JPH1084020A - 加工方法および半導体検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＦＩＢ加工の時間を短縮し、ＴＥＭを用いた
検査作業の効率を向上させる。 【解決手段】 半導体素子における断面薄肉部である観
察部２ａの両側部２ｄをダイシング装置によって機械的
切削することにより、イオンミリング装置によって仕上
げビーム５ａを照射する際の仕上げビーム５ａの通路を
含む両側部２ｄを除去し、両側部２ｄの除去後、ＦＩＢ
装置によってイオンビームを照射して観察部２ａを粗加
し、その後、観察部２ａの四方向からイオンミリング装
置によって仕上げビーム５ａを照射することにより、観
察部２ａを仕上げ加工して試料２を形成し、これによっ
て形成された試料２の観察部２ａをＴＥＭを用いて検査
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イオンビームを照
射するＦＩＢ(Focused Ion Beam ）装置を用いた半導体
製造技術に関し、特に、半導体素子などの不良解析を行
う際に形成する試料の加工方法および半導体検査方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】以下に説明する技術は、本発明を研究、
完成するに際し、本発明者によって検討されたものであ
り、その概要は次のとおりである。

【０００３】半導体製造工程において、半導体ウェハや
半導体素子で発生した不良の原因を解析する技術の一例
として、ＦＩＢ装置を用いて半導体素子などの被加工物
を加工することにより断面を有した試料を形成し、この
試料の断面をＴＥＭ（Transmission Electron Microsco
py) と呼ばれる透過形電子顕微鏡を用いて観察する技術
がある。

【０００４】ここで、ＴＥＭは、電子ビームを試料の観
察部（断面薄肉部）に照射して通過させ、透過した電子
ビームをレンズによって拡大し、蛍光板に当てて観察す
るものである。

【０００５】したがって、試料に薄肉の断面（断面薄肉
部）を形成する際に、ＴＥＭの電子ビームが透過するよ
うに、その膜厚を0.１μｍ以下に薄く形成しなければな
らない。

【０００６】なお、ＴＥＭ用の試料を形成する際に、Ｆ
ＩＢ加工だけによって試料の観察部の膜厚を0.１μｍ以
下に形成するのは困難であるとともに、ＦＩＢ加工によ
って薄く形成すると、アモルファス層が形成され、観察
部の構造が変化する。

【０００７】これにより、ＦＩＢ加工で膜厚が0.３〜0.
２μｍになるまで加工し、その後、イオンミリング装置
などの仕上げビーム加工装置を用いて観察部に仕上げビ
ームを四方向から照射し、所定の膜厚（0.１μｍ以下）
に形成している。

【０００８】ここで、ＴＥＭ用の試料の形成方法につい
ては、例えば、株式会社オーム社、１９８９年６月２０
日発行、古川静二郎その他１名（著）、「超微細加工入
門」１６８〜１７１頁に記載されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記した技
術の仕上げビーム加工においては、仕上げビームの観察
部への照射角度が小さい（例えば、１０°以下）ため、
観察部の周辺部の仕上げビームの通路となる箇所を加工
して除去しなければならない。

【００１０】この際、ＦＩＢ装置によって前記加工を行
っているため、加工時間が非常に長くかかるという問題
が発生する。

【００１１】その結果、ＴＥＭを用いた不良解析の作業
の効率が低下するという問題が起こる。

【００１２】本発明の目的は、ＦＩＢ加工の時間を短縮
し、ＴＥＭを用いた検査作業の効率を向上させる加工方
法および半導体検査方法を提供することにある。

【００１３】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１５】すなわち、本発明の加工方法は、被加工物
に断面薄肉部を形成するものであり、前記被加工物にお
ける前記断面薄肉部の周辺部を機械的切削し、前記周辺
部を除去した後、イオンビームを照射して前記断面薄肉
部を形成するものである。

【００１６】さらに、本発明の加工方法は、被加工物に
ほぼ均一な厚さの断面薄肉部を形成するものであり、前
記被加工物における前記断面薄肉部の少なくとも両側部
を機械的切削し仕上げビームを照射する際の前記仕上げ
ビームの通路を含む前記両側部を除去する工程、前記両
側部の除去後、イオンビームを照射して前記断面薄肉部
を粗加工する工程、前記断面薄肉部に少なくともその両
側から仕上げビームを照射し前記断面薄肉部を仕上げ加
工する工程を含むものである。

【００１７】また、本発明の半導体検査方法は、ほぼ均
一な厚さの断面薄肉部を有する試料を検査するものであ
り、被加工物における前記断面薄肉部である観察部の周
辺部を機械的切削し前記周辺部を除去する工程、前記周
辺部の除去後、イオンビームを照射して前記観察部を加
工し前記試料を形成する工程、検査手段を用いて前記試
料の観察部を検査する工程を含むものである。

【００１８】さらに、本発明の半導体検査方法は、ほぼ
均一な厚さの断面薄肉部を有する試料を検査するもので
あり、被加工物における前記断面薄肉部である観察部の
少なくとも両側部を機械的切削し仕上げビームを照射す
る際の前記仕上げビームの通路を含む前記両側部を除去
する工程、前記両側部の除去後、イオンビームを照射し
て前記観察部を粗加工する工程、前記観察部に少なくと
もその両側から仕上げビームを照射し前記観察部を仕上
げ加工して前記試料を形成する工程、検査手段を用いて
前記試料の観察部を検査する工程を含むものである。

【００１９】これにより、ＴＥＭ用の試料を形成してこ
の試料を検査する際に、断面薄肉部である観察部の少な
くとも両側部を機械的切削によって除去するため、仕上
げビームを照射することが可能になり、さらに、機械的
切削によって観察部の両側部を除去してからイオンビー
ムを照射して観察部を粗加工するため、イオンビームに
よる加工領域を減少させることができる。

【００２０】したがって、イオンビームによって加工を
行う時間を短縮させることができ、その結果、ＴＥＭ用
の試料の形成に掛かる時間を短くすることができる。

【００２１】さらに、ＴＥＭ用の試料の形成時間を短く
することができるため、ＴＥＭを用いた検査作業の効率
を向上させることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００２３】図１は本発明の加工方法に用いるＦＩＢ装
置の構造の実施の形態の一例を示す構成概念図、図２は
本発明の加工方法に用いるダイシング装置の構造の実施
の形態の一例を示す拡大部分斜視図、図３は本発明の加
工方法を用いて加工された試料の構造の実施の形態の一
例を示す斜視図、図４は図３に示す試料の形成手順の実
施の形態の一例を示す図であり、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は拡大部分平面図、（ｃ）は拡大部分平面図、図
５は本発明の加工方法における仕上げビームの照射方法
の実施の形態の一例を示す斜視図、図６は本発明の半導
体検査方法に用いるＴＥＭの構造の実施の形態の一例を
示す構成概念図である。

【００２４】本実施の形態においては、被加工物である
半導体素子１（図３参照）などで発生した不良（故障）
を解析する際に、図１に示すＦＩＢ装置３を用いて半導
体素子１を加工することにより断面薄肉部を有する試料
２を形成し、試料２における前記断面薄肉部である観察
部２ａを図６に示すＴＥＭ６（検査手段）によって検査
（観察）する場合を説明する。

【００２５】本実施の形態の加工方法は、試料２におけ
る観察部２ａの粗加工を行うＦＩＢ装置３と、半導体素
子１に機械的切削を行うダイシング装置４（図２参照）
と、観察部２ａの仕上げ加工を行うイオンミリング装置
５（図５参照）とを用いて、半導体素子１にほぼ均一な
厚さの観察部２ａを形成するものである。

【００２６】ここで、図１を用いて、ＦＩＢ装置３の構
成について説明すると、イオンビーム３ａを発するイオ
ン源３ｂと、イオンビーム３ａのビーム径を制御する種
々のレンズを有した電子光学系３ｃと、イオンビーム３
ａの照射位置を調節するビーム走査系３ｄとからなる。

【００２７】さらに、ダイシング装置４は、ＦＩＢ装置
３よりも高速に加工可能なものであるとともに、高精度
で所定の寸法に切削可能な円板状のブレード４ａを備え
ており、これを回転させて被加工物である半導体素子１
を機械的切削するものである。

【００２８】なお、本実施の形態では、半導体素子１を
機械的切削する加工装置としてダイシング装置４を取り
上げて説明するが、前記機械的切削する加工装置は、Ｆ
ＩＢ装置３よりも高速に加工可能で、かつ半導体素子１
などの被加工物を高精度で所定の寸法に切削可能なもの
であれば、ダイシング装置４以外の加工装置であっても
よい。

【００２９】また、イオンミリング装置５は、不活性ガ
スを用いてプラズマを発生させ、電子銃５ｂより不活性
ガスイオンを引き出し、被加工物に照射してエッチング
を行うものである。

【００３０】ここで、本実施の形態で説明する図５に示
すイオンミリング装置５は、仕上げビーム５ａを発する
電子銃５ｂを備え、電子銃５ｂから観察部２ａに対して
仕上げビーム５ａを照射して仕上げビーム加工を行う仕
上げビーム加工装置である。すなわち、観察部２ａに仕
上げビーム５ａを照射することにより、観察部２ａの観
察面の平坦度を高精度に仕上げるものである。

【００３１】また、仕上げビーム５ａを照射する際に
は、観察部２ａの観察面である表面２ｂもしくは裏面２
ｃあるいはその両者に対して、図４（ｃ）に示すよう
に、各々１０°程度の角度でかつ複数の方向（本実施の
形態においては四方向）から照射しなければならない。

【００３２】これは、仕上げビーム５ａの照射角度が大
き過ぎると、観察部２ａにおける観察面の削られる度合
いが大き過ぎるためであり、観察部２ａの観察面の平坦
度を高精度に仕上げるためには、１０°程度の照射角度
によって照射することが好ましい。

【００３３】なお、本実施の形態においては、仕上げビ
ーム加工装置がイオンミリング装置５の場合について説
明するが、前記仕上げビーム加工装置は、ビームを照射
して仕上げ加工を行うことが可能な加工装置であれば、
イオンミリング装置５以外の他の加工装置であってもよ
い。

【００３４】次に、本実施の形態の加工方法について説
明する。

【００３５】前記加工方法は、被加工物である半導体素
子１からほぼ均一な厚さの断面薄肉部である観察部２ａ
を有した試料２を形成するものである。

【００３６】なお、本実施の形態においては、図５に示
すように、観察部２ａの表面２ｂ（観察面）だけに仕上
げビーム５ａを照射して、表面２ｂだけを高精度に仕上
げる場合について説明する。

【００３７】さらに、本実施の形態においては、機械的
切削を行う際にダイシング装置４を用いる場合を説明す
る。

【００３８】図３に示す試料２を形成するにあたり、ま
ず、ダイシング装置４を用いて機械的切削を行うことに
より、図４（ａ）に示すような観察部２ａの表面２ｂを
含む第１垂直面２ｅを形成する。

【００３９】続いて、同様に第１垂直面２ｅと反対側の
第２垂直面２ｆを形成し、角柱状の試料２を形成する。

【００４０】その後、同様にダイシング装置４を用い
て、第１水平面２ｇと第２水平面２ｈとを形成し、さら
に、観察部２ａの両側部２ｄを機械的切削して、図４
（ａ）の実線部に示す試料２を形成する。

【００４１】この時、本実施の形態は、観察部２ａの表
面２ｂだけを高精度に仕上げる場合であるため、試料２
を形成する際のダイシング加工時に片面（表面２ｂ）側
を平坦に切り落とすことができる。

【００４２】なお、本実施の形態における観察部２ａの
両側部２ｄとは、観察部２ａを支持する２つの支持支柱
部２ｉ（図４（ｃ）参照）の各々の外側の箇所である。

【００４３】つまり、観察部２ａの両側部２ｄは、支持
支柱部２ｉを含まずに、支持支柱部２ｉの外方側部を示
す箇所である。

【００４４】さらに、両側部２ｄは、仕上げビーム５ａ
を照射角度１０°で観察部２ａに照射する際の仕上げビ
ーム５ａの通路を含むものであり、照射する仕上げビー
ム５ａを遮断しないように除去する箇所である。

【００４５】したがって、観察部２ａの両側部２ｄを除
去することにより、観察部２ａに対して１０°の照射角
度で仕上げビーム５ａを照射できる。

【００４６】なお、観察部２ａに対して照射角度１０°
で仕上げビーム５ａを照射するためには、縦幅：横幅＝
１：１０の比率で照射角度１０°を保つことができる。

【００４７】例えば、図４（ａ）に示すように、縦幅３
０μｍの場合、照射角度１０°で照射するためには、横
幅３００μｍを除去する必要がある。

【００４８】すなわち、２つの支持支柱部２ｉの外側の
２つの両側部２ｄを最低１５０μｍの幅でそれぞれ機械
的切削する。例えば、２００μｍの厚さのブレード４ａ
を用いて、２つの両側部２ｄをそれぞれ幅２００μｍに
切削加工する。

【００４９】これにより、観察部２ａに対してその両側
から１０°の照射角度で仕上げビーム５ａを照射でき
る。

【００５０】ここで、本実施の形態では、試料２を形成
する際のダイシング加工時に片面（表面２ｂ）側を全て
平坦に切り落とすため、観察部２ａの上方および下方か
らも仕上げビーム５ａを照射することができる。

【００５１】つまり、観察部２ａの四方向（観察部２ａ
の両側と上下）から仕上げビーム５ａを照射することが
できる。

【００５２】その後、ＦＩＢ装置３を用いて、図４
（ｂ）に示す斜線箇所を除去する。

【００５３】すなわち、両側部２ｄの除去後、ＦＩＢ装
置３によって観察部２ａにイオンビーム３ａを照射して
観察部２ａを粗加工する。

【００５４】これにより、図４（ｂ）に示すように、観
察部２ａの厚さを0.２〜0.３μｍ程度に削る（加工す
る）ことができ、さらに、必要であれば、支持支柱部２
ｉの厚さを５μｍ程度に削る。

【００５５】その後、図５に示すように、仕上げビーム
加工装置であるイオンミリング装置５を用い、観察部２
ａにその両側を含む四方向から仕上げビーム５ａを照射
して観察部２ａを仕上げ加工する。

【００５６】これにより、図４（ｃ）に示すように、観
察部２ａの厚さを0.１μｍ程度に形成できる。

【００５７】その結果、図３に示すように、ほぼ均一な
厚さの断面薄肉部である観察部２ａを有した試料２を形
成することができる。

【００５８】したがって、半導体素子１などで発生した
不良（故障）を解析することができる。

【００５９】次に、本実施の形態の半導体検査方法につ
いて説明する。

【００６０】なお、前記半導体検査方法は、ほぼ均一な
厚さの断面薄肉部である観察部２ａを有する試料２を検
査手段であるＴＥＭ６によって検査（断面観察）するも
のである。

【００６１】ここで、図６に示すＴＥＭ６の構造につい
て説明すると、電子ビーム６ａを発する電子銃６ｂと、
集光レンズや対物レンズなどの光学系６ｃと、透過電子
６ｆを拡大する絞り系６ｄと、透過電子６ｆを照射させ
る蛍光板６ｅとからなり、電子ビーム６ａを試料２に照
射してこれを通過させ、透過した電子ビーム６ａをレン
ズである絞り系６ｄによって拡大し、蛍光板６ｅに当て
て観察するものである。

【００６２】したがって、試料２の観察部２ａの膜厚
を、例えば、0.１μｍ以下に薄く形成しなければならな
い。

【００６３】前記半導体検査方法を説明するに際し、前
記半導体検査方法における試料２の形成方法は、前記し
た本実施の形態における加工方法と同様であるため、そ
の重複説明は省略する。

【００６４】すなわち、前記加工方法と同様に、前記半
導体検査方法において試料２を形成する時の機械的切削
は、図２に示すダイシング装置４を用いて行う。

【００６５】まず、前記加工方法と同様の方法で、ダイ
シング装置４とＦＩＢ装置３とイオンミリング装置５と
を用いて、図３に示す試料２を形成する。

【００６６】続いて、図３および図６に示すように、検
査手段である透過形電子顕微鏡すなわちＴＥＭ６を用い
て、試料２の断面薄肉部である観察部２ａの表面２ｂに
電子ビーム６ａを照射し、さらに、裏面２ｃにこれを透
過させて透過電子６ｆを絞り系６ｄによって拡大させた
後、蛍光板６ｅに当てて観察部２ａを検査（観察）す
る。

【００６７】本実施の形態の加工方法および半導体検査
方法によれば、以下のような作用効果が得られる。

【００６８】すなわち、ＴＥＭ用の試料２を形成してこ
の試料２を検査する際に、半導体素子１における断面薄
肉部である観察部２ａの両側部２ｄを、ダイシング装置
４を用いてその所定量を機械的切削によって除去するこ
とにより、仕上げビーム５ａを照射することが可能にな
り、さらに、ダイシング装置４の機械的切削によって観
察部２ａの両側部２ｄを除去してからＦＩＢ装置３によ
るイオンビーム３ａを照射して観察部２ａを粗加工する
ため、ＦＩＢ装置３を用いたイオンビーム３ａによる加
工領域を減少させることができる。

【００６９】これにより、イオンビーム３ａによって加
工を行う時間（ＦＩＢ装置３を用いた加工時間）を短縮
させることができ、その結果、ＴＥＭ用の試料２の形成
に掛かる時間を短くすることができる。

【００７０】さらに、ＴＥＭ用の試料２の形成時間を短
くすることができるため、ＴＥＭ６を用いた検査作業の
効率を向上させることができる。

【００７１】ここで、本実施の形態の加工方法によって
１つの試料２を形成する際の加工時間の内訳は、例え
ば、ダイシング装置４による加工時間が１時間程度、Ｆ
ＩＢ装置３による加工時間が2.５時間程度、イオンミリ
ング装置５による加工時間が0.５時間程度であり、１つ
の試料２あたりに費やす加工時間は、合計４時間程度で
ある。

【００７２】これにより、ダイシング装置４を使用せず
にＦＩＢ装置３とイオンミリング装置５とによって試料
２を形成する場合の加工時間の約１／３に短縮すること
ができ、その結果、ＴＥＭ６を用いた検査作業の効率を
大幅に向上させることができる。

【００７３】また、機械的切削としてダイシング装置４
を用いることにより、加工時間を短縮させることができ
るとともに、半導体素子１などの被加工物を数μｍ単位
で高精度に加工することができる。

【００７４】これにより、半導体検査の信頼性を向上さ
せることができる。

【００７５】なお、観察部２ａの表面２ｂ（本実施の形
態では表面２ｂであったが裏面２ｃであってもよく、表
面２ｂまたは裏面２ｃの何れかであればよい）すなわち
片面においてＴＥＭ６による観察を行うことにより、試
料２を形成する際のダイシング加工時に表面２ｂ（前記
片面）側だけを平坦に切り落とすことができる。

【００７６】これにより、比較的短い時間でＴＥＭ用の
試料２を形成することができる。

【００７７】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言う
までもない。

【００７８】例えば、前記実施の形態の加工方法および
半導体検査方法では、ダイシング装置４によって観察部
２ａの両側部２ｄを機械的切削する場合について説明し
たが、ダイシング装置４による加工箇所は、観察部２ａ
の少なくとも両側部２ｄが機械的切削によって除去され
ていれば、観察部２ａの周辺全体である周辺部を機械的
切削して除去してもよい。

【００７９】すなわち、仕上げビーム５ａを１０°の照
射角度で種々の方向から照射することができれば、観察
部２ａの周辺の除去箇所は、その両側部２ｄだけであっ
てもよいし、また、その周辺部全体であってもよい。

【００８０】さらに、仕上げビーム５ａの照射方向につ
いて、観察部２ａの表面２ｂを高精度に仕上げなくても
良い場合には、観察部２ａの少なくとも両側から照射で
きればよく、その場合には、観察部２ａの少なくとも両
側部２ｄをダイシング装置４などによって機械的切削
し、これを除去すればよい。

【００８１】また、前記実施の形態の加工方法および半
導体検査方法では、仕上げビーム５ａを用いた仕上げビ
ーム加工を行う場合を説明したが、試料２の観察部２ａ
を0.１μｍ以下に薄膜化する必要が無い場合などには、
必ずしも前記仕上げビーム加工を行わなくてもよい。

【００８２】すなわち、ＴＥＭ６を用いない他の検査の
場合などには必ずしも前記仕上げビーム加工を行わなく
てもよい。

【００８３】これによっても、ダイシング装置４などを
用いて所定領域を機械的切削することにより、ＦＩＢ装
置３による加工領域（イオンビーム３ａによる加工領
域）を減少させることができるため、その結果、ＦＩＢ
装置３を用いたイオンビーム３ａによる加工時間を短縮
させることができる。

【００８４】また、前記実施の形態の加工方法および半
導体検査方法では、観察部２ａの表面２ｂ（観察面）だ
けに仕上げビーム５ａを照射して、表面２ｂだけを高精
度に仕上げる場合について説明したが、図７（ａ),
（ｂ）に示す他の実施の形態の試料２のように、試料２
をその表面２ｂ側と裏面２ｃ側とから観察できるように
形成してもよい。

【００８５】すなわち、半導体素子１（図３参照）をダ
イシング装置４によって機械的切削して試料２を形成す
る際に、試料２の表面２ｂ側と裏面２ｃ側とを同じ形状
に加工するものである。

【００８６】したがって、前記実施の形態と同様に、観
察部２ａの両側部２ｄまでをダイシング装置４によって
機械的切削加工し、その後、観察部２ａの粗加工をＦＩ
Ｂ装置３のイオンビーム３ａによって行い、さらに、図
７（ｂ）に示すように、観察部２ａの表面２ｂと裏面２
ｃとに対しそれぞれ照射角度１０°で仕上げビーム５ａ
を照射して観察面である表面２ｂおよび裏面２ｃを仕上
げ加工する。

【００８７】これにより、観察部２ａを0.１μｍ程度に
形成する。なお、表裏両面からの加工であるため、さら
に薄く形成することも可能である。

【００８８】その結果、ＴＥＭ６を用いて断面観察を行
う際に、観察部２ａの表面２ｂと裏面２ｃとの両面から
観察が行えることにより、高精度な観察を行うことがで
きる。

【００８９】また、図８に示す他の実施の形態の加工方
法によって加工される試料２のように、被加工物である
半導体素子１にダイシング装置４（図２参照）によって
機械的切削を行う際に、図８（ａ）に示す半導体素子１
のダイシングカット箇所１ａに、予め、ＦＩＢ装置３
（図１参照）によってイオンビーム３ａを照射して図８
（ｂ）に示す溝１ｂ（例えば、深さ１０μｍ程度）を形
成してもよい。

【００９０】これにより、ダイシング加工時のブレード
４ａの歯と観察部２ａとの摩擦を軽減することができ、
その結果、ダイシング加工時に発生する観察部２ａの表
面２ｂ（あるいは裏面２ｃ）における割れや欠けなどの
損傷を防止することができる。

【００９１】また、前記実施の形態の加工方法および半
導体検査方法においては、被加工物が半導体素子１の場
合について説明したが、前記被加工物は個々の半導体素
子１に切断される前の半導体ウェハであってもよい。

【００９２】さらに、前記実施の形態の加工方法および
半導体検査方法においては、被加工物である半導体素子
１をダイシング装置４によって、一度、角柱状の試料２
に機械的切削する場合を説明したが、半導体素子１を角
柱状に加工せず、ダイシング装置４とＦＩＢ装置３とイ
オンミリング装置５とを用いて、半導体素子１に直接断
面からなる観察部２ａ（断面薄肉部）を形成してもよ
い。

【００９３】その場合には、被加工物である半導体素子
１がそのまま試料２になることは言うまでもない。

【００９４】

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００９５】（１）．被加工物における断面薄肉部の周
辺部を機械的切削し、この周辺部を除去してからイオン
ビームを照射して断面薄肉部を形成することにより、イ
オンビームによる加工領域を減少させることができる。
これにより、イオンビームによって加工を行う時間を短
縮させることができる。

【００９６】（２）．ＴＥＭ用の試料を形成してこの試
料を検査する際に、被加工物における観察部の少なくと
も両側部を機械的切削によって除去することにより、仕
上げビームを照射することが可能になり、さらに、機械
的切削によって観察部の両側部を除去してからイオンビ
ームを照射して観察部を粗加工することにより、イオン
ビームによって加工を行う時間を短縮させることがで
き、その結果、ＴＥＭ用の試料の形成に掛かる時間を短
くすることができる。

【００９７】（３）．ＴＥＭ用の試料の形成時間を短く
することができるため、ＴＥＭを用いた検査作業の効率
を向上させることができる。

【００９８】（４）．機械的切削としてダイシング装置
を用いることにより、加工時間を短縮させることができ
るとともに、数μｍ単位で高精度に加工することができ
る。これにより、半導体検査の信頼性を向上させること
ができる。

【００９９】（５）．機械的切削としてダイシング装置
を用いる際に、被加工物のダイシングカット箇所に、予
め、イオンビームによって溝を形成することにより、ダ
イシング加工時の歯と観察部との摩擦を軽減することが
できる。これにより、ダイシング加工時に発生する観察
部の表面における割れや欠けなどの損傷を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加工方法に用いるＦＩＢ装置の構造の
実施の形態の一例を示す構成概念図である。

【図２】本発明の加工方法に用いるダイシング装置の構
造の実施の形態の一例を示す拡大部分斜視図である。

【図３】本発明の加工方法を用いて加工された試料の構
造の実施の形態の一例を示す斜視図である。

【図４】（ａ),（ｂ),（ｃ）は図３に示す試料の形成手
順の実施の形態の一例を示す図であり、（ａ）は斜視
図、（ｂ）は拡大部分平面図、（ｃ）は拡大部分平面図
である。

【図５】本発明の加工方法における仕上げビームの照射
方法の実施の形態の一例を示す斜視図である。

【図６】本発明の半導体検査方法に用いるＴＥＭの構造
の実施の形態の一例を示す構成概念図である。

【図７】（ａ),（ｂ）は本発明の他の実施の形態である
加工方法を用いて加工される試料の構造を示す図であ
り、（ａ）は斜視図、（ｂ）は拡大部分平面図である。

【図８】（ａ),（ｂ）は本発明の他の実施の形態である
加工方法を用いて加工される試料の構造を示す図であ
り、（ａ）は拡大部分平面図、（ｂ）は（ａ）の拡大部
分断面図である。

【符号の説明】

１ 半導体素子（被加工物） １ａ ダイシングカット箇所 １ｂ 溝 ２ 試料 ２ａ 観察部（断面薄肉部） ２ｂ 表面（観察面） ２ｃ 裏面（観察面） ２ｄ 両側部 ２ｅ 第１垂直面 ２ｆ 第２垂直面 ２ｇ 第１水平面 ２ｈ 第２水平面 ２ｉ 支持支柱部 ３ ＦＩＢ装置 ３ａ イオンビーム ３ｂ イオン源 ３ｃ 電子光学系 ３ｄ ビーム走査系 ４ ダイシング装置 ４ａ ブレード ５ イオンミリング装置 ５ａ 仕上げビーム ５ｂ 電子銃 ６ ＴＥＭ（検査手段） ６ａ 電子ビーム ６ｂ 電子銃 ６ｃ 光学系 ６ｄ 絞り系 ６ｅ 蛍光板 ６ｆ 透過電子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｄ (72)発明者 関原 雄 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 吉永 一正 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 大島 英樹 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 大薮 康二 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 大園 世子 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 (72)発明者 久保 真紀 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 (72)発明者 峯尾 江利子 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

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物に断面薄肉部を形成する加工方
   法であって、前記被加工物における前記断面薄肉部の周
   辺部を機械的切削し、前記周辺部を除去した後、イオン
   ビームを照射して前記断面薄肉部を形成することを特徴
   とする加工方法。
2. 【請求項２】 被加工物にほぼ均一な厚さの断面薄肉部
   を形成する加工方法であって、 前記被加工物における前記断面薄肉部の少なくとも両側
   部を機械的切削し、仕上げビームを照射する際の前記仕
   上げビームの通路を含む前記両側部を除去する工程、 前記両側部の除去後、イオンビームを照射して前記断面
   薄肉部を粗加工する工程、 前記断面薄肉部に少なくともその両側から前記仕上げビ
   ームを照射し、前記断面薄肉部を仕上げ加工する工程を
   含むことを特徴とする加工方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の加工方法であっ
   て、前記機械的切削を行う際にダイシング装置を用いる
   ことを特徴とする加工方法。
4. 【請求項４】 ほぼ均一な厚さの断面薄肉部を有する試
   料を検査する半導体検査方法であって、 被加工物における前記断面薄肉部である観察部の周辺部
   を機械的切削し、前記周辺部を除去する工程、 前記周辺部の除去後、イオンビームを照射して前記観察
   部を加工し、前記試料を形成する工程、 検査手段を用いて前記試料の観察部を検査する工程を含
   むことを特徴とする半導体検査方法。
5. 【請求項５】 ほぼ均一な厚さの断面薄肉部を有する試
   料を検査する半導体検査方法であって、 被加工物における前記断面薄肉部である観察部の少なく
   とも両側部を機械的切削し、仕上げビームを照射する際
   の前記仕上げビームの通路を含む前記両側部を除去する
   工程、 前記両側部の除去後、イオンビームを照射して前記観察
   部を粗加工する工程、 前記観察部に少なくともその両側から前記仕上げビーム
   を照射し、前記観察部を仕上げ加工して前記試料を形成
   する工程、 検査手段を用いて前記試料の観察部を検査する工程を含
   むことを特徴とする半導体検査方法。
6. 【請求項６】 請求項４または５記載の半導体検査方法
   であって、前記機械的切削を行う際にダイシング装置を
   用いることを特徴とする半導体検査方法。
7. 【請求項７】 請求項４，５または６記載の半導体検査
   方法であって、前記ダイシング装置によって前記機械的
   切削を行う際に、前記被加工物のダイシングカット箇所
   に、予め、前記イオンビームを照射して溝を形成するこ
   とを特徴とする半導体検査方法。
8. 【請求項８】 請求項４，５，６または７記載の半導体
   検査方法であって、前記観察部の表裏両面に対し前記仕
   上げビームを照射して前記表裏両面を仕上げ加工するこ
   とを特徴とする半導体検査方法。