JP7360871B2 - 荷電粒子ビーム照射装置、及び制御方法 - Google Patents

荷電粒子ビーム照射装置、及び制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7360871B2
JP7360871B2 JP2019173369A JP2019173369A JP7360871B2 JP 7360871 B2 JP7360871 B2 JP 7360871B2 JP 2019173369 A JP2019173369 A JP 2019173369A JP 2019173369 A JP2019173369 A JP 2019173369A JP 7360871 B2 JP7360871 B2 JP 7360871B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
section
multilayer sample
cross
observation
exposure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019173369A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021051878A (ja
Inventor
拓篤 麻生
欣 満
誠 佐藤
達也 麻畑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi High Tech Science Corp
Original Assignee
Hitachi High Tech Science Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi High Tech Science Corp filed Critical Hitachi High Tech Science Corp
Priority to JP2019173369A priority Critical patent/JP7360871B2/ja
Priority to TW109130204A priority patent/TW202125565A/zh
Priority to CN202010985029.5A priority patent/CN112635277A/zh
Priority to DE102020211737.3A priority patent/DE102020211737A1/de
Priority to US17/027,312 priority patent/US11424100B2/en
Priority to KR1020200122246A priority patent/KR20210035754A/ko
Publication of JP2021051878A publication Critical patent/JP2021051878A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7360871B2 publication Critical patent/JP7360871B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/147—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/261—Details
    • H01J37/265—Controlling the tube; circuit arrangements adapted to a particular application not otherwise provided, e.g. bright-field-dark-field illumination
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/22—Optical or photographic arrangements associated with the tube
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/225—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion
    • G01N23/2255—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion using incident ion beams, e.g. proton beams
    • G01N23/2258—Measuring secondary ion emission, e.g. secondary ion mass spectrometry [SIMS]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/2206—Combination of two or more measurements, at least one measurement being that of secondary emission, e.g. combination of secondary electron [SE] measurement and back-scattered electron [BSE] measurement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/2206—Combination of two or more measurements, at least one measurement being that of secondary emission, e.g. combination of secondary electron [SE] measurement and back-scattered electron [BSE] measurement
    • G01N23/2208—Combination of two or more measurements, at least one measurement being that of secondary emission, e.g. combination of secondary electron [SE] measurement and back-scattered electron [BSE] measurement all measurements being of a secondary emission, e.g. combination of SE measurement and characteristic X-ray measurement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/225—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/225—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion
    • G01N23/2251—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion using incident electron beams, e.g. scanning electron microscopy [SEM]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/244—Detectors; Associated components or circuits therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/261—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/07—Investigating materials by wave or particle radiation secondary emission
    • G01N2223/072—Investigating materials by wave or particle radiation secondary emission combination of measurements, 2 kinds of secondary emission
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/07—Investigating materials by wave or particle radiation secondary emission
    • G01N2223/081—Investigating materials by wave or particle radiation secondary emission incident ion beam, e.g. proton
    • G01N2223/0816—Investigating materials by wave or particle radiation secondary emission incident ion beam, e.g. proton incident ion beam and measuring secondary ion beam [SIMS]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/40—Imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/40—Imaging
    • G01N2223/41—Imaging imaging specifically internal structure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/50—Detectors
    • G01N2223/507—Detectors secondary-emission detector
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/60—Specific applications or type of materials
    • G01N2223/611—Specific applications or type of materials patterned objects; electronic devices
    • G01N2223/6116—Specific applications or type of materials patterned objects; electronic devices semiconductor wafer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/22—Treatment of data
    • H01J2237/226—Image reconstruction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/304—Controlling tubes
    • H01J2237/30466—Detecting endpoint of process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/317—Processing objects on a microscale
    • H01J2237/3174—Etching microareas
    • H01J2237/31745—Etching microareas for preparing specimen to be viewed in microscopes or analyzed in microanalysers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/317—Processing objects on a microscale
    • H01J2237/31749—Focused ion beam

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

この発明は、荷電粒子ビーム照射装置、及び制御方法に関する。
試料に対して荷電粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム照射装置の技術についての研究、開発が行われている。
これに関し、試料に集束イオンビームを照射する集束イオンビーム鏡筒と、試料に電子ビームを照射する電子ビーム鏡筒と、試料から発生する二次粒子又は反射電子を検出する電子検出器とを備え、電子検出器から出力される信号に基づいて、試料の観察像を形成する荷電粒子ビーム照射装置が知られている（特許文献１、２参照）。
特開２０１１－０８６６０６号公報 特開２０１８－１６３８２２号公報
特許文献１、２に記載されたような従来の荷電粒子ビーム照射装置により内部の物質又は構造を観察する対象となる試料として、多層試料が存在する。多層試料は、複数の観察対象層が所定の積層方向に向かって積層された試料（例えば、３Ｄ－ＮＡＮＤ型のフラッシュメモリ等）のことである。観察対象層は、観察する対象となる物質（例えば、半導体等）により構成される層のことである。また、多層試料は、複数の観察対象層とともに、１以上の非観察対象層が積層方向に向かって積層されていることが多い。非観察対象層は、観察する対象ではない物質（例えば、電力又は信号の伝送路として使われる金属導体等）により構成される層のことである。
従来の荷電粒子ビーム照射装置では、このような多層試料の表面をエッチングすることにより、所望の面により多層試料を切断した場合における多層試料の断面を露出させることができる。この際、当該荷電粒子ビーム照射装置では、多層試料の表面を積層方向に向かって層状にエッチングすることにより、当該複数の層のうちの所望の層を多層試料の断面として露出させることができる。本明細書では、このように多層試料の表面を積層方向に向かって層状にエッチングすることを、多層試料の断面を露出させると称して説明する。
ここで、従来の荷電粒子ビーム照射装置では、ｃｕｔ＆ｓｅｅを繰り返し行うことにより、多層試料に含まれる観察対象層それぞれの物質又は構造の観察が行われる。ｃｕｔ＆ｓｅｅは、多層試料の断面を露出させるとともに、露出させた断面の観察像の形成を行う処理のことである。
しかしながら、観察対象層の物質又は構造の観察において、非観察対象層の観察像は、不要である。また、複数の観察対象層のうちのある観察対象層の物質又は構造の観察において必要な当該観察対象層の観察像の数は、通常、１つである。これは、多層試料に含まれる複数の観察対象層それぞれの物質又は構造の観察において、従来の荷電粒子ビーム照射装置がｃｕｔ＆ｓｅｅの繰り返しにより不要な時間を費やしてしまうことを意味する。当該荷電粒子ビーム照射装置は、このような不要な時間の浪費により、多層試料に含まれる複数の観察対象層それぞれの物質又は構造の観察に要する時間を短縮することが困難な場合があった。
そこで本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、多層試料に含まれる複数の観察対象層それぞれの物質又は構造の観察に要する時間を短縮することができる荷電粒子ビーム照射装置、及び制御方法を提供する。
本発明の一態様は、観察する対象となる観察対象層として物質又は構造が互いに異なる複数の層が所定の積層方向に向かって積層された多層試料に集束イオンビームを照射する集束イオンビーム鏡筒と、前記多層試料に電子ビームを照射する電子ビーム鏡筒と、前記多層試料から発生する二次電子又は反射電子を検出する電子検出器と、前記電子検出器から出力される信号に基づく観察像を形成する像形成部と、前記集束イオンビーム鏡筒を制御し、前記集束イオンビームにより前記積層方向に向かって前記多層試料の断面を露出させる露出制御を繰り返し行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記露出制御を繰り返し行う過程において、前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出する毎に、前記電子ビーム鏡筒を制御して前記電子ビームを照射させて前記多層試料の断面の観察像を前記像形成部に形成させる観察制御を行う、荷電粒子ビーム照射装置である。
また、本発明の他の態様は、荷電粒子ビーム照射装置において、前記多層試料の設計データが記憶された記憶部を備え、前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記設計データに基づいて、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したか否かを判定し、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したと判定した場合、前記観察制御を行う、構成が用いられてもよい。
また、本発明の他の態様は、荷電粒子ビーム照射装置において、前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記設計データと、受け付けた誤差範囲とに基づいて、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したか否かを判定し、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したと判定した場合、前記露出制御と前記観察制御とを順に行うことを所定回数繰り返す、構成が用いられてもよい。
また、本発明の他の態様は、荷電粒子ビーム照射装置において、前記制御部は、前記所定回数繰り返される前記露出制御における第１加工ピッチを、前記所定回数繰り返される前記露出制御と異なる前記露出制御における第２加工ピッチよりも小さくする、構成が用いられてもよい。
また、本発明の他の態様は、荷電粒子ビーム照射装置において、前記制御部は、前記過程において前記露出制御を行う毎に前記集束イオンビーム鏡筒を制御して前記集束イオンビームの照射を行い、前記多層試料の前記集束イオンビームによる加工の進捗状況を示す進捗状況観察像を前記像形成部に形成させ、前記露出制御を行う毎に形成させた前記進捗状況観察像と、前記記憶部に記憶された前記設計データとに基づいて、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したか否かを判定し、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したと判定した場合、前記観察制御を行う、構成が用いられてもよい。
また、本発明の他の態様は、荷電粒子ビーム照射装置において、前記制御部は、前記集束イオンビーム鏡筒と前記電子ビーム鏡筒とを制御し、前記露出制御と前記観察制御とを並列に行い、前記露出制御と並列に前記観察制御を行う毎に形成された前記多層試料の断面の観察像に基づいて、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したか否かを判定し、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したと判定した場合、前記観察制御を行う、構成が用いられてもよい。
また、本発明の他の態様は、荷電粒子ビーム照射装置において、前記制御部は、前記露出制御と並列に前記観察制御を行う毎に形成された前記多層試料の断面の観察像と、前記観察対象層それぞれの画像が事前に学習された機械学習のモデルとに基づいて、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したか否かを判定し、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したと判定した場合、前記観察制御を行う、構成が用いられてもよい。
また、本発明の他の態様は、荷電粒子ビーム照射装置において、前記制御部は、前記露出制御と並列に前記観察制御を行う毎に形成された前記多層試料の断面の観察像と、前記観察対象層それぞれの画像とのパターンマッチングに基づいて、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したか否かを判定し、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したと判定した場合、前記観察制御を行う、構成が用いられてもよい。
また、本発明の他の態様は、観察する対象となる観察対象層として物質又は構造が互いに異なる複数の層が所定の積層方向に向かって積層された多層試料に集束イオンビームを照射する集束イオンビーム鏡筒と、前記多層試料に電子ビームを照射する電子ビーム鏡筒と、前記多層試料から発生する二次電子又は反射電子を検出する電子検出器と、前記電子検出器から出力される信号に基づく観察像を形成する像形成部とを備える荷電粒子ビーム照射装置であって、前記集束イオンビーム鏡筒を制御し、前記集束イオンビームにより前記積層方向に向かって前記多層試料の断面を露出させる露出制御を繰り返し行い、前記露出制御を繰り返し行う過程において、前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出する毎に、前記電子ビーム鏡筒を制御して前記電子ビームを照射させて前記多層試料の断面の観察像を前記像形成部に形成させる観察制御を行う、制御方法である。
また、本発明の他の態様は、制御方法において、前記荷電粒子ビーム照射装置は、前記多層試料の設計データが記憶された記憶部を備え、前記記憶部に記憶された前記設計データに基づいて、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したか否かを判定し、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したと判定した場合、前記観察制御を行う、構成が用いられてもよい。
また、本発明の他の態様は、制御方法において、前記記憶部に記憶された前記設計データと、受け付けた誤差範囲とに基づいて、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したか否かを判定し、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したと判定した場合、前記露出制御と前記観察制御とを順に行うことを所定回数繰り返す、構成が用いられてもよい。
また、本発明の他の態様は、制御方法において、前記所定回数繰り返される前記露出制御における第１加工ピッチを、前記所定回数繰り返される前記露出制御と異なる前記露出制御における第２加工ピッチよりも小さくする、構成が用いられてもよい。
また、本発明の他の態様は、制御方法において、前記過程において前記露出制御を行う毎に前記集束イオンビーム鏡筒を制御して前記集束イオンビームの照射を行い、前記多層試料の前記集束イオンビームによる加工の進捗状況を示す進捗状況観察像を前記像形成部に形成させ、前記露出制御を行う毎に形成させた前記進捗状況観察像と、前記記憶部に記憶された前記設計データとに基づいて、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したか否かを判定し、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したと判定した場合、前記観察制御を行う、構成が用いられてもよい。
また、本発明の他の態様は、制御方法において、前記集束イオンビーム鏡筒と前記電子ビーム鏡筒とを制御し、前記露出制御と前記観察制御とを並列に行い、前記露出制御と並列に前記観察制御を行う毎に形成された前記多層試料の断面の観察像に基づいて、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したか否かを判定し、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したと判定した場合、前記観察制御を行う、構成が用いられてもよい。
また、本発明の他の態様は、制御方法において、前記露出制御と並列に前記観察制御を行う毎に形成された前記多層試料の断面の観察像と、前記観察対象層それぞれの画像が事前に学習された機械学習のモデルとに基づいて、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したか否かを判定し、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したと判定した場合、前記観察制御を行う、構成が用いられてもよい。
また、本発明の他の態様は、制御方法において、前記露出制御と並列に前記観察制御を行う毎に形成された前記多層試料の断面の観察像と、前記観察対象層それぞれの画像とのパターンマッチングに基づいて、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したか否かを判定し、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したと判定した場合、前記観察制御を行う、構成が用いられてもよい。
本発明によれば、多層試料に含まれる複数の観察対象層それぞれの物質又は構造の観察に要する時間を短縮することができる荷電粒子ビーム照射装置、及び制御方法を提供することができる。
本実施形態の荷電粒子ビーム照射装置１００の構成の一例を示す図である。 多層試料７をｘ軸の正方向に向かって見た場合の図である。 図２に示した多層試料７をｚ軸の負方向に向かって見た場合の図である。 多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出する毎に多層試料７の断面の観察像を荷電粒子ビーム照射装置１００が形成する処理の流れの一例を示す図である。 多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出する毎に多層試料７の断面の観察像を荷電粒子ビーム照射装置１００が形成する処理の変形例１の流れの一例を示す図である。 多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出する毎に多層試料７の断面の観察像を荷電粒子ビーム照射装置１００が形成する処理の変形例２の流れの一例を示す図である。 進捗状況観察像の一例を示す図である。 多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出する毎に多層試料７の断面の観察像を荷電粒子ビーム照射装置１００が形成する処理の変形例３の流れの一例を示す図である。 多層試料７の構成の一例を示す斜視図である。 図９に示した多層試料７を図９と異なる方向から見た斜視図である。
＜実施形態＞
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態の荷電粒子ビーム照射装置１００の構成の一例を示す図である。荷電粒子ビーム照射装置１００は、電子ビーム鏡筒１と、集束イオンビーム鏡筒２と、試料室３とを備えている。
電子ビーム鏡筒１は、試料室３内に収容された多層試料７に電子ビーム８を照射する。図１に示した例では、電子ビーム鏡筒１の照射軸の軸方向は、重力方向と平行である。そこで、以下では、説明の便宜上、重力方向を下又は下方向と称し、重力方向と逆の方向を上又は上方向と称して説明する。すなわち、当該例では、電子ビーム鏡筒１は、ほぼ下に向かって電子ビーム８を照射する。
多層試料７は、複数の観察対象層が所定の積層方向に向かって積層された試料のことである。観察対象層は、観察する対象となる物質（例えば、半導体等）により構成される層のことである。また、多層試料は、複数の観察対象層とともに、１以上の非観察対象層が積層方向に向かって積層されていることが多い。非観察対象層は、観察する対象ではない物質（例えば、電力又は信号の伝送路として使われる金属導体等）により構成される層のことである。例えば、多層試料７は、３Ｄ－ＮＡＮＤ型のフラッシュメモリ等である。この場合、多層試料７は、観察対象層と非観察対象層とが交互に積層方向に向かって複数積層されている。以下では、一例として、多層試料７が、観察対象層と非観察対象層とが交互に積層方向に向かって複数積層されている試料である場合について説明する。なお、積層方向は、如何なる方向であってもよい。以下では、一例として、試料室３内に収容された多層試料７における積層方向が、上下方向と平行な場合について説明する。この場合、電子ビーム鏡筒１は、多層試料７に含まれる各観察対象層及び各非観察対象層のそれぞれと平行な面に対して電子ビーム８による走査を行うことができる。
集束イオンビーム鏡筒２は、試料室３内に収容された多層試料７に集束イオンビーム９を照射する。図１に示した例では、電子ビーム鏡筒１と集束イオンビーム鏡筒２とは、それぞれの照射軸が多層試料７上で互いに直交するように配置されている。すなわち、当該例では、電子ビーム鏡筒１は、多層試料７に、集束イオンビーム９が照射される方向に対して直交する方向に電子ビーム８を照射する。このため、当該例では、集束イオンビーム鏡筒２の照射軸は、多層試料７に含まれる各観察対象層及び各非観察対象層のそれぞれと平行である。なお、電子ビーム鏡筒１と集束イオンビーム鏡筒２とは、それぞれの照射軸が多層試料７上で互いに斜交するように配置される構成であってもよい。
また、荷電粒子ビーム照射装置１００は、二次電子検出器４と透過電子検出器５とを電子検出器として備えている。これら二次電子検出器４や透過電子検出器５等の電子検出器は、多層試料７から発生する二次電子又は反射電子を検出する。
具体的には、二次電子検出器４は、電子ビーム８又は集束イオンビーム９の照射により多層試料７から発生した二次電子を検出する。透過電子検出器５は、電子ビーム鏡筒１と対向する位置に備えられている。透過電子検出器５は、電子ビーム８を多層試料７に照射した結果、多層試料７を透過した透過電子と多層試料７に入射されなかった電子ビーム８とを検出する。
また、荷電粒子ビーム照射装置１００は、多層試料７を保持する試料台６を備える。試料台６は、試料台制御部１６の制御に基づき、試料台駆動部１５により駆動される。
試料台駆動部１５は、試料台６をｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向の三軸方向、及び各軸まわりの回転方向に変位させる。ここで、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸は互いに直交する。ｚ軸は、上方向を正の方向とし、ｘ軸及びｙ軸がなす平面に直交する。すなわち、図１に示した例では、荷電粒子ビーム照射装置１００において、電子ビーム鏡筒１の照射軸の軸方向は、ｚ軸方向と平行になるように配置されている。
また、荷電粒子ビーム照射装置１００は、電子ビーム制御部１２と、集束イオンビーム制御部１３と、像形成部１４と、表示部１７を備える。
電子ビーム制御部１２は、制御部１１の制御に基づき電子ビーム鏡筒１に照射信号を出力し、電子ビーム鏡筒１から電子ビーム８を照射させる。
集束イオンビーム制御部１３は、制御部１１の制御に基づき集束イオンビーム鏡筒２に照射信号を出力し、集束イオンビーム鏡筒２から集束イオンビーム９を照射させる。
像形成部１４は、電子ビーム制御部１２の電子ビーム８を走査させる信号と、透過電子検出器５で検出した透過電子の信号と基づいて透過電子像を形成する。この像形成部１４は、電子ビーム制御部１２の電子ビーム８を走査させる信号と、二次電子検出器４で検出した二次電子の信号と基づいてＳＥＭ像のデータを形成する。また、像形成部１４は、集束イオンビーム制御部１３の集束イオンビーム９を走査させる信号と、二次電子検出器４で検出した二次電子の信号とからＳＩＭ像のデータを形成する。
表示部１７は、液晶ディスプレイ等の表示デバイスを備えており、上述した透過電子像、ＳＥＭ像、ＳＩＭ像等を表示する。
荷電粒子ビーム照射装置１００は、さらに、入力部１０と、制御部１１を備える。荷電粒子ビーム照射装置１００のオペレータは、装置制御に関する条件を入力部１０に入力する。入力部１０は、入力された情報を制御部１１に出力する。
制御部１１は、電子ビーム制御部１２、集束イオンビーム制御部１３、像形成部１４、試料台制御部１６、表示部１７のそれぞれに制御信号を出力し、荷電粒子ビーム照射装置１００の動作を制御する。
荷電粒子ビーム照射装置１００は、記憶部２０を更に備える。
記憶部２０は、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ等を備えており、各種の情報を記憶する。
＜多層試料の断面を露出させる制御と多層試料の断面の観察像を形成する制御＞
以下、図２及び図３を参照し、荷電粒子ビーム照射装置１００が多層試料７の断面を露出させる制御と多層試料７の断面の観察像を形成する制御について説明する。図２は、多層試料７をｘ軸の正方向に向かって見た場合の図である。図３は、図２に示した多層試料７をｚ軸の負方向に向かって見た場合の図である。
図２に示した軸ＡＸ１は、電子ビーム鏡筒１の照射軸の一例を示す。図３に示した軸ＡＸ２は、集束イオンビーム鏡筒２の照射軸の一例を示す。図２に示したように、電子ビーム鏡筒１の照射軸である軸ＡＸ１は、前述した通り、積層方向（この一例において、ｚ軸方向）と一致している。また、図３に示したように、集束イオンビーム鏡筒２の照射軸である軸ＡＸ２は、前述した通り、積層方向（この一例において、ｚ軸方向）と直交している。
また、図２に示した非観察対象層Ｌ０、非観察対象層Ｌ２、非観察対象層Ｌ４のそれぞれは、多層試料７に含まれる非観察対象層の一例である。また、図２に示した観察対象層Ｌ１、観察対象層Ｌ３、観察対象層Ｌ５のそれぞれは、多層試料７の観察対象層の一例である。すなわち、観察対象層Ｌ１、観察対象層Ｌ３、観察対象層Ｌ５のそれぞれは、互いに物質又は構造が異なる層である。そして、図２に示したように、多層試料７において、非観察対象層Ｌ０、観察対象層Ｌ１、非観察対象層Ｌ２、観察対象層Ｌ３、非観察対象層Ｌ４、観察対象層Ｌ５は、積層方向に向かって順に積層されている。
ここで、荷電粒子ビーム照射装置１００は、記憶部２０に予め記憶された加工条件に基づいて、加工条件に応じた図示しない第１走査領域内に対して集束イオンビーム９による走査を行う。これにより、荷電粒子ビーム照射装置１００は、第１走査領域のエッチング、集束イオンビーム９による第１走査領域の観察像の形成等を行うことができる。加工条件は、第１走査領域を示す第１走査領域情報、加速電圧を示す情報、ビーム電流を示す情報、倍率を示す情報、ＯＬ電圧を示す情報、コントラストを示す情報、ブライトネスを示す情報、エッチングにより削る層の厚さを示す情報、エッチングにより削る深さを示す情報、集束イオンビーム鏡筒２から多層試料７の表面までの距離を示す情報等が含まれた情報のことである。
また、荷電粒子ビーム照射装置１００は、記憶部２０に予め記憶された観察条件に基づいて、観察条件に応じた図示しない第２走査領域内に対して電子ビーム鏡筒１による走査を行う。これにより、荷電粒子ビーム照射装置１００は、電子ビーム８による第２走査領域の観察像の形成等を行うことができる。観察条件は、第２走査領域を示す第２走査領域情報、加速電圧を示す情報、ビーム電流を示す情報、倍率を示す情報、ＯＬ電圧を示す情報、コントラストを示す情報、ブライトネスを示す情報、電子ビーム鏡筒１から多層試料７の表面までの距離を示す情報等が含まれた情報のことである。
荷電粒子ビーム照射装置１００は、図２に示したように、記憶部２０に予め記憶された加工条件に基づいて第１走査領域を集束イオンビーム９により走査し、第１走査領域を層状にエッチングする。これにより、第２走査領域（図３においてハッチングされている領域）には、多層試料７の断面が露出される。以下では、説明の便宜上、このように第１走査領域を層状にエッチングして多層試料７の断面を第２走査領域に露出させることを、露出制御と称して説明する。図２に示した層Ｍ１～層Ｍ５のそれぞれは、多層試料７が有する部位のうち第１走査領域に対する集束イオンビーム９による走査によって層状にエッチングされる部位の一例を示す。例えば、荷電粒子ビーム照射装置１００は、露出制御を行い、層Ｍ１を集束イオンビーム９による走査によってエッチングする。これにより、荷電粒子ビーム照射装置１００は、層Ｍ１によって覆われていた層Ｍ２の上面を、多層試料７の断面として第２走査領域に露出させる。多層試料７の断面を第２走査領域に露出させた後、荷電粒子ビーム照射装置１００は、記憶部２０に予め記憶された観察条件に基づいて、第２走査領域を電子ビーム８により走査し、第２走査領域の観察像を像形成部１４に形成させる。以下では、説明の便宜上、このように第２走査領域の観察像を像形成部１４に形成させることを、観察制御と称して説明する。観察制御により層Ｍ２の上面の観察像を像形成部１４に形成させた後、荷電粒子ビーム照射装置１００は、当該加工条件に基づいて、試料台６をｚ軸の正方向に動かす。この際、荷電粒子ビーム照射装置１００は、当該加工条件に含まれる情報のうちエッチングにより削る層の厚さを示す情報に基づいて、当該情報が示す厚さぶん試料台６をｚ軸の正方向に動かす。そして、荷電粒子ビーム照射装置１００は、露出制御を行い、層Ｍ２を集束イオンビーム９による走査によってエッチングし、層Ｍ２によって覆われていた層Ｍ３の上面を、多層試料７の断面として露出させる。荷電粒子ビーム照射装置１００は、このような露出制御と観察制御とを順に行うｃｕｔ＆ｓｅｅを行うことにより、多層試料７の断面を露出させることと、露出させた断面の観察像の形成とを繰り返し行うことができる。
ここで、多層試料７に含まれる複数の観察対象層それぞれの物質又は構造を観察しようとする場合、荷電粒子ビーム照射装置１００は、このようなｃｕｔ＆ｓｅｅにより多層試料７の断面を露出させる毎に観察像の形成を行うと、多層試料７に含まれる複数の観察対象層それぞれの物質又は構造の観察に要する時間が増大してしまう。
そこで、荷電粒子ビーム照射装置１００は、多層試料７の断面の露出を繰り返し行う過程（図２に示した例では、層Ｍ１～層Ｍ５のそれぞれをエッチングする過程）において、多層試料７に含まれる観察対象層Ｌ１、観察対象層Ｌ３、観察対象層Ｌ５のそれぞれの、多層試料７の断面における露出を検出する毎に、電子ビーム鏡筒１を制御して電子ビーム８を照射させ、露出させた多層試料７の断面の観察像を像形成部１４に形成させる。換言すると、荷電粒子ビーム照射装置１００は、露出制御を繰り返し行う過程において、多層試料７の断面における観察対象層Ｌ１、観察対象層Ｌ３、観察対象層Ｌ５それぞれの露出を検出する毎に、電子ビーム鏡筒１を制御して電子ビーム８を照射させ、露出させた多層試料７の断面の観察像を像形成部１４に形成させる。すなわち、荷電粒子ビーム照射装置１００は、露出制御を繰り返し行う過程において、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出する毎に、観察制御を行う。図２に示した例では、露出制御により層Ｍ１と層Ｍ２とのそれぞれがエッチングされると、観察対象層Ｌ１が多層試料７の断面として第２走査領域に露出する。すなわち、当該例では、荷電粒子ビーム照射装置１００は、露出制御を繰り返すことにより層Ｍ１と層Ｍ２とのそれぞれを順にエッチングした後、第２走査領域に露出した観察対象層Ｌ１の観察像を像形成部１４に形成させる。その後、荷電粒子ビーム照射装置１００は、露出制御を再び繰り返し行い、多層試料７の断面における観察対象層Ｌ３の露出を検出した場合、第２走査領域に露出した観察対象層Ｌ３の観察像を像形成部１４に形成させる。このような処理を繰り返すことにより、荷電粒子ビーム照射装置１００は、不要な観察像を形成せずに済み、その結果、多層試料７に含まれる複数の観察対象層それぞれの物質又は構造の観察に要する時間を短縮することができる。以下では、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出する毎に多層試料７の断面の観察像を荷電粒子ビーム照射装置１００が形成する処理について詳しく説明する。
＜多層試料の断面における観察対象層の露出を検出する毎に多層試料の断面の観察像を荷電粒子ビーム照射装置が形成する処理＞
以下、図４を参照し、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出する毎に多層試料７の断面の観察像を荷電粒子ビーム照射装置１００が形成する処理について説明する。図４は、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出する毎に多層試料７の断面の観察像を荷電粒子ビーム照射装置１００が形成する処理の流れの一例を示す図である。
なお、以下では、一例として、図４に示したステップＳ１１０の処理が行われるよりも前のタイミングにおいて、ユーザーが所望する観察条件及び加工条件が記憶部２０に予め記憶されている場合について説明する。また、以下では、一例として、当該タイミングにおいて、多層試料７の設計データが記憶部２０に予め記憶されている場合について説明する。
また、以下では、一例として、図４に示したステップＳ１１０の処理が行われるよりも前のタイミングにおいて、前述のｃｕｔ＆ｓｅｅの繰り返しにより、加工開始断面を予め露出させている場合について説明する。加工開始断面は、多層試料７の断面のうち図４に示したフローチャートの処理による多層試料７のエッチングを開始し始める断面のことである。加工開始断面として露出させる面としては、例えば、図２に示した観察対象層Ｌ１の最上面であるが、他の面であってもよい。これにより、荷電粒子ビーム照射装置１００は、単位削り厚さに基づいて、所望の面を多層試料７の断面として露出させることができる。ここで、単位削り厚さは、露出制御を１回行う毎に積層方向に向かって多層試料７が削れる厚さのことである。なお、荷電粒子ビーム照射装置１００において、単位削り厚さは、個々の露出制御毎に異なるように設定することが可能である。以下では、説明を簡略化するため、一例として、単位削り厚さは、個々の露出制御毎に同じ構成である場合について説明する。
制御部１１は、記憶部２０に予め記憶された多層試料７の設計データを記憶部２０から読み出す（ステップＳ１１０）。当該設計データには、多層試料７の構造、寸法等を示す情報を含むデータのことであり、例えば、ＣＡＤ（Computer Aided Design）データである。
次に、制御部１１は、前述の露出制御を行う（ステップＳ１２０）。これにより、荷電粒子ビーム照射装置１００は、多層試料７の表面を層状に単位削り厚さ分削り、第２走査領域内に多層試料７の断面を露出させる。
次に、制御部１１は、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したか否かを判定する（ステップＳ１３０）。例えば、多層試料７の断面におけるある観察対象層の露出を検出することは、多層試料７の断面に当該観察対象層の最上面（又はほぼ最上面）が露出したこと検出することである。なお、エッチングの誤差により、当該観察対象層の最上面よりも僅かに下の面（例えば、当該最上面から単位削り厚さの数％程度の厚さ分下の面）が露出した場合であっても、実施形態では、多層試料７の断面として当該観察対象層の最上面が露出したとして扱う。
ここで、ステップＳ１３０の処理について詳しく説明する。ステップＳ１３０において制御部１１は、ステップＳ１３０が実行された回数に基づいて、加工開始断面から削った厚さの総量を算出する。説明の便宜上、は、算出した総量と、ステップＳ１１０において読み出した設計データとに基づいて、直前に実行されたステップＳ１２０の処理によって多層試料７の断面として露出した層が、複数の観察対象層のうちのいずれかの観察対象層の最上面であるか否かを判定する。制御部１１は、直前に実行されたステップＳ１２０の処理によって多層試料７の断面として露出した層が当該観察対象層の最上面ではないと判定した場合、多層試料７の断面における当該観察対象層の露出を検出していないと判定する。一方、制御部１１は、直前に実行されたステップＳ１２０の処理によって多層試料７の断面として露出した層が当該観察対象層の最上面であると判定した場合、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したと判定する。
なお、制御部１１は、ステップＳ１３０において、ステップＳ１１０において読み出した設計データに基づく他の方法によって、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したか否かを判定する構成であってもよい。
また、多層試料７の断面における当該観察対象層の露出を検出することは、多層試料７の断面に当該観察対象層の最上面（又はほぼ最上面）が露出したこと検出することに代えて、多層試料７の断面において当該観察対象層が露出することを示す前段現象を検出することであってもよい。すなわち、多層試料７の断面における当該観察対象層の露出を検出することは、多層試料７の断面における当該観察対象層の露出が生じる前に当該露出を予見させる何らかの当該前段現象を検出することであってもよい。当該前段現象は、例えば、当該観察対象層よりも上の層において当該観察対象層の物質又は構造に応じた何らかの特徴的な情報（例えば、当該観察対象層の物質又は構造に応じて多層試料７の断面の観察像に現われる輝度の濃淡を示す情報等）が現われること、当該観察対象層の物質又は構造の存在を、多層試料７の断面を透過する電子が示すこと、当該観察対象層よりも上の層において当該観察対象層の近くに位置する何らかの物質又は構造が現われること等である。制御部１１は、このような当該前段現象を、多層試料７の断面の観察像、二次電子検出器４から出力される信号、透過電子検出器５から出力される信号等に基づいて検出することができる。
制御部１１は、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出していないと判定した場合（ステップＳ１３０－ＮＯ）、ステップＳ１２０に遷移し、露出制御を再び行う。
一方、制御部１１は、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したと判定した場合（ステップＳ１３０－ＹＥＳ）、観察制御を行い（ステップＳ１４０）、現在露出している多層試料７の断面の観察像を像形成部１４に形成させる。そして、制御部１１は、像形成部１４に形成させた観察像を記憶部２０に記憶させる。なお、制御部１１は、この段階において、像形成部１４に形成させた観察像を表示部１７に表示させる構成であってもよく、像形成部１４に形成させた観察像を表示部１７に表示させない構成であってもよい。
次に、制御部１１は、記憶部２０に予め記憶された加工条件及び観察条件に基づいて、多層試料７に含まれる観察対象層の観察像の形成を終了するか否かを判定する（ステップＳ１５０）。
制御部１１は、多層試料７に含まれる観察対象層の観察像の形成を終了しないと判定した場合（ステップＳ１５０－ＮＯ）、ステップＳ１２０に遷移し、露出制御を再び行う。
一方、制御部１１は、多層試料７に含まれる観察対象層の観察像の形成を終了すると判定した場合（ステップＳ１５０－ＹＥＳ）、処理を終了する。
このように、荷電粒子ビーム照射装置１００は、記憶部２０に記憶された多層試料７の設計データに基づいて、露出制御を繰り返し行う過程（すなわち、ステップＳ１２０～ステップＳ１５０の処理が繰り返される過程）において、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したか否かを判定し、当該過程において多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したと判定した場合、観察制御を行う。これにより、荷電粒子ビーム照射装置１００は、当該設計データに基づいて、多層試料に含まれる複数の観察対象層それぞれの物質又は構造の観察に要する時間を短縮することができる。
＜多層試料の断面における観察対象層の露出を検出する毎に多層試料の断面の観察像を荷電粒子ビーム照射装置が形成する処理の変形例１＞
以下、図５を参照し、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出する毎に多層試料７の断面の観察像を荷電粒子ビーム照射装置１００が形成する処理の変形例１について説明する。図５は、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出する毎に多層試料７の断面の観察像を荷電粒子ビーム照射装置１００が形成する処理の変形例１の流れの一例を示す図である。
以下では、一例として、図５に示したステップＳ２１０の処理が行われるよりも前のタイミングにおいて、ユーザーが所望する観察条件及び加工条件が記憶部２０に予め記憶されている場合について説明する。また、以下では、一例として、当該タイミングにおいて、多層試料７の設計データが記憶部２０に予め記憶されている場合について説明する。
また、以下では、一例として、図５に示したステップＳ２１０の処理が行われるよりも前のタイミングにおいて、前述のｃｕｔ＆ｓｅｅの繰り返しにより、加工開始断面を予め露出させている場合について説明する。
また、以下では、一例として、図５に示したステップＳ２１０の処理が行われるよりも前のタイミングにおいて、誤差範囲を示す誤差範囲情報が記憶部２０に予め記憶されている場合について説明する。この誤差範囲は、単位削り厚さの誤差と、加工開始断面の積層方向における位置の誤差とを合わせた誤差の範囲のことである。なお、この誤差範囲は、単位削り厚さの誤差と、加工開始断面の積層方向における位置の誤差とのうちのいずれか一方の誤差の範囲であってもよい。
なお、図５に示したステップＳ２１０の処理は、図４に示したステップＳ１１０の処理と同様の処理であるため、説明を省略する。また、図５に示したステップＳ２２０の処理は、図４に示したステップＳ１２０の処理と同様の処理であるため、説明を省略する。また、図５に示したステップＳ２８０の処理は、図４に示したステップＳ１５０の処理と同様の処理であるため、説明を省略する。
ステップＳ２２０の処理が行われた後、制御部１１は、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したか否かを判定する（ステップＳ２３０）。
ここで、ステップＳ２３０の処理について詳しく説明する。ステップＳ２３０において制御部１１は、ステップＳ１３０が実行された回数に基づいて、加工開始断面から削った厚さの総量を算出する。そして、制御部１１は、記憶部２０に予め記憶された誤差範囲情報が示す誤差範囲を用いて、算出した総量の誤差範囲を算出する。例えば、制御部１１は、当該誤差範囲が±１０％であり、当該総量が２０ｎｍであった場合、当該総量の誤差範囲を１８ｎｍ～２２ｎｍであると算出する。制御部１１は、算出した誤差範囲のうちの上限値（この例では、２２ｎｍ）を、加工開始断面から削った厚さの総量として特定し直す。制御部１１は、特定し直した当該総量と、ステップＳ１１０において読み出した設計データとに基づいて、直前に実行されたステップＳ２２０の処理によって多層試料７の断面として露出した層が、複数の観察対象層のうちのいずれかの観察対象層の最上面であるか否かを判定する。制御部１１は、直前に実行されたステップＳ２２０の処理によって多層試料７の断面として露出した層が当該観察対象層の最上面ではないと判定した場合、多層試料７の断面における当該観察対象層の露出を検出していないと判定する。一方、制御部１１は、直前に実行されたステップＳ２２０の処理によって多層試料７の断面として露出した層が当該観察対象層の最上面であると判定した場合、多層試料７の断面における当該観察対象層の露出を検出したと判定する。これにより、制御部１１は、誤差による多層試料７の削り過ぎによって、当該観察対象層の最上面の観察像を形成する前に観察対象層の最上面を削ってしまうことを抑制することができる。
なお、制御部１１は、ステップＳ２３０において、ステップＳ２１０において読み出した設計データと、特定し直した総量とに基づく他の方法によって、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したか否かを判定する構成であってもよい。
制御部１１は、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出していないと判定した場合（ステップＳ２３０－ＮＯ）、ステップＳ２２０に遷移し、露出制御を再び行う。
一方、制御部１１は、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したと判定した場合（ステップＳ２３０－ＹＥＳ）、ステップＳ２５０～ステップＳ２６０の処理を、所定回数繰り返し行う（ステップＳ２４０）。所定回数は、例えば、１０である。なお、所定回数は、１０より小さい数であってもよく、１０より大きい数であってもよい。また、所定回数は、観察条件、加工条件等に含まれる構成であってもよく、観察条件、加工条件等とは別に荷電粒子ビーム照射装置１００が事前に受け付ける構成であってもよい。
ステップＳ２５０において、制御部１１は、観察制御を行い（ステップＳ２５０）、現在露出している多層試料７の断面の観察像を像形成部１４に形成させる。
次に、制御部１１は、ステップＳ２５０において形成させた観察像に基づいて、現在露出している多層試料７の断面が観察対象層であるか否かを判定する（ステップＳ２６０）。例えば、制御部１１は、ステップＳ２６０において、パターンマッチング等によって、現在露出している多層試料７の断面が観察対象層であるか否かを判定する。
制御部１１は、現在露出している多層試料７の断面が観察対象層ではないと判定した場合（ステップＳ２６０－ＮＯ）、露出制御を行う（ステップＳ２７０）。そして、制御部１１は、ステップＳ２５０～ステップＳ２６０の処理が所定回数繰り返していない場合、ステップＳ２５０に遷移し、観察制御を再び行う。また、制御部１１は、ステップＳ２５０～ステップＳ２６０の処理が所定回数繰り返している場合、例えば、図示しないエラー処理を行う。エラー処理は、多層試料７の断面に観察対象層が露出しないことを示す情報を表示部１７に表示させる処理等である。そして、制御部１１は、エラー処理を行った後、処理を終了する。なお、エラー処理は、他の処理であってもよい。また、制御部１１は、ステップＳ２７０の露出制御における単位削り厚さを、ステップＳ２２０の露出制御における単位削り厚さよりも薄くする構成であってもよい。この場合、ステップＳ２７０の露出制御における単位削り厚さを薄くするほど、所定回数を増やす方が望ましい。また、制御部１１は、ステップＳ２２０の露出制御における単位削り厚さを、ステップＳ２７０の露出制御における単位削り厚さよりも厚くする構成であってもよい。換言すると、制御部１１は、ステップＳ２２０の露出制御において、単位削り厚さを、予め決められた第１削り厚さとし、ステップＳ２７０の露出制御における単位削り厚さを、予め決められた第２削り厚さとする構成であってもよい。ただし、第１削り厚さは、第２削り厚さよりも薄い厚さである。第１削り厚さは、第１加工ピッチの一例である。第２削り厚さは、第２加工ピッチの一例である。
一方、制御部１１は、現在露出している多層試料７の断面が観察対象層であると判定した場合（ステップＳ２６０－ＹＥＳ）、ステップＳ２８０に遷移し、多層試料７に含まれる観察対象層の観察像の形成を終了するか否かを判定する。
このように、荷電粒子ビーム照射装置１００は、記憶部２０に記憶された設計データと、受け付けた誤差範囲とに基づいて、露出制御を繰り返し行う過程（すなわち、ステップＳ２２０～ステップＳ２８０の処理が繰り返えされる過程）において多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したか否かを判定し、当該過程において多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したと判定した場合、露出制御と観察制御とを順に行うことを所定回数繰り返す。これにより、荷電粒子ビーム照射装置１００は、誤差による削り過ぎによって、観察対象層の最上面の観察像を形成する前に観察対象層の最上面を削ってしまうことを抑制しつつ、多層試料７に含まれる複数の観察対象層それぞれの物質又は構造の観察に要する時間を短縮することができる。
＜多層試料の断面における観察対象層の露出を検出する毎に多層試料の断面の観察像を荷電粒子ビーム照射装置が形成する処理の変形例２＞
以下、図６を参照し、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出する毎に多層試料７の断面の観察像を荷電粒子ビーム照射装置１００が形成する処理の変形例２について説明する。図６は、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出する毎に多層試料７の断面の観察像を荷電粒子ビーム照射装置１００が形成する処理の変形例２の流れの一例を示す図である。
以下では、一例として、図６に示したステップＳ３１０の処理が行われるよりも前のタイミングにおいて、ユーザーが所望する観察条件及び加工条件が記憶部２０に予め記憶されている場合について説明する。また、以下では、一例として、当該タイミングにおいて、多層試料７の設計データが記憶部２０に予め記憶されている場合について説明する。
また、以下では、一例として、図６に示したステップＳ３１０の処理が行われるよりも前のタイミングにおいて、前述のｃｕｔ＆ｓｅｅの繰り返しにより、加工開始断面を予め露出させている場合について説明する。
なお、図６に示したステップＳ３１０の処理は、図４に示したステップＳ１１０の処理と同様の処理であるため、説明を省略する。また、図６に示したステップＳ３２０の処理は、図４に示したステップＳ１２０の処理と同様の処理であるため、説明を省略する。また、図６に示したステップＳ３５０の処理は、図４に示したステップＳ１４０の処理と同様の処理であるため、説明を省略する。また、図６に示したステップＳ３６０の処理は、図４に示したステップＳ１５０の処理と同様の処理であるため、説明を省略する。
ステップＳ３２０の処理が行われた後、制御部１１は、集束イオンビーム鏡筒２を制御して集束イオンビーム９の照射を行い、多層試料７の集束イオンビーム９による加工の進捗状況を示す進捗状況観察像を像形成部１４に形成させる（ステップＳ３３０）。
ここで、ステップＳ３３０の処理について詳しく説明する。進捗状況観察像は、前述の第１走査領域を含む範囲を集束イオンビーム９によって走査することによって得られる観察像のことである。ただし、この場合、制御部１１は、この走査において、集束イオンビーム９の加速電圧、ビーム電流等を多層試料７が削れない程度の値に設定する。これにより、像形成部１４は、多層試料７のエッチングを伴うことなく、この走査によって二次電子検出器４が検出した二次電子の信号に基づく観察像を、進捗状況観察像として形成することができる。
図７は、進捗状況観察像の一例を示す図である。図７に示した画像Ｐ１は、進捗状況観察像の一例を示す。そして、画像Ｐ１上の領域のうちのハッチングされた領域は、多層試料７において集束イオンビーム９によりエッチングされた部分に対応する領域の一例を示す。また、画像Ｐ１において、断面Ｍ１１は、前述の加工開始断面の一例を示す。また、画像Ｐ１において、断面Ｍ１２は、多層試料７の断面のうち現在露出している断面の一例を示す。
このような進捗状況観察像は、ステップＳ３３０の処理が行われるたびに、多層試料７において集束イオンビーム９によりエッチングされた部分に対応する領域のみが更新される。このため、制御部１１は、ステップＳ３３０において、多層試料７が有する部分のうち進捗状況観察像において更新される領域に対応する部分に対してのみ、集束イオンビーム９による走査を行う構成であってもよい。これにより、荷電粒子ビーム照射装置１００は、ステップＳ３３０の処理に要する時間を短縮することができ、その結果、多層試料７に含まれる複数の観察対象層それぞれの物質又は構造の観察に要する時間を、より確実に短縮することができる。
ステップＳ３３０の処理が行われた後、制御部１１は、ステップＳ３１０において読み出した設計データと、ステップＳ３３０において形成させた進捗状況観察像とに基づいて、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したか否かを判定する（ステップＳ３４０）。
ここで、ステップＳ３４０の処理について詳しく説明する。ステップＳ３４０において制御部１１は、進捗状況観察像に基づく画像処理により、加工開始断面から現在露出している断面までの厚さ、すなわち、加工開始断面から現在までに多層試料７を削った厚さの総量を検出することができる。例えば、当該総量は、図７に示した厚さＬ１である。加工開始断面から現在露出している断面までの厚さを検出する画像処理の方法は、既知の方法であってもよく、これから開発される方法であってもよい。制御部１１は、検出した総量と、ステップＳ３１０において読み出した設計データとに基づいて、直前に実行されたステップＳ３２０の処理によって多層試料７の断面として露出した層が、複数の観察対象層のうちのいずれかの観察対象層の最上面であるか否かを判定する。制御部１１は、直前に実行されたステップＳ３２０の処理によって多層試料７の断面として露出した層が当該観察対象層の最上面ではないと判定した場合、多層試料７の断面における当該観察対象層の露出を検出していないと判定する。一方、制御部１１は、直前に実行されたステップＳ３２０の処理によって多層試料７の断面として露出した層が当該観察対象層の最上面であると判定した場合、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したと判定する。
なお、制御部１１は、ステップＳ３４０において、ステップＳ３１０において読み出した設計データと、ステップＳ３３０において検出した総量とに基づく他の方法によって、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したか否かを判定する構成であってもよい。
制御部１１は、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出していないと判定した場合（ステップＳ３４０－ＮＯ）、ステップＳ３２０に遷移し、露出制御を再び行う。
一方、制御部１１は、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したと判定した場合（ステップＳ３４０－ＹＥＳ）、ステップＳ３５０に遷移し、観察制御を行う。
このように、荷電粒子ビーム照射装置１００は、露出制御を繰り返し行う過程（すなわち、ステップＳ３２０～ステップＳ３６０の処理が繰り返される過程）において露出制御を行う毎に集束イオンビーム鏡筒２を制御して集束イオンビーム９の照射を行い、多層試料７の集束イオンビーム９による加工の進捗状況を示す進捗状況観察像を像形成部１４に形成させ、露出制御を行う毎に形成させた進捗状況観察像と、記憶部２０に記憶された設計データとに基づいて、当該過程において多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したか否かを判定し、当該過程において多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したと判定した場合、観察制御を行う。これにより、荷電粒子ビーム照射装置１００は、進捗状況観察像に基づいて、多層試料７に含まれる複数の観察対象層それぞれの物質又は構造の観察に要する時間を短縮することができる。
＜多層試料の断面における観察対象層の露出を検出する毎に多層試料の断面の観察像を荷電粒子ビーム照射装置が形成する処理の変形例３＞
以下、図８を参照し、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出する毎に多層試料７の断面の観察像を荷電粒子ビーム照射装置１００が形成する処理の変形例３について説明する。多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出する毎に多層試料７の断面の観察像を荷電粒子ビーム照射装置１００が形成する処理の変形例３では、荷電粒子ビーム照射装置１００は、多層試料７の設計データを用いずに、当該処理を行う。図８は、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出する毎に多層試料７の断面の観察像を荷電粒子ビーム照射装置１００が形成する処理の変形例３の流れの一例を示す図である。
以下では、一例として、図７に示したステップＳ４１０の処理が行われるよりも前のタイミングにおいて、ユーザーが所望する観察条件及び加工条件が記憶部２０に予め記憶されている場合について説明する。
なお、図７に示したステップＳ４３０の処理は、図４に示したステップＳ１４０の処理と同様の処理であるため、説明を省略する。また、図７に示したステップＳ４４０の処理は、図４に示したステップＳ１５０の処理と同様の処理であるため、説明を省略する。
制御部１１は、集束イオンビーム鏡筒２と電子ビーム鏡筒１とを制御し、露出制御と観察制御とを並列に行う（ステップＳ４１０）。換言すると、ステップＳ４１０において、制御部１１は、ｃｕｔ＆ｓｅｅを並列に行う。これにより、制御部１１は、露出制御と並列に行った観察制御により、多層試料７の断面の観察像を像形成部１４に形成させる。ただし、露出制御と並列に観察制御を行う場合、多層試料７の断面の観察像の解像度は、露出制御と別に観察制御を行った場合に形成される多層試料７の断面の観察像の解像度と比べて低くなる傾向にある。しかしながら、露出制御と並列に観察制御を行った場合に形成される多層試料７の断面の観察像の解像度は、当該観察像が観察対象層の観察像であるか否かを判定するのに十分な解像度である。このように露出制御と並列に観察制御を行うことにより、荷電粒子ビーム照射装置１００は、通常のｃｕｔ＆ｓｅｅを繰り返す場合と比較して、多層試料７に含まれる複数の観察対象層それぞれの物質又は構造の観察に要する時間を短縮することができる。
ここで、制御部１１は、ステップＳ４１０において、タイムシェアリング機能によって集束イオンビーム９と電子ビーム８とを交互に照射させる構成であってもよく、集束イオンビーム９と電子ビーム８とを同時又はほぼ同時に照射させる構成であってもよく、集束イオンビーム９と電子ビーム８とを交互に１ライン（１走査線）ずつ走査させる構成であってもよい。また、制御部１１は、ステップＳ４１０において、電子ビーム８の照射を行わず、集束イオンビーム９の照射によって多層試料７において生成される二次電子に基づく観察像を像形成部１４に形成させる構成であってもよい。
ステップＳ４１０の処理が行われた後、制御部１１は、ステップＳ４１０において形成された多層試料７の断面の観察像に基づいて、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したか否かを判定する（ステップＳ４２０）。
ここで、ステップＳ４２０の処理について詳しく説明する。制御部１１は、ステップＳ４１０において形成された多層試料７の断面の観察像と、多層試料７に含まれる観察対象層それぞれの画像が事前に学習された機械学習のモデルとに基づいて、直前に実行されたステップＳ４１０の処理によって多層試料７の断面として露出した層が、複数の観察対象層のうちのいずれかの観察対象層の最上面であるか否かを判定する。当該モデルは、例えば、畳み込みニューラルネットワークであるが、これに限られず、他のニューラルネットワーク、深層学習等であってもよい。また、制御部１１は、当該モデルを用いずに、ステップＳ４１０において形成された多層試料７の断面の観察像と、多層試料７に含まれる観察対象層それぞれの画像とのパターンマッチングに基づいて、直前に実行されたステップＳ４１０の処理によって多層試料７の断面として露出した層が、複数の観察対象層のうちのいずれかの観察対象層の最上面であるか否かを判定する構成であってもよい。制御部１１は、直前に実行されたステップＳ４１０の処理によって多層試料７の断面として露出した層が当該観察対象層の最上面ではないと判定した場合、多層試料７の断面における当該観察対象層の露出を検出していないと判定する。一方、制御部１１は、直前に実行されたステップＳ４１０の処理によって多層試料７の断面として露出した層が当該観察対象層の最上面であると判定した場合、多層試料７の断面における当該観察対象層の露出を検出したと判定する。
制御部１１は、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出していないと判定した場合（ステップＳ４２０－ＮＯ）、ステップＳ４１０に遷移し、露出制御と観察制御とを並列に再び行う。
一方、制御部１１は、多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したと判定した場合（ステップＳ４２０－ＹＥＳ）、ステップＳ４３０に遷移し、観察制御を行う。
このように、荷電粒子ビーム照射装置１００は、露出制御と並列に観察制御を行う毎に形成された多層試料７の断面の観察像と、観察対象層それぞれの画像が事前に学習された機械学習のモデルとに基づいて、露出制御を繰り返し行う過程（すなわち、ステップＳ４１０～ステップＳ４４０の処理が繰り返される過程）において多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したか否かを判定し、当該過程において多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したと判定した場合、観察制御を行う。これにより、荷電粒子ビーム照射装置１００は、多層試料７の設計データを用いることなく、機械学習のモデルに基づいて、多層試料に含まれる複数の観察対象層それぞれの物質又は構造の観察に要する時間を短縮することができる。
また、荷電粒子ビーム照射装置１００は、露出制御と並列に観察制御を行う毎に形成された多層試料７の断面の観察像と、観察対象層それぞれの画像とのパターンマッチングに基づいて、露出制御を繰り返し行う過程（すなわち、ステップＳ４１０～ステップＳ４４０の処理が繰り返される過程）において多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したか否かを判定し、当該過程において多層試料７の断面における観察対象層の露出を検出したと判定した場合、観察制御を行う。これにより、荷電粒子ビーム照射装置１００は、多層試料７の設計データを用いることなく、パターンマッチングに基づいて、多層試料に含まれる複数の観察対象層それぞれの物質又は構造の観察に要する時間を短縮することができる。
＜多層試料７の構成の具体例＞
以下、図９及び図１０を参照し、多層試料７の構成の具体例について説明する。図９は、多層試料７の構成の一例を示す斜視図である。図１０は、図９に示した多層試料７を図９と異なる方向から見た斜視図である。なお、図９及び図１０では、図が煩雑になるのを防ぐため、非観察対象層を省略している。また、図９では、図が煩雑になるのを防ぐため、３つの観察対象層のみを示している。また、図１０では、図が煩雑になるのを防ぐため、４つの観察対象層のみを示している。図９及び図１０に示した観察対象層Ｌ１１～観察対象層Ｌ１３のそれぞれは、多層試料７に含まれる観察対象層の一例である。また、図１０に示した観察対象層Ｌ１４も、多層試料７に含まれる観察対象層の一例である。
図９及び図１０に示したように、多層試料７では、複数の観察対象層（すなわち、観察対象層Ｌ１１～観察対象層Ｌ１４）が積層されている。そして、これらの観察対象層は、互いに物質又は構造が異なる。また、図９及び図１０に示した例では、各観察対象層は、直方体形状の物体によって２つに区切られている。このような区切りは、多層試料７において存在してもよく、存在しなくてもよい。また、当該例では、これらの観察対象層には、これらの観察対象層が積層された積層方向に向かって各観察対象層を貫通する複数の構造物が形成されている。図９及び図１０では、これらの構造物を、ハッチングされた円又は円柱によって示している。このような構造物の有無を多層試料７の断面において観察する場合、実施形態における荷電粒子ビーム照射装置１００のように、電子ビーム鏡筒１の照射軸の軸方向と当該構造物が観察対象層を貫通する方向とが平行になっていることが望ましい。このような意味において、実施形態における荷電粒子ビーム照射装置１００のように、集束イオンビーム鏡筒２の照射軸とが直交していることは、図９及び図１０に示した多層試料７の断面の観察像の観察に適していると言うことができる。なお、このような構造物の形状は、如何なる形状であってもよい。また、このような構造物の大きさは、如何なる大きさであってもよい。また、このような構造物の材質は、如何なる材質であってもよい。
なお、上記において説明した荷電粒子ビーム照射装置１００において、設計データを用いる場合、設計データに基づいて所望の層を荷電粒子ビーム照射装置１００に対してユーザーが指定することにより、荷電粒子ビーム照射装置１００は、当該所望の層を観察対象層として特定し、特定した観察対象層が多層試料７の断面として露出した場合、露出した当該断面の観察像を像形成部１４に形成させる構成であってもよい。この場合においても、多層試料７の断面における当該所望の層の露出を検出したか否かを判定する方法は、上記において説明した方法が適用される。
以上、本発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した各実施形態を適宜組み合わせることができる。
なお、上述の各装置は内部にコンピュータを有している。そして、上述した各装置の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
１…電子ビーム鏡筒、２…集束イオンビーム鏡筒、３…試料室、４…二次電子検出器、５…透過電子検出器、６…試料台、７…多層試料、８…電子ビーム、９…集束イオンビーム、１０…入力部、１１…制御部、１２…電子ビーム制御部、１３…集束イオンビーム制御部、１４…像形成部、１５…試料台駆動部、１６…試料台制御部、１７…表示部、２０…記憶部、１００…荷電粒子ビーム照射装置

Claims (4)

  1. 観察する対象となる観察対象層として物質又は構造が互いに異なる複数の層が所定の積層方向に向かって積層された多層試料に集束イオンビームを照射する集束イオンビーム鏡筒と、
    前記多層試料に電子ビームを照射する電子ビーム鏡筒と、
    前記多層試料から発生する二次電子又は透過電子を検出する電子検出器と、
    前記電子検出器から出力される信号に基づく観察像を形成する像形成部と、
    前記集束イオンビーム鏡筒を制御し、前記集束イオンビームにより前記積層方向に向かって前記多層試料の断面を露出させる露出制御を繰り返し行う制御部と、
    前記多層試料の設計データが記憶された記憶部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記設計データと、受け付けた誤差範囲とに基づいて、前記露出制御を繰り返し行う過程において、前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したか否かを判定し、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したと判定した場合、前記露出制御と、前記電子ビーム鏡筒を制御して前記電子ビームを照射させて前記多層試料の断面の観察像を前記像形成部に形成させる観察制御とを順に行うことを所定回数繰り返す、
    荷電粒子ビーム照射装置。
  2. 前記制御部は、前記所定回数繰り返される前記露出制御における第１加工ピッチを、前記所定回数繰り返される前記露出制御と異なる前記露出制御における第２加工ピッチよりも小さくする、
    請求項１に記載の荷電粒子ビーム照射装置。
  3. 観察する対象となる観察対象層として物質又は構造が互いに異なる複数の層が所定の積層方向に向かって積層された多層試料に集束イオンビームを照射する集束イオンビーム鏡筒と、前記多層試料に電子ビームを照射する電子ビーム鏡筒と、前記多層試料から発生する二次電子又は透過電子を検出する電子検出器と、前記電子検出器から出力される信号に基づく観察像を形成する像形成部と、前記多層試料の設計データが記憶された記憶部とを備える荷電粒子ビーム照射装置の制御方法であって、
    前記集束イオンビーム鏡筒を制御し、前記集束イオンビームにより前記積層方向に向かって前記多層試料の断面を露出させる露出制御を繰り返し行い、
    前記記憶部に記憶された前記設計データと、受け付けた誤差範囲とに基づいて、前記露出制御を繰り返し行う過程において、前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したか否かを判定し、前記過程において前記多層試料の断面における前記観察対象層の露出を検出したと判定した場合、前記露出制御と、前記電子ビーム鏡筒を制御して前記電子ビームを照射させて前記多層試料の断面の観察像を前記像形成部に形成させる観察制御とを順に行うことを所定回数繰り返す、
    制御方法。
  4. 前記所定回数繰り返される前記露出制御における第１加工ピッチを、前記所定回数繰り返される前記露出制御と異なる前記露出制御における第２加工ピッチよりも小さくする、
    請求項３に記載の制御方法。
JP2019173369A 2019-09-24 2019-09-24 荷電粒子ビーム照射装置、及び制御方法 Active JP7360871B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019173369A JP7360871B2 (ja) 2019-09-24 2019-09-24 荷電粒子ビーム照射装置、及び制御方法
TW109130204A TW202125565A (zh) 2019-09-24 2020-09-03 帶電粒子束照射裝置和控制方法
CN202010985029.5A CN112635277A (zh) 2019-09-24 2020-09-18 带电粒子束照射装置和控制方法
DE102020211737.3A DE102020211737A1 (de) 2019-09-24 2020-09-18 Bestrahlungsgerät mit ladungsteilchenstrahl und steuerverfahren
US17/027,312 US11424100B2 (en) 2019-09-24 2020-09-21 Charged particle beam irradiation apparatus and control method
KR1020200122246A KR20210035754A (ko) 2019-09-24 2020-09-22 하전 입자 빔 조사 장치, 및 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019173369A JP7360871B2 (ja) 2019-09-24 2019-09-24 荷電粒子ビーム照射装置、及び制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021051878A JP2021051878A (ja) 2021-04-01
JP7360871B2 true JP7360871B2 (ja) 2023-10-13

Family

ID=74846027

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019173369A Active JP7360871B2 (ja) 2019-09-24 2019-09-24 荷電粒子ビーム照射装置、及び制御方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11424100B2 (ja)
JP (1) JP7360871B2 (ja)
KR (1) KR20210035754A (ja)
CN (1) CN112635277A (ja)
DE (1) DE102020211737A1 (ja)
TW (1) TW202125565A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020211900A1 (de) * 2019-09-25 2021-03-25 Hitachi High-Tech Science Corporation Ladungsträgerstrahlvorrichtung

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006266689A (ja) 2005-03-22 2006-10-05 Fujitsu Ltd 蛍光ｘ線分析装置、蛍光ｘ線分析方法、蛍光ｘ線分析プログラム
JP2011185845A (ja) 2010-03-10 2011-09-22 Sii Nanotechnology Inc 集束イオンビーム装置及び断面加工観察方法
JP2011196802A (ja) 2010-03-18 2011-10-06 Sii Nanotechnology Inc 試料加工観察方法
JP2018006063A (ja) 2016-06-29 2018-01-11 株式会社日立製作所 イオンビーム加工装置およびイオンビーム加工方法
JP2018128307A (ja) 2017-02-07 2018-08-16 日本電子株式会社 観察方法および試料作製方法
CN108666196A (zh) 2017-03-27 2018-10-16 日本株式会社日立高新技术科学 带电粒子束装置以及试样加工方法
JP2019102138A (ja) 2017-11-28 2019-06-24 株式会社日立ハイテクサイエンス 断面加工観察方法、荷電粒子ビーム装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5378830B2 (ja) * 2009-02-20 2013-12-25 株式会社日立ハイテクサイエンス 集束イオンビーム装置、及びそれを用いた試料の加工方法
JP5739119B2 (ja) 2009-09-15 2015-06-24 株式会社日立ハイテクサイエンス 断面加工観察装置
US9045335B2 (en) * 2010-08-18 2015-06-02 The Governors Of The University Of Alberta Kinetic stabilization of magnesium hydride
US9153453B2 (en) * 2011-02-11 2015-10-06 Brookhaven Science Associates, Llc Technique for etching monolayer and multilayer materials
JP6049991B2 (ja) * 2011-09-20 2016-12-21 株式会社日立ハイテクサイエンス 複合荷電粒子ビーム装置
JP6355318B2 (ja) * 2012-11-15 2018-07-11 株式会社日立ハイテクサイエンス 断面加工観察方法及び装置
DE112014000306B4 (de) * 2013-01-31 2020-03-26 Hitachi High-Technologies Corporation Kombinierte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung
JP6250294B2 (ja) * 2013-03-28 2017-12-20 株式会社日立ハイテクサイエンス 集束イオンビーム装置、それを用いた試料の断面観察方法、及び集束イオンビームを用いた試料の断面観察用コンピュータプログラム
JP6490917B2 (ja) * 2013-08-23 2019-03-27 株式会社日立ハイテクサイエンス 修正装置
JP6290559B2 (ja) * 2013-09-03 2018-03-07 株式会社日立ハイテクサイエンス 断面加工観察方法、断面加工観察装置
JP6490938B2 (ja) * 2013-10-24 2019-03-27 株式会社日立ハイテクサイエンス 断面加工方法、断面加工装置
JP6529264B2 (ja) * 2014-01-22 2019-06-12 株式会社日立ハイテクサイエンス 荷電粒子ビーム装置および試料観察方法
JP6239401B2 (ja) * 2014-02-12 2017-11-29 株式会社日立ハイテクサイエンス 荷電粒子ビーム装置
US9620333B2 (en) * 2014-08-29 2017-04-11 Hitachi High-Tech Science Corporation Charged particle beam apparatus
JP2016072089A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 株式会社日立ハイテクサイエンス 複合荷電粒子ビーム装置
US9679743B2 (en) * 2015-02-23 2017-06-13 Hitachi High-Tech Science Corporation Sample processing evaluation apparatus
US10242842B2 (en) * 2016-03-25 2019-03-26 Hitachi High-Tech Science Corporation Method for cross-section processing and observation and apparatus therefor
JP6872785B2 (ja) 2017-03-27 2021-05-19 株式会社日立ハイテクサイエンス 断面観察装置、及び制御方法
DE102020211900A1 (de) * 2019-09-25 2021-03-25 Hitachi High-Tech Science Corporation Ladungsträgerstrahlvorrichtung
JP7391735B2 (ja) * 2019-09-25 2023-12-05 株式会社日立ハイテクサイエンス 荷電粒子ビーム装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006266689A (ja) 2005-03-22 2006-10-05 Fujitsu Ltd 蛍光ｘ線分析装置、蛍光ｘ線分析方法、蛍光ｘ線分析プログラム
JP2011185845A (ja) 2010-03-10 2011-09-22 Sii Nanotechnology Inc 集束イオンビーム装置及び断面加工観察方法
JP2011196802A (ja) 2010-03-18 2011-10-06 Sii Nanotechnology Inc 試料加工観察方法
JP2018006063A (ja) 2016-06-29 2018-01-11 株式会社日立製作所 イオンビーム加工装置およびイオンビーム加工方法
JP2018128307A (ja) 2017-02-07 2018-08-16 日本電子株式会社 観察方法および試料作製方法
CN108666196A (zh) 2017-03-27 2018-10-16 日本株式会社日立高新技术科学 带电粒子束装置以及试样加工方法
JP2018163826A (ja) 2017-03-27 2018-10-18 株式会社日立ハイテクサイエンス 荷電粒子ビーム装置、試料加工方法
JP2019102138A (ja) 2017-11-28 2019-06-24 株式会社日立ハイテクサイエンス 断面加工観察方法、荷電粒子ビーム装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021051878A (ja) 2021-04-01
US20210090855A1 (en) 2021-03-25
KR20210035754A (ko) 2021-04-01
CN112635277A (zh) 2021-04-09
DE102020211737A1 (de) 2021-03-25
TW202125565A (zh) 2021-07-01
US11424100B2 (en) 2022-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6290559B2 (ja) 断面加工観察方法、断面加工観察装置
CN113424292A (zh) 包括多束粒子显微镜的***及其操作方法
JP5425601B2 (ja) 荷電粒子線装置およびその画質改善方法
US20210358101A1 (en) Processing image data sets
KR101709433B1 (ko) 시료 관찰 장치
KR102592253B1 (ko) 구조 추정 시스템, 구조 추정 프로그램
US9141730B2 (en) Method of generating a recipe for a manufacturing tool and system thereof
US7521678B2 (en) Charged particle beam apparatus, charged particle beam focusing method, microstructure measuring method, microstructure inspecting method, semiconductor device manufacturing method, and program
JP7360871B2 (ja) 荷電粒子ビーム照射装置、及び制御方法
JPWO2019082976A1 (ja) 結晶方位図生成装置、荷電粒子線装置、結晶方位図生成方法およびプログラム
JP2017183280A (ja) 断面加工観察方法、断面加工観察装置
JP2004294100A (ja) パターン計測装置、パターン計測方法および半導体装置の製造方法
CN103808552A (zh) 处理材料试样的方法
WO2023053187A1 (ja) 加工方法及び荷電粒子ビーム装置
WO2016121471A1 (ja) 二次粒子像から分析画像を擬似的に作成する荷電粒子線装置
JP5669896B2 (ja) 走査型荷電粒子顕微鏡の画質改善方法および走査型荷電粒子顕微鏡装置
US20190279843A1 (en) Apparatus, method, and program for processing and observing cross section, and method of measuring shape
JP7167323B2 (ja) パターン計測装置および計測方法
JP2005201810A (ja) 寸法測定装置、寸法測定方法およびプログラム
KR102528617B1 (ko) 딥러닝을 이용하여 가상 tem sadp 영상과 실제 tem sadp 영상을 상호 변환시키는 회절 패턴 영상 변환 시스템 및 방법
JP2606576B2 (ja) 荷電粒子線露光方法
KR20230055391A (ko) 딥러닝을 이용하여 가상 tem sadp 영상과 실제 tem sadp 영상을 상호 변환시키는 회절 패턴 영상 변환 시스템 및 방법
JP2005166472A (ja) 観察方法及び観察装置
JP2008181587A (ja) 温度分布作成装置及び温度分布作成方法
JP2009224289A (ja) 荷電粒子ビーム装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220524

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230228

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230428

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20230523

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230620

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230801

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20230815

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230905

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231002

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7360871

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150