JPS63215907A - 断面測定装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電子線を利用して試料の断面を測定する断面
測定装置、特にそのデータの収集に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のこの種の装置としては第３図、第４図に示すもの
があった。第３図は断面測定装置の構成を示す断面図で
あり、図において（１０）は電子銃、（２０）は電子光
学系、（３）は検出器、（４０）は試料、（５０）は試
料ステージである。断面測定装置は高真空中において電
子銃（１０）から放出された電子を高電圧で加速し、さ
らに電子光学系（２０）において電磁場による電子レン
ズにより集束し電子ビームとし、偏向電極により試料（
４０）の試料表面を走査する。試料（４０）に入射した
電子ビームは、そのエネルギーの大半を熱の発生として
失うが、一部は試料構成電子を励起あるいは電離し、ま
た散乱されて試料（４０）から飛び出し、二次電子、Ｘ
線、反射電子等の各１信号を発生する。この発生した各
種信号を検出器（３）により取り込んで諸種の物理量を
データとして測定するものである。第４図は断面測定装
置において形態測定を行う場合の実施例を説明するため
の部分拡大図で、図において（１）は試料表面、１２）
は電子ビーム、（３α）、（３ｂ）はそれぞれ検出器で
あり、形態測定には反射電子検出器が使われるが、分解
能を向上させるため近年では二次電子検出器も使用され
る。また第４図囚は電子ビーム（２）の入射点において
表面がＸ方向に平行場合、第４図（Ｂｌ　、　ＩｃＩは
それぞれ表面がＸ方向に対し傾斜している場合を示す（
但しＸ方向とは表面の平均的な方向を意味する）。通常
、断面プロファイルを得るＫはＸ−Ｙ二次元平面内にお
いて９０°ずれた位置にある検出器２個を使用する。

即ち、検出器（３α）の検出出力をＶａ、（３ｂ）の検
出出力をＶｂとすると、第４図ｔＡｌの場合Ｖα＝ｖｂ
。

第４図ｔＢｌ　（７）場合ｖα＜Ｖｂ、第４図１（：：
１）場合ｖａ＞ｖｂであり（Ｖａ　−Ｖｂ）／（Ｖａ＋
Ｖｂ）の値は表面の傾斜角の関数であり、この関数関係
はあらかじめ測定できるので、Ｖａの値及びｖｂの値を
測定すれば断面の傾斜角θを決定することができ、サン
プリング点を微小な間隔Δ２　ごとに定め各サンプリン
グ点ごとの傾斜角θを測定すれば、Δｚ　ｔａｎθ　を
積分することによって各サンプリング点の凹凸を決定す
ることができる。即ち、フラットな面を基準としてスタ
ートし、各サンプリング点の傾斜角を算出し、それを積
分していくことにより断面のＸ方向のプロファイルを得
ることができる。又、これを利用してＸ−Ｙ二次元平面
で順次Ｙ方向の位置を変えてプロファイルをとり、二次
元平面の高さを一度に表示するいわゆるエアロビューに
よる形態測定も行われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の断面測定装置では、試料表面のＸ−
Ｙ平面上の一方向（例えばＸ方向）へのラインプロファ
イルは容易に測定できるが、他の一方向（例えばＹ方向
）のラインプロファイルを測定する場合試料を回転させ
ねばならない。又、二次元平面の高さを一度に表示する
いわゆるエアロビューを得ようとする場合、各Ｘ方向の
スタート点を基準としてプロファイルを得ているので、
各スタート点の２方向の相対的な位置を、各スタート点
上を通るＹ軸に平行な線（これを基準線という）をプロ
ファイルして測定しておき、これを基準として測定しな
ければ正確なものにならないが、従来の装置ではこれが
困難であるという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
のでＸ−Ｙ二次元平面のＸ方向、Ｙ方向の何れにも容易
にラインプロファイルを測定できる断面測定装置を得る
ことを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかる断面測定装置は試料表面上の所定の高
さのＸ−Ｙ二次元平面上の少なくとも３箇所にそれぞれ
検出器を設置したものである。

〔作用〕

この発明においては試料表面上のＸ−Ｙ二次元平面内の
何れの方向にも試料を移動せず固定させたままラインプ
ロファイルを作成でき、容易に正確なエアロビューを測
定できる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図はこの発明による断面測定装置において形態測定
を行う場合の実施例を説明するためＸ−Ｙ平面へ投影し
た略平面図である。第１図において第３図と同一符号は
同−又は相当部分を示し、＜３ａｚ）、　（３６ｚ）、
　＜３ａｖ）、　（３ｂＶ）はそれぞれ検出器である。

次にこの発明の動作について説明する。この発明におい
てはＸ軸方向、Ｙ軸方向の２つのプロファイルを得るた
め４個の二次電子検出器を使用する。この４個の検出器
の位置は各Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のプロファイルを正確に
得るため、試料表面のＸ軸方向と平行Ｋ（３αＺ）　、
（３６Ｚ）　　が設置されＸ軸方向のラインプロファイ
ルを測定し、試料表面のＹ軸方向と平行に（３αｙ）　
、　（３ｂｙ）が設置されＹ軸方向のプロファイルを測
定する。各プロファイルの測定の方法は従来と同様に行
われるが、エアロビューを測定する場合、各Ｘ方向のス
タート点の一つを基準点とし、その位置の２方向の相対
位置をＺ二〇と定め、その位置から各Ｘ方向のスタート
点を含むＹ軸方向に平行な線をプロファイルして、各Ｘ
軸方向のスタート点の２方向の相対的位置を測定して、
この位置を基準に各Ｘ方向のプロファイルを測定して、
エアロビューを表示する。

したがって従来よりも正確なエアロビューを容易に作成
でき、又、Ｙ軸方向に２方向の位置が平坦な面を持たな
い試料に対してもエアロビューを容易に作成できること
になる。

又、第２図はこの発明の他の実施例を示す略平面図であ
り、第１図と同一符号は同−又は相当部分を示し、（３
α）　、　（３ｂＺ）　、　（３６１／）　　はそれぞ
ｔｔ検出ｉである。この実施例においてはＸ軸方向、Ｙ
軸方向の２つのプロファイルを得るため３個の二次電子
検出器を使用する、この３個の検出器の位置は各プロフ
ァイルを正確に得るためにＸ−Ｙ二次元平面内で（３α
）を中心として（３６Ｚ）、（３ｂｖ）　　がそれぞれ
９０°離れた位置に配置されることが望ましいが、これ
に準する角度で配置しても良い。

上記のように３個以上の検出器を配置し、電子ビーム（
２）をＸ軸方向に走査することでＸ方向のプロファイル
を得、電子ビームをＹ方向に走査することでＹ軸方向の
プロファイルを得ることができる。

なお、電子ビーム＋２１−Ｘ軸方向、Ｙ＠方向に走査す
ることは電子光学系の走査コイル（偏向コイル）によっ
て容易に行うことができる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、試料表面上の所定の高
さのＸ−Ｙ二次元平面上に少なくとも３箇所にそれぞれ
検出器を設置したことにより、Ｘ方向、Ｙ方向いずれに
も容易にラインプロファイルを測定でき、又、エアロビ
ューを作成する場合の基準線を容易に測定できるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による断面測定装置をＸ−Ｙ平面へ投
影した略平面図、第２図はこの発明の他の実施例を示す
略平面図、第３図は断面測定装置の構成を示す断面図、
第４図は形態測定を行う場合の実施例を説明するだめの
部分拡大図である。 （３ａ）　ｔ　（３（！Ｚ）　ｌ　（３ｂｚ）　ｐ　（
３αｙ）　＋　（３６ｙ）　　はそれぞれ検出器である
。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第３図 手続補正書（自制 昭和６２年　４月　７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 測定の対象となる試料表面に対し垂直な直線をＺ軸とす
   るＸ−Ｙ−Ｚ直角座標を想定しＺ軸に平行な平面により
   上記試料を切断すると仮定した場合の断面形状を測定す
   るため、当該断面上に微小な間隔ごとにサンプリング点
   を設け、各サンプリング点に電子ビームを時系列的に照
   射してその点から放射する二次電子を検出器で互いに異
   なる２方向において測定し、その測定結果から当該サン
   プリング点における断面が水平面となす角θを決定し、
   各サンプリング点で得られた上記角のθのｔａｎｇｅｎ
   ｔを積分して上記断面のプロファイルを決定する断面測
   定装置において、 試料表面上から所定の高さのＸ−Ｙ二次元平面内の少な
   くとも３箇所に上記検出器を設置し、これら検出器のう
   ち２箇所の検出器の組み合わせを第１の組合わせとして
   選択してこの第１の組合わせにおける２箇所の検出器を
   つらねる直線に平行な直線上における試料表面の断面の
   ラインプロファイルを測定し、上記第１の組合わせとは
   別の２箇所の検出器の組合わせを第２の組合わせとして
   選択してこの第２の組合わせにおける２箇所の検出器を
   連ねる直線上における試料表面の断面のラインプロファ
   イルを測定することを特徴とする断面測定装置。