-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
1. Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbund-Ladungspartikelstrahl-Vorrichtung bzw. -Einrichtung (engl.: composite charged particle beam apparatus) zum Bestrahlen einer Probe mit zumindest zwei Ladungspartikelstrahlen.
-
2. Beschreibung zum Stand der Technik
-
Eine FIB-SEM Verbund-Vorrichtung ist als eine Einrichtung zum Beobachten, über ein Abtastelektronenmikroskop, von einem Querschnitt, welcher durch eine fokussierte Ionenstrahl-Bestrahlung einer Ätz-Verarbeitung ausgesetzt ist, bekannt.
-
Bei der SEM-Beobachtung kann im Allgemeinen, wenn eine Beobachtungsfläche von einer hierzu senkrecht stehenden Richtung beobachtet wird, eine Beobachtung mit einer hohen Auflösung durchgeführt werden. Dann wurde ein Proben-Vorbereitungs- und Beobachtungsverfahren zur SEM-Beobachtung eines Querschnitts, welcher durch eine FIB-Verarbeitung ausgebildet ist, von einer senkrechten Richtung unter Verwendung einer Verbund-Ladungspartikelstrahl-Einrichtung, bei welcher eine FIB-Säule und eine SEM-Säule bei einem rechten Winkel angeordnet sind, vorgeschlagen (siehe
JP-A-2011-196802 ). Gemäß diesem Verfahren kann der Querschnitt, welcher durch eine Feinverarbeitung durch FIB ausgeschnitten ist, in situ durch SEM mit einer hohen Auflösung beobachtet werden.
-
Im Übrigen kann bei der SEM-Beobachtung im Allgemeinen, wenn eine Bearbeitungsdistanz (WD) als die Distanz zwischen einer Objektivlinse und einer Probenfläche kleiner wird, eine Beobachtung mit einer höheren Auflösung durchgeführt werden. Daher wurde die herkömmliche Einrichtung derart entworfen, dass die Spitze von der SEM-Säule und eine Probe so nah wie möglich zueinander angeordnet werden können.
-
Wenn jedoch die Spitze von der SEM-Säule und die Probe nahe zueinander angeordnet sind, treten Probleme dahingehend auf, dass die Spitze von der SEM-Säule störend die Spitze von einer Ionenstrahl-Säule oder eine Gasdüse zur Film-Ausbildung, als weitere Bauteile, beeinflussen kann, und dass verhindert werden kann, dass Ladungspartikel oder Röntgenstrahlen, welche von der Probe erzeugt werden, einen Erfasser erreichen.
-
UMRISS DER ERFINDUNG
-
Darstellhafte Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen eine Verbund-Ladungspartikelstrahl-Einrichtung bereit, welche dazu in der Lage ist, eine Bearbeitungsdistanz (WD) in Abhängigkeit von einem Beobachtungszweck zu ändern.
-
Gemäß einem darstellhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Verbund-Ladungspartikelstrahl-Einrichtung bereitgestellt, welche enthält: eine Probenkammer; eine Probenstufe, welche ausgelegt ist, eine Probe zu halten; eine Elektronenstrahl-Säule, welche ausgelegt ist, die Probe mit einem Elektronenstrahl zu bestrahlen; eine Ionenstrahl-Säule, welche ausgelegt ist, die Probe mit einem Ionenstrahl zu bestrahlen, um eine Ätz-Verarbeitung durchzuführen; einen Erfasser, welcher ausgelegt ist, einen Ladungspartikel zu erfassen, welcher von der Probe erzeugt ist; einen Bilderzeugungsabschnitt, welcher ausgelegt ist, ein Ladungspartikel-Bild basierend auf einem Erfassungssignal des Erfassers auszubilden; einen Probenstufen-Antriebsabschnitt, welcher ausgelegt ist, die Probenstufe in einer Bestrahlungs-Achsenrichtung des Elektronenstrahls zu bewegen; und einen Säulen-Einstellabschnitt zum derartigen Bewegen der Ionenstrahl-Säule in Relation zur Probenkammer, dass die Probe durch den Ionenstrahl an einer Position bestrahlt ist, welche durch den Elektronenstrahl bestrahlt ist.
-
Durch diesen Aufbau kann die WD der Elektronenstrahl-Säule durch ein Bewegen der Probenstufe und der Ionenstrahl-Säule in Relation zur Probenkammer geändert werden.
-
Gemäß der Verbund-Ladungspartikelstrahl-Einrichtung der vorliegenden Erfindung kann eine Probe im Verlaufe eines Änderns der WD der Elektronenstrahl-Säule in Abhängigkeit vom Beobachtungszweck verarbeitet und beobachtet werden.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
-
In der begleitenden Zeichnung sind wie folgt angezeigt:
-
1 ist ein Aufbau-Schaubild einer Verbund-Ladungspartikelstrahl-Einrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
2A und 2B sind Erläuterungs-Schaubilder der Verbund-Ladungspartikelstrahl-Einrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
-
3A und 3B sind weitere Erläuterungs-Schaubilder der Verbund-Ladungspartikelstrahl-Einrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
GENAUE BESCHREIBUNG
-
Im Folgenden wird eine Verbund-Ladungspartikelstrahl-Einrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
Wie in 1 dargestellt, enthält die Verbund-Ladungspartikelstrahl-Einrichtung eine Elektronenstrahl-Säule 1, eine Ionenstrahl-Säule 2 und eine Probenkammer 3. Die Elektronenstrahl-Säule 1 und die Ionenstrahl-Säule 2 bestrahlen eine Probe 7, welche in der Probenkammer 3 untergebracht ist, jeweils mit einem Elektronenstrahl 8 und einem Ionenstrahl 9. Die Elektronenstrahl-Säule 1 und die Ionenstrahl-Säule 2 sind derart angeordnet, dass Bestrahlungsachsen derer auf der Probe 7 zueinander senkrecht stehen können.
-
Die Ladungspartikelstrahl-Einrichtung enthält ferner einen Sekundär-Elektronen-Erfasser 4 und einen Transmissions-Elektronen-Erfasser 5 als Ladungspartikel-Erfasser. Der Sekundär-Elektronen-Erfasser 4 ist dazu in der Lage, Sekundär-Elektronen zu erfassen, welche von der Probe 7 durch ein Bestrahlen durch den Elektronenstrahl 8 oder den Ionenstrahl 9 erzeugt sind. Der Transmissions-Elektronen-Erfasser 5 ist an einer Position bereitgestellt, welche der Elektronenstrahl-Säule 1 gegenüberliegt. Der Transmissions-Elektronen-Erfasser 5 ist dazu in der Lage, durchlaufende Elektronen, welche durch die Probe 7 durchlaufen sind, und den Elektronenstrahl 8, welcher nicht in die Probe 7 eingetreten ist, resultierend aus der Bestrahlung des Elektronenstrahls 8 auf die Probe 7, zu erfassen.
-
Die Ladungspartikelstrahl-Einrichtung enthält ferner eine Probenstufe 6 zum Halten der Probe 7. Die Probenstufe 6 wird durch einen Probenstufen-Antriebsabschnitt 15 angetrieben, und die Bewegung der Probenstufe 6 wird durch einen Probenstufen-Steuerabschnitt 16 gesteuert.
-
Der Probenstufen-Antriebsabschnitt 15 bewegt die Probenstufe 6 in drei Achsenrichtungen, nämlich die X-, Y- und Z-Richtung. Die Ladungspartikelstrahl-Einrichtung ist derart angeordnet, dass eine Bestrahlungs-Achsenrichtung der Elektronenstrahl-Säule 1 und die Z-Richtung zueinander parallel sein können.
-
Die Ladungspartikelstrahl-Einrichtung enthält ferner einen EB-Steuerabschnitt 12, einen FIB-Steuerabschnitt 13, einen Bilderzeugungsabschnitt 14 und einen Anzeigeabschnitt 17. Der EB-Steuerabschnitt 12 überträgt ein Bestrahlungssignal an die Elektronenstrahl-Säule 1, um die Elektronenstrahl-Säule 1 dazu zu steuern, den Elektronenstrahl 8 abzustrahlen. Der FIB-Steuerabschnitt 13 überträgt ein Bestrahlungssignal an die Ionenstrahl-Säule 2, um die Ionenstrahl-Säule 2 dazu zu steuern, den Ionenstrahl 9 abzustrahlen.
-
Der Bilderzeugungsabschnitt 14 bildet ein Transmissions-Elektronen-Bild basierend auf einem Signal zum Abtasten des Elektronenstrahls 8, welches vom EB-Steuerabschnitt 12 gesendet ist, und einem Signal der Transmissions-Elektronen, welche durch den Transmissions-Elektronen-Erfasser 5 erfasst sind, aus. Der Anzeigeabschnitt 17 ist dazu in der Lage, das Transmissions-Elektronen-Bild anzuzeigen. Der Bilderzeugungsabschnitt 14 bildet Daten eines SEM-Bildes basierend auf dem Signal zum Abtasten des Elektronenstrahls 8, welches vom EB-Steuerabschnitt 12 gesendet ist, und einem Signal der Sekundär-Elektronen, welche durch den Sekundär-Elektronen-Erfasser 4 erfasst sind, aus. Der Anzeigeabschnitt 17 ist dazu in der Lage, das SEM-Bild anzuzeigen. Ferner bildet der Bilderzeugungsabschnitt 14 Daten eines SIM-Bildes basierend auf einem Signal zum Abtasten des Ionenstrahls 9, welches vom FIB-Steuerabschnitt 13 gesendet ist, und einem Signal der Sekundär-Elektronen, welche durch den Sekundär-Elektronen-Erfasser 4 erfasst sind, aus. Der Anzeigeabschnitt 17 ist dazu in der Lage, das SIM-Bild anzuzeigen.
-
Die Ladungspartikelstrahl-Einrichtung enthält ferner einen Eingabeabschnitt 10 und einen Steuerabschnitt 11. Ein Bediener gibt Bedingungen über die Einrichtungssteuerung an den Eingabeabschnitt 10 ein. Der Eingabeabschnitt 10 überträgt die Eingabeinformation an den Steuerabschnitt 11. Der Steuerabschnitt 11 überträgt ein Steuersignal an den EB-Steuerabschnitt 12, den FIB-Steuerabschnitt 13, den Bilderzeugungsabschnitt 14, den Probenstufen-Steuerabschnitt 16 oder den Anzeigeabschnitt 17, um hierdurch den Betrieb der Ladungspartikelstrahl-Einrichtung zu steuern.
-
Die Ladungspartikelstrahl-Einrichtung enthält ferner einen Bearbeitungsdistanz(WD)-Einstellabschnitt 18. Der WD-Einstellabschnitt 18 bewegt die Ionenstrahl-Säule 2 in Relation zur Probenkammer 3. Das heißt, dass die Ionenstrahl-Säule 2 dazu ausgelegt ist, durch den WD-Einstellabschnitt 18 unabhängig von der Probenkammer 3 bewegt zu werden.
-
Mit Bezugnahme auf 2A und 2B wird beschrieben, wie die WD geändert wird. 2A ist ein Schaubild, welches den Zustand zeigt, bei welchem die WD kurz ist und die Probe 7 derart auf der Probenstufe 6 angeordnet ist, dass eine Bestrahlungsachse 21 der Elektronenstrahl-Säule 1 und eine Bestrahlungsachse 22a der Ionenstrahl-Säule 2 auf der Oberfläche von der Probe 7 zueinander senkrecht stehen können. Die Distanz zwischen der Spitze der Elektronenstrahl-Säule 1 und der Oberfläche von der Probe 7 ist in diesem Fall durch D1 dargestellt, wobei D1 gleich 2 mm beträgt. In diesem Zustand wird die Probe 7 durch den Ionenstrahl 9 von der Ionenstrahl-Säule 2 bestrahlt, um somit einen Querschnitt in der Probe 7 auszubilden. Der ausgebildete Querschnitt wird durch den Elektronenstrahl 8 von der Elektronenstrahl-Säule 1 abgetastet und bestrahlt, um somit ein SEM-Bild des Querschnitts zu beobachten. Der Querschnitt wird durch den Elektronenstrahl senkrecht bestrahlt und die WD ist kurz, und somit kann eine SEM-Beobachtung mit hoher Auflösung durchgeführt werden.
-
Als Nächstes wird die WD geändert. Vor der Änderung wird zunächst ein SIM-Bild der Probenstufe 6 beobachtet, und wird die Position der Probenstufe 6 auf dem SIM-Bild gespeichert. Als Nächstes wird die Probenstufe 6 um ein gewünschtes Inkrement (3 mm) der WD von der Elektronenstrahl-Säule 1 entlang der Bestrahlungsrichtung des Elektronenstrahls 8, das heißt entlang der Z-Achse, bewegt. Als Nächstes wird, während ein SIM-Bild beobachtet wird, der WD-Einstellabschnitt 18 dazu gesteuert, um die Ionenstrahl-Säule 2 entlang der Bestrahlungsrichtung des Elektronenstrahls 8, das heißt entlang der Z-Achse, derart zu bewegen, dass die Probenstufe 6 auf dem SIM-Bild auf der gleichen Position wie die Position vor der Bewegung angezeigt werden kann. Dann wird ein SIM-Bild der Probenstufe 6 beobachtet, und wird die Probenstufe 6 derart bewegt, dass die Probenstufe 6 auf dem SIM-Bild auf der gleichen Position wie die Position vor der Bewegung angezeigt werden kann. Auf diese Art und Weise werden die Bewegungsdistanz der Ionenstrahl-Säule 2 und die Bewegungsdistanz der Probenstufe 6 zueinander gleich. Mit anderen Worten, sind die Bestrahlungsachse 21 der Elektronenstrahl-Säule 1 und die Bestrahlungsachse 22b der Ionenstrahl-Säule 2 auf der Oberfläche von der Probe 7 zueinander senkrecht. 2B ist ein Schaubild in jenem Zustand, bei welchem die WD lang ist. Eine Distanz D2 zwischen der Spitze der Elektronenstrahl-Säule 1 und der Oberfläche von der Probe 7 beträgt 5 mm, welche größer als die Distanz D1 ist. In diesem Zustand können die Querschnitts-Ausbildung durch den Ionenstrahl 9 und die Querschnitts-Beobachtung durch den Elektronenstrahl 8 durchgeführt werden. Ferner ist die Distanz zwischen der Probe 7 und der Spitze der Elektronenstrahl-Säule 1 groß, und können die Verarbeitung und Beobachtung somit auf eine Art und Weise durchgeführt werden, dass die Probe 7 auf einen derartigen Winkel geneigt wird, bei welchem die Probe 7 und die Spitze der Elektronenstrahl-Säule 1 miteinander zusammenstoßen wenn die WD klein ist. Zusätzlich können Rückstrahl-Elektronen oder Röntgenstrahlen, welche bei einer kleinen WD nicht beobachtet werden können, erfasst werden.
-
Unter Bezugnahme auf 3A und 3B wird nun die Bewegung der Ionenstrahl-Säule 2 beschrieben. Wie in 3A dargestellt, ist eine Wandfläche 3a der Probenkammer 3 mit einem Anschluss (engl.: Port) bereitgestellt, welche einen Durchmesser hat, welcher größer als ein Durchmesser der Ionenstrahl-Säule 2 ist, und ist die Ionenstrahl-Säule 2 über den Anschluss mit der Probenkammer 3 verbunden. Die Ionenstrahl-Säule 2 hat einen Kontaktabschnitt 2a, welcher mit der Wandfläche 3a in Kontakt gehalten ist. Ein Durchmesser des Kontaktabschnitts 2a ist größer als der Durchmesser des Anschlusses. Die Wandfläche 3a und der Kontaktabschnitt 2a sind miteinander in Kontakt gehalten, um einen Vakuumzustand der Probenkammer 3 aufrecht zu erhalten. Der WD-Einstellabschnitt 18 überführt den Kontaktabschnitt 2a, während der Kontaktzustand zwischen dem Kontaktabschnitt 2a und der Wandfläche 3a aufrecht erhalten wird, um somit die Ionenstrahl-Säule 2 zu bewegen. Als WD-Einstellabschnitt 18 kann beispielsweise ein O-Ring zur Vakuumabdichtung verwendet werden.
-
3B ist ein Schaubild nach der Bewegung. Die Ionenstrahl-Säule 2 ist durch ein Drücken durch den WD-Einstellabschnitt 18 bewegt. Die Ionenstrahl-Säule 2 kann innerhalb des Bereiches des Durchmessers von dem Anschluss der Wandfläche 3a bewegt werden. Die Wandfläche 3a und der Kontaktabschnitt 2a sind stets miteinander in Kontakt gehalten, und somit kann ein Innenraum der Probenkammer 3 im Vakuumzustand aufrecht erhalten werden. Auf diese Art und Weise wird die Ionenstrahl-Säule 2 um eine Distanz D3 zwischen der Bestrahlungsachse 22a der Ionenstrahl-Säule 2 vor der Bewegung und der Bestrahlungsachse 22b der Ionenstrahl-Säule 2 nach der Bewegung bewegt.
-
In der zuvor genannten Beschreibung ist die Bestrahlungsachse der Ionenstrahl-Säule 2 derart angeordnet, dass sie senkrecht zur Bestrahlungsachse der Elektronenstrahl-Säule 1 steht. Jedoch werden die gleiche Maßnahme und Wirkung sogar dann erlangt, wenn die Achsen nicht zueinander senkrecht stehen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
