米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 電気素子 -> 株式会社日立製作所

発明の名称 荷電ビームを用いた試料加工装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−215723
公開日 平成6年(1994)8月5日
出願番号 特願平5−7333
出願日 平成5年(1993)1月20日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男
発明者 佐藤 仁美 / 石谷 亨 / 大西 毅
要約 目的
試料上で、位置による二次電子強度変化が微小な部分あるいは二次電子強度の変化を有する微小領域において、試料加工を行なう前に加工位置の正確な指定を行なうことにある。

構成
二次電子の強度に対応して表示色の指定を行なうカラールックアップテーブル上における表示色指定の際に、二次電子データの表示色が二次電子の強度順に対応して、極端な色の差を生じるような色の選択または二次電子データの大きさ順に階調色を指定した上で任意の二次電子強度範囲のみを全体の階調色とは全く異なる色で表示を行なう色の選択を行なう。
特許請求の範囲
【請求項1】荷電粒子線源と、荷電粒子線源から引出された荷電ビームを集束,偏向して試料の表面にビームを走査する偏向制御部と、荷電ビームの照射により上記試料から放出される二次電子を検出し、二次電子の強度をデジタル値に変換して取り込む二次電子データ収集部と、二次電子データを画面に表示する画像表示部とからなる試料加工装置において、画像表示部に画面の表示色を多色の中から任意数色の選択ができるカラールックアップテーブル回路を有し、画像表示部の表示画面に、収集した二次電子データの数値範囲の大きさの順に対応した任意の表示色の選択を行なうことを可能とし、この表示法による表示色をもとに加工位置の指定を行なうことを特徴とする荷電ビームを用いた試料加工装置。
【請求項2】カラールックアップテーブルを用いて二次電子強度の大きさの順に対応した表示色を指定する場合、二次電子データの数値範囲の隣りあった大きさに対して階調色ではない色を指定することによって、二次電子強度のわずかな差を極端な色の差で表示させる二次電子像表示方法を含むことを特徴とする請求項1記載の荷電ビームを用いた試料加工装置。
【請求項3】カラールックアップテーブルを用いて二次電子強度の大きさの順に対応した表示色を指定する場合、二次電子データの値が大きい場合に濃く二次電子データの値が小さい場合に薄い色の階調を指定した上で、任意の二次電子強度の二点を指定し、その二点の二次電子強度の間の二次電子強度のみを全体の階調色と全く異なる色で表示させる二次電子像表示方法を含むことを特徴とする請求項1記載の荷電ビームを用いた試料加工装置。
【請求項4】荷電ビームがイオンビームであることを特徴とする請求項1,2又は3記載の荷電ビームを用いた試料加工装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、荷電ビームを走査して、半導体基板上の凹凸や段差や組成に由来するコントラストを観察した上で、半導体基板の任意の部分にイオンビームを照射し、荷電ビームを用いたエッチングで基板の断面を切り出すための試料加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来の試料表面観察装置の基本構成図を示す。これについては、特開平1−123338 号公報に記載されている。ここでの荷電粒子はイオンである。1は、試料表面観察装置全体を制御する主制御部で2は内部バスである。イオン源は輝度の高い液体金属イオン源であり、そこから引出されたイオンは静電レンズ4によって集束され、そのビーム5が試料6に照射される。なお、試料表面観察装置としては、ビームのオン・オフ制御のためにブランキング電極がイオン光学系の途中に設けてあるが、図2では省略してある。
【0003】主制御部1の指示に応じて、偏向制御部10は、偏向器7に対して偏向信号11を発生し、ビーム5を試料6上に走査する。ビーム5の照射によって、試料から二次電子eが放出され、二次電子検出器8で検出される。ここで、9は真空容器である。
【0004】二次電子データ収集部13は、データ収集制御部14,ゲイン制御部15,A/D変換部16,ビットマスクメモリ18,バッファメモリ17から構成される。データ収集を開始する前に、主制御部1はゲイン制御部15のゲインを指定する。ゲイン制御部15は、二次電子の強度21を任意の振幅を持つ二次電子アナログデータ22に変換する。ビーム5をテスト走査し、ゲインの設定が終了後に、二次電子データにノイズ成分がどの程度あるか調べる。主制御部1はビットマスク回路18に下位何ビットを無効にするか指示する。ビットマスク回路18はビットマスクレジスタとAND回路で構成される。ここでは内部バスのバス幅を16ビットとしている。主制御部1はビットマスクレジスタにデータをセットする。1がセットされたビットのデータは有効となり、0がセットされたビットのデータは無効になるとする。二次電子データ23のビット数をnビットとする。ただし、n≦16とする。今、二次電子データ23の下位1ビットにノイズ成分を含んでいるとすると、ビットマスクレジスタには16進数でFFFEをセットすれば良い。ビットマスク回路の出力である二次電子データ31の下位1ビットは無効すなわちゼロとなる。
【0005】データ収集は、偏向制御部10からの偏向同期信号12のタイミングに応じて行い、データ収集制御部14は、A/D変換部16にデータ収集信号19を発生し、二次電子アナログデータ22を二次電子データ23に変換する。二次電子データ31はデータ格納信号20のタイミングでバッファメモリ17に格納される。
【0006】画像表示部24は、グラフィックメモリ25,グラフィック制御部26,カラールックアップテーブル(以下CLTと略称する)27,CRTインタフェース28,CRT29からなる。データ収集終了後、主制御部1は、バッファメモリ17内に格納された二次電子データ31をグラフィックメモリ25に転送する。グラフィック制御部26はグラフィックメモリ25内の二次電子データ31′を読み出し、CLT27に二次電子データ31″を与える。CLT27は二次電子データ31″を読み出し、CLT27に二次電子データ31″を与える。CLT27は二次電子データ31″に応じてCRTインターフェース28にRGB信号30を与える。CRTインターフェース28はRGB信号30′をCRT29に与え、CRT29上に試料表面の像が表示出来る。
【0007】次に、カラールックアップテーブル(以下CLTと略称する)について詳しく説明する。CLTの構成を図3に示す。35はCLTの配列で、二次電子データ23は配列のアドレスに一致する。CRTに表示される色は赤R,緑G,青Bの3つの値で決まる。32,33,34はそれぞれ赤R,緑G,青Bの値である。各配列のビット数をmとすると、2・3m乗色の色を作ることが出来る。配列の大きさを2・n乗とすると、一度に表示出来る色の数は2・n乗色である。ここで、二次電子データ23は2・n乗階調の色でCRTに表示される。
【0008】従来のCLTの色の指定例を図4に示す。図4(a)は通常の色指定の方法である。二次電子データ31は下位1ビットが無効であるとする。二次電子データ31は下位1ビットが無効であるとする。この場合奇数値の二次電子データ31はなくなるので、カラールックアップテーブルの奇数番地は使用されない。この二次電子データ31の値が0から2・n乗−2まで、二次電子データの値が2ずつ増加して行くのに対応させてCLTの色を指定する。例えば二次電子データ31の値が0の時が最も薄く、2・n乗−2の時を最も濃くし、その間がリニアな色の階調になるような指定を行なう。次に、図4の(b)に凹凸や段差の小さい部分を強調する例を示す。二次電子データ31が2・n乗よりも小さなデータを強調する例を考える。ただし、0≦i≦nである。まず、二次電子データ31の値で2・n乗−2よりも大きいものはすべて同色で表示する。そして、二次電子データ31が0から2・n乗−2の範囲のとき、表示色にリニアな階調がつくようにカラールックアップテーブルを指定する。図4の(c)に凹凸や段差の小さい部分、つまりコントラストの弱い部分を強調する第2の例を示す。ここでも(a)と同様に二次電子データ31の下位1ビットが無効であるとする。二次電子データ31の表示色がひとつおきに同色となるようにカラールックアップテーブルを指定する。ここでは、小さい順に白,黒,白,黒となるように指定した。このようなカラールックアップテーブルを指定すると白と黒の2色の縞の二次電子像が出来る。縞が等高線と同じ働きをして、縞の間隔により試料表面の微小な傾きや段差や組成によるコントラストがわかる。さらに、縞に色の階調をつけることも可能である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】最近、超LSI素子の製造,不良解析および性能測定のために、半導体基板上への任意の位置へのイオン打ち込みや加工、また、任意の位置への荷電ビーム照射による二次電子や反射電子の測定を高精度で行なうことが要求されている。このために、荷電ビームを所望の特定部分に照射し、当該照射部から放出される二次電子の強度を測定して半導体基板との対応や、イオンビーム加工のための位置合わせを高精度で行なう技術が必須である。
【0010】イオンビームを用いた観察装置における上記の二次電子像のCRT表示方法は、二次電子データ強度が0からひとつずつ増加するに従って像表示色を変化させる方法、または二次電子データ強度ひとつおきに異なる色の表示であらわす方法であった。これらの方法を用いた場合、イオンビームを用いた加工に先立つ加工位置指定の際に、微細な構造または段差の変化を有する試料、すなわち試料上の位置による二次電子強度の変化が極めて小さい試料の場合、もしくは微小な組成構造を有する試料、すなわちわずかな位置の変化によって二次電子強度が変化していく試料の場合、二次電子強度が変化する境界がわかりにくく、イオンビーム加工に先立ってのイオンビーム照射位置決めを高精度で行なうことが困難であった。
【0011】本発明の目的は、試料上に微小な段差や凹凸やゆるやかな傾斜を有する試料、すなわち試料上の位置による二次電子強度の試料上の位置による変化が極めて小さい試料に対しては、二次電子強度の微小な変化がはっきり表示される二次電子像を表示し、他方、微小な組成構造を有する試料、すなわちわずかな位置の変化によって二次電子強度の差異を有する試料に対しては、微小部分のコントラストのはっきりする二次電子像を表示し、イオンビーム加工のための位置決めを容易にするための試料加工装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明においては、荷電粒子源から引出された荷電粒子を集束して得られる荷電ビームを走査して試料に照射し、試料から放出される二次電子を検出し、その二次電子の強度から試料の表面を観察する装置の画像表示部の画面の表示色を多色の中から任意の数色選択できるカラールックアップテーブル回路において、以下の二つの構成のうち、少なくとも一つの構成を採用した。その一つの構成は、二次電子強度のわずかな差を極端な色の差で表示可能な構成を有する構成、もう一つの構成は、二次電子データの値が大きい場合に濃く、小さい場合に薄い色の階調を指定した上で任意の特定の二次電子強度範囲のみを全体の階調色とまったく異なる色で置換し表示させる構成である。
【0013】
【作用】カラールックアップテーブルは、二次電子の強度に対応して表示色の指定を行なう。任意の部分を強調したい際には、カラールックアップテーブル上において、二次電子データの表示色が二次電子の強度順に対応して、極端な色の差を生じるような色の選択または二次電子データの値が大きい場合に濃く小さい場合に薄い色の階調を指定した上で任意の二次電子強度範囲のみを全体の階調色と全く異なる色で表示を行なう色の選択を行なう。
【0014】この効果により、本発明は、試料の表面の任意の部分を強調して表示する場合に、任意の部分の大幅な強調を可能にし、イオンビームを用いた微細加工の際の位置指定を容易に出来る。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1により説明する。ここで荷電粒子はイオンとする。イオンビームを用いた場合は同じビームで試料の観察および加工が可能であるという利点がある。図1は本発明におけるカラールックアップテーブル(以下CLTと略称する)の色の指定方法を説明している。CLTの構成を図3に示されている。35はCLTの配列で、二次電子データ23はCLTの配列のアドレスに一致する。CLTに表示される色の種類は赤R,緑G,青Bの値である。各配列のビット数をmとすると、2・3m乗色の色を作ることが出来る。配列の大きさを2・n乗とすると、二次電子データ23は2・n乗階調の色でCRTに表示される。
【0016】次に、凹凸や段差の小さい部分や微小な組成構造を有する部分、つまり二次電子強度のコントラストが弱く、かつコントラストの微小な変化を有する部分を強調する場合のCLTの色の2つの指定実施例を図1(a)および(b)に示す。二次電子データがiからjの値の範囲を強調する場合を考える。まず二次電子強度に対応して、余り極端でない色を割り付ける。i,jは任意の値が設定できる。ただし、0≦i<j≦nである。図1(a)では、二次電子データがiからjの値の範囲で二次電子データが1変化するごとに表示色が赤,青,緑のような極端な色の変化がつくように、CLTの色を指定した場合である。二次電子データが1変化するごとに表示色における赤R,青B,緑Gの混合比を必ず極端に変化させている。すなわち図1(a)において、a:b:c≠a′:b′:c′とすることである。
【0017】図1(b)は、二次電子データの値が大きい場合に濃く、二次電子データの値が小さい場合に逆に薄い色Aの階調を指定した上でかつ二次電子データが任意のiからjの値の範囲において、表示色を全体の階調色とはまったく異なる色Bに置換した場合である。つまり、いずれの階調の色Aも赤R:青B:緑Gをk:l:mの割合で構成するが、二次電子データがiからjの範囲においてのみ、この割合とは全く異なるa:b:cの割合で構成する色Bを割り当てる。色Bは色Aの補色に近い色が望ましい。図1(a),(b)に示されるようなCLTの表示色の指定を行なうと、二次電子強度のコントラストの変化が微小な部分や、コントラストの変化を有する微小部分において、二次電子強度の位置による微小な変化を、CRT上ではっきりと認識出来る。従ってイオンビームを用いた加工に先立つ加工位置指定の際に、加工位置の高精度な指定が可能になる。例えば、試料をイオンビームで粗加工した後に仕上げ加工するような作業を行なう場合、粗加工には太いビームを用いるため、粗加工終了面のエッジにはだれが生じている。このため、粗加工終了面と加工を行なっていない面との間のコントラストが小さい。本発明における加工位置指定方法では、このコントラストを強調することができるため、仕上げ加工位置の指定が容易になった。
【0018】以上の実施例では、試料照射の荷電粒子がイオンの場合であったが、電子の場合に対しても同様な効果が得られることがわかった。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、試料表面観察および加工装置において、試料上で、位置による二次電子強度のコントラスト変化が微小な部分あるいは二次電子強度のコントラストの変化を有する微小部分の二次電子強度のコントラストの変化の把握が容易になり、イオンビーム加工の際の照射位置指定が容易になり、正確な加工が可能になる。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013