JPH10302703A - 倍率、傾斜角測定法 - Google Patents
倍率、傾斜角測定法Info
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- JPH10302703A JPH10302703A JP10704697A JP10704697A JPH10302703A JP H10302703 A JPH10302703 A JP H10302703A JP 10704697 A JP10704697 A JP 10704697A JP 10704697 A JP10704697 A JP 10704697A JP H10302703 A JPH10302703 A JP H10302703A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】試料傾斜角度は更正された装置の指示値で知る
事ができるが、装置の動作のヒステリシスや試料位置の
わずかな差によって指示値と異なるため、厳密な値は得
られない。 【解決手段】電子顕微鏡用試料の薄膜化の際、検体試料
にあらかじめ寸法の分かった構造を含む結晶基板を密着
させておき、検体倍率、試料の正確な倍率と試料傾斜角
を正確にしかも簡便に求めることができる。
事ができるが、装置の動作のヒステリシスや試料位置の
わずかな差によって指示値と異なるため、厳密な値は得
られない。 【解決手段】電子顕微鏡用試料の薄膜化の際、検体試料
にあらかじめ寸法の分かった構造を含む結晶基板を密着
させておき、検体倍率、試料の正確な倍率と試料傾斜角
を正確にしかも簡便に求めることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は倍率、傾斜角測定法
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】超高真空技術や微細加工技術の飛躍的な
進歩により、原子オーダにいたる新機能材料や先端デバ
イス研究開発が加速度を増して進められている。これら
の研究開発には、作製した材料の物性，構造，組成等を
評価してフィードバックすることが必要である。この評
価手段として電子顕微鏡が広く使われている。また最近
では寸法検査，故障解析等の製作現場でのプロセス評価
手段としても活用されるようになった。このような背景
から、電子顕微鏡の測定データの高精度化，迅速化が急
務となっている。電子顕微鏡としては、狭義には透過電
子顕微鏡，走査電子顕微鏡を示すが、これらと同様に高
倍率で観察する機能を持つオージェ電子分析装置，走査
プローブ顕微鏡などへの応用も容易に考えられる。
進歩により、原子オーダにいたる新機能材料や先端デバ
イス研究開発が加速度を増して進められている。これら
の研究開発には、作製した材料の物性，構造，組成等を
評価してフィードバックすることが必要である。この評
価手段として電子顕微鏡が広く使われている。また最近
では寸法検査，故障解析等の製作現場でのプロセス評価
手段としても活用されるようになった。このような背景
から、電子顕微鏡の測定データの高精度化，迅速化が急
務となっている。電子顕微鏡としては、狭義には透過電
子顕微鏡，走査電子顕微鏡を示すが、これらと同様に高
倍率で観察する機能を持つオージェ電子分析装置，走査
プローブ顕微鏡などへの応用も容易に考えられる。
【０００３】従来、寸法を測定する際重要となる電子顕
微鏡像の倍率は、装置の指示値をそのまま使うか、市販
されている標準試料を使って時々更正している。また多
結晶の結晶方位測定や欠陥等の構造を解析するために試
料を傾斜する際の角度は、試料傾斜装置の表示値をその
まま使っている。
微鏡像の倍率は、装置の指示値をそのまま使うか、市販
されている標準試料を使って時々更正している。また多
結晶の結晶方位測定や欠陥等の構造を解析するために試
料を傾斜する際の角度は、試料傾斜装置の表示値をその
まま使っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】市販されている倍率更
正用の標準試料は、１万倍程度の低倍率更正用には0.2
μピッチで刻まれたグレーティングのレプリカが、高倍
率更正用には、格子像の撮影しやすいカーボングラファ
イト粉末や金の蒸着粒子が用いられている。この方法で
は検体試料とは別に観察・撮影をするため、検体試料の
観察時と全く同一条件（焦点距離，拡大率，露出等）で
測定する事は難しく、手間のかかる割には厳密な値は求
められない。また数十万倍の中高倍率用の適当な標準試
料も無い。試料傾斜角度は更正された装置の指示値で知
る事ができるが、装置の動作のヒステリシスや試料位置
のわずかな差によって指示値と異なるため、厳密な値は
得られない。
正用の標準試料は、１万倍程度の低倍率更正用には0.2
μピッチで刻まれたグレーティングのレプリカが、高倍
率更正用には、格子像の撮影しやすいカーボングラファ
イト粉末や金の蒸着粒子が用いられている。この方法で
は検体試料とは別に観察・撮影をするため、検体試料の
観察時と全く同一条件（焦点距離，拡大率，露出等）で
測定する事は難しく、手間のかかる割には厳密な値は求
められない。また数十万倍の中高倍率用の適当な標準試
料も無い。試料傾斜角度は更正された装置の指示値で知
る事ができるが、装置の動作のヒステリシスや試料位置
のわずかな差によって指示値と異なるため、厳密な値は
得られない。
【０００５】これらの問題の解決方法として、観察と同
時に測定データの倍率や傾斜角度を更正できる方法の考
案が必要となった。
時に測定データの倍率や傾斜角度を更正できる方法の考
案が必要となった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】一般に基板上に成膜した
膜の厚さや、デバイスの微細構造の寸法を電子顕微鏡を
用いて測定する場合、図１に示すような断面試料を作製
して観察する。断面部をより平坦に研磨するためと、観
察部が電子顕微鏡用試料の中心部に配置する目的で、表
面に平坦な基板（ダミー基板１とよぶ）を合わせて接着
（接着層２）した後、薄片化をする。ダミー基板１は、
通常、試料と同種のＳｉ基板やガラス基板が用いられ
る。本法では、このダミー基板１に倍率および傾斜角を
更正できる構造を持たせる手段により、目的構造の撮影
時に同じ条件でこの構造の写真を撮影しておき、正確な
倍率や傾斜角度を容易に求められることを特長とする。
膜の厚さや、デバイスの微細構造の寸法を電子顕微鏡を
用いて測定する場合、図１に示すような断面試料を作製
して観察する。断面部をより平坦に研磨するためと、観
察部が電子顕微鏡用試料の中心部に配置する目的で、表
面に平坦な基板（ダミー基板１とよぶ）を合わせて接着
（接着層２）した後、薄片化をする。ダミー基板１は、
通常、試料と同種のＳｉ基板やガラス基板が用いられ
る。本法では、このダミー基板１に倍率および傾斜角を
更正できる構造を持たせる手段により、目的構造の撮影
時に同じ条件でこの構造の写真を撮影しておき、正確な
倍率や傾斜角度を容易に求められることを特長とする。
【０００７】本発明を用いると、観察・撮影した際の正
確な倍率が容易に求められることから、対象となる材料
・デバイスの微細構造寸法を正確に求める事ができる。
また撮影した像の同一視野内に更正用の構造も含ませる
事ができるため、その写真，ネガをいかに拡大・縮小処
理をしても、構造の寸法を正確に知る事ができる。
確な倍率が容易に求められることから、対象となる材料
・デバイスの微細構造寸法を正確に求める事ができる。
また撮影した像の同一視野内に更正用の構造も含ませる
事ができるため、その写真，ネガをいかに拡大・縮小処
理をしても、構造の寸法を正確に知る事ができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図２に示す。考
案した更正用ダミー基板５はＧａＡｓ基板上にＡｌＡｓ
／ＧａＡｓを１０ｎｍ周期の超格子構造６を成膜した基
板を用いてある。検体試料である半導体デバイス３を約
２mm角に切断し、更正用ダミー基板５と接着する。この
試料を断面方向から機械研磨により約５０μ厚さまで薄
片化する。その後、イオン研磨法により接着界面に近い
デバイス部３が観察可能になるまで薄膜化する。図３に
この方法で作製した電子顕微鏡用試料を中高倍率で観察
した明視野像（説明図）を示す。図の上部には更正用ダ
ミー基板５の超格子構造６が縞模様（ＧａＡｓ層７／Ａ
ｌＡｓ層８）として観察できる。この周期が１０ｎｍで
あるため正確な倍率が測定でき、デバイス３の微細構造
の寸法が求められる。さらに正確に、または高倍率観察
時には、その視野の高倍率格子像（図４）を撮影して、
その（２００）原子面の格子像の間隔９がエックス線回
折の精密測定の結果０.２８２５ｎｍ であるため、さら
に正確な倍率を求める事ができる。同一視野内に標準ス
ケールがあるため、写真の引き伸ばし倍率に関係なく正
確な寸法が測定できる。
案した更正用ダミー基板５はＧａＡｓ基板上にＡｌＡｓ
／ＧａＡｓを１０ｎｍ周期の超格子構造６を成膜した基
板を用いてある。検体試料である半導体デバイス３を約
２mm角に切断し、更正用ダミー基板５と接着する。この
試料を断面方向から機械研磨により約５０μ厚さまで薄
片化する。その後、イオン研磨法により接着界面に近い
デバイス部３が観察可能になるまで薄膜化する。図３に
この方法で作製した電子顕微鏡用試料を中高倍率で観察
した明視野像（説明図）を示す。図の上部には更正用ダ
ミー基板５の超格子構造６が縞模様（ＧａＡｓ層７／Ａ
ｌＡｓ層８）として観察できる。この周期が１０ｎｍで
あるため正確な倍率が測定でき、デバイス３の微細構造
の寸法が求められる。さらに正確に、または高倍率観察
時には、その視野の高倍率格子像（図４）を撮影して、
その（２００）原子面の格子像の間隔９がエックス線回
折の精密測定の結果０.２８２５ｎｍ であるため、さら
に正確な倍率を求める事ができる。同一視野内に標準ス
ケールがあるため、写真の引き伸ばし倍率に関係なく正
確な寸法が測定できる。
【０００９】構造や倍率の関係で、同一視野に超格子構
造６を含められない場合は、目的場所の撮影後、試料移
動のみをして超格子構造６を視野内に入れ、次のフィル
ムに撮影しておく。両者を同一条件で引き伸ばせば正確
な倍率を求める事ができる。試料の傾斜角については、
検体試料の基板が単結晶でない時は、考案した更正用ダ
ミー基板５のＧａＡｓ基板部の電子線回折図形も記録し
ておけば、その図形中の電子線と回折斑点の関係から傾
斜角度を精度よく測定する事ができる。
造６を含められない場合は、目的場所の撮影後、試料移
動のみをして超格子構造６を視野内に入れ、次のフィル
ムに撮影しておく。両者を同一条件で引き伸ばせば正確
な倍率を求める事ができる。試料の傾斜角については、
検体試料の基板が単結晶でない時は、考案した更正用ダ
ミー基板５のＧａＡｓ基板部の電子線回折図形も記録し
ておけば、その図形中の電子線と回折斑点の関係から傾
斜角度を精度よく測定する事ができる。
【００１０】
【発明の効果】本発明により、微細化，薄膜化する先端
デバイス３や機能性材料の構造を電子顕微鏡で評価する
場合、従来より高精度でより迅速に、しかも信頼も高い
測定が可能になる。特に系統的で多数の測定が必要なプ
ロセス評価には効果的である。
デバイス３や機能性材料の構造を電子顕微鏡で評価する
場合、従来より高精度でより迅速に、しかも信頼も高い
測定が可能になる。特に系統的で多数の測定が必要なプ
ロセス評価には効果的である。
【図１】断面試料作製法の説明図。
【図２】更正用ダミー基板を用いた断面試料作製法の説
明図。
明図。
【図３】明視野像の説明図。
【図４】格子像の説明図。
１…ダミー基板、２…接着層、３…デバイス、４…デバ
イス基板、５…更正用ダミー基板、６…超格子構造、７
…ＧａＡｓ層、８…ＡｌＡｓ層、９…ＧａＡｓ（２０
０）格子間隔。
イス基板、５…更正用ダミー基板、６…超格子構造、７
…ＧａＡｓ層、８…ＡｌＡｓ層、９…ＧａＡｓ（２０
０）格子間隔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下津 輝穂 茨城県ひたちなか市堀口字長久保832番地 ２ 日立計測エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 金村 崇 茨城県ひたちなか市堀口字長久保832番地 ２ 日立計測エンジニアリング株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】電子顕微鏡用試料の薄膜化の際、検体試料
にあらかじめ寸法の分かった構造を含む結晶基板を密着
させておき、検体試料の正確な倍率と試料傾斜角を正確
にしかも簡便に求めることを特徴とする倍率、傾斜角測
定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10704697A JPH10302703A (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | 倍率、傾斜角測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10704697A JPH10302703A (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | 倍率、傾斜角測定法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10302703A true JPH10302703A (ja) | 1998-11-13 |
Family
ID=14449158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10704697A Pending JPH10302703A (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | 倍率、傾斜角測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10302703A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001045136A1 (en) * | 1999-12-14 | 2001-06-21 | Applied Materials, Inc. | Method and system for the examination of specimen using a charged particle beam |
| JP2006128146A (ja) * | 2006-02-09 | 2006-05-18 | Applied Materials Inc | 試料検査のための装置及びコラム |
| JP2007248082A (ja) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線装置に用いられる標準試料，荷電粒子線装置、及び荷電粒子線装置に用いられる標準試料の製造方法 |
| JP2008261689A (ja) * | 2007-04-11 | 2008-10-30 | Hitachi High-Technologies Corp | 校正用標準部材及びその作製方法、並びにそれを用いた電子ビーム装置 |
| JP2010093086A (ja) * | 2008-10-08 | 2010-04-22 | Sharp Corp | 半導体測定装置及び半導体測定方法、サンプル作製方法、並びに走査型容量顕微鏡 |
| US7800062B2 (en) * | 2002-06-11 | 2010-09-21 | Applied Materials, Inc. | Method and system for the examination of specimen |
| JP2011258576A (ja) * | 2011-08-29 | 2011-12-22 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線装置に用いられる標準試料，荷電粒子線装置、及び荷電粒子線装置に用いられる標準試料の製造方法 |
| WO2024034155A1 (ja) * | 2022-08-08 | 2024-02-15 | 株式会社日立製作所 | 透過電子顕微鏡に用いられる標準試料及びその製造方法、透過電子顕微鏡の調整方法、透過電子顕微鏡で得られた観察画像の解析方法 |
-
1997
- 1997-04-24 JP JP10704697A patent/JPH10302703A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001045136A1 (en) * | 1999-12-14 | 2001-06-21 | Applied Materials, Inc. | Method and system for the examination of specimen using a charged particle beam |
| JP2003517199A (ja) * | 1999-12-14 | 2003-05-20 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 試料検査のための方法及びシステム |
| US7800062B2 (en) * | 2002-06-11 | 2010-09-21 | Applied Materials, Inc. | Method and system for the examination of specimen |
| JP2006128146A (ja) * | 2006-02-09 | 2006-05-18 | Applied Materials Inc | 試料検査のための装置及びコラム |
| JP2007248082A (ja) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線装置に用いられる標準試料，荷電粒子線装置、及び荷電粒子線装置に用いられる標準試料の製造方法 |
| JP2008261689A (ja) * | 2007-04-11 | 2008-10-30 | Hitachi High-Technologies Corp | 校正用標準部材及びその作製方法、並びにそれを用いた電子ビーム装置 |
| JP2010093086A (ja) * | 2008-10-08 | 2010-04-22 | Sharp Corp | 半導体測定装置及び半導体測定方法、サンプル作製方法、並びに走査型容量顕微鏡 |
| JP2011258576A (ja) * | 2011-08-29 | 2011-12-22 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線装置に用いられる標準試料，荷電粒子線装置、及び荷電粒子線装置に用いられる標準試料の製造方法 |
| WO2024034155A1 (ja) * | 2022-08-08 | 2024-02-15 | 株式会社日立製作所 | 透過電子顕微鏡に用いられる標準試料及びその製造方法、透過電子顕微鏡の調整方法、透過電子顕微鏡で得られた観察画像の解析方法 |
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