自動加工システム
【課題】ＦＩＢ装置による試料の自動加工を行うにあたって、加工領域の位置を特定する識別マークを正常に検知出来ずに、加工が失敗する場合がある。識別マークを正常に検知するためには、各種設定値を適宜に調整する必要があるが、この調整作業は加工領域および識別マークにダメージを与えてしまう。
【解決手段】加工対象である試料の表面に、加工領域と、識別マークとに加えて、基準形状を形成する。この基準形状を、識別マークを検出するために必要な設定値群を調整するために用いることで、識別マークや加工領域にダメージを与えることなく設定値群の調整を行うことが出来る。
【解決手段】加工対象である試料の表面に、加工領域と、識別マークとに加えて、基準形状を形成する。この基準形状を、識別マークを検出するために必要な設定値群を調整するために用いることで、識別マークや加工領域にダメージを与えることなく設定値群の調整を行うことが出来る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料を自動的に加工する自動加工システムと、この加工を行う自動加工方法とに係り、特に、試料を集束イオンビームで自動的に加工する自動加工システムと、この加工を行う自動加工方法とに係る。
【背景技術】
【０００２】
半導体や電子デバイスなどの分野において、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）の構造解析や不良解析を行うに当たって、ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：走査型電子顕微鏡）やＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：透過型電子顕微鏡）で観察する手法が用いられている。しかし、半導体や電子デバイスにおける微細化や多層化が進む中、観察箇所の位置を特定したり、観察面の微細加工を行ったりするためには、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ：集束イオンビーム）装置が不可欠である。
【０００３】
ＦＩＢ装置は、鋭利に加工した金属部と、引き出し電極とを有している。金属部と、引き出し電極との間に電界をかけて、金属部の先端にＧａ（ガリウム）などの液体金属が供給することによって、イオンを引き出すことの出来る構成を持つ。引き出されたイオンは、加速電圧源による電圧で加速されて、イオンビームとなって試料の表面に衝突する。ＦＩＢ装置は、このような原理によって試料を加工することが出来る。
【０００４】
ここで、試料を可動ステージ上に設置し、試料と、ＦＩＢ装置との位置関係を適宜に制御することで、試料の特定箇所に対する微細加工が可能となる。また、イオンビームが照射された試料の表面からは二次電子が放出される。試料表面の任意領域をイオンビームで走査して、発生する二次電子を検出器で検出することで、試料表面の状態をＳＩＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｉｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：走査イオン顕微鏡）像として観察することが出来る。
【０００５】
上記に関連して、特許文献１（特開２０００−２１５８３８号公報）には、マーク検出方法およびビーム加工装置に係る記載が開示されている。図１Ａは、特許文献１によるビーム加工装置１００の構成を簡単に示す構成図である。図１Ａのビーム加工装置１００は、イオン源１１１と、加速電圧源１１２と、ビーム調整機構１１３と、可動ステージ１１６と、二次電子検出器１２０とを具備している。
【０００６】
図１Ｂは、特許文献１によるマーク検出方法で用いられる試料１３０の構成を示す平面図である。図１Ｂの試料１３０は、加工領域１３１と、参照画像領域１３２とを具備している。参照画像領域１３２には、特定形状マーク１３３が形成されている。
【０００７】
試料１３０は、可動ステージ１１６に設置されている。可動ステージ１１６は、平面方向に移動することで、試料１３０と、イオン源１１１との位置関係を適宜に調整する。加速電圧源１１２は、イオン源１１１に加速電圧を供給する。加速電圧を供給されたイオン源１１１は、試料１３０に向けてＦＩＢ１１４を照射する。ビーム調整機構１１３は、イオン源１１１から照射されるＦＩＢ１１４を調整する。試料１３０の表面にＦＩＢ１１４が当たると、試料１３０がエッチングや堆積が行われる他に、二次電子１１５が発生する。二次電子検出器１２０は、この二次電子１１５を検出する。
【０００８】
特許文献１によるマーク検出方法では、試料１３０の、加工領域１３１の外に、参照画像領域１３２が設けられている。この参照画像領域１３２には、特定形状マーク１３３が形成されている。イオン源１１１から特定形状マーク１３３に向けてＦＩＢ１１４が照射されると、特定形状マーク１３３から二次電子１１５が発生する。この二次電子１１５を、二次電子検出器１２０が検出することで、ＳＩＭ像が得られる。特許文献１によるマーク検出方法では、このＦＩＢ１１４の照射を繰り返し、その前後で得られるＳＩＭ像のズレ量に基づいて、加工位置ズレの補正量を得るとしている。また、同時に、この箇所でコントラストの調整をも行うとしている。
【０００９】
このＦＩＢ装置の中には、解析ＴＡＴ（ＴｕｒｎＡｒｏｕｎｄ Ｔｉｍｅ：検査所要時間）を向上させるために自動加工機能を有している装置がある。自動加工を行えるＦＩＢ装置を用いれば、事前に試料上の加工箇所を指定することで、試料の作製を文字通り自動的に行うことが出来る。ＦＩＢ装置による自動加工方法の手順としては、例えば、まず、ＦＩＢ装置の自動加工前の設定が行われ、次に、ＦＩＢ装置の自動加工時の動作が行われる。
【００１０】
ＦＩＢ装置の自動加工前の設定としては、例えば、以下に示す第１〜第３の、合計３つの工程がある。第１の工程として、加工したい領域の近傍に識別マークを設ける。この識別マークは、ＦＩＢ装置による加工で作製する。第２の工程として、試料表面に作製した識別マークが、ＦＩＢ装置によって識別可能な形状を有しているかどうかの判断を行う。この判断は、識別マークをＦＩＢ装置のパターン認識アルゴリズムによって処理することで行われる。第２の工程で識別マークが識別可能と判断された場合には、第３の工程として、識別マークの位置を記憶する。
【００１１】
ＦＩＢ装置の自動加工時の動作としては、例えば、以下に示す第４〜第７の、合計４つの工程がある。第４の工程として、第３の工程で記憶した位置に可動ステージを移動する。第５の工程として、試料全体をＦＩＢ装置で走査して得られるＳＩＭ像を用いて、コントラストおよび輝度の自動調整を実施する。第６の工程として、第４の工程で得られたＳＩＭ像の中から、第１の工程で作製した識別マークの位置を、パターン認識アルゴリズムによって探し出す。探し出した位置と、第３の工程で記憶された位置との間にズレがある場合には、ＦＩＢ装置内で位置ズレ補正値を計算し、可動ステージを設定段階と同じ位置に移動する。第７の工程として、あらかじめプログラムされた加工条件に沿って、試料の作製を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−２１５８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように、ＦＩＢ装置の自動加工機能を用いて観察試料を作製する場合、加工箇所を指定する識別マークをＦＩＢ装置が正しく検知することが出来ずに作製が失敗するケースがある。識別マークを検知出来ない要因の一つとしては、第５の工程で行われるコントラストおよび輝度の自動調整において、識別マークを検知するために十分なコントラストが得られない現象が挙げられる。実際、識別マークには形成できる深さや大きさに制限がある一方で、試料表面にも凹凸があるため、この凹凸によるコントラストが識別マークを検知しにくくしている。したがって、識別マークを検知するためには、識別マークのコントラストを大きくすることが必要である。
【００１４】
そこで、第５の工程で行われるコントラストおよび輝度の自動調整を、例えば、以下の用に行うことが出来る。第５−１の工程として、コントラストおよび輝度を自動調整する。第５−２の工程として、輝度のみを下げる方向で調整する。第５−３の工程として、コントラストのみを下げる方向に調整する。第５−４の工程として、識別マークを検知出来るかどうかの確認を行う。第５−１〜５−３の工程を５回繰り返し、それでも識別マークが検知出来なければ、試料の加工作業をストップする。
【００１５】
しかし、第５−１の工程で、適正値から大きくかけ離れた値が設定されてしまうと、第５−２の工程における輝度のみの調整や、第５−３の工程におけるコントラストのみの調整では、十分な調整が行えない。また、第５−１の工程は、試料表面にＧａイオンの照射を伴うため、試料に対しても、識別マークに対しても、エッチングによる物理的なダメージを与えてしまう。したがって、調整作業の回数を低減させることも必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１７】
本発明による自動加工システム（２００）は、ＦＩＢ装置（２１１など）と、二次電子検出器（２２０）と、制御部（２４０）とを具備する。ここで、ＦＩＢ装置（２１１など）は、加工対象である試料（２３０）に向けてＦＩＢ（２１４）を照射する。二次電子検出器（２２０）は、ＦＩＢ（２１４）を照射された試料（２３０）から発生する二次電子（２１５）を検出する。制御部（２４０）は、ＦＩＢ装置（２１１など）および二次電子検出器（２２０）を制御する。制御部（２４０）は、基準体群形成部（２４１）と、基準体群走査部（２４２）と、適正値演算部（２４３）と、記憶部（２４４）と、識別体検知部（２４５）と、加工位置演算部（２４６）と、加工部（２４７）とを具備する。ここで、基準体群形成部（２４１）は、ＦＩＢ装置（２１１など）を制御して試料（２３０）の表面に基準体群（２３５Ｂ、２３６Ｂなど）を形成する。基準体群走査部（２４２）は、ＦＩＢ装置（２１１など）および二次電子検出器（２２０）を制御して基準体群（２３５Ｂ、２３６Ｂなど）のＳＩＭ像を取得する。適正値演算部（２４３）は、ＳＩＭ像に基づいてコントラストおよび輝度を適正値に調整する。記憶部（２４４）は、調整された適正値を記憶する。識別体検知部（２４５）は、ＦＩＢ装置（２１１など）および二次電子検出器（２２０）を制御して、かつ、記憶された適正値を用いて、試料（２３０）の表面に設けられた識別体（２３３）の位置を検知する。加工位置演算部（２４６）は、検知された識別体（２３３）の位置に基づいて、試料（２３３）の表面に設けられた加工領域（２３１）の位置を算出する。加工部（２４７）は、ＦＩＢ装置（２１１など）を制御して加工領域（２３１に加工を行う。
【００１８】
本発明による自動加工方法は、加工対象である試料（２３０）に向けてＦＩＢ（２１４）を照射するＦＩＢ装置（２１１など）を制御して試料（２３０）の表面に基準体群（２３５Ｂ、２３６Ｂなど）を形成するステップと、ＦＩＢ装置（２１１など）と、ＦＩＢ（２１４）を照射された試料（２３０）から発生する二次電子（２１５）を検出する二次電子検出器（２２０）とを制御して基準体群（２３５Ｂ、２３６Ｂなど）のＳＩＭ像を取得するステップと、ＳＩＭ像に基づいてコントラストおよび輝度を適正値に調整するステップと、調整された適正値を記憶するステップと、ＦＩＢ装置（２１１など）および二次電子検出器（２２０）を制御して、かつ、記憶された適正値を用いて、試料（２３０）の表面に設けられた識別体（２３３）の位置を検知するステップと、検知された識別体（２３３）の位置に基づいて、試料（２３０）の表面に設けられた加工領域（２３１）の位置を算出するステップと、ＦＩＢ装置（２１１など）を制御して加工領域（２３１）に加工を行うステップとを具備する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による自動加工システムおよび自動加工方法では、加工対象である試料の表面に、加工領域と、加工領域の位置を特定する識別体とに加えて、基準体群を形成する。この基準体群を、識別体を検出するために必要なコントラストおよび輝度を適正値に調整するために用いることで、識別体や加工領域にエッチングや堆積によるダメージを与えずに済む。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】図１Ａは、特許文献によるビーム加工装置の構成を簡単に示す構成図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、特許文献によるマーク検出方法で用いられる試料の構成を示す平面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の第１の実施形態による自動加工システムの全体的な構成を示す構成図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の第１の実施形態による試料の構成を示す平面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の第１の実施形態による基準領域の構成を示す俯瞰図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、本発明の第１の実施形態による制御部の構成を機能ブロックごとに示すブロック図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、本発明の第１の実施形態による自動加工方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態による基準領域の構成を示す俯瞰図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
添付図面を参照して、本発明による自動加工システムおよび自動加工方法を実施するための形態を以下に説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
図２Ａは、本発明の第１の実施形態による自動加工システム２００の全体的な構成を示す構成図である。図２Ａの自動加工システム２００の構成要素について説明する。図２Ａの自動加工システム２００は、イオン源２１１と、加速電圧源２１２と、ビーム調整機構２１３と、可動ステージ２１６と、二次電子検出器２２０と、制御部２４０とを具備している。
【００２３】
図２Ａの自動加工システム２００の構成要素の接続関係について説明する。加速電圧源２１２は、イオン源２１１に接続されている。可動ステージ２１６には、試料２３０を設置可能である。制御部は、ビーム調整機構２１３と、二次電子検出器２２０と、可動ステージ２１６とに接続されている。イオン源２１１と、ビーム調整機構２１３と、可動ステージ２１６とは、イオン源２１１から照射されるＦＩＢ２１４がビーム調整機構２１３を介して可動ステージ２１６上に設置された試料２３０に当たるような位置関係にある。二次電子検出器２２０と、可動ステージ２１６とは、可動ステージ２１６上に設置された試料２３０がＦＩＢ２１４を照射されて発生する二次電子２１５を検出出来る位置関係にある。
【００２４】
図２Ａの自動加工システム２００の動作について説明する。イオン源２１１、加速電圧源２１２、ビーム調整機構２１３、可動ステージ２１６、二次電子検出器２２０および制御部２４０は、自動加工機能を有するＦＩＢ装置として動作する。
【００２５】
試料２３０は、可動ステージ２１６に設置されている。可動ステージ２１６は、制御部２４０に制御されて平面方向に移動することで、試料２３０と、イオン源２１１との位置関係を適宜に調整する。イオン源２１１は、その先端部分にＧａなどの液体金属が供給される。加速電圧源２１２は、イオン源２１１に加速電圧を供給する。イオン源２１１に加速電圧が印加されると、液体金属からイオンが引き出される。引き出されたイオンは、ＦＩＢ２１４となり、試料２３０に向けて照射される。このとき、ビーム調整機構２１３が、制御部２４０に制御されて、イオン源２１１から照射されるＦＩＢ２１４の特性を調整する。試料２３０の表面にＦＩＢ１１４が当たると、試料２３０がエッチングや堆積が行われる他に、二次電子２１５が発生する。二次電子検出器２２０は、この二次電子２１５を検出する。試料２３０における表面の一部または全てをＦＩＢ２１４で走査し、発生する二次電子を二次電子検出器２２０で検出することで、ＳＩＭ像が得られる。適切なＳＩＭ像を得るために、コントラストおよび輝度の調整を行う。この調整の詳細については、後述する。
【００２６】
図２Ｂは、本発明の第１の実施形態による試料２３０の構成を示す平面図である。図２Ｂの試料の表面には、加工領域２３１と、識別領域２３２と、基準領域２３４とが設けられている。加工領域２３１は、目的となる加工を試料に施す領域である。識別領域２３２には、加工領域２３１の位置を特定するために用いられる識別体２３３が形成されている。基準領域には、後述する基準体群２３５Ｂおよび２３６Ｂが形成されている。
【００２７】
図２Ｃは、本発明の第１の実施形態による基準領域２３４の構成を示す俯瞰図である。基準領域２３４には、コントラストおよび輝度を適正値に調整するために用いられる基準体群２３５Ａ、２３６Ａ、２３５Ｂおよび２３６Ｂの一部または全てが形成されている。基準体群２３５Ａおよび２３５Ｂは、試料２３０表面に対して上方向に突出した凸部である。基準体群２３６Ａおよび２３６Ｂは、試料２３０表面と同じ水準の平面である。
【００２８】
ここで、基準体群２３５Ａおよび２３６Ａの組み合わせ、または、基準体群２３５Ｂおよび２３６Ｂの組み合わせは、後述するように、必要なコントラストおよび輝度の適正値を調整するに十分な高低差を有する必要がある。したがって、以下、基準領域２３４に基準体群２３５Ｂおよび２３６Ｂの組み合わせを形成する場合について説明する。
【００２９】
図２Ｄは、本発明の第１の実施形態による制御部２４０の構成を機能ブロックごとに示すブロック図である。図２Ｅは、本発明の第１の実施形態による自動加工方法の手順を示すフローチャートである。図２Ｄおよび図２Ｅを参照して、本実施形態による自動加工システムの動作、すなわち本実施形態による自動加工方法について説明する。
【００３０】
図２Ｄの制御部２４０の構成要素について説明する。図２Ｄの制御部２４０は、基準体群形成部２４１と、基準体群走査部２４２と、適正値演算部２４３と、記憶部２４４と、識別体検知部２４５と、加工位置演算部２４６と、加工部２４７と、バス２４８とを具備している。バス２４８は、基準体群形成部２４１と、基準体群走査部２４２と、適正値演算部２４３と、記憶部２４４と、識別体検知部２４５と、加工位置演算部２４６と、加工部２４７とに接続されている。
【００３１】
図２Ｄの制御部２４０は、例えば、入力部、出力部、演算部、記憶部およびこれらを接続するバスを有する一般的な計算機であっても良い。この場合、基準体群形成部２４１、基準体群走査部２４２、適正値演算部２４３、記憶部２４４、識別体検知部２４５、加工位置演算部２４６および加工部２４７の一部または全ては、上記の入力部、出力部、演算部および記憶部を共有することで実現される各種機能部であっても良い。また、基準体群形成部２４１、基準体群走査部２４２、適正値演算部２４３、記憶部２４４、識別体検知部２４５、加工位置演算部２４６および加工部２４７の一部または全ては、独立していても構わない。
【００３２】
図２Ｅのフローチャートは、第１〜第７のステップＳ１〜Ｓ７を有する。本実施形態による自動加工方法が開始すると、まず、第１のステップＳ１が実行される。
【００３３】
第１のステップＳ１では、基準体群形成部２４１が、基準体群の形成を行う。すなわち、基準体群形成部２４１に制御されて、自動加工システム２００のＦＩＢ装置が、基準領域２３４に、基準体群２３５Ｂおよび２３６Ｂを形成する。このとき、基準体２３５Ｂは、ＦＩＢによって試料２３０の表面に堆積することで形成することが出来る。なお、基準体２３６Ｂとしては、試料２３０の表面をそのまま、何ら加工することなく用いても良い。第１のステップＳ１の次に、第２のステップＳ２が実行される。
【００３４】
第２のステップＳ２では、基準体群走査部２４２が、基準体群２３５Ｂおよび２３６Ｂの走査を行う。すなわち、基準体群走査部２４２に制御されて、自動加工システム２００のＦＩＢ装置が、基準領域２３４を走査し、基準体群２３５Ｂおよび２３６ＢのＳＩＢ像を得る。このとき、基準体２３５Ｂと、基準体２３６Ｂとで発生する二次電子２１５のうち、二次電子検出器２２０で検出される量には十分な差があるものとする。第２のステップＳ２の次に、第３のステップＳ３が実行される。
【００３５】
第３のステップＳ３では、適正値演算部２４３が、適正値の算出を行う。すなわち、第２のステップＳ２で得られた、検出された二次電子２１５の差に基づいて、適正値演算部２４３が、コントラストおよび輝度の適正値を算出する。第３のステップＳ３の次に、第４のステップＳ４が実行される。
【００３６】
第４のステップＳ４では、記憶部２４４が、適正値の記憶を行う。すなわち、第３のステップＳ３で算出された、コントラストおよび輝度の適正値が、記憶部２４４に格納される。第４のステップＳ４の次に、第５のステップＳ５が実行される。
【００３７】
第５のステップＳ５では、識別体検知部２４５が、識別体２３３の検知を行う。すなわち、識別体検知部２４５に制御されて、自動加工システム２００のＦＩＢ装置が、識別領域２３２を走査し、その結果発生する二次電子２１５を検出し、識別体２３３の位置および形状を得る。第５のステップＳ５の次に、第６のステップＳ６が実行される。
【００３８】
第６のステップＳ６では、加工位置演算部２４６が、加工位置の算出を行う。すなわち、第５のステップＳ５で得られた、識別体２３３の位置および形状に基づいて、加工位置演算部２４６が、加工領域２３１の位置や範囲などを算出する。ここで、識別体２３３および加工領域２３１の位置関係は、例えば記憶部２４４などに、予め格納されていることが好ましい。第６のステップＳ６の次に、第７のステップＳ７が実行される。
【００３９】
第７のステップＳ７では、加工部２４７が、加工領域２３１の加工を行う。すなわち、加工部２４７に制御されて、自動加工システム２００のＦＩＢ装置が、加工領域２３１に対する加工を、自動的に行う。この加工の具体的な内容は、例えば、どの場所にどの順番でどんな特性のＦＩＢ２１４をどの程度照射するか、などが設定されたプログラムに沿って実行されることが好ましい。また、このプログラムは、例えば記憶部２４４に予め格納されていることが好ましい。加工領域２３１の加工は、従来技術の場合と同じであるので、そのさらなる詳細な説明を省略する。第７のステップＳ７が完了すると、本実施形態による自動加工方法は終了する。
【００４０】
上記に説明したように、コントラストおよび輝度の調節を行う際に、従来技術では識別領域２３２をＦＩＢ２１４で走査していたが、本実施形態では別の基準領域２３４を走査する。基準領域２３４には、基準体群２３５Ｂおよび２３６Ｂを、識別体２３３に課せられた形状の制限とは関係無く、さらに大きな高低差をもって形成することが出来る。したがって、本実施形態によれば、コントラストおよび輝度の調整を、従来技術よりも高い精度で行うことが可能となっている。
【００４１】
また、従来技術の場合と比べて、本実施形態の場合は、識別体２３３をＦＩＢ２１４で走査する回数が少なくて済む。したがって、ＦＩＢ２１４の照射による識別体２３３へのダメージも少なくて済む。このことは、加工領域２３１の位置をより高い精度で特定出来ることに繋がる。
【００４２】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態による自動加工システムおよび自動加工方法は、本発明の第１の実施形態による自動加工システムおよび自動加工方法に、以下の変更を加えたものに等しい。すなわち、本実施形態による試料２３０には、本発明の第１の実施形態による基準領域２３４の代わりに、基準領域３３４を設ける。ここで、基準領域３３４には、基準体群２３５Ａ、２３５Ｂ、２３６Ａおよび２３６Ｂを、ＦＩＢを用いたエッチングによって形成する。
【００４３】
図３は、本発明の第２の実施形態による基準領域３３４の構成を示す俯瞰図である。図３の基準領域３３４には、基準体３３５Ａ、３３５Ｂ、３３６Ａおよび３３６Ｂの一部または全てが形成されている。基瞬体３３５Ａおよび３３５Ｂは、試料２３０表面に対して下方向に凹んだ凹部である。基準体群３３６Ａおよび３３６Ｂは、試料２３０表面と同じ水準の平面である。
【００４４】
ここでも、第１の実施形態の場合と同様に、基準体群３３５Ａおよび３３６Ａの組み合わせ、または、基準体群３３５Ｂおよび３３６Ｂの組み合わせは、後述するように、必要なコントラストおよび輝度の適正値を調整するに十分な高低差を有する必要がある。したがって、本実施形態でも、基準領域３３４には、より大きい高低差が得られるように、基準体群３３５Ｂおよび３３６Ｂの組み合わせを形成するものとする。
【００４５】
ここで、やはり第１の実施形態の場合と同様に、基準体群３３５Ａおよび３３６Ａの組み合わせよりも、基準体群３３５Ｂおよび３３６Ｂの組み合わせの方が、コントラストおよび輝度の適正値の調整に用いるに適している。その理由は、以下のとおりである。すなわち、基準体群３３５Ａおよび３３６Ａの組み合わせでは、ＦＩＢ２１４の照射に伴い発生する二次電子２１５のほぼ全てが二次電子検出器２２０によって検出される。その一方で、基準体群３３５Ｂおよび３３６Ｂの組み合わせでは、ＦＩＢ２１４の照射に伴い発生する二次電子２１５の一部が、基準体３３５Ｂの内壁に妨げられて二次電子検出器２２０によって検出されない。
【００４６】
なお、この変更に伴い、基準体群形成部２４１および第１のステップＳ１や、適正値演算部２４３および第３のステップＳ３や、記憶部２４４に格納される各種プログラムなども、その動作や演算の内容を適宜に変更する必要がある。
【００４７】
その他の、自動加工システムの構成要素および自動加工方法の手順と、その結果得られる効果は、本発明の第１の実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００４８】
本発明における、以上に説明した実施形態による自動加工システムおよび自動加工方法は、技術的に矛盾しない範囲で自由に組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１００ ビーム加工装置
１１１ イオン源
１１２ 加速電圧源
１１３ ビーム調整機構
１１４ ＦＩＢ装置
１１６ 可動ステージ
１２０ 二次電子検出器
１３０ 試料
１３１ 加工領域
１３２ 参照画像領域
１３３ 特定形状マーク
２００ 自動加工システム
２１１ イオン源
２１２ 加速電圧源
２１３ ビーム調整機構
２１４ ＦＩＢ
２１５ 二次電子
２１６ 可動ステージ
２２０ 二次電子検出器
２３０ 試料
２３１ 加工領域
２３２ 識別領域
２３３ 識別体
２３４ 基準領域
２３５Ａ、２３５Ｂ 基準体
２３６Ａ、２３６Ｂ 基準体
２４０ 制御部
２４１ 基準体群形成部
２４２ 基準体群走査部
２４３ 適正値演算部
２４４ 記憶部
２４５ 識別体検知部
２４６ 加工位置演算部
２４７ 加工部
２４８ バス
３３４ 基準領域
３３５Ａ、３３５Ｂ 基準体
３３６Ａ、３３６Ｂ 基準体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料を自動的に加工する自動加工システムと、この加工を行う自動加工方法とに係り、特に、試料を集束イオンビームで自動的に加工する自動加工システムと、この加工を行う自動加工方法とに係る。
【背景技術】
【０００２】
半導体や電子デバイスなどの分野において、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）の構造解析や不良解析を行うに当たって、ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：走査型電子顕微鏡）やＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：透過型電子顕微鏡）で観察する手法が用いられている。しかし、半導体や電子デバイスにおける微細化や多層化が進む中、観察箇所の位置を特定したり、観察面の微細加工を行ったりするためには、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ：集束イオンビーム）装置が不可欠である。
【０００３】
ＦＩＢ装置は、鋭利に加工した金属部と、引き出し電極とを有している。金属部と、引き出し電極との間に電界をかけて、金属部の先端にＧａ（ガリウム）などの液体金属が供給することによって、イオンを引き出すことの出来る構成を持つ。引き出されたイオンは、加速電圧源による電圧で加速されて、イオンビームとなって試料の表面に衝突する。ＦＩＢ装置は、このような原理によって試料を加工することが出来る。
【０００４】
ここで、試料を可動ステージ上に設置し、試料と、ＦＩＢ装置との位置関係を適宜に制御することで、試料の特定箇所に対する微細加工が可能となる。また、イオンビームが照射された試料の表面からは二次電子が放出される。試料表面の任意領域をイオンビームで走査して、発生する二次電子を検出器で検出することで、試料表面の状態をＳＩＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｉｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：走査イオン顕微鏡）像として観察することが出来る。
【０００５】
上記に関連して、特許文献１（特開２０００−２１５８３８号公報）には、マーク検出方法およびビーム加工装置に係る記載が開示されている。図１Ａは、特許文献１によるビーム加工装置１００の構成を簡単に示す構成図である。図１Ａのビーム加工装置１００は、イオン源１１１と、加速電圧源１１２と、ビーム調整機構１１３と、可動ステージ１１６と、二次電子検出器１２０とを具備している。
【０００６】
図１Ｂは、特許文献１によるマーク検出方法で用いられる試料１３０の構成を示す平面図である。図１Ｂの試料１３０は、加工領域１３１と、参照画像領域１３２とを具備している。参照画像領域１３２には、特定形状マーク１３３が形成されている。
【０００７】
試料１３０は、可動ステージ１１６に設置されている。可動ステージ１１６は、平面方向に移動することで、試料１３０と、イオン源１１１との位置関係を適宜に調整する。加速電圧源１１２は、イオン源１１１に加速電圧を供給する。加速電圧を供給されたイオン源１１１は、試料１３０に向けてＦＩＢ１１４を照射する。ビーム調整機構１１３は、イオン源１１１から照射されるＦＩＢ１１４を調整する。試料１３０の表面にＦＩＢ１１４が当たると、試料１３０がエッチングや堆積が行われる他に、二次電子１１５が発生する。二次電子検出器１２０は、この二次電子１１５を検出する。
【０００８】
特許文献１によるマーク検出方法では、試料１３０の、加工領域１３１の外に、参照画像領域１３２が設けられている。この参照画像領域１３２には、特定形状マーク１３３が形成されている。イオン源１１１から特定形状マーク１３３に向けてＦＩＢ１１４が照射されると、特定形状マーク１３３から二次電子１１５が発生する。この二次電子１１５を、二次電子検出器１２０が検出することで、ＳＩＭ像が得られる。特許文献１によるマーク検出方法では、このＦＩＢ１１４の照射を繰り返し、その前後で得られるＳＩＭ像のズレ量に基づいて、加工位置ズレの補正量を得るとしている。また、同時に、この箇所でコントラストの調整をも行うとしている。
【０００９】
このＦＩＢ装置の中には、解析ＴＡＴ（ＴｕｒｎＡｒｏｕｎｄ Ｔｉｍｅ：検査所要時間）を向上させるために自動加工機能を有している装置がある。自動加工を行えるＦＩＢ装置を用いれば、事前に試料上の加工箇所を指定することで、試料の作製を文字通り自動的に行うことが出来る。ＦＩＢ装置による自動加工方法の手順としては、例えば、まず、ＦＩＢ装置の自動加工前の設定が行われ、次に、ＦＩＢ装置の自動加工時の動作が行われる。
【００１０】
ＦＩＢ装置の自動加工前の設定としては、例えば、以下に示す第１〜第３の、合計３つの工程がある。第１の工程として、加工したい領域の近傍に識別マークを設ける。この識別マークは、ＦＩＢ装置による加工で作製する。第２の工程として、試料表面に作製した識別マークが、ＦＩＢ装置によって識別可能な形状を有しているかどうかの判断を行う。この判断は、識別マークをＦＩＢ装置のパターン認識アルゴリズムによって処理することで行われる。第２の工程で識別マークが識別可能と判断された場合には、第３の工程として、識別マークの位置を記憶する。
【００１１】
ＦＩＢ装置の自動加工時の動作としては、例えば、以下に示す第４〜第７の、合計４つの工程がある。第４の工程として、第３の工程で記憶した位置に可動ステージを移動する。第５の工程として、試料全体をＦＩＢ装置で走査して得られるＳＩＭ像を用いて、コントラストおよび輝度の自動調整を実施する。第６の工程として、第４の工程で得られたＳＩＭ像の中から、第１の工程で作製した識別マークの位置を、パターン認識アルゴリズムによって探し出す。探し出した位置と、第３の工程で記憶された位置との間にズレがある場合には、ＦＩＢ装置内で位置ズレ補正値を計算し、可動ステージを設定段階と同じ位置に移動する。第７の工程として、あらかじめプログラムされた加工条件に沿って、試料の作製を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−２１５８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように、ＦＩＢ装置の自動加工機能を用いて観察試料を作製する場合、加工箇所を指定する識別マークをＦＩＢ装置が正しく検知することが出来ずに作製が失敗するケースがある。識別マークを検知出来ない要因の一つとしては、第５の工程で行われるコントラストおよび輝度の自動調整において、識別マークを検知するために十分なコントラストが得られない現象が挙げられる。実際、識別マークには形成できる深さや大きさに制限がある一方で、試料表面にも凹凸があるため、この凹凸によるコントラストが識別マークを検知しにくくしている。したがって、識別マークを検知するためには、識別マークのコントラストを大きくすることが必要である。
【００１４】
そこで、第５の工程で行われるコントラストおよび輝度の自動調整を、例えば、以下の用に行うことが出来る。第５−１の工程として、コントラストおよび輝度を自動調整する。第５−２の工程として、輝度のみを下げる方向で調整する。第５−３の工程として、コントラストのみを下げる方向に調整する。第５−４の工程として、識別マークを検知出来るかどうかの確認を行う。第５−１〜５−３の工程を５回繰り返し、それでも識別マークが検知出来なければ、試料の加工作業をストップする。
【００１５】
しかし、第５−１の工程で、適正値から大きくかけ離れた値が設定されてしまうと、第５−２の工程における輝度のみの調整や、第５−３の工程におけるコントラストのみの調整では、十分な調整が行えない。また、第５−１の工程は、試料表面にＧａイオンの照射を伴うため、試料に対しても、識別マークに対しても、エッチングによる物理的なダメージを与えてしまう。したがって、調整作業の回数を低減させることも必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１７】
本発明による自動加工システム（２００）は、ＦＩＢ装置（２１１など）と、二次電子検出器（２２０）と、制御部（２４０）とを具備する。ここで、ＦＩＢ装置（２１１など）は、加工対象である試料（２３０）に向けてＦＩＢ（２１４）を照射する。二次電子検出器（２２０）は、ＦＩＢ（２１４）を照射された試料（２３０）から発生する二次電子（２１５）を検出する。制御部（２４０）は、ＦＩＢ装置（２１１など）および二次電子検出器（２２０）を制御する。制御部（２４０）は、基準体群形成部（２４１）と、基準体群走査部（２４２）と、適正値演算部（２４３）と、記憶部（２４４）と、識別体検知部（２４５）と、加工位置演算部（２４６）と、加工部（２４７）とを具備する。ここで、基準体群形成部（２４１）は、ＦＩＢ装置（２１１など）を制御して試料（２３０）の表面に基準体群（２３５Ｂ、２３６Ｂなど）を形成する。基準体群走査部（２４２）は、ＦＩＢ装置（２１１など）および二次電子検出器（２２０）を制御して基準体群（２３５Ｂ、２３６Ｂなど）のＳＩＭ像を取得する。適正値演算部（２４３）は、ＳＩＭ像に基づいてコントラストおよび輝度を適正値に調整する。記憶部（２４４）は、調整された適正値を記憶する。識別体検知部（２４５）は、ＦＩＢ装置（２１１など）および二次電子検出器（２２０）を制御して、かつ、記憶された適正値を用いて、試料（２３０）の表面に設けられた識別体（２３３）の位置を検知する。加工位置演算部（２４６）は、検知された識別体（２３３）の位置に基づいて、試料（２３３）の表面に設けられた加工領域（２３１）の位置を算出する。加工部（２４７）は、ＦＩＢ装置（２１１など）を制御して加工領域（２３１に加工を行う。
【００１８】
本発明による自動加工方法は、加工対象である試料（２３０）に向けてＦＩＢ（２１４）を照射するＦＩＢ装置（２１１など）を制御して試料（２３０）の表面に基準体群（２３５Ｂ、２３６Ｂなど）を形成するステップと、ＦＩＢ装置（２１１など）と、ＦＩＢ（２１４）を照射された試料（２３０）から発生する二次電子（２１５）を検出する二次電子検出器（２２０）とを制御して基準体群（２３５Ｂ、２３６Ｂなど）のＳＩＭ像を取得するステップと、ＳＩＭ像に基づいてコントラストおよび輝度を適正値に調整するステップと、調整された適正値を記憶するステップと、ＦＩＢ装置（２１１など）および二次電子検出器（２２０）を制御して、かつ、記憶された適正値を用いて、試料（２３０）の表面に設けられた識別体（２３３）の位置を検知するステップと、検知された識別体（２３３）の位置に基づいて、試料（２３０）の表面に設けられた加工領域（２３１）の位置を算出するステップと、ＦＩＢ装置（２１１など）を制御して加工領域（２３１）に加工を行うステップとを具備する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による自動加工システムおよび自動加工方法では、加工対象である試料の表面に、加工領域と、加工領域の位置を特定する識別体とに加えて、基準体群を形成する。この基準体群を、識別体を検出するために必要なコントラストおよび輝度を適正値に調整するために用いることで、識別体や加工領域にエッチングや堆積によるダメージを与えずに済む。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】図１Ａは、特許文献によるビーム加工装置の構成を簡単に示す構成図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、特許文献によるマーク検出方法で用いられる試料の構成を示す平面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の第１の実施形態による自動加工システムの全体的な構成を示す構成図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の第１の実施形態による試料の構成を示す平面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の第１の実施形態による基準領域の構成を示す俯瞰図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、本発明の第１の実施形態による制御部の構成を機能ブロックごとに示すブロック図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、本発明の第１の実施形態による自動加工方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態による基準領域の構成を示す俯瞰図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
添付図面を参照して、本発明による自動加工システムおよび自動加工方法を実施するための形態を以下に説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
図２Ａは、本発明の第１の実施形態による自動加工システム２００の全体的な構成を示す構成図である。図２Ａの自動加工システム２００の構成要素について説明する。図２Ａの自動加工システム２００は、イオン源２１１と、加速電圧源２１２と、ビーム調整機構２１３と、可動ステージ２１６と、二次電子検出器２２０と、制御部２４０とを具備している。
【００２３】
図２Ａの自動加工システム２００の構成要素の接続関係について説明する。加速電圧源２１２は、イオン源２１１に接続されている。可動ステージ２１６には、試料２３０を設置可能である。制御部は、ビーム調整機構２１３と、二次電子検出器２２０と、可動ステージ２１６とに接続されている。イオン源２１１と、ビーム調整機構２１３と、可動ステージ２１６とは、イオン源２１１から照射されるＦＩＢ２１４がビーム調整機構２１３を介して可動ステージ２１６上に設置された試料２３０に当たるような位置関係にある。二次電子検出器２２０と、可動ステージ２１６とは、可動ステージ２１６上に設置された試料２３０がＦＩＢ２１４を照射されて発生する二次電子２１５を検出出来る位置関係にある。
【００２４】
図２Ａの自動加工システム２００の動作について説明する。イオン源２１１、加速電圧源２１２、ビーム調整機構２１３、可動ステージ２１６、二次電子検出器２２０および制御部２４０は、自動加工機能を有するＦＩＢ装置として動作する。
【００２５】
試料２３０は、可動ステージ２１６に設置されている。可動ステージ２１６は、制御部２４０に制御されて平面方向に移動することで、試料２３０と、イオン源２１１との位置関係を適宜に調整する。イオン源２１１は、その先端部分にＧａなどの液体金属が供給される。加速電圧源２１２は、イオン源２１１に加速電圧を供給する。イオン源２１１に加速電圧が印加されると、液体金属からイオンが引き出される。引き出されたイオンは、ＦＩＢ２１４となり、試料２３０に向けて照射される。このとき、ビーム調整機構２１３が、制御部２４０に制御されて、イオン源２１１から照射されるＦＩＢ２１４の特性を調整する。試料２３０の表面にＦＩＢ１１４が当たると、試料２３０がエッチングや堆積が行われる他に、二次電子２１５が発生する。二次電子検出器２２０は、この二次電子２１５を検出する。試料２３０における表面の一部または全てをＦＩＢ２１４で走査し、発生する二次電子を二次電子検出器２２０で検出することで、ＳＩＭ像が得られる。適切なＳＩＭ像を得るために、コントラストおよび輝度の調整を行う。この調整の詳細については、後述する。
【００２６】
図２Ｂは、本発明の第１の実施形態による試料２３０の構成を示す平面図である。図２Ｂの試料の表面には、加工領域２３１と、識別領域２３２と、基準領域２３４とが設けられている。加工領域２３１は、目的となる加工を試料に施す領域である。識別領域２３２には、加工領域２３１の位置を特定するために用いられる識別体２３３が形成されている。基準領域には、後述する基準体群２３５Ｂおよび２３６Ｂが形成されている。
【００２７】
図２Ｃは、本発明の第１の実施形態による基準領域２３４の構成を示す俯瞰図である。基準領域２３４には、コントラストおよび輝度を適正値に調整するために用いられる基準体群２３５Ａ、２３６Ａ、２３５Ｂおよび２３６Ｂの一部または全てが形成されている。基準体群２３５Ａおよび２３５Ｂは、試料２３０表面に対して上方向に突出した凸部である。基準体群２３６Ａおよび２３６Ｂは、試料２３０表面と同じ水準の平面である。
【００２８】
ここで、基準体群２３５Ａおよび２３６Ａの組み合わせ、または、基準体群２３５Ｂおよび２３６Ｂの組み合わせは、後述するように、必要なコントラストおよび輝度の適正値を調整するに十分な高低差を有する必要がある。したがって、以下、基準領域２３４に基準体群２３５Ｂおよび２３６Ｂの組み合わせを形成する場合について説明する。
【００２９】
図２Ｄは、本発明の第１の実施形態による制御部２４０の構成を機能ブロックごとに示すブロック図である。図２Ｅは、本発明の第１の実施形態による自動加工方法の手順を示すフローチャートである。図２Ｄおよび図２Ｅを参照して、本実施形態による自動加工システムの動作、すなわち本実施形態による自動加工方法について説明する。
【００３０】
図２Ｄの制御部２４０の構成要素について説明する。図２Ｄの制御部２４０は、基準体群形成部２４１と、基準体群走査部２４２と、適正値演算部２４３と、記憶部２４４と、識別体検知部２４５と、加工位置演算部２４６と、加工部２４７と、バス２４８とを具備している。バス２４８は、基準体群形成部２４１と、基準体群走査部２４２と、適正値演算部２４３と、記憶部２４４と、識別体検知部２４５と、加工位置演算部２４６と、加工部２４７とに接続されている。
【００３１】
図２Ｄの制御部２４０は、例えば、入力部、出力部、演算部、記憶部およびこれらを接続するバスを有する一般的な計算機であっても良い。この場合、基準体群形成部２４１、基準体群走査部２４２、適正値演算部２４３、記憶部２４４、識別体検知部２４５、加工位置演算部２４６および加工部２４７の一部または全ては、上記の入力部、出力部、演算部および記憶部を共有することで実現される各種機能部であっても良い。また、基準体群形成部２４１、基準体群走査部２４２、適正値演算部２４３、記憶部２４４、識別体検知部２４５、加工位置演算部２４６および加工部２４７の一部または全ては、独立していても構わない。
【００３２】
図２Ｅのフローチャートは、第１〜第７のステップＳ１〜Ｓ７を有する。本実施形態による自動加工方法が開始すると、まず、第１のステップＳ１が実行される。
【００３３】
第１のステップＳ１では、基準体群形成部２４１が、基準体群の形成を行う。すなわち、基準体群形成部２４１に制御されて、自動加工システム２００のＦＩＢ装置が、基準領域２３４に、基準体群２３５Ｂおよび２３６Ｂを形成する。このとき、基準体２３５Ｂは、ＦＩＢによって試料２３０の表面に堆積することで形成することが出来る。なお、基準体２３６Ｂとしては、試料２３０の表面をそのまま、何ら加工することなく用いても良い。第１のステップＳ１の次に、第２のステップＳ２が実行される。
【００３４】
第２のステップＳ２では、基準体群走査部２４２が、基準体群２３５Ｂおよび２３６Ｂの走査を行う。すなわち、基準体群走査部２４２に制御されて、自動加工システム２００のＦＩＢ装置が、基準領域２３４を走査し、基準体群２３５Ｂおよび２３６ＢのＳＩＢ像を得る。このとき、基準体２３５Ｂと、基準体２３６Ｂとで発生する二次電子２１５のうち、二次電子検出器２２０で検出される量には十分な差があるものとする。第２のステップＳ２の次に、第３のステップＳ３が実行される。
【００３５】
第３のステップＳ３では、適正値演算部２４３が、適正値の算出を行う。すなわち、第２のステップＳ２で得られた、検出された二次電子２１５の差に基づいて、適正値演算部２４３が、コントラストおよび輝度の適正値を算出する。第３のステップＳ３の次に、第４のステップＳ４が実行される。
【００３６】
第４のステップＳ４では、記憶部２４４が、適正値の記憶を行う。すなわち、第３のステップＳ３で算出された、コントラストおよび輝度の適正値が、記憶部２４４に格納される。第４のステップＳ４の次に、第５のステップＳ５が実行される。
【００３７】
第５のステップＳ５では、識別体検知部２４５が、識別体２３３の検知を行う。すなわち、識別体検知部２４５に制御されて、自動加工システム２００のＦＩＢ装置が、識別領域２３２を走査し、その結果発生する二次電子２１５を検出し、識別体２３３の位置および形状を得る。第５のステップＳ５の次に、第６のステップＳ６が実行される。
【００３８】
第６のステップＳ６では、加工位置演算部２４６が、加工位置の算出を行う。すなわち、第５のステップＳ５で得られた、識別体２３３の位置および形状に基づいて、加工位置演算部２４６が、加工領域２３１の位置や範囲などを算出する。ここで、識別体２３３および加工領域２３１の位置関係は、例えば記憶部２４４などに、予め格納されていることが好ましい。第６のステップＳ６の次に、第７のステップＳ７が実行される。
【００３９】
第７のステップＳ７では、加工部２４７が、加工領域２３１の加工を行う。すなわち、加工部２４７に制御されて、自動加工システム２００のＦＩＢ装置が、加工領域２３１に対する加工を、自動的に行う。この加工の具体的な内容は、例えば、どの場所にどの順番でどんな特性のＦＩＢ２１４をどの程度照射するか、などが設定されたプログラムに沿って実行されることが好ましい。また、このプログラムは、例えば記憶部２４４に予め格納されていることが好ましい。加工領域２３１の加工は、従来技術の場合と同じであるので、そのさらなる詳細な説明を省略する。第７のステップＳ７が完了すると、本実施形態による自動加工方法は終了する。
【００４０】
上記に説明したように、コントラストおよび輝度の調節を行う際に、従来技術では識別領域２３２をＦＩＢ２１４で走査していたが、本実施形態では別の基準領域２３４を走査する。基準領域２３４には、基準体群２３５Ｂおよび２３６Ｂを、識別体２３３に課せられた形状の制限とは関係無く、さらに大きな高低差をもって形成することが出来る。したがって、本実施形態によれば、コントラストおよび輝度の調整を、従来技術よりも高い精度で行うことが可能となっている。
【００４１】
また、従来技術の場合と比べて、本実施形態の場合は、識別体２３３をＦＩＢ２１４で走査する回数が少なくて済む。したがって、ＦＩＢ２１４の照射による識別体２３３へのダメージも少なくて済む。このことは、加工領域２３１の位置をより高い精度で特定出来ることに繋がる。
【００４２】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態による自動加工システムおよび自動加工方法は、本発明の第１の実施形態による自動加工システムおよび自動加工方法に、以下の変更を加えたものに等しい。すなわち、本実施形態による試料２３０には、本発明の第１の実施形態による基準領域２３４の代わりに、基準領域３３４を設ける。ここで、基準領域３３４には、基準体群２３５Ａ、２３５Ｂ、２３６Ａおよび２３６Ｂを、ＦＩＢを用いたエッチングによって形成する。
【００４３】
図３は、本発明の第２の実施形態による基準領域３３４の構成を示す俯瞰図である。図３の基準領域３３４には、基準体３３５Ａ、３３５Ｂ、３３６Ａおよび３３６Ｂの一部または全てが形成されている。基瞬体３３５Ａおよび３３５Ｂは、試料２３０表面に対して下方向に凹んだ凹部である。基準体群３３６Ａおよび３３６Ｂは、試料２３０表面と同じ水準の平面である。
【００４４】
ここでも、第１の実施形態の場合と同様に、基準体群３３５Ａおよび３３６Ａの組み合わせ、または、基準体群３３５Ｂおよび３３６Ｂの組み合わせは、後述するように、必要なコントラストおよび輝度の適正値を調整するに十分な高低差を有する必要がある。したがって、本実施形態でも、基準領域３３４には、より大きい高低差が得られるように、基準体群３３５Ｂおよび３３６Ｂの組み合わせを形成するものとする。
【００４５】
ここで、やはり第１の実施形態の場合と同様に、基準体群３３５Ａおよび３３６Ａの組み合わせよりも、基準体群３３５Ｂおよび３３６Ｂの組み合わせの方が、コントラストおよび輝度の適正値の調整に用いるに適している。その理由は、以下のとおりである。すなわち、基準体群３３５Ａおよび３３６Ａの組み合わせでは、ＦＩＢ２１４の照射に伴い発生する二次電子２１５のほぼ全てが二次電子検出器２２０によって検出される。その一方で、基準体群３３５Ｂおよび３３６Ｂの組み合わせでは、ＦＩＢ２１４の照射に伴い発生する二次電子２１５の一部が、基準体３３５Ｂの内壁に妨げられて二次電子検出器２２０によって検出されない。
【００４６】
なお、この変更に伴い、基準体群形成部２４１および第１のステップＳ１や、適正値演算部２４３および第３のステップＳ３や、記憶部２４４に格納される各種プログラムなども、その動作や演算の内容を適宜に変更する必要がある。
【００４７】
その他の、自動加工システムの構成要素および自動加工方法の手順と、その結果得られる効果は、本発明の第１の実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００４８】
本発明における、以上に説明した実施形態による自動加工システムおよび自動加工方法は、技術的に矛盾しない範囲で自由に組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１００ ビーム加工装置
１１１ イオン源
１１２ 加速電圧源
１１３ ビーム調整機構
１１４ ＦＩＢ装置
１１６ 可動ステージ
１２０ 二次電子検出器
１３０ 試料
１３１ 加工領域
１３２ 参照画像領域
１３３ 特定形状マーク
２００ 自動加工システム
２１１ イオン源
２１２ 加速電圧源
２１３ ビーム調整機構
２１４ ＦＩＢ
２１５ 二次電子
２１６ 可動ステージ
２２０ 二次電子検出器
２３０ 試料
２３１ 加工領域
２３２ 識別領域
２３３ 識別体
２３４ 基準領域
２３５Ａ、２３５Ｂ 基準体
２３６Ａ、２３６Ｂ 基準体
２４０ 制御部
２４１ 基準体群形成部
２４２ 基準体群走査部
２４３ 適正値演算部
２４４ 記憶部
２４５ 識別体検知部
２４６ 加工位置演算部
２４７ 加工部
２４８ バス
３３４ 基準領域
３３５Ａ、３３５Ｂ 基準体
３３６Ａ、３３６Ｂ 基準体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象である試料に向けてＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ：集束イオンビーム）を照射するＦＩＢ装置と、
前記ＦＩＢを照射された前記試料から発生する二次電子を検出する二次電子検出器と、
前記ＦＩＢ装置および前記二次電子検出器を制御する制御部と
を具備し、
前記制御部は、
前記ＦＩＢ装置を制御して前記試料の表面に基準体群を形成する基準体群形成部と、
前記ＦＩＢ装置および前記二次電子検出器を制御して前記基準体群のＳＩＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｉｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：走査イオン顕微鏡）像を取得する基準体群走査部と、
前記ＳＩＭ像に基づいてコントラストおよび輝度を適正値に調整する適正値演算部と、
前記調整された適正値を記憶する記憶部と、
前記ＦＩＢ装置および前記二次電子検出器を制御して、かつ、前記記憶された適正値を用いて、前記試料の表面に設けられた識別体の位置を検知する識別体検知部と、
前記検知された識別体の位置に基づいて、前記試料の表面に設けられた加工領域の位置を算出する加工位置演算部と、
前記ＦＩＢ装置を制御して前記加工領域に加工を行う加工部と
を具備する
自動加工システム。
【請求項２】
請求項１に記載の自動加工システムにおいて、
前記基準体群は、
前記識別体を識別するために必要な前記コントラスト値と、前記輝度値とを前記適正値に調整するに十分な高低差を有する第１および第２の基準体
を具備する
自動加工システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の自動加工システムにおいて、
前記ＦＩＢ装置は、
液体金属からイオンを生成するイオン源と、
前記イオンを加速する電圧を前記イオン源に供給する加速電圧源と、
前記加速されたイオンから前記ＦＩＢを生成するビーム調整機構と、
前記試料を設置して、前記試料の表面における前記ＦＩＢの照射位置を移動する可動ステージ
を具備する
自動加工システム。
【請求項４】
加工対象である試料に向けてＦＩＢを照射するＦＩＢ装置を制御して前記試料の表面に基準体群を形成するステップと、
前記ＦＩＢ装置と、前記ＦＩＢを照射された前記試料から発生する二次電子を検出する二次電子検出器とを制御して前記基準体群のＳＩＭ像を取得するステップと、
前記ＳＩＭ像に基づいてコントラストおよび輝度を適正値に調整するステップと、
前記調整された適正値を記憶するステップと、
前記ＦＩＢ装置および前記二次電子検出器を制御して、かつ、前記記憶された適正値を用いて、前記試料の表面に設けられた識別体の位置を検知するステップと、
前記検知された識別体の位置に基づいて、前記試料の表面に設けられた加工領域の位置を算出するステップと、
前記ＦＩＢ装置を制御して前記加工領域に加工を行うステップと
を具備する
自動加工方法。
【請求項５】
請求項４に記載の自動加工方法において、
前記基準体群を形成するステップは、
第１の基準体を形成するステップと、
前記第１の基準体との高低差を有する第２の基準体を形成するステップと
を具備し、
前記高低差は、前記識別体を識別するために必要な前記コントラスト値と、前記輝度値とを前記適正値に調整するに十分である
自動加工方法。
【請求項１】
加工対象である試料に向けてＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ：集束イオンビーム）を照射するＦＩＢ装置と、
前記ＦＩＢを照射された前記試料から発生する二次電子を検出する二次電子検出器と、
前記ＦＩＢ装置および前記二次電子検出器を制御する制御部と
を具備し、
前記制御部は、
前記ＦＩＢ装置を制御して前記試料の表面に基準体群を形成する基準体群形成部と、
前記ＦＩＢ装置および前記二次電子検出器を制御して前記基準体群のＳＩＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｉｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：走査イオン顕微鏡）像を取得する基準体群走査部と、
前記ＳＩＭ像に基づいてコントラストおよび輝度を適正値に調整する適正値演算部と、
前記調整された適正値を記憶する記憶部と、
前記ＦＩＢ装置および前記二次電子検出器を制御して、かつ、前記記憶された適正値を用いて、前記試料の表面に設けられた識別体の位置を検知する識別体検知部と、
前記検知された識別体の位置に基づいて、前記試料の表面に設けられた加工領域の位置を算出する加工位置演算部と、
前記ＦＩＢ装置を制御して前記加工領域に加工を行う加工部と
を具備する
自動加工システム。
【請求項２】
請求項１に記載の自動加工システムにおいて、
前記基準体群は、
前記識別体を識別するために必要な前記コントラスト値と、前記輝度値とを前記適正値に調整するに十分な高低差を有する第１および第２の基準体
を具備する
自動加工システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の自動加工システムにおいて、
前記ＦＩＢ装置は、
液体金属からイオンを生成するイオン源と、
前記イオンを加速する電圧を前記イオン源に供給する加速電圧源と、
前記加速されたイオンから前記ＦＩＢを生成するビーム調整機構と、
前記試料を設置して、前記試料の表面における前記ＦＩＢの照射位置を移動する可動ステージ
を具備する
自動加工システム。
【請求項４】
加工対象である試料に向けてＦＩＢを照射するＦＩＢ装置を制御して前記試料の表面に基準体群を形成するステップと、
前記ＦＩＢ装置と、前記ＦＩＢを照射された前記試料から発生する二次電子を検出する二次電子検出器とを制御して前記基準体群のＳＩＭ像を取得するステップと、
前記ＳＩＭ像に基づいてコントラストおよび輝度を適正値に調整するステップと、
前記調整された適正値を記憶するステップと、
前記ＦＩＢ装置および前記二次電子検出器を制御して、かつ、前記記憶された適正値を用いて、前記試料の表面に設けられた識別体の位置を検知するステップと、
前記検知された識別体の位置に基づいて、前記試料の表面に設けられた加工領域の位置を算出するステップと、
前記ＦＩＢ装置を制御して前記加工領域に加工を行うステップと
を具備する
自動加工方法。
【請求項５】
請求項４に記載の自動加工方法において、
前記基準体群を形成するステップは、
第１の基準体を形成するステップと、
前記第１の基準体との高低差を有する第２の基準体を形成するステップと
を具備し、
前記高低差は、前記識別体を識別するために必要な前記コントラスト値と、前記輝度値とを前記適正値に調整するに十分である
自動加工方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図３】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２４３７２６（Ｐ２０１２−２４３７２６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１５９３３（Ｐ２０１１−１１５９３３）
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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