JP3672769B2 - Ｆｉｂ加工方法及びｆｉｂ加工位置の位置決め方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＩＢ（Focused Ion Beam）画像で表面上からは観察不可能な特定箇所の位置決めをしてＦＩＢにより断面加工を行う際のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体チップ上の不具合箇所を特定して、ＦＩＢにより断面加工を行うことにより、不具合箇所を観察することが行われている。図１８〜図２１は従来技術によるＦＩＢ断面の加工方法を示した図である。
【０００３】
図１８は光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で半導体サンプル１中の故障箇所などの特定箇所２を観察した画像である。この画像に基づいて図１９のＦＩＢ像に示すように特定箇所２の近傍に、ＦＩＢによりデポジション膜３として光を透過しないタングステン或いはプラチナ膜を複数個付けてマーキングする。この時、特定箇所２はＦＩＢ画像では観察できない。
【０００４】
次に図２０に示すように光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で再度特定箇所２をデポジション膜３と一緒に観察する。そして、この画像上でデポジション膜３から特定箇所２までの距離を計測し、図２１に示すようなＦＩＢ画像上でその測定値に基づいて断面加工位置４を決定した後、ＦＩＢにより断面加工を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のＦＩＢによる半導体サンプルの加工方法によれば、（１）光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で特定箇所２とデポジション膜３を観察し、その画像からデポジション膜３から特定箇所２までの距離を計測するが、分解能が悪いため、計測誤差が生じてしまい、ＦＩＢでの断面加工位置４が特定箇所２とずれてしまうという問題があり、断面加工の精度が悪化するという問題があった。
【０００６】
（２）特定箇所２の近傍にＦＩＢによりタングステン或いはプラチナのデポジション膜３を複数個付ける際に、誤って特定箇所２上にデポジション膜３を付けた場合、その後、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で特定箇所２を観察することができないため、断面加工位置４を特定することができなくなり、断面加工ができなくなってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述の如き従来の課題を解決するためになされたもので、その目的は、ＦＩＢ画像上で特定箇所の位置を従来よりも精度よく確実に決定することができ、失敗なく精度の高い断面加工を行うことができるＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明の特徴は、ＦＩＢ画像では視認できない半導体サンプルの特定箇所をＦＩＢにより断面加工する際の前記加工位置を決めるＦＩＢ加工位置の位置決め方法において、前記半導体サンプルの特定箇所の直上を含む領域に形成された光を透過する縞状のデポジション膜と前記特定箇所との相対的な位置関係に基づいて、前記特定箇所の断面加工位置を決めることにある。
【００１０】
請求項２の発明の特徴は、ＦＩＢ画像では視認できない半導体サンプルの特定箇所をＦＩＢにより断面加工する際のＦＩＢ加工方法において、前記半導体サンプルの特定箇所の直上を含む領域に縞状の光を透過するデポジション膜をＦＩＢにより形成する工程と、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡を用いて前記縞状の光を透過するデポジション膜と前記特定箇所との相対的な位置関係を決定する工程と、前記決定された前記縞状のデポジション膜と前記特定箇所との相対的な位置関係に基づいて、ＦＩＢ画像上で前記縞状のデポジション膜或いはその間の断面加工位置を決定する工程とを含むことにある。
【００１１】
請求項３の発明の特徴は、ＦＩＢ画像では視認できない半導体サンプルの特定箇所をＦＩＢにより断面加工する際のＦＩＢ加工方法において、前記半導体サンプルの特定箇所の直上を含む領域に縞状の光を透過するデポジション膜をＦＩＢにより形成する工程と、ＥＭＳ或いはＯＢＩＣを用いて前記特定箇所を電気的リークにより発光させ、前記縞状の光を透過するデポジション膜と前記発光した特定箇所との相対的な位置関係を決定する工程と、前記決定された前記縞状のデポジション膜と前記特定箇所との相対的な位置関係に基づいて、ＦＩＢ画像上で前記縞状のデポジション膜或いはその間の断面加工位置を決定する工程とを含むことにある。
【００１２】
請求項４の発明の特徴は、ＦＩＢ画像では視認できない半導体サンプルの特定箇所をＦＩＢにより断面加工する際のＦＩＢ加工方法において、前記半導体サンプルの特定箇所の両側に、この特定箇所を覆うことなく縞状のデポジション膜をＦＩＢにより２箇所形成する工程と、ＥＭＳ或いはＯＢＩＣを用いて前記特定箇所と２箇所の縞状のデポジション膜の輝度グラフを作成する工程と、前記輝度グラフにより前記縞状のデポジション膜と前記特定箇所との相対的な位置関係を決定する工程と、前記決定された前記縞状のデポジション膜と前記特定箇所との相対的な位置関係に基づいて、ＦＩＢ画像上で前記縞状のデポジション膜或いはその間の断面加工位置を決定する工程とを含むことにある。
【００１３】
請求項５の発明の特徴は、前記縞状のデポジション膜を形成する前に、前記特定箇所の周囲の複数箇所にデポジション膜を形成しておき、これら複数箇所のデポジション膜と前記特定箇所との相対位置を決定した後、この相対位置に基づいて、前記縞状のデポジション膜を形成することにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図４は本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第１の実施の形態を示した説明図である。図１は光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡による特定箇所観察例を示した平面図、図２はＦＩＢ画面上でのデポジション膜付け例を示した平面図、図３は光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡の特定箇所再観察例を示した平面図、図４はＦＩＢによるデポジション膜の観察と加工位置決め例を示した平面図である。
【００１５】
図１は光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で半導体サンプル１中の特定箇所２を観察した画像である。この画像に基づいて図２のＦＩＢ画像に示すように特定箇所２の直上に光を透過するカーボン或いはシリコン酸化膜等のデポジション膜５をＦＩＢにより横縞状（line and space）に付けて、マーキングする。尚、これら横縞状のデポジション膜５の間隔は例えば０．５μｍ以内である。
【００１６】
次に図３に示すように光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で再度特定箇所２をデポジション膜５と一緒に観察する。この時、デポジション膜５は光を透過するため、ライン状に付けたデポジション膜５中に特定箇所２が観察される。
【００１７】
そしてこの画像上で特定箇所２が横縞状のデポジション膜５のどのライン若しくはスペースにあるかを確認しておく。その後、図４に示すＦＩＢ画像上で、確認しておいた特定箇所２が位置するデポジション膜５のライン或いはスペースを狙ってＦＩＢによる断面加工を行って断面加工部６を得る。
【００１８】
本実施の形態によれば、横縞状の透明のデポジション膜５を特定箇所２の真上領域に付け、特定箇所２とデポジション膜５との相対的な位置関係を光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で確認することにより、特定箇所２が位置するデポジション膜５のライン或いはその間を従来よりも精度よく確実に決定することができ、ＦＩＢにより特定箇所２に対する精度の高い断面加工を失敗なく行うことができる。
【００１９】
又、特定箇所２が位置するライン又はスペースをＦＩＢで観察し、その画像上でＦＩＢによる断面加工を行うことができるため、半導体サンプル１を移す必要がなく、位置ずれなどによる加工誤差を生じることなく且つ簡単な工程で加工を行うことができる。
【００２０】
図５〜図８は本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第２の実施の形態を示した説明図である。図５はＥＭＳ或いはＯＢＩＣの電気的リークによる発光箇所観察例を示した平面図、図６はＦＩＢ画面上でのデポジション膜付け例を示した平面図、図７はＥＭＳ或いはＯＢＩＣの電気的リークによる発光箇所再観察例を示した平面図、図８はＦＩＢでのデポジション膜の観察と加工位置決め例を示した平面図である。
【００２１】
本例は、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡の代わりに、光学顕微鏡にサンプルの特定箇所を電気的リークにより発光させる装置が付いたＥＭＳ或いは、レーザー顕微鏡に資料の特定箇所を電気的リークにより発光させる装置が付いたＯＢＩＣを用いているところが、上記した第１の実施の形態と異なるところである。
【００２２】
図５はＥＭＳ或いはＯＢＩＣで半導体サンプル１中の電気的リークにより発光する特定箇所２を観察した画像である。この画像に基づいて図６のＦＩＢ画像に示すように発光する特定箇所２の直上にＦＩＢにより光を透過するカーボン或いはシリコン酸化膜などのデポジション膜５をライン状に付ける。
【００２３】
次に図７に示すようにＥＭＳ或いはＯＢＩＣで再度発光する特定箇所２をデポジション膜５と一緒に観察する。この時、デポジション膜５は光を透過するため、ライン状に付けたデポジション膜５中に発光箇所が観察される。そしてこの画像上で発光する特定箇所２がデポジション膜のどのライン若しくはスペースにあるかを確認する。
【００２４】
その後、図８に示すＦＩＢ画像上で該当のデポジション膜のライン或いはスペースを狙ってＦＩＢによる断面加工を行って断面加工部６を得る。
【００２５】
本実施の形態によれば、ＥＭＳ或いはＯＢＩＣを用いて、特定箇所２を発光させることにより、その位置を確認してデポジション膜５を付けた後、発光する特定箇所２とデポジション膜５との相対的な位置関係を確認することができるため、視認性が向上し、その分、特定箇所２の位置をより精度よく確実に決定することができ、ＦＩＢにより特定箇所２に対するより精度の高い断面加工を失敗なく行うことができる。
【００２６】
図９〜図１２は本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第３の実施の形態を示した説明図である。図９は光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡による特定箇所観察例を示した平面図、図１０は光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で、デポジション膜３と特定箇所を再観察した例を示した平面図、図１１は光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で、デポジション膜３、５と特定箇所を再観察した例を示した平面図、図１２はＦＩＢによるデポジション膜の観察と加工位置決め例を示した平面図である。
【００２７】
図９はＥＭＳ或いはＯＢＩＣで半導体サンプル１中の特定箇所２を観察した画像である。この画像に基づいて図１０のＦＩＢ画像に示すように特定箇所２の近傍にマーキングとしてＦＩＢのデポジション膜（マーキング）３として、光を透過しないタングステン或いはプラチナ膜を複数個付ける。この時、特定箇所２はＦＩＢ画像では観察できない。
【００２８】
次にＦＩＢ画像上で、マーキング３により決まる大体の特定箇所２の直上に、ＦＩＢにより光を透過するカーボン或いはシリコン酸化膜などのデポジション膜５をライン状に付ける。
【００２９】
次に図１１に示すようにＥＭＳ或いはＯＢＩＣで発光する特定箇所２をデポジション膜５と一緒に観察する。この時、横縞状のデポジション膜５は光を透過するため、デポジション膜５又はその間に発光する特定箇所２が観察される。
【００３０】
そしてこの画像上で発光する特定箇所２がデポジション膜５のどのライン若しくはスペースにあるかを確認する。
【００３１】
その後、図１２に示すＦＩＢ画像上で、デポジション膜５の該当のライン或いはスペースを狙ってＦＩＢによる断面加工を行い、断面加工部６を得る。
【００３２】
本実施の形態によれば、特定箇所２が非常に小さい場合、まず、特定箇所２を取り囲む位置にデポジション膜３を複数個付け、これらデポジション膜３に基づいて特定箇所２の大体の位置を特定することにより、特定箇所２が微小であっても、特定箇所２の真上にライン若しくはスペース状のデポジション膜５を正確に付けることができ、図２に示した第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
尚、本実施の形態では、ＥＭＳ或いはＯＢＩＣを用いたが、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡を用いて、特定箇所２を発光させなくとも、同様の効果を得ることができる。
【００３４】
図１３〜図１７は本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第４の実施の形態を示した説明図である。図１３はＥＭＳ或いはＯＢＩＣの電気的リークによる発光箇所観察例を示した平面図、図１４は特定箇所の周囲に配置するデポジション膜のマーキング形状を示した平面図、図１５は特定箇所と縞状のマーキングの輝度を測定した輝度測定グラフ、図１６はＦＩＢでのデポジション膜の観察と加工位置決めした後の片側断面加工形状例を示した平面図、図１７はＦＩＢでのデポジション膜の観察と加工位置決めした後の両側断面加工形状例を示した平面図である。
【００３５】
図１３で、ＥＭＳ或いはＯＢＩＣにより半導体サンプル１中の特定箇所２を観察し、この画像に基づいて図１４のＦＩＢ画像に示すように特定箇所２の周囲複数箇所にマーキングとして、光を透過しないタングステン或いはプラチナ膜のデポジション膜を付けてマーキング１３をＦＩＢにより行う。
【００３６】
その後、ＥＭＳ或いはＯＢＩＣで、前記マーキング１３を目印に発光する特定箇所２の位置を特定し、最終的に特定された場所の両サイドにＦＩＢによりデポジション膜で形成された横縞状のマーキング１４を行う。
【００３７】
このマーキング１４は特定箇所２を覆うことなく、その両側に対向して付けられ、両サイドの対向するラインを結ぶ直線は互いに平行になるように前記マーキング１４が付けられる。この場合のマーキング１４はタングステンのように不透明でも良いし、或いはシリコン酸化膜のように透明のものでも良い。
【００３８】
その後、ＥＭＳ或いはＯＢＩＣを用いて特定された特定箇所２の輝度１５及び両サイドのマーキング１４の輝度１６を測定し、図１５に示すように輝度グラフ１７を作成する。この輝度グラフ１７にて、特定箇所１２の輝度１５と両サイドのマーキング１４の輝度１６とがどの位置で対応するかを観察し、特定箇所２とマーキング１４の相対的な位置を決めて、断面加工箇所の位置決めを行う。
【００３９】
その後、図１６に示すように特定箇所２の片側をＦＩＢにより断面加工して、片側加工形状１８を得た後、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscopy）で観察及び分析を行うことにより、特定箇所２の詳細観察を行う。
【００４０】
若しくは、図１７に示すように特定箇所２の両側をＦＩＢにより断面加工した後、ＴＥＭ（Transmission Electron Microscope）で観察及び分析を行うことにより、高空間分解能での微細形状観察を行うこともできる。
【００４１】
本実施の形態によれば、縞状のマーキング１４を特定箇所の１２の両サイドに付けた後、縞状のマーキング１４と特定箇所２の輝度グラフ１７を作り、この輝度グラフ１７に基づいて、特定箇所２とマーキング１４との相対的な位置関係を決定するため、極めて精度良く特定箇所２の位置を特定することができ、精度の高い特定箇所２の位置決めを行うことができる。
【００４２】
又、ＦＩＢにより半導体サンプル１を加工すれば、ライン状マーキング１４の平行出しが容易となり、マーキング１４を参照しながら両側断面加工して、両側加工形状１９を得ることができる。従って、ＴＥＭによる故障箇所の直接解析成功率の向上が図られ、やり直しに要する時間を短縮することができる。
【００４３】
従って、ＦＩＢにより半導体サンプル１を両側加工し、ＴＥＭで観察及び分析を行うことにより、高空間分解能での微細形状観察、分析が可能になり、ＳＥＭやＦＩＢでは解析不可能な微小な特定箇所２についても解析を行うことができる。このＴＥＭ観察を行うには、サンプルの薄膜化をしなければならず、加工箇所の特定化は非常に重要な要素であり、上記実施の方法は著しい有用性を発揮することができる。
【００４４】
更に、縞状のマーキング１４を特定箇所の１２の両サイドに付けるため、マーキング１４はタングステン或いはプラチナ膜などの不透明なデポジション膜でも、上記効果を得ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１乃至３の発明によれば、縞状のデポジション膜と特定箇所の相対的位置関係により、ＦＩＢ画像上で特定箇所の位置を決定するため従来よりも精度よく且つ確実に断面加工位置を決定することができ、精度の高い断面加工を行うことができる。
【００４６】
請求項４の発明によれば、特定箇所が発光する分、視認性が向上して、縞状のデポジション膜と特定箇所の相対的位置関係を正確に知ることができるため、ＦＩＢ画像上で特定箇所の位置を更に精度よく確実に決定することができ精度の高い断面加工を行うことができる。
【００４７】
請求項５の発明によれば、輝度グラフを用いるため、縞状デポジション膜と特定箇所の相対的位置関係を精度良く知ることができるため、加工位置をより精度高く決定でき、より精度の高い断面加工を行うことができる。
【００４８】
請求項６の発明によれば、特定箇所の周囲複数箇所にデポジション膜を付けておき、このデポジション膜に基づいて特定箇所の大体の位置を決めた後、縞状デポジション膜を特定箇所の直上又は両側に付けるため、特定箇所が非常に微細でも、縞状デポジション膜を所定の位置に付けることができるので、ＦＩＢ画像上で断面加工位置を精度よく確実に決定することができ、特定箇所が微細でも精度の高い断面加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第１の実施の形態を示した説明図であり、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡による特定箇所観察例を示した平面図である。
【図２】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第１の実施の形態を示した説明図であり、ＦＩＢ画像上でのデポジション膜付け例を示した平面図である。
【図３】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第１の実施の形態を示した説明図であり、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡の特定箇所再観察例を示した平面図である。
【図４】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第１の実施の形態を示した説明図であり、ＦＩＢでのデポジション膜の観察と加工位置決め例を示した平面図である。
【図５】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第２の実施の形態を示した説明図であり、ＥＭＳ或いはＯＢＩＣの電気的リークによる発光箇所観察例を示した平面図である。
【図６】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第２の実施の形態を示した説明図であり、ＦＩＢ画面上でのデポジション膜付け例を示した平面図である。
【図７】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第２の実施の形態を示した説明図であり、ＥＭＳ或いはＯＢＩＣの電気的リークによる発光箇所再観察例を示した平面図である。
【図８】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第２の実施の形態を示した説明図であり、ＦＩＢでのデポジション膜の観察と加工位置決め例を示した平面図である。
【図９】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第３の実施の形態を示した説明図であり、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡による特定箇所観察例を示した平面図である。
【図１０】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第３の実施の形態を示した説明図であり、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で、デポジション膜３と特定箇所を再観察した例を示した平面図である。
【図１１】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第３の実施の形態を示した説明図であり、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で、デポジション膜３、５と特定箇所を再観察した例を示した平面図である。
【図１２】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第３の実施の形態を示した説明図であり、ＦＩＢによるデポジション膜の観察と加工位置決め例を示した平面図である。
【図１３】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第４の実施の形態を示した説明図であり、ＥＭＳ或いはＯＢＩＣの電気的リークによる発光箇所観察例を示した平面図である。
【図１４】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第４の実施の形態を示した説明図であり、特定箇所の周囲に配置するマーキング形状を示した平面図である。
【図１５】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第４の実施の形態を示した説明図であり、特定箇所と縞状のマーキングの輝度を測定した輝度測定グラフ図である。
【図１６】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第４の実施の形態を示した説明図であり、ＦＩＢでのデポジション膜の観察と加工位置決めした後の片側断面加工形状例を示した平面図である。
【図１７】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第４の実施の形態を示した説明図であり、ＦＩＢでのデポジション膜の観察と加工位置決めした後の両側断面加工形状例を示した平面図である。
【図１８】従来技術によるＦＩＢ断面の断面加工方法を示した図であり、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡の特定箇所観察例を示した平面図である。
【図１９】従来技術によるＦＩＢ断面の断面加工方法を示した図であり、ＦＩＢ画面上でのデポジション膜付け例を示した平面図である。
【図２０】従来技術によるＦＩＢ断面の断面加工方法を示した図であり、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡の特定箇所再観察例を示した平面図である。
【図２１】従来技術によるＦＩＢ断面の断面加工方法を示した図であり、ＦＩＢでのデポジション膜観察と加工位置決め例を示した平面図である。
【符号の説明】
１ 半導体サンプル
２ 特定箇所
３、５ デポジション膜
６ 断面加工部
１３、１４ マーキング
１５、１６ 輝度
１７ 輝度グラフ
１８ 片側加工形状
１９ 両側加工形状
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＩＢ（Focused Ion Beam）画像で表面上からは観察不可能な特定箇所の位置決めをしてＦＩＢにより断面加工を行う際のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体チップ上の不具合箇所を特定して、ＦＩＢにより断面加工を行うことにより、不具合箇所を観察することが行われている。図１８〜図２１は従来技術によるＦＩＢ断面の加工方法を示した図である。
【０００３】
図１８は光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で半導体サンプル１中の故障箇所などの特定箇所２を観察した画像である。この画像に基づいて図１９のＦＩＢ像に示すように特定箇所２の近傍に、ＦＩＢによりデポジション膜３として光を透過しないタングステン或いはプラチナ膜を複数個付けてマーキングする。この時、特定箇所２はＦＩＢ画像では観察できない。
【０００４】
次に図２０に示すように光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で再度特定箇所２をデポジション膜３と一緒に観察する。そして、この画像上でデポジション膜３から特定箇所２までの距離を計測し、図２１に示すようなＦＩＢ画像上でその測定値に基づいて断面加工位置４を決定した後、ＦＩＢにより断面加工を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のＦＩＢによる半導体サンプルの加工方法によれば、（１）光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で特定箇所２とデポジション膜３を観察し、その画像からデポジション膜３から特定箇所２までの距離を計測するが、分解能が悪いため、計測誤差が生じてしまい、ＦＩＢでの断面加工位置４が特定箇所２とずれてしまうという問題があり、断面加工の精度が悪化するという問題があった。
【０００６】
（２）特定箇所２の近傍にＦＩＢによりタングステン或いはプラチナのデポジション膜３を複数個付ける際に、誤って特定箇所２上にデポジション膜３を付けた場合、その後、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で特定箇所２を観察することができないため、断面加工位置４を特定することができなくなり、断面加工ができなくなってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述の如き従来の課題を解決するためになされたもので、その目的は、ＦＩＢ画像上で特定箇所の位置を従来よりも精度よく確実に決定することができ、失敗なく精度の高い断面加工を行うことができるＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明の特徴は、ＦＩＢ画像では視認できない半導体サンプルの特定箇所をＦＩＢにより断面加工する際の前記加工位置を決めるＦＩＢ加工位置の位置決め方法において、前記半導体サンプルの特定箇所の直上を含む領域に形成された光を透過する縞状のデポジション膜と前記特定箇所との相対的な位置関係に基づいて、前記特定箇所の断面加工位置を決めることにある。
【００１０】
請求項２の発明の特徴は、ＦＩＢ画像では視認できない半導体サンプルの特定箇所をＦＩＢにより断面加工する際のＦＩＢ加工方法において、前記半導体サンプルの特定箇所の直上を含む領域に縞状の光を透過するデポジション膜をＦＩＢにより形成する工程と、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡を用いて前記縞状の光を透過するデポジション膜と前記特定箇所との相対的な位置関係を決定する工程と、前記決定された前記縞状のデポジション膜と前記特定箇所との相対的な位置関係に基づいて、ＦＩＢ画像上で前記縞状のデポジション膜或いはその間の断面加工位置を決定する工程とを含むことにある。
【００１１】
請求項３の発明の特徴は、ＦＩＢ画像では視認できない半導体サンプルの特定箇所をＦＩＢにより断面加工する際のＦＩＢ加工方法において、前記半導体サンプルの特定箇所の直上を含む領域に縞状の光を透過するデポジション膜をＦＩＢにより形成する工程と、ＥＭＳ或いはＯＢＩＣを用いて前記特定箇所を電気的リークにより発光させ、前記縞状の光を透過するデポジション膜と前記発光した特定箇所との相対的な位置関係を決定する工程と、前記決定された前記縞状のデポジション膜と前記特定箇所との相対的な位置関係に基づいて、ＦＩＢ画像上で前記縞状のデポジション膜或いはその間の断面加工位置を決定する工程とを含むことにある。
【００１２】
請求項４の発明の特徴は、ＦＩＢ画像では視認できない半導体サンプルの特定箇所をＦＩＢにより断面加工する際のＦＩＢ加工方法において、前記半導体サンプルの特定箇所の両側に、この特定箇所を覆うことなく縞状のデポジション膜をＦＩＢにより２箇所形成する工程と、ＥＭＳ或いはＯＢＩＣを用いて前記特定箇所と２箇所の縞状のデポジション膜の輝度グラフを作成する工程と、前記輝度グラフにより前記縞状のデポジション膜と前記特定箇所との相対的な位置関係を決定する工程と、前記決定された前記縞状のデポジション膜と前記特定箇所との相対的な位置関係に基づいて、ＦＩＢ画像上で前記縞状のデポジション膜或いはその間の断面加工位置を決定する工程とを含むことにある。
【００１３】
請求項５の発明の特徴は、前記縞状のデポジション膜を形成する前に、前記特定箇所の周囲の複数箇所にデポジション膜を形成しておき、これら複数箇所のデポジション膜と前記特定箇所との相対位置を決定した後、この相対位置に基づいて、前記縞状のデポジション膜を形成することにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図４は本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第１の実施の形態を示した説明図である。図１は光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡による特定箇所観察例を示した平面図、図２はＦＩＢ画面上でのデポジション膜付け例を示した平面図、図３は光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡の特定箇所再観察例を示した平面図、図４はＦＩＢによるデポジション膜の観察と加工位置決め例を示した平面図である。
【００１５】
図１は光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で半導体サンプル１中の特定箇所２を観察した画像である。この画像に基づいて図２のＦＩＢ画像に示すように特定箇所２の直上に光を透過するカーボン或いはシリコン酸化膜等のデポジション膜５をＦＩＢにより横縞状（line and space）に付けて、マーキングする。尚、これら横縞状のデポジション膜５の間隔は例えば０．５μｍ以内である。
【００１６】
次に図３に示すように光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で再度特定箇所２をデポジション膜５と一緒に観察する。この時、デポジション膜５は光を透過するため、ライン状に付けたデポジション膜５中に特定箇所２が観察される。
【００１７】
そしてこの画像上で特定箇所２が横縞状のデポジション膜５のどのライン若しくはスペースにあるかを確認しておく。その後、図４に示すＦＩＢ画像上で、確認しておいた特定箇所２が位置するデポジション膜５のライン或いはスペースを狙ってＦＩＢによる断面加工を行って断面加工部６を得る。
【００１８】
本実施の形態によれば、横縞状の透明のデポジション膜５を特定箇所２の真上領域に付け、特定箇所２とデポジション膜５との相対的な位置関係を光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で確認することにより、特定箇所２が位置するデポジション膜５のライン或いはその間を従来よりも精度よく確実に決定することができ、ＦＩＢにより特定箇所２に対する精度の高い断面加工を失敗なく行うことができる。
【００１９】
又、特定箇所２が位置するライン又はスペースをＦＩＢで観察し、その画像上でＦＩＢによる断面加工を行うことができるため、半導体サンプル１を移す必要がなく、位置ずれなどによる加工誤差を生じることなく且つ簡単な工程で加工を行うことができる。
【００２０】
図５〜図８は本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第２の実施の形態を示した説明図である。図５はＥＭＳ或いはＯＢＩＣの電気的リークによる発光箇所観察例を示した平面図、図６はＦＩＢ画面上でのデポジション膜付け例を示した平面図、図７はＥＭＳ或いはＯＢＩＣの電気的リークによる発光箇所再観察例を示した平面図、図８はＦＩＢでのデポジション膜の観察と加工位置決め例を示した平面図である。
【００２１】
本例は、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡の代わりに、光学顕微鏡にサンプルの特定箇所を電気的リークにより発光させる装置が付いたＥＭＳ或いは、レーザー顕微鏡に資料の特定箇所を電気的リークにより発光させる装置が付いたＯＢＩＣを用いているところが、上記した第１の実施の形態と異なるところである。
【００２２】
図５はＥＭＳ或いはＯＢＩＣで半導体サンプル１中の電気的リークにより発光する特定箇所２を観察した画像である。この画像に基づいて図６のＦＩＢ画像に示すように発光する特定箇所２の直上にＦＩＢにより光を透過するカーボン或いはシリコン酸化膜などのデポジション膜５をライン状に付ける。
【００２３】
次に図７に示すようにＥＭＳ或いはＯＢＩＣで再度発光する特定箇所２をデポジション膜５と一緒に観察する。この時、デポジション膜５は光を透過するため、ライン状に付けたデポジション膜５中に発光箇所が観察される。そしてこの画像上で発光する特定箇所２がデポジション膜のどのライン若しくはスペースにあるかを確認する。
【００２４】
その後、図８に示すＦＩＢ画像上で該当のデポジション膜のライン或いはスペースを狙ってＦＩＢによる断面加工を行って断面加工部６を得る。
【００２５】
本実施の形態によれば、ＥＭＳ或いはＯＢＩＣを用いて、特定箇所２を発光させることにより、その位置を確認してデポジション膜５を付けた後、発光する特定箇所２とデポジション膜５との相対的な位置関係を確認することができるため、視認性が向上し、その分、特定箇所２の位置をより精度よく確実に決定することができ、ＦＩＢにより特定箇所２に対するより精度の高い断面加工を失敗なく行うことができる。
【００２６】
図９〜図１２は本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第３の実施の形態を示した説明図である。図９は光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡による特定箇所観察例を示した平面図、図１０は光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で、デポジション膜３と特定箇所を再観察した例を示した平面図、図１１は光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で、デポジション膜３、５と特定箇所を再観察した例を示した平面図、図１２はＦＩＢによるデポジション膜の観察と加工位置決め例を示した平面図である。
【００２７】
図９はＥＭＳ或いはＯＢＩＣで半導体サンプル１中の特定箇所２を観察した画像である。この画像に基づいて図１０のＦＩＢ画像に示すように特定箇所２の近傍にマーキングとしてＦＩＢのデポジション膜（マーキング）３として、光を透過しないタングステン或いはプラチナ膜を複数個付ける。この時、特定箇所２はＦＩＢ画像では観察できない。
【００２８】
次にＦＩＢ画像上で、マーキング３により決まる大体の特定箇所２の直上に、ＦＩＢにより光を透過するカーボン或いはシリコン酸化膜などのデポジション膜５をライン状に付ける。
【００２９】
次に図１１に示すようにＥＭＳ或いはＯＢＩＣで発光する特定箇所２をデポジション膜５と一緒に観察する。この時、横縞状のデポジション膜５は光を透過するため、デポジション膜５又はその間に発光する特定箇所２が観察される。
【００３０】
そしてこの画像上で発光する特定箇所２がデポジション膜５のどのライン若しくはスペースにあるかを確認する。
【００３１】
その後、図１２に示すＦＩＢ画像上で、デポジション膜５の該当のライン或いはスペースを狙ってＦＩＢによる断面加工を行い、断面加工部６を得る。
【００３２】
本実施の形態によれば、特定箇所２が非常に小さい場合、まず、特定箇所２を取り囲む位置にデポジション膜３を複数個付け、これらデポジション膜３に基づいて特定箇所２の大体の位置を特定することにより、特定箇所２が微小であっても、特定箇所２の真上にライン若しくはスペース状のデポジション膜５を正確に付けることができ、図２に示した第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
尚、本実施の形態では、ＥＭＳ或いはＯＢＩＣを用いたが、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡を用いて、特定箇所２を発光させなくとも、同様の効果を得ることができる。
【００３４】
図１３〜図１７は本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第４の実施の形態を示した説明図である。図１３はＥＭＳ或いはＯＢＩＣの電気的リークによる発光箇所観察例を示した平面図、図１４は特定箇所の周囲に配置するデポジション膜のマーキング形状を示した平面図、図１５は特定箇所と縞状のマーキングの輝度を測定した輝度測定グラフ、図１６はＦＩＢでのデポジション膜の観察と加工位置決めした後の片側断面加工形状例を示した平面図、図１７はＦＩＢでのデポジション膜の観察と加工位置決めした後の両側断面加工形状例を示した平面図である。
【００３５】
図１３で、ＥＭＳ或いはＯＢＩＣにより半導体サンプル１中の特定箇所２を観察し、この画像に基づいて図１４のＦＩＢ画像に示すように特定箇所２の周囲複数箇所にマーキングとして、光を透過しないタングステン或いはプラチナ膜のデポジション膜を付けてマーキング１３をＦＩＢにより行う。
【００３６】
その後、ＥＭＳ或いはＯＢＩＣで、前記マーキング１３を目印に発光する特定箇所２の位置を特定し、最終的に特定された場所の両サイドにＦＩＢによりデポジション膜で形成された横縞状のマーキング１４を行う。
【００３７】
このマーキング１４は特定箇所２を覆うことなく、その両側に対向して付けられ、両サイドの対向するラインを結ぶ直線は互いに平行になるように前記マーキング１４が付けられる。この場合のマーキング１４はタングステンのように不透明でも良いし、或いはシリコン酸化膜のように透明のものでも良い。
【００３８】
その後、ＥＭＳ或いはＯＢＩＣを用いて特定された特定箇所２の輝度１５及び両サイドのマーキング１４の輝度１６を測定し、図１５に示すように輝度グラフ１７を作成する。この輝度グラフ１７にて、特定箇所１２の輝度１５と両サイドのマーキング１４の輝度１６とがどの位置で対応するかを観察し、特定箇所２とマーキング１４の相対的な位置を決めて、断面加工箇所の位置決めを行う。
【００３９】
その後、図１６に示すように特定箇所２の片側をＦＩＢにより断面加工して、片側加工形状１８を得た後、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscopy）で観察及び分析を行うことにより、特定箇所２の詳細観察を行う。
【００４０】
若しくは、図１７に示すように特定箇所２の両側をＦＩＢにより断面加工した後、ＴＥＭ（Transmission Electron Microscope）で観察及び分析を行うことにより、高空間分解能での微細形状観察を行うこともできる。
【００４１】
本実施の形態によれば、縞状のマーキング１４を特定箇所の１２の両サイドに付けた後、縞状のマーキング１４と特定箇所２の輝度グラフ１７を作り、この輝度グラフ１７に基づいて、特定箇所２とマーキング１４との相対的な位置関係を決定するため、極めて精度良く特定箇所２の位置を特定することができ、精度の高い特定箇所２の位置決めを行うことができる。
【００４２】
又、ＦＩＢにより半導体サンプル１を加工すれば、ライン状マーキング１４の平行出しが容易となり、マーキング１４を参照しながら両側断面加工して、両側加工形状１９を得ることができる。従って、ＴＥＭによる故障箇所の直接解析成功率の向上が図られ、やり直しに要する時間を短縮することができる。
【００４３】
従って、ＦＩＢにより半導体サンプル１を両側加工し、ＴＥＭで観察及び分析を行うことにより、高空間分解能での微細形状観察、分析が可能になり、ＳＥＭやＦＩＢでは解析不可能な微小な特定箇所２についても解析を行うことができる。このＴＥＭ観察を行うには、サンプルの薄膜化をしなければならず、加工箇所の特定化は非常に重要な要素であり、上記実施の方法は著しい有用性を発揮することができる。
【００４４】
更に、縞状のマーキング１４を特定箇所の１２の両サイドに付けるため、マーキング１４はタングステン或いはプラチナ膜などの不透明なデポジション膜でも、上記効果を得ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１乃至３の発明によれば、縞状のデポジション膜と特定箇所の相対的位置関係により、ＦＩＢ画像上で特定箇所の位置を決定するため従来よりも精度よく且つ確実に断面加工位置を決定することができ、精度の高い断面加工を行うことができる。
【００４６】
請求項４の発明によれば、特定箇所が発光する分、視認性が向上して、縞状のデポジション膜と特定箇所の相対的位置関係を正確に知ることができるため、ＦＩＢ画像上で特定箇所の位置を更に精度よく確実に決定することができ精度の高い断面加工を行うことができる。
【００４７】
請求項５の発明によれば、輝度グラフを用いるため、縞状デポジション膜と特定箇所の相対的位置関係を精度良く知ることができるため、加工位置をより精度高く決定でき、より精度の高い断面加工を行うことができる。
【００４８】
請求項６の発明によれば、特定箇所の周囲複数箇所にデポジション膜を付けておき、このデポジション膜に基づいて特定箇所の大体の位置を決めた後、縞状デポジション膜を特定箇所の直上又は両側に付けるため、特定箇所が非常に微細でも、縞状デポジション膜を所定の位置に付けることができるので、ＦＩＢ画像上で断面加工位置を精度よく確実に決定することができ、特定箇所が微細でも精度の高い断面加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第１の実施の形態を示した説明図であり、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡による特定箇所観察例を示した平面図である。
【図２】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第１の実施の形態を示した説明図であり、ＦＩＢ画像上でのデポジション膜付け例を示した平面図である。
【図３】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第１の実施の形態を示した説明図であり、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡の特定箇所再観察例を示した平面図である。
【図４】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第１の実施の形態を示した説明図であり、ＦＩＢでのデポジション膜の観察と加工位置決め例を示した平面図である。
【図５】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第２の実施の形態を示した説明図であり、ＥＭＳ或いはＯＢＩＣの電気的リークによる発光箇所観察例を示した平面図である。
【図６】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第２の実施の形態を示した説明図であり、ＦＩＢ画面上でのデポジション膜付け例を示した平面図である。
【図７】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第２の実施の形態を示した説明図であり、ＥＭＳ或いはＯＢＩＣの電気的リークによる発光箇所再観察例を示した平面図である。
【図８】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第２の実施の形態を示した説明図であり、ＦＩＢでのデポジション膜の観察と加工位置決め例を示した平面図である。
【図９】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第３の実施の形態を示した説明図であり、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡による特定箇所観察例を示した平面図である。
【図１０】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第３の実施の形態を示した説明図であり、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で、デポジション膜３と特定箇所を再観察した例を示した平面図である。
【図１１】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第３の実施の形態を示した説明図であり、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡で、デポジション膜３、５と特定箇所を再観察した例を示した平面図である。
【図１２】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第３の実施の形態を示した説明図であり、ＦＩＢによるデポジション膜の観察と加工位置決め例を示した平面図である。
【図１３】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第４の実施の形態を示した説明図であり、ＥＭＳ或いはＯＢＩＣの電気的リークによる発光箇所観察例を示した平面図である。
【図１４】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第４の実施の形態を示した説明図であり、特定箇所の周囲に配置するマーキング形状を示した平面図である。
【図１５】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第４の実施の形態を示した説明図であり、特定箇所と縞状のマーキングの輝度を測定した輝度測定グラフ図である。
【図１６】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第４の実施の形態を示した説明図であり、ＦＩＢでのデポジション膜の観察と加工位置決めした後の片側断面加工形状例を示した平面図である。
【図１７】本発明のＦＩＢ加工方法及びＦＩＢ加工位置の位置決め方法の第４の実施の形態を示した説明図であり、ＦＩＢでのデポジション膜の観察と加工位置決めした後の両側断面加工形状例を示した平面図である。
【図１８】従来技術によるＦＩＢ断面の断面加工方法を示した図であり、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡の特定箇所観察例を示した平面図である。
【図１９】従来技術によるＦＩＢ断面の断面加工方法を示した図であり、ＦＩＢ画面上でのデポジション膜付け例を示した平面図である。
【図２０】従来技術によるＦＩＢ断面の断面加工方法を示した図であり、光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡の特定箇所再観察例を示した平面図である。
【図２１】従来技術によるＦＩＢ断面の断面加工方法を示した図であり、ＦＩＢでのデポジション膜観察と加工位置決め例を示した平面図である。
【符号の説明】
１ 半導体サンプル
２ 特定箇所
３、５ デポジション膜
６ 断面加工部
１３、１４ マーキング
１５、１６ 輝度
１７ 輝度グラフ
１８ 片側加工形状
１９ 両側加工形状
Claims (5)
- ＦＩＢ画像では視認できない半導体サンプルの特定箇所をＦＩＢにより断面加工する際の前記加工位置を決めるＦＩＢ加工位置の位置決め方法において、
前記半導体サンプルの特定箇所の直上を含む領域に形成された光を透過する縞状のデポジション膜と前記特定箇所との相対的な位置関係に基づいて、前記特定箇所の断面加工位置を決めることを特徴とするＦＩＢ加工位置の位置決め方法。 - ＦＩＢ画像では視認できない半導体サンプルの特定箇所をＦＩＢにより断面加工する際のＦＩＢ加工方法において、
前記半導体サンプルの特定箇所の直上を含む領域に縞状の光を透過するデポジション膜をＦＩＢにより形成する工程と、
光学顕微鏡或いはレーザー顕微鏡を用いて前記縞状の光を透過するデポジション膜と前記特定箇所との相対的な位置関係を決定する工程と、
前記決定された前記縞状のデポジション膜と前記特定箇所との相対的な位置関係に基づいて、ＦＩＢ画像上で前記縞状のデポジション膜或いはその間の断面加工位置を決定する工程と、
を含むことを特徴とするＦＩＢ加工方法。 - ＦＩＢ画像では視認できない半導体サンプルの特定箇所をＦＩＢにより断面加工する際のＦＩＢ加工方法において、
前記半導体サンプルの特定箇所の直上を含む領域に縞状の光を透過するデポジション膜をＦＩＢにより形成する工程と、
ＥＭＳ或いはＯＢＩＣを用いて前記特定箇所を電気的リークにより発光させ、前記縞状の光を透過するデポジション膜と前記発光した特定箇所との相対的な位置関係を決定する工程と、
前記決定された前記縞状のデポジション膜と前記特定箇所との相対的な位置関係に基づいて、ＦＩＢ画像上で前記縞状のデポジション膜或いはその間の断面加工位置を決定する工程と、
を含むことを特徴とするＦＩＢ加工方法。 - ＦＩＢ画像では視認できない半導体サンプルの特定箇所をＦＩＢにより断面加工する際のＦＩＢ加工方法において、
前記半導体サンプルの特定箇所の両側に、この特定箇所を覆うことなく縞状のデポジション膜をＦＩＢにより２箇所形成する工程と、
ＥＭＳ或いはＯＢＩＣを用いて前記特定箇所と２箇所の縞状のデポジション膜の輝度グラフを作成する工程と、
前記輝度グラフにより前記縞状のデポジション膜と前記特定箇所との相対的な位置関係を決定する工程と、
前記決定された前記縞状のデポジション膜と前記特定箇所との相対的な位置関係に基づいて、ＦＩＢ画像上で前記縞状のデポジション膜或いはその間の断面加工位置を決定する工程と、
を含むことを特徴とするＦＩＢ加工方法。 - 前記縞状のデポジション膜を形成する前に、前記特定箇所の周囲の複数箇所にデポジション膜を形成しておき、これら複数箇所のデポジション膜と前記特定箇所との相対位置を決定した後、この相対位置に基づいて、前記縞状のデポジション膜を形成することを特徴とする請求項２乃至４いずれかに記載のＦＩＢ加工方法。
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