JP2010199003A - 荷電粒子ビーム装置、及び荷電粒子ビームにおける位置補正処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明では、荷電粒子ビームの偏向方向と試料の傾斜軸が平行となっていない場合に、荷電粒子ビームの観察方向に対する偏向回転角を求め、荷電粒子ビームの偏向パターンを変形することにより、画像の歪みを補正することに関する。例えば、荷電粒子ビームの偏向パターンを平行四辺形となる。本発明により、試料が傾斜していても、歪みの無い像が得られ、試料の観察や加工を高精度に実施できる。これにより、位置補正マークを自動認識して位置関係を補正する観察や加工も可能となる。
【選択図】 図1
Description
yz平面上、即ち加工穴の側面にあたる箇所の観察も行うことができる。
例えば、試料断面が垂直に加工できていなくても角度が与えられれば、画像の補正は可能である。また、凹凸のある試料の場合は、平面と見なせる部分に分けることにより、この手法を適用することができる。
尚、一般的な多角形のパターンを設定する場合は、各頂点の座標と偏向方向を指定する。
しかし、マーク像登録時の偏向方向の回転をキャンセルし、像の上下方向と試料の傾斜方向を合わせた状態で、縦方向の画像取り込みの縦方向走査ピッチを傾斜角度Tの余弦cosT倍(ここでは傾斜角度は45°のため、0.707倍)にして取り込みを行うことにより、傾斜方向に伸張された画像(図8)が得られる。取り込んだ画像に対し、引き続き画像処理により、偏向時の回転と同方向に回転させる。これにより、図9に示すように、歪みが無く、方向と倍率が同じ像が得られ、登録されている位置補正マーク21の自動認識ができる。分離加工パターンは、図6では便宜上、平面像上で登録されているが、実際には断面上で定義されているため、位置補正マークに対する代表点への相対位置ベクトルと、代表点から各頂点へのベクトルとを数式5に従って変換する。この結果、回転処理により図8の画像を回転させた画像(図9)では、27に示すような平行四辺形状となる。本装置においては、実際の集束イオンビームの偏向制御は逆回転変換を行い、図8の状態で行う。この場合、加工時のビーム偏向は平行四辺形の辺に平行にはならないが、試料の分離目的で行う加工は仕上がり形状を問わないため、特に問題とはならない。
ここで、カラム間の角度Tは設計値通りで正しいと仮定している。図14は、こうして求めたパラメータ値から図13のSEM像を集束イオンビームの偏向画面に重畳したものである。
2 特定箇所
3 走査の方向を示すための線
4 位置補正マーク
5 観察範囲
6 走査方向を示す矢印
7 変換された画像取得範囲
8 観察範囲5が変換された形状
9 解析試料
10 観察したい断面を表す破線
11 配線のコンタクトホール
12,13 加工パターン
14 断面観察パターン
15 観察する断面
16 走査パターンを変換して得られるFIB走査像
17 傾斜像上の断面観察範囲14
18 試料の表面部分
19 コンタクトホール部の断面
20 相対位置ベクトル
21 位置補正マーク
22 摘出試料の底部を分離するための分離加工パターン
23 摘出試料を壁状に加工するための矩形パターン
24 壁状の摘出試料を薄くするための矩形パターン
25 摘出試料部
26 位置補正マークの自動認識に基づき配置された分離用加工パターン
27 画像回転処理により生じた画像のブランク部
28,101 集束イオンビームカラム
29,102 電子ビームカラム
30 FIB−SEM装置の試料ステージ
31 カーボンナノチューブを支持する金属針
32 針と方向が一致しているカーボンナノチューブ
33 針と方向が合わないカーボンナノチューブ
34 FIB加工編集画面上の位置合わせパターン
35 位置合わせパターンの位置関係を指定する補助パターン
36 SEM画像上で観察されたFIB加工穴
37 偏光範囲
38 位置補正パターン
39 FIB加工穴と加工パターンの位置を合わせるために変形したSEM像の外周
40 高倍率SEM像で観察したFIB加工穴
41 高倍率のSEM像を編集画面に重畳して配置したカーボンナノチューブの切断加工パターン
42 切断加工されたカーボンナノチューブ
100 荷電粒子線装置
103 真空試料室
104 試料ステージ
105 プローブ
106 プローブ駆動部
108 検出器
109 ディスプレイ
110 計算処理部
111 試料
112 ノズル先端
115 デポガス源
121 イオンビーム制御手段
122 電子ビーム制御手段
123 検出器制御手段
124 ステージ制御手段
125 デポガス源制御手段
126 プローブ制御手段
Claims (11)
- 荷電粒子ビームを偏向走査する偏向器と、傾斜可能な試料ステージと、荷電粒子ビームの照射により発生する二次粒子を検出して像を表示する表示装置と、荷電粒子ビームの偏向パターンを制御する演算手段とを備える荷電粒子ビーム装置において、
荷電粒子ビームの偏向パターンを矩形から平方四辺形に変形できることを特徴とする装置。 - 請求項1記載の荷電粒子ビーム装置において、
荷電粒子ビームの走査方向は、平行四辺形の辺に平行であることを特徴とする装置。 - 請求項1記載の荷電粒子ビーム装置において、
荷電粒子ビームの観察方向に対する試料ステージの偏向回転角度と、試料ステージの傾斜角度と、に応じて平行四辺形の形状を変更することを特徴とする装置。 - 請求項1記載の荷電粒子ビーム装置において、
荷電粒子ビームの第1の観察方向と、荷電粒子ビームの第2の観察方向と、の成す角度と、
前記第1の観察方向と、前記第2の観察方向と、の成す面の垂線と、荷電粒子ビームの偏向走査方向がなす角度と、に応じて、
前記第1の観察方向からの観察する場合の荷電粒子ビームの偏向パターンを変換して、前記第2の観察方向から観察する場合の荷電粒子ビームの偏向パターンとすることを特徴とする装置。 - 請求項1記載の荷電粒子ビーム装置において、
第1の観察方向から荷電粒子ビームを矩形走査して取得した位置補正マークの画像を制御手段に登録し、第2の観察方向からの荷電粒子ビームを平行四辺形走査して取得した画像から前記制御手段が前記位置補正マークを検出することを特徴とする装置。 - 請求項1記載の荷電粒子ビーム装置において、
第1の観察方向から荷電粒子ビームを矩形走査して取得した位置補正マークの画像と、第2の観察方向からの荷電粒子ビームを平行四辺形走査して取得した画像と、を前記表示手段に重畳表示することを特徴とする装置。 - 請求項1記載の荷電粒子ビーム装置において、
前記荷電粒子ビームがイオンビームであることを特徴とする装置。 - 請求項1記載の荷電粒子ビーム装置において、
前記荷電粒子ビームが電子ビームであることを特徴とする装置。 - 請求項1記載の荷電粒子ビーム装置において、
イオンビームを照射するイオンビームカラムと、電子ビームを照射する電子ビームカラムを備えることを特徴とする装置。 - 請求項1記載の荷電粒子ビーム装置において、
試料ステージに載置された試料から微小試料を摘出するための加工パターンを登録できることを特徴とする装置。 - 荷電粒子ビーム装置における位置補正処理方法であって、
第1の観察方向から荷電粒子ビームを走査して取得した位置補正マークの第1の画像を演算手段に登録し、
第2の観察方向から荷電粒子ビームを走査して取得した位置補正マークの第2の画像を前記演算手段に登録し、
前記第2の画像に対して、前記第1の観察方向と前記第2の観察方向の成す面の垂線と、荷電粒子ビームの偏向走査方向とがなす角度の回転変換よりなる第1の画像処理と、前記第1の観察方向と前記第2の観察方向の成す角度の余弦の逆数倍の縦方向の伸張変換よりなる第2の画像処理と、前記第1の画像処理と逆方向の回転変換よりなる第3の画像処理と、逐次実施して得られた画像と、第1の画像と、を演算手段が照合することを特徴とする方法。
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