JPH0215648A - 微細素子の断面観察装置 - Google Patents

微細素子の断面観察装置

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JPH0215648A
JPH0215648A JP16500288A JP16500288A JPH0215648A JP H0215648 A JPH0215648 A JP H0215648A JP 16500288 A JP16500288 A JP 16500288A JP 16500288 A JP16500288 A JP 16500288A JP H0215648 A JPH0215648 A JP H0215648A
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JP
Japan
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cross
section
stage
observation
ion beam
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JP16500288A
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Hitoshi Kubota
仁志 窪田
Shunji Maeda
俊二 前田
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、LSIなどの微細構造の素子などを観察する
装置に係り、特に形成された微細素子の断面形状を観察
するのに好適な装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、微細構造の断面観察は、実際に観察試料を切断し
ラッピング等で断面をきれいにした後、SEM等を用い
て観察する手法がとられていた。
しかし、この方法は、切断面を正確な位置に作ることが
難しい上に、多大の時間を要するという欠点があった。
一方、この方法は、試料が作成ができれば、直接観察面
を観察できるという大きな利点も持っている。その他間
接的に断面形状をみる手法としてはシブy力法などがあ
る。また最近はステレオ手法などが提案されている。こ
の樵の装置として日経マイクロデバイス(Ni KKE
i MiCRODHViCES ) (1987竿11
月号)第113頁から第119頁において論じられてい
る。これは、試料を二つの角度からSEMによって2枚
の2次電子画像を得、これに画像処理を加えた後、ステ
レオコピーの方法で断面の形状を求めるものである。こ
の方法は、任意の位置でのテーバ角や高さなどを導出で
きる可能性はあるが、像として直接観察することはでき
ない。
断面を観察する装置ではないが、特開昭61−2413
6に半導体素子や露光マスクの配線の一部を切断加工す
るためのイオンビーム加工装置が開示されている。この
発明は、従来のS I M像のみでは、みえない平坦な
パターンの切断加工位置を決定できるイオンビーム照射
装置を提案している。即ち、従来のイオンビーム照射装
置は、SIM像によりパターンの切断加工位置を見つけ
ていたが、SIM像は、表面凹凸のあるパターンしか検
出できないため、平坦なパターンではSIMfl!を得
ることができない。このため、このような平坦なパター
ンに対し、光学顕微鏡像、あるいはパターンを作るため
に使用する設計データの位置情報全利用して加工位置を
決定できるようにしたものである。従って本発明とは目
的が全(違うため、位置決めステージに断面を観察する
のに必須な試料を傾ける機構の装備なとは全く考慮され
ていない。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は、いずれの手法も簡単に任意の断面を直
接観察するという点についての配慮がされておらず、直
接断面を観察しようとすると多大な時間を要したり、あ
るいは、間接的忙しか断面の形状を推定できないといっ
た問題があった。
本発明の目的は、LSIなどの微細構造デバイスの任意
断面を簡便にして直接観察できるようKした微細素子の
断面観察装置を提供することKある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、観察試料を任意の角RE傾けられると共に
XY6’ Z方向に位置決めする手段、微小加工手段、
加工断面観察手段からなる装置を1つの真空室内もしく
は、位置決め系により結合された個別の真空室もしくは
、真空室と大気中に構成することによって達成される。
〔作用〕
観察試料の位置決め手段は、試料を載置し、試料を搬送
し、微小加工手段、加工断面観察手段の各作用位置にX
、Y、θ、2および傾けて位置決めする。
微小加工手段は、位置決めされた試料に対し、深さ方向
および平面方向に必要量だけ加工して試料を除去する。
加工断面観察手段は、前記微小加工手段によって加工さ
れた深さ方向断面を位置決め手段によって、加工断面が
観察できるように傾けて位置決めし観察する。これによ
って、試料の任意位置を微小加工手段忙よって加工し、
加工断面を露出し、露出した断面を走査型電子顕微説な
ど加工断面観察手段で観察できるようKなるので、直接
任意位置での観察ができるようになる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図〜第5図により説明す
る。第1図に、本発明の一実施例の全体、構成を示す。
1は真空室にて真空ポンプによす10””〜10p4程
度の真空度が保てる構造となっている。
その一部には開口部を設はゲートバルブ2により、位置
決めステージ3が出入り可能な構造となっている。位置
決めステージ3は、観察試料4を載置し、垂直面内で傾
き角を自由に設定できるチルトステージ34.チルトス
テージ3aを載置し、水平面内で自由に回転角を設定可
能なθステージ3b、θステージ5bを載置し、垂直上
下方向に自由に位置を設定可能なZステージ3C,Zス
テージ3Cを載置し、水平面内で一軸方向に任意に位置
決め可能なXステージ3dおよび、Xステージ3dと水
平面内で直交する方向に任意に位置決め可能なYステー
ジ3eの5軸から構成されている。なお、最上層のステ
ージが、試料4が載1f可能な構造ならば、このj順序
に各ステージを構成する必要はない。ま九位+i決めス
テージ5は、搬送ステージ5に載置され、レール6上を
スライド9能な構造となっている。
なお、レール6は、ゲートバルブ20部分で切断され、
その一部が真空室1外に設置されている。
従って位置決めステージ3は、搬送ステージ5に載IH
されたまま、ゲートバルブ2を開けることにより真空室
1外のレール部6にも乗り移り真空室1外に位置決めス
テージ6上の試料4を出すことあるいは真空室1外から
真空室1へ入れることが自由にできる構造である。
真空室1の一部には、微小加工手段とし【集束イオンビ
ーム加エユニット7、加工断面観察手段として走査型4
子顕微鏡ユニツト8が取付けられている。搬送ステージ
5は、これら集束イオンビーム加エユニクト7、および
走査型顕微鏡ユニット8の作用位置間をレール乙によっ
てスライドできる。次に第2図によって集束イオンビー
ム加工ユニット7の原理の一例を示し、簡単にこの内容
を述べる。9はタングステンなどから成るイオン源チッ
プで先端表面にはQ、等の物質が付着しである。9aは
、イオン源コントローラである。1oはサプレッサ゛1
極、11は引出し第一電極、12はイオンビーム径を変
えるアパーチャである。13は第2′成極、14は第3
電極であり業東イオンビームを寿るためのものである。
15は、ブランキング1極、16はブランキングアパー
チャであり、イオンビームのブランキングに用いる。1
7は、イオンビームを直交する2軸で偏向させる′dt
極である。27は、これらの電極を制(至)するレンズ
コントローラである。
イオン源チップから放射されたイオンは、第11・甑1
1.第2電極13.第s’4極14により集束ビームに
されるとともにレンズコントローラ27で偏向電極17
によってXYZ軸に走査しながら試料4をイオンエネル
ギーにより加工するものである。このイオンビーム径は
[lL5μm程度まで絞ることが出来、非常に微細な形
状の加工ができるのが特徴である。
次に走査型成子、顕微鏡8の原理について第3図につい
て簡単に述べる。よく知られているように18は電子銃
にして4子を放出する部分である。19は集束レンズ、
20は′戊子ビームを直交する2方向に偏向させる偏向
電極、21は対物レンズ、22は、対物絞りである。崗
示してないが、この他非点収差補正コイルなどが実際の
顕微鏡では装備されている。23は、シンチレータ、2
4はホトマルにして試料から放出された2次電子の量を
電気信号にして取り出している。
以上の構成において、動作を説明する。
まず、試料4feX空室1外にある位置決めステージ3
に載置する。次にゲートバルブ2を開放し搬送ステージ
5をレール6に后って移動させ、真空室1内へ入れ、ゲ
ートバルブ2を閉じる。この状態で真空ポンプにより真
空排気を行う。搬送ステージ4は、更に移動し、集束イ
オンビーム加工ユニクト7の加工ポイントに位置決めさ
れる。第4図は、試料49−例を示したものでLSIの
クエハである。第4図に示す例えば44点の部分の断面
形状を観察するとする。あらかじめ、この点が正確にわ
かっている場合は、位置決めステージ3により、座標な
どKよりその点をイオンビーム加工点に位置決めする。
次に集束イオンビーム加工ユニット7を動作させて、あ
らかじめ決めた範囲の加工を行う。第5図に幅W、長さ
り、深さDの加工を行った状態の模式図を示す。第5図
に示したように、集束イオンビームによって加工される
ことにより、加工断面4cL  を得ることができる。
この加工断面44′が所望する観察断面である。集束イ
オンビーム加工によって得た加工断面44の観察を行う
ため搬送ステージ5は更忙スライドして走査型成子顕微
鏡ユニット8の観察点に粗位置決めされ、位置決めステ
ージ5により加工断面44′が観察できる位置に精密位
置決めされる。次に、チルトステージ3aにより試料4
を傾は走査型゛−子顕微鏡ユニット8により加工断面4
a′の観察を行う。以上により、所望したい断面を集束
イオンビーム加工ユニット7により加工露出し、次に、
その加工断面を走査型電子顕微鏡ユニツ)81Cよって
観察することによって断面構造、形状などを知ることが
できる。本実施例の説明では、所望個所をイオンビーム
加工して、その加工断面を走査1J111c子顕微鏡で
観察する場合を述べたが、まず、走査型電子顕微」ユニ
ット8で試料表面を観察し、この結果、必要個所を集束
イオンビーム加工ユニット7により加工し、再度、走査
型電子顕微鏡ユニット8で、その加工断面を観察すると
いったことも可能である。もちろん集束イオンビーム加
工ユニツ)7による加工は、*5図に示すような試料表
面に対して&直方向断面のみならず、位置決めステージ
3のチルトステージ3aを傾斜させることによって任意
の角度の断面を加工露出できる。従って4子顕微鏡ユニ
ツト8の観察もこれに応じて任意の角度の断面の観察が
可能である。
本実施例では、像を観察する場合について述べたが、他
の実施例として走査型電子顕微−ユニり)8に第3図2
3シンチレータ、24ホトマルからなる検出器のかわり
に、電子が試料4の加工断面4aに入射したときに発す
る特性X線を検出する検出器(例えば、シリコン単結晶
にリチウムをドリフトしたSi (Li )検出器)を
設置し、断面構成元素などの同定を行うようにすること
もできる。もちろん、シンチレータ23ホトマル24か
らなる1敗検出器と上記Si (1,i )検出器を併
設して、両方全行うことも→能である。
第3の実施例として、第6図に示すようにd常の光学頭
歇境ユニット25を!数置し、まず、集束イオンビーム
ユニット7で、第5図に示す如(所望個所を加工した後
、位置決めステージ3を光学顕微攪ユニット26の観察
位置に位置決めして観察可能な構成もとれる。
以上の実施汐すでは、偽束イオンビーム加工ユニット7
、走査型顕微、滉ユニット8、光学顕微夜ユニット26
を同−真空事内に、*成したが、ホ7図に示すように、
集束イオンビーム加工ユニット7、走査型順畝硯ユニッ
ト8を各々1点別の真空室に構成すると共に、光学顕微
鏡ユニット26を真空室外に構成することも、もちろん
可能である。
また、微小加工手段として、集束イオンビームにより加
工を行い断面4a′を得る場合について述べ九が、細く
絞られたレーザビームを用いて加工することも、また電
子ビームを用いて加工して断面46′を得ることももち
ろん可能である。
以上本実施例によれば、集束イオンビーム加工圧より試
料の任意の所望場所忙微細なrfr面を形成できるので
、この微細断面に対して走査1子顕微誂像、断面構成元
素の同定、あるいは光学顕微鏡像を手軽に得ることがで
きる。
〔発明の効果〕
本発明忙よれば、微細加工により、試料の任意の場所に
断面を形成することができるので、従来、困難であった
任意場所の直接観察が簡便にできるようになった。また
、試料を切断し、ラクビング等により観察断面を形成す
る従来の方法に対し、試料の極く一部のみの破壊で済む
、断面形成時間が1週間から1時間程度に短縮できる、
観察が同一の装置内で行えるため試料の汚染がないとい
っ九効来がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の全体燵成を示す図、第2図
は集束イオンビーム加工ユニットの原理図、第3図は走
査型電子顕微鏡ユニットの原理図、第4図は試料の一例
としてLSIウェハを示す図、施例を示す図である。 1・・・真空室、3・・・位置決めステージ、4・・・
観察試料、5・・・搬送ステージ、7・・・集束イオン
ビーム加工ユニット、8・・・走査型顕微虚ユニット、
4α・・・観察所望点、44・・・加工断面、26・・
・光学顕微跳ユニッ  ト 。 挑 T 図 1−・Ji! 4・・−1克γ1八〇 732.隼未イオ〉じ−ム卯1に・lト2・−γ−トバ
ル1 joo、梼えC(ステージ δ・・・よjL2類徴り丸に・ノド j・・−イtLli[;犬めステージ。 6・・−シー」し 第 図 第4図 /3−、ZZtJa )4・−一タ1し3141 第S図 策 図 ■具2寛 11雪〉言デ(第1 7−・ 稟東イわじ−ムηDI−1ニリト20.ケート
ハ゛ルア゛ 杉12戸(ステージ トえ査7−員鎮工(丸1′二・ソト 5− イ友、1;天tステージ ・レール 26・、九学i−1欠含転1ニヅト 第7図 ε A

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、LSIなどの微細素子の断面を観察する装置におい
    て、微細素子の微小部分を深さ方向および平面方向に加
    工する加工装置と、該微細素子の加工断面を観察する観
    察装置と、上記加工装置と観察装置との間を微細素子を
    搬送して位置決めする搬送位置決め手段とを遮閉するこ
    となく同一雰囲気内に備えたことを特徴とする微細素子
    の断面観察装置。 2、上記微小加工装置をレーザビーム加工装置によって
    構成したことを特徴とする請求項1記載の微細素子の断
    面観察装置。 3、上記微小加工手段を、ビーム加工装置で構成したこ
    とを特徴とする請求項、記載の微細素子断面観察装置。 4、微細加工装置をイオンビーム加工装置で構成したこ
    とを特徴とする請求項1記載の微細素子の断面観察装置
    。 5、観察装置を走査型電子顕微鏡で構成したことを特徴
    とする請求項、記載の微細素子の断面観察装置。 6、該加工断面を観察する手段として走査型電子顕微鏡
    から発せられた電子が加工断面に入射したときに出る特
    性X線を検出する検出器を設け、断面構成元素の同定を
    行うことを特徴とする請求項1記載の微細素子の断面観
    察装置。 7、観察装置を光学顕微鏡で構成したことを特徴とする
    請求項1記載の微細素子の断面観察装置。 8、搬送・位置決め手段は、加工装置で加工する際、お
    よび観察装置で観察する際、微細素子を傾けるべく設置
    したことを特徴とした請求項1記載の微細素子の断面観
    察装置。
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04116843A (ja) * 1990-09-07 1992-04-17 Hitachi Ltd 試料断面観察方法
JPH04322442A (ja) * 1991-04-22 1992-11-12 Sharp Corp 半導体装置の検査装置
JPH0552721A (ja) * 1991-08-22 1993-03-02 Hitachi Ltd 試料の分離方法及びこの分離方法で得た分離試料の分析方法
US5516091A (en) * 1993-11-12 1996-05-14 Riso Kagaku Corporation Sheet receiving and stacking apparatus
US6196542B1 (en) * 1998-03-27 2001-03-06 Nexpress Solutions Llc Device for delivering, depositing, and aligning sheets in a stack container
US6264193B1 (en) * 1998-09-26 2001-07-24 BDT-BüRD-UND DATENTECHNIK GMBH & CO. KG. Document conveyance system for conveying single documents
JP2007123289A (ja) * 2007-01-31 2007-05-17 Hitachi Ltd 微小試料加工観察方法及び装置
JP2007128922A (ja) * 2007-02-23 2007-05-24 Hitachi Ltd 微小試料加工観察方法及び装置
JP2007184298A (ja) * 2007-04-03 2007-07-19 Hitachi Ltd 微小試料加工観察方法及び装置
JP2007184295A (ja) * 2007-03-29 2007-07-19 Hitachi Ltd 微小試料加工観察方法及び装置
JP2008153239A (ja) * 2008-03-07 2008-07-03 Hitachi Ltd 試料作製装置
JP2008294004A (ja) * 2008-08-13 2008-12-04 Hitachi Ltd 試料作製装置
JP2012073265A (ja) * 2011-11-14 2012-04-12 Hitachi Ltd 微小試料加工観察方法及び装置
US8222618B2 (en) 2000-11-02 2012-07-17 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for processing a microsample

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04116843A (ja) * 1990-09-07 1992-04-17 Hitachi Ltd 試料断面観察方法
JPH04322442A (ja) * 1991-04-22 1992-11-12 Sharp Corp 半導体装置の検査装置
JPH0552721A (ja) * 1991-08-22 1993-03-02 Hitachi Ltd 試料の分離方法及びこの分離方法で得た分離試料の分析方法
US5516091A (en) * 1993-11-12 1996-05-14 Riso Kagaku Corporation Sheet receiving and stacking apparatus
US6196542B1 (en) * 1998-03-27 2001-03-06 Nexpress Solutions Llc Device for delivering, depositing, and aligning sheets in a stack container
US6264193B1 (en) * 1998-09-26 2001-07-24 BDT-BüRD-UND DATENTECHNIK GMBH & CO. KG. Document conveyance system for conveying single documents
US8222618B2 (en) 2000-11-02 2012-07-17 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for processing a microsample
US8618520B2 (en) 2000-11-02 2013-12-31 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for processing a micro sample
JP2007123289A (ja) * 2007-01-31 2007-05-17 Hitachi Ltd 微小試料加工観察方法及び装置
JP2007128922A (ja) * 2007-02-23 2007-05-24 Hitachi Ltd 微小試料加工観察方法及び装置
JP2007184295A (ja) * 2007-03-29 2007-07-19 Hitachi Ltd 微小試料加工観察方法及び装置
JP2007184298A (ja) * 2007-04-03 2007-07-19 Hitachi Ltd 微小試料加工観察方法及び装置
JP2008153239A (ja) * 2008-03-07 2008-07-03 Hitachi Ltd 試料作製装置
JP2008294004A (ja) * 2008-08-13 2008-12-04 Hitachi Ltd 試料作製装置
JP2012073265A (ja) * 2011-11-14 2012-04-12 Hitachi Ltd 微小試料加工観察方法及び装置

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