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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Erfindungsgebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lamellenherstellungsverfahren und eine Lamellenherstellungsvorrichtung zum Herstellen einer Lamelle durch Ätzbehandlung unter Verwendung eines fokussierten Ionenstrahls.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Normalerweise ist TEM Beobachtung (Transmissionselektronenmikroskopie) als ein Verfahren zum Beobachten eines mikroskopischen Bereiches in einer Probe zum Zweck der Analyse eines Defektes in einem Halbleiterelement oder dergleichen bekannt. Um ein Transmissionselektronenbild zu erhalten ist es bei der TEM Beobachtung notwendig, eine Probe, als Vorbearbeitung, zu einer Lamelle zu bearbeiten, die eine Dicke aufweist, um einen Elektronenstrahl durchlassen zu können.
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In den letzten Jahren wird als Verfahren zum Herstellen einer Lamelle ein Lamellenherstellungsverfahren mittels eines fokussierten Ionenstrahls genutzt. Bei diesem Verfahren wird an peripheren Abschnitten einer Probe Ätzbehandlung durchgeführt, die in der Probe einen Abschnitt einschließlich eines Bereiches übrig lässt, dessen Beobachtung erwünscht ist. Dann wird Ätzbehandlung an dem übrig bleibenden Abschnitt durchgeführt, bis der Abschnitt eine Dicke besitzt, die einen Elektronenstrahl zum Herstellen der Lamelle durchlassen kann. Dies ermöglicht eine genaue Herstellung einer Lamelle einschließlich des Bereichs, dessen Beobachtung erwünscht ist.
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Übrigens ist es bei der TEM Beobachtung erwünscht, dass die Dicke in der Lamelle durchweg gleichmäßig ist. Wenn die Dicke ungleichmäßig ist, bewirkt die Ungleichmäßigkeit ein TEM Bild, wobei Informationen über den Defekt und die Auswirkung der Ungleichmäßigkeit der Dicke nicht unterschieden werden können, was eine schwierige Analyse verursacht.
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Ein fokussierter Ionenstrahl besitzt jedoch infolge seiner Beschaffenheit eine gewisse Verteilung der Strahldichte und folglich wird die Lamelle allmählich dünn, wenn sie durch Bestrahlen mit einem fokussierten Ionenstrahl von einer Oberflächenseite einer Probe hergestellt wird, was bedeutet, dass die Dicke der Lamelle ungleichmäßig ist.
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Als Verfahren zur Lösung dieses Problems ist ein Verfahren zum Herstellen einer Lamelle mit einer senkrechten dünnen Wand durch Ätzbehandlung offenbart, wobei in der schräg liegenden Probe die Verteilung der Strahldichte des fokussierten Ionenstrahls berücksichtigt wird (siehe Japanische Offenlegungsschrift
JP H0 - 476 437 A ). Nach diesem Verfahren kann eine Lamelle mit gleichmäßiger Dicke unabhängig von der Strahldichteverteilung des fokussierten Ionenstrahls hergestellt werden.
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In den letzten Jahren, als die Kompaktheit von Halbleiterelementen höher wurde und die Abmessungen eines Halbleiterelements kleiner wurden, wurde jedoch auch die Größe eines Defekts, der ein Ziel von TEM Beobachtung ist, kleiner. Um die TEM Beobachtung eines mikroskopischen Defekts mit Genauigkeit vorzunehmen, ist es notwendig, dass die Dicke der Lamelle extrem klein ist.
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Bei einer herkömmlichen Lamellenherstellung wird in einer Vorrichtung, die sowohl eine Ionenstrahlkolonne als auch eine Elektronenstrahlkolonne umfasst, an einer Vorderfläche sowie einer Rückfläche einer Lamelle SEM Beobachtung durchgeführt, um die Form der bearbeiteten Lamelle zu bestätigen. Jedoch ist beim herkömmlichen Verfahren, das lediglich das Erhalten eines SEM Bildes und das Bestätigen von Ungleichmäßigkeit der Dicke durch den Kontrast in dem SEM Bild umfasst, wenn die Dicke der Lamelle extrem klein ist, der Kontrastunterschied gering und folglich ist es schwierig, die Ungleichmäßigkeit der Dicke zu bestätigen.
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Auch wenn eine Ungleichmäßigkeit der Dicke durch die SEM Beobachtung bestätigt werden kann, ist der zur Bearbeitung für eine gleichmäßige Dicke notwendige schräge Winkel des Probentisches unbekannt, und so führt eine Bedienungsperson die Bearbeitung durch, während der schräge Winkel eingestellt wird. Ein solches Verfahren hängt von der Geschicklichkeit der Bedienungsperson ab und folglich ist es schwierig, ein bestimmtes Qualitätsniveau sicherzustellen.
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Der Stand der Technik „R. Salzer et al., Standard free thickness determination of thin TEM samples via backscatter electron image correlation, Microscopy and Microanalysis 15.S2 (2009), S. 340 - 341‟ beschreibt die Durchführung einer Focused Ion Beam (FIB)-Bearbeitung einer TEM-Probe, wobei „eine farbcodierte Dickenkarte“ (engl. a color-coded thickness map) erstellt wird.
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ABRISS DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der oben erwähnten Umstände gemacht und stellt eine Lamellenherstellungsvorrichtung und ein Lamellenherstellungsverfahren bereit, die geeignet sind, eine Lamelle mit gleichmäßiger Dicke herzustellen ohne von der Geschicklichkeit einer Bedienungsperson abhängig zu sein.
- (1) Nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Lamellenherstellungsvorrichtung zum Herstellen einer Lamelle mit einer Dicke von 100nm oder kleiner vorgesehen, indem die Bearbeitung einer Probe mittels eines fokussierten Ionenstrahls, der von einer Ionenstrahlkolonne ausgestrahlt wird, durchgeführt wird, wobei die Lamellenherstellungsvorrichtung umfasst: einen Probentisch zum Befestigen der Lamelle darauf; eine Elektronenstrahlkolonne zum Ausstrahlen eines Elektronenstrahls auf die Lamelle;
einen Ladungsteilchendetektor zum Erfassen von Reflexionselektronen oder Sekundärelektronen, die durch Bestrahlung des Elektronenstrahls aus der Lamelle freigegeben werden; und eine Anzeigeeinheit zur optischen Anzeige eines Beobachtungsbildes der Lamelle, das mittels Erfassungssignal vom Ladungsteilchendetektor geformt wird. Die Lamellenherstellungsvorrichtung nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst des Weiteren: eine Eingabeeinheit zum Einstellen eines ersten Messbereiches auf einer Oberseite und eines zweiten Messbereiches auf einer Unterseite der Lamelle in dem Beobachtungsbild, wobei der erste und zweite Messbereich jeweils eine Dicke aufweist, die es einem Teil des Elektronenstrahls ermöglicht, durch den jeweiligen Messbereich hindurch zu transmittieren; und eine Schrägwinkelberechnungseinheit zum Berechnen eines Schrägwinkels der Lamelle aus einer erfassten Menge der durch Ausstrahlung des Elektronenstrahls aus dem ersten Messbereich erzeugten Reflexionselektronen oder Sekundärelektronen und einer erfassten Menge der aus dem zweiten Messbereich erzeugten Reflexionselektronen oder Sekundärelektronen und einem Abstand zwischen dem ersten Messbereich und dem zweiten Messbereich.
Dies ermöglicht eine Berechnung des schrägen Winkels der Lamelle mit Genauigkeit. Deshalb kann durch das Bearbeiten der Lamelle mittels eines Ionenstrahls in einem Zustand, bei dem ein Probentisch um den berechneten Schrägwinkel bezüglich des Ionenstrahls schräg gelegt ist, eine Lamelle mit gleichmäßiger Dicke hergestellt werden.
- (2) Nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird außerdem ein Lamellenherstellungsverfahren zum Herstellen einer Lamelle mit einer Dicke von 100 nm oder kleiner zur Verfügung gestellt, indem die Bearbeitung einer Probe unter Verwendung eines fokussierten Ionenstrahls durchgeführt wird, wobei das Lamellenherstellungsverfahren umfasst: Ausstrahlen eines Elektronenstrahls auf die Lamelle zum Formen eines Beobachtungsbildes; Einstellen eines ersten Messbereiches auf einer Oberseite und eines zweiten Messbereiches auf einer Unterseite der Lamelle in dem Beobachtungsbild, wobei der erste und zweite Messbereich jeweils eine Dicke aufweist, die es einem Teil des Elektronenstrahls ermöglicht, durch den jeweiligen Messbereich hindurch zu transmittieren; Ausstrahlen des Elektronenstrahls auf den ersten Messbereich und den zweiten Messbereich und Erfassen von Reflexionselektronen oder Sekundärelektronen; Berechnen eines schrägen Winkels der Lamelle aus einer erfassten Menge der aus dem ersten Messbereich erzeugten Reflexionselektronen oder Sekundärelektronen, einer erfassten Menge der aus dem zweiten Messbereich erzeugten Reflexionselektronen oder Sekundärelektronen und einem Abstand zwischen dem ersten Messbereich und dem zweiten Messbereich; Kippen der Lamelle bezüglich des fokussierten Ionenstrahls um den berechneten schrägen Winkel; und Ausstrahlen des fokussierten Ionenstrahls auf die Lamelle zum Durchführen einer Fertigbearbeitung.
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Die vorliegende Erfindung besitzt den Mechanismus und Effekt, dass der schräge Winkel insbesondere auch dann abgeschätzt werden kann, wenn der schräge Winkel der Lamelle klein ist und ein Strahl aus einer Richtung senkrecht zu einer Oberfläche der Probe, das heißt, aus einer Richtung innerhalb einer Beobachtungsfläche der Lamelle, ausgestrahlt wird und es folglich schwierig ist, den schrägen Winkel aus dem erhaltenen Beobachtungsbild zu messen.
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Gemäß der Lamellenherstellungsvorrichtung und dem Lamellenherstellungsverfahren der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Lamelle mit gleichmäßiger Dicke hergestellt werden, ohne von der Geschicklichkeit einer Bedienungsperson abhängig zu sein.
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Figurenliste
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In den begleitenden Zeichnungen:
- 1 ist eine Ansicht, die die Ausführung einer Lamellenherstellungsvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 2A ist eine erläuternde grafische Darstellung einer Lamellenherstellung nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2B ist die vergrößerte Ansicht einer Umgebung einer Lamelle;
- 2C ist eine weitere vergrößerte Ansicht der Umgebung der Lamelle;
- 3A ist eine Querschnittdarstellung der Lamelle nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 3B ist eine andere Querschnittdarstellung der Lamelle nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Lamellenherstellungsverfahren nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 5A ist eine erläuternde grafische Darstellung einer Lamellenherstellung nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 5B ist ein SEM Bild einer Beobachtungsfläche;
- 6 ist ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen der Schichtdicke und der Menge reflektierter Elektronen nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 7 ist eine Querschnittdarstellung der Lamelle nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 8A ist eine erläuternde grafische Darstellung eines schrägen Winkels nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- 8B ist eine erläuternde grafische Darstellung von Fertigbearbeitung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Im Folgenden werden eine Lamellenherstellungsvorrichtung und ein Lamellenherstellungsverfahren nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wie in 1 dargestellt ist, umfasst die Lamellenherstellungsvorrichtung dieser Ausführungsform eine EB Kolonne 1, eine FIB Kolonne 2 und eine Probenkammer 3. Auf eine in der Probenkammer 3 untergebrachte Probe 7 kann ein Elektronenstrahl 8 aus der EB Kolonne 1 und ein Ionenstrahl 9 aus der FIB Kolonne 2 ausgestrahlt werden.
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Die Lamellenherstellungsvorrichtung umfasst ferner einen Sekundärelektronendetektor 4 und einen Reflexionselektronendetektor 5 als Ladungsteilchendetektoren. Der Sekundärelektronendetektor 4 kann Sekundärelektronen erfassen, die aus der Probe 7 durch Bestrahlung des Elektronenstrahls 8 oder des Ionenstrahls 9 erzeugt werden. Der Reflexionselektronendetektor 5 ist in der EB Kolonne 1 vorgesehen. Der Reflexionselektronendetektor 5 kann Elektronen erfassen, die durch die Probe 7 im Ergebnis von Bestrahlung des Elektronenstrahls 8 auf die Probe 7 reflektiert werden.
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Die Lamellenherstellungsvorrichtung umfasst des Weiteren einen Probentisch 6 zur Befestigung der Probe 7 darauf. Durch Schrägstellen des Probentisches 6 kann der Einfallswinkel des Ionenstrahls 9 auf die Probe 7 verändert werden. Der Probentisch 6 wird durch eine Probentischsteuereinheit 16 gesteuert.
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Die Lamellenherstellungsvorrichtung umfasst ferner eine EB Steuereinheit 12, eine FIB Steuereinheit 13, eine Bildformungseinheit 14 und eine Anzeigeeinheit 17. Die EB Steuereinheit 12 steuert die Ausstrahlung des Elektronenstrahls 8 aus der EB Kolonne 1. Die FIB Steuereinheit 13 steuert die Ausstrahlung des Ionenstrahls 9 aus der FIB Kolonne 2. Die Bildformungseinheit 14 formt ein Reflexionselektronenbild aus einem Signal zum Abtasten des Elektronenstrahls 8 der EB Steuereinheit 12 und einem Signal reflektierter Elektronen, die durch den Reflexionselektronendetektor 5 erfasst werden. Die Anzeigeeinheit 17 kann das Reflexionselektronenbild optisch anzeigen. Ferner formt die Bildformungseinheit 14 ein SEM Bild aus dem Signal zum Abtasten des Elektronenstrahls 8 der EB Steuereinheit 12 und einem Signal von Sekundärelektronen, die durch den Sekundärelektronendetektor 4 erfasst werden. Die Anzeigeeinheit 17 kann das SEM Bild optisch anzeigen. Des Weiteren formt die Bildformungseinheit 14 ein SIM Bild aus einem Signal zum Abtasten des Ionenstrahls 9 der FIB Steuereinheit 13 und dem Signal von Sekundärelektronen, die durch den Sekundärelektronendetektor 4 erfasst werden. Die Anzeigeeinheit 17 kann das SIM Bild optisch anzeigen.
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Die Lamellenherstellungsvorrichtung umfasst ferner eine Eingabeeinheit 10 und eine Steuereinheit 11. Eine Bedienungsperson gibt in die Eingabeeinheit 10 Bedingungen bezüglich einer Steuerung der Vorrichtung ein. Die Eingabeeinheit 10 sendet an die Steuereinheit 11 Eingabeinformationen. Die Steuereinheit 11 sendet ein Steuersignal an die EB Steuereinheit 12, die FIB Steuereinheit 13, die Bildformungseinheit 14, die Probentischsteuereinheit 16 oder die Anzeigeeinheit 17 zur Steuerung der Vorrichtung.
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Bezüglich der Steuerung der Vorrichtung stellt eine Bedienungsperson einen Bestrahlungsbereich des Ionenstrahls 9 zum Beispiel auf der Basis eines Beobachtungsbildes wie eines Reflexionselektronenbildes, eines SEM Bildes oder eines SIM Bildes, die auf der Anzeigeeinheit 17 dargestellt werden, ein. Eine Bedienungsperson gibt mittels der Eingabeeinheit 10 einen Bearbeitungsrahmen zum Einstellen des Bestrahlungsbereiches auf dem auf der Anzeigeeinheit 17 dargestellten Beobachtungsbild ein. Des Weiteren gibt eine Bedienungsperson eine Anweisung zum Start der Bearbeitung in die Eingabeeinheit 10 ein. Dann werden ein Signal zur Anzeige des Bestrahlungsbereiches und ein Signal zum Start der Bearbeitung aus der Steuereinheit 11 an die FIB Steuereinheit 13 gesendet, und der Ionenstrahl 9 wird von der FIB Steuereinheit 13 auf den festgelegten Bestrahlungsbereich der Probe 7 ausgestrahlt. Dies macht eine Bestrahlung des Ionenstrahls 9 auf den durch die Bedienungsperson festgelegten Bestrahlungsbereich möglich.
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Wie es in 2A dargestellt ist, kann die Lamellenherstellungsvorrichtung dieser Ausführungsform eine Lamelle 21 herstellen, indem die Bearbeitung eines Teils der Probe 7 unter Verwendung des Ionenstrahls 9 durchgeführt wird. 2B ist eine vergrößerte Darstellung der Umgebung der Lamelle. Der Ionenstrahl 9 wird auf die Probe 7 zum Bilden einer Bearbeitungsrille 22 ausgestrahlt, damit die Lamelle 21 übrig bleibt. Auf dieser Stufe besitzt die Lamelle 21 eine Dicke, durch welche der Elektronenstrahl 8 nicht hindurch gelassen wird. Des Weiteren kann, wie es in 2C dargestellt ist, die Lamelle 21 dadurch, das eine Verdünnungsbearbeitung der Lamelle 21 mittels Ionenstrahl 9 durchgeführt wird, eine Dicke besitzen, durch die der Elektronenstrahl 8 hindurch gelassen werden kann. In diesem Fall besitzt ein Abschnitt 23, der nicht der Verdünnungsbearbeitung unterzogen wird, eine Dicke, durch die der Elektronenstrahl 8 nicht hindurch gelassen werden kann. Spezieller kann die Lamelle 21 in einem Teil der Probe 7 mit einer Dicke, durch die der Elektronenstrahl 8 hindurch gelassen werden kann, und einem Abschnitt mit einer Dicke, durch den der Elektronenstrahl 8 nicht hindurch gelassen werden kann, geformt werden.
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Übrigens besitzt die durch Verdünnungsbearbeitung mittels Ionenstrahl 9 gebildete Lamelle 21, wie in 3A dargestellt, eine kleine Dicke 21b auf einer Oberseite, die die Seite der FIB Kolonne 2 der Lamelle 21 ist (auf der Seite des distalen Endes der Lamelle 21), und eine große Dicke 21c auf einer Unterseite, welche die Seite des Probentisches 6 ist (auf der Seite des proximalen Endes der Lamelle 21). Der Grund dafür ist, dass die Teilchenstromdichte des Ionenstrahls 9 eine Gauß-Verteilung besitzt, welche die Lamelle 21 beeinflusst, die unter Verwendung des Ionenstrahls 9 bearbeitet wird, damit die Lamelle 21 allmählich dünn wird.
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Um eine TEM Beobachtung mit hoher Auflösung vorzunehmen, wird gewünscht, dass die Dicke der Lamelle 21, die das Ziel der Beobachtung ist, gleichmäßig ist. Deshalb wird der Probentisch 6 bezüglich des Ionenstrahls 9 gekippt, um eine abgeschrägte Form zu verhindern. Wenn jedoch der schräge Winkel des Probentisches 6 groß ist, kann, wie in 3B dargestellt, die Lamelle 31 eine umgekehrte abgeschrägte Form besitzen, bei der eine Dicke 31b auf der Oberseite groß und eine Dicke 31c auf der Unterseite klein ist.
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Insbesondere wird Fertigbearbeitung mittels Ionenstrahl mit kleiner Strommenge durchgeführt, so dass die Stromdichteverteilung des Ionenstrahls schmal ist, wenn eine Lamelle mit einer Dicke von 100 nm oder kleiner hergestellt wird, um die TEM Beobachtung mit hoher Auflösung zu dem Zweck herzustellen, dass ein kleines Ausmaß der Abschrägung bewirkt wird. In diesem Fall beträgt der schräge Winkel der abgeschrägten Form, dass heißt, der schräge Winkel der Lamelle 21, ein Grad oder kleiner, was extrem klein ist. Daher ist es schwierig, den schrägen Winkel zu erkennen und somit folgt gewöhnlich, dass ein Arbeitsvorgang zum Kippen des Probentisches 6, um den Bestrahlungswinkel des Ionenstrahls einzustellen, von der Geschicklichkeit einer Bedienungsperson abhängt.
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Andererseits umfasst die Lamellenherstellungsvorrichtung dieser Ausführungsform eine Berechnungseinheit 15 zum Berechnen eines optimalen schrägen Winkels des Probentisches 6, und so kann, selbst wenn der schräge Winkel ein Grad oder kleiner ist, der Probentisch 6 schräg gelegt werden, so dass er einen optimalen schrägen Winkel bildet; und die Lamelle 21 kann mit gleichmäßiger Dicke hergestellt werden.
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4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Lamellenherstellungsverfahren nach dieser Ausführungsform darstellt. Zuerst wird der Elektronenstrahl 8 auf die durch die Verdünnungsbearbeitung gebildete Lamelle 21 ausgestrahlt, und es werden aus einem Messbereich der Lamelle 21 erzeugte, reflektierte Elektronen erfasst (S1). Anschließend wird unter Verwendung der erfassten Informationen der schräge Winkel des Probentisches 6 berechnet (S2). Danach wird der Probentisch 6 schräg gelegt, so dass der schräge Winkel ein berechneter Winkel wird (S3). Schließlich wird der Ionenstrahl 9 auf die Lamelle 21 ausgestrahlt, um Fertigbearbeitung auszuführen (S4). Auf diese Weise kann die Lamelle 21 mit gleichmäßiger Dicke hergestellt werden.
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In der Lamellenherstellungsvorrichtung dieser Ausführungsform werden reflektierte Elektronen wie folgt erfasst. Wie es in 5A dargestellt ist, sind in einem Teil der Probe 7 die Lamelle 21 mit einer Dicke, durch die der Elektronenstrahl 8 hindurch gelassen werden kann, und ein Abschnitt mit einer Dicke, durch die der Elektronenstrahl 8 nicht hindurch gelassen werden kann, ausgebildet. In diesem Fall ist der Probentisch 6 so angeordnet, dass der Ionenstrahl 9 vertikal auf die Oberfläche der Probe 7 einfällt. Ferner ist die Probe 7 so angeordnet, dass der Elektronenstrahl 8 eine Beobachtungsfläche 21a der Lamelle 21 abtasten und bestrahlen kann.
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5B ist ein SEM Bild, das durch Abtasten und Bestrahlung der Beobachtungsfläche 21a mittels Elektronenstrahl 8 erhalten wird. Eine Bedienungsperson stellt Messbereiche 41 und 42 auf der Ober- bzw. Unterseite der Beobachtungsfläche 21a basierend auf dem SEM Bild ein. Des Weiteren stellt eine Bedienungsperson einen Bezugsbereich 43 in dem Abschnitt 23 ein, der nicht der Verdünnungsbearbeitung unterzogen wird. Anschließend wird der Elektronenstrahl 8 auf die Messbereiche 41 und 42 sowie den Bezugsbereich 43 ausgestrahlt, und es werden reflektierte Elektronen erfasst.
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6 ist ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen der Schichtdicke und der Menge reflektierter Elektronen zeigt. In 6 bezeichnet eine horizontale Achse 61 die Schichtdicke, während eine vertikale Achse 62 die Menge reflektierter Elektronen bezeichnet, die in dem Messbereich gemessen werden. Wenn die Schichtdicke groß ist, ändert sich eine Menge reflektierter Elektronen 63 fast nicht, auch wenn sich die Schichtdicke ändert. Andererseits, wenn die Schichtdicke klein ist, wird eine Menge reflektierter Elektronen 64 kleiner, weil die Schichtdicke kleiner wird. Der Grund ist, dass, wenn die Schichtdicke klein ist, eine Elektronenmenge, die durch die Lamelle 21 des auf den Messbereich ausgestrahlten Elektronenstrahls 8 hindurch gelassen wird, zunimmt und die Menge reflektierter Elektronen abnimmt.
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Die Lamellenherstellungsvorrichtung dieser Ausführungsform strahlt den Elektronenstrahl 8 auf die Messbereiche 41 und 42 aus und misst die Menge von reflektierten Elektronen, die aus jedem der Bereiche erzeugt werden.
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Mehr erwünscht ist es, die Mengen reflektierter Elektronen zu standardisieren, die in den Messbereichen 41 und 42 erfasst werden, indem die Menge von in dem Bezugsbereich 43 erfassten, reflektierten Elektronen genutzt wird. Der Grund ist, dass die Menge reflektierter Elektronen von einer Größe des ausgestrahlten Elektronenstrahls 8 abhängt und die tatsächliche Größe des Elektronenstrahls 8 jedes Mal schwanken kann, wenn die Messung vorgenommen wird. Deshalb wird der Elektronenstrahl 8 auf die Messebereiche 41 und 42 sowie den Bezugsbereich 43 ausgestrahlt, um eine genaue Messung vorzunehmen, wobei die Mengen reflektierter Elektronen in den Messbereichen 41 bzw. 42 durch die Menge reflektierter Elektronen im Bezugsbereich 43, der eine Dicke aufweist, durch die der Elektronenstrahl 8 nicht durchgelassen wird, geteilt werden. Unter Verwendung dieser Figuren kann die Messung der Mengen reflektierter Elektronen frei vom Einfluss der Schwankungen in der Größe des ausgestrahlten Elektronenstrahls 8 sein.
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Dadurch, dass vorläufige Daten hinsichtlich der Beziehung zwischen der Menge von reflektierten Elektronen und der Schichtdicke im Voraus erhalten werden, indem eine Probe verwendet wird, deren Dicke bekannt ist, und die Daten mit den Mengen reflektierter Elektronen in den Messbereichen 41 und 42 verglichen werden, können die Dicken der Messebereiche 41 und 42 abgeschätzt werden.
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7 ist eine Querschnittdarstellung der Lamelle 21. Wenn eine Dicke 71 des Messbereiches 41 und eine Dicke 72 des Messbereiches 42 gleich sind, sind die Mengen reflektierter Elektronen im Messebereich 41 und im Messbereich 42 gleich. Wenn die Lamelle 21 eine verjüngte Form, wie in 7 veranschaulicht, aufweist, ist die Menge reflektierter Elektronen in dem Messbereich 41 kleiner als die Menge reflektierter Elektronen in dem Messbereich 42. Aus dieser Differenz und einem Abstand 72 zwischen dem Messbereich 41 und dem Messbereich 42 kann der Verjüngungswinkel, welcher der schräge Winkel der Lamelle 21 ist, berechnet werden.
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Wie es in 8A dargestellt ist, wird speziell die Beziehung zwischen dem Abstand 73 und einem Verjüngungswinkel θ, der zwischen einer Differenz 81 zwischen der Dicke 71 und der Dicke 72 und einem Liniensegment 82 des verjüngten Abschnitts ausgebildet ist, als tanθ = (Differenz 81 zwischen Dicke 71 und Dicke 72)/Abstand 73 ausgedrückt, wobei der Abstand 73 zwischen Messbereich 41 und Messbereich 42 der Abstand zwischen dem Mittelpunkt des Messbereiches 41 und dem Mittelpunkt des Messbereiches 42 ist.
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Wenn die Dicke 71 zum Beispiel 100 nm, die Dicke 72 150 nm und der Abstand 3 µm betragen, folgt aus dem oben erwähnten Beziehungsausdruck, dass θ 0,47 Grad ist.
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Wie in 8B dargestellt ist, kann durch Kippen des Probentisches 6 bezüglich des Ionenstrahls 9 um θ Grad eine Oberfläche der Lamelle 21 parallel zum Ionenstrahl 9 eingestellt werden. Indem eine Bearbeitung einer weiteren Oberfläche der Lamelle 21 mittels des Ionenstrahl 9 durchgeführt wird, während dieser Zustand aufrecht erhalten wird, kann die Lamelle 21 mit gleichmäßiger Dicke hergestellt werden.
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In der oben erwähnten Ausführungsform ist ein Beispiel beschrieben, bei dem reflektierte Elektronen verwendet werden, wobei aber anstelle der reflektierten Elektronen Sekundärelektronen verwendet werden können, die aus den Messbereichen 41 und 42 sowie dem Bezugsbereich 43 erzeugt werden.
