JP2007018928A - 荷電粒子線装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 イオンビーム3は収束、走査偏向され、微小サンプル5上の所望の微小領域に照射される。照射された部分はスパッタ、除去される。このエッチング加工処理により、サンプルに穴あけ加工、切断加工、薄膜化加工を行うことができる。電子ビーム4は収束、走査偏向され、微小サンプル5の上の所望の微小領域に照射される。微小サンプル用ホルダ7に保持・搭載された微小サンプル5に照射するイオンビームや電子ビームは、ウエーハ6やウエーハホルダ9上に搭載した微小サンプル10に照射する場合よりも、対物レンズとサンプルとの距離であるワーキングディスタンス(WD)を短くできるため、より細く収束することができる。従って、加工、観察、分析をより高解像度に行うことができるという利点がある。
【選択図】 図1
Description
そのために以下の手段を行う。
電子ビームを発生する電子源と、前記電子ビームと交差するイオンビームを発生する位置に設けられたイオン源と、試料を搭載する試料ステージと、該試料ステージを駆動する駆動手段と、前記電子ビームと前記イオンビームとが前記試料表面において交差する位置に設けられた前記電子ビーム又は前記イオンビームのうちの少なくともいずれか一方に設けられた光学系と、前記試料ステージ上の前記試料の横に設けられ、前記試料から切り出した微小サンプルを搭載する切出し微小サンプルホルダと、前記試料から切り出した前記微小サンプルを前記微小サンプルホルダに搬送する搬送手段とを備えたことを有することを特徴とする荷電粒子線装置と;を備えた微小試料検査装置が提供される。
電子ビームを微小試料に照射し、前記イオン源の動作を停止してイオンビームを前記微小試料に照射されないようにするステップと、を有することを特徴とする検査方法が提供される。
試料台上の試料又は切り出し微小サンプルを対象として、これらに対してイオンビームを照射するとともに、電子ビームは、電子源の動作を停止するか、又は、電子ビームを偏向させることにより対象に到達しないようにするステップとを有することを特徴とする検査方法が提供される。
1)イオンビームの光軸と電子ビームの光軸を交差させて、その交点付近に微小サンプルを搭載することにより、薄膜加工とSTEM分析とを、サンプルの向きを変えるだけで同じ搭載位置で行うことができる。従って、薄膜加工とSTEM分析とを、異なる装置で行う場合に比べて、薄膜加工の後であってSTEM分析を行うまでの間に、サンプルを別の搭載位置に移送する作業が不要となり、操作性が良くなる。
FIB:Focused Ion Beam 収束イオンビーム装置
SEM:Scanning Electron Microscope 走査電子顕微鏡
TEM: Transmission Electron Microscope 透過電子顕微鏡
STEM:Scanning Transmission Electron Microscope 走査透過電子顕微鏡
SIM:Scanning Ion Microscope 走査イオン顕微鏡
EDX:Energy Dispersive X-ray Spectroscopy エネルギー分散型X線分光
MEMS:Micro Electro Mechanical Systems マイクロマシン
Claims (20)
- 電子ビームを発生する電子源及び第1の光学系と、
前記電子ビームと交差するイオンビームを発生する位置に設けられたイオン源と及び第2の光学系と、
前記電子ビームと前記イオンビームとが交差する位置又はその近傍の位置である第1の位置に微小試料を配置する第1の試料搭載手段と、
前記第1の位置よりも前記イオン源又は前記電子源のうちの少なくとも一方と反対側の位置である第2の位置に試料を配置する第2の試料搭載手段及び前記第2の位置から移動させる第1の移動手段と、
前記第1の位置からのビーム反射位置に配置される第1の荷電粒子検出器と、
前記第1の位置から前記電子ビーム又は前記イオンビームのいずれか一方のビームを直列的に前記第2の位置に導く第3の光学系と、
前記第2の位置からのビーム反射位置に配置される第2の荷電粒子検出器と、
前記第1の移動手段により前記微小試料を前記第1の位置から移動させた際に、前記一方のビームと異なる他方のビームを前記第3の光学系に導く偏向器と
を有することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 前記微小試料を前記電子ビームが透過する位置に配置されるSTEM検出器を備えることを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子線装置。
- 前記第1の荷電粒子線装置及び第2の荷電粒子線装置は、SEM装置又はSIM装置のうちの少なくともいずれか一方を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の荷電粒子線装置。
- 前記第1の試料搭載手段を、前記第1の位置と前記第2の位置との間を移動させる第2の移動手段を備えることを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の荷電粒子線装置。
- 前記第1の試料搭載手段と前記第2の試料搭載手段との少なくともいずれか一方にウエーハ傾斜ステージを備えたことを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載の荷電粒子線装置。
- 前記微小試料が前記試料を前記イオンビームにより加工して形成された試料であることを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項に記載の荷電粒子線装置。
- 電子ビームを発生する電子源と、
前記電子ビームと交差するイオンビームを発生する位置に設けられたイオン源と、
前記電子ビームと前記イオンビームとが交差する位置又はその近傍の位置である第1の位置に微小試料を配置する第1の試料搭載手段と、
前記第1の位置よりも前記イオン源又は前記電子源のうちの少なくとも一方と反対側の位置である第2の位置に試料を配置する第2の試料搭載手段及び前記第2の位置から移動させる第1の移動手段と、
前記第1の位置からのビーム反射位置に配置される第1の荷電粒子検出器と、
前記第2の位置からのビーム反射位置に配置される第2の荷電粒子検出器と、
前記第1の移動手段により前記微小試料を前記第1の位置から移動させた際に、前記一方のビームと異なる他方のビームを前記第2の位置に導く偏向器と
を有することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 筐体と;
該筐体内に設けられる荷電粒子線装置であって、
電子ビームを発生する電子源と、
前記電子ビームと交差するイオンビームを発生する位置に設けられたイオン源と、
試料を搭載する試料ステージと、
該試料ステージを駆動する駆動手段と、
前記電子ビームと前記イオンビームとが前記試料表面において交差する位置に設けられた前記電子ビーム又は前記イオンビームのうちの少なくともいずれか一方に設けられた光学系と、
前記試料ステージ上の前記試料の横に設けられ、前記試料から切り出した微小サンプルを搭載する切出し微小サンプルホルダと、
前記試料から切り出した前記微小サンプルを前記微小サンプルホルダに搬送する搬送手段とを備えたことを有することを特徴とする荷電粒子線装置と;
を備えた微小試料検査装置。 - 前記電子ビームの軸の延長線上の前記電子源側から見て前記微小サンプルの反対側に設けられたSTEM検出器を有することを特徴とする請求項8に記載の微小試料検査装置。
- さらに、前記交差する位置の前記試料側に設けられたSEM/FIB共用光学系を有することを特徴とする請求項8から10までのいずれか1項に記載の微小試料検査装置。
- 前記STEM検出器を、前記試料ステージ内に配置することを特徴とする請求項8に記載の微小試料検査装置。
- 電子ビームを発生する電子源及び第1の光学系と、前記電子ビームと交差するイオンビームを発生する位置に設けられたイオン源及び第2の光学系と、前記電子ビームと前記イオンビームとが交差する位置又はその近傍の位置である第1の位置に微小試料を配置する第1の試料搭載手段と、を備えた荷電粒子線装置を用いた検査方法であって、
イオンビームを微小試料に照射し、前記電子源の動作を停止するか又は前記電子ビームを偏向させて前記微小試料に照射されないようにするステップと、
を有することを特徴とする検査方法。 - 電子ビームを発生する電子源及び第1の光学系と、前記電子ビームと交差するイオンビームを発生する位置に設けられたイオン源及び第2の光学系と、前記電子ビームと前記イオンビームとが交差する位置又はその近傍の位置である第1の位置に微小試料を配置する第1の試料搭載手段と、を備えた荷電粒子線装置を用いた検査方法であって、
電子ビームを微小試料に照射し、前記イオン源の動作を停止してイオンビームを前記微小試料に照射されないようにするステップと、
を有することを特徴とする検査方法。 - 電子ビームを発生する電子源及び第1の光学系と、前記電子ビームと交差するイオンビームを発生する位置に設けられたイオン源及び第2の光学系と、前記電子ビームと前記イオンビームとが交差する位置又はその近傍の位置である第1の位置に微小試料を配置する第1の試料搭載手段と、を備えた荷電粒子線装置を用いた検査方法であって、
試料台上の試料又は切り出し微小サンプルを対象として、これらに対してイオンビームを照射するとともに、電子ビームは、電子源の動作を停止するか、又は、電子ビームを偏向させることにより対象に到達しないようにするステップと
を有することを特徴とする検査方法。 - 電子ビームを発生する電子源及び第1の光学系と、前記電子ビームと交差するイオンビームを発生する位置に設けられたイオン源及び第2の光学系と、前記電子ビームと前記イオンビームとが交差する位置又はその近傍の位置である第1の位置に微小試料を配置する第1の試料搭載手段と、を備えた荷電粒子線装置を用いた検査方法であって、
試料台上の試料又は切り出し微小サンプルを対象として、SEMを使用するときは、電子ビームを前記試料又は前記切出し微小サンプルに照射し、前記電子ビームが前記微小サンプルに焦点を結ばないようにするステップとを有することを特徴とする検査方法。 - 電子ビームを発生する電子源及び第1の光学系と、前記電子ビームと交差するイオンビームを発生する位置に設けられたイオン源及び第2の光学系と、前記電子ビームと前記イオンビームとが交差する位置又はその近傍の位置である第1の位置に微小試料を配置する第1の試料搭載手段と、を備えた荷電粒子線装置を用いた検査方法であって、
試料における欠陥検査装置からの欠陥位置情報をもとに分析位置を探すステップであって、前記試料表面に電子ビームを照射して得られる表面の形状を反映したSEM画像情報を併用して分析位置を探すステップと、
試料の分析したい部分に隣接した位置にイオンビームにより穴あけ加工を行い、穴の壁の部分に分析したい部分を露出させて、加工した前記壁面に電子ビームを照射し分析を行うステップと、
を有することを特徴とする分析方法。 - 電子ビームを発生する電子源及び第1の光学系と、前記電子ビームと交差するイオンビームを発生する位置に設けられたイオン源及び第2の光学系と、前記電子ビームと前記イオンビームとが交差する位置又はその近傍の位置である第1の位置に微小試料を配置する第1の試料搭載手段と、を備えた荷電粒子線装置を用いた検査方法であって、
分析対象部分を微小サンプルとして切り出すステップであって、前記試料の分析したい部分に隣接した位置に、微小試料を切り出すステップと、
切り出した切出し微小サンプルを切出し微小サンプル用ホルダに搭載するステップと、
前記切り出した切出し微小サンプルを切出し微小サンプル用ホルダとは異なる微小サンプルホルダの先端に取り付け、前記電子ビームと前記イオンビームとが交差する位置又はその近傍の微小サンプル搭載位置に配置するステップと、
該微小サンプル搭載位置において分析を行うステップと
を有することを特徴とする分析方法。 - 前記切出し微小サンプルに関して、前記微小サンプル搭載位置に配置された状態で、分析したい断面がイオンビームの光軸と平行になるように向きを合わせて、イオンビームを照射して薄膜化加工を行うステップと、
前記微小サンプルホルダを操作して、薄膜化した前記微小サンプルの断面を電子ビームの軸方向に向けて、電子ビームを照射して電子ビームによる分析を行うステップと
を有することを特徴とする請求項17に記載の分析方法。 - イオンビームを照射して前記薄膜化加工を行うステップにおいて、
前記加工位置や加工の進行状況をSEMにより確認しながら加工するステップを有することを特徴とする請求項18に記載の分析方法。 - 電子ビームを発生する電子源及び第1の光学系と、
前記電子ビームと交差するイオンビームを発生する位置に設けられたイオン源及び第2の光学系と、
前記電子ビームと前記イオンビームとが交差する位置又はその近傍の位置である第1の位置に微小試料を配置する第1の試料搭載手段と、
前記第1の位置から前記電子ビーム又は前記イオンビームのいずれか一方のビームを直列的に前記第2の位置に導く第3の光学系と、
前記第1の移動手段により前記微小試料を前記第1の位置から移動させた際に、前記一方のビームと異なる他方のビームを前記第3の光学系に導く偏向器と
を有することを特徴とする荷電粒子線装置。
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