JP2019145304A - 荷電粒子ビーム装置、荷電粒子ビーム装置のステージ駆動範囲制限方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は第1実施形態の荷電粒子ビーム装置10の概要の一例を示す図である。
図1に示す例では、荷電粒子ビーム装置10が、例えば、試料室11と、ステージ12と、ステージ駆動機構13と、集束イオンビーム鏡筒14と、電子ビーム鏡筒15と、検出器16と、ガス供給部17と、ニードル18と、ニードル駆動機構19と、表示装置20と、コンピュータ21と、入力デバイス22と、像形成部25と、予備試料室31と、読取部32と、搬送部33と、気密ドア34と、気密ドア35とを備えている。
試料室11は、排気装置(図示略)によって内部を真空状態に維持可能に構成されている。ステージ12は、試料室11内に収容されており、試料Sが載置される試料ホルダPを支持する。ステージ駆動機構13は、試料室11内に収容されており、ステージ12を駆動する。ステージ駆動機構13は、例えば、移動機構13aと、チルト機構13bと、回転機構13cとを備えている。移動機構13aは、ステージ12を直線的に移動させる。チルト機構13bは、X軸およびY軸を含む水平面内に含まれる軸線を中心にステージ12を回転させ、ステージ12を傾斜させる。回転機構13cは、Z軸(鉛直軸)を中心にステージ12を回転させる。
電子ビーム鏡筒(電子ビーム光学系)15は、電子ビーム(Electron Beam)EBを試料Sに照射する。電子ビーム鏡筒15は、電子源15aと、電子光学系15bとを備えている。電子源15aは、電子を発生させる。電子光学系15bは、電子源15aから射出された電子を集束および偏向させる。電子光学系15bは、例えば、電磁レンズ、偏向器などを備えている。
図1に示す例では、集束イオンビーム鏡筒14が、Z軸方向に延びており、電子ビーム鏡筒15が、Z軸に対して傾けられているが、他の例では、集束イオンビーム鏡筒14が、Z軸に対して傾けられ、電子ビーム鏡筒15が、Z軸方向に延びていてもよい。
表示装置20は、例えば像形成部25が出力する信号に基づいて形成された画像を表示する。また、表示装置20は、例えば画像の拡大、縮小、移動、および回転などの操作を実行するための画面を表示する。また、表示装置20は、例えばシーケンス制御におけるモード選択および加工設定などの各種の設定を行なうための画面などを表示する。
コンピュータ21は、ステージ駆動機構13の制御を行う。また、コンピュータ21は、集束イオンビーム鏡筒14の制御を行い、集束イオンビームFIBの照射位置、照射条件などを制御する。また、コンピュータ21は、電子ビーム鏡筒15の制御を行い、電子ビームEBの照射位置、照射条件などを制御する。また、コンピュータ21は、ガス供給部17の制御を行う。また、コンピュータ21は、ニードル駆動機構19の制御を行う。
コンピュータ21は、記憶部21aと、比較部21bと、更新部21cと、表示制御部23とを備えている。記憶部21aは、例えば、記憶メモリやハードディスクなどから構成され、後述するホルダ形状情報、設計情報などを記憶する。比較部21bは、例えば、CPU、キャッシュメモリなどから構成され、後述するステージ駆動範囲制限処理において、試料Sが載置される試料ホルダPと試料室11の内部構造物とが干渉するか否かの判定(比較)を行う。更新部21cは、例えば、CPUや記憶メモリなどから構成され、記憶部21aによって記憶されるホルダ形状情報、設計情報、履歴情報などの更新を行う。表示制御部23は、例えばICチップなどから構成され、像形成部25が形成した画像などを表示装置20に表示させる制御を行う。
つまり、荷電粒子ビーム装置10は、集束イオンビーム鏡筒14が集束イオンビームFIBを試料Sに照射することによって、試料Sの加工を行うことができる。また、荷電粒子ビーム装置10は、電子ビーム鏡筒15が電子ビームEBを試料Sに照射し、検出器16が二次荷電粒子Rを検出することによって、試料Sの観察を行うことができる。
図1に示す例では、試料ホルダPを識別する識別情報P1が、試料ホルダPに付されている。識別情報P1は、例えばバーコードが示す情報、IC(integrated circuit)タグに格納された情報などである。バーコードは1次元の配列に限らず、2次元であっても良い。読取部32は、試料ホルダPに付された識別情報P1を読み取る。読取部32は、例えばバーコードリーダー、ICタグリーダーなどである。読取部32は、予備試料室31に配置されている。つまり、読取部32は、予備試料室31内に位置する試料ホルダPに付された識別情報P1を読み取る。
図1に示す例では、搬送部33によって試料Sおよび試料ホルダPが予備試料室31から試料室11に搬送されている時、ステージ駆動機構13によって試料Sおよび試料ホルダPが移動させられている時などにおける試料Sおよび試料ホルダPと試料室11の内部構造物との干渉を抑制するための工夫が、コンピュータ21などに施されている。
図2に示す例では、コンピュータ21が、EB制御部21Aと、FIB制御部21Bと、ステージ駆動範囲制限部21Cと、搬送制御部21Dとを備えている。
EB制御部21Aは、上述した電子ビームEBの照射位置、照射条件などの制御を行う。FIB制御部21Bは、上述した集束イオンビームFIBの照射位置、照射条件などの制御を行う。
ステージ駆動範囲制限部21Cは、ステージ駆動機構13の制御を行うと共に、試料Sおよび試料ホルダPと試料室11の内部構造物とが干渉しないようにステージ12の駆動範囲を制限する制御を行う。詳細には、ステージ駆動範囲制限部21Cは、読取部32が読み取った識別情報P1とホルダ形状情報とから得られる試料ホルダPの形状と、内部構造物の形状とに基づいて、ステージ12の駆動範囲を制限する。
具体的には、ステージ駆動範囲制限部21Cは、ステージ12の駆動範囲を、試料Sが試料室11の内部構造物に干渉しない範囲であって、試料ホルダPが試料室11の内部構造物に干渉しない範囲であって、ステージ駆動機構13によって直線移動または回転させられるステージ12が試料室11の内部構造物に干渉しない範囲であって、ステージ12を直線移動、傾斜または回転させるステージ駆動機構13が試料室11の内部構造物に干渉しない範囲に制限する。つまり、ステージ駆動範囲制限部21Cは、ステージ12の駆動範囲を、アプリケーション情報に基づいて、各オプションを含めた範囲で制限する。
搬送制御部21Dは、読取部32による識別情報P1の読み取り結果に基づいて、搬送部33による試料Sおよび試料ホルダPの搬送を制御する。詳細には、搬送制御部21Dは、読取部32が、予備試料室31内に位置する試料ホルダPに付された識別情報P1を読み取ることができない場合に、搬送部33による予備試料室31内から試料室11内への試料Sおよび試料ホルダPの搬送を許可しない。つまり、読取部32が、予備試料室31内に位置する試料ホルダPに付された識別情報P1を読み取ることができない場合には、搬送部33は、予備試料室31内に位置する試料Sおよび試料ホルダPを試料室11内に搬送しない。
図3に示す例では、ステップS10において、記憶部21aが、試料室11の内部構造物の形状情報である設計情報を記憶する。
ステップS11では、記憶部21aが、識別情報P1と試料ホルダPの形状との対応関係を示すホルダ形状情報を記憶する。
次いで、ステップS12では、読取部32が、例えば予備試料室31内に位置する試料ホルダPに付された識別情報P1を読み取る。
次いで、ステップS13において、搬送制御部21Dは、読取部32が識別情報P1を読み取ることができたか否かを判定する。読取部32が識別情報P1を読み取ることができた場合、搬送制御部21Dは、搬送部33が試料Sおよび試料ホルダPを予備試料室31内から試料室11内に搬送することを許可し、ステップS14に進む。一方、読取部32が識別情報P1を読み取ることができない場合、搬送制御部21Dは、搬送部33が試料Sおよび試料ホルダPを予備試料室31内から試料室11内に搬送することを禁止し、図3に示すルーチンを終了する。
ステップS14では、搬送部33が、試料Sおよび試料ホルダPを予備試料室31内から試料室11内に搬送する。
次いで、ステップS15Aにおいて、ステージ駆動範囲制限部21Cは、記憶部21aに記憶されている設計情報を取得する。
ステップS15Bでは、ステージ駆動範囲制限部21Cが、ステップS15Aにおいて取得された設計情報に基づいて、試料室11の内部構造物の形状を算出する。
ステップS15Cでは、ステージ駆動範囲制限部21Cが、記憶部21aに記憶されているホルダ形状情報を取得する。
次いで、ステップS15Dでは、ステージ駆動範囲制限部21Cが、ステップS12において読み取られた識別情報P1と、ステップS15Cにおいて取得されたホルダ形状情報とに基づいて、試料ホルダPの形状を算出する。
次いで、ステップS15Eでは、ステージ駆動範囲制限部21Cが、ステップS15Dにおいて算出された試料ホルダPの形状と、ステップS15Bにおいて算出された試料室11の内部構造物の形状とに基づいて、ステージ12の駆動範囲を制限する。
次いで、ステップS16では、ステージ駆動機構13が、ステージ12を駆動する。
次いで、ステップS17では、コンピュータ21が、集束イオンビーム鏡筒14、電子ビーム鏡筒15、ガス供給部17およびニードル駆動機構19のいずれかの制御を行う。
第1実施形態の荷電粒子ビーム装置10では、上述したように、ステージ駆動範囲制限部21Cが、試料ホルダPの形状と試料室11の内部構造物の形状とに基づいて、ステージ12の駆動範囲を制限する。そのため、試料Sが載置される試料ホルダPと試料室11の内部構造物との干渉を抑制することができる。
また、第1実施形態の荷電粒子ビーム装置10では、上述したように、搬送制御部21Dが、読取部32による識別情報P1の読み取り結果に基づいて、搬送部33による試料ホルダPの搬送を制御する。詳細には、読取部32が、予備試料室31内に位置する試料ホルダPに付された識別情報P1を読み取ることができない場合に、搬送部33は、予備試料室31内に位置する試料ホルダPを試料室11内に搬送しない。そのため、形状を把握できない試料ホルダPが試料室11内に搬送されてしまうおそれを抑制することができる。
また、第1実施形態の荷電粒子ビーム装置10では、上述したように、ステージ駆動範囲制限部21Cが、ステージ12の駆動範囲を、試料S、試料ホルダP、ステージ12およびステージ駆動機構13(つまり、ステージ12の駆動に伴って動く物)のいずれもが試料室11の内部構造物に干渉しない範囲に制限する。そのため、ステージ駆動機構13がステージ12を直線的に移動させたり、傾斜させたり、回転させたりする場合であっても、試料S、試料ホルダP、ステージ12およびステージ駆動機構13のいずれかと試料室11の内部構造物との干渉を抑制することができる。
換言すれば、第1実施形態の荷電粒子ビーム装置10では、試料ホルダPの種別情報が、荷電粒子ビーム装置10内で管理される。また、試料ホルダPの情報に基づいて、ステージ12の可動範囲制限が付加される。試料ホルダPの種別認識には、バーコード等が用いられ、識別情報P1として試料ホルダPに付けられる。つまり、試料ホルダPの種別認識システムが、荷電粒子ビーム装置10に搭載される。ステージ12の駆動範囲は、試料室11の内部構造物の形状の情報と試料ホルダPの形状の情報とに基づいて制限される。ステージ12の駆動範囲の制限には、これらの情報に加えて、例えばステージ12のチルトに関する情報のようなアプリケーション情報も用いられる。この結果、荷電粒子ビーム装置10では、各オプションを含めた範囲で、あらかじめ作り込まれた干渉情報をもとにステージ12の可動制限が行われる。つまり、第1実施形態の荷電粒子ビーム装置10によれば、オペレータのスキルの有無によることなく、試料S、試料ホルダP、ステージ12およびステージ駆動機構13のいずれかと試料室11の内部構造物との干渉を抑制することができる。
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の荷電粒子ビーム装置、荷電粒子ビーム装置のステージ駆動範囲制限方法およびプログラムの第2実施形態について説明する。
第2実施形態の荷電粒子ビーム装置10は、後述する点を除き、上述した第1実施形態の荷電粒子ビーム装置10と同様に構成されている。従って、第2実施形態の荷電粒子ビーム装置10によれば、後述する点を除き、上述した第1実施形態の荷電粒子ビーム装置10と同様の効果を奏することができる。
図2に示す例では、コンピュータ21が、オペレータ情報取得部21Eと、履歴管理部21Fとを備えていないが、図4に示す例では、コンピュータ21が、オペレータ情報取得部21Eと、履歴管理部21Fとを備えている。
図4に示す例では、荷電粒子ビーム装置10のオペレータが、荷電粒子ビーム装置10のオペレータを識別するオペレータ情報を含むオペレータ識別タグ(図示せず)を備えている。オペレータ情報読取部(図示せず)は、オペレータ識別タグに格納されたオペレータ情報を読み取る。
オペレータ情報取得部21Eは、オペレータ情報読取部が読み取ったオペレータ情報を取得する。オペレータ情報には、例えば個々のオペレータを識別するための情報、オペレータが使用した試料ホルダPの履歴情報、オペレータが使用したアプリケーションの履歴情報、オペレータが登録したレシピの情報、オペレータによる表示装置20のカスタマイズ情報などが含まれる。
履歴管理部21Fはオペレータ情報取得部21Eが取得したオペレータ情報と、読取部32が読み取った識別情報P1とを対応付けて記憶部21aに記憶させる。
図5に示す処理は、例えば、第2実施形態の荷電粒子ビーム装置10において図3に示す処理が実行される前に実行される。
図5に示す例では、ステップS20において、オペレータ情報取得部21Eは、オペレータ情報読取部が読み取ったオペレータ情報を取得する。
次いで、ステップS21において、コンピュータ21は、オペレータ情報に含まれる個々のオペレータを識別するための情報、オペレータが使用した試料ホルダPの履歴情報、オペレータが使用したアプリケーションの履歴情報、オペレータが登録したレシピの情報、オペレータによる表示装置20のカスタマイズ情報などを利用することによって、荷電粒子ビーム装置10の動作の設定を行う。
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の荷電粒子ビーム装置、荷電粒子ビーム装置のステージ駆動範囲制限方法およびプログラムの第3実施形態について説明する。
第3実施形態の荷電粒子ビーム装置10は、後述する点を除き、上述した第2実施形態の荷電粒子ビーム装置10と同様に構成されている。従って、第3実施形態の荷電粒子ビーム装置10によれば、後述する点を除き、上述した第2実施形態の荷電粒子ビーム装置10と同様の効果を奏することができる。
図4に示す例では、コンピュータ21が、オペレータ作業効率算出部21Gを備えていないが、図6に示す例では、コンピュータ21が、オペレータ作業効率算出部21Gを備えている。
図6に示す例では、オペレータ作業効率算出部21Gが、上述した各種の履歴情報に基づいて、荷電粒子ビーム装置10のオペレータ毎の作業効率を算出する。オペレータ作業効率算出部21Gは、例えば図3に示す処理および図5に示す処理が実行された後に、荷電粒子ビーム装置10のオペレータ毎の作業効率を算出し、オペレータ毎の管理ログを構築する。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶部のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
Claims (8)
- 試料が載置される試料ホルダを支持するステージと、
前記ステージを駆動するステージ駆動機構と、
前記ステージが収容される試料室と、
前記試料に集束イオンビームを照射する集束イオンビーム鏡筒と、
前記試料に電子ビームを照射する電子ビーム鏡筒と、
前記集束イオンビームまたは前記電子ビームの照射によって前記試料から発生する二次イオンまたは二次電子を検出する検出器と、
前記試料ホルダに付された識別情報を読み取る読取部と、
前記識別情報と前記試料ホルダの形状との対応関係を示すホルダ形状情報と、前記試料室の内部構造物の形状情報である設計情報とを記憶する記憶部と、
前記読取部が読み取った前記識別情報と前記ホルダ形状情報とから得られる前記試料ホルダの形状と、前記内部構造物の形状とに基づいて、前記試料ホルダを支持する前記ステージの駆動範囲を制限するステージ駆動範囲制限部と、
を備える荷電粒子ビーム装置。 - 前記読取部が配置された予備試料室と、
前記予備試料室から前記試料室内に前記試料ホルダを搬送する搬送部と、
前記読取部による前記識別情報の読み取り結果に基づいて、前記搬送部による前記試料ホルダの搬送を制御する搬送制御部とを更に備え、
前記読取部は、前記予備試料室内に位置する前記試料ホルダに付された前記識別情報を読み取る、
請求項1に記載の荷電粒子ビーム装置。 - 前記読取部が、前記予備試料室内に位置する前記試料ホルダに付された前記識別情報を読み取ることができない場合に、
前記搬送部は、前記予備試料室内に位置する前記試料ホルダを前記試料室内に搬送しない、
請求項2に記載の荷電粒子ビーム装置。 - 前記ステージ駆動範囲制限部は、
前記ステージの前記駆動範囲を、前記試料、前記試料ホルダ、前記ステージおよび前記ステージ駆動機構のいずれもが前記内部構造物に干渉しない範囲に制限する、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。 - 前記荷電粒子ビーム装置のオペレータを識別するオペレータ情報を取得するオペレータ情報取得部と、
前記オペレータ情報取得部が取得した前記オペレータ情報と、前記読取部が読み取った前記識別情報とを対応付けて前記記憶部に記憶させる履歴管理部とを更に備える、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。 - 履歴情報に基づいて、前記荷電粒子ビーム装置のオペレータ毎の作業効率を算出するオペレータ作業効率算出部に更に備える、
請求項5に記載の荷電粒子ビーム装置。 - 試料が載置される試料ホルダを支持するステージと、
前記ステージを駆動するステージ駆動機構と、
前記ステージが収容される試料室と、
前記試料に集束イオンビームを照射する集束イオンビーム鏡筒と、
前記試料に電子ビームを照射する電子ビーム鏡筒と、
前記集束イオンビームまたは前記電子ビームの照射によって前記試料から発生する二次イオンまたは二次電子を検出する検出器とを備える荷電粒子ビーム装置のステージ駆動範囲制限方法であって、
前記試料ホルダに付された識別情報を読み取る読取ステップと、
前記識別情報と前記試料ホルダの形状との対応関係を示すホルダ形状情報と、前記試料室の内部構造物の形状情報である設計情報とを記憶する記憶ステップと、
前記読取ステップにおいて読み取られた前記識別情報と前記ホルダ形状情報とから得られる前記試料ホルダの形状と、前記内部構造物の形状とに基づいて、前記試料ホルダを支持する前記ステージの駆動範囲を制限するステージ駆動範囲制限ステップと、
を備える荷電粒子ビーム装置のステージ駆動範囲制限方法。 - 試料が載置される試料ホルダを支持するステージと、
前記ステージを駆動するステージ駆動機構と、
前記ステージが収容される試料室と、
前記試料に集束イオンビームを照射する集束イオンビーム鏡筒と、
前記試料に電子ビームを照射する電子ビーム鏡筒と、
前記集束イオンビームまたは前記電子ビームの照射によって前記試料から発生する二次イオンまたは二次電子を検出する検出器とを備える荷電粒子ビーム装置のコンピュータに、
前記試料ホルダに付された識別情報を読み取る読取ステップと、
前記識別情報と前記試料ホルダの形状との対応関係を示すホルダ形状情報と、前記試料室の内部構造物の形状情報である設計情報とを記憶する記憶ステップと、
前記読取ステップにおいて読み取られた前記識別情報と前記ホルダ形状情報とから得られる前記試料ホルダの形状と、前記内部構造物の形状とに基づいて、前記試料ホルダを支持する前記ステージの駆動範囲を制限するステージ駆動範囲制限ステップと、
を実行させるためのプログラム。
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