JP2810370B2 - Focused ion beam processing method - Google Patents

Focused ion beam processing method

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JP2810370B2
JP2810370B2 JP63003062A JP306288A JP2810370B2 JP 2810370 B2 JP2810370 B2 JP 2810370B2 JP 63003062 A JP63003062 A JP 63003062A JP 306288 A JP306288 A JP 306288A JP 2810370 B2 JP2810370 B2 JP 2810370B2
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focused
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文和 伊藤
聡 原市
朗 嶋瀬
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株式会社 日立製作所
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、LSIなどに精密に微細な穴加工を施すため
の方法に係り、特にその加工穴の深さや底面形状、断面
構造をリアルタイムにモニタするのに好適とされた集束
イオンビーム加工方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for precisely and finely drilling an LSI or the like, and particularly to real-time measurement of the depth, bottom shape, and cross-sectional structure of the drilled hole. The present invention relates to a focused ion beam processing method suitable for monitoring.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

これまでにあっては、LSIなどの特定位置における断
面構造はSEM(Scanning Electron Microscope)像によ
って観察されるようになっている。熟練作業者によって
試料の研磨と顕微鏡による試料の観察が所望の断面が出
現するまで繰り返された後は、その断面がSEM像によっ
て観察されていたものである。
Until now, the cross-sectional structure at a specific position such as an LSI has been observed by an SEM (Scanning Electron Microscope) image. After the skilled worker repeats polishing of the sample and observation of the sample with a microscope until a desired cross section appears, the cross section is observed by an SEM image.

一方、特開昭58-164135号公報による場合、加工手段
としての集束イオンビーム発生手段と、観察手段として
の電子ビーム発生手段および2次電子検出用光電子増倍
管とによって、回転・移動し得るステージに載置された
試料を加工し、所定のパターンの加工が完了した後は試
料台を電子ビームに対し所望の角度と位置になるべく試
料台を移動させ、電子ビームを照射することで試料の2
次電子像が観察されるようになっている。
On the other hand, in the case of Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-164135, it can be rotated and moved by a focused ion beam generating means as a processing means, an electron beam generating means as an observation means, and a photomultiplier tube for secondary electron detection. After processing the sample placed on the stage and processing of the predetermined pattern is completed, the sample stage is moved so that the sample stage is at a desired angle and position with respect to the electron beam, and the sample is irradiated by the electron beam. 2
A secondary electron image is to be observed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、これまでにあっては、集束イオンビー
ムによる加工の進行途中で試料を動かすことなく電子ビ
ームを照射することで、試料の加工形状の変化を観察す
る点については配慮がされておらず、加工深さのインプ
ロセス測定や加工層を速やかに判定し得ないという不具
合がある。
However, until now, no consideration has been given to observing a change in the processed shape of the sample by irradiating the sample with an electron beam without moving the sample during the processing by the focused ion beam. There is a problem that the in-process measurement of the processing depth or the processed layer cannot be quickly determined.

また、上記公報による場合その不具合に加えLSIによ
く用いられる材料であるSiやSiO2をイオンビームにより
スパッタエッチした場合、加工穴底面からスパッタされ
た粒子の一部が加工穴側壁に付着し(再付着現象)てし
まい、側面に現われるはずのLSIの断面構造が良好に観
察され得ないものとなっている。更に、研磨によって観
察に適した良好な断面が得られる場合にはまた熟練作業
者の不足と相俟って、観察により多くの時間が要される
ものとなっている。
In addition, in the case of the above publication, when Si or SiO 2 , which is a material often used for LSI, is sputter-etched by an ion beam in addition to the disadvantages, some of the particles sputtered from the bottom of the processing hole adhere to the side wall of the processing hole ( (Reattachment phenomenon), and the cross-sectional structure of the LSI, which should appear on the side surface, cannot be observed well. Furthermore, when a good cross section suitable for observation is obtained by polishing, a long time is required for observation in combination with a shortage of skilled workers.

本発明の目的は、試料あるいは被加工物を集束イオン
ビームによって加工中であっっても、試料あるいは被加
工物を移動させることなく加工穴についてのSEM像、更
には、SIM(Scanning Ion Microscope)像を得ること
で、インプロセスでの加工深さモニタや加工穴底面形状
の観察を速やかに行ない得る集束イオンビーム加工方法
を供するにある。
An object of the present invention is to provide an SEM image of a processed hole without moving a sample or a workpiece even if the sample or the workpiece is being processed by a focused ion beam, and furthermore, a SIM (Scanning Ion Microscope). It is an object of the present invention to provide a focused ion beam processing method capable of monitoring an in-process depth of processing and observing a bottom shape of a processed hole by obtaining an image.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的は、真空雰囲気中で移動可能で加工又は観察
のために位置決めされたステージ上に載置された被加工
物の被加工領域に集束イオンビームを照射走査して前記
被加工領域を加工し、前記集束イオンビームの照射を停
止させて前記被加工領域の加工を停止し、該集束イオン
ビームの照射を停止させた状態で前記被加工領域の表面
に対する前記集束イオンビームの照射方向に対して異な
る方向から前記被加工領域より細く絞った集束電子ビー
ムを前記被加工領域とその近傍領域とからなる観察領域
は照射走査し、前記集束電子ビームの照射走査によって
前記観察領域から発生する2次電子を検出して前記観察
領域のSEM像を表示することで達成される。
The above object is to process the processing area by irradiating a focused ion beam on a processing area of a processing object placed on a stage which is movable in a vacuum atmosphere and is positioned for processing or observation, and scans the processing area. Stopping the irradiation of the focused ion beam to stop the processing of the processing target area, and stopping the irradiation of the focused ion beam with respect to the irradiation direction of the focused ion beam to the surface of the processing target area in a state where the irradiation of the focused ion beam is stopped. An observation area composed of the processing area and its neighboring area is irradiated and scanned with a focused electron beam narrower than the processing area from a different direction, and secondary electrons generated from the observation area by the irradiation scanning of the focused electron beam. And displaying an SEM image of the observation area.

また、真空雰囲気中で移動可能で加工又は観察のため
に位置決めされたステージ上に載置された被加工物の被
加工領域に集束イオンビームを照射走査して前記被加工
領域を加工し、該加工の途中において前記集束イオンビ
ームの照射を停止させ、該停止させた状態で前記被加工
領域の表面に対する前記集束イオンビームの照射方向に
対して異なる方向から前記被加工領域より細く絞った集
束電子ビームを前記被加工領域とその近傍領域とからな
る観察領域に照射走査し、前記集束電子ビームの照射走
査によって前記観察領域から発生する2次電子を検出し
て前記観察領域のSEM像を表示し、該表示したSEM像に基
づいて前記集束イオンビームを再度前記被加工領域に照
射走査して加工を行うことで達成される。
Further, the processing area is processed by irradiating a focused ion beam onto a processing area of a processing object placed on a stage that is movable in a vacuum atmosphere and positioned for processing or observation, and processing the processing area. In the course of processing, the irradiation of the focused ion beam is stopped, and in the stopped state, the focused electrons narrowed down from the processing target area from a direction different from the irradiation direction of the focused ion beam to the surface of the processing target area. The beam is irradiated and scanned on an observation region consisting of the processed region and its vicinity, and secondary electrons generated from the observation region are detected by irradiation scan of the focused electron beam, and an SEM image of the observation region is displayed. This is achieved by irradiating the focused ion beam again onto the processing target area based on the displayed SEM image to perform processing.

更には、真空雰囲気中で移動可能で加工又は観察のた
めに位置決めされたステージ上に載置された被加工物の
被加工領域に集束イオンビームを照射走査して前記被加
工領域を加工し、該集束イオンビームの照射走査により
前記被加工領域から発生する2次荷電粒子を検出して前
記被加工領域のSIM像を表示し、前記集束イオンビーム
の前記被加工領域への照射を停止させた状態で前記被加
工領域の表面に対する前記集束イオンビームの照射方向
に対して異なる方向から前記被加工領域より細く絞った
集束電子ビームを前記被加工領域とその近傍領域とから
なる観察領域に照射走査し、前記集束電子ビームの照射
によって前記観察領域から発生する2次電子を検出して
前記観察領域のSEM像を表示することで達成される。
Further, the processing area is processed by irradiating a focused ion beam on a processing area of a processing object mounted on a stage that is movable in a vacuum atmosphere and is positioned for processing or observation; Secondary charged particles generated from the processing area by the irradiation scanning of the focused ion beam were detected, a SIM image of the processing area was displayed, and irradiation of the processing area with the focused ion beam was stopped. In the state, a focused electron beam narrowed down from the processing area to a processing area and a region near the scanning area is irradiated with a focused electron beam narrowed from a direction different from the irradiation direction of the focused ion beam to the surface of the processing area. This is achieved by detecting secondary electrons generated from the observation region by irradiation of the focused electron beam and displaying an SEM image of the observation region.

更にはまた、真空雰囲気中で移動可能で加工又は観察
のために位置決めされたステージ上に載置された被加工
物の被加工領域を集束イオンビームを用いて加工する方
法であって、前記被加工領域に集束イオンビームを照射
走査して前記被加工領域を加工する工程と、前記被加工
領域に電子シャワーを照射する工程と、前記集束イオン
ビームの照射走査により加工された被加工領域とその近
傍領域とからなる観察領域の表面に、前記被加工領域の
表面に対する前記集束イオンビームの照射方向に対して
異なる方向から前記被加工領域より細く絞った集束電子
ビームを照射走査する工程と、前記集束電子ビームの照
射走査により前記観察領域から発生する2次電子を検出
して前記観察領域のSEM像を表示する工程とを備えるこ
とで達成される。
Furthermore, there is provided a method of processing a processing area of a processing object mounted on a stage movable for processing or observation in a vacuum atmosphere using a focused ion beam, wherein the processing is performed by using a focused ion beam. A step of irradiating a focused ion beam onto a processing area to process the processing area; a step of irradiating the processing area with an electron shower; and a processing area processed by the focused ion beam irradiation scanning and the processing thereof. Irradiating and scanning the surface of the observation region consisting of the neighboring region with a focused electron beam narrower than the processing region from a direction different from the irradiation direction of the focused ion beam to the surface of the processing region; Detecting secondary electrons generated from the observation region by irradiation scanning of the focused electron beam, and displaying an SEM image of the observation region.

〔作用〕[Action]

ビーム走査切替制御手段による制御下に、集束イオン
ビーム発生手段からの集束イオンビームと、電子ビーム
発生手段からの電子ビームとが交互に試料あるいは被加
工物を照射、走査するようにして、試料あるいは被加工
物を加工しつつその加工状態をモニタしようとするもの
である。集束イオンビームによる加工中2次荷電粒子検
出手段によって検出されら2次荷電粒子(例えば2次電
子)によってはSIM像が、また、電子ビームによって照
射、走査が行なわれている間、2次荷電粒子検出手段に
よって検出された2次電子によってはSEM像がモニタに
表示されることから、それら像の表示上での相対的位置
関係や表示倍率を考慮することによっては、その加工時
点での加工状態が速やかに知れるものである。また、あ
るいは加工領域にガスを吹き付けスパッタ粒子をガス化
する場合は、加工穴側面へのスパッタ粒子の付着を防止
し得、したがって、そこ側面からは良好なSEM像が得ら
れることで、断面構造が良好に把握され得るものであ
る。
Under the control of the beam scanning switching control means, the focused ion beam from the focused ion beam generating means and the electron beam from the electron beam generating means alternately irradiate and scan the sample or the workpiece, It is intended to monitor a processing state while processing a workpiece. During processing by the focused ion beam, a SIM image is detected depending on the secondary charged particles (for example, secondary electrons) detected by the secondary charged particle detecting means, and a secondary charged particle is irradiated and scanned by the electron beam. Depending on the secondary electrons detected by the particle detection means, SEM images are displayed on the monitor. Depending on the relative positional relationship between these images and the display magnification, the processing at the time of processing may be possible. The state is immediately known. Also, when gas is blown into the processing area to gasify the sputtered particles, it is possible to prevent the sputtered particles from adhering to the side surface of the processing hole, and therefore, a good SEM image can be obtained from the side surface, so that the cross-sectional structure can be improved. Can be satisfactorily grasped.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を第1図から第21図により説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 21.

先ず本発明に係る集束イオンビーム加工装置について
説明すれば、第1図はその一例での構成を示したもので
ある。図示のようにメインチャンバ1にはゲートバルブ
2を介しロードロックチャンバ3が設けられており、メ
インチャンバ1はバルブ4を介し真空ポンプにより排気
され、ロードロックチャンバ3もまた真空ポンプにより
バルブ5を介し排気されたものとなっている。
First, a focused ion beam processing apparatus according to the present invention will be described. FIG. 1 shows an example of the configuration. As shown, the main chamber 1 is provided with a load lock chamber 3 via a gate valve 2. The main chamber 1 is evacuated by a vacuum pump via a valve 4, and the load lock chamber 3 is also operated by a vacuum pump to open a valve 5. It has been exhausted through.

さて、メインチャンバ1には基本的にイオンビーム鏡
筒10、電子ビーム鏡筒11、2次電子ディテクタ12および
試料ステージ13が設けられるようになっている。このう
ちイオンビーム鏡筒10には液体金属イオン源14、イオン
ビーム集束用静電レンズ系15、ブランキング電極16、ブ
ランキングアパーチャ17および偏向制御電極18が設けら
れており、上記各々の電極には必要な電圧が外部から印
加されるようになっている。また、電子ビーム鏡筒11は
通常の走査電子顕微鏡(SEM)に用いられているものと
同様なものであり、レンズ系やブランキング電極,偏向
制御電極等によって試料19上に焦点を結んだ状態で試料
19上を電子ビーム21によって走査するが、イオンビーム
20が照射されている間電子ビーム21はブランキングされ
るようになっている。
The main chamber 1 is basically provided with an ion beam column 10, an electron beam column 11, a secondary electron detector 12, and a sample stage 13. Among them, the ion beam column 10 is provided with a liquid metal ion source 14, an electrostatic lens system 15 for focusing an ion beam, a blanking electrode 16, a blanking aperture 17, and a deflection control electrode 18. The required voltage is externally applied. The electron beam column 11 is similar to that used in a normal scanning electron microscope (SEM), and is focused on a sample 19 by a lens system, a blanking electrode, a deflection control electrode, and the like. In the sample
19 is scanned by the electron beam 21 but the ion beam
The electron beam 21 is blanked during the irradiation of 20.

ところで、試料ステージ13上に載置された試料19上へ
のイオンビーム20照射点の近傍には電子ビーム21がイオ
ンビーム20とはそのビーム軸方向を異にして照射される
必要があるが、このため電子ビーム鏡筒11はメインチャ
ンバ1に対しその電子ビーム軸位置が調整可として取付
けされている。
By the way, in the vicinity of the irradiation point of the ion beam 20 on the sample 19 placed on the sample stage 13, the electron beam 21 needs to be irradiated with the beam axis direction different from that of the ion beam 20, For this reason, the electron beam column 11 is attached to the main chamber 1 so that the position of the electron beam axis is adjustable.

第2図は電子ビーム軸位置の粗調整を行なうための電
子ビーム鏡筒取付け方法の一例を示したものである。チ
ャンバ外壁30上に取付けされたフランジ31に対し、電子
ビーム鏡筒11が取付けされたベローズ付フランジ32がそ
のフランジ31面上を滑動可として取付けされたものとな
っている。フランジ31の上面に互いに直交して取付けら
れた2つのマイクロメータヘッド33によって、電子ビー
ム鏡筒11は真空を破ることなくその軸位置が調整可能と
なっているものである。また、電子ビーム照射位置の精
調整は、例えばイオンビームを走査することなく試料上
の一点に照射しスポット加工を行ない、次いでその試料
を電子ビームで走査しSEM像を得るようにするが、SEM像
の中央にそのスポット加工穴が位置すべく電子ビーム偏
向電圧を微調整すればよい。
FIG. 2 shows an example of a method of attaching an electron beam column for coarsely adjusting the position of the electron beam axis. A bellows-equipped flange 32 to which the electron beam column 11 is attached is slidably attached on the flange 31 surface to a flange 31 attached on the chamber outer wall 30. The two micrometer heads 33 mounted orthogonal to each other on the upper surface of the flange 31 allow the axial position of the electron beam column 11 to be adjusted without breaking vacuum. The fine adjustment of the electron beam irradiation position is performed, for example, by irradiating one point on a sample without scanning with an ion beam to perform spot processing, and then scanning the sample with an electron beam to obtain a SEM image. The electron beam deflection voltage may be finely adjusted so that the spot processing hole is located at the center of the image.

さて、第3図に示すように電子ビーム21がイオンビー
ム20に対しある角度θをもつように電子ビーム鏡筒11は
設置されるが、その角度θはイオンビーム20で加工され
た穴40の側壁41に電子ビーム21が照射されるべく設定さ
れるようになっている。電子ビーム21は図示のように、
穴40開口部を含むように広い幅bで穴40とその周辺をス
キャンすることで、穴40の側壁形状情報などを含む加工
状態情報がSEM像として得られるものである。このSEM像
を得るための2次電子ディテクタ12は穴40の側壁41から
発生される2次電子42を捉えるべく設置されるが、この
ことは第4図に示すように、2次電子ディテクタ12をイ
オンビームで加工中の穴40の側面のうち、電子ビーム照
射面を直視する側に設ければよいことを示唆している。
結局2次電子ディテクタ12は電子ビーム鏡筒11側に設置
されることになる。しかし、第5図に示すように、2次
電子ディテクタ12を、加工穴側壁を直視しないような位
置に置かざるを得ない場合には、2次電子ディテクタ12
の前面に正電位を持つ電極43を設けることで、側壁から
の二次電子を捉えるようにすればよい。以上のようにし
て2次電子ディテクタ12によって捉えられた2次電子は
イメージ制御器56によりモニタ57にSEM像として表示さ
れることになるものである。イメージ制御器56では電子
ビーム21をブランキングしてイオンビーム20を試料19に
照射している場合には、イオンビーム20による2次電子
を2次電子ディテクタ12により捉えることによって、SI
M像をモニタ57に表示し得るものとなっている。なお、
試料ステージ13はロードロックチャンバ3とメインチャ
ンバ1間を試料19を保持して移動するが、試料19上の加
工位置を定めるべくx,y方向に移動可となっている。望
ましくは更にZ軸(イオンビーム軸),X軸,Y軸回りに回
転し得れば好都合となっている。
Now, as shown in FIG. 3, the electron beam column 11 is set so that the electron beam 21 has a certain angle θ with respect to the ion beam 20. The side wall 41 is set to be irradiated with the electron beam 21. The electron beam 21 is, as shown,
By scanning the hole 40 and its periphery with a wide width b so as to include the opening of the hole 40, processing state information including side wall shape information of the hole 40 can be obtained as an SEM image. The secondary electron detector 12 for obtaining this SEM image is installed so as to capture the secondary electrons 42 generated from the side wall 41 of the hole 40. This is because as shown in FIG. Is suggested to be provided on the side of the side of the hole 40 being processed by the ion beam, where the electron beam irradiation surface is directly viewed.
Eventually, the secondary electron detector 12 is installed on the electron beam column 11 side. However, as shown in FIG. 5, when the secondary electron detector 12 has to be placed at a position where the side wall of the machined hole is not directly seen, the secondary electron detector 12 is required.
By providing an electrode 43 having a positive potential on the front surface of the substrate, secondary electrons from the side wall may be captured. The secondary electrons captured by the secondary electron detector 12 as described above are to be displayed as an SEM image on the monitor 57 by the image controller 56. When the sample 19 is irradiated with the ion beam 20 by blanking the electron beam 21 in the image controller 56, the secondary electrons generated by the ion beam 20 are captured by the secondary electron detector 12, and the SI
An M image can be displayed on the monitor 57. In addition,
The sample stage 13 moves between the load lock chamber 3 and the main chamber 1 while holding the sample 19, and is movable in the x and y directions to determine a processing position on the sample 19. Desirably, it would be advantageous if it could be further rotated about the Z axis (ion beam axis), X axis, and Y axis.

上記構成の装置を用いイオンビームによって穴加工を
行ないつつ、その穴形状,深さ情報を得るための制御装
置58について説明すれば、第6図にイオンビームによる
被加工領域50と、電子ビームによって走査される観察領
域51の一例を示す。イオンビームにより領域50を一面ス
キャンする毎に電子ビームで加工形状を観察する場合で
のビームスキャンの制御の例を第7図に示す。第7図で
はビームのx軸方向でのスキャンについては自明である
ために図示省略しているが、イオンビームがy方向に一
回スキャンする間、電子ビームはブランキングされるよ
うになっている。イオンビームのスキャンが終了する
と、電子ビームのブランキングが解かれ電子ビームによ
るy方向スキャンが行なわれるものとなっている。この
間イオンビームはブランキングされているわけである。
A description will be given of a control device 58 for obtaining hole shape and depth information while performing hole processing with an ion beam using the apparatus having the above-described configuration. FIG. 5 shows an example of an observation area 51 to be scanned. FIG. 7 shows an example of beam scanning control in the case of observing the processing shape with an electron beam every time the region 50 is scanned one surface by an ion beam. Although the scanning of the beam in the x-axis direction is not shown in FIG. 7 because it is obvious, the electron beam is blanked while the ion beam scans once in the y-direction. . When the scanning of the ion beam is completed, the blanking of the electron beam is released and the scanning in the y direction by the electron beam is performed. During this time, the ion beam is blanked.

以上述べたイオンビームと電子ビームの切替タイミン
グは、イオンビームによる加工条件により様々に変更す
ることが望ましく、例えば、イオンビームを極めて高速
にスキャンし、加工領域を一面スキャンする間に僅かし
か加工しない条件で加工する場合は、イオンビームによ
って被加工領域50を複数回スキャンする度に電子ビーム
による観察を行なえばよい。逆に後述するように、極め
て遅いスキャンで加工する場合は、一回に加工される量
が多いことから、このような場合にはイオンビームをx
軸方向に一回ないし数回スキャンする度に、電子ビーム
によって観察領域51を1回スキャンすればよい。更にイ
オンビームのスキャンが遅い場合は、イオンビームのx
軸方向へのスキャンが少し進む毎に、電子ビームによる
スキャンを行なってもよい。第1図に示すイオンビーム
・ブランキング制御器53、イオンビーム・スキャニング
制御器52、電子ビーム・ブランキング制御器55および電
子ビーム・スキャニング制御器54では制御装置58からの
タイミング指令によって、所望にスキャン制御、ブラン
キグ制御を行なっているものである。なお、ビームのス
キャン制御は第7図に示した鋸歯状波によるアナログ的
なスキャンに限られるわけではなく、照射位置座標を次
々と指定してビームを移動させるデジタル的スキャンに
よる場合でも、同様なスキャンが可能となっている。
The switching timing between the ion beam and the electron beam described above is desirably changed in various ways depending on the processing conditions by the ion beam. For example, the ion beam is scanned at a very high speed, and only a small amount of processing is performed during the scanning of the processing area. In the case of processing under the condition, observation by an electron beam may be performed every time the processing area 50 is scanned a plurality of times by an ion beam. Conversely, as will be described later, when processing is performed with an extremely slow scan, the amount processed at one time is large.
Each time scanning is performed once or several times in the axial direction, the observation region 51 may be scanned once by the electron beam. If the scanning of the ion beam is further slow, the x
Scanning by an electron beam may be performed each time scanning in the axial direction proceeds a little. The ion beam blanking controller 53, the ion beam scanning controller 52, the electron beam blanking controller 55, and the electron beam scanning controller 54 shown in FIG. Scan control and blanking control are performed. Note that the beam scan control is not limited to the analog scan using the sawtooth wave shown in FIG. 7, but the same applies to the digital scan in which the irradiation position coordinates are sequentially specified and the beam is moved. Scanning is possible.

ところで、試料19が半導体LSIのように表面が絶縁物
でおおわれている場合は、イオンビーム20による加工で
チャージアップが生じるが、このような場合には試料19
に電子を照射し試料19表面での正電荷を中和する方法が
採られる。このため第1図に示すように、電子シャワ銃
60がメインチャンバ1に設けられている。これから発生
する電子はSEM像観察にとってはノイズとなることか
ら、電子シャワ銃60を用いる場合はブランキング制御器
59により第7図に示すイオンビーム・ブランキング信号
と同一タイミングで電子シャワにもブランキングがかけ
られるようになっている。
By the way, when the surface of the sample 19 is covered with an insulator like a semiconductor LSI, charge-up occurs by processing with the ion beam 20, but in such a case, the sample 19 is charged.
Of the sample 19 to neutralize the positive charge on the surface of the sample 19. For this reason, as shown in FIG.
60 is provided in the main chamber 1. Since the electrons generated from this will be noise for SEM image observation, when using the electron shower gun 60, a blanking controller
59 allows the electronic shower to be blanked at the same timing as the ion beam blanking signal shown in FIG.

以上の構成の装置を用い試料19をイオンビーム20で加
工しつつ、電子ビーム21で加工穴形状を観察すると、順
次第8図(a),(b),(c)に示すようなSEM像が
得られるが、SEM像の倍率Mと電子ビーム21のイオンビ
ーム20に対する角度θが予め知れているので、第8図
(d)に示すように、穴40の深さDは以下のように求め
られることになる。
When processing the sample 19 with the ion beam 20 and observing the processing hole shape with the electron beam 21 using the apparatus having the above configuration, the SEM images as shown in FIGS. 8 (a), (b) and (c) are sequentially obtained. Since the magnification M of the SEM image and the angle θ of the electron beam 21 with respect to the ion beam 20 are known in advance, the depth D of the hole 40 is determined as shown in FIG. Will be required.

D=H/sinθ=Y/(Msinθ) ……(1) 但し、側壁41の傾きは十分小さくイオンビーム20とほ
ぼ平行であると仮定した。
D = H / sinθ = Y / (Msinθ) (1) However, it is assumed that the inclination of the side wall 41 is sufficiently small and substantially parallel to the ion beam 20.

したがって、SEM像より画面上の深さYを測定するこ
とによって実際の加工深さが知れるので、加工深さは高
い精度で得られるものである。
Therefore, since the actual processing depth can be known by measuring the depth Y on the screen from the SEM image, the processing depth can be obtained with high accuracy.

イオンビーム20が細くスパッタされた物質の側壁への
再付着が少ない場合は、第8図(d)に示すように側壁
41はイオンビーム20とほぼ平行になる。しかし、イオン
ビーム20が太い場合にはビーム電流分布の据が長くなり
側壁41がだれるようになる。イオンビーム径の大きさに
拘わらず加工条件や加工対象、加工深さによって加工穴
底面からスパッタされた物質の側壁への再付着が多い場
合には側壁の傾きが大きくなる場合がある。このような
場合にも式(1)によるとすれば加工深さDに誤差が生
じることになる。この点を改善すべく第9図に示す加工
装置ではイメージ制御器56に2つのモニタ57,57′が収
容されたものとなっている。モニタ57はイオンビーム20
によるSIM像を、また、モニタ57′は電子ビーム21によ
るSEM像を表示するために設けられたものである。した
がって、モニタ57′には加工穴を斜め上方から見た像
が、モニタ57には加工穴を真上から見た像を表示される
ことになる。具体的には第10図に示すように、加工穴40
はその側壁41が斜度αの四角錐台であるとして、モニタ
57′には加工穴40を角度θ方向から見たSEM像60′が、
また、モニタ57には加工穴40を真上から見たSIM像60が
表示されるものである。よって、これら2つの像を用い
れば、幾何学的な関係から側壁41の傾きαが大きい場合
でも、加工穴40の深さDを正しく求めることが可能とな
る。
If the ion beam 20 has a small amount of reattachment to the side wall of the sputtered material, the side wall as shown in FIG.
41 is substantially parallel to the ion beam 20. However, when the ion beam 20 is thick, the beam current distribution becomes longer, and the side wall 41 becomes loose. Regardless of the ion beam diameter, depending on the processing conditions, the processing target, and the processing depth, the inclination of the side wall may increase if the sputtered material from the bottom of the processing hole is re-adhered to the side wall. Even in such a case, according to the equation (1), an error occurs in the processing depth D. In order to improve this point, in the processing apparatus shown in FIG. 9, two monitors 57 and 57 'are accommodated in the image controller 56. Monitor 57 is ion beam 20
And a monitor 57 'is provided for displaying an SEM image by the electron beam 21. Accordingly, an image of the processing hole viewed from obliquely above is displayed on the monitor 57 ', and an image of the processing hole viewed from directly above is displayed on the monitor 57. Specifically, as shown in FIG.
Indicates that the side wall 41 is a truncated pyramid with a slope α
57 ′ has an SEM image 60 ′ of the machined hole 40 viewed from the angle θ direction,
The monitor 57 displays a SIM image 60 of the processing hole 40 as viewed from directly above. Therefore, if these two images are used, it is possible to correctly obtain the depth D of the machined hole 40 even when the inclination α of the side wall 41 is large due to a geometric relationship.

即ち、H=Dtanα、H′=Dsin(α+θ)/cosαであ
るとして、 H/H′=sinα/sin(α+θ)=Kとおけば、tanαはtan
α=Ksinθ/(1−Kcosθ)として表現されることか
ら、Dは以下のように求められるものである。
That is, assuming that H = Dtanα and H ′ = Dsin (α + θ) / cosα, if H / H ′ = sinα / sin (α + θ) = K, tanα becomes tan
Since D is expressed as α = K sin θ / (1−K cos θ), D is obtained as follows.

D=H/tanα =(1−Kcosθ)/(Ksinθ) ……(2) このように、2つの像60,60′から求めたH,H′と電子
ビームの傾き角θより加工穴の深さDが式(2)により
求められるが、この計算は第11図に示すように、モニタ
57,57′各々に対応する表示画面60,60′にそれぞれカー
ソルを出す機能を設け、カーソルが設定された座標Y1
〜Y4を読みとったうえこれを画像倍率M1,M2で割るこ
とでH′,Hを求めた後は、式(2)を実現するソフトウ
ェア機能によって、自動的に加工深さDが求められるも
のとなっている。なお、モニタは必ずしも2台必要では
なく第12図に示すように、イオンビームスキャン信号と
電子ビームスキャン信号を切替えする機構62をイメージ
制御器56内に設け、1台のモニタ57にSEM像とSIM像を切
替表示してもよい。また、1つの表示画面を分割しSEM
像とSIM像を同時に表示してもよい。また、SEM像とSIM
像の倍率は必ずしも同一である必要はなくそれぞれの倍
率に応じて第11図に示す計算式に従って、それぞれの倍
率M1,M2で表示画面からよんだ寸法Y1〜Y4を除すれば
よい。
D = H / tanα = (1−Kcosθ) / (Ksinθ) (2) As described above, the depth of the processed hole is obtained from H, H ′ obtained from the two images 60 and 60 ′ and the inclination angle θ of the electron beam. D is obtained by equation (2), and this calculation is performed as shown in FIG.
A function for displaying a cursor on each of the display screens 60, 60 'corresponding to the respective 57, 57' is provided, and the coordinates Y 1 at which the cursor is set are set.
After reading Y 4 and dividing H 4 and H ′ by dividing the image by the image magnifications M 1 and M 2 , the machining depth D is automatically determined by the software function that realizes the equation (2). It is something that can be done. Note that two monitors are not necessarily required, and a mechanism 62 for switching between an ion beam scan signal and an electron beam scan signal is provided in the image controller 56 as shown in FIG. The SIM image may be switched and displayed. In addition, one display screen is divided and SEM
The image and the SIM image may be displayed simultaneously. Also, SEM image and SIM
The magnification of the images does not necessarily have to be the same, and according to the calculation formula shown in FIG. 11 according to each magnification, if the dimensions Y 1 to Y 4 read from the display screen are divided by the respective magnifications M 1 and M 2. Good.

ところで、加工時に太い径のイオンビーム20を用いて
いる場合、SIM像の解像度が悪化するばかりか、大イオ
ンビーム流によってチャージアップが生じるが、このよ
うな場合には第13図(a)に示すように、太い径のイオ
ンビーム20での加工を行ない、とりあえず必要に応じ電
子シャワー65をかけるようにし、この加工途中で必要に
応じ第13図(b),(c)に示すようにビーム径を大か
ら小に切替して、イオンビーム加工を電子シャワー65を
かけることなく行ない高い解像度のSIM像を得るととも
に、イオンビーム20をブランキングした状態では電子ビ
ーム21をスキャンすることでSEM像を得るといった対策
が採れる。必要に応じイオンビーム径の切替を行なうわ
けであるが、ビーム径切替機構は公知であり、例えば第
14図に示すように、イオン光学系15の途中に異なった系
をもつ2つの穴が穿設された可動板66を設け、真空外よ
り真空フィードスルー67を介しアクチュエータ68で可動
板66を所定位置に移動せしめることで、イオンビーム径
を制限するといったものが知られている。これによる場
合第15図(a),(b)に示すように、アパーチャとし
ての2つの穴69,70がイオンビーム軸71に対しそれぞれ
異ったずれを持つ可能性があるので、ビーム径の切替に
伴いイオンビームの焦点や照射位置が所望位置よりずれ
ることになる。これに対して第16図に示すように、それ
ぞれのビーム径に応じた最適のレンズ電圧とビーム照射
位置ずれを補正するためのシフト電圧を予め記憶してお
き、ビーム径を切替した際に、コントローラが必要な電
圧を選択してビーム光学系に印加すればよい。
By the way, when the ion beam 20 having a large diameter is used at the time of processing, not only the resolution of the SIM image deteriorates, but also the charge-up occurs due to the large ion beam flow. In such a case, FIG. As shown in the figure, processing with the ion beam 20 having a large diameter is performed, and an electron shower 65 is applied as needed, and if necessary, during this processing, as shown in FIGS. 13 (b) and 13 (c). By switching the diameter from large to small, ion beam processing is performed without applying an electron shower 65 to obtain a high-resolution SIM image, and when the ion beam 20 is blanked, the electron beam 21 is scanned to scan the SEM image. Measures such as obtaining Switching of the ion beam diameter is performed as necessary. A beam diameter switching mechanism is known, for example,
As shown in FIG. 14, a movable plate 66 having two holes having different systems is provided in the middle of the ion optical system 15, and the movable plate 66 is predetermined by an actuator 68 from outside the vacuum through a vacuum feedthrough 67. It is known to limit the diameter of an ion beam by moving it to a position. In this case, as shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b), there is a possibility that the two holes 69 and 70 as apertures have different shifts with respect to the ion beam axis 71. With the switching, the focal point and the irradiation position of the ion beam are shifted from the desired position. On the other hand, as shown in FIG. 16, the optimal lens voltage according to each beam diameter and the shift voltage for correcting the beam irradiation position shift are stored in advance, and when the beam diameter is switched, The controller may select the required voltage and apply it to the beam optical system.

第17図は2種類のSEM像を得るための加工装置の構成
を示したものであり、SEM観察用に2本の電子ビーム鏡
筒11,11′がその軸方向を異にして設けられたものとな
っている。何れの電子ビーム鏡筒11,11′からも同一被
観察面に電子ビームを照射し得、2次電子ディテクタ12
ではその被観察面からの2次電子を受け得るように設け
られたものとなっている。よって、概ね2本の電子ビー
ム鏡筒11,11′と1本の2次電子ディテクタ12は加工穴
の同じ側に配置されるようになっている。このように電
子ビーム鏡筒が設けられるのは、SIM像の解像度が良好
でなく加工穴の深さ精度良好に求められない場合であっ
ても、2種類のSEMより加工穴の深さを精度良好に求め
ることが可能となるからである。
FIG. 17 shows the configuration of a processing apparatus for obtaining two types of SEM images, in which two electron beam columns 11, 11 'are provided in different axial directions for SEM observation. It has become something. The same observation surface can be irradiated with an electron beam from any one of the electron beam columns 11 and 11 ', and the secondary electron detector 12
Is provided so as to receive secondary electrons from the surface to be observed. Therefore, approximately two electron beam columns 11, 11 'and one secondary electron detector 12 are arranged on the same side of the processing hole. The electron beam column is provided in this way even if the resolution of the SIM image is not good and the depth accuracy of the drilled hole cannot be obtained with good accuracy, the depth of the drilled hole can be determined with two types of SEM. This is because it is possible to obtain a good result.

最後にLSI等の断面層を観察する場合について説明す
れば、イオンビームで穴加工を行なう際、第18図(a)
に示すように送り80の速度が大であるとビームの中心か
ら四方に粒子がスパッタされ、スパッタされた粒子が側
壁41に再付着するようになる。したがって、この再付着
によって側壁41からの試料断面の観察は妨げられること
になる。しかし、第18図(b)に示すようにイオンビー
ム20の送り80の速度が遅い場合は、スパッタ粒子は送り
と逆方向側に飛散されることになる。そこで第19図に示
すように、送り終了の度に、次送り開始位置を送り終了
位置側に僅かづつ近づけるといった具合にして、複数回
に亘って遅い送りが繰返される場合は、図示の如く形状
に穴が加工されることが既に知られており、図示の例で
は左側の側壁41にはスパッタ粒子の再付着が少なく断面
観察に適した面となっている。よって、第20図に示すよ
うに、試料19の矢印82に沿った位置での断面を観察する
場合は、長さ83だけ離れた位置を初期送り開始位置とし
て、遅い送りが終了する度に、電子ビーム21を斜め上方
からその側壁41に照射し、SEM像を得るようにすればよ
い。
Finally, the case of observing a cross-sectional layer of an LSI or the like will be described. When drilling holes with an ion beam, FIG.
As shown in (1), when the speed of the feed 80 is high, particles are sputtered from the center of the beam in all directions, and the sputtered particles adhere to the side wall 41 again. Therefore, observation of the sample cross section from the side wall 41 is hindered by the reattachment. However, when the speed of the feed 80 of the ion beam 20 is low as shown in FIG. 18 (b), the sputtered particles are scattered in the opposite direction to the feed. Therefore, as shown in FIG. 19, at the end of each feed, the next feed start position is slightly moved closer to the feed end position side, and when the slow feed is repeated a plurality of times, the shape as shown in the drawing is used. It is already known that a hole is machined. In the illustrated example, the left side wall 41 has a surface suitable for cross-sectional observation with little reattachment of sputtered particles. Therefore, as shown in FIG. 20, when observing a cross section of the sample 19 at a position along the arrow 82, a position separated by a length 83 is set as an initial feed start position, and every time the slow feed ends, The electron beam 21 may be applied to the side wall 41 from obliquely above to obtain an SEM image.

一方、これとは別に第1図などに示すように、メイン
チャンバ1内にガス吹付けノズル90を設けるようにして
もよい。その際イオン源14,イオン光学系15をガスから
保護すべくオリフィス91によりイオンビーム鏡筒10はメ
インチャンバ1とへだてられており、イオンビーム鏡筒
10の内部は真空ポンプにより差動排気されるようになっ
ている。
On the other hand, as shown in FIG. 1 and the like, a gas spray nozzle 90 may be provided in the main chamber 1. At this time, the ion beam column 10 is extended to the main chamber 1 by the orifice 91 to protect the ion source 14 and the ion optical system 15 from gas.
The inside of 10 is differentially evacuated by a vacuum pump.

第21図に示すように、イオンビーム20による加工にお
いて、SiO2加工に対してはSF6,XeF等フッ素を含むガス9
2を、また、Al加工に対してはCl2,BCl3等塩素を含むも
のをガス吹付けノズル90より吹付けするようにすれば、
スパッタ粒子は化学反応によってそれぞれフッ化シリコ
ン,塩化アルミといった気体93に変化することになる。
このため側壁41へのスパッタ粒子の再付着は殆ど発生せ
ず、良好な断面を確保することが可能となる。SiO2とAl
との層構造を持つLSI等の試料に対しては、加工中の材
質に適したガスを選んで吹付けするか、あるいは混合ガ
スを吹付けすればよい。
As shown in FIG. 21, in the processing by the ion beam 20, a gas 9 containing fluorine such as SF 6 or XeF is used for the SiO 2 processing.
2 and, for Al processing, a gas containing chlorine such as Cl 2 or BCl 3 is blown from the gas blowing nozzle 90.
The sputtered particles are changed into gases 93 such as silicon fluoride and aluminum chloride by a chemical reaction.
Therefore, reattachment of sputtered particles to the side wall 41 hardly occurs, and a good cross section can be secured. SiO 2 and Al
For a sample such as an LSI having such a layer structure, a gas suitable for the material being processed may be selected and sprayed, or a mixed gas may be sprayed.

以上本発明を説明したが、2次荷電粒子ディテクタと
して2次電子ディテクタが用いられているが、これは2
次イオンディテクタや、一次イオン、一次電子により発
生するX線,蛍光等を検出するディテクタであってもよ
い。また、イオン源として液体金属イオン源が用いられ
ているが、これはガスフェーズイオン源やプラズマイオ
ン源であってもよい。
Although the present invention has been described above, a secondary electron detector is used as a secondary charged particle detector.
It may be a secondary ion detector or a detector that detects X-rays, fluorescence, and the like generated by primary ions and primary electrons. Although a liquid metal ion source is used as the ion source, it may be a gas phase ion source or a plasma ion source.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明によれば、試料あるいは被
加工物を集束イオンビームによって加工中であっても、
試料あるいは被加工物を移動させることなく加工穴につ
いてのSEM像が得られることから、イオンプロセスでの
加工深さモニタや加工穴底面形状の観察が速やかに行な
い得るといった効果がある。
As described above, according to the present invention, even if a sample or a workpiece is being processed by a focused ion beam,
Since an SEM image of a machined hole can be obtained without moving a sample or a workpiece, there is an effect that a machining depth monitor in an ion process and observation of a machined hole bottom shape can be quickly performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明に係る集束イオンビーム加工装置の一
例での構成を示す図、第2図は、軸位置が調整可とされ
た電子ビーム鏡筒のメインチャンバへの取付方法を示す
図、第3図は、電子ビーム軸とイオンビーム軸との関係
を示す図、第4図は、2次電子ディテクタの設置の仕方
を示す図、第5図は、2次電子ディテクタの他の設置態
様を示す図、第6図は、イオンビームによるスキャン領
域と電子ビームによるそれとの関係を示す図、第7図
は、イオンビーム、電子ビームに対するスキャン制御の
例を示す図、第8図(a)〜(d)は、SEM像より加工
深さを求めるための方法を示す図、第9図は、他の例で
の本発明に係る集束イオンビーム加工装置の構成を示す
図、第10図は、SEM像とSIM像より加工深さを求めるため
の方法を示す図、第11図は、その場合での加工深さを自
動的に求める方法を示す図、第12図は、1つのモニタに
てSEM像とSIM像を切替表示するための方法を示す図、第
13図(a)〜(c)は、イオンビーム径が大である場合
でのイオンビーム照射方法を説明するための図、第14図
は、イオンビームの径切替機構を示す図、第15図
(a),(b)は、イオンビームの径切替に際しアパー
チャ中心とイオンビーム軸との間にずれが生じることを
説明するための図、第16図は、イオンビームの焦点や照
射位置のずれ補正方法を説明するための図、第17図は、
他の例での本発明に係る集束イオンビーム加工装置の構
成を示す図、第18図(a),(b)は、イオンビームの
送り速度の違いによる粒子のスパッタ方向を説明するた
めの図、第19図は、イオンビームの送り速度が遅い場合
での穴加工形状を示す図、第20図は、断面を観察する場
合での加工方法を説明するための図、第21図は、スパッ
タ粒子のガスによる気体化を説明するための図である。 符号の説明 1……メインチャンバ、3……ロードロックチャンバ、
10……イオンビーム鏡筒、11,11′……電子ビーム鏡
筒、12……二次電子ディテクタ、13……試料ステージ、
53,55,59……ブランキング制御器、52,54……スキャン
制御器、56……イメージ制御器、57,57′……モニタ、6
0……電子シャワ銃、90……ガス吹付けノズル。
FIG. 1 is a view showing a configuration of an example of a focused ion beam processing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a view showing a method of mounting an electron beam barrel having an adjustable axial position to a main chamber. , FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an electron beam axis and an ion beam axis, FIG. 4 is a diagram showing how to install a secondary electron detector, and FIG. 5 is another installation of a secondary electron detector. FIG. 6 is a diagram showing an aspect, FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a scan area by an ion beam and that by an electron beam, FIG. 7 is a diagram showing an example of scan control for an ion beam and an electron beam, and FIG. ) To (d) are views showing a method for obtaining a processing depth from an SEM image, FIG. 9 is a view showing a configuration of a focused ion beam processing apparatus according to the present invention in another example, and FIG. Is a diagram showing a method for obtaining the processing depth from the SEM image and the SIM image, FIG. FIG. 12 is a diagram showing a method for automatically obtaining a machining depth in that case, FIG. 12 is a diagram showing a method for switching and displaying an SEM image and a SIM image on one monitor,
13 (a) to 13 (c) are views for explaining an ion beam irradiation method when the ion beam diameter is large, FIG. 14 is a view showing a diameter switching mechanism of the ion beam, and FIG. (A) and (b) are diagrams for explaining that a shift occurs between the center of the aperture and the ion beam axis when the diameter of the ion beam is switched, and FIG. 16 is a diagram illustrating a shift in the focus and irradiation position of the ion beam. A diagram for explaining the correction method, FIG.
FIGS. 18 (a) and 18 (b) are diagrams showing the configuration of a focused ion beam processing apparatus according to the present invention in another example, and FIGS. 18 (a) and 18 (b) are diagrams for explaining the sputter direction of particles due to the difference in ion beam feed speed. FIG. 19 is a diagram showing a hole machining shape when the feed speed of the ion beam is low, FIG. 20 is a diagram for explaining a machining method when observing a cross section, and FIG. It is a figure for explaining gasification of particles by gas. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main chamber, 3 ... Load lock chamber,
10 ... Ion beam column, 11,11 '... Electron beam column, 12 ... Secondary electron detector, 13 ... Sample stage,
53, 55, 59 ... Blanking controller, 52, 54 ... Scan controller, 56 ... Image controller, 57, 57 '... Monitor, 6
0 ... Electronic shower gun, 90 ... Gas spray nozzle.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋瀬 朗 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 高橋 貴彦 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日 立製作所デバイス開発センタ内 (56)参考文献 特開 昭58−164135(JP,A) 特開 昭61−248346(JP,A) 特開 昭59−208830(JP,A) 特開 平1−180791(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akira Shimase 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside of Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-58-164135 (JP, A) JP-A-61-248346 (JP, A) JP-A-59-208830 (JP, A) JP-A-1-180791 (JP, A)

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】真空雰囲気中で移動可能で加工又は観察の
ために位置決めされたステージ上に載置された被加工物
の被加工領域に集束イオンビームを照射走査して前記被
加工領域を加工し、前記集束イオンビームの照射を停止
させて前記被加工領域の加工を停止し、該集束イオンビ
ームの照射を停止させた状態で前記被加工領域の表面に
対する前記集束イオンビームの照射方向に対して異なる
方向から前記被加工領域より細く絞った集束電子ビーム
を前記被加工領域とその近傍領域とからなる観察領域に
照射走査し、前記集束電子ビームの照射走査によって前
記観察領域から発生する2次電子を検出して前記観察領
域のSEM像を表示することを特徴とする集束イオンビー
ム加工方法。
1. A processing area of a workpiece mounted on a stage movable for processing or observation in a vacuum atmosphere is irradiated with a focused ion beam and scanned to process the processing area. Then, the irradiation of the focused ion beam is stopped to stop the processing of the processing target region, and the irradiation direction of the focused ion beam with respect to the surface of the processing target region in a state where the irradiation of the focused ion beam is stopped. A focused electron beam narrowed down from the processing region from a different direction is irradiated and scanned on an observation region composed of the processing region and a region in the vicinity thereof, and a secondary beam generated from the observation region by the irradiation scanning of the focused electron beam. A focused ion beam processing method comprising detecting electrons and displaying an SEM image of the observation region.
【請求項2】真空雰囲気中で移動可能で加工又は観察の
ために位置決めされたステージ上に載置された被加工物
の被加工領域に集束イオンビームを照射走査して前記被
加工領域を加工し、該加工の途中において前記集束イオ
ンビームの照射を停止させ、該停止させた状態で前記被
加工領域の表面に対する前記集束イオンビームの照射方
向に対して異なる方向から前記被加工領域より細く絞っ
た集束電子ビームを前記被加工領域とその近傍領域とか
らなる観察領域は照射走査し、前記集束電子ビームの照
射走査によって前記観察領域から発生する2次電子を検
出して前記観察領域のSEM像を表示し、該表示したSEM像
に基づいて前記集束イオンビームを再度前記被加工領域
に照射走査して加工を行うことを特徴とする集束イオン
ビーム加工方法。
2. A process for irradiating a focused ion beam onto a work area of a work placed on a stage which is movable in a vacuum atmosphere and is positioned for processing or observation, thereby processing the work area. Then, the irradiation of the focused ion beam is stopped during the processing, and in the stopped state, the focused ion beam is narrowed down from the direction different from the irradiation direction of the focused ion beam to the surface of the processed area. The focused electron beam is irradiated and scanned on the observation region composed of the processed region and the region in the vicinity thereof, and secondary electrons generated from the observation region are detected and scanned by the focused electron beam irradiation scan, and the SEM image of the observation region is detected. And processing is performed by irradiating the focused ion beam onto the processing area again based on the displayed SEM image to perform processing.
【請求項3】真空雰囲気中で移動可能で加工又は観察の
ために位置決めされたステージ上に載置された被加工物
の被加工領域に集束イオンビームを照射走査して前記被
加工領域を加工し、該集束イオンビームの照射走査によ
り前記被加工領域から発生する2次荷電粒子を検出して
前記被加工領域のSIM像を表示し、前記集束イオンビー
ムの前記被加工領域への照射を停止させた状態で前記被
加工領域の表面に対する前記集束イオンビームの照射方
向に対して異なる方向から前記被加工領域より細く絞っ
た集束電子ビームを前記被加工領域とその近傍領域とか
らなる観察領域に照射走査し、前記集束電子ビームの照
射によって前記観察領域から発生する2次電子を検出し
て前記観察領域のSEM像を表示することを特徴とする集
束イオンビーム加工方法。
3. A processing area of a workpiece mounted on a stage which is movable in a vacuum atmosphere and is positioned for processing or observation is irradiated with a focused ion beam and scanned to process the processing area. Then, secondary charged particles generated from the processing area are detected by the irradiation scanning of the focused ion beam, a SIM image of the processing area is displayed, and irradiation of the processing area with the focused ion beam is stopped. In a state where the focused ion beam is irradiated on the surface of the processed region in a different direction with respect to the irradiation direction of the focused ion beam, the focused electron beam is narrowed down from the processed region to an observation region including the processed region and a neighboring region. A focused ion beam processing method, comprising: irradiating and scanning, detecting secondary electrons generated from the observation region by irradiation of the focused electron beam, and displaying an SEM image of the observation region. .
【請求項4】集束イオンビームを照射走査している間、
集束電子ビームをブランキング状態におき、該集束電子
ビームを照射走査している間、前記集束イオンビームを
ブランキング状態におくことを特徴とする請求項1〜3
の何れかに記載の集束イオンビーム加工方法。
4. During the irradiation scan of the focused ion beam,
The focused electron beam is placed in a blanking state, and the focused ion beam is placed in a blanking state during scanning while irradiating the focused electron beam.
The focused ion beam processing method according to any one of the above.
【請求項5】集束イオンビームを、エッチングガスの雰
囲気中で被加工領域に照射走査することを特徴とする請
求項1〜3の何れかに記載の集束イオンビーム加工方
法。
5. The focused ion beam processing method according to claim 1, wherein the focused ion beam is irradiated and scanned on an area to be processed in an atmosphere of an etching gas.
【請求項6】真空雰囲気中で移動可能で加工又は観察の
ために位置決めされたステージ上に載置された被加工物
の被加工領域を集束イオンビームを用いて加工する方法
であって、前記被加工領域に集束イオンビームを照射走
査して前記被加工領域を加工する工程と、前記被加工領
域に電子シャワーを照射する工程と、前記集束イオンビ
ームの照射走査により加工された被加工領域とその近傍
領域とからなる観察領域の表面に、前記被加工領域の表
面に対する前記集束イオンビームの照射方向に対して異
なる方向から前記被加工領域より細く絞った集束電子ビ
ームを照射走査する工程と、前記集束電子ビームの照射
走査により前記観察領域から発生する2次電子を検出し
て前記観察領域のSEM像を表示する工程とを備えたこと
を特徴とする集束イオンビーム加工方法。
6. A method for processing a processing area of a processing object mounted on a stage movable for processing or observation in a vacuum atmosphere using a focused ion beam, the method comprising: A step of irradiating the processed area with a focused ion beam to scan the processed area; a step of irradiating the processed area with an electron shower; and a processing area processed by the focused ion beam irradiation scan. A step of irradiating the surface of the observation region consisting of the vicinity region with a focused electron beam narrower than the processed region from a direction different from the irradiation direction of the focused ion beam to the surface of the processed region, Detecting secondary electrons generated from the observation region by irradiation scanning of the focused electron beam and displaying an SEM image of the observation region. Nbimu processing method.
【請求項7】前記被加工領域に電子シャワーを照射する
工程を、前記被加工領域に集束イオンビームを照射走査
して前記被加工領域を加工する工程中に行うことを特徴
とする請求項6記載の集束イオンビーム加工方法。
7. The step of irradiating the area to be processed with an electron shower during the step of irradiating the area to be processed with a focused ion beam for scanning and processing the area to be processed. The focused ion beam processing method described in the above.
【請求項8】前記集束電子ビームを照射走査する工程
を、前記集束イオンビームの照射走査と前記電子シャワ
ーの照射とを停止させた状態で行うことを特徴とする請
求項6記載の集束イオンビーム加工方法。
8. The focused ion beam according to claim 6, wherein the step of irradiating and scanning the focused electron beam is performed in a state where the scanning of the focused ion beam and the irradiation of the electron shower are stopped. Processing method.
【請求項9】前記集束イオンビームを、エッチングガス
の雰囲気中で前記被加工領域に照射走査することを特徴
とする請求項6記載の集束イオンビーム加工方法。
9. The focused ion beam processing method according to claim 6, wherein the focused ion beam is irradiated and scanned on the region to be processed in an atmosphere of an etching gas.
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