることによって孔
の底からの信号の増加の実測結果を示す図、第５図は本
発明を用いたときの信号強度とアスペクト比の関係を示
す図、第６図は孔の底からの反射電子で発生した三次電
子の検出法を説明した図、第７図は孔の底からの反射電
子を観察する方法を説明する図、第８図は反射電子、三
次電子の両方を同時に観察する方法を説明する図、第９
図は試料を透過した電子を検出する図。 第１０図は本発明の観察の原理と検出手法で、しかもウ
ェーハ状態で観察できるように本発明の詳細な説明した
図、第１１図は走査形電子顕微鏡を用いたエツチング条
件の決定フローを示す図、第１２図はマイクロ波エツチ
ングと走査形電子顕微鏡の試料室を共通にしてエツチン
グ条件の決定を容易にする装置の概念図である。 符号の説明 １ニ一次電子（低エネルギ）、２：二次電子、３：孔、
４ニ一次電子（高エネルギ）、５：三次電子、６：反射
電子、７：対物レンズ、８：試料、９：吸引電界、１０
：ニシンチレータ、］１ニライトガイド、１２：二次電
子増倍管、１３高圧電源、１５：反射電子検出器、１６
：吸引電極、１７：吸引電源、１８：アース電極、１９
：透過電子、２０：透過電子による三次電子、２１：反
射板で作られる三次電子、２２：反射板、２４：ウェー
ネルト、２５：加速電極、２６：第１−コンデンサレン
ズ、２７：第２コンデンサレンズ、２８：走査コイル、
２９：ＸＹ微動ステージ、３０：試料傾斜微動、３１：
試料室、３２：カセット、３３：予備室、３４：分割抵
抗、３５：高電圧シールド、３６：アパーチャ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電子ビームを走査し、電子照射で発生した電子、光
、Ｘ線を検出する走査形の電子顕微鏡であって、検体の
溝または孔の側壁あるいは底面で反射した反射電子が、
検体内を貫通して試料表面から脱出あるいは試料表面で
電子（三次電子）を発生させるに足る十分なエネルギを
持つような、高エネルギの一次電子で励起することを特
徴とする走査形電子顕微鏡。 ２、走査像を形成する信号が溝または孔の側壁あるいは
底面で発生し、検体内を貫通して試料の表面から脱出す
る反射電子が該試料表面で作る電子（三次電子）である
ことを特徴とする走査形電子顕微鏡。 ３、走査像を形成する信号が溝または孔の側壁あるいは
底面で発生し、検体内を貫通して試料の表面から脱出す
る反射電子であることを特徴とする走査形電子顕微鏡。 ４、一次電子ビームを収束させる最終のレンズの上方に
電子線検出器を備え、該レンズ内を通過させた三次電子
を検出するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
第１、２、３項いずれかの走査形電子顕微鏡。 ５、走査像を形成する信号が溝または孔の側壁あるいは
底面で反射し、検体内を貫通して試料の上表面から脱出
した反射電子と該反射電子が検体の該上表面で発生させ
た電子（三次）との演算結果であることを特徴とする走
査形電子顕微鏡。 ６、試料を透過した一次電子ビームまたは試料を透過し
た一次電子ビームが該試料の下表面で発生させる電子（
三次電子）を検出することで、該試料の表面部分の形状
を観察することを特徴とする走査形電子顕微鏡。 ７、一次電子ビームのエネルギが５０ｋＶを超え、特許
請求の範囲第１乃至６項のいずれかの要件を満たす装置
であって、かつ直径が４インチを超える試料を挿入でき
、また傾斜角を調整できるステージを備えたことを特徴
とする走査形電子顕微鏡。 ８、アスペクト比が２．５以上の深孔エッチング工程を
必要とする半導体素子製造工程において、エッチング工
程後、走査形電子顕微鏡で検査を実行し、その結果によ
りエッチング条件を決定する半導体素子の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP27225890A JP3285092B2 (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | 走査形電子顕微鏡、及び走査形電子顕微鏡による試料像形成方法 |
| EP99103918A EP0930638B1 (en) | 1990-10-12 | 1991-10-10 | Scanning electron microscope and image forming method |
| DE1991633256 DE69133256T2 (de) | 1990-10-12 | 1991-10-10 | Rasterelekronenmikroskop und Bilderzeugungsverfahren |
| DE1991631593 DE69131593T2 (de) | 1990-10-12 | 1991-10-10 | Rasterelektronenmikroskop |
| EP91117296A EP0480424B1 (en) | 1990-10-12 | 1991-10-10 | Scanning electron microscope |
| US08/160,336 US5412210A (en) | 1990-10-12 | 1993-12-02 | Scanning electron microscope and method for production of semiconductor device by using the same |
| US08/386,766 US5594245A (en) | 1990-10-12 | 1995-02-10 | Scanning electron microscope and method for dimension measuring by using the same |
| US08/970,201 US5866904A (en) | 1990-10-12 | 1997-11-14 | Scanning electron microscope and method for dimension measuring by using the same |
| US08/979,327 US5969357A (en) | 1990-10-12 | 1997-11-26 | Scanning electron microscope and method for dimension measuring by using the same |
| US09/307,789 US6114695A (en) | 1990-10-12 | 1999-05-10 | Scanning electron microscope and method for dimension measuring by using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27225890A JP3285092B2 (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | 走査形電子顕微鏡、及び走査形電子顕微鏡による試料像形成方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27841597A Division JP3219030B2 (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 試料像表示方法及びその表示方法を用いた半導体製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04149944A true JPH04149944A (ja) | 1992-05-22 |
| JP3285092B2 JP3285092B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=17511344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27225890A Expired - Lifetime JP3285092B2 (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | 走査形電子顕微鏡、及び走査形電子顕微鏡による試料像形成方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (2) | EP0930638B1 (ja) |
| JP (1) | JP3285092B2 (ja) |
| DE (2) | DE69133256T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09171791A (ja) * | 1995-10-19 | 1997-06-30 | Hitachi Ltd | 走査形電子顕微鏡 |
| US6043491A (en) * | 1997-08-25 | 2000-03-28 | Hitachi, Ltd. | Scanning electron microscope |
| JP2006093161A (ja) * | 1995-10-19 | 2006-04-06 | Hitachi Ltd | 走査形電子顕微鏡 |
| JP2007165106A (ja) * | 2005-12-13 | 2007-06-28 | Sanyu Electron Co Ltd | 画像生成方法および画像生成装置 |
| JP2007250560A (ja) * | 1995-10-19 | 2007-09-27 | Hitachi Ltd | 走査形電子顕微鏡 |
| US7368713B2 (en) | 2004-08-25 | 2008-05-06 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method and apparatus for inspecting semiconductor device |
| JP2015106530A (ja) * | 2013-12-02 | 2015-06-08 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 走査電子顕微鏡システム及びそれを用いたパターン計測方法並びに走査電子顕微鏡 |
| JP2015115239A (ja) * | 2013-12-12 | 2015-06-22 | 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 電子線装置、試料観察方法 |
| JP2017191758A (ja) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電子顕微鏡装置 |
| KR20200111803A (ko) | 2018-04-06 | 2020-09-29 | 주식회사 히타치하이테크 | 주사 전자 현미경 시스템 및 패턴의 깊이 계측 방법 |
| US11276554B2 (en) | 2019-08-07 | 2022-03-15 | Hitachi High-Tech Corporation | Scanning electron microscope and method for measuring pattern |
| WO2022064628A1 (ja) * | 2020-09-25 | 2022-03-31 | 株式会社日立ハイテク | 電子顕微鏡 |
| US11302513B2 (en) | 2018-04-06 | 2022-04-12 | Hitachi High-Tech Corporation | Electron microscope apparatus, inspection system using electron microscope apparatus, and inspection method using electron microscope apparatus |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5302828A (en) * | 1992-12-03 | 1994-04-12 | Metrologix Corporation | Scanning techniques in particle beam devices for reducing the effects of surface charge accumulation |
| US5412211A (en) * | 1993-07-30 | 1995-05-02 | Electroscan Corporation | Environmental scanning electron microscope |
| US5493116A (en) * | 1993-10-26 | 1996-02-20 | Metrologix, Inc. | Detection system for precision measurements and high resolution inspection of high aspect ratio structures using particle beam devices |
| TW402769B (en) * | 1998-06-13 | 2000-08-21 | Samsung Electronics Co Ltd | Apparatus and method for contact failure inspection in semiconductor devices |
| US6744268B2 (en) | 1998-08-27 | 2004-06-01 | The Micromanipulator Company, Inc. | High resolution analytical probe station |
| US6198299B1 (en) | 1998-08-27 | 2001-03-06 | The Micromanipulator Company, Inc. | High Resolution analytical probe station |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4231525A (en) * | 1979-05-10 | 1980-11-04 | General Motors Corporation | Electromagnetic fuel injector with selectively hardened armature |
| DE2921151C2 (de) * | 1979-05-25 | 1982-12-02 | Ernst Leitz Wetzlar Gmbh, 6330 Wetzlar | Vorrichtung zum Nachweis von in einem Abtast-Elektronenstrahlmikroskop von einer Probe ausgehenden Rückstreuelektronen |
| JPS56114269A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-08 | Internatl Precision Inc | Scanning type electronic microscope |
| JPS6297246A (ja) * | 1985-10-23 | 1987-05-06 | Mitsubishi Electric Corp | 走査型電子顕微鏡 |
| JPS6448470A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-22 | Hitachi Ltd | Inspection apparatus |
-
1990
- 1990-10-12 JP JP27225890A patent/JP3285092B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-10-10 DE DE1991633256 patent/DE69133256T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-10 EP EP99103918A patent/EP0930638B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-10 EP EP91117296A patent/EP0480424B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-10 DE DE1991631593 patent/DE69131593T2/de not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
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| JP2006093161A (ja) * | 1995-10-19 | 2006-04-06 | Hitachi Ltd | 走査形電子顕微鏡 |
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| US7368713B2 (en) | 2004-08-25 | 2008-05-06 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method and apparatus for inspecting semiconductor device |
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| TWI564926B (zh) * | 2013-12-02 | 2017-01-01 | 日立全球先端科技股份有限公司 | Scanning electron microscopy system and the use of its pattern measurement method and scanning electron microscopy |
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