JP2004279430A5

JP2004279430A5 -

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Publication number: JP2004279430A5
Application number: JP2004167933A
Authority: JP
Filing date: 2004-06-07
Publication date: 2005-05-26
Anticipated expiration: 2017-10-01

Description

このような従来技術に対して、各種検査方法によって得られた不良箇所に対して、ウエハ形状を維持したまま、ウエハ上の所望の箇所のみを機械的や化学的な損傷を重畳することなく、各種分析装置に導入できる試料片に加工して解析できる試料解析方法ならびに試料解析装置が望まれていた。

光学顕微鏡９には従来の光学式顕微鏡より高分解能が期待できるレーザ走査顕微鏡を用いた。レーザ走査顕微鏡は発振器２８を出たレーザ光を対物レンズによって集束して試料に照射して、微小レーザスポットで励起された焦点からの蛍光は、ダイクロイックミラーを通過して、試料の焦点と共焦点の位置に設置したアパチャを通ってCCD２９に届いて試料の焦点からの蛍光のみによって像が形成される。視野を一様に励起する方法に比較して迷光は極めて少なく、焦点以外のからの蛍光が仮に発生しても、上記アパチャに妨げられてCCD２９には到達せずクリヤな像が得られる。試料基板１２とダイクロイックミラーの間に２枚のミラーを設置して、X,Y方向に走査することで、試料表面像を得ることができ表示手段１３に表示する。この光学顕微鏡９は、試料基板１２に予め設置していたマーク（図示せず）座標と、検査部１０１で得られた座標情報とを利用する。
なお、集束イオンビーム装置にレーザー顕微鏡を備えた装置については、特開平９-１３４６９９号公報『集束イオンビーム装置』（公知例３）に示されているが、試料基板１２の特定領域部分を摘出する移送手段８の存在については一切記載されていない。

(f)摘出試料摘出工程：
摘出試料を試料基板から摘出するために、支持部８４にFIB照射してスパッタ加工することで、支持状態から開放される。支持部８４は試料面上から見て２ミクロン平方、深さ約１０ミクロンであるため２〜３分のFIB走査で除去できる。（図９e, f）
(g)摘出試料搬送（試料ステージ移動）工程：
プローブ８７の先端に接続されて摘出した摘出試料８９は試料ホルダに移動させるが、実際には試料ステージを移動させ、FIB走査領域内に試料ホルダ９０を移動させる。このとき、不意の事故を避けるために、プローブを＋Z方向に退避させておくとよい。（図９g）
(h)摘出試料固定工程：
FIB走査領域内に試料ホルダ９０が入ってくると試料ステージ移動を停止し、プローブをーZ方向に移動させ、試料ホルダ９０に接近させる。摘出試料８９が試料ホルダ９０に接触した時、デポガスを導入しつつ摘出試料８９と試料ホルダ９０と接触部にFIBを照射する。この操作によって摘出試料は試料ホルダに接続できる。本実施例では摘出試料８９の長手方向の端面にデポ膜９２を形成した。FIB照射領域は３ミクロン平方程度で、デポ膜９２の一部は試料ホルダ９０に、一部は摘出試料側面に付着し、両者が接続される。（図９h ）
(i)プローブ切断工程：
次に、デポ用のガスを導入を停止した後、プローブ８７と摘出試料８９を接続しているデポ膜にFIB８１を照射してスパッタ除去することで、プローブ８７を摘出試料８９から分離でき、摘出試料８９は試料ホルダ９０に自立する。（図９i）
(j)試料片加工工程（ウオール加工）：
最後に、FIB照射して、最終的に観察領域を厚さが１００nm以下程度のウォール９３になるように薄く仕上げ加工を施してTEM試料とする。このとき、摘出試料の長手方向の側面の一方が垂直面であるため、ウォール加工のためにFIB照射領域を決定する際、この垂直面を基準にすることで試料基板８９表面にほぼ垂直なウォール９３を形成することができる。また、FIB照射に先立ち、ウォール面をより平面的に加工するために、ウォール形成領域を含む上面にFIBデポ膜を形成しておくとよい。この方法は既によく知られている。上述の加工の結果、横幅約１５ミクロン、深さ約１０ミクロンのウォールが形成でき、TEM観察領域ができあがる。以上、マーキングからウォール加工完成まで、約１時間３０分で、従来のTEM試料作製方法に比べて数分の１に時間短縮できた。（図j）
（３）解析工程（TEM観察）：
ウォール加工後、試料ホルダを、TEMの試料室に導入する。このとき、電子線経路と、ウォール面が垂直に交わるようにTEMステージを回転させて挿入する。その後のTEM観察技術についてはよく知られているので、ここでは省略する。

Claims

試料を検査して試料上の所望箇所の座標情報を記憶する検査部と、
該検査部で得られた座標情報を基に、前記所望箇所を含む試料片を集束イオンビーム加工により作製する試料作製部と、
前記検査部と試料作製部とを連結する真空搬送路とを備え、
前記試料を、前記検査部と試料作製部との間で、前記真空搬送路により移動可能なことを特徴とする試料解析システム。
内部に試料を保持するための第１の試料室を有し、前記試料を検査して試料上の所望箇所の座標情報を記憶する検査部と、
内部に試料を保持するための第２の試料室を有し、前記検査部で得られた座標情報を基に、前記所望箇所を含む試料片を集束イオンビーム加工により作製する試料作製部と、
前記検査部の動作を制御するための第１の計算処理装置と、
前記試料作製部の動作を制御するための第２の計算処理装置と、
前記第１の計算処理装置と第２の計算処理装置間で必要な情報を伝達するための情報伝達手段とを備え、
更に、前記検査部または試料作製部のいずれかに備えられた、前記試料を搬送するための真空容器を備えたことを特徴とする試料解析システム。
請求項２に記載の試料作製装置において、
前記座標情報が前記情報伝達手段を介して、前記検査部から前記試料作製部へ伝達されることを特徴とする試料解析システム。
請求項１から３のいずれか１項に記載の試料解析システムにおいて、
試料を載置する試料ステージと、前記試料片を保持する試料ホルダと、該試料ホルダを前記試料ステージ上に搭載する試料ホルダカセットとを備えたことを特徴とする試料解析システム。
請求項４に記載の試料解析システムにおいて、
前記試料作製部は、
前記試料に対して集束イオンビームを照射するイオンビーム照射光学系と、
該集束イオンビームにより作製された試料片を前記試料ホルダに移し替えるための移送手段とを備えることを特徴とする試料解析システム。
請求項５に記載の試料解析システムにおいて、
前記移送手段として、プローブと、該プローブを移動するためのプローブ移動手段と、前記集束イオンビームの照射領域近傍にデポジション膜を形成するための材料ガスを供給するデポガス源とを備えたことを特徴とする試料解析システム。
請求項１から６のいずれか１項に記載の試料解析システムにおいて、
前記試料片を解析するための解析部として、透過電子顕微鏡またはインレンズ型走査電子顕微鏡を備えたことを特徴とする試料解析システム。
請求項１から７のいずれか１項に記載の試料解析システムにおいて、
前記検査部は、前記試料に電子ビームを照射する電子ビーム照射光学系を有することを特徴とする試料解析システム。
電子ビーム照射光学系を有し、試料に電子ビームを照射して異物や欠陥など所望箇所の座標情報を記憶する検査部と、
該検査部で得られた座標情報を基に、前記所望箇所を解析できる形状に加工する集束イオンビーム照射光学系を有する試料作製部と、
前記試料を上記検査部と上記試料解析部との間で搬送する搬送手段を備えたことを特徴とする試料解析システム。
請求項８もしくは９のいずれかに記載の試料解析システムにおいて、
上記電子ビーム照射光学系と上記集束イオンビーム照射光学系が平行な位置関係にあることを特徴とする試料解析システム。
請求項８から１０のいずれか１項に記載の試料解析システムにおいて、
前記試料を検査するための検査部がウエハ検査用走査電子顕微鏡であることを特徴とする試料解析装置。
請求項１から１１のいずれか１項に記載の試料解析システムにおいて、
前記試料を検査するための検査部が、光学式ウエハ検査装置、レーザ走査顕微鏡、プローブ装置のうちのいずれかであることを特徴とする試料解析装置。