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公開番号2025143717
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-02
出願番号2024043095
出願日2024-03-19
発明の名称集束イオンビーム装置及びその制御方法
出願人キオクシア株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01J 37/317 20060101AFI20250925BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】試料の加工を容易に行うことが可能な、集束イオンビーム装置を提供する。
【解決手段】集束イオンビーム装置は、電子ビーム鏡筒と、イオンビーム鏡筒と、試料を電子ビーム及びイオンビームに対して傾斜させることが可能な試料保持部と、電子ビームの走査点及び電子ビームの集束距離で規定される実作業空間を規定し、観察方位が互いに異なる試料の複数の電子顕微鏡画像を取得し、複数の電子顕微鏡画像に基づいて、試料の実空間情報を含む3次元モデルを作成し、試料保持部の動作に伴い試料の姿勢変化をおこない、イオンビームの照射軸から眺めた場合の、試料の2次元画像を、3次元モデルから取得し、2次元画像を用いて、イオンビームを照射する所定範囲を決定し、所定範囲にイオンビーム鏡筒を用いてイオンビームを照射することにより試料を加工する制御部と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
試料に焦点深度の浅い電子ビームを照射する電子ビーム鏡筒と、
前記試料にイオンビームを照射することにより、前記試料の加工を行うイオンビーム鏡筒と、
前記試料から発生する電子を検出する検出器と、
前記試料を保持し、前記試料を前記電子ビーム及び前記イオンビームに対して傾斜させることが可能な試料保持部と、
前記電子ビームの走査点及び前記電子ビームの集束距離で規定される実作業空間を規定し、
前記電子ビーム鏡筒を用いて前記試料に前記電子ビームを照射し、観察方位が互いに異なる、前記試料の、複数の電子顕微鏡画像を取得し、
前記複数の電子顕微鏡画像に基づいて、前記試料の実空間情報を含む３次元モデルを作成し、
前記試料保持部の動作に伴い前記試料の姿勢変化をおこない、
前記イオンビームの照射軸から眺めた場合の、前記試料の２次元画像を、前記３次元モデルから取得し、
前記２次元画像を用いて、前記イオンビームを照射する所定範囲を決定し、
前記所定範囲に前記イオンビーム鏡筒を用いて前記イオンビームを照射することにより前記試料を加工する制御部と、
を備える集束イオンビーム装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記複数の電子顕微鏡画像に基づいて、前記試料の前記実空間情報を含む前記３次元モデルを作成する後、前記試料保持部の前記動作に伴い前記試料の前記姿勢変化をおこなう前に、前記３次元モデルを仮想空間に表示する、
請求項１記載の集束イオンビーム装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記試料保持部の動作に伴い前記試料の姿勢変化をおこなうことにより、
前記イオンビームの集束点が、前記所定範囲によって規定される前記試料の表面に位置するように、前記試料保持部を制御する、
請求項１に記載の集束イオンビーム装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記電子ビームの前記走査点及び前記集束距離で規定される前記実作業空間を規定するときに、
前記試料の表面に前記イオンビーム鏡筒を用いて前記イオンビームを照射することにより、前記イオンビームの照射位置を補正する、
請求項１に記載の集束イオンビーム装置。
【請求項５】
前記電子ビームはホローコーンビームである、
請求項１記載の集束イオンビーム装置。
【請求項６】
前記電子ビーム鏡筒は、前記電子ビームが通過するための複数の開口部を有する、
請求項１記載の集束イオンビーム装置。
【請求項７】
前記電子ビームの照射の方向において、前記電子ビームの前記焦点深度は、前記試料の厚さより浅い、
請求項１記載の集束イオンビーム装置。
【請求項８】
試料に焦点深度の浅い電子ビームを照射する電子ビーム鏡筒と、
前記試料にイオンビームを照射することにより、前記試料の加工を行うイオンビーム鏡筒と、
前記試料から発生する電子を検出する検出器と、
前記試料を保持し、前記試料を前記電子ビーム及び前記イオンビームに対して傾斜させることが可能な試料保持部と、
を用い、
前記電子ビームの走査点及び前記電子ビームの集束距離で規定される実作業空間を規定し、
前記電子ビーム鏡筒を用いて前記試料に前記電子ビームを照射し、観察方位が互いに異なる、前記試料の、複数の電子顕微鏡画像を取得し、
前記複数の電子顕微鏡画像に基づいて、前記試料の実空間情報を含む３次元モデルを作成し、
前記試料保持部の動作に伴い前記試料の姿勢変化をおこない、
前記イオンビームの照射軸から眺めた場合の、前記試料の２次元画像を、前記３次元モデルから取得し、
前記２次元画像を用いて、前記イオンビームを照射する所定範囲を決定し、
前記所定範囲に前記イオンビーム鏡筒を用いて前記イオンビームを照射することにより前記試料を加工する、
集束イオンビーム装置の制御方法。
【請求項９】
前記複数の電子顕微鏡画像に基づいて、前記試料の前記実空間情報を含む前記３次元モデルを作成する後、前記試料保持部の前記動作に伴い前記試料の前記姿勢変化をおこなう前に、前記３次元モデルを仮想空間に表示する、
請求項８記載の集束イオンビーム装置の制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、集束イオンビーム装置及びその制御方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化と複雑化が進む現代において、半導体デバイスの動作不良や故障の原因を特定する欠陥解析は、重要性を増している。その中でも、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ：ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）観察は、試料内の微小領域を高精度に観察できる手法として、構造解析に広く用いられている。
【０００３】
近年、集束イオンビーム（ＦＩＢ：ＦｏｃｕｓｅｄＩｏｎＢｅａｍ）を用いたＴＥＭ試料作製技術が注目されている。集束イオンビーム装置を用いると、金属イオン等をナノメートルレベルに集束して形成した集束イオンビームを試料表面に照射し、試料表面を精密に加工することができる。集束イオンビームを試料表面に照射したときに放出される二次電子を検出すると、ＳＩＭ（ＳＩＭ：ＳｃｎａｎｎｉｎｇＩｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ走査イオン顕微鏡、）像による観察が可能である。そのため、例えば、ＳＩＭ像を観察しながら、集束イオンビームによる加工を行うことが行われている。
【０００４】
また、集束イオンビームによる試料の加工の度合いを確認するために、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：ＳｃａｎｎｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を組み合わせた集束イオンビーム装置が用いられることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国特許第１１３５５３０５号明細書
米国特許第１０４５３６４６号明細書
米国特許第１１３５５３０７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実施形態の目的は、試料の加工を容易に行うことが可能な、集束イオンビーム装置及びその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の集束イオンビーム装置は、試料に焦点深度の浅い電子ビームを照射する電子ビーム鏡筒と、試料にイオンビームを照射することにより、試料の加工を行うイオンビーム鏡筒と、試料から発生する電子を検出する検出器と、試料を保持し、試料を電子ビーム及びイオンビームに対して傾斜させることが可能な試料保持部と、電子ビームの走査点及び電子ビームの集束距離で規定される実作業空間を規定し、電子ビーム鏡筒を用いて試料に電子ビームを照射し、観察方位が互いに異なる、試料の、複数の電子顕微鏡画像を取得し、複数の電子顕微鏡画像に基づいて、試料の実空間情報を含む３次元モデルを作成し、試料保持部の動作に伴い試料の姿勢変化をおこない、イオンビームの照射軸から眺めた場合の、試料の２次元画像を、３次元モデルから取得し、２次元画像を用いて、イオンビームを照射する所定範囲を決定し、所定範囲にイオンビーム鏡筒を用いてイオンビームを照射することにより試料を加工する制御部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態の集束イオンビーム装置の模式図である。
第１実施形態の集束イオンビーム装置に用いられる電子ビームｅの絞りの一例を示す模式図である。
ＳＥＭの焦点深度と、ＳＩＭ像の関係を示す模式図である。
本実施形態の電子ビーム鏡筒において、焦点深度を浅くするために用いられる、電子ビームｅが通過する面内に垂直な面内における、絞りの一例を示した模式図である。
本実施形態の集束イオンビーム装置の制御方法のフローチャートである。
試料Ｓの実空間情報を含む３次元モデルの一例を示す模式図である。
第２実施形態の試料保持部の模式図である。
第２実施形態の試料保持部の模式図である。
第２実施形態の試料保持部の模式図である。
【０００９】
以下、図面を用いて実施形態を説明する。なお、図面中、同一又は類似の箇所には、同一又は類似の符号を付している。
【００１０】
本明細書中、部品等の位置関係を示すために、図面の上方向を「上」、図面の下方向を「下」と記述する。本明細書中、「上」、「下」の概念は、必ずしも重力の向きとの関係を示す用語ではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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