TWI824474B - 試料檢查裝置、檢查系統、薄片試料製作裝置及試料之檢查方法 - Google Patents
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Abstract
試料檢查裝置(200),係具備有當試料(11)被設置在平台(8)上時會被實行之檢查手段,檢查手段,係具備有:(a)在使探針(10a)與導電體(11a)作接觸並且使探針(10b)與導電體(11b)作接觸的狀態下,使電子束(EB1)在試料(11)之表面上而掃描之步驟;和(b)一面與電子束(EB1)之掃描相互同步一面計測出探針(10a)與探針(10b)之間之電位差之變化之微分值之步驟;和(c)基於電位差之變化之微分值,而取得將存在於導電體(11a)與導電體(11b)之間之不良場所(12)作為亮部以及暗部來作了標示之DI-EBAC影像之步驟;和(d)從DI-EBAC影像而特定出不良場所(12)之方向之步驟。
Description
本發明,係有關於試料檢查裝置、檢查系統、薄片材料製作裝置以及試料之檢查方法,特別是有關於能夠特定出不良場所之方向的試料檢查裝置、和使用有試料檢查裝置之試料之檢查方法、和能夠使用特定出了不良場所之方向的畫像資料來進行試料之製作之薄片試料製作裝置、以及具備有試料檢查裝置與薄片試料製作裝置之檢查系統。
近年來,半導體裝置之微細化係日益進展。特別是,在具有立體構造之半導體裝置中,藉由與層積技術之間之組合,係在高積體化以及大容量化上有著飛躍性的進展。作為用以進行此種半導體裝置之解析的帶電粒子線裝置,係使用有掃描電子顯微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)等。
在被形成有複雜之電路的半導體試料之不良解析中,伴隨著半導體裝置的微細化,不良場所之特定係變得困難,並成為在解析中需要耗費龐大的時間。現今,在此種不良解析中,係使用有OBIRCH(雷射光束電阻異常偵測,Optical Beam Induced Resistance Change)或者是EB(電子束,Electron Beam)測試機等之解析裝置。
特別是,在關連於配線之不良解析的技術領域中,「將以電子束作為代表之帶電粒子線對於半導體試料進行照射並且使探針與試料作接觸,而針對被配線所吸收之電流或者是從半導體試料所放出之二次性之訊號(二次電子或反射電子等)進行解析,並進而畫像化」之技術係受到矚目。基於被配線所吸收之電流(吸收電流)而得到的訊號(吸收電流訊號)之分布影像,係被稱作電子束吸收電流(EBAC:Electron Beam Absorbed Current)影像。
例如,在專利文獻1中,係揭示有「對於試料表面之配線圖案照射帶電粒子線,並對於在與上述配線圖案作了接觸的2根之探針之間所流動的吸收電流進行測定」之吸收電流檢測裝置。在此裝置中,係在將所測定到的吸收電流轉換為電壓之電流/電壓轉換器與上述配線圖案之間,插入有具備特定之電阻值的輸出電壓調整用之輸入電阻。
又,在專利文獻2中,係揭示有一種技術,其係一面經由探針來對於藉由掃描型電子顯微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)探針之接觸所特定出的電路施加電壓,一面藉由帶電粒子線來對於試料進行掃描,而經由探針來對於被局部性地作了加熱的不良場所之電阻值之變化進行測定。藉由此,在先前之EBAC法中為難以檢測出來的高電阻之不良場所或者是起因於被埋沒於試料內部之不良場所而產生的訊號係成為容易被檢測出來。又,在專利文獻2中,係亦揭示有藉由將所取得的EBAC影像與SEM影像作重疊來特定出不良場所之位置的技術。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2008-203075號公報
[專利文獻2]國際公開第2017/038293號
[發明所欲解決之課題]
在專利文獻2中,藉由將EBAC影像與SEM影像作了重疊的合成影像,雖然能夠以某種程度的精確度來特定出不良場所之位置,但是,例如係無法特定出在短路不良中的短路之方向。故而,在使用像是集束離子束(FIB:Focused Ion Beam)裝置或者是FIB-SEM裝置一般之薄片試料製作裝置而進行不良場所之切斷以及薄膜化並進行不良場所之剖面觀察的工程中,係會有不良場所在不適當的方向上被切斷而導致不良場所之資訊喪失的情形。
本申請案之主要的目的,係在於提供一種能夠從EBAC影像而特定出不良方向之試料檢查裝置、和使用有該試料檢查裝置之檢查方法。又,另一目的,係在於在薄片試料製作裝置處而使用藉由試料檢查裝置所取得之資訊,來使不良場所被以適當之方向作切斷,而進行薄片試料之製作。其他之課題以及新穎之特徵,係可根據本說明書之記述以及所添附之圖面而成為明瞭。
[用以解決課題之手段]
若是針對在本申請案中所揭示之實施形態中的代表性之形態之概要作說明,則係如同下述一般。
其中一個實施形態中之帶電粒子線裝置,係具備有:電子源,係可照射電子束;和電子光學系統,係能夠進行前述電子束之集束以及掃描;和第1平台,係能夠設置於表面處被形成有第1導電體以及第2導電體之試料;和檢測器,係在前述電子束被照射至前述試料處時,用以檢測出從前述試料所產生之二次電子;和第1探針;和第2探針;和第1控制器,係對於前述電子源、前述電子光學系統、前述第1平台、前述檢測器、前述第1探針以及前述第2探針之各者之動作進行控制;和檢查手段,係當前述試料被設置於前述第1平台上時會被實行。於此,前述檢查手段,係具備有:(a)在使前述第1探針與前述第1導電體作接觸並且使前述第2探針與前述第2導電體作接觸的狀態下,使前述電子束在前述試料之表面上進行掃描之步驟;和(b)一面與在前述步驟(a)處之前述電子束之掃描相互同步一面對於前述第1探針與前述第2探針之間之電位差之變化之微分值作計測之步驟;和(c)基於在前述步驟(b)中所計測到的前述電位差之變化之微分值,而取得將存在於前述第1導電體與前述第2導電體之間之不良場所作為亮部與暗部來作了標示的DI-EBAC影像之步驟;和(d)根據在前述步驟(c)中所取得之前述DI-EBAC影像,而特定出前述不良場所之方向之步驟。
其中一個實施形態中之薄片試料製作裝置,係更進而具備有:離子源,係能夠照射離子束;和第2平台,係能夠設置於表面處被形成有第1導電體以及第2導電體之試料;和第2控制器,係對於前述離子源以及前述第2平台之各者之動作進行控制;和製作手段,係當前述試料被設置於前述第2平台上時會被實行。於此,前述製作手段,係具備有:(a)準備合成影像之步驟,該合成影像,係為將SEM影像或CAD影像與DI-EBAC影像作了重疊之合成影像,並且被標示有不良場所之方向,該SEM影像,係被攝像有前述第1導電體以及前述第2導電體,該CAD影像,係身為前述試料之設計資料並且標示有前述第1導電體以及前述第2導電體,該DI-EBAC影像,係將存在於前述第1導電體與前述第2導電體之間之前述不良場所作為亮部以及暗部來作了標示;和(b)在前述步驟(a)之後,參照在前述合成影像中所標示之前述不良場所之方向,而決定前述試料之切斷方向之步驟;和(c)在前述步驟(b)之後,基於前述切斷方向,而對於前述試料照射前述離子束並對於前述試料之一部分進行加工,藉由此來製作出包含有前述不良場所之剖面的薄片試料之步驟。
其中一個實施形態之檢查方法,係使用試料檢查裝置以及薄片試料製作裝置而進行。前述試料檢查裝置,係具備有:電子源,係可照射電子束;和電子光學系統,係能夠進行前述電子束之集束以及掃描;和第1平台,係能夠設置於表面處被形成有第1導電體以及第2導電體之試料;和檢測器,係在前述電子束被照射至前述試料處時,用以檢測出從前述試料所產生之二次電子;和第1探針;和第2探針;和第1控制器,係對於前述電子源、前述電子光學系統、前述第1平台、前述檢測器、前述第1探針以及前述第2探針之各者之動作進行控制。前述薄片試料製作裝置,係更具備有:離子源,係能夠照射離子束;和第2平台,係能夠設置前述試料;和第2控制器,係對於前述離子源以及前述第2平台之各者之動作進行控制,並且被與前述第1控制器作電性連接。又,試料之檢查方法,係具備有:(a)將前述試料設置於前述第1平台上之步驟;和(b)在前述步驟(a)之後,在使前述第1探針與前述第1導電體作接觸並且使前述第2探針與前述第2導電體作接觸的狀態下,使前述電子束在前述試料之表面上進行掃描之步驟;和(c)一面與在前述步驟(b)處之前述電子束之掃描相互同步一面對於前述第1探針與前述第2探針之間之電位差之變化之微分值作計測之步驟;和(d)基於在前述步驟(c)中所計測到的前述電位差之變化之微分值,而取得將存在於前述第1導電體與前述第2導電體之間之不良場所作為亮部與暗部來作了標示的DI-EBAC影像之步驟;和(f)根據在前述步驟(d)中所取得之前述DI-EBAC影像,而特定出前述不良場所之方向之步驟;和(g)一面與在前述步驟(a)處之前述電子束之掃描相互同步一面藉由前述檢測器而檢測出從前述試料所產生之二次電子,藉由此來取得對於前述第1導電體以及前述第2導電體作了攝像的SEM影像之步驟、或者是將身為前述試料之設計資料並且被標示有前述第1導電體以及前述第2導電體之CAD影像導入至前述第1控制器中之步驟;和(h)在前述步驟(f)以及前述步驟(g)之後,藉由取得將前述SEM影像或者是前述CAD影像與前述DI-EBAC影像作了重疊後的合成影像,而特定出前述不良場所之位置之步驟;和(i)在前述步驟(h)之後,將前述試料從前述試料檢查裝置而搬送至薄片試料製作裝置處,並將前述試料設置於前述第2平台上之步驟;和(j)將在前述步驟(h)中所取得之前述合成影像以及在前述步驟(f)中所特定出之前述不良場所之方向之資訊,從前述第1控制器而導入至前述第2控制器中之步驟;和(k)在前述步驟(j)之後,於前述合成影像中標示前述不良場所之方向之步驟;和(l)在前述步驟(k)之後,參照前述不良場所之方向,而決定前述試料之切斷方向之步驟;和(m)在前述步驟(l)之後,基於前述切斷方向,而對於前述試料照射前述離子束並對於前述試料之一部分進行加工,藉由此來製作出包含有前述不良場所之剖面的薄片試料之步驟。
[發明之效果]
若依據其中一個實施形態,則係可提供一種能夠從EBAC影像而特定出不良方向之試料檢查裝置、和使用有該試料檢查裝置之檢查方法。又,係可提供一種能夠基於藉由試料檢查裝置所取得之資訊來使不良場所被以適當之方向作切斷而進行薄片試料之製作的薄片試料製作裝置。
以下,針對實施形態,根據圖面而作詳細說明。另外,在用以對於實施形態作說明的全部圖面中,對於具備有相同功能之構件,係附加相同之元件符號,並省略其之重複說明。又,在以下之實施形態中,除非在特別必要時,否則原則上係並不反覆進行對於同一或相同之部分的說明。
(實施形態1)
<檢查系統之構成>
以下,使用圖1,針對能夠進行試料之檢查以及製作的檢查系統100之構成作說明。
如同圖1中所示一般,檢查系統100,係包含有試料檢查裝置200、薄片試料製作裝置300、電腦30、顯示裝置31、輸入裝置32以及記憶裝置33。
在試料檢查裝置200與薄片試料製作裝置300之間,係經由電腦30而相互通訊各種資訊。各種資訊,係為在試料檢查裝置200處而被進行檢查的試料之資訊、以及在薄片試料製作裝置300處所被製作的試料之資訊,例如,係為不良場所之位置座標、不良方向、製作場所之位置座標以及畫像資料等。此些之資訊,係被保存在電腦30所具備的記憶裝置33中。
在電腦30處,係被連接有顯示裝置31和輸入裝置32。於顯示裝置31處,係被顯示有GUI畫面等。在GUI畫面中,係顯示有EBAC影像以及SEM影像等之畫像資料、和使用者之各種指示等。使用者,係能夠一面對於GUI畫面作確認,一面使用輸入裝置32來輸入各種指示。於此情況,各種指示係被送訊至電腦30處,控制訊號係被從電腦30而傳輸至試料檢查裝置200以及薄片試料製作裝置300之各者的控制器處。
另外,輸入裝置32,例如係為鍵盤或滑鼠,記憶裝置33,例如係為快閃記憶體或硬碟。又,電腦30,係只要是能夠將資訊作通訊者即可,而亦可為網路或者是其他之資訊媒體等。
以下,使用圖2~圖6,針對在實施形態1中之試料檢查裝置200進行說明。試料檢查裝置200,係為帶電粒子線裝置,例如係為奈米探針。
如同在圖2中所示一般,試料檢查裝置200,係具備有試料室1、和被安裝於試料室1處之鏡筒2。在鏡筒2之內部,係被設置有可照射電子束(帶電粒子束)EB1之電子源(帶電粒子源)3、和能夠進行電子束EB1之集束以及掃描之電子光學系統4。電子光學系統4,例如,係包含有集束透鏡5、掃描線圈6以及對物透鏡7。
在試料室1之內部,於電子源3之下方處,係被設置有可進行3維性之移動並且能夠設置試料11之平台8。於此,係針對在平台8上被設置有包含不良場所12之試料11的情況作展示。
試料11,係包含有被形成有p型以及n型之雜質區域之半導體基板、被形成於上述半導體基板上之電晶體等之半導體元件、以及被形成於上述半導體元件上之配線等。於此,針對「在試料11之表面上,係被形成有構成上述配線之導電體11a以及導電體11b,於此些之間係存在有不良場所12」的情況作展示。
在試料室1中,例如係被設置有像是二次電子檢測器一般之檢測器9。在電子束EB1與試料11發生碰撞時,從試料11所產生的二次電子,係藉由檢測器9而被檢測出來。此被檢測出之二次電子,係藉由被與檢測器9
作了電性連接之畫像處理機器等,來作為觀察影像(SEM影像、二次電子影像)而被畫像資料化。另外,上述畫像處理機器,係被包含於後述之控制器C1中。
又,在試料室1處,係被設置有探針10a以及探針10b。藉由使探針10a與導電體11a作接觸並使探針10b與導電體11b作接觸,係能夠對於導電體11a、導電體11b以及不良場所12之電流、電位以及電阻值等進行計測。探針10a以及探針10b,係被與差動放大器20作電性連接,差動放大器20,係被與在控制器C1中所包含之畫像處理機器作電性連接。另外,於此雖係將探針之數量設為2根,但是,探針之數量係亦可為1根或者是3根以上的探針。
控制器C1,係被與鏡筒2(電子源3、電子光學系統4)、平台8、檢測器9、探針10a以及探針10b作電性連接,並對於此些之動作進行控制。又,控制器C1,係被與電腦30作電性連接。
若是電子束EB1被照射至試料11處,則電荷係積蓄於試料11中,在導電體11a與導電體11b之間係產生電位差。在導電體11a與導電體11b之間所產生的電位差,係藉由差動放大器20而被作放大,並作為輸出訊號而被輸入至控制器C1中,並且藉由控制器C1之上述畫像處理機器來作為EBAC影像而被畫像資料化。
另外,若是在導電體11a與導電體11b之間並不存在有導通,則係會於此些之間產生電位差。另一方面,當在此些之間存在有導通的情況時,於此些之間係並不會產生電位差。
藉由對於EBAC影像進行觀察,係能夠確認導電體11a與導電體11b之間之導通之有無,而能夠特定出短路不良(在原本不應存在有導通的導電體間存在有導通之不良)以及開路不良(在原本應存在有導通的導電體間並不存在有導通之不良)的場所。
控制器C1,係能夠在試料11上,於電子束EB1之各照射位置的每一者處而測定從差動放大器20所輸出之訊號,並製作出與輸出訊號之強度相對應的像素灰階資料。控制器C1,係因應於電子束EB1之偏向速度,而在每結束1個圖框之掃描時、每結束1條線之掃描時、或者是每結束1個像素之掃描時,作為畫像資料而將畫像灰階資料對於電腦30作輸出。電腦30,係將被輸出了的畫像資料顯示於顯示裝置31處。
圖3,係為將試料檢查裝置200的一部分作了擴大之重要部分示意圖,並為形成EBAC影像時之原理圖。
若是正在對於試料11之表面進行掃描的電子束EB1被照射至導電體11a處,則電荷係在探針10a中傳導並被輸入至差動放大器20之正側處。此時,若是具有某一電阻值之不良場所12為與導電體11a以及導電體11b相接,則電荷係會經由不良場所12而流動至導電體11b處,電荷係在探針10b中傳輸並被輸入至差動放大器20之負側處。導電體11b之電位,係會相較於導電體11a而作與由不良場所12所導致的電壓下降量相應之降低。
當不良場所12之電阻值為低的情況時,由於電壓下降量係為少,導電體11a與導電體11b之間之電位差係為少,因此,係能夠辨識出不良場所12係為短路不良。但是,當不良場所12之電阻值為高的情況時、例如不良場所12之電阻值係為較差動放大器20之輸入阻抗而更大的情況時,電流係成為難以經由不良場所12而流動。故而,在導電體11a與導電體11b之間係會產生電位差,而有著會變得難以與並不存在有不良場所12之狀態相互區別的問題。
為了解決此種問題,在實施形態1之試料檢查裝置200中,係於探針10a以及探針10b與差動放大器20之間,設置有微分電路。亦即是,在探針10a與探針10b之間,係被設置有被與探針10a作電性連接之可變電阻元件21a、和被與可變電阻元件21a作電性連接之定電壓電源22a、和被與定電壓電源22a作電性連接之定電壓電源22b、和被與定電壓電源22b以及探針10b作電性連接之可變電阻元件21b。又,在可變電阻元件21a與差動放大器20之間,係被設置有電容器23a,在可變電阻元件21b與差動放大器20之間,係被設置有電容器23b。
又,為了使差動放大器20之輸入偏壓電流逃逸至接地處以保護差動放大器20,在電容器23a與差動放大器20之間,係被設置有電阻元件24a,在電容器23b與差動放大器20之間,係被設置有電阻元件24b。
在使探針10a與導電體11a作接觸並使探針10b與導電體11b作接觸的狀態下,於不良場所12處,係恆常被供給有電力。亦即是,在上述狀態下,於不良場所12處,係恆常從定電壓電源22a以及定電壓電源22b而被施加有電壓。
若是正在對於試料11之表面進行掃描的電子束EB1被照射至不良場所12處,則起因於與電子束EB1之加速電壓成正比之動能,不良場所12係被加熱,不良場所12之電阻值係增加。若是電子束EB1之照射結束,則不良場所12之熱係被朝向其之周圍而放出。其結果,伴隨著不良場所12之溫度的降低,不良場所12之電阻值亦係恢復為原本的狀態。故而,探針10a與探針10b之間之電位,在電子束EB1正被照射於不良場所12處的期間中,係會作大幅度的變化。
一般而言,在包含有導電體11a以及導電體11b之試料11與不良場所12處,起因於熱傳導率以及電阻值之溫度特性之差異,起因於電子束EB1之照射所導致的電阻值之變化係為相異。故而,假設就算是不良場所12之電阻值為非常高,也能夠藉由對於探針10a與探針10b之間之電位差之變化(不良場所12之電阻值之變化)進行計測,來檢測出起因於不良場所12所導致的輸出訊號。
雖然亦可藉由差動放大器20來直接檢測出輸出訊號,但是,此輸出訊號,相較於先前技術之EBAC訊號係為微小。因此,藉由將探針10a與探針10b之間之電位差之變化以電容器23a以及電容器23b來微分化,並將電位差之變化之微分值對於差動放大器20作輸出,係能夠以良好之精確度來檢測出微小之輸出訊號。由於係經由有電容器23a以及電容器23b,因此也不會有差動放大器20之輸入阻抗之影響。又,藉由對於可變電阻元件21a以及可變電阻元件21b之各者之電阻值進行調整,係成為能夠對於具有任意之電阻值之不良場所12而進行對應。另外,關於包含有此種微分電路之差動放大器20之詳細的原理,係可參照上述之專利文獻2。
如此這般,藉由一面與電子束EB1之掃描相互同步一面對於探針10a與探針10b之間之電位差之變化之微分值(探針10a與探針10b之間之電阻值之變化)進行計測,係能夠取得DI-EBAC(Dynamic Induced Electron Beam Absorbed Current)影像。
圖4,係對於使用探針來產生EBAC影像並檢測出不良場所12的模式作展示。在圖4中,係揭示有CURR模式、DIFF模式以及DI-EBAC模式之3個的檢測方法。CURR模式主要係被使用在開路不良之檢測中,DIFF模式主要係被使用在高電阻不良之檢測中,DI-EBAC模式主要係被使用在短路不良之檢測中。
在CURR模式中,係在使1根的探針10a與導電體11a作了接觸的狀態下,使電子束EB1在試料11上進行掃描,並將被探針10a所吸收之電流值作為輸出訊號,而產生EBAC影像41。在此模式中,當電子束EB1被照射至導電體11a處的情況時,藉由探針10a所檢測出的電流值係變大,電流值為大之部分係作為暗部而被作顯示。
在DIFF模式中,係在使探針10a與導電體11a作接觸並且使探針10b與導電體11b作接觸的狀態下,使電子束EB1在試料11上進行掃描,並將被探針10a以及探針10b所吸收之電流值作為輸出訊號,而產生EBAC影像42。由於在不良場所12之前後而被探針10a以及探針10b所吸收的電流值係會有大幅度的變化,因此,該變化係作為亮部以及暗部而被作顯示。
在DI-EBAC模式中,係適用有在圖3中所示之差動放大器20以及微分電路。在使探針10a與導電體11a作接觸並且使探針10b與導電體11b作接觸的狀態下,使電子束EB1在試料11上進行掃描,並將探針10a與探針10b之間之電位差之變化之微分值作為輸出訊號,而產生EBAC影像(DI-EBAC影像)43。在此模式中,由於探針10a與探針10b之間之電位差之變化之微分值係會依存於不良場所12之方向而有大幅度的變化,因此,該變化係作為亮部以及暗部而被作顯示。
圖5,係為使用直方圖來抽出不良場所12的概念圖。
在CURR模式中,圖5之橫軸,係代表被探針10a所吸收的電流值之變化,圖5之縱軸,係代表相同之變化所發生的次數。另外,在圖中所示之基礎線BL,係為直方圖44之中之電流值之變化為最小的場所、或者是次數為最多的場所。
在CURR模式中,由於不良場所12係作為暗點而被觀察到,因此,如同在直方圖44中所示一般,係將相對於基礎線BL而電流值之變化為充分大的場所(於負側而為大之場所)作為暗部46來抽出,並作為不良場所12而特定出來。
在DIFF模式中,圖5之橫軸,係代表被探針10a以及探針10b所吸收的電流值之變化,圖5之縱軸,係代表相同之變化所發生的次數。另外,在圖中所示之基礎線BL,係為直方圖45之中之電流值之變化為最小的場所、或者是次數為最多的場所。
在DIFF模式中,如同在直方圖45中所示一般,係將相對於基礎線BL而電流值之變化為於負側而充分大的場所作為暗部46來抽出,並作為不良場所12而特定出來。又,係將相對於基礎線BL而電流值之變化為於正側而充分大的場所作為亮部47來抽出,並作為不良場所12而特定出來。
在DI-EBAC模式中,圖5之橫軸,係代表探針10a與探針10b之間之電位差之變化之微分值,圖5之縱軸,係代表上述微分值所發生的次數。另外,在圖中所示之基礎線BL,係為直方圖45之中之上述微分值為最小的場所、或者是次數為最多的場所。
在DI-EBAC模式中,如同在直方圖45中所示一般,係將相對於基礎線BL而上述微分值為於負側而充分大的場所作為暗部46來抽出,並作為不良場所12而特定出來。又,係將相對於基礎線BL而上述微分值之變化為於正側而充分大的場所作為亮部47來抽出,並作為不良場所12而特定出來。
由於藉由電子束EB1而被作掃描的場所之大部分係為不良場所12以外的場所,因此,不良場所12以外的場所之次數係必然性地會變多。又,隨著從不良場所12而遠離,電流值之變化或者是電位差之變化之微分值係會變小。故而,藉由如同上述一般地來設定基礎線BL,係成為容易進行不良場所12之特定。
電流值之變化為最大的場所、或者是上述微分值為最大的場所,由於係為不良場所12之位置,因此,藉由把將對比抽出之場所(將暗部46或亮部47抽出之場所)限制於此些之場所,係能夠特定出不良場所12。
圖6,係為對於在DI-EBAC模式中之電位差之變化之微分值與不良場所12之位置之間的關係作展示之圖表。圖6之橫軸之不良場所12之位置,係對應於在圖4之DI-EBAC影像中所示之A-A’之位置。
如同在圖6中所示一般,藉由將於正側以及負側處而為充分大的電位差之變化之微分值從直方圖45而抽出,係能夠顯示對比為大之暗部46以及亮部47,而能夠容易地進行不良場所12之特定。
另外,在直方圖44以及直方圖45中,關於要將何者之場所作為暗部46或亮部47而抽出一事,係可讓使用者適宜作選擇,亦可藉由使在控制器C1中所包含之人工智慧對於過去之資料進行機械學習,來使控制器C1自動性地作選擇。
又,在CURR模式或者是DI-EBAC模式中,係會有例外性地起因於被形成於半導體基板處之pn接合而導致發生亮點以及暗點的情況。通常,起因於電子束之照射所產生的電子、電洞對,係會立即進行再結合。但是,在pn接合之近旁處,起因於電場,電子、電洞對之發生係被加速,並被激勵有其他之電子,起因於此,EBAC反應係發生。
在進行了如同上述一般之由直方圖所致之抽出的情況時,基於同樣的理由,起因於pn接合所導致的亮點以及暗點也會被抽出,而會有將此些誤認為不良場所的情況。另一方面,亮點以及暗點,係被包含於除了不良場所12以外的場所處。因此,藉由從直方圖來作為不良場所12而將暗部46以及亮部47抽出,係能夠產生將亮點以及暗點作了去除的畫像資料。故而,係能夠對於不良場所之誤認作抑制。
<試料之檢查方法(檢查手段)>
以下,使用圖7以及圖8A~圖8D,針對使用試料檢查裝置200所進行的試料11之檢查方法進行說明。另外,試料11之檢查方法,係以上述之DI-EBAC模式來進行。又,身為試料11之檢查方法的步驟S1~S6之中之步驟S2~S6,係為當試料11被設置在了平台8上時所被實行之檢查手段,而也可以說是試料檢查裝置200所具備的檢查手段。
首先,在步驟S1中,係例如如同在圖2中所示一般,由使用者來將試料11設置在試料檢查裝置200之平台8上。
在步驟S2中,係藉由控制器C1之控制,來在使探針10a與導電體11a作接觸並且使探針10b與導電體11b作接觸的狀態下,使電子束EB1在試料11之表面上進行掃描。接著,一面與電子束EB1之掃描相互同步,一面在控制器C1處,對於探針10a與探針10b之間之電位差之變化之微分值進行計測。
在步驟S3中,係基於在步驟S2中所計測到的電位差之變化之微分值,而在控制器C1處,取得將存在於導電體11a與導電體11b之間之不良場所12作為亮部47與暗部46來作了標示的DI-EBAC影像43。
亦即是,首先,如同在圖5中所示一般,在控制器C1處,產生在步驟S2中所計測到的電位差之變化之微分值之直方圖45。接著,以直方圖45中之電位差之變化之微分值為最小之處作為基礎線BL,並將相對於基礎線BL而電位差之變化之微分值為充分大之場所,特定為不良場所12。接著,藉由控制器C1,而取得將所特定出的不良場所12作為亮部47與暗部46來作了標示的DI-EBAC影像43。
另外,根據基礎線BL而特定出不良場所12之作業、亦即是關於要將何者之場所作為暗部46或亮部47而抽出一事之作業,係可讓使用者適宜作選擇,亦可藉由使在控制器C1中所包含之人工智慧對於過去之資料進行機械學習,來使控制器C1自動性地作選擇。
在步驟S4中,如同在圖8A中所示一般,係根據在步驟S3中所取得之DI-EBAC影像43,而特定出不良場所12之方向,並在DI-EBAC影像43中,顯示不良場所12之方向48。於此,作為標示方向48之方法,雖係在DI-EBAC影像中顯示有箭頭,但是,標示方向48之方法,係並不被限定於箭頭,而亦可採用其他之方法。
又,不良場所12之方向48,係作為相對於亮部47與暗部46之間之邊界而為垂直之方向,而被特定出來。另外,特定出方向48之作業,係可由使用者來進行,亦可由在控制器C1中所包含之人工智慧來進行。
在步驟S5中,如同在圖8B中所示一般,係藉由控制器C1,而一面與在步驟S2處之電子束EB1之掃描相互同步一面藉由檢測器9而檢測出從試料11所產生之二次電子,藉由此來取得對於導電體11a以及導電體11b作了攝像的SEM影像49。另外,在SEM影像49中,係亦被攝像有探針10a以及探針10b。
在步驟S6中,如同在圖8C中所示一般,係藉由控制器C1,而取得將SEM影像49與DI-EBAC影像43作了重疊的重疊影像(合成影像)50。若是僅根據DI-EBAC影像43,則不良場所12與導電體11a以及導電體11b等之間的位置關係係並不明確,但是,藉由產生合成影像50,係能夠特定出不良場所12之位置。
於此,在步驟S5處,係亦可替代取得SEM影像49,而將CAD影像導入至控制器C1中。之後,在步驟S6中,係亦可取得將CAD影像與DI-EBAC影像43作了重疊的重疊影像(合成影像)50。CAD影像,係為試料11之設定資料,並且為被標示有導電體11a以及導電體11b之資料。故而,就算是在適用了CAD影像的情況時,也能夠特定出不良場所12之位置。
又,如同在圖8D中所示一般,在步驟S3中,係亦可從直方圖45而僅將電位差之變化之微分值為特別大的場所抽出,並產生DI-EBAC影像。於此情況,藉由產生將此DI-EBAC影像與SEM影像49或CAD影像作了重疊的合成影像51,係能夠以更良好的精確度而特定出不良場所12之位置。
又,為了提升視覺辨認性,係亦可在對於DI-EBAC影像43而附加上顏色之後,再將SEM影像49或者是CAD影像與DI-EBAC影像43作重疊。
如此這般,若依據實施形態1,則係可提供一種能夠特定出不良場所12之方向48之試料檢查裝置200、和使用有該試料檢查裝置200之檢查方法。藉由此,由於例如係可將在短路不良中之短路的方向特定出來,因此,在使用薄片試料製作裝置300而進行不良場所12之剖面觀察的情況時,係能夠對於「不良場所12在不適當的方向上被切斷而導致不良場所12之資訊喪失」的問題作抑
制。
另外,在上述之試料檢查方法中,雖係針對DI-EBAC模式之DI-EBAC影像43來作了說明,但是,針對在圖4中所示之CURR模式之EBAC影像41以及DIFF模式之EBAC影像42,係亦可進行步驟S1~S6。
在CURR模式以及DIFF模式中,係預先得知不良場所12之方向乃是圖4之橫方向。但是,藉由使用在圖5中所示之直方圖44以及直方圖45來將相對於基礎線BL而電流值之變化為充分大的場所作為暗部46以及亮部47來抽出,係能夠作為更加鮮明之對比度而進行不良場所12之特定。又,藉由產生將成為了更加鮮明的對比度之EBAC影像41或EBAC影像42與SEM影像49或CAD影像作了重疊的合成影像,不良場所12之位置的特定係變得容易。
以下,使用圖9,針對在實施形態1中之薄片試料製作裝置300進行說明。薄片試料製作裝置300,係為帶電粒子線裝置,例如係為FIB-SEM裝置。
薄片試料製作裝置300,係具備有試料室61、和被安裝於試料室61處之離子束柱62以及電子束柱64。
離子束柱62,係包含有像是能夠照射離子束(帶電粒子束)IB之離子源63、用以聚光離子束IB之透鏡以及用以使離子束IB進行掃描並且進行橫移之偏向系統等的
作為FIB裝置所必要的所有之構成要素。
電子束柱64,係包含有像是能夠照射電子束(帶電粒子束)EB2之電子源65、用以聚光電子束EB2之透鏡以及用以使電子束EB2進行掃描並且進行橫移之偏向系統等的作為SEM裝置所必要的所有之構成要素。
通過了離子束柱62之後的離子束IB以及通過了電子束柱64之後的電子束EB2,係主要被聚光於身為離子束柱之光軸與電子束柱之光軸之間之交點的交叉點CP處。
於此,雖係將離子束柱62作垂直配置並將電子束柱64作傾斜配置,但是,係並不被限定於此,而亦可將離子束柱62作傾斜配置並將電子束柱64作垂直配置。又,係亦可將離子束柱62以及電子束柱64之雙方作傾斜配置。
在試料室61之內部,係被設置有可進行3維性之移動並且能夠設置試料11之平台66。平台66,係被設置在會使離子束IB以及電子束EB2被照射至試料11上的位置處。
在試料室1中,例如係被設置有像是二次電子檢測器一般之檢測器67。在電子束EB2與試料11發生碰撞時,從試料11所產生的二次電子,係藉由檢測器67而被檢測出來。此被檢測出之二次電子,係藉由被與檢測器67作了電性連接之畫像處理機器等,來作為觀察影像(SEM影像、二次電子影像)而被畫像資料化。另外,上述畫像
處理機器,係被包含於後述之控制器C2中。又,檢測器67,係亦可為不只是能夠檢測出電子並且也能夠檢測出來子的複合帶電粒子檢測器。
裝卸器68,係以能夠到達會使離子束IB以及電子束EB2被照射至試料11上之位置處的方式,而被設置在試料室61內。裝卸器68,係可進行3維性之移動,例如係為奈米鑷(Nano tweezers)或者是微探針(Microprobe)。
控制器C2,係被與離子束柱62、電子束柱64、平台66、檢測器67以及裝卸器68作電性連接,並對於此些之動作進行控制。又,控制器C2,係被與電腦30作電性連接。
藉由一面對於藉由電子束柱64所產生的SEM影像進行確認一面對於試料11照射離子束IB,試料11之一部分係被加工,而能夠製作出包含有不良場所12之剖面的薄片試料。所製作出的薄片試料,係能夠藉由操作裝卸器68來從試料11而取得。
以下,使用圖10以及圖11,針對使用薄片試料製作裝置300所進行的試料11之檢查方法(薄片試料之製作方法)進行說明。圖10中所示之步驟S7~S10,係為接續於圖7之步驟S1~S6的試料11之檢查方法。又,步驟S8~S10,係為當試料11被設置在了平台66上時所被實行之製作手段,而也可以說是薄片試料製作裝置300所具備的製作手段。
在步驟S7中,首先,係將試料11從試料檢查裝置200而搬送至薄片試料製作裝置300處。接著,例如如同在圖9中所示一般,由使用者來將試料11設置在薄片試料製作裝置300之平台66上。
在步驟S8中,係將在步驟S6中所取得之合成影像50以及在步驟S4中所特定出之不良場所12之方向48之資訊,從控制器C1而導入至控制器C2中。接著,在合成影像50中標示不良場所12之方向48。
例如,如同在圖11中所示一般,在顯示裝置31之GUI畫面上,係設置有不良位置之顯示按鍵34、和不良方向之顯示按鍵35。藉由讓使用者按壓顯示按鍵34,合成影像50係被顯示於顯示裝置31之GUI畫面上,藉由讓使用者按下顯示按鍵35,方向48係被顯示於顯示裝置31之GUI畫面上。
另外,方向48,係亦可無關於使用者之選擇地,而藉由控制器C1來自動性地展示於合成影像50中。亦即是,係只要在後述之步驟S9之前,準備被標示有方向48之合成影像50即可。
在步驟S9處,係參照在合成影像50中所標示之不良場所12之方向48,而決定試料11之切斷方向。此決定作業,係可由使用者來進行,亦可由在控制器C1中所包含之人工智慧來進行。
在步驟S10中,係基於在步驟S9處所決定的切斷方向,而藉由控制器C1來對於試料11照射離子束IB並對於試料11之一部分進行加工,藉由此來製作出包含有不良場所12之剖面的薄片試料。
如此這般,若依據實施形態1,則係可提供一種能夠基於藉由試料檢查裝置200所取得之資訊來使不良場所12被以適當之方向作切斷而進行薄片試料之製作的薄片試料製作裝置300。
另外,在圖1中雖並未圖示,但是,檢查系統100,係包含有被與電腦30作了電性連接的解析用之帶電粒子線裝置。此種帶電粒子線裝置,例如係為穿透式電子顯微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)。在步驟S10處所製作出的薄片試料,係被搬送至穿透式電子顯微鏡處。之後,在穿透式電子顯微鏡之內部,係進行有不良場所12之剖面的詳細之解析。
以上,雖係基於上述實施形態而針對本發明作了具體性之說明,但是,本發明係並不被限定於上述之實施形態,在不脫離其要旨的範圍內,係可作各種之變更。
1:試料室
2:鏡筒
3:電子源
4:電子光學系統
5:集束透鏡
6:掃描線圈
7:對物透鏡
8:平台
9:檢測器
10a,10b:探針
11:試料
11a,11b:導電體
12:不良場所
20:差動放大器
21a,21b:可變電阻元件
22a,22b:定電壓電源
23a,23b:電容器
24a,24b:電阻元件
30:電腦
31:顯示裝置
32:輸入裝置
33:記憶裝置
34:不良位置之顯示按鍵
35:不良方向之顯示按鍵
41~43:EBAC影像
44,45:直方圖
46:暗部
47:亮部
48:不良場所之方向
49:SEM影像
50,51:合成影像(重疊影像)
61:試料室
62:離子束柱
63:離子源
64:電子束柱
65:電子源
66:平台
67:檢測器
68:裝卸器
100:檢查系統
200:試料檢查裝置
300:薄片試料製作裝置
BL:基礎線
C1:控制器
C2:控制器
CP:交叉點
EB1,EB2:電子束
IB:離子束
S1~S10:步驟
[圖1]係為對於在實施形態1中之檢查系統作展示之示意圖。
[圖2]係為對於在實施形態1中之試料檢查裝置作展示之示意圖。
[圖3]係為將在實施形態1中之試料檢查裝置的一部分作了擴大之重要部分示意圖。
[圖4]係為對於CURR模式、DIFF模式以及DI-EBAC模式作展示的示意圖。
[圖5]係為對於藉由CURR模式、DIFF模式以及DI-EBAC模式所得到的直方圖作展示之概念圖。
[圖6]係為對於在DI-EBAC模式中之電位差之變化之微分值與不良場所之位置之間的關係作展示之圖表。
[圖7]係為對於在實施形態1中之試料之檢查方法(檢查手段)作展示之流程圖。
[圖8A]係為對於在實施形態1中之DI-EBAC影像作展示之示意圖。
[圖8B]係為對於在實施形態1中之SEM影像作展示之示意圖。
[圖8C]係為對於將在實施形態1中之SEM影像與DI-EBAC影像作了重疊後的合成影像作展示之示意圖。
[圖8D]係為對於將在實施形態1中之SEM影像與DI-EBAC影像作了重疊後的合成影像作展示之示意圖。
[圖9]係為對於在實施形態1中之薄片試料製作裝置作展示之示意圖。
[圖10]係為對於在實施形態1中之試料之檢查方法(檢查手段)作展示之流程圖。
[圖11]係為正在對於實施形態1中之薄片試料製作裝置進行操作中之畫面。
30:電腦
31:顯示裝置
32:輸入裝置
33:記憶裝置
100:檢查系統
200:試料檢查裝置
300:薄片試料製作裝置
Claims (14)
- 一種試料檢查裝置,係具備有:電子源,係可照射電子束;和電子光學系統,係能夠進行前述電子束之集束以及掃描;和第1平台,係能夠設置於表面處被形成有第1導電體以及第2導電體之試料;和檢測器,係在前述電子束被照射至前述試料處時,用以檢測出從前述試料所產生之二次電子;和第1探針;和第2探針;和第1控制器,係對於前述電子源、前述電子光學系統、前述第1平台、前述檢測器、前述第1探針以及前述第2探針之各者之動作進行控制;和檢查手段,係當前述試料被設置於前述第1平台上時會被實行,前述檢查手段,係具備有:(a)在使前述第1探針與前述第1導電體作接觸並且使前述第2探針與前述第2導電體作接觸的狀態下,使前述電子束在前述試料之表面上進行掃描之步驟;和(b)一面與在前述步驟(a)處之前述電子束之掃描相互同步一面對於前述第1探針與前述第2探針之間之電位差之變化之微分值作計測之步驟;和(c)基於在前述步驟(b)中所計測到的前述電位差之變 化之微分值,而取得將存在於前述第1導電體與前述第2導電體之間之不良場所作為亮部與暗部來作了標示的DI-EBAC影像之步驟;和(d)根據在前述步驟(c)中所取得之前述DI-EBAC影像,而特定出前述不良場所之方向之步驟。
- 如請求項1所記載之試料檢查裝置,其中,前述步驟(c),係具備有:(c1)產生在前述步驟(b)中所計測到的前述電位差之變化之微分值之直方圖之步驟;和(c2)以前述直方圖中之前述電位差之變化之微分值為最小之處作為基礎線,並將相對於前述基礎線而前述電位差之變化之微分值為充分大之場所,特定為前述不良場所之步驟;和(c3)取得將在前述步驟(c2)中所特定出之前述不良場所作為前述亮部與前述暗部來作了標示的前述DI-EBAC影像之步驟。
- 如請求項1所記載之試料檢查裝置,其中,在前述步驟(d)中,係將相對於前述亮部與前述暗部之間之邊界而為垂直之方向,特定為前述不良場所之方向。
- 如請求項1所記載之試料檢查裝置,其中, 前述第1探針以及前述第2探針,係經由差動放大器而被與前述第1控制器作電性連接,在前述第1探針與前述第2探針之間,係被設置有被與前述第1探針作電性連接之第1可變電阻元件、和被與前述第1可變電阻元件作電性連接之第1定電壓電源、和被與前述第1定電壓電源作電性連接之第2定電壓電源、和被與前述第2定電壓電源以及前述第2探針作電性連接之第2可變電阻元件,在前述第1可變電阻元件與前述差動放大器之間,係被設置有第1電容器,在前述第2可變電阻元件與前述差動放大器之間,係被設置有第2電容器,在前述步驟(a)中,於前述不良場所處,係恆常從前述第1定電壓電源以及前述第2定電壓電源而被施加有電壓。
- 如請求項1所記載之試料檢查裝置,其中,前述檢查手段,係更進而具備有:(e)一面與在前述步驟(a)處之前述電子束之掃描相互同步一面藉由前述檢測器而檢測出從前述試料所產生之二次電子,藉由此來取得攝像有前述第1導電體以及前述第2導電體的SEM影像之步驟;和(f)藉由取得將前述SEM影像與前述DI-EBAC影像作了重疊後的第1合成影像,而特定出前述不良場所之位置之步驟。
- 如請求項1所記載之試料檢查裝置,其中,前述檢查手段,係更進而具備有:(e)將身為前述試料之設計資料並且被標示有前述第1導電體以及前述第2導電體之CAD影像導入至前述第1控制器中之步驟;和(f)藉由取得將前述CAD影像與前述DI-EBAC影像作了重疊後的第2合成影像,而特定出前述不良場所之位置之步驟。
- 一種檢查系統,係包含有如請求項5所記載之試料檢查裝置、和薄片試料製作裝置,前述薄片試料製作裝置,係更進而具備有:離子源,係能夠照射離子束;和第2平台,係能夠設置前述試料;和第2控制器,係對於前述離子源以及前述第2平台之各者之動作進行控制,並且被與前述第1控制器作電性連接;和製作手段,係當前述試料被設置於前述第2平台上時會被實行,前述製作手段,係具備有:(g)將在前述步驟(f)中所取得之前述第1合成影像以及在前述步驟(d)中所特定出之前述不良場所之方向之資訊,從前述第1控制器而導入至前述第2控制器中之步驟;和 (h)在前述步驟(g)之後,於前述第1合成影像中標示前述不良場所之方向之步驟;和(i)在前述步驟(h)之後,參照前述不良場所之方向,而決定前述試料之切斷方向之步驟;和(j)在前述步驟(i)之後,基於前述切斷方向,而對於前述試料照射前述離子束並對於前述試料之一部分進行加工,藉由此來製作出包含有前述不良場所之剖面的薄片試料之步驟。
- 一種檢查系統,係包含有如請求項6所記載之試料檢查裝置、和薄片試料製作裝置,前述薄片試料製作裝置,係更進而具備有:離子源,係能夠照射離子束;和第2平台,係能夠設置前述試料;和第2控制器,係對於前述離子源以及前述第2平台之各者之動作進行控制,並且被與前述第1控制器作電性連接;和製作手段,係當前述試料被設置於前述第2平台上時會被實行,前述製作手段,係具備有:(g)將在前述步驟(f)中所取得之前述第2合成影像以及在前述步驟(d)中所特定出之前述不良場所之方向之資訊,從前述第1控制器而導入至前述第2控制器中之步驟;和(h)在前述步驟(g)之後,於前述第2合成影像中標示前 述不良場所之方向之步驟;和(i)在前述步驟(h)之後,參照前述不良場所之方向,而決定前述試料之切斷方向之步驟;和(j)在前述步驟(i)之後,基於前述切斷方向,而對於前述試料照射前述離子束並對於前述試料之一部分進行加工,藉由此來製作出包含有前述不良場所之剖面的薄片試料之步驟。
- 一種薄片試料製作裝置,係更進而具備有:離子源,係能夠照射離子束;和第2平台,係能夠設置於表面處被形成有第1導電體以及第2導電體之試料;和第2控制器,係對於前述離子源以及前述第2平台之各者之動作進行控制;和製作手段,係當前述試料被設置於前述第2平台上時會被實行,前述製作手段,係具備有:(a)準備合成影像之步驟,該合成影像係為將SEM影像或CAD影像與DI-EBAC影像作了重疊之合成影像,並且被標示有不良場所之方向,該SEM影像係被攝像有前述第1導電體以及前述第2導電體,該CAD影像係身為前述試料之設計資料並且標示有前述第1導電體以及前述第2導電體,該DI-EBAC影像係將存在於前述第1導電體與前述第2導電體之間之前述不良場所作為亮部以及暗部來作了標 示;和(b)在前述步驟(a)之後,參照在前述合成影像中所標示之前述不良場所之方向,而決定前述試料之切斷方向之步驟;和(c)在前述步驟(b)之後,基於前述切斷方向,而對於前述試料照射前述離子束並對於前述試料之一部分進行加工,藉由此來製作出包含有前述不良場所之剖面的薄片試料之步驟。
- 如請求項9所記載之薄片試料製作裝置,其中,前述合成影像,係為藉由試料檢查裝置所取得之畫像資料,前述試料檢查裝置,係具備有:電子源,係可照射電子束;和電子光學系統,係能夠進行前述電子束之集束以及掃描;和第1平台,係能夠設置前述試料;和檢測器,係在前述電子束被照射至前述試料處時,用以檢測出從前述試料所產生之二次電子;和第1探針;和第2探針;和第1控制器,係對於前述電子源、前述電子光學系統、前述第1平台、前述檢測器、前述第1探針以及前述第2探針之各者之動作進行控制。
- 一種試料之檢查方法,係為使用試料檢查裝置以及薄片試料製作裝置所進行之試料之檢查方法,前述試料檢查裝置,係具備有:電子源,係可照射電子束;和電子光學系統,係能夠進行前述電子束之集束以及掃描;和第1平台,係能夠設置於表面處被形成有第1導電體以及第2導電體之試料;和檢測器,係在前述電子束被照射至前述試料處時,用以檢測出從前述試料所產生之二次電子;和第1探針;和第2探針;和第1控制器,係對於前述電子源、前述電子光學系統、前述第1平台、前述檢測器、前述第1探針以及前述第2探針之各者之動作進行控制;前述薄片試料製作裝置,係具備有:離子源,係能夠照射離子束;和第2平台,係能夠設置前述試料;和第2控制器,係對於前述離子源以及前述第2平台之各者之動作進行控制,並且被與前述第1控制器作電性連接;該試料之檢查方法,係具備有:(a)將前述試料設置於前述第1平台上之步驟;和(b)在前述步驟(a)之後,在使前述第1探針與前述第1 導電體作接觸並且使前述第2探針與前述第2導電體作接觸的狀態下,使前述電子束在前述試料之表面上進行掃描之步驟;和(c)一面與在前述步驟(b)處之前述電子束之掃描相互同步一面對於前述第1探針與前述第2探針之間之電位差之變化之微分值作計測之步驟;和(d)基於在前述步驟(c)中所計測到的前述電位差之變化之微分值,而取得將存在於前述第1導電體與前述第2導電體之間之不良場所作為亮部與暗部來作了標示的DI-EBAC影像之步驟;和(f)根據在前述步驟(d)中所取得之前述DI-EBAC影像,而特定出前述不良場所之方向之步驟;和(g)一面與在前述步驟(a)處之前述電子束之掃描相互同步一面藉由前述檢測器而檢測出從前述試料所產生之二次電子,藉由此來取得對於前述第1導電體以及前述第2導電體作了攝像的SEM影像之步驟、或者是將身為前述試料之設計資料並且被標示有前述第1導電體以及前述第2導電體之CAD影像導入至前述第1控制器中之步驟;和(h)在前述步驟(f)以及前述步驟(g)之後,藉由取得將前述SEM影像或者是前述CAD影像與前述DI-EBAC影像作了重疊後的合成影像,而特定出前述不良場所之位置之步驟;和(i)在前述步驟(h)之後,將前述試料從前述試料檢查裝置而搬送至該薄片試料製作裝置處,並將前述試料設置 於前述第2平台上之步驟;和(j)將在前述步驟(h)中所取得之前述合成影像以及在前述步驟(f)中所特定出之前述不良場所之方向之資訊,從前述第1控制器而導入至前述第2控制器中之步驟;和(k)在前述步驟(j)之後,於前述合成影像中標示前述不良場所之方向之步驟;和(l)在前述步驟(k)之後,參照前述不良場所之方向,而決定前述試料之切斷方向之步驟;和(m)在前述步驟(l)之後,基於前述切斷方向,而對於前述試料照射前述離子束並對於前述試料之一部分進行加工,藉由此來製作出包含有前述不良場所之剖面的薄片試料之步驟。
- 如請求項11所記載之試料之檢查方法,其中,前述步驟(d),係具備有:(d1)產生在前述步驟(c)中所計測到的前述電位差之變化之微分值之直方圖之步驟;和(d2)以前述直方圖中之前述電位差之變化之微分值為最小之處作為基礎線,並將相對於前述基礎線而前述電位差之變化之微分值為充分大之場所,特定為前述不良場所之步驟;和(d3)取得將在前述步驟(d2)中所特定出前述不良場所作為前述亮部與前述暗部來作了標示的前述DI-EBAC影像之步驟。
- 如請求項11所記載之試料之檢查方法,其中,在前述步驟(e)中,係將相對於前述亮部與前述暗部之間之邊界而為垂直之方向,特定為前述不良場所之方向。
- 如請求項11所記載之試料之檢查方法,其中,前述第1探針以及前述第2探針,係經由差動放大器而被與前述第1控制器作電性連接,在前述第1探針與前述第2探針之間,係被設置有被與前述第1探針作電性連接之第1可變電阻元件、和被與前述第1可變電阻元件作電性連接之第1定電壓電源、和被與前述第1定電壓電源作電性連接之第2定電壓電源、和被與前述第2定電壓電源以及前述第2探針作電性連接之第2可變電阻元件,在前述第1可變電阻元件與前述差動放大器之間,係被設置有第1電容器,在前述第2可變電阻元件與前述差動放大器之間,係被設置有第2電容器,在前述步驟(b)中,於前述不良場所處,係恆常從前述第1定電壓電源以及前述第2定電壓電源而被施加有電壓。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1261022A1 (en) * | 2000-02-25 | 2002-11-27 | Hitachi, Ltd. | Apparatus for detecting defect in device and method of detecting defect |
US7388365B2 (en) * | 2004-09-13 | 2008-06-17 | Jeol Ltd. | Method and system for inspecting specimen |
US20080218185A1 (en) * | 2003-12-24 | 2008-09-11 | Takashi Furukawa | Probe navigation method and device and defect inspection device |
WO2010089959A1 (ja) * | 2009-02-06 | 2010-08-12 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 吸収電流像を利用した半導体検査方法及び装置 |
TW201611074A (zh) * | 2014-06-25 | 2016-03-16 | Dcg系統公司 | 加工程序中的晶片內及晶片間電性分析與使用線內奈米探測的製程控制 |
TW201704766A (zh) * | 2015-03-19 | 2017-02-01 | 帝喜科技股份有限公司 | 加熱粒子束以識別缺陷 |
CN107923939A (zh) * | 2015-09-02 | 2018-04-17 | 株式会社日立高新技术 | 电路检查方法以及样品检查装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3450212B2 (ja) | 1999-03-15 | 2003-09-22 | Necエレクトロニクス株式会社 | 非破壊検査用半導体デバイスおよびその製造方法ならびに非破壊検査方法および非破壊検査装置 |
JP3955450B2 (ja) * | 2001-09-27 | 2007-08-08 | 株式会社ルネサステクノロジ | 試料検査方法 |
JP2005114578A (ja) * | 2003-10-08 | 2005-04-28 | Jeol Ltd | 試料作製方法および試料作製装置ならびに試料観察装置 |
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-
2021
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2022
- 2022-04-11 TW TW111113622A patent/TWI824474B/zh active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1261022A1 (en) * | 2000-02-25 | 2002-11-27 | Hitachi, Ltd. | Apparatus for detecting defect in device and method of detecting defect |
US20080218185A1 (en) * | 2003-12-24 | 2008-09-11 | Takashi Furukawa | Probe navigation method and device and defect inspection device |
US7388365B2 (en) * | 2004-09-13 | 2008-06-17 | Jeol Ltd. | Method and system for inspecting specimen |
WO2010089959A1 (ja) * | 2009-02-06 | 2010-08-12 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 吸収電流像を利用した半導体検査方法及び装置 |
TW201611074A (zh) * | 2014-06-25 | 2016-03-16 | Dcg系統公司 | 加工程序中的晶片內及晶片間電性分析與使用線內奈米探測的製程控制 |
TW201704766A (zh) * | 2015-03-19 | 2017-02-01 | 帝喜科技股份有限公司 | 加熱粒子束以識別缺陷 |
CN107923939A (zh) * | 2015-09-02 | 2018-04-17 | 株式会社日立高新技术 | 电路检查方法以及样品检查装置 |
Also Published As
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