試料高さ調整方法と試料観察方法と試料加工方法および荷電粒子ビーム装置
【課題】二つの荷電粒子ビームが同一の観察点に集束するための試料の高さを算出して、試料台を傾斜することなく、短時間で精度良くかつ容易に試料の高さ調整を行う。
【解決手段】イオンビーム２ｂ照射による二次電子像と電子ビーム１２ｂ照射による二次電子像の倍率と、イオンビーム２ｂ照射による二次電子像の観察点と電子ビーム１２ｂ照射による二次電子像の観察点との距離から、イオンビーム２ｂと電子ビーム１２ｂが同一の観察点に集束するための前記試料の高さを計算手段１４で算出する。
【解決手段】イオンビーム２ｂ照射による二次電子像と電子ビーム１２ｂ照射による二次電子像の倍率と、イオンビーム２ｂ照射による二次電子像の観察点と電子ビーム１２ｂ照射による二次電子像の観察点との距離から、イオンビーム２ｂと電子ビーム１２ｂが同一の観察点に集束するための前記試料の高さを計算手段１４で算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビームを用いて半導体ウエハの加工、観察を行う装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの高集積化、微細化に伴い、半導体デバイス中の不良解析においても、微細な加工観察技術が要求されている。半導体デバイス中の不良箇所の微細な加工観察技術として、例えば、ＦＩＢ−ＳＥＭ装置を用いて、ＦＩＢによるエッチング加工で断面形成後、ＳＥＭで断面を観察する断面観察方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＦＩＢ−ＳＥＭ装置を用いて試料の断面観察を行う場合、集束イオビームで加工して形成される断面に電子ビームを照射して観察するため、集束イオンビームと電子ビームが試料上の同一の観察点（ユーセントリック位置）に集束するように試料台の高さを調整する必要がある。試料台の高さが調整されていないと電子ビームの照射範囲に集束イオンビームで加工した断面部分が入らなくなってしまい、断面を観察するためには試料台を移動させなければならないことがあり、作業効率が低下してしまうからである。試料台の高さ調整方法としては、従来、次のような手順が用いられていた。試料上の特定の位置に荷電粒子ビームを走査照射し、二次電子像を取得する。そして、試料台を傾斜させ、傾斜した状態で荷電粒子ビームを走査照射し、二次電子像を取得する。ここで取得した二次電子像内の特定位置が傾斜する前に取得した二次電子像内の特定位置から移動した移動量を求め、移動量が少なくなるように試料台の高さを調整する。（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
ところで、近年、３００ｍｍφウエハが半導体プロセスに導入されているが、３００ｍｍφウエハのような直径の大きな試料では、試料高さ方向にそりが生じる場合がある。この場合、同じウエハ内においても試料高さが変化するので、試料台の高さ調整を行ってもウエハ内の異なる場所では集束イオンビームと電子ビームがウエハ上の同一の観察点に集束しないこともある。
【特許文献１】特開平１１−２１３９３５
【特許文献２】特開２０００−２５１８２３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
不良解析の工程ではスループットの向上、解析したい部分の微細化に伴う観察精度の向上への要求があり、観察、加工プロセスが短時間で精度良くかつ容易にできることが望まれている。
【０００６】
ところが、上記の試料を傾斜させて画像の移動量から試料の高さを調整する方法では、試料を傾斜させなければならないため、作業効率が低下する。さらに、３００ｍｍφウエハなど試料高さ方向にそりがある場合には、観察、加工の精度が低下することや、加工と観察を切り替える時毎に試料台を移動させなければならないため作業効率が低下することがある。
【０００７】
本発明はこのような従来の方法および装置が有していた問題点を解決しようとするものであり、短時間で精度良くかつ容易に観察、加工を行うことを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、本発明は上記目的を達成するために、以下の手段を提供している。
第１の課題解決手段として、本発明の試料高さ調整方法は、二つの荷電粒子ビームを異なる角度から試料上の一つの観察点に照射できる装置において、前記試料上の前記観察点を含む領域に第一の荷電粒子ビームを走査照射し、前記観察点を含む第一の二次電子像を取得する工程と、前記試料上の前記観察点を含む領域に第二の荷電粒子ビームを走査照射し、前記観察点を含む第二の二次電子像を取得する工程と、前記第一の二次電子像と前記第二の二次電子像の倍率と、前記第一の二次電子像内の前記観察点と前記第二の二次電子像内の前記観察点との距離から前記第一の荷電粒子ビームと前記第二の荷電粒子ビームが前記観察点に集束するための前記試料の高さを算出する工程と、算出した前記試料の高さに前記試料を配置するために試料台を移動させる工程を含むことを特徴するものである。
【０００９】
また、第２の課題解決手段として、本発明の試料観察方法は、所望の観察部分または該観察部分近傍で第１の課題解決手段に記載の試料高さ調整方法を行う工程と、前記観察部分に前記電子ビームを走査照射して、前記観察部分の二次電子像を取得する工程を含むことを特徴とするものである。
【００１０】
また、第３の課題解決手段は、第１の課題解決手段に記載の試料高さ調整方法において、第一の荷電粒子ビームと第二の荷電粒子ビームは、それぞれ電子ビームとイオンビームであることを特徴とする試料高さ調整方法を用いるものである。
【００１１】
また、第４の課題解決手段として、本発明の試料加工方法は、所望の加工部分または該加工部分近傍で第３の課題解決手段に記載の試料高さ調整方法を行う工程と、
前記加工部分に前記イオンビームを走査照射して、前記加工部分をエッチング加工する工程を含むことを特徴とするものである。
【００１２】
また、第５の課題解決手段は、所望の加工部分または該加工部分近傍で第３の課題解決手段の試料高さ調整方法を行う工程と、前記加工部分に前記イオンビームを走査照射してエッチング加工を行う工程と、エッチング加工によって作製した断面部分に前記電子ビームを走査照射して前記断面部分を観察する工程を含むことを特徴とする試料加工方法を用いるものである。
【００１３】
また、第６の課題解決手段として、本発明の荷電粒子ビーム装置は、第一の荷電粒子を発生するための第一の荷電粒子発生源と、前記第一の荷電粒子を集束させて第一の荷電粒子ビームにし、該第一の荷電粒子ビームを走査させながら試料表面に照射するための第一の荷電粒子光学系と、第二の荷電粒子を発生するための第ニの荷電粒子発生源と、前記第二の荷電粒子を集束させて第二の荷電粒子ビームにし、該第ニの荷電粒子ビームを走査させながら前記試料表面に照射するための第ニの荷電粒子光学系と、前記第一の荷電粒子ビームまたは第二の荷電粒子ビームを前記試料表面に照射して発生する二次電子を検出する二次電子検出器と、前記二次電子検出器で検出した前記二次電子から二次電子像を表示する表示手段と、前記第一の荷電粒子ビームと前記第二の荷電粒子ビームが前記試料上の一つの観察点に集束する前記試料の高さを算出する計算手段と、前記試料を支持するための試料台と、前記試料台を前記計算手段で算出した高さに移動するための移動手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、第７の課題解決手段として、第６の課題解決手段に記載の荷電粒子ビーム装置の前記計算手段は、前記試料上の前記観察点に前記第一の荷電粒子ビームを走査照射して取得した第一の二次電子像と、前記試料上の前記観察点に前記第二の荷電粒子ビームを走査照射して取得した第二の二次電子像より、前記第一の二次電子像と前記第二の二次電子像の倍率および、前記第一の二次電子像内の前記観察点と前記第二の二次電子像内の前記観察点との距離から前記第一の荷電粒子ビームと前記第二の荷電粒子ビームが前記試料上の前記観察点に集束する前記試料の高さを算出する計算手段であることを特徴とする荷電粒子ビーム装置を用いるものである。
【００１５】
また、第８の課題解決手段として、第６の課題解決手段に記載の荷電粒子ビーム装置において、第一の荷電粒子ビームと第二の荷電粒子ビームは、それぞれ電子ビームとイオンビームであることを特徴とする荷電粒子ビーム装置を用いるものである。
【００１６】
上記第１の課題解決手段による作用は次の通りである。前記第一の二次電子像と前記第二の二次電子像の倍率と、前記第一の二次電子像内の前記観察点と前記第二の二次電子像内の前記観察点との距離から前記第一の荷電粒子ビームと前記第二の荷電粒子ビームが前記観察点に集束するための前記試料の高さを算出する工程と、算出した前記試料の高さに前記試料を配置するために試料台を移動させることで、前記二つの荷電粒子ビームを試料上の一つの観察点に照射できる位置に試料を配置することができる。
【００１７】
上記第４の課題解決手段による作用は次の通りである。所望の加工部分または該加工部分近傍で第３の課題解決手段に記載の試料高さ調整方法を行い、前記加工部分をエッチング加工することで、前記二つの荷電粒子ビームを試料上の一つの観察点に照射できる試料の高さで前記加工部分のエッチング加工を実施することができる。
【００１８】
上記第５の課題解決手段による作用は次の通りである。所望の加工部分または該加工部分近傍で第３の課題解決手段の試料高さ調整方法を行う工程と、前記加工部分に前記イオンビームを走査照射してエッチング加工を行う工程と、エッチング加工によって作製した断面部分に前記電子ビームを走査照射して前記断面部分を観察することで、前記イオンビームで加工した断面部分を前記電子ビームの照射範囲内で観察することができる。
【００１９】
上記第６の課題解決手段による作用は次の通りである。前記第一の荷電粒子ビームと前記第二の荷電粒子ビームが前記試料上の一つの観察点に集束する前記試料の高さを算出する計算手段を用いることで、前記二つの荷電粒子ビームを試料上の一つの観察点に照射できる位置を算出することができる。
【発明の効果】
【００２０】
異なる角度から二つの荷電粒子ビームを照射して取得した二つの二次電子像の倍率と二つの二次電子像内の観察点間の距離から二つの荷電粒子ビームが同一の観察点に集束するための試料の高さを算出することで、試料台を傾斜することなく、短時間で精度良くかつ容易に試料の高さ調整を行うことができる。
【００２１】
さらに、観察または加工部分もしくは、観察または加工部分付近で試料の高さ調整を行うことで、試料内に試料高さ方向にそりがある場合でも精度良く、容易に観察または加工を行うことができる。
【００２２】
また、精度良く、容易に試料の高さ調整と観察および加工をすることができるので、試料高さ方向にそりがある試料で複数箇所の観察または加工したい場合でも、上述の試料高さ調整、加工、観察のプロセスを荷電粒子ビーム装置にプログラミングすることで精度良く自動的に観察または加工を実施することできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明の実施の形態を図１、図２、図３、図４および図５に基づいて説明する。
【００２４】
図１は本発明の実施形態を示す荷電粒子ビーム装置の概略図である。イオン発生源１で発生したイオン２aはイオン光学系３で細く絞られイオンビーム２ｂとなり、試料であるウエハ５上に走査照射される。また、電子発生源１１で発生した電子１２aは電子光学系１３で細く絞られ電子ビーム１２bとなり、ウエハ５上に走査照射される。ウエハ５は試料台６に支持され試料台制御手段７によって移動することができる。イオンビーム２bもしくは電子ビーム１２bをウエハ５に照射することで発生する二次電子４は二次電子検出器８で検出される。検出された二次電子４は輝度信号に変換され二次電子像を表示体１０に表示する。また、計算手段１４はイオンビーム２ｂ照射による二次電子像と電子ビーム１２ｂ照射による二次電子像からウエハ５の高さの調整値を算出する。
【００２５】
図２は本発明の実施形態を示す試料模式図で、（ａ）はウエハ、（ｂ）はウエハ内にあるダイの模式図である。ダイはウエハ内にあるデバイスの集合体の一単位である。ここでウエハ５はφ３００ｍｍのウエハであり、ダイ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ内に、ダイリファレンスポイント１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄがあり、所望の加工位置１８ａ、１８ｂがある。
【００２６】
図３は本発明による加工方法を示すフローチャートである。フローチャートに従って所望の加工部分を含むウエハを加工するプロセスを説明する。
【００２７】
図２に示される、予め他の装置で検出したウエハ５のリファレンスポイント１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの座標、所望の加工部分１８ａ、１８ｂの座標を荷電粒子ビーム装置に入力しておく。ここで、リファレンスポイントとは、ウエハ上にあるマークである。また、第１のビームとしてイオンビーム２ｂを、第２のビームとして電子ビーム１２ｂを用いて、イオンビーム２ｂと電子ビーム１２ｂがウエハ上の同一点に集束するようにイオン光学系３と電子光学系１３と試料台６の高さを予め調整しておく。
【００２８】
はじめに、荷電粒子ビーム装置にウエハ５を導入する。続いて、荷電粒子ビーム装置に予め入力したリファレンスポイント１５ａの座標に基づいて、リファレンスポイント１５ａにイオンビーム２ｂが照射できる位置に試料台６を移動させる。そして、リファレンスポイント１５ａを含む領域にイオンビーム２ｂを走査照射して、二次電子像を取得する。取得した二次電子像からリファレンスポイント１５ａの座標を記憶する。この工程をリファレンスポイント１５ｂ、１５ｃ、１５ｄでも実施する。これにより他の装置の座標系から試料加工装置の座標系に変換する変換係数を求めて装置間の座標系を対応させる。次に、上記工程で求めた変換係数を用いて、他の装置の座標系で記憶されている所望の加工部分の座標から、荷電粒子ビーム装置の座標系における所望の加工部分１８ａ、１８ｂの座標を算出する。また、同様にしてダイリファレンスポイント１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの座標を算出する。ここで、ダイリファレンスポイントとは、ウエハ内の各ダイ上にあるマークである。
【００２９】
次に、加工部分１８ａがあるダイ１６ａのダイリファレンスポイント１７ａの二次電子像を取得して、ダイリファレンスポイント１７ａのより正確な位置を認識する。まず、ダイリファレンスポイント１７ａにイオンビーム２ｂが照射できる位置に試料台６を移動させる。そして、イオンビーム２ｂを用いてウエハ５表面に走査照射して、二次電子像を取得する。取得した二次電子像のダイリファレンスポイント１７ａの位置と上記算出したダイリファレンスポイント１７ａの位置のズレ量からＸＹ平面の調整値を算出し記憶する。次に、電子ビーム１２ｂをウエハ５表面に走査照射しての二次電子像を取得する。電子ビーム１２ｂを照射して取得した二次電子像のダイリファレンスポイント１７ａの位置と上記イオンビーム２ｂを照射して取得した二次電子像のダイリファレンスポイント１７ａの位置とを比較し、そのズレ量からＺ軸方向の調整値を計算手段１４で算出し記憶する。これより、加工部分１８ａに近いダイリファレンスポイント１７ａの位置を認識し、補正値を算出することができる。ここで、取得した二次電子像から調整値を算出する方法を、図４を用いて説明する。
【００３０】
図４は本発明による高さ位置合せ方法を説明する図である。図４（ａ）、（ｂ）はウエハとイオンビームと電子ビームの位置関係を示した模式図、図４（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）はダイリファレンスポイント１７ａを含む領域の二次電子像である。図４（ａ）はイオンビーム２ｂと電子ビーム１２ｂがウエハ５上で同一点に集束する高さにウエハ５が設置されたときの模式図である。水平な面を有する試料ステージ上に水平な面を有するウエハ５が載置されている。イオンビーム２ｂはウエハ面に対して垂直方向に入射する。電子ビーム１２ｂは水平面から角度θ傾けて入射される。図４（ｃ）はこのときにイオンビーム２ｂの照射によって得られたダイリファレンスポイント１７ａを含んだ領域の二次電子像である。１９は上記リファレンスポイントによる位置認識の工程で算出したダイリファレンスポイント１７ａの位置で、二次電子像のダイリファレンスポイント１７ａとのＸ軸方向、Ｙ軸方向のズレ量がそれぞれδΔＸ1、ΔＹ1である。このズレ量を補正する値
をＸＹ平面の調整値として算出し記憶することができる。
【００３１】
次に、図４（ｄ）はイオンビーム２ｂ照射によって得られたダイリファレンスポイント１７ａが画面の中央にある二次電子像である。図４（ｅ）はこのときに電子ビーム１２ｂ照射によって得られた二次電子像である。電子ビーム１２ｂはウエハ５に対して角度θで入射しているため、二次電子像はウエハ５を斜め方向から観察した像になる。点線は上記図４（ｄ）の二次電子像のダイリファレンスポイント１７ａの位置であり、イオンビーム２ｂと電子ビーム１２ｂがウエハ５上で同一の観察点に集束する高さにウエハが設置されたときは、イオンビーム２ｂ照射と電子ビーム１２ｂ照射による二次電子像のダイリファレンスポイント１７ａの中心位置は一致している。
【００３２】
一方、図４（ｂ）はイオンビーム２ｂと電子ビーム１２ｂがウエハ５上で同一の観察点に集束する位置よりもΔＺだけ低い位置にウエハ５が設置された時の模式図である。点線
はイオンビーム２ｂと電子ビーム１２ｂがウエハ５上で同一の観察点に集束するような高さにウエハがある時のウエハ５と試料台６である。ΔＸ0はイオンビーム２ｂがウエハ５
上に集束する位置と電子ビーム１２ｂがウエハ５上に集束する位置とのズレ量である。図４（ｆ）はこのときに電子ビーム１２ｂ照射によって得られた二次電子像である。点線はイオンビーム２ｂ照射により得られる二次電子像のダイリファレンスポイント１７ａの位置であり、電子ビーム１２ｂ照射によって得られた二次電子像のダイリファレンスポイント１７ａの位置とはΔＸ2離れた位置に表示される。これは、図４（ｂ）で示すように、
イオンビーム２ｂと電子ビーム１２ｂがウエハ５上で同一の観察点に集束する点線で示したウエハ５の高さに比べて、ΔＺ低い位置にウエハ５があるため、イオンビーム２ｂが集
束する位置からΔX0離れた位置に電子ビーム１２ｂは集束する。よって、電子ビーム１
２ｂを照射することによって得られる二次電子像では、ダイリファレンスポイント１７ａは画面の中央からΔＸ2離れた位置に表示される。
【００３３】
ここで、ΔＸ0、ΔＸ2、ΔＺの関係は、次の通りである。
【００３４】
ΔＺ＝ΔＸ0・ｔａｎθ
ΔＸ2＝ｋ・ΔＸ0・ｓｉｎθ
ここでｋは図4（ｆ）二次電子像の表示倍率とする。
【００３５】
これより、ΔＸ2は次のように表すことができる。
【００３６】
ΔＸ2＝ｋ・ΔＺ・ｃｏｓθ
従って，図４（ｆ）のように電子ビーム１２ｂの照射による二次電子像からΔＸ2を算
出することで、イオンビーム２ｂと電子ビーム１２ｂがウエハ５上で同一の観察点に集束する高さとのズレ量ΔＺを算出することができる。このズレ量を調整する値をＺ軸方向の
調整値として算出し記憶することができる。
【００３７】
次に上記リファレンスポイントによる位置認識の工程で算出した加工部分１８ａの座標に、ダイリファレンスポイントによる位置認識の工程で算出したＸＹ平面の調整値ΔＸ1
、ΔＹ1とＺ軸方向の調整値ΔＺを用いて正確な加工部分１８ａの位置を算出し、算出し
た位置にイオンビーム２ｂを照射できるように試料台６を移動する。そしてイオンビーム２ｂを加工部分１８ａに走査照射してエッチング加工と、電子ビーム１２ｂを照射して断面観察を実施する。
【００３８】
ここで、上記位置合せを行った後の、試料加工及び断面観察方法について図５を用いて説明する。
【００３９】
図５は本発明の試料加工及び断面観察方法を説明するための試料模式図である。まずイオンビーム２ｂをウエハ５表面に走査照射してエッチング加工を行う。すると、図５（ａ）のように加工溝５ａが形成される。ここで、電子ビーム１２ｂを加工溝５ａの断面部分に走査照射して、断面部分の二次電子像を取得する。そして再びイオンビーム２ｂを加工溝５ａの隣に走査照射して加工溝５ａを広げるように加工を行う。すると、図５（ｂ）のような加工溝５ｂが形成される。ここで電子ビーム１２ｂを加工溝５ｂの断面部分に走査照射して断面部分の二次電子像を取得する。この工程を繰り返すことで、エッチング加工によって作製される断面部分の観察像を連続的に取得することができるため、加工位置の確認や二次電子像を足し合わせることで加工した部分の三次元的な二次電子像を取得することができる。
【００４０】
加工が終了したら、他に加工したい部分がある場合は加工部分を含むダイリファレンスポイントにイオンビーム２ｂが照射できる位置へ試料台６を移動し、上記の工程を繰り返し行う。
【００４１】
上記のとおり加工部分に近いダイリファレンスでＸＹ平面、Ｚ軸方向の補正値を算出し、これを用いて加工位置の位置認識をすることで正確に加工位置にイオンビームを照射して加工することができ、また、加工した断面部分に電子ビームを正確に照射することができる。従って、上記のプロセスを荷電粒子ビーム装置にプログラミングすれば、自動化することができるので、容易にかつ正確に加工および加工した断面の観察像の取得を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態を示す荷電粒子ビーム装置の概略図。
【図２】本発明の実施形態を示す試料模式図で、（ａ）ウエハ（ｂ）ダイ。
【図３】本発明による加工方法を示すフローチャート。
【図４】本発明による高さ位置合せ方法を説明する図で、（ａ）はウエハとイオンビームと電子ビームの位置関係を示した模式図、（ｂ）はウエハとイオンビームと電子ビームの位置関係を示した模式図、（ｃ）〜（ｆ）は、ダイリファレンスポイントの二次電子像。
【図５】（ａ），（ｂ）は、本発明の試料加工及び断面観察方法を説明するための試料模式図。
【符号の説明】
【００４３】
１ イオン発生源
２ａ イオン
２ｂ イオンビーム
３ イオン光学系
４ 二次電子
５ ウエハ
５ａ 加工溝
５ｂ 加工溝
６ 試料台
７ 試料台制御手段
８ 二次電子検出器
９ 制御手段
１０ 表示手段
１１ 電子発生源
１２ａ 電子
１２ｂ 電子ビーム
１３ 電子光学系
１４ 計算手段
１５ａ リファレンスポイント
１５ｂ リファレンスポイント
１５ｃ リファレンスポイント
１５ｄ リファレンスポイント
１６ａ ダイ
１６ｂ ダイ
１６ｃ ダイ
１６ｄ ダイ
１７ａ ダイリファレンスポイント
１７ｂ ダイリファレンスポイント
１７ｃ ダイリファレンスポイント
１７ｄ ダイリファレンスポイント
１８ａ 加工部分
１８ｂ 加工部分
１９ 算出したダイリファレンスポイント
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビームを用いて半導体ウエハの加工、観察を行う装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの高集積化、微細化に伴い、半導体デバイス中の不良解析においても、微細な加工観察技術が要求されている。半導体デバイス中の不良箇所の微細な加工観察技術として、例えば、ＦＩＢ−ＳＥＭ装置を用いて、ＦＩＢによるエッチング加工で断面形成後、ＳＥＭで断面を観察する断面観察方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＦＩＢ−ＳＥＭ装置を用いて試料の断面観察を行う場合、集束イオビームで加工して形成される断面に電子ビームを照射して観察するため、集束イオンビームと電子ビームが試料上の同一の観察点（ユーセントリック位置）に集束するように試料台の高さを調整する必要がある。試料台の高さが調整されていないと電子ビームの照射範囲に集束イオンビームで加工した断面部分が入らなくなってしまい、断面を観察するためには試料台を移動させなければならないことがあり、作業効率が低下してしまうからである。試料台の高さ調整方法としては、従来、次のような手順が用いられていた。試料上の特定の位置に荷電粒子ビームを走査照射し、二次電子像を取得する。そして、試料台を傾斜させ、傾斜した状態で荷電粒子ビームを走査照射し、二次電子像を取得する。ここで取得した二次電子像内の特定位置が傾斜する前に取得した二次電子像内の特定位置から移動した移動量を求め、移動量が少なくなるように試料台の高さを調整する。（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
ところで、近年、３００ｍｍφウエハが半導体プロセスに導入されているが、３００ｍｍφウエハのような直径の大きな試料では、試料高さ方向にそりが生じる場合がある。この場合、同じウエハ内においても試料高さが変化するので、試料台の高さ調整を行ってもウエハ内の異なる場所では集束イオンビームと電子ビームがウエハ上の同一の観察点に集束しないこともある。
【特許文献１】特開平１１−２１３９３５
【特許文献２】特開２０００−２５１８２３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
不良解析の工程ではスループットの向上、解析したい部分の微細化に伴う観察精度の向上への要求があり、観察、加工プロセスが短時間で精度良くかつ容易にできることが望まれている。
【０００６】
ところが、上記の試料を傾斜させて画像の移動量から試料の高さを調整する方法では、試料を傾斜させなければならないため、作業効率が低下する。さらに、３００ｍｍφウエハなど試料高さ方向にそりがある場合には、観察、加工の精度が低下することや、加工と観察を切り替える時毎に試料台を移動させなければならないため作業効率が低下することがある。
【０００７】
本発明はこのような従来の方法および装置が有していた問題点を解決しようとするものであり、短時間で精度良くかつ容易に観察、加工を行うことを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、本発明は上記目的を達成するために、以下の手段を提供している。
第１の課題解決手段として、本発明の試料高さ調整方法は、二つの荷電粒子ビームを異なる角度から試料上の一つの観察点に照射できる装置において、前記試料上の前記観察点を含む領域に第一の荷電粒子ビームを走査照射し、前記観察点を含む第一の二次電子像を取得する工程と、前記試料上の前記観察点を含む領域に第二の荷電粒子ビームを走査照射し、前記観察点を含む第二の二次電子像を取得する工程と、前記第一の二次電子像と前記第二の二次電子像の倍率と、前記第一の二次電子像内の前記観察点と前記第二の二次電子像内の前記観察点との距離から前記第一の荷電粒子ビームと前記第二の荷電粒子ビームが前記観察点に集束するための前記試料の高さを算出する工程と、算出した前記試料の高さに前記試料を配置するために試料台を移動させる工程を含むことを特徴するものである。
【０００９】
また、第２の課題解決手段として、本発明の試料観察方法は、所望の観察部分または該観察部分近傍で第１の課題解決手段に記載の試料高さ調整方法を行う工程と、前記観察部分に前記電子ビームを走査照射して、前記観察部分の二次電子像を取得する工程を含むことを特徴とするものである。
【００１０】
また、第３の課題解決手段は、第１の課題解決手段に記載の試料高さ調整方法において、第一の荷電粒子ビームと第二の荷電粒子ビームは、それぞれ電子ビームとイオンビームであることを特徴とする試料高さ調整方法を用いるものである。
【００１１】
また、第４の課題解決手段として、本発明の試料加工方法は、所望の加工部分または該加工部分近傍で第３の課題解決手段に記載の試料高さ調整方法を行う工程と、
前記加工部分に前記イオンビームを走査照射して、前記加工部分をエッチング加工する工程を含むことを特徴とするものである。
【００１２】
また、第５の課題解決手段は、所望の加工部分または該加工部分近傍で第３の課題解決手段の試料高さ調整方法を行う工程と、前記加工部分に前記イオンビームを走査照射してエッチング加工を行う工程と、エッチング加工によって作製した断面部分に前記電子ビームを走査照射して前記断面部分を観察する工程を含むことを特徴とする試料加工方法を用いるものである。
【００１３】
また、第６の課題解決手段として、本発明の荷電粒子ビーム装置は、第一の荷電粒子を発生するための第一の荷電粒子発生源と、前記第一の荷電粒子を集束させて第一の荷電粒子ビームにし、該第一の荷電粒子ビームを走査させながら試料表面に照射するための第一の荷電粒子光学系と、第二の荷電粒子を発生するための第ニの荷電粒子発生源と、前記第二の荷電粒子を集束させて第二の荷電粒子ビームにし、該第ニの荷電粒子ビームを走査させながら前記試料表面に照射するための第ニの荷電粒子光学系と、前記第一の荷電粒子ビームまたは第二の荷電粒子ビームを前記試料表面に照射して発生する二次電子を検出する二次電子検出器と、前記二次電子検出器で検出した前記二次電子から二次電子像を表示する表示手段と、前記第一の荷電粒子ビームと前記第二の荷電粒子ビームが前記試料上の一つの観察点に集束する前記試料の高さを算出する計算手段と、前記試料を支持するための試料台と、前記試料台を前記計算手段で算出した高さに移動するための移動手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、第７の課題解決手段として、第６の課題解決手段に記載の荷電粒子ビーム装置の前記計算手段は、前記試料上の前記観察点に前記第一の荷電粒子ビームを走査照射して取得した第一の二次電子像と、前記試料上の前記観察点に前記第二の荷電粒子ビームを走査照射して取得した第二の二次電子像より、前記第一の二次電子像と前記第二の二次電子像の倍率および、前記第一の二次電子像内の前記観察点と前記第二の二次電子像内の前記観察点との距離から前記第一の荷電粒子ビームと前記第二の荷電粒子ビームが前記試料上の前記観察点に集束する前記試料の高さを算出する計算手段であることを特徴とする荷電粒子ビーム装置を用いるものである。
【００１５】
また、第８の課題解決手段として、第６の課題解決手段に記載の荷電粒子ビーム装置において、第一の荷電粒子ビームと第二の荷電粒子ビームは、それぞれ電子ビームとイオンビームであることを特徴とする荷電粒子ビーム装置を用いるものである。
【００１６】
上記第１の課題解決手段による作用は次の通りである。前記第一の二次電子像と前記第二の二次電子像の倍率と、前記第一の二次電子像内の前記観察点と前記第二の二次電子像内の前記観察点との距離から前記第一の荷電粒子ビームと前記第二の荷電粒子ビームが前記観察点に集束するための前記試料の高さを算出する工程と、算出した前記試料の高さに前記試料を配置するために試料台を移動させることで、前記二つの荷電粒子ビームを試料上の一つの観察点に照射できる位置に試料を配置することができる。
【００１７】
上記第４の課題解決手段による作用は次の通りである。所望の加工部分または該加工部分近傍で第３の課題解決手段に記載の試料高さ調整方法を行い、前記加工部分をエッチング加工することで、前記二つの荷電粒子ビームを試料上の一つの観察点に照射できる試料の高さで前記加工部分のエッチング加工を実施することができる。
【００１８】
上記第５の課題解決手段による作用は次の通りである。所望の加工部分または該加工部分近傍で第３の課題解決手段の試料高さ調整方法を行う工程と、前記加工部分に前記イオンビームを走査照射してエッチング加工を行う工程と、エッチング加工によって作製した断面部分に前記電子ビームを走査照射して前記断面部分を観察することで、前記イオンビームで加工した断面部分を前記電子ビームの照射範囲内で観察することができる。
【００１９】
上記第６の課題解決手段による作用は次の通りである。前記第一の荷電粒子ビームと前記第二の荷電粒子ビームが前記試料上の一つの観察点に集束する前記試料の高さを算出する計算手段を用いることで、前記二つの荷電粒子ビームを試料上の一つの観察点に照射できる位置を算出することができる。
【発明の効果】
【００２０】
異なる角度から二つの荷電粒子ビームを照射して取得した二つの二次電子像の倍率と二つの二次電子像内の観察点間の距離から二つの荷電粒子ビームが同一の観察点に集束するための試料の高さを算出することで、試料台を傾斜することなく、短時間で精度良くかつ容易に試料の高さ調整を行うことができる。
【００２１】
さらに、観察または加工部分もしくは、観察または加工部分付近で試料の高さ調整を行うことで、試料内に試料高さ方向にそりがある場合でも精度良く、容易に観察または加工を行うことができる。
【００２２】
また、精度良く、容易に試料の高さ調整と観察および加工をすることができるので、試料高さ方向にそりがある試料で複数箇所の観察または加工したい場合でも、上述の試料高さ調整、加工、観察のプロセスを荷電粒子ビーム装置にプログラミングすることで精度良く自動的に観察または加工を実施することできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明の実施の形態を図１、図２、図３、図４および図５に基づいて説明する。
【００２４】
図１は本発明の実施形態を示す荷電粒子ビーム装置の概略図である。イオン発生源１で発生したイオン２aはイオン光学系３で細く絞られイオンビーム２ｂとなり、試料であるウエハ５上に走査照射される。また、電子発生源１１で発生した電子１２aは電子光学系１３で細く絞られ電子ビーム１２bとなり、ウエハ５上に走査照射される。ウエハ５は試料台６に支持され試料台制御手段７によって移動することができる。イオンビーム２bもしくは電子ビーム１２bをウエハ５に照射することで発生する二次電子４は二次電子検出器８で検出される。検出された二次電子４は輝度信号に変換され二次電子像を表示体１０に表示する。また、計算手段１４はイオンビーム２ｂ照射による二次電子像と電子ビーム１２ｂ照射による二次電子像からウエハ５の高さの調整値を算出する。
【００２５】
図２は本発明の実施形態を示す試料模式図で、（ａ）はウエハ、（ｂ）はウエハ内にあるダイの模式図である。ダイはウエハ内にあるデバイスの集合体の一単位である。ここでウエハ５はφ３００ｍｍのウエハであり、ダイ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ内に、ダイリファレンスポイント１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄがあり、所望の加工位置１８ａ、１８ｂがある。
【００２６】
図３は本発明による加工方法を示すフローチャートである。フローチャートに従って所望の加工部分を含むウエハを加工するプロセスを説明する。
【００２７】
図２に示される、予め他の装置で検出したウエハ５のリファレンスポイント１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの座標、所望の加工部分１８ａ、１８ｂの座標を荷電粒子ビーム装置に入力しておく。ここで、リファレンスポイントとは、ウエハ上にあるマークである。また、第１のビームとしてイオンビーム２ｂを、第２のビームとして電子ビーム１２ｂを用いて、イオンビーム２ｂと電子ビーム１２ｂがウエハ上の同一点に集束するようにイオン光学系３と電子光学系１３と試料台６の高さを予め調整しておく。
【００２８】
はじめに、荷電粒子ビーム装置にウエハ５を導入する。続いて、荷電粒子ビーム装置に予め入力したリファレンスポイント１５ａの座標に基づいて、リファレンスポイント１５ａにイオンビーム２ｂが照射できる位置に試料台６を移動させる。そして、リファレンスポイント１５ａを含む領域にイオンビーム２ｂを走査照射して、二次電子像を取得する。取得した二次電子像からリファレンスポイント１５ａの座標を記憶する。この工程をリファレンスポイント１５ｂ、１５ｃ、１５ｄでも実施する。これにより他の装置の座標系から試料加工装置の座標系に変換する変換係数を求めて装置間の座標系を対応させる。次に、上記工程で求めた変換係数を用いて、他の装置の座標系で記憶されている所望の加工部分の座標から、荷電粒子ビーム装置の座標系における所望の加工部分１８ａ、１８ｂの座標を算出する。また、同様にしてダイリファレンスポイント１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの座標を算出する。ここで、ダイリファレンスポイントとは、ウエハ内の各ダイ上にあるマークである。
【００２９】
次に、加工部分１８ａがあるダイ１６ａのダイリファレンスポイント１７ａの二次電子像を取得して、ダイリファレンスポイント１７ａのより正確な位置を認識する。まず、ダイリファレンスポイント１７ａにイオンビーム２ｂが照射できる位置に試料台６を移動させる。そして、イオンビーム２ｂを用いてウエハ５表面に走査照射して、二次電子像を取得する。取得した二次電子像のダイリファレンスポイント１７ａの位置と上記算出したダイリファレンスポイント１７ａの位置のズレ量からＸＹ平面の調整値を算出し記憶する。次に、電子ビーム１２ｂをウエハ５表面に走査照射しての二次電子像を取得する。電子ビーム１２ｂを照射して取得した二次電子像のダイリファレンスポイント１７ａの位置と上記イオンビーム２ｂを照射して取得した二次電子像のダイリファレンスポイント１７ａの位置とを比較し、そのズレ量からＺ軸方向の調整値を計算手段１４で算出し記憶する。これより、加工部分１８ａに近いダイリファレンスポイント１７ａの位置を認識し、補正値を算出することができる。ここで、取得した二次電子像から調整値を算出する方法を、図４を用いて説明する。
【００３０】
図４は本発明による高さ位置合せ方法を説明する図である。図４（ａ）、（ｂ）はウエハとイオンビームと電子ビームの位置関係を示した模式図、図４（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）はダイリファレンスポイント１７ａを含む領域の二次電子像である。図４（ａ）はイオンビーム２ｂと電子ビーム１２ｂがウエハ５上で同一点に集束する高さにウエハ５が設置されたときの模式図である。水平な面を有する試料ステージ上に水平な面を有するウエハ５が載置されている。イオンビーム２ｂはウエハ面に対して垂直方向に入射する。電子ビーム１２ｂは水平面から角度θ傾けて入射される。図４（ｃ）はこのときにイオンビーム２ｂの照射によって得られたダイリファレンスポイント１７ａを含んだ領域の二次電子像である。１９は上記リファレンスポイントによる位置認識の工程で算出したダイリファレンスポイント１７ａの位置で、二次電子像のダイリファレンスポイント１７ａとのＸ軸方向、Ｙ軸方向のズレ量がそれぞれδΔＸ1、ΔＹ1である。このズレ量を補正する値
をＸＹ平面の調整値として算出し記憶することができる。
【００３１】
次に、図４（ｄ）はイオンビーム２ｂ照射によって得られたダイリファレンスポイント１７ａが画面の中央にある二次電子像である。図４（ｅ）はこのときに電子ビーム１２ｂ照射によって得られた二次電子像である。電子ビーム１２ｂはウエハ５に対して角度θで入射しているため、二次電子像はウエハ５を斜め方向から観察した像になる。点線は上記図４（ｄ）の二次電子像のダイリファレンスポイント１７ａの位置であり、イオンビーム２ｂと電子ビーム１２ｂがウエハ５上で同一の観察点に集束する高さにウエハが設置されたときは、イオンビーム２ｂ照射と電子ビーム１２ｂ照射による二次電子像のダイリファレンスポイント１７ａの中心位置は一致している。
【００３２】
一方、図４（ｂ）はイオンビーム２ｂと電子ビーム１２ｂがウエハ５上で同一の観察点に集束する位置よりもΔＺだけ低い位置にウエハ５が設置された時の模式図である。点線
はイオンビーム２ｂと電子ビーム１２ｂがウエハ５上で同一の観察点に集束するような高さにウエハがある時のウエハ５と試料台６である。ΔＸ0はイオンビーム２ｂがウエハ５
上に集束する位置と電子ビーム１２ｂがウエハ５上に集束する位置とのズレ量である。図４（ｆ）はこのときに電子ビーム１２ｂ照射によって得られた二次電子像である。点線はイオンビーム２ｂ照射により得られる二次電子像のダイリファレンスポイント１７ａの位置であり、電子ビーム１２ｂ照射によって得られた二次電子像のダイリファレンスポイント１７ａの位置とはΔＸ2離れた位置に表示される。これは、図４（ｂ）で示すように、
イオンビーム２ｂと電子ビーム１２ｂがウエハ５上で同一の観察点に集束する点線で示したウエハ５の高さに比べて、ΔＺ低い位置にウエハ５があるため、イオンビーム２ｂが集
束する位置からΔX0離れた位置に電子ビーム１２ｂは集束する。よって、電子ビーム１
２ｂを照射することによって得られる二次電子像では、ダイリファレンスポイント１７ａは画面の中央からΔＸ2離れた位置に表示される。
【００３３】
ここで、ΔＸ0、ΔＸ2、ΔＺの関係は、次の通りである。
【００３４】
ΔＺ＝ΔＸ0・ｔａｎθ
ΔＸ2＝ｋ・ΔＸ0・ｓｉｎθ
ここでｋは図4（ｆ）二次電子像の表示倍率とする。
【００３５】
これより、ΔＸ2は次のように表すことができる。
【００３６】
ΔＸ2＝ｋ・ΔＺ・ｃｏｓθ
従って，図４（ｆ）のように電子ビーム１２ｂの照射による二次電子像からΔＸ2を算
出することで、イオンビーム２ｂと電子ビーム１２ｂがウエハ５上で同一の観察点に集束する高さとのズレ量ΔＺを算出することができる。このズレ量を調整する値をＺ軸方向の
調整値として算出し記憶することができる。
【００３７】
次に上記リファレンスポイントによる位置認識の工程で算出した加工部分１８ａの座標に、ダイリファレンスポイントによる位置認識の工程で算出したＸＹ平面の調整値ΔＸ1
、ΔＹ1とＺ軸方向の調整値ΔＺを用いて正確な加工部分１８ａの位置を算出し、算出し
た位置にイオンビーム２ｂを照射できるように試料台６を移動する。そしてイオンビーム２ｂを加工部分１８ａに走査照射してエッチング加工と、電子ビーム１２ｂを照射して断面観察を実施する。
【００３８】
ここで、上記位置合せを行った後の、試料加工及び断面観察方法について図５を用いて説明する。
【００３９】
図５は本発明の試料加工及び断面観察方法を説明するための試料模式図である。まずイオンビーム２ｂをウエハ５表面に走査照射してエッチング加工を行う。すると、図５（ａ）のように加工溝５ａが形成される。ここで、電子ビーム１２ｂを加工溝５ａの断面部分に走査照射して、断面部分の二次電子像を取得する。そして再びイオンビーム２ｂを加工溝５ａの隣に走査照射して加工溝５ａを広げるように加工を行う。すると、図５（ｂ）のような加工溝５ｂが形成される。ここで電子ビーム１２ｂを加工溝５ｂの断面部分に走査照射して断面部分の二次電子像を取得する。この工程を繰り返すことで、エッチング加工によって作製される断面部分の観察像を連続的に取得することができるため、加工位置の確認や二次電子像を足し合わせることで加工した部分の三次元的な二次電子像を取得することができる。
【００４０】
加工が終了したら、他に加工したい部分がある場合は加工部分を含むダイリファレンスポイントにイオンビーム２ｂが照射できる位置へ試料台６を移動し、上記の工程を繰り返し行う。
【００４１】
上記のとおり加工部分に近いダイリファレンスでＸＹ平面、Ｚ軸方向の補正値を算出し、これを用いて加工位置の位置認識をすることで正確に加工位置にイオンビームを照射して加工することができ、また、加工した断面部分に電子ビームを正確に照射することができる。従って、上記のプロセスを荷電粒子ビーム装置にプログラミングすれば、自動化することができるので、容易にかつ正確に加工および加工した断面の観察像の取得を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態を示す荷電粒子ビーム装置の概略図。
【図２】本発明の実施形態を示す試料模式図で、（ａ）ウエハ（ｂ）ダイ。
【図３】本発明による加工方法を示すフローチャート。
【図４】本発明による高さ位置合せ方法を説明する図で、（ａ）はウエハとイオンビームと電子ビームの位置関係を示した模式図、（ｂ）はウエハとイオンビームと電子ビームの位置関係を示した模式図、（ｃ）〜（ｆ）は、ダイリファレンスポイントの二次電子像。
【図５】（ａ），（ｂ）は、本発明の試料加工及び断面観察方法を説明するための試料模式図。
【符号の説明】
【００４３】
１ イオン発生源
２ａ イオン
２ｂ イオンビーム
３ イオン光学系
４ 二次電子
５ ウエハ
５ａ 加工溝
５ｂ 加工溝
６ 試料台
７ 試料台制御手段
８ 二次電子検出器
９ 制御手段
１０ 表示手段
１１ 電子発生源
１２ａ 電子
１２ｂ 電子ビーム
１３ 電子光学系
１４ 計算手段
１５ａ リファレンスポイント
１５ｂ リファレンスポイント
１５ｃ リファレンスポイント
１５ｄ リファレンスポイント
１６ａ ダイ
１６ｂ ダイ
１６ｃ ダイ
１６ｄ ダイ
１７ａ ダイリファレンスポイント
１７ｂ ダイリファレンスポイント
１７ｃ ダイリファレンスポイント
１７ｄ ダイリファレンスポイント
１８ａ 加工部分
１８ｂ 加工部分
１９ 算出したダイリファレンスポイント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの荷電粒子ビームを異なる角度から試料上の一つの観察点に照射するための試料高さ調整方法であって、
前記試料上の前記観察点を含む領域に第一の荷電粒子ビームを走査照射し、前記観察点を含む第一の二次電子像を取得する工程と、
前記試料上の前記観察点を含む領域に第二の荷電粒子ビームを走査照射し、前記観察点を含む第二の二次電子像を取得する工程と、
前記第一の二次電子像と前記第二の二次電子像の倍率と、前記第一の二次電子像内の前記観察点と前記第二の二次電子像内の前記観察点との距離から前記第一の荷電粒子ビームと前記第二の荷電粒子ビームが前記観察点に集束するための前記試料の高さを算出する工程と、
算出した前記試料の高さに前記試料を配置するために試料台を移動させる工程を含むことを特徴とする試料高さ調整方法。
【請求項２】
所望の観察部分または該観察部分近傍で請求項１記載の試料高さ調整方法を行う工程と、
前記観察部分に前記第一の荷電粒子ビームを走査照射して、前記観察部分の二次電子像を取得する工程を含むことを特徴とする試料観察方法。
【請求項３】
請求項１記載の試料高さ調整方法において、第一の荷電粒子ビームと第二の荷電粒子ビームは、それぞれ電子ビームとイオンビームであることを特徴とする試料高さ調整方法。
【請求項４】
所望の加工部分または該加工部分近傍で請求項３記載の試料高さ調整方法を行う工程と、
前記加工部分に前記イオンビームを走査照射して、前記加工部分をエッチング加工する工程を含むことを特徴とする試料加工方法。
【請求項５】
所望の加工部分または該加工部分近傍で請求項３記載の試料高さ調整方法を行う工程と、
前記加工部分に前記イオンビームを走査照射してエッチング加工を行う工程と、
エッチング加工によって作製した断面部分に前記電子ビームを走査照射して前記断面部分を観察する工程を含むことを特徴とする試料加工方法。
【請求項６】
第一の荷電粒子を発生するための第一の荷電粒子発生源と、
前記第一の荷電粒子を集束させて第一の荷電粒子ビームにし、該第一の荷電粒子ビームを走査させながら試料表面に照射するための第一の荷電粒子光学系と、
第二の荷電粒子を発生するための第二の荷電粒子発生源と、
前記第二の荷電粒子を集束させて第二の荷電粒子ビームにし、該第二の荷電粒子ビームを走査させながら前記試料表面に照射するための第二の荷電粒子光学系と、
前記第一の荷電粒子ビームまたは第二の荷電粒子ビームを前記試料表面に照射して発生する二次電子を検出する二次電子検出器と、
前記二次電子検出器で検出した前記二次電子から二次電子像を表示する表示手段と、
前記第一の荷電粒子ビームと前記第二の荷電粒子ビームが前記試料上の一つの観察点に集束する前記試料の高さを算出する計算手段と、
前記試料を支持するための試料台と、
前記試料台を前記計算手段で算出した高さに移動するための移動手段を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
【請求項７】
請求項６記載の荷電粒子ビーム装置において、前記計算手段は、前記試料上の前記観察点に前記第一の荷電粒子ビームを走査照射して取得した第一の二次電子像と、前記試料上の前記観察点に前記第二の荷電粒子ビームを走査照射して取得した第二の二次電子像より、前記第一の二次電子像と前記第二の二次電子像の倍率、および前記第一の二次電子像内の前記観察点と前記第二の二次電子像内の前記観察点との距離から前記第一の荷電粒子ビームと前記第二の荷電粒子ビームが前記試料上の前記観察点に集束する前記試料の高さを算出する計算手段であることを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
【請求項８】
請求項６記載の荷電粒子ビーム装置において、前記第一の荷電粒子ビームと第二の荷電粒子ビームは、それぞれ電子ビームとイオンビームであることを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
【請求項１】
二つの荷電粒子ビームを異なる角度から試料上の一つの観察点に照射するための試料高さ調整方法であって、
前記試料上の前記観察点を含む領域に第一の荷電粒子ビームを走査照射し、前記観察点を含む第一の二次電子像を取得する工程と、
前記試料上の前記観察点を含む領域に第二の荷電粒子ビームを走査照射し、前記観察点を含む第二の二次電子像を取得する工程と、
前記第一の二次電子像と前記第二の二次電子像の倍率と、前記第一の二次電子像内の前記観察点と前記第二の二次電子像内の前記観察点との距離から前記第一の荷電粒子ビームと前記第二の荷電粒子ビームが前記観察点に集束するための前記試料の高さを算出する工程と、
算出した前記試料の高さに前記試料を配置するために試料台を移動させる工程を含むことを特徴とする試料高さ調整方法。
【請求項２】
所望の観察部分または該観察部分近傍で請求項１記載の試料高さ調整方法を行う工程と、
前記観察部分に前記第一の荷電粒子ビームを走査照射して、前記観察部分の二次電子像を取得する工程を含むことを特徴とする試料観察方法。
【請求項３】
請求項１記載の試料高さ調整方法において、第一の荷電粒子ビームと第二の荷電粒子ビームは、それぞれ電子ビームとイオンビームであることを特徴とする試料高さ調整方法。
【請求項４】
所望の加工部分または該加工部分近傍で請求項３記載の試料高さ調整方法を行う工程と、
前記加工部分に前記イオンビームを走査照射して、前記加工部分をエッチング加工する工程を含むことを特徴とする試料加工方法。
【請求項５】
所望の加工部分または該加工部分近傍で請求項３記載の試料高さ調整方法を行う工程と、
前記加工部分に前記イオンビームを走査照射してエッチング加工を行う工程と、
エッチング加工によって作製した断面部分に前記電子ビームを走査照射して前記断面部分を観察する工程を含むことを特徴とする試料加工方法。
【請求項６】
第一の荷電粒子を発生するための第一の荷電粒子発生源と、
前記第一の荷電粒子を集束させて第一の荷電粒子ビームにし、該第一の荷電粒子ビームを走査させながら試料表面に照射するための第一の荷電粒子光学系と、
第二の荷電粒子を発生するための第二の荷電粒子発生源と、
前記第二の荷電粒子を集束させて第二の荷電粒子ビームにし、該第二の荷電粒子ビームを走査させながら前記試料表面に照射するための第二の荷電粒子光学系と、
前記第一の荷電粒子ビームまたは第二の荷電粒子ビームを前記試料表面に照射して発生する二次電子を検出する二次電子検出器と、
前記二次電子検出器で検出した前記二次電子から二次電子像を表示する表示手段と、
前記第一の荷電粒子ビームと前記第二の荷電粒子ビームが前記試料上の一つの観察点に集束する前記試料の高さを算出する計算手段と、
前記試料を支持するための試料台と、
前記試料台を前記計算手段で算出した高さに移動するための移動手段を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
【請求項７】
請求項６記載の荷電粒子ビーム装置において、前記計算手段は、前記試料上の前記観察点に前記第一の荷電粒子ビームを走査照射して取得した第一の二次電子像と、前記試料上の前記観察点に前記第二の荷電粒子ビームを走査照射して取得した第二の二次電子像より、前記第一の二次電子像と前記第二の二次電子像の倍率、および前記第一の二次電子像内の前記観察点と前記第二の二次電子像内の前記観察点との距離から前記第一の荷電粒子ビームと前記第二の荷電粒子ビームが前記試料上の前記観察点に集束する前記試料の高さを算出する計算手段であることを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
【請求項８】
請求項６記載の荷電粒子ビーム装置において、前記第一の荷電粒子ビームと第二の荷電粒子ビームは、それぞれ電子ビームとイオンビームであることを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２３６８３６（Ｐ２００６−２３６８３６Ａ）
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１２０３（Ｐ２００５−５１２０３）
【出願日】平成１７年２月２５日（２００５．２．２５）
【出願人】（５０３４６０３２３）エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 (330)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２５日（２００５．２．２５）
【出願人】（５０３４６０３２３）エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 (330)
【Ｆターム（参考）】
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