[发明专利]带电粒子束装置以及试样加工方法

说明书

本发明提供带电粒子束装置以及试样加工方法，其能够对减小了试样的厚度的整个微小试样片均匀地照射带电粒子束并且能够明确地掌握加工时的加工终点。该带电粒子束装置朝向试样照射带电粒子束，制成微小试样片，其特征在于，该带电粒子束装置具有：带电粒子束镜筒，其能够朝向所述试样照射带电粒子束；试样室，其收纳所述带电粒子束镜筒；以及试样片支架，其能够保持所述试样，在通过所述带电粒子束形成减小了所述试样的一部分区域的厚度的微小试样片时，与该微小试样片的减薄部分相邻的部分形成相对于所述减薄部分倾斜的倾斜部。

技术领域

本发明涉及用于使用带电粒子束进行试样的加工的带电粒子束装置以及使用了带电粒子束的试样加工方法。

背景技术

例如，作为对半导体设备等试样的内部构造进行分析、或者进行立体观察的方法的一种，公知有如下的截面加工观察方法：使用搭载有带电粒子束(Focused Ion Beam：FIB)镜筒和电子束(Electron Beam；EB)镜筒的带电粒子束复合装置来进行基于FIB的截面形成加工和通过扫描型电子显微镜(Scanning Electron Microscope：SEM)观察其截面(例如参照专利文献1)。

该截面加工观察方法公知有通过重复进行基于FIB的截面形成加工和基于SEM的截面观察来构建三维图像的方法。在该方法中，能够根据重新构建的三维立体像从各种方向详细地分析对象试样的立体形体。并且，具有能够再现对象试样的任意的截面像这样的其他方法所没有的优点。

另一方面，SEM原理上在高倍率(高分辨率)的观察中存在极限，另外，所获得的信息也限定于试样表面附近。因此，也公知有如下的观察方法：为了在更高倍率下进行高分辨率的观察，对加工成薄膜状的试样使用使电子透射过的透射型电子显微镜(TransmissionElectron Microscopy：TEM)。在这样的基于TEM的观察中所使用的薄膜化的微细的试样(以下，有时称为微小试样片。)的制作中，上述那样的基于FIB的截面形成加工也是有效的。

以往，在制成基于TEM的观察中所使用的微小试样片时，通过沿试样的厚度方向对试样的例如前端部分照射带电粒子束，减小试样的厚度而使其薄膜化，来制成微小试样片。

例如，在使沿厚度方向将多个设备层叠在半导体基板中而成的试样薄膜化时，一边照射带电粒子束一边观察加工截面的SEM图像，对加工截面中露出的设备的数量进行计数，由此掌握期望的加工终点。

另一方面，为了减轻通过使用了带电粒子束的加工而产生的沿带电粒子束的照射方向的加工条纹图案(幕效应(curtain effect))，也可以通过从相对于试样的厚度方向倾斜的方向照射带电粒子束来进行(例如参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2008-270073号公报

专利文献2：日本特开平9-186210号公报

然而，在上述的试样的加工方法(薄膜化方法)中，由于试样中的薄膜化的部分被蚀刻加工，与该部分相邻的部分未被蚀刻加工，因此会产生以90°屈曲的阶差。而且，当为了应对上述那样的幕效应而从相对于薄片化的部分的加工面倾斜的方向照射带电粒子束时，上述的相邻部分遮蔽带电粒子束，因此会产生带电粒子束照射不到的阴影区域。因此，必须考虑带电粒子束照射不到的阴影区域来确定加工宽度，因而需要对比期望的加工宽度大的加工范围照射带电粒子束。因此，试样的加工时间变长，另外，也有可能无法制作出期望的形状的微小试样片。

另外，在对在半导体基板中沿厚度方向层叠多个设备而成的试样进行薄膜化时，在为了掌握加工终点而对因加工而露出的设备的数量进行计数时，有可能在上述的阴影区域的影响下加工面的对比度降低，无法准确地对设备的数量进行计数，从而无法准确掌握加工终点。

发明内容