JP5546290B2 - 荷電粒子線装置及び荷電粒子線を用いた測長方法 - Google Patents
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Description
図1に、荷電粒子線装置の概略的な機能ブロック図を示す。電子線源(荷電粒子線源)1から放出された電子線(荷電粒子線)3は、加速電極2で加速された後、第一集束電磁レンズ4、第二集束電磁レンズ5及び対物電磁レンズ9の前磁場を経由して試料台10に保持された試料11に照射される。電子線源1には、例えばCold FE GUN(HF-3300,HD-2300)、SE GUN(HD-2700)、LaB6単結晶型GUN(H-9500,H-7650)、Wフィラメント(H-7650)等を使用する。
続いて、実施例に係る荷電粒子線装置を用いた測長処理手順の概略を説明する。図4に、実施例に係る測長処理手順のフローチャートを示す。
図5に、荷電粒子線装置を用いた測長技術を具体的に説明する。図5は、薄片化された試料の断面、その上面、当該領域の回折パターンをそれぞれ観察した図を示している。前述した測長技術は、格子縞又は既知の長さを有する試料であれば、どのような試料についても適用可能である。ただし、図5の試料では、便宜的に簡単な構造のシリコン(Si)単結晶のラインパターン64を想定する。なお、ラインパターン64の表面は、保護膜層65で覆われている。
以下では、測長処理に関連する個別の処理動作の具体例を説明する。まず、図7を用い、校正処理動作の具体例を説明する。図7は、既知の幅を有する構造物69の断面図である。なお、図7は、格子縞を観察できない低倍率の断面図とする。この場合、既知の長さを有する幅Cを用いて1ピクセル当たりの長さを校正することができる。
以下では、測長対象が単結晶のみで構成されていない場合における薄膜試料の作製方法について説明する。図9に、傾斜補正に必要な単結晶部と測定対象を含む薄膜試料を作製するための方法の一例を示す。
次に、図10を用い、多結晶部及び単結晶部を含む薄膜試料から自動的に単結晶部だけを含む基板部を探索する方法について説明する。そこで、上面図905に対応する薄膜試料の上面図1001を示す。前述の通り、上面図1001には、多結晶の領域と単結晶の領域の両方が含まれている。
以下、他の実施例を説明する。図9に示す例の場合、薄膜試料を平面状に切り出す場合について説明した。しかし、薄膜試料を針状に加工する場合にも、同様に最適な傾斜補正及び高精度での測長が可能である。図11に、針状に加工された薄膜試料の鳥瞰図1101及びその側面図1102及び1103を示す。側面図1102は薄膜試料を鳥瞰図1101のF’方向から見た構造であり、側面図1103は薄膜試料を鳥瞰図1101のG’方向から見た構造である。なお、側面図1102及び1103は、いずれもFIB加工前の側面図であり、太線で囲まれた領域H’及びI’がFIB加工後に残る領域に対応する。図11に示す針状の薄膜領域の場合も、単結晶だけで構成される基板に対応する領域(格子縞68)と、測長領域に対応する多結晶のラインパターン70の両方が含まれている。従って、針状の薄膜試料を用いても、傾斜補正後に高精度の測長を実現できる。
Claims (9)
- 荷電粒子線を発生させる荷電粒子線源と、
試料を保持する試料台と、
前記試料台を駆動する駆動部と、
前記荷電粒子線を試料に集束させるレンズ系と、
前記荷電粒子線を偏向する偏向器と、
前記荷電粒子線の照射によって試料から発生する信号を検出し、試料像を検出する検出器と、
前記試料の電子線回折像を検出する撮像部と、
前記試料像及び又は前記電子線回折像を表示する表示部と、
演算処理部と
を有し、
前記演算処理部は、
前記試料の電子線回折像における強度プロファイル及び座標情報に基づいて、単結晶の領域を探索し、
当該探索された前記試料の単結晶部から取得される前記電子線回折像のパターンの対称性に基づいて前記駆動部を制御し、前記荷電粒子線に対する前記試料の傾斜角を補正する
ことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1に記載の荷電粒子線装置において、
前記演算処理部は、前記電子線回折像におけるメインスポットの周辺に出現する複数のスポットの大きさが均等になるように前記傾斜角を補正する
ことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項2に記載の荷電粒子線装置において、
前記演算処理部は、少なくとも1つの傾斜方向に対して前記試料の傾斜角を変化させる際にリアルタイムで検出される複数の電子線回折像の変化に基づいて、前記複数のスポットの大きさが均等になる傾斜角を検出する
ことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項3に記載の荷電粒子線装置において、
前記演算処理部は、前記複数のスポットのうち傾斜方向についてメインスポットの対称位置の強度スペクトル同士が同じ大きさになる傾斜角を、前記複数のスポットの大きさが均等になる傾斜角として検出する
ことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 単結晶部を残して薄片化された試料のうち指定領域を測長する方法であって、
前記単結晶部から電子線回折像を撮像部によって取得する処理と、
取得された前記電子線回折像のパターンの対称性に基づいて、荷電粒子線に対する前記試料の傾斜角を補正する処理と、
傾斜角の補正後に前記指定領域を測長する処理と
を有し、
前記試料の傾斜角を補正する処理は、前記試料の電子線回折像における強度プロファイル及び座標情報に基づいて、単結晶の領域を探索し、当該探索された前記試料の単結晶部から取得される前記電子線回折像のパターンの対称性に基づいて前記駆動部を制御し、前記荷電粒子線に対する前記試料の傾斜角を補正する
ことを特徴とする荷電粒子線を用いた測長方法。 - 請求項5に記載の測長方法において、
前記試料の傾斜角を補正する処理は、前記電子線回折像におけるメインスポットの周辺に出現する複数のスポットの大きさが均等になるように前記傾斜角を補正する
ことを特徴とする荷電粒子線を用いた測長方法。 - 請求項6に記載の測長方法において、
前記試料の傾斜角を補正する処理は、少なくとも1つの傾斜方向に対して前記試料の傾斜角を変化させる際にリアルタイムで検出される複数の電子線回折像の変化に基づいて、前記複数のスポットの大きさが均等になる傾斜角を検出する
ことを特徴とする荷電粒子線を用いた測長方法。 - 請求項6に記載の測長方法において、
前記試料の傾斜角を補正する処理は、前記複数のスポットのうち傾斜方向についてメインスポットの対称位置の強度スペクトル同士が同じ大きさになる傾斜角を、前記複数のスポットの大きさが均等になる傾斜角として検出する
ことを特徴とする荷電粒子線を用いた測長方法。 - 請求項5に記載の測長方法において、
前記指定領域をHAADF-STEM像を用いて指定する
ことを特徴とする荷電粒子線を用いた測長方法。
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