DE102012108788B4 - Zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, umfassend:eine FIB Säule (1);eine SEM Säule (2), die im Wesentlichen senkrecht in einem rechten Winkel bezüglich der FIB Säule (1) angeordnet ist;einen Probentisch (3) zum Befestigen einer Probe (4);einen Detektor (5) zum Detektieren eines aus der Probe (4) erzeugten Sekundärteilchens;ein Beobachtungsbild-Entwicklungsteil (8) zum Formen eines FIB Bildes (56) und eines SEM Bildes (55) auf der Basis eines Erkennungssignals des Detektors (5); undein Sichtanzeigeteil (9) zum Darstellen des FIB Bildes (56) und des SEM Bildes (55), bei dem eine horizontale Richtung der Probe (4) in dem FIB Bild (56) und eine horizontale Richtung der Probe (4) in dem SEM Bild (55) dieselben sind; undein Dreidimensionalbild-Entwicklungsteil (15) zum Umkehren von horizontalen Richtungen einer Vielzahl der SEM Bilder (55), die gewonnen werden, indem eine Beobachtungsebenenbildung durch FIB Bestrahlung und SEM Bildgewinnung der Beobachtungsebene wiederholt werden, undzum Formen eines dreidimensionalen Bildes aus der umgekehrten Vielzahl der SEM Bilder (55).

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Erfindungsgebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladungsteilchenstrahlvorrichtung wie ein Focused Ion Beam-Gerät und ein Rasterelektronenmikroskop.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Ein Focused Ion Beam (FIB)-Gerät ist bekannt als ein Gerät zum Bearbeiten und Beobachten einer winzigen Probe wie beispielsweise einem Halbleiterbauelement. Des Weiteren ist eine aus FIB und SEM zusammengesetzte Vorrichtung bekannt als eine Vorrichtung zum Beobachten einer in Bearbeitung befindlichen Probe durch einen fokussierten Ionenstrahl in Echtzeit durch ein Rasterelektronenmikroskop (SEM).
  • Im Allgemeinen sind in der zusammengesetzten FIB-SEM Vorrichtung eine FIB Säule und eine SEM Säule so angeordnet, dass zwischen einer Bestrahlungsachse der FIB Säule und einer Bestrahlungsachse der SEM Säule ein Winkel von etwa 50° bis 60° gebildet werden kann. Mit dieser Anordnung kann derselbe Bereich der Probe durch den FIB und das SEM beobachtet werden. Die zusammengesetzte FIB-SEM Vorrichtung zeigt optisch ein Beobachtungsbild, so dass dasselbe Beobachtungsobjekt in einem FIB Bild und einem SEM Bild dargestellt werden kann, während es dieselbe senkrechte Richtung aufweist.
  • Zum Beispiel bestrahlt die zusammengesetzte FIB-SEM Vorrichtung, wie in 5A dargestellt, eine auf dem Probenhalter 23 fixierte, lamellenartige Probe 24 mit einem Ionenstrahl 51 und einem Elektronenstrahl 52, um dadurch Beobachtungsbilder zu gewinnen. Ein SEM Bild 55 auf der linken Seite von 5B und ein FIB Bild 56 auf der rechten Seite von 5B sind die gewonnenen Beobachtungsbilder. Das SEM Bild 55 und das FIB Bild 56 sind so dargestellt, dass eine Beobachtungsebene 24a der lamellenartigen Probe 24 dieselbe senkrechte Richtung aufweist. Folglich wird die Positionsbeziehung der durch das SEM Bild 55 und das FIB Bild 56 beobachteten lamellenartigen Probe 24 deutlich gemacht, womit die Handhabung für eine Bedienungsperson leicht ist.
  • Übrigens ist in den letzten Jahren zusammen mit der Größenreduzierung von Geräten sehr gefragt, eine SEM Beobachtung auf einer durch den FIB bearbeiteten Probenoberfläche mit hoher Auflösung durchzuführen. Dann wird eine zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung vorgeschlagen, in der eine FIB Säule und eine SEM Säule senkrecht angeordnet sind (siehe Japanische Offenlegungsschrift JP H06-231720 A ).
  • Diese Vorrichtung kann SEM Beobachtung auf einem durch den FIB bearbeiteten Querschnitt von der senkrechten Richtung ausführen. Im Allgemeinen kann das SEM eine Beobachtungsebene von der senkrechten Richtung bei einer hohen Auflösung beobachten. Deshalb kann mit der Vorrichtung der Japanischen Offenlegungsschrift JP H06-231720 A der durch den FIB bearbeitete Querschnitt von dem SEM vor Ort bei hoher Auflösung beobachtet werden.
  • Jedoch sind in der Vorrichtung der Japanischen Offenlegungsschrift JP H06-231720 A die FIB Säule und die SEM Säule senkrecht angeordnet und daher kann die von dem FIB beobachtete Probenoberfläche nicht durch das SEM beobachtet werden. Deshalb hat es ein Problem dadurch gegeben, dass es für die Bedienungsperson schwierig war, die Positionsbeziehung auf der Probe in einem Beobachtungsbild zu erfassen.
  • US 2006 / 0 163 497 A1 beschreibt eine Flüssigmetallionenstrahl-Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen eines bestimmten Teils einer Probe mit einem vorgeschriebenen Flüssigmetallionenstrahl zur Bildung eines Querschnitts und eine Gasionenstrahlbestrahlungsvorrichtung zum Abtasten eines vorgeschriebenen Bereichs des Querschnitts unter Verwendung eines auf einen vorgeschriebenen Durchmesser fokussierten gasförmigen Ionenstrahls und zum Entfernen einer beschädigten Schicht auf dem vorgeschriebenen Bereich.
  • US 2011 / 0 006 207 A1 und WO 2008 / 049 133 A2 betreffen eine Vorrichtung zur Vorbereitung und Analyse von S / TEM-Proben. Hierbei werden TEM-Proben erzeugt, insbesondere für TEM-Lamellen mit kleiner Geometrie (<100 nm dick). Ebenso steht ein Inline-Verfahren für die S / TEM-basierte Messtechnik an Objekten wie integrierten Schaltkreisen oder anderen Strukturen bereit, die auf einem Halbleiterwafer hergestellt sind, indem Verfahren bereitgestellt werden, um die TEM-Probenerstellung teilweise oder vollständig zu automatisieren.
  • US 2008 / 0 088 831 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zum Erhalten von Bildern aus Scheiben einer Probe, wobei das Verfahren umfaßt: wiederholtes Erhalten eines Bildes der Oberflächenschicht der Probe und Entfernen der Oberflächenschicht der Probe, wodurch die nächste Scheibe an die Oberfläche gebracht wird; dadurch gekennzeichnet, daß nach mindestens einem der Entfernungen einer Oberflächenschicht die Probe einem Färbemittel ausgesetzt wird. Diese Methode eignet sich besonders für den Einsatz in einem teilchenoptischen Gerät, das sowohl mit einer Rasterelektronenmikroskopsäule als auch mit einer Säule mit fokussiertem Ionenstrahl ausgestattet ist. Die Probe kann z.B. in situ gefärbt werden, indem der Probe ein Gas, wie OsO4 (Osmiumtetroxid), zugeführt wird. Mit dieser Methode ist es auch möglich, eine Differenzfärbung durchzuführen, indem zunächst ein Bild der mit einem ersten Färbemittel belichteten Probe und anschließend ein Bild der Probe erstellt wird, wenn diese zusätzlich mit einem zweiten Färbemittel gefärbt wird.
  • ABRISS DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der oben erwähnten Umstände gemacht und stellt eine zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung bereit, in der eine FIB Säule und eine SEM Säule senkrecht angeordnet sind, und die es einer Bedienungsperson ermöglicht, die Positionsbeziehung einer durch ein FIB Bild und ein SEM Bild beobachteten Probe leicht zu erfassen.
  • Um die oben erwähnte Aufgabe zu erfüllen, sieht die vorliegende Erfindung die folgenden Teile vor.
  • Es wird eine zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung bereitgestellt, die umfasst: eine FIB Säule, eine SEM Säule, die im Wesentlichen in einem rechten Winkel bezüglich der FIB Säule angeordnet ist, einen Probentisch zum Befestigen einer Probe, einen Detektor zum Auffinden eines aus der Probe erzeugten Sekundärteilchens, ein Beobachtungsbild-Entwicklungsteil zum Formen eines FIB Bildes und eines SEM Bildes basierend auf einem Erkennungssignal des Detektors, und ein Sichtanzeigeteil zum Darstellen des FIB Bildes und des SEM Bildes, in dem eine horizontale Richtung der Probe in dem FIB Bild und eine horizontale Richtung der Probe in dem SEM Bild dieselben sind; und ein Dreidimensionalbild-Entwicklungsteil zum Umkehren von horizontalen Richtungen einer Vielzahl der SEM Bilder, die gewonnen werden, indem eine Beobachtungsebenenbildung durch FIB Bestrahlung und SEM Bildgewinnung der Beobachtungsebene wiederholt werden, und zum Formen eines dreidimensionalen Bildes aus der umgekehrten Vielzahl der SEM Bilder.
  • Die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung umfasst des Weiteren einen Ablenksteuerteil zum Steuern von Strahlablenkrichtungen der FIB Säule und der SEM Säule, so dass die horizontale Richtung der Probe in dem FIB Bild und die horizontale Richtung der Probe in dem SEM Bild dieselben werden.
  • Die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung umfasst des Weiteren einen Bildbearbeitungsteil zum Ausführen von Bildbearbeitung an einem von FIB Bild und SEM Bild, so dass die horizontale Richtung der Probe im FIB Bild und die horizontale Richtung der Probe im SEM Bild dieselben werden.
  • Gemäß der zusammengesetzten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird das FIB Bild und das dieselbe horizontale Richtung aufweisende SEM Bild dargestellt, und damit kann die Positionsbeziehung der durch das FIB Bild und das SEM Bild beobachteten Probe deutlich gemacht werden, womit eine leichte Handhabung durch die Bedienungsperson möglich gemacht wird.
  • Figurenliste
  • In den begleitenden Zeichnungen sind:
    • 1 das Ausführungsschema einer zusammengesetzten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
    • 2A bis 2C grafische Darstellungen, die eine Probenbeobachtung nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
    • 3A bis 3C grafische Darstellungen, die eine Dreidimensionalbildentwicklung nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
    • 4A und 4B grafische Darstellungen, die die Dreidimensionalbildentwicklung nach der anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen; und
    • 5A und 5B grafische Darstellungen, die eine durch eine herkömmliche zusammengesetzte FIB-SEM Vorrichtung durchgeführte Probenbeobachtung veranschaulichen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung fluchten die Anzeigerichtungen eines FIB Bildes und eines SEM Bildes bei einer Vorrichtung, die eine FIB Säule und eine SEM Säule umfasst, die senkrecht angeordnet sind.
  • Eine herkömmliche zusammengesetzte Vorrichtung, in der die FIB Säule und die SEM Säule bei etwa 50° bis 60° angeordnet sind, kann dieselbe Beobachtungsebene beobachtet werden, und damit kann dasselbe Objekt in einem FIB Bild und einem SEM Bild dargestellt werden. Daher kann eine Bedienungsperson die Positionsbeziehung einer Probe, ohne Rücksicht auf die Anzeigerichtung, deutlich erfassen.
  • In der Vorrichtung, bei der die FIB Säule und die SEM Säule senkrecht angeordnet sind, insbesondere in dem Fall, bei dem eine durch einen Ionenstrahl gebildete Beobachtungsebene mit einem Elektronenstrahl aus einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Beobachtungsebene bestrahlt wird, um ein SEM Bild der Beobachtungsebene vor Ort zu gewinnen ohne die Probe zu bewegen, kann die Beobachtungsebene jedoch nicht in einem FIB Bild dargestellt werden.
  • Selbst wenn das FIB Bild und das SEM Bild mit derselben senkrechten Richtung dargestellt werden wie in der herkömmlichen Vorrichtung, kann die Bedienungsperson, falls dasselbe Objekt nicht in dem FIB Bild und dem SEM Bild dargestellt werden kann, außerdem die Positionsbeziehung der Probe nicht leicht erfassen.
  • Angesichts des oben Erwähnten fluchten in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die horizontalen Anzeigerichtungen des FIB Bildes und des SEM Bildes. Auch wenn dasselbe Objekt in dem FIB Bild und dem SEM Bild nicht dargestellt werden kann, fluchten hiermit die Anzeigerichtungen, und folglich ist es leicht, die Positionsbeziehung der Probe aus dem FIB Bild und dem SEM Bild intuitiv zu erfassen.
  • Außerdem ist es im Fall des Aufbaus eines dreidimensionalen Bildes aus gewonnenen SEM Bildern möglich, ein dreidimensionales Bild aufzubauen, welches die tatsächliche Positionsbeziehung der Probe reproduziert, indem zusätzlich die horizontale Richtung des gewonnenen SEM Bildes umgekehrt wird.
  • Es wird jetzt eine zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Wie in 1 dargestellt ist, umfasst die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung dieser Ausführungsform eine FIB Säule 1, eine SEM Säule 2, einen Probentisch 3, einen Sekundärelektronendetektor 5 und einen Durchstrahlungselektronendetektor 6. Die FIB Säule 1 und die SEM Säule 2 sind so angeordnet, dass sich deren Bestrahlungsachsen des Strahls im Wesentlichen senkrecht schneiden können und dass sich die Bestrahlungsachsen des Strahls in der Nähe einer auf dem Probentisch 3 befestigten Probe 4 schneiden können. Mit dieser Ausführung kann eine bearbeitete Oberfläche, die durch einen von der FIB Säule 1 ausgesendeten Ionenstrahl bearbeitet wurde, mit einem Elektronenstrahl aus der SEM Säule 2 im Wesentlichen senkrecht bestrahlt werden, womit SEM Beobachtung ermöglicht wird.
  • Der Probentisch 3 wird durch einen Tischantriebsmechanismus 7 angetrieben. Der Probentisch 3 umfasst einen Rotationsmechanismus, der imstande ist, sich um eine Bestrahlungsachse des Strahls der FIB Säule 1 zu drehen, und einen Bewegungsmechanismus, der imstande ist, sich in Dreiachsenrichtungen von X, Y und Z zu bewegen. Der Probentisch 3 umfasst des Weiteren einen Kippmechanismus zum Schrägstellen der Probe 4 bezüglich des Ionenstrahls. Auf diese Weise kann die Probe 4 mit dem Ionenstrahl aus einem gewünschten Winkel bestrahlt werden, um dadurch die Probe 4 zu bearbeiten.
  • Der Durchstrahlungselektronendetektor 6 ist auf einer Bestrahlungsachse des Strahls der SEM Säule 2 angeordnet. Der Durchstrahlungselektronendetektor 6 kann Elektronen detektieren, die durch die Probe 4 hindurch gelassen wurden, oder Elektronen, die von der Probe 4 gestreut wurden, wenn der Elektronenstrahl aus der SEM Säule 2 abgestrahlt wird.
  • Der Sekundärelektronendetektor 5 und der Durchstrahlungselektronendetektor 6 sind mit einem Bildentwicklungsteil 8 verbunden. Das Bildentwicklungsteil 8 formt ein FIB Bild und ein SEM Bild auf der Basis eines Erkennungssignals des Sekundärelektronendetektors 5. Zusätzlich zum Sekundärelektronendetektor 5 umfasst die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung einen Reflexelektrodendetektor im Innern der Elektronenstrahlsäule 2, und folglich kann auch ein reflektiertes Elektronenbild geformt werden. Die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung umfasst ferner einen Schirm zum Detektieren von gestreuten Elektronen, die aus der Probe 4 emittiert werden, und folglich kann auch ein EBSD Bild geformt werden. Das Bildentwicklungsteil 8 formt ein Durchstrahlungselektronenbild auf der Basis eines Erkennungssignals des Durchstrahlungselektronendetektors 6. Die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung umfasst des Weiteren einen EDS Detektor 16 zur Erfassung von Röntgenstrahlen, die aus der Probe 4 emittiert werden.
  • Ein Sichtanzeigeteil 9 stellt das FIB Bild, das SEM Bild und das Durchstrahlungselektronenbild dar. Das Sichtanzeigeteil 9 umfasst ein Sichtbildgerät 13 und ein Sichtbildgerät 14, und folglich können die entsprechenden Beobachtungsbilder auf unterschiedlichen Sichtbildgeräten dargestellt werden. Die entsprechenden Beobachtungsbilder können auch auf einem Sichtbildgerät dargestellt werden. In diesem Fall umfasst das Sichtanzeigeteil 9 ein einzelnes Sichtbildgerät.
  • Eine Bedienungsperson betätigt die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung über ein Eingabeteil 10. Die Bedienungsperson kann Strahlungsbedingungen des Strahls, die Einstellung eines Bearbeitungsbereiches und dergleichen eingeben.
  • Ein Strahlablenksteuerteil 11 steuert Ablenkrichtungen des Ionenstrahls und des Elektronenstrahls, die von der FIB Säule 1 und der SEM Säule 2 abgestrahlt werden.
  • Ein Bildbearbeitungsteil 12 führt eine Bildbearbeitung an dem Beobachtungsbild wie beispielsweise dem durch das Bildentwicklungsteil 8 geformten FIB Bild und dem SEM Bild durch.
  • Die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung enthält des Weiteren ein Dreidimensionalbild-Entwicklungsteil 15 zum Formen eines dreidimensionalen Bildes aus einer Vielzahl von durch das Bildentwicklungsteil 8 geformten SEM Bildern.
  • Erste Ausführungsform
  • Es wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Darstellen eines Beobachtungsbildes einer Probe beschrieben. 2A ist eine grafische Darstellung, die Bestrahlungsrichtungen eines Ionenstrahls 21 und eines Elektronenstrahls 22 bezüglich einer lamellenartigen Probe 24 in der oben erwähnten zusammengesetzten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung veranschaulicht.
  • Die lamellenartige Probe 24 wird an einem Probenhalter 23 befestigt. Die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung bestrahlt die lamellenartige Probe 24 auf der Seite einer Beobachtungsebene 24a mit dem Ionenstrahl 21, so dass die lamellenartige Probe 24 verdünnt wird, um dadurch eine Verdünnungsbearbeitung auszuführen. Die Beobachtungsebene 24a wird mit dem Ionenstrahl 21 von einer Richtung im Wesentlichen parallel zu der Beobachtungsebene 24a bestrahlt. Ein FIB Bild 34 auf der rechten Seite von 2B ist ein Beobachtungsbild, welches durch Bestrahlen und Ablenken des Ionenstrahls aus dieser Richtung gewonnen wird.
  • Die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung überwacht die Beobachtungsebene 24a durch das SEM während einer Bearbeitung des Plättchens oder vor und nach Bearbeitung des Plättchens. Die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung bestrahlt die Beobachtungsebene 24a mit dem Elektronenstrahl 22 aus einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Beobachtungsebene 24a. Durch Bestrahlen der Beobachtungsebene mit dem Elektronenstrahl aus der Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Beobachtungsebene kann einen Beobachtungsbild hoher Auflösung gewonnen werden. Ein SEM Bild 31 auf der linken Seite von 2B ist ein Beobachtungsbild, welches durch Bestrahlen und Ablenken des Elektronenstrahls 22 aus dieser Richtung gewonnen wird.
  • Als Nächstes wird die Einstellung einer Sichtanzeigerichtung des Beobachtungsbildes beschrieben. Bezüglich eines Koordinatensystems der lamellenartigen Probe 24 wird die Bestrahlungsrichtung des Ionenstrahls als eine X-Achsenrichtung 25, die Bestrahlungsrichtung des Elektronenstrahls als eine Y-Achsenrichtung 26 und die Richtung der Z-Achse als eine Z-Achsenrichtung 27 eingestellt.
  • Das FIB Bild 34 wird so dargestellt, dass eine X-Achsenrichtung 35 des FIB Bildes mit der Richtung gegenüber der Z-Achsenrichtung 27 des Koordinatensystems der lamellenartigen Probe 24 fluchten kann, und dass eine Y-Achsenrichtung 36 des FIB Bildes mit der Y-Achsenrichtung 26 des Koordinatensystems der Probe 24 fluchten kann.
    Das SEM Bild 31 wird so dargestellt, dass eine X-Achsenrichtung 32 des SEM Bildes mit der Z-Achsenrichtung 27 des Koordinatensystems der Probe 24 fluchten kann, und dass eine Y-Achsenrichtung 33 des SEM Bildes mit der Richtung gegenüber der X-Achsenrichtung 25 des Koordinatensystems der lamellenartigen Probe 24 fluchten kann.
  • Bei der herkömmlichen zusammengesetzten FIB-SEM Vorrichtung ist die X-Achsenrichtung 57 eines SEM Bildes, wie in 5B dargestellt, die Richtung gegenüber der X-Achsenrichtung 59 eines FIB Bildes. Andererseits sind bei der zusammengesetzten Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, wie in 2B dargestellt, die X-Achsenrichtung 32 des SEM Bildes und die X-Achsenrichtung 35 des FIB Bildes in derselben Richtung dargestellt. Auch bei dem SEM Bild 31 und dem FIB Bild 34, die nicht dieselbe Beobachtungsebene darstellen können, fluchten damit deren X-Achsenrichtungen, und folglich kann die Bedienungsperson die Positionsbeziehung der Probe 24 leicht erfassen.
  • Zweite Ausführungsform
  • Es wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Gestalten eines dreidimensionalen Bildes beschrieben. Wie es in 3A dargestellt ist, führt die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung eine Plättchenbearbeitung auf der Probe 24 durch den Ionenstrahl 21 durch und beobachtet eine freigelegte Oberfläche durch das SEM. Auf der Basis von SEM Bildern mit fein geschnittenen Oberflächen und einem Abstand zwischen einer fein geschnittenen Oberfläche und der nächsten fein geschnittenen Oberfläche ordnet die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung die SEM Bildern in einem Abstand an, der dem Feinschneidabstand der SEM Bilder entspricht, um dadurch ein dreidimensionales Bild zu gestalten.
  • Die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung lenkt den Ionenstrahl 21 zum Bestrahlen der Probe 24 mit dem Ionenstrahl 21 parallel zur Z-Achsenrichtung 27 des Koordinatensystems der Probe 24 ab, um dadurch die Probe 24 zu bearbeiten. Die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung bestrahlt eine fein geschnittene Oberfläche 24b, die durch das Bearbeiten freigelegt ist, mit dem Elektronenstrahl 22 aus einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der fein geschnittenen Oberfläche 24b, um dadurch ein SEM Bild zu gewinnen und zu speichern. Die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung führt eine Bearbeitung durch den Ionenstrahl 21 aus, um wiederum eine fein geschnittene Oberfläche 24c freizulegen, und gewinnt ein SEM Bild der fein geschnittenen Oberfläche 24c. Als Nächstes wiederholt die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung die Scheibenbearbeitung und die SEM Bildgewinnung, um eine fein geschnittene Oberfläche 24d freizulegen.
  • Bearbeitung und Beobachtung können durchgeführt werden, ohne die Einfallsrichtungen des Ionenstrahls 21 und des Elektronenstrahls 22 zu ändern, und folglich kann die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung effizient ein SEM Bild hoher Auflösung gewinnen.
  • Als nächstes wird die durch das Dreidimensionalbild-Entwicklungsteil 15 ausgeführte Bearbeitung beschrieben. Die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung ordnet die gespeicherten SEM Bilder auf den fein geschnittenen Oberflächen so an, dass die Struktur der lamellenartigen Probe 24, wie in 3B dargestellt, reproduziert wird. Damit kann die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung ein dreidimensionales Bild 38 der lamellenartigen Probe 24, wie in 3C dargestellt, bilden. Das dreidimensionale Bild 38 kann die Form einer Struktur 37 innerhalb der lamellenartigen Probe 24 reproduzieren, und folglich kann die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung eine solche Struktur, die aus dem zweidimensionalen Bild schwierig zu erfassen ist, leicht erfassen.
  • Ferner führt das Dreidimensionalbild-Entwicklungsteil 15 eine Bearbeitung zum Fluchten der Richtung des gewonnenen SEM Bildes und der tatsächlichen Richtung eines Beobachtungsobjektes durch. 4A ist ein gewonnenes SEM Bild 31. Die X-Achsenrichtung 32 des SEM Bildes ist der der eigentlichen lamellenartigen Probe 24 entgegengesetzt gerichtet. Anschließend kehrt die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung das SEM Bild 31 um, so dass die X-Achsenrichtung, wie in 4B dargestellt, umgekehrt wird. Durch Formen eines dreidimensionalen Bildes unter Verwendung des umgekehrten SEM Bildes 41 kann die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung ein dreidimensionales Bild formen, das auch die wirkliche Richtung der lamellenartigen Probe 24 reproduziert
  • In der oben erwähnten Beschreibung geht es um ein SEM Bild, wobei die zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung jedoch ein Durchstrahlungselektronenbild, ein reflektiertes Elektronenbild, ein EDS Bild und ein EBDS Bild, anstelle ein SEM Bild zu nutzen, verwenden kann.

Claims (1)

  1. Zusammengesetzte Ladungsteilchenstrahlvorrichtung, umfassend: eine FIB Säule (1); eine SEM Säule (2), die im Wesentlichen senkrecht in einem rechten Winkel bezüglich der FIB Säule (1) angeordnet ist; einen Probentisch (3) zum Befestigen einer Probe (4); einen Detektor (5) zum Detektieren eines aus der Probe (4) erzeugten Sekundärteilchens; ein Beobachtungsbild-Entwicklungsteil (8) zum Formen eines FIB Bildes (56) und eines SEM Bildes (55) auf der Basis eines Erkennungssignals des Detektors (5); und ein Sichtanzeigeteil (9) zum Darstellen des FIB Bildes (56) und des SEM Bildes (55), bei dem eine horizontale Richtung der Probe (4) in dem FIB Bild (56) und eine horizontale Richtung der Probe (4) in dem SEM Bild (55) dieselben sind; und ein Dreidimensionalbild-Entwicklungsteil (15) zum Umkehren von horizontalen Richtungen einer Vielzahl der SEM Bilder (55), die gewonnen werden, indem eine Beobachtungsebenenbildung durch FIB Bestrahlung und SEM Bildgewinnung der Beobachtungsebene wiederholt werden, und zum Formen eines dreidimensionalen Bildes aus der umgekehrten Vielzahl der SEM Bilder (55).
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