JP2017069186A - Cad支援tem準備レシピ作製 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】好ましい実施形態は、自動化されたレシピTEM試料作製に関して、特に小さな構造のTEM薄片に関して、CADデータを使用して、試料製作のさまざまなステージの位置合せを自動的に行う改良された方法を提供する。このプロセスは、取得した画像を部分的にマスクし、次いでそれらの画像を、CADデータからの合成画像と比較することによって、FIBを用いて作製した基準マークの位置を自動的に確認し、位置合せする。SEMビームの位置は、CADデータから合成された画像との比較によって確認される。FIBビームの位置は、既に位置合せ済みのSEM画像と比較することによって、またはFIB画像をシミュレートする技法を使用してCADからFIB画像を合成することによっても確認される。本明細書の自動位置合せ技法は、オペレータの介入なしで、指定された位置に試料薄片を作製することを可能にする。
【選択図】図3
Description
試料室内の半導体ダイ試料の調査対象の関心の領域に対してデュアル・ビーム荷電粒子システムを位置決めすることと、
集束イオン・ビーム(FIB)付着を用いて、第1の精密基準マークのマーカおよび1つまたは複数の追加の基準マークのマーカを、関心の領域に対する所望の位置に形成することと、
関心の領域の第1の走査電子顕微鏡画像を取得することと、
関心の領域を記述したコンピュータ支援設計(CAD)データを取り出すことと、
関心の領域を記述したCADデータから第2のSEM画像を合成することと、
第1のSEM画像中の前記1つまたは複数の追加の基準マークのマーカをマスクすること、および、精密基準マークのマーカの実際の位置に対する最終的な補正オフセットを決定すために、マスクされた第1のSEM画像と第2のSEM画像とを比較することと、
最終的な補正オフセットを、精密基準マークのマーカの位置に適用することと、
精密基準マークのマーカの補正された位置に基づいて、試料に対するFIBの位置を調整すること、および、調査用の試料薄片を作製するために、FIBを用いてミリングすることと
とを含む方法を使用して、半導体試料が、デュアル・ビーム荷電粒子システム内で自動的に製作される。
a.半導体ダイ試料上の位置合せマークを含む予備的なSEM画像を取得することと、
b.位置合せマークの位置を記述したCADデータを取得することと、
c.予備的なSEM画像をこのCADデータと比較すること、および、第1の位置合せ補正オフセットを決定することと、
d.第1の位置合せ補正オフセットに基づいて、デュアル・ビーム・システムのビーム経路の位置に対する試料位置を、関心の領域に向かってビーム経路を導くように調整することと
を含む。
a.FIB装置からFIB画像を取得することと、
b.関心の領域を記述したCADデータからFIB画像を合成することと、
c.FIB補正オフセットを生成するために、取得したFIB画像を合成したFIB画像と比較することと、
d.FIB補正オフセットを試料位置に適用することと
を含む。
a.デュアル・ビーム荷電粒子システムを位置決めした後に、前記視野のSEM画像を取得することと、
b.ダイ試料の関心の領域の位置を記述したCADデータを取得することと、
c.取得したCADデータからSEM画像を合成することと、
d.SEM位置合せ補正オフセットを決定するために、取得したSEM画像を合成したSEM画像と比較することと、
e.SEM位置合せ補正オフセットをFIB位置に適用することと、
f.次いで、EBIDを用いて保護層を付着させることと
をさらに含む。
コンピュータ支援設計(CAD)データを、取得したSEM画像と比較し、その結果得られたSEM補正オフセットを適用することによって、デュアル・ビーム荷電粒子システムの走査電子顕微鏡(SEM)ビームと、試料室内の試料上の所望の関心の特徴部分との位置合せをすることと、
次いで、ビーム誘起付着を用いて、関心の領域の少なくとも一部の上に保護層を付着させることと、
次いで、集束イオン・ビーム(FIB)を用いて、第1の精密基準マークのマーカおよび1つまたは複数の追加の基準マークのマーカを、関心の領域に対する所望の位置に作製することと、
関心の領域の走査電子顕微鏡(SEM)画像を取得することと、
関心の領域を記述したCADデータを取り出すことと、
関心の領域を記述したCADデータから第2のSEM画像を合成することと、
精密基準マークのマーカの実際の位置に対する最終的な補正オフセットを決定するために、第1のSEM画像中の前記1つまたは複数の追加の基準マークのマーカおよび保護層をマスクすること、および、マスクされた第1のSEM画像と第2のSEM画像とを比較することと、
最終的な補正オフセットをFIB位置に適用することと、次いで、調査用の試料薄片を作製するために、この補正された位置を基準としてFIBミリングすることと
を含む方法を提供する。
デュアル・ビーム走査およびミリング・システムを備え、このデュアル・ビーム走査およびミリング・システムが、走査電子顕微鏡(SEM)と、集束イオン・ビーム(FIB)とを含み、この走査電子顕微鏡(SEM)と集束イオン・ビーム(FIB)とがともに試料室に向いており、このデュアル・ビーム走査およびミリング・システムがさらに、SEMおよびFIBに動作可能に接続されたシステム・コントローラであって、少なくとも1つのプロセッサを含むシステム・コントローラと、前記少なくとも1つのプロセッサによって実行可能なプログラム命令を記憶した有形の非一時的コンピュータ媒体とを含み、これらのプログラム命令が、
コンピュータ支援設計(CAD)データを、取得したSEM画像と比較し、その結果得られたSEM補正オフセットを適用することによって、デュアル・ビーム荷電粒子システムの走査電子顕微鏡(SEM)ビームと、試料室内の試料上の所望の関心の特徴部分との位置合せをし、
次いで、ビーム誘起付着を用いて、関心の領域の少なくとも一部の上に保護層を付着させ、
次いで、集束イオン・ビーム(FIB)を用いて、第1の精密基準マークのマーカおよび1つまたは複数の追加の基準マークのマーカを、関心の領域に対する所望の位置に作製し、
関心の領域の走査電子顕微鏡(SEM)画像を取得し、
関心の領域を記述したCADデータを取り出し、
関心の領域を記述したCADデータから第2のSEM画像を合成し、
第1のSEM画像中の前記1つまたは複数の追加の基準マークのマーカおよび保護層をマスクし、精密基準マークのマーカの実際の位置に対する最終的な補正オフセットを決定するために、マスクされた第1のSEM画像と第2のSEM画像とを比較し、
最終的な補正オフセットをFIB位置に適用し、次いで、調査用の試料薄片を作製するために、この補正された位置を基準としてFIBミリングする
ように実行可能である
自動試料製作システムを提供する。
a.FIB装置からFIB画像を取得し、
b.関心の領域を記述したCADデータからFIB画像を合成し、
c.FIB補正オフセットを生成するために、取得したFIB画像を合成したFIB画像と比較し、
d.FIB補正を試料位置に適用する
ように実行可能である。
試料から1つまたは複数の薄片を取り出すように動作可能な引き抜き装置と、
引き抜き装置から前記1つまたは複数の薄片を受け取り、走査を実施するように動作可能な透過電子顕微鏡(TEM)と、
デュアル・ビーム走査およびミリング・システム、引き抜き装置ならびにTEMに動作可能に接続されたプロセス・コントローラであって、自動化されたワークフローで機能を実行するようそれらに指令するように動作可能なプロセス・コントローラと
をさらに備える。
304 電子ビーム・カラム
306 集束イオン・ビーム(FIB)カラム
318 加工物
324 可動ステージ
330 ガス注入システム(GIS)
Claims (15)
- デュアル・ビーム荷電粒子システム内で半導体試料を自動的に製作する方法であって、
試料室内の半導体ダイ試料の調査対象の関心の領域に対して前記デュアル・ビーム荷電粒子システムを位置決めすることと、
集束イオン・ビーム(FIB)付着を用いて、第1の精密基準マークのマーカおよび1つまたは複数の追加の基準マークのマーカを、前記関心の領域に対する所望の位置に形成することと、
前記関心の領域の第1の走査電子顕微鏡(SEM)画像を取得することと、
前記関心の領域を記述したコンピュータ支援設計(CAD)データを取り出すことと、
前記関心の領域を記述したCADデータから第2のSEM画像を合成することと、
前記第1のSEM画像中の前記1つまたは複数の追加の基準マークのマーカをマスクすること、および、前記精密基準マークのマーカの実際の位置に対する最終的な補正オフセットを決定するために、マスクされた前記第1のSEM画像と前記第2のSEM画像とを比較することと、
前記最終的な補正オフセットを、前記精密基準マークのマーカの位置に適用することと、
前記精密基準マークのマーカの補正された位置に基づいて、前記試料に対する前記FIBの位置を調整すること、および、調査用の試料薄片を作製するために、前記FIBを用いてミリングすることと
を含む方法。 - 前記デュアル・ビーム荷電粒子システムを位置決めすることが、CADデータと取得した画像とを比較することによって所望の視野との位置合せをすることを含む、請求項1に記載の方法。
- 所望の視野との位置合せをすることが、
(a)前記半導体ダイ試料上の位置合せマークを含む予備的なSEM画像を取得することと、
(b)前記位置合せマークの位置を記述したCADデータを取得することと、
(c)前記予備的なSEM画像をこのCADデータと比較すること、および、第1の位置合せ補正オフセットを決定することと、
(d)前記第1の位置合せ補正オフセットに基づいて、前記デュアル・ビーム・システムのビーム経路の位置に対する試料位置を、前記関心の領域に向かってビーム経路を導くように調整することと
を含む、請求項2に記載の方法。 - 前記基準マークのマーカのFIB付着の前に、
(a)FIB装置からFIB画像を取得することと、
(b)前記関心の領域を記述した前記CADデータからFIB画像を合成することと、
(c)FIB補正オフセットを生成するために、取得したFIB画像を合成したFIB画像と比較することと、
(d)前記FIB補正オフセットを試料位置に適用することと
をさらに含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記基準マークのマーカのFIB付着の前に、
取得したSEM画像を取得したFIB画像と比較することによってFIBビームの位置合せをすることと、この比較の結果に基づいて、FIBビームに対する追跡された位置を更新することとをさらに含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記FIB付着の前に、前記関心の領域の少なくとも一部分の上に保護層を付着させることをさらに含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 電子ビーム誘起付着(EBID)によって前記保護層を付着させる、請求項6に記載の方法。
- EBIDを用いて前記保護層を付着させることが、
(a)前記デュアル・ビーム荷電粒子システムを位置決めした後に、前記視野のSEM画像を取得することと、
(b)前記ダイ試料の前記関心の領域の位置を記述したCADデータを取得することと、
(c)取得したCADデータからSEM画像を合成することと、
(d)SEM位置合せ補正オフセットを決定するために、取得したSEM画像を合成したSEM画像と比較することと、
(e)前記SEM位置合せ補正オフセットをFIB位置に適用することと、
(f)次いで、EBIDを用いて前記保護層を付着させることと
をさらに含む、請求項7に記載の方法。 - 前記1つまたは複数の追加の基準マークのマーカをマスクするときに前記保護層もマスクすることをさらに含む、請求項6に記載の方法。
- デュアル・ビーム荷電粒子システム内で半導体試料を自動的に製作する方法であって、
コンピュータ支援設計(CAD)データを、取得したSEM画像と比較し、その結果得られたSEM補正オフセットを適用することによって、前記デュアル・ビーム荷電粒子システムの走査電子顕微鏡(SEM)ビームと、試料室内の試料上の所望の関心の特徴部分との位置合せをすることと、
次いで、ビーム誘起付着を用いて、前記関心の領域の少なくとも一部の上に保護層を付着させることと、
次いで、集束イオン・ビーム(FIB)を用いて、第1の精密基準マークのマーカおよび1つまたは複数の追加の基準マークのマーカを、前記関心の領域に対する所望の位置に作製することと、
前記関心の領域の走査電子顕微鏡(SEM)画像を取得することと、
前記関心の領域を記述したCADデータを取り出すことと、
前記関心の領域を記述したCADデータから第2のSEM画像を合成することと、
前記第1のSEM画像中の前記1つまたは複数の追加の基準マークのマーカおよび前記保護層をマスクすること、および、前記精密基準マークのマーカの実際の位置に対する最終的な補正オフセットを決定するために、マスクされた前記第1のSEM画像と前記第2のSEM画像とを比較することと、
前記最終的な補正オフセットをFIB位置に適用すること、および、次いで、調査用の試料薄片を作製するために、この補正された位置を基準としてFIBミリングすることと
を含む方法。 - 前記基準マークのマーカを作製する前に、FIB装置からFIB画像を取得することと、前記関心の領域を記述した前記CADデータからFIB画像を合成することと、FIB補正オフセットを生成するために、取得したFIB画像を合成したFIB画像と比較することと、前記FIB補正オフセットを、前記試料に対するFIB位置に適用することとをさらに含む、請求項10に記載の方法。
- デュアル・ビーム走査およびミリング・システムを備え、前記デュアル・ビーム走査およびミリング・システムが、走査電子顕微鏡(SEM)と、集束イオン・ビーム(FIB)とを含み、前記走査電子顕微鏡(SEM)と前記集束イオン・ビーム(FIB)とがともに試料室に向いており、前記デュアル・ビーム走査およびミリング・システムがさらに、前記SEMおよびFIBに動作可能に接続されたシステム・コントローラであって、少なくとも1つのプロセッサを含むシステム・コントローラと、前記少なくとも1つのプロセッサによって実行可能なプログラム命令を記憶した有形の非一時的コンピュータ媒体とを含み、前記プログラム命令が、
コンピュータ支援設計(CAD)データを、取得したSEM画像と比較し、その結果得られたSEM補正オフセットを適用することによって、前記デュアル・ビーム荷電粒子システムの走査電子顕微鏡(SEM)ビームと、前記試料室内の試料上の所望の関心の特徴部分との位置合せをし、
次いで、ビーム誘起付着を用いて、前記関心の領域の少なくとも一部の上に保護層を付着させ、
次いで、集束イオン・ビーム(FIB)を用いて、第1の精密基準マークのマーカおよび1つまたは複数の追加の基準マークのマーカを、前記関心の領域に対する所望の位置に作製し、
前記関心の領域の走査電子顕微鏡(SEM)画像を取得し、
前記関心の領域を記述したCADデータを取り出し、
前記関心の領域を記述したCADデータから第2のSEM画像を合成し、
前記精密基準マークのマーカの実際の位置に対する最終的な補正オフセットを決定するため、前記第1のSEM画像中の前記1つまたは複数の追加の基準マークのマーカおよび前記保護層をマスクし、マスクされた前記第1のSEM画像と前記第2のSEM画像とを比較し、
前記最終的な補正オフセットをFIB位置に適用し、次いで、調査用の試料薄片を作製するために、この補正された位置を基準としてFIBミリングする
ように実行可能である
自動化された試料製作システム。 - 前記プログラム命令がさらに、前記基準マークのマーカのFIB付着の前に、
(a)FIB装置からFIB画像を取得し、
(b)前記関心の領域を記述した前記CADデータからFIB画像を合成し、
(c)FIB補正オフセットを生成するため、取得したFIB画像を合成したFIB画像と比較し、
(d)前記FIB補正オフセットを試料位置に適用する
ように実行可能である、請求項12に記載のシステム。 - 前記プログラム命令がさらに、前記基準マークのマーカのFIB付着の前に、取得したSEM画像を取得したFIB画像と比較することによってFIBビームの位置合せをし、この比較の結果に基づいて、FIBビームに対する追跡された位置を更新するように実行可能である、請求項12に記載のシステム。
- 前記試料から1つまたは複数の薄片を取り出すように動作可能な引き抜き装置と、
前記引き抜き装置から前記1つまたは複数の薄片を受け取り、走査を実施するように動作可能な透過電子顕微鏡(TEM)と、
前記デュアル・ビーム走査およびミリング・システム、前記引き抜き装置ならびに前記TEMに動作可能に接続されたプロセス・コントローラであり、自動化されたワークフローで機能を実行するようそれらに指令するように動作可能なプロセス・コントローラと
をさらに備える、請求項12に記載のシステム。
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