试样检查装置制造方法及图纸

试样检查装置

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】试样检查装置、检查系统、薄片试样制作装置以及试样的检查方法


[0001]本专利技术涉及试样检查装置
、
检查系统
、
薄片试样制作装置以及试样的检查方法，特别涉及能够确定不良部位的方向的试样检查装置
、
使用了试样检查装置的试样的检查方法
、
能够使用确定了不良部位的方向的图像数据进行试样制作的薄片试样制作装置
、
以及具有试样检查装置和薄片试样制作装置的检查系统
。

技术介绍

[0002]近年来，半导体器件的微细化不断发展
。
特别是，在具有立体结构的半导体器件中，通过与层叠技术组合，高集成化和大容量化飞跃性地进展
。
作为用于进行这样的半导体器件的解析的带电粒子束装置，使用扫描型电子显微镜
(SEM
：
Scanning Electron Microscope)
等
。
[0003]在形成有复杂电路的半导体试样的不良解析中，伴随半导体器件的微细化，难以确定不良部位，解析需要大量的时间
。
目前，在这样的不良解析中，使用
OBIRCH(Optical Beam Induced Resistance Change
，光诱导电阻变化
)
或
EB(Electron Beam
，电子束
)
测试仪等解析装置
。
[0004]特别是在与配线的不良解析相关的领域中，如下技术受到关注：将以电子束为代表的带电粒子束照射至半导体试样，并且使探针接触试样，对由配线吸收的电流
、
或从半导体试样释放的二次信号
(
二次电子或反射电子等
)
进行解析，并且进行成像
。
基于由配线吸收的电流
(
吸收电流
)
而取得的信号
(
吸收电流信号
)
的分布图像被称为电子束吸收电流
(EBAC
：
Electron Beam Absorbed Current)
图像
。
[0005]例如，在专利文献1中，公开了对试样表面的配线图案照射带电粒子束，测定在与上述配线图案接触的2根探针之间流过的吸收电流的吸收电流检测装置
。
在该装置中，在将测定出的吸收电流转换为电压的电流
/
电压转换器与上述配线图案之间插入了具有预定的电阻值的输出电压调整用的输入电阻
。
[0006]另外，在专利文献2中公开了如下技术：一边经由探针对通过扫描型电子显微镜
(SEM
：
Scanning Electron Microscope)
探针的接触而确定的电路施加电压，一边利用带电粒子束对试样进行扫描，经由探针对局部加热的不良部位的电阻值的变化进行测定
。
由此，容易检测出通过以往的
EBAC
法难以检测的高电阻的不良部位或者埋没在试样内部的不良部位引起的信号
。
另外，在专利文献2中还公开了通过使所取得的
EBAC
像与
SEM
像重合来确定不良部位的位置的技术
。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开
2008
‑
203075
号公报
[0010]专利文献2：国际公开第
2017/038293
号

技术实现思路

[0011]专利技术所要解决的课题
[0012]在专利文献2中，通过使
EBAC
像和
SEM
像重合的合成像，能够以某种程度的精度特性不良部位的位置，但例如无法确定短路不良中的短路的方向
。
因此，在使用聚焦离子束
(FIB
：
Focused Ion Beam)
装置或
FIB
‑
SEM
装置这样的薄片试样制作装置进行不良部位的切断和薄膜化来观察不良部位的截面的工序中，有时不良部位在向不恰当的方向上被切断，不良部位的信息丢失
。
[0013]本申请的主要目的在于提供能够从
EBAC
像确定不良方向的试样检查装置和使用该试样检查装置的检查方法
。
另外，本申请的目的在于通过在薄片试样制作装置中使用由试样检查装置取得的信息，以在恰当的方向上切断不良部位的方式制作薄片试样
。
根据本说明书的记述以及附图，其他课题以及新的特征变得清楚
。
[0014]用于解决课题的手段
[0015]如下所述，简单说明在本申请中公开的实施方式中的代表性的实施方式的概要
。
[0016]一实施方式的带电粒子束装置具备：电子源，其能够照射电子束；电子光学系统，其能够进行所述电子束的会聚和扫描；第一工作台，其能够设置在表面形成有第一导电体和第二导电体的试样；检测器，其用于在向所述试样照射了所述电子束时，检测从所述试样产生的二次电子；第一探针；第二探针；第一控制器，其控制所述电子源
、
所述电子光学系统
、
所述第一工作台
、
所述检测器
、
所述第一探针以及所述第二探针各自的动作；以及在所述第一工作台上设置了所述试样时执行的检查手段
。
在此，所述检查手段具有：步骤
a
，在使所述第一探针与所述第一导电体接触且使所述第二探针与所述第二导电体接触的状态下，使所述电子束在所述试样的表面上进行扫描；步骤
b
，与所述步骤
a
中的所述电子束的扫描同步地测量所述第一探针与所述第二探针之间的电位差的变化的微分值；步骤
c
，基于在所述步骤
b
中测量出的所述电位差的变化的微分值，取得将存在于所述第一导电体和所述第二导电体之间的不良部位表示为亮部以及暗部的
DI
‑
EBAC
像；以及步骤
d
，从在所述步骤
c
中取得的所述
DI
‑
EBAC
像来确定所述不良部位的方向
。
[0017]一实施方式的薄片试样制作装置还具备：能够照射离子束的离子源；第二工作台，其能够设置在表面形成有第一导电体和第二导电体的试样；第二控制器，其控制所述离子源和所述第二工作台各自的动作；以及在所述第二工作台上设置了所述试样时执行的制作手段
。
在此，所述制作手段具有：步骤
a
，准备将
SEM
像或
CAD
像与
DI
‑
EBAC
像重叠后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种试样检查装置，其特征在于，具备：电子源，其能够照射电子束；电子光学系统，其能够进行所述电子束的会聚和扫描；第一工作台，其能够设置在表面形成有第一导电体和第二导电体的试样；检测器，其用于在向所述试样照射了所述电子束时，检测从所述试样产生的二次电子；第一探针；第二探针；第一控制器，其控制所述电子源
、
所述电子光学系统
、
所述第一工作台
、
所述检测器
、
所述第一探针以及所述第二探针各自的动作；以及在所述第一工作台上设置了所述试样时执行的检查手段，所述检查手段具有：步骤
a
，在使所述第一探针与所述第一导电体接触且使所述第二探针与所述第二导电体接触的状态下，使所述电子束在所述试样的表面上进行扫描；步骤
b
，与所述步骤
a
中的所述电子束的扫描同步地测量所述第一探针与所述第二探针之间的电位差的变化的微分值；步骤
c
，基于在所述步骤
b
中测量出的所述电位差的变化的微分值，取得将存在于所述第一导电体和所述第二导电体之间的不良部位表示为亮部以及暗部的
DI
‑
EBAC
像；以及步骤
d
，从在所述步骤
c
中取得的所述
DI
‑
EBAC
像，确定所述不良部位的方向
。2.
根据权利要求1所述的试样检查装置，其特征在于，所述步骤
c
具有：步骤
c1
，生成在所述步骤
b
中测量出的所述电位差的变化的微分值的直方图；步骤
c2
，将所述直方图中的所述电位差的变化的微分值最小的部位设为基线，将所述电位差的变化的微分值相对于所述基线足够大的部位确定为所述不良部位；以及步骤
c3
，取得将在所述步骤
c2
中确定出的所述不良部位表示为所述亮部以及所述暗部的所述
DI
‑
EBAC
像
。3.
根据权利要求1所述的试样检查装置，其特征在于，在所述步骤
d
中，将垂直于所述亮部与所述暗部的边界的方向确定为所述不良部位的方向
。4.
根据权利要求1所述的试样检查装置，其特征在于，所述第一探针以及所述第二探针经由差动放大器与所述第一控制器电连接，在所述第一探针与所述第二探针之间设置与所述第一探针电连接的第一可变电阻元件
、
与所述第一可变电阻元件电连接的第一恒压电源
、
与所述第一恒压电源电连接的第二恒压电源
、
以及与所述第二恒压电源以及所述第二探针电连接的第二可变电阻元件，在所述第一可变电阻元件与所述差动放大器之间设置第一电容器，在所述第二可变电阻元件与所述差动放大器之间设置第二电容器，在所述步骤
a
中，从所述第一恒压电源以及所述第二恒压电源始终对所述不良部位施加电压
。5.
根据权利要求1所述的试样检查装置，其特征在于，所述检查手段还具有：
步骤
e
，与所述步骤
a
中的所述电子束的扫描同步地通过所述检测器检测从所述试样产生的二次电子，由此取得拍摄了所述第一导电体以及所述第二导电体的
SEM
像；以及步骤
f
，取得将所述
SEM
像与所述
DI
‑
EBAC
像重合后的第一合成像，由此来确定所述不良部位的位置
。6.
一种检查系统，其包含权利要求5所述的试样检查装置
、
以及薄片试样制作装置，其特征在于，所述薄片试样制作装置还具备：离子源，其能够照射离子束；第二工作台，其能够设置所述试样；第二控制器，其控制所述离子源和所述第二工作台各自的动作，并且与所述第一控制器电连接；以及在所述第二工作台上设置了所述试样时执行的制作手段，所述制作手段具有：步骤
g
，从所述第一控制器向所述第二控制器取入在所述步骤
f
中取得的所述第一合成像以及在所述步骤
d
中确定的所述不良部位的方向的信息；步骤
h
，在所述步骤
g
之后，在所述第一合成像中表示所述不良部位的方向；步骤
i
，在所述步骤
h
之后，参照所述不良部位的方向，决定所述试样的切断方向；以及步骤
j
，在所述步骤
i
之后，根据所述切断方向对所述试样照射所述离子束，对所述试样的一部分进行加工，由此制作包含了所述不良部位的截面的薄片试样
。7.
根据权利要求1所述的试样检查装置，其特征在于，所述检查手段还具有：步骤
e
，将作为所述试样的设计数据且表示了所述第一导电体以及所述第二导电体的
CAD
像取入到所述第一控制器；以及步骤
f
，通过取得将所述
CAD
像与所述
DI
‑
EBAC
像重合后的第二合成像来确定所述不良部位的位置
。8.
一种检查系统，其包含权利要求7所述的试样检查装置
、
以及薄片试样制作装置，其特征在于，所述薄片试样制作装置还具备：离子源，其能够照射离子束；第二工作台，其能够设置所述试样；第二控制器，其控制所述离子源和所述第二工作台各自的动作，并且与所述第一控制器电连接；以及在所述第二工作台上设置了所述试样时执行的制作手段，所述制作手段具有：步骤
g
，从所述第一控制器向所述第二控制器取入在所述步骤
f
中取得的所述第二合成像以及在所述步骤
d
中确定的所述不良部位的方向的信息；步骤
h
，在所述步骤
g
之后，在所述第二合成像中表示所述不良部位的方向；步骤
i
，在所述步骤
h
之后，参照所述不良部位的方向，决定所述试样的切断方向；以及步骤
j
，在所述步骤
i
之后，根据所述切断方向对所述试样照射所述离子束，对所述试样
的一部分进行加工，由此制作包含所述不良部位的截面的薄片试样
。9.
一种薄片试样制作装置，其特征在于，所述薄片试样制作装置还具备：离子源，其能够照射离子束；第二工作台，其能够设置在表面形成有第一导电体和第二导电体的试样；第二控制器，其控制所述离子源和所述第二工作台各自的动作；以及在所述第二工作台上设置了所述试样时执行的制作手段，所述制作手段具有：步骤
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田将大，布施润一，佐藤典夫，梶山浩嗣，
申请(专利权)人：株式会社日立高新技术，
类型：发明
国别省市：