(57)【要約】【課題】従来の投射型イオンビーム加工装置では大面積の高速イオンビーム加工は可能であったが、高分解能加工を要求される微細加工においてはイオンビーム電流の確保が難しく、大電流大面積高速加工と微細加工の両立が実現できていなかった。そこで、大電流大面積高速加工と微細加工を両立する投射型イオンビーム加工装置を提供する。【解決手段】イオン源から試料ステージに向かって、 第１レンズ、第１マスク機構、第２レンズ、第２マスク機構、第３レンズとを順に配置し、高速加工のためには投射開口を第１マスク機構に搭載し、微細加工のためには第１マスク機構と第２マスク機構に細長い矩形開口を用いることで、高速加工と微細加工を両立することが可能となる。【選択図】図１
2010045000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン源と、
試料を保持する試料ステージと、
前記イオン源と前記試料ステージとの間の光軸上にあって、前記イオン源側に設けた第１レンズおよび前記試料ステージ側に設けた第３のレンズと、
前記第１のレンズと前記第３のレンズとの間に設けられた第２のレンズと、
前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に設けられた第１マスク機構と、
前記第２のレンズと前記第３のレンズとの間に設けられた第２マスク機構とを有し、
前記第１マスク機構は、所定の開口パターンを具備した開口マスクを有し、前記イオン源から放射され前記開口マスクを通過したイオンビームにより前記試料を前記所定の開口パターンに加工することを特徴とする投射型イオンビーム加工装置。
【請求項２】
請求項１記載の投射型イオンビーム加工装置において、
前記イオン源は、ガスイオンを生成するイオン源であることを特徴とする投射型イオンビーム加工装置。
【請求項３】
請求項１記載の投射型イオンビーム加工装置において、
前記イオン源は、プラズマイオン源であることを特徴とする投射型イオンビーム加工装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の投射型イオンビーム加工装置において、
前記第１マスク機構が有する開口マスクは、加工用の投射パターン開口とイオン源制限開口とを有し、
前記投射パターン開口と前記イオン源制限開口との切替えを行う切替え機構を有することを特徴とする投射型イオンビーム加工装置。
【請求項５】
請求項４記載の投射型イオンビーム加工装置において、
前記イオン源制限開口および前記第２マスク機構が有する開口マスクの開口のそれぞれは、第１の方向の辺の長さが、前記第１の方向に垂直な第２の方向の辺の長さより短い非軸対称な矩形形状を有することを特徴とする投射型イオンビーム加工装置。
【請求項６】
請求項１から３のいずれか一項に記載の投射型イオンビーム加工装置において、
前記第１レンズは、該第１レンズより前記イオン源側で最も小さい開口を前記第３レンズ中心に結像する条件で使用することを特徴とする投射型イオンビーム加工装置。
【請求項７】
請求項６記載の投射型イオンビーム加工装置において、
前記イオン源側で最も小さい開口は、アノード開口、または引出し電極開口であることを特徴とする投射型イオンビーム加工装置。
【請求項８】
請求項１から３のいずれか一項に記載の投射型イオンビーム加工装置において、
前記第１マスク機構が有する開口マスクは、大電流加工用開口を有し、
前記第２マスク機構が有する開口マスクは、微細加工用開口を有することを特徴とする投射型イオンビーム加工装置。
【請求項９】
請求項１から３のいずれか一項に記載の投射型イオンビーム加工装置において、
前記第１レンズは、大電流加工時には電圧が印加され、微細加工時には電圧が印加されないことを特徴とする投射型イオンビーム加工装置。
【請求項１０】
請求項１から３のいずれか一項に記載の投射型イオンビーム加工装置において、
前記第２レンズは、加工位置決め時のレンズ効果よりも加工時のレンズ効果を小さくすることを特徴とする投射型イオンビーム加工装置。
【請求項１１】
請求項１から３のいずれか一項に記載の投射型イオンビーム加工装置において、
前記第２レンズは、加工位置決め時に前記第２マスク機構より前記第１レンズ側にビーム集束点を有する光学条件で使用されることを特徴とする投射型イオンビーム加工装置。
【請求項１２】
請求項１から３のいずれか一項に記載の投射型イオンビーム加工装置において、
前記第２レンズは、加工時に前記第１マスク機構の開口を前記第３レンズ中心に結像する光学条件で使用することを特徴とする投射型イオンビーム加工装置。
【請求項１３】
請求項１から３のいずれか一項に記載の投射型イオンビーム加工装置において、
前記第１及び第２マスク機構は、加工位置決め時と加工時で開口切替えを行わず、前記加工位置決め時よりも加工時はビーム電流を大きくするレンズ条件とすることを特徴とする投射型イオンビーム加工装置。
【請求項１４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の投射型イオンビーム加工装置において、
前記第２マスク機構は、前記第１マスク機構を通過したイオンビームを遮らない大開口を有し、大電流加工時に前記第２マスク機構は該大開口に切替えて使用することを特徴とする投射型イオンビーム加工装置。
【請求項１５】
請求項１から３のいずれか一項に記載の投射型イオンビーム加工装置において、
さらに電子ビーム照射光学系とアシストガス供給源とを有することを特徴とする投射型イオンビーム加工装置。
【請求項１６】
イオンビームを放射するイオン源と、
試料を保持する試料ステージと、
前記イオン源と前記試料ステージとの間の光軸上にあって、前記イオン源側に設けた第１レンズおよび前記試料ステージ側に設けた第３のレンズと、
前記第１のレンズと前記第３のレンズとの間に設けられた第２のレンズと、
前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に設けられ、所定の開口パターンを具備した第１の開口マスクを有する第１マスク機構と、
前記第２のレンズと前記第３のレンズとの間に設けられ、所定の開口パターンを具備した第２の開口マスクを有する第２マスク機構と、を有し、
前記試料に多量のイオンビームを照射する大電流モード時には、前記第１のレンズおよび前記第３のレンズに電圧を印加し、
前記大電流モード時よりイオンビーム量が少なく前記試料を微細に加工する微細加工モード時には、前記第２のレンズおよび前記第３のレンズに電圧を印加することにより、前記試料上に前記イオンビームが結像する光学条件を設定することを特徴とする投射型イオンビーム加工装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の投射型イオンビーム加工装置において、
前記第１マスク機構が有する開口マスクは、大電流加工用開口を有し、
前記第２マスク機構が有する開口マスクは、微細加工用開口を有することを特徴とする投射型イオンビーム加工装置。
【請求項１８】
請求項１６に記載の投射型イオンビーム加工装置において、
前記第１マスク機構が有する開口マスクは、加工用の投射パターン開口とイオン源制限開口とを有し、
前記投射パターン開口と前記イオン源制限開口との切替えを行う切替え機構を有することを特徴とする投射型イオンビーム加工装置。
【請求項１９】
イオン源と、
試料を保持する試料ステージと、
前記イオン源と前記試料ステージとの間の光軸上にあって、前記イオン源側に設けた第１レンズおよび前記試料ステージ側に設けた第３のレンズと、
前記第１のレンズと前記第３のレンズとの間に設けられた第２のレンズと、
前記第１、第２、および第３のレンズのそれぞれを制御する第１、第２、および第３のレンズ電源と、
前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に設けられ、所定の開口パターンを具備した第１の開口マスクを有する第１マスク機構と、
前記第２のレンズと前記第３のレンズとの間に設けられ、所定の開口パターンを具備した第２の開口マスクを有する第２マスク機構と、
前記レンズ電源に印加するレンズ電圧および前記開口パターンを含む情報をＧＵＩ画面に表示する表示手段とを有し、
前記表示手段を用いて、前記試料の加工形状を決定する開口パターンの選択と、前記イオン源から放射され前記試料に照射されるイオンビームの光路を制御するレンズ電圧の設定を行うことを特徴とする投射型イオンビーム加工装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の投射型イオンビーム加工装置において、
前記表示手段のＧＵＩ画面に、前記試料の加工の種類を表示するメニューを有し、前記メニューから選択された加工に対応するレンズ電圧、開口パターンを含む光学条件が設定されると共に、前記ＧＵＩ画面上に表示されることを特徴とする投射型イオンビーム加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デバイス等の検査や不良解析等のために試料を加工するイオンビーム加工装置に関わる。
【背景技術】
【０００２】
微細化が進む半導体デバイスの検査、解析に対するニーズが高まっている。その中でも不良原因を特定するための不良解析においては、デバイス内部の欠陥を直接観察することが必須技術となっている。これらの観察のためにはデバイスの観察目的位置を正確に微細加工する必要がある。従来この正確な微細加工を行う装置として使用されてきたのは集束イオンビーム(Focused Ion Beam、以下ＦＩＢ)加工装置である。このＦＩＢではサブミクロンオーダーに集束したイオンビームを静電偏向走査し試料に照射することにより目標位置を正確に加工することができるため、解析用の断面形成や解析用試料の作製等に用いられる。
【０００３】
また、この不良解析加工において、近年は更に短時間での解析試料作製ニーズが高まっている。即ち、歩留まり向上がデバイスコストに直結するため、短時間での不良原因特定はコスト削減に大きな影響を持つ。このため、高速な解析試料作製が期待されている。これを実現する加工装置として、例えば、特許文献１に記載されている投射型イオンビーム(Projection Ion Beam、以下ＰＪＩＢ)加工装置がある。これは上記のＦＩＢのようにイオンビームを集束させて偏向走査することにより目的形状に加工するのではなく、予め決めた目的形状と相似形のマスクパターンを用意し、このマスクパターンを試料上に投射することにより一括加工するという装置である。加工速度は概略的には加工する面積にどれだけのイオンが照射されるかにより決まるものであり、すなわちイオンビーム電流が大きいほど高速加工が可能になる。ビーム径における単純なイオンビーム電流密度ではＦＩＢの方がＰＪＩＢよりも大きいが、ＦＩＢのイオンビーム電流よりもＰＪＩＢのイオンビーム電流の方が大きくなるような面積の加工においては、単純にＰＪＩＢ加工の方が速くなる。
【０００４】
即ち、数〜数10ミクロン領域の加工が必要な大面積加工では、ＰＪＩＢ加工の方が高速となるというメリットがある。このような大面積の加工は、例えば、走査電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope、以下ＳＥＭ)等で試料断面を観察するための穴加工や、特許文献２に記載されているような試料の一部を試料片として摘出するマイクロサンプリングの加工においてよく利用され、ＰＪＩＢの方がＦＩＢと比較して高速に加工できる。また、ＰＪＩＢを用いて急峻な断面加工を実現する構成が、特許文献３に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−１８６１３８公報
【特許文献２】特許第３５４７１４３号公報
【特許文献３】特開２００６−１２８０６８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようにＰＪＩＢは大面積加工ではＦＩＢに対して大電流高速加工が実現できるというメリットがある。しかし、デバイスの不良解析はこのような大面積加工だけで実現できるわけでは無い。透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope、以下ＴＥＭ)や走査透過型電子顕微鏡(Scanning Transmission Electron Microscope、以下ＳＴＥＭ)等で不良解析を行う場合、その試料の実際に観察する領域は電子線が透過する厚さ、例えば数100nm程度にまで薄く加工する必要がある。またＳＥＭで観察する断面も急峻な断面を加工する必要がある。
【０００７】
また、現在半導体デバイスの主流であるシリコンウェーハにおいて、従来ＦＩＢに用いられているようなガリウムイオンビームでは、加工時に汚染源となる可能性があり、一度加工したウェーハをプロセスラインに戻すことは好まれない。このため、汚染源とならないような不活性ガスや酸素、窒素等のイオンビームを形成することが望ましい。しかし、これらのガスイオンを生成するイオン源としてはプラズマイオン源等の採用が一般的であるが、このプラズマイオン源は従来のガリウムイオン源に用いられている液体金属イオン源と比較して、イオン源輝度が少なくとも２桁から３桁低くなる。
【０００８】
一方、上記のようなＳＥＭ、ＴＥＭ、ＳＴＥＭ等の試料作製のための高精度加工には、特許文献３でも述べられているように収差が小さくなるように光軸中心近くを通るイオンビームのみを使用する必要がある。このような高精度加工を実現する光軸中心近傍のみを使用する場合、プラズマイオン源等では特にビーム電流が少なくなるという問題がある。これを回避するために特許文献３では急峻さが要求される一方向のみ狭く、急峻さが要求されない方向には広い非対称なビームを形成することで面積を確保し、加工電流を確保するようにしている。
【０００９】
しかし、このように非対称マスク投射によって微細加工用の加工電流を数100pA確保する場合、急峻な方向のビーム幅はサブミクロン程度になる。しかし、現在の半導体デバイスは数10nmルールで作製されているため、加工位置分解能としては不足している。
【００１０】
以上のように従来は大電流高速加工と微細加工が両立できないため、それぞれ別々の装置を用意する必要があり、試料作製という目的のために装置コストが高いこと、またそれら装置間を試料移送する必要があり加工位置出しの手間が掛かること、自動化が難しいことといった問題点があった。
【００１１】
このため、本発明では、大面積加工での高速性能を有し、かつ高精度な微細加工を両立可能なＰＪＩＢ装置および加工方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
これらの課題を解決するために、本発明では以下に述べるイオンビーム加工装置および加工方法を提供する。
投射イオンビーム装置として、イオン源と試料ステージとがあって、イオン源から試料ステージに向かって、 第１レンズ、第１マスク機構、第２レンズ、第２マスク機構、第３レンズとが、順に配置されており、第１マスク機構に搭載されるマスクは、試料上に投射するパターンを形成するためのマスク開口を有する構成とすることにより、大電流高速加工と微細加工を両立することが可能となる。
【００１３】
また、イオン源をガスイオン源とすることで、半導体加工等において加工イオンが汚染とならないようにすることができる。
【００１４】
また、イオン源をプラズマイオン源とすれば大電流を引き出すことができ、高速加工が実現できる。
【００１５】
また、第１マスク機構に加工用の投射パターン開口とイオン源制限開口を有し、開口を切替ると大電流加工と加工エッジが急峻な微細加工が両立できる。
【００１６】
また、イオン源制限開口と第２マスク機構の開口を共に一方向に狭く、上記方向と垂直な方向に長い非対称な矩形形状とすることで、一方向にのみ分解能が高く、且つイオン電流を確保した微細加工を実現できる。
【００１７】
また、第1レンズは、該第１レンズより上記イオン源側で最も小さい開口、例えばアノード開口、または引出し電極開口を第３レンズ中心に結像する条件とすると、大電流加工時に収差の少ない正確なパターン投射が可能となる。
【００１８】
また、第１マスク機構は大電流加工用開口を有し、上記第２マスク機構は微細加工用開口を有することで大電流高速加工と微細加工を両立することが可能となる。
【００１９】
また、第１レンズに大電流加工時は電圧を印加し、微細加工時は電圧を印加しないように切替えることで、大電流高速加工と微細加工を切替えることが可能となる。
【００２０】
また、第２レンズを加工位置決め時のレンズ効果よりも加工時のレンズ効果を小さくすることで、加工位置決め時は高分解能ビームを、加工時は電流を確保するビームを形成することができる。
【００２１】
また、第２レンズを加工位置決め時に第２マスク機構より上にビーム集束点を有する光学条件で使用することでより高分解能のビームを形成することができる。
また、第２レンズを加工時に第１マスク機構の開口を第３レンズ中心に結像する条件で使用することで、微細加工時に収差の少ない正確なパターン投射が可能になる。
【００２２】
また、第１及び第２マスク機構により加工位置決め時と加工時で開口切替を行わず、加工位置決め時よりも加工時にビーム電流を大きくするレンズ条件とすることで、開口位置の機械的誤差を含まず、加工位置決めモードと微細加工モードを切替えることが可能となる。
【００２３】
また、第２マスク機構がイオンビームを遮らない大開口を有し、大電流加工時に上記第２マスク機構は該大開口に切替えることで、大電流加工時に大きなイオンビーム電流を確保することができる。
【００２４】
また、さらに電子ビーム照射光学系とアシストガス供給源を有すること構成とすることで、不良解析等を行うべき位置を容易に認識でき、さらに加工すべき位置をマークすることができる。
【００２５】
さらに、電子ビーム照射光学系で生成される電子ビームの走査により電子ビームデポジション膜を形成し、電子ビームデポジション膜を微細加工断面位置を指定するマークとして使用し、マークの微細加工断面に平行な方向の長さが加工位置決め時の試料上のイオンビーム投射形状の長手方向の長さよりも長いマークを形成することにより、イオンビームによる加工位置決めにおいてマークが認識しやすくなり、正確な位置の加工試料を作製可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によりイオンビーム加工装置の大面積高速加工と高精度微細加工が実現可能となり、１台の装置で簡便に不良解析が実現できるため、半導体プロセスでの歩留向上にも貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
イオンビーム加工装置において、２段のマスク構成、及び電気的光学条件切替により大面積高速加工と高精度微細加工を実現できるイオンビーム加工装置および方法の具体的実施例について以下説明する。
【実施例１】
【００２８】
本実施例では本発明によるＰＪＩＢ装置の構成について説明する。
図１に示すＰＪＩＢ装置は、半導体ウェーハ等の試料１０１の試料基板を載置する可動の試料ステージ１０２と、試料１０１の観察、加工位置を特定するため試料ステージ１０２の位置を制御する試料位置制御装置１０３と、試料１０１にイオンビーム１０４を照射して加工を行うイオンビーム光学系１０５と、試料１０１からの２次電子を検出する二次電子検出器１０６を有する。二次電子検出器１０６は二次電子検出器制御装置１０７により制御される。イオンビームアシストデポジションやイオンビームアシストエッチングのために使用するアシストガスを供給するアシストガス源１０８はガス源制御装置１０９により制御される。また、加工試料の摘出や電気特性測定用のプローブ１１０はプローブ制御装置１１１により制御される。二次電子検出器制御装置１０７、ガス源制御装置１０９、試料位置制御装置１０３、プローブ制御装置１１０、また後述するイオンビーム光学系１０５の各構成要素の制御装置等は、中央処理装置１１２により制御される。ここで言う中央処理装置１１２とは例えばパーソナルコンピュータやワークステーション等が一般的には使用される。また、表示装置１１３を有する。試料台１０２、イオンビーム光学系１０５、二次電子検出器１０６、アシストガス源１０８等は真空容器１１４内に配置される。この構成によりイオンビーム光学系１０５で形成されたイオンビーム１０４を試料台１０２上に載置された試料１０１に照射して加工する。イオンビーム１０４の形状は第１マスク機構１３６、または第２マスク機構１１５に開けられた開口の形状で決定される。
【００２９】
次にイオンビーム光学系１０５の詳細について説明する。イオンを生成するのがイオン源１１６であり、イオン源制御装置１１７で制御される。本実施例ではプラズマイオン源の場合を示している。プラズマイオン源としては、デュオプラズマトロンや誘導結合型プラズマ型イオン源やペニング型イオン源やマルチカスプ型イオン源等、様々なイオン源を用いることが可能である。これらのプラズマイオン源は酸素や窒素や希ガス等といったガス材料のイオン源として主に用いられている。プラズマイオン源以外にもガス材料のイオン源としては電界電離イオン源等も利用される。また、金属等の材料のイオン源としては液体金属イオン源等も用いられ、本装置でも様々なイオン源の利用が可能である。イオンは引出し電極１１８を介してイオンビームとして引き出される。引き出されたイオンビームは第１レンズ電源１１９で制御される第１レンズ１２０を通して第１マスク駆動機構１３５で位置制御される第１マスク機構１３６に照射される。第１マスク機構１３６を通過したイオンビームは第１偏向器電源１２７で制御される第１偏向器１２８、第２レンズ電源１２９で制御される第２レンズ電源１３０を通り、第２マスク駆動機構１２５で位置制御される第２マスク機構１１５に照射される。第２マスク機構１１５を通過したイオンビームは、第２偏向器電源１３７で制御される第２偏向器１３８、ブランカ電源１３１で制御されるブランカ１３２、ビーム電流検出器１３３を接続したファラデーカップ１３４と通り、主偏向器制御装置１２３で制御される主偏向器１２４によりビーム位置を制御されて、第３レンズ電源１２１で制御される第３レンズ電源１２２により試料１０１上に投射される。
【００３０】
ここで、加工位置、即ち試料上のイオンビーム１０４の照射位置は、主偏向器制御装置１２３で制御される主偏向器１２４により決められる。主偏向器１２４は一般的にはイオンを偏向しやすい静電偏向器が用いられることが多い。上記第１マスク機構１３６、第２マスク機構１１５は複数種の開口を有することが一般的であり、開口の選択は第１マスク機構１３６、第２マスク機構１１５を移動することにより行う。これは１軸、または２軸で面内でスライドして、目的とする開口を選択できる構成となっている。
ここで、大電流加工の場合について説明する。大電流加工の一例としてマイクロサンプリング加工について図２を用いて説明する。
【００３１】
試料１０１の中の試料片摘出予定部２０１を摘出することが目的である（図２(ａ)）。ここで試料ステージを傾斜させることにより試料１０１を傾斜させる（図２(ｂ)）。次に微小試料摘出予定部２０１を囲むようにコの字型のＰＪＩＢ２０２により穴を形成する（図２(ｃ)）。次に、試料ステージの傾斜を戻してプローブ１１０を試料１０１に接触させる。ここで、アシストガス源１０８からデポジションガス２０５を供給しながら、イオンビーム２０３をプローブ１１０の接触部を含むように照射することにより、デポジション膜２０６により試料１０１とプローブ１１０が接続される（図２(ｄ)）。ここで、アシストガスとしては、例えばタングステンデポ膜を形成する場合はヘキサカルボニルタングステン、モリブデンデポ膜を形成する場合はヘキサカルボニルモリブデン、炭素膜を形成する場合はフェナントレンやピレン、酸化ケイ素膜を形成する場合はテトラエトキシシラン等、様々なガスを使用することが可能である。次に、ＰＪＩＢ２０７により試料１０１を切断する（図２(ｅ)）。こうして、試料片２０８を切り出し、プローブ１１０を上昇させ摘出する（図２(ｆ)）。次に、この切り出された試料片２０８を試料ホルダ２１０に接触させる。その接触部に上記図２(ｄ)と同様にＰＪＩＢ２０９を用いたアシストデポジションにより試料片２０８と試料ホルダ２１０を接着する（図２(ｇ)）。こうして固定した後、イオンビーム２１２によりプローブ１１０先端を切断、またはデポジション膜２０６を除去し試料片２０８を分離する（図２(ｈ)）。こうして、試料片２０８のマイクロサンプリングが完了する（図２(ｉ)）。上記説明では、試料片２０８の搬送にアシストデポジションによるプローブ１１０への接着を用いたが、これ以外の方法でも搬送は可能である。例えば、微小ピンセット等を用いることも可能であり、この場合はアシストデポジションが不要になるため、装置構成が容易になる、また搬送時間短縮になるといった効果がある。また、プローブ１１０を試料片２０８に接触させずに、アシストデポジションで橋渡しをして固定することも可能であり、この場合はプローブ１１０の分離時にプローブを切断せず、橋渡しのアシストデポジション膜を除去するだけで分離でき、プローブ１１０の損傷を抑えることができるという効果もある。
【００３２】
上記で説明した手順では始めに傾斜加工を行った後、垂直加工を行っているが、これは逆の順序でも摘出は可能である。即ち、例えばコの字型加工を試料表面上に垂直に行い、矩形加工を傾斜させて微小試料片を分離することも可能である。
ここで、図２で用いられたＰＪＩＢの形成について以下説明する。
【００３３】
図３は第１マスク機構に設置される第１マスク３０１のマスク開口を示したものである。図２のコの字加工のためのＰＪＩＢ２０２形成のためには図３に示すコの字開口３０２がイオンビーム光軸に来るように第１マスク機構１３６を設定する。この場合、図１の第３レンズ１２２は、第１マスク機構１３６を試料上に投射するレンズ条件になるように第３レンズ電源１２１で制御される。第１マスク機構１３６の試料１０１上への投射の縮小倍率は、図４に示すように第３レンズ１２２面と試料１０１の距離Liを第３レンズ１２２面と第１マスク機構１３６の間の距離Lで割ったものになる。この図４では、レンズ効果が分かりやすいように光学レンズに見立てた楕円を記載しているが、実際にはこのような楕円があるわけではなく、例えば３枚電極で構成される形状等で静電レンズは形成されている。この構成では、第２マスク機構１１５に設置する場合と比較して、縮小倍率を小さくすることが可能になるため、大きなマスク開口を確保でき、大電流ビームを使用することができる。このため、高速加工が可能となる。このとき、第２マスク機構１１５はイオンビームを遮らないように図６の第２マスク６０１の大きなマスク開口６０２を選択しておくか、第２マスク機構１１５そのものが退避できるようにしておく。ここで、例えばイオン源としてデュオプラズマトロンの場合を図７に示すが、カソード７０１、中間電極７０２、磁石７０３、アノード７０４、制御電極７０５、引出し電極１１８で構成されている。このとき、第１レンズ１２０はイオン源１１６側で最もイオンビームが絞られているところ、図７のデュオプラズマトロンの場合は、アノード７０４電極穴等を第３レンズ中心に投射する条件になるように第１レンズ電源１１９を制御する。即ち図５の第１レンズ１２０を通る破線で示した集束条件となる。これはケーラー・イルミネーション条件と呼ばれ投射形状の収差を極小にする条件である。即ち、このケーラー・イルミネーション条件よりも第１レンズ１２０のレンズ効果が弱いと、光軸中心から見て外側がより外側に広がる形状(ピンクッション型)となり、ケーラー・イルミネーション条件よりも第１レンズ１２０のレンズ効果が強いと、光軸中心から見て外側がより内側に狭まる形状(樽型)となり、開口の正確な縮小形状の投射ができなくなる。このため第１レンズ１２０をケーラー・イルミネーション条件で使用することが有効である。
【００３４】
図２の他のＰＪＩＢも同様に図３の第１マスクの開口を選択して加工する。例えば、図２のＰＪＩＢ２０７やＰＪＩＢ２０９は図３の開口３０３や３０４等を使用する。また、図２のイオンビーム２０３や２０４は、図３の開口３０６や３０７等を使用する。また図２のＰＪＩＢ２０９の加工等については、開口形状投射以外に、例えば丸い開口３０６等の投射パターンを主偏向器１２４で例えばライン走査等をすることにより加工しても良い。一方、試料１０１表面の観察は、観察用の微小開口３０７を試料１０１表面に投射して主偏向器１２４で走査し、その走査に伴い発生する二次電子を二次電子検出器１０６で検出し、これをコントラスト信号として表示装置１１３に画像化することにより、試料１０１表面の走査イオン像(Scanning Ion Microscopy像、以下ＳＩＭ像と記載する)を取得することが可能である。この場合、画像分解能は第１マスク３０１の微小開口の大きさにより決まり、小さい方が分解能は高い。但し、小さい場合はイオン電流も減るため、S/Nは悪くなる。このＳＩＭ観察像を元にＰＪＩＢの加工位置を設定する。位置指定の簡単な方法は、例えば開口３０２で加工する場合は、まず開口３０２の試料上への投射で予備加工を行い、第１マスク機構１３６を開口３０７に切替えて主偏向器１２４走査でＳＩＭ像を得る。このとき観察される加工痕の座標を取り込む。
【００３５】
次に試料ステージ１０２を移動させ試料１０１の加工したい位置がＳＩＭ像内に入るようにする。そして、ＳＩＭ像内の加工したい位置と先程取り込んだ加工痕の座標のＳＩＭ像上の差の分、主偏向器１２４電圧をシフトさせることで目標位置を加工することが可能となる。この場合、より容易には加工痕を取り込んだ形状をＳＩＭ像上にスーパーインポーズして、画面上でマウス等でドラッグアンドドロップで目標位置に移動させ、この移動量を主偏向器１２４の偏向電圧に換算するとユーザが設定しやすい。これらの加工位置指定では、第１マスク機構１３６の開口を位置指定時観察の開口３０７等と加工時の開口３０２等で切替えるわけであるが、切替の機械的位置再現性誤差は、投射縮小倍率分試料上の誤差は小さくなる。例えば切替の機械的位置再現性誤差がμmオーダ以下であれば、実際に図２のようなマイクロサンプルの周りの大電流加工位置は１μm以下の誤差では特に問題とならないため、このような第１マスク機構１３６の機械的切替で実用上問題ない。
【００３６】
こうして試料片のマイクロサンプリング加工が可能となるが、上記のように摘出された試料片は、これだけで解析の用いられるわけではなく、解析に最適な形状に加工されなければならない。例えば、微細構造の不良解析に使用されるＳＴＥＭ等の場合、観察領域を数100nm程度の厚さ、代表的には100nm程度の厚さに加工する必要がある。この場合は、位置決め分解能を数10nmにする必要がある。ここで、図１５を用いてＳＴＥＭ等に用いる試料形態に加工するフローを説明する。図２の説明で摘出された試料片２０８に対し、まずは観察目標位置１５０４の片側を微細加工のための矩形のＰＪＩＢ１５０１で加工する（図１５(ａ)）。次にもう片面もＰＪＩＢ１５０１で加工する（図１５(ｂ)）。この時点で観察目標位置の残っている厚さは例えばサブミクロンオーダである。さらに観察領域を薄くするために、より細い矩形のＰＪＩＢ１５０２で片面を微細加工する（図１５(ｃ)）。次にもう片面もＰＪＩＢ１５０２で片面を微細加工する（図１５(ｄ)）。以上の加工により、観察目標位置を厚さ100nm程度の薄膜部１５０３に加工することができる（図１５(e)）。以上では２段階の幅の異なるＰＪＩＢを利用した加工を説明したが、１種類のＰＪＩＢでも可能であり、逆により複数種のＰＪＩＢを用いても良い。さらに同じＰＪＩＢを、位置をずらしながら何度も照射して薄膜を追い込んでいくという手法も良く用いられる。以上のように微細加工を行うわけであるが、この微細加工の分解能を実現するためには上記の大電流加工時のように１段のレンズの投射では難しい。例えば、マスク開口は数ミクロン以上の開口が現実的である。これはイオンビームが照射されるためにマスク自身も損傷することを考えると、寿命の観点から100ミクロン以上のマスク厚みが望まれるが、この場合加工アスペクトの関係から10μm程度の開口が現実的となるためである。このマスクで例えば30nmの分解能を得ようとする場合、約1/300の縮小倍率が必要となるが、例えば図４の第３レンズ１２２面と試料１０１の距離Liが20mmとすると、第３レンズ１２２面と第１マスク機構１３６の間の距離Lは約6ｍが必要であり、装置としては非現実的なサイズとなるためである。このため、分解能を上げるためには１段レンズ投射ではなく、２段レンズ投射が必要であり、ここでは第２レンズ１３０と第３レンズ１２２で第１マスク機構１３６の開口を投射することで実現する。
【００３７】
即ち、図８(ａ)に示すように第１マスク機構１３６の開口を第２レンズ１３０で縮小し第２レンズ１３０直下に集束ポイントが来るように第２レンズ電源１２９を制御する。そして、この集束ポイントを試料１０１上に投射するように第３レンズ１２２の第３レンズ電源１２１を制御する。このように２段投射を行うことで、例えばＬが数10cmのサイズでも1/数100という縮小倍率を稼ぐことができる。このように途中に集束ポイントを持つ２段投射を以下簡単のためにクロスモードと記載する。このクロスモードにより、ＰＪＩＢは現実的な10μm程度の開口でも数10nmに絞ることが可能にはなるが、実際はビーム電流がpA以下のオーダに小さくなる。この場合、照射位置から発生する二次電子が少なくなるため、二次電子検出器１０６の信号による画像のＳ/Ｎが悪くなり、画像として認識することが困難になる。これを避けるためには、ビーム電流を増やす必要がある。
【００３８】
もちろんイオン源１１６の輝度を上げるという選択肢もあるが、実際プラズマイオン源等では輝度を桁で向上させることは難しい。このためイオン源輝度が上がらない条件で、ビーム電流を増やすためには、マスク開口の面積を広げる必要がある。ここで、分解能を保つ必要があるが、実際ＳＴＥＭ試料等で高分解能加工が必要な方向は薄膜に対して垂直な方向であり、薄膜に平行な方向は１μm程度ずれたとしても、解析試料としては影響がない。即ち、高分解能が必要なのは1次元方向であることに着目すれば、それに垂直な方向には長さを稼いで矩形ビームとすることで開口面積を稼ぐことができる。即ち、図３の開口３０５のような細長い矩形開口を使用することで、例えば細い方向に数10nmの分解能を有し、数pAのビーム電流を確保することができる。こうして、高分解能観察が可能となる。
【００３９】
しかし、このクロスモードでは、上記の通り、数pAしか出ないため、薄膜加工にはこれでもビーム電流が足りない。このため、加工時には、図８(ｂ)に示す加工ビーム電流を稼ぐ以下の光学条件とする。即ち、第２レンズ１３０をケーラー・イルミネーション条件とし、第２マスク機構１１５の開口を試料１０１上に投射する条件で第３レンズ１２２を用いる。このモードを以下簡単のために微細加工投射モードと記載する。ここで、第２マスク機構１１５の開口も電流を稼ぐために図６の開口６０６のように薄膜に垂直方向が狭く、平行方向が長い開口を用いる。ここで、上記クロスモードと微細加工投射モードの切替時には、第１マスク機構１３６と第２マスク機構１１５は機械的に開口の移動は行わず、第２レンズ１３０と第３レンズ１２２の条件、即ち、第２レンズ電源１２９と第３レンズ電源１２１の制御のみ変更する。微細加工投射モードの矩形加工位置とクロスモードの観察位置は、一度微細加工投射モードで矩形加工を行い、これをクロスモードで観察して、加工位置を画像として取り込むことにより、クロスモード観察像上でどこに加工されるかという相対位置を決定することができる。例えば、これは上記の通り、加工痕をクロスモード観察画面上でオペレータがトレースし、その形状をメモリして、その座標を偏向器電圧とリンクさせることで、加工時に観察像画面上でメモリした加工形状を呼び出して、画面上で加工形状をマウス等のドラッグで加工したい位置に移動させて、移動分を偏向器電圧にフィードバックして加工位置を指定できるようにする。もしくは、オペレータが加工痕をトレースしなくとも、エッジ抽出等の画像処理で加工位置をメモリすることも容易に可能である。この場合、クロスモードと微細加工投射モードで変更されるのは、上記の通り第２レンズ電源１２９と第３レンズ電源１２１と偏向器電圧であり、全て電気的に変更できるため、位置誤差は電源再現性に依存するが、一般的な装置であれば上記観察分解能以上に誤差が出ることはない。
【００４０】
一方、第１マスク機構１３６と第２マスク機構１１５を機械的に開口の移動を行うと、移動誤差に依存する加工位置誤差が出る危険があり、上記観察分解能以上に誤差が出る可能性がある。このため本実施例では第１マスク機構１３６と第２マスク機構１１５は機械的に開口の移動は行わず、第２レンズ１３０と第３レンズ１２２の条件、即ち、第２レンズ電源１２９と第３レンズ電源１２１の制御および偏向器電源のみ変更して、上記クロスモードと微細加工投射モードを切替えることが大きな特徴である。
また、このように第１マスク機構１３６の図３の開口３０５と第２マスク機構１１５の図６の開口６０６が同じ方向に狭く、同じ方向に長い矩形形状となることで、以下のような効果がある。微細加工投射モードの加工時に特に必要となるのは加工エッジの垂直性である。即ち、ビームには必ずボケによるビーム弛れが存在する。ビーム弛れとは即ちビームの輪郭でのビームプロファイルが急峻に変わらずに、ある幅を持って緩やかに変化してしまうものである。このビーム弛れが大きいと、目標位置を残すように加工しているにもかかわらず、目標位置にも薄いビームが当ってしまい損傷してしまう。また、その加工エッジもなだらかに斜めに加工されてしまい、薄膜加工の場合は試料表面近傍は薄くなっても、深いところは厚く残ってしまうという問題がある。このため、特に微細加工ではビーム弛れはできる限り小さい方が良い。
【００４１】
一方、ビーム弛れの原因となるのは、収差等であるが、プラズマイオン源等のように広い領域からイオンを引き出すようなイオン源の場合は、その引き出し穴のサイズ(以下、簡単のためにイオン源サイズと記載する)が大きいため、このイオン源サイズに伴うボケが最もビーム弛れに影響する。すなわち、ビーム弛れを小さくするためにはイオン源サイズを小さくすれば良い。但し、小さなイオン源サイズの構成とすると、上記で説明した試料片摘出加工のような高速加工が必要な場面で、ビーム電流が確保できなくなるという問題となる。イオン源サイズが変更できるような構成にするというのは一つの手であり有効である。しかし、実際プラズマを形成する高電圧を印加する場所に交換機構を設けるのは難しいため、微細加工時に擬似的にイオン源サイズが小さくできた方が良い。この効果を第１マスク機構１３６の矩形開口３０５が果たしていることになる。即ち、図８の(ｂ)の微細加工投射モードでは、開口３０５は投射用のパターン開口ではなく、イオン源制限開口としての役割となる。こうすることで、薄膜に垂直な方向は、第１マスクの開口３０５も狭いため、ビームエッジの弛れが小さく急峻な加工が可能となる。一方、薄膜に平行な方向は第１マスクの開口３０５も広いため、ビームエッジの弛れは大きくなるが、これは上記の分解能の説明でも記載したとおり、この方向の加工精度は大きく問題にならない。
【００４２】
このため、薄膜加工すべき試料の薄膜に垂直な方向に狭く、薄膜に平行な方向に広い矩形の開口を第１マスク機構１３６および第２マスク機構１１５の両方に用いることで、急峻なエッジを有する薄膜を形成することができる。例えば、図１５の薄膜加工に用いたＰＪＩＢとしては、ＰＪＩＢ１５０１の形成には、図３の開口３０４と図６の開口６０５、さらに細いＰＪＩＢ１５０２の形成には、図３の開口３０５と図６の開口６０６を用いている。以上は矩形開口の例を説明したが、これは、矩形に留まらず、図６の開口６０３、６０４のように楕円形状でも同様に一方向のみ分解能が高く、ビーム電流を稼ぐ構成とすることもできる。また、図示していないが、この楕円形状は第１マスク機構１３６の開口としても使用可能である。
【００４３】
このように、図８の(ａ)のクロスモードで加工位置決めを行い、図８の(ｂ)の微細加工投射モードで加工することにより高い位置決め精度で微細加工を実現することができる。
以上のように、高速加工と微細加工を本実施例の装置で実現できるが、実際にどのような光学条件で加工がされているかを分かりやすく示すとユーザにとっても操作がしやすくなる。例えば、図９のようなＧＵＩにすると良い。観察像表示領域９０１に試料表面画像が表示され、第１マスク機構の開口一覧が領域９０２に、第２マスク機構の開口一覧が領域９０３に表示される。ここで、現在選択されている開口が例えばハイライト９０４、９０５で示される。逆にマウス等で開口をクリックして選択することによりイオンビーム光軸に挿入する開口をユーザが指定することもできる。このときの、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズのレンズ電圧は領域９０６、９０７、９０８に表示されている。これも逆に数値入力等によりレンズ電圧を指定することも可能である。他にも、図１０に示すように第１マスク機構と第２マスク機構の選択されている開口が領域１００１、１００２に表示されていても良く、他にも形状ではなく数値等のインデックスで開口を表示していても良い。
【００４４】
また、図１１のようにユーザが加工のプルダウンメニュー１１０１から加工したいメニュー、例えばマイクロサンプリング加工や薄膜加工等をマウス等で選択し、その時に選択された光学条件を領域１１０２、１１０３、１１０４、１１０５、１１０６等に表示することもできる。また、図１２に示すように現在選択されている光学条件で加工される形状、位置等を、観察像表示領域１２０１にスーパーインポーズで形状１２０２を表示し、ユーザがこの形状１２０２をマウス等のドラッグアンドドロップで加工したい位置に配置することで、図１の主偏向器電源１２３を設定して、目標位置の加工を行うことができる。
以上、本実施例では２段マスクと３段レンズで構成される光学系で効果を説明したが、マスクやレンズをこれ以上の数で構成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
以上のように、本実施例のように装置を構成することで、大電流の高速加工と、高精度な微細加工を両立する投射イオンビーム加工装置を実現することが可能になる。
【実施例２】
【００４５】
本実施例では、本発明による、より高精度な微細加工を実現する投射イオンビーム加工装置について説明する。
実施例１ではＰＪＩＢにより加工位置を認識したが、上記の通り、高分解能観察できるのは1次元方向であり、試料上の微細なデバイスパターンを正確に読み取って微細加工位置を決めるのは難しい。そこで、同じ装置内に微細加工位置を決めるＳＥＭを有する装置構成について以下説明する。
【００４６】
図１の投射イオンビーム加工装置とＳＥＭの複合装置の例を図１３に示す。本実施例の複合装置は、真空容器１１４上に設けられたイオンビーム光学系１０５と電子ビーム光学系１３０１、二次電子検出器１３０７とを有し、ＳＥＭ機能により試料１０１の不良部等を検出、観察することができる。電子ビーム光学系１３０１は電子ビーム光学系制御装置１３０６で制御される。こうして検出された不良部等の中で試料内部を観察すべき場所について、イオンビーム光学系１０５を用いて断面加工、または実施例１で述べたマイクロサンプリング法等の微小試料片摘出手法によって解析試料に加工する。ここでは、非傾斜試料台でも試料摘出可能なように傾斜したイオンビーム光学系１０５を有する例を示している。図１３に示す本実施例では、電子ビーム光学系１３０１とイオンビーム光学系１０５が異なる位置にビームを照射する構成となっている。即ち、試料内の同一位置にビームを照射するためには試料台１０２を移動する必要がある。ただ、この構成では電子ビーム光学系１３０１とイオンビーム光学系１０５が機械的に干渉することが無いため、各々の光学系出口から試料までの距離を短くすることができる。これにより高分解能化や大電流化がやり易くなるという特徴がある。一方、図には記載していないが、電子ビームとイオンビームが同じ点に照射可能な構成としても良い。この場合は、光学系同士の機械的干渉を避けるために光学系先端を細くしたりすることが必要となるが、イオンビーム加工部をその場で電子ビームで観察できるという長所がある。
【００４７】
図１３中の１０１〜１３８の符号は図１の同番号の符号と同じであり、ここでは説明を省略する。アシストガス源１３０３は電子ビームアシストデポジションや電子ビームアシストエッチングのために使用するアシストガスを供給する。試料１０１の高さを計測する高さセンサ１３０５は高さセンサ制御装置１３０４で制御される。本装置は検出された不良部を同一装置内のその場で不良解析まで一貫して行えるため、短時間での不良解析が可能となる。ここで、検査に電子ビーム１４０２を用いている理由は、イオンビームと異なり検査試料ウェーハを損傷させないこと、また現在の装置では一般的にイオンビームより分解能が高いこと等が理由である。
【００４８】
こうして電子ビーム１３０２を用いて検出された不良部の位置座標をステージ位置制御装置１０３から中央処理装置１１２に送りメモリしておく。但し、微細化が進む近年のデバイスでは不良解析すべき位置に必要な精度がサブミクロン以下であるためステージの絶対精度だけで加工すべき位置を特定することは難しい。このため、以下のような手法を用いることで、加工位置の高精度化が可能となる。まず、電子ビーム１３０２で特定した解析位置を目標とし、アシストガス源１３０３からアシストデポジションガスを供給し、解析位置近傍に電子ビーム１３０２を照射して電子ビームアシストデポジション膜によりマーキングすることで、不良位置を正確に特定するマークを形成しておく。このとき、マークは図１４に示すように薄膜位置１４０１に平行に長いマーク１４０２、１４０３を形成する。これは、実施例１でも述べたとおり、ＰＪＩＢの観察像はＰＪＩＢの微細加工分解能が薄膜に垂直な方向のみ高く、薄膜と平行な方向はＰＪＩＢの長手方向分の長さが平均化されたコントラストとなるため、ＰＪＩＢ矩形パターンの長手の長さよりマークが短いと、デバイス表面コントラストとマークのコントラストが平均化され認識しづらくなるためである。もちろん、この微細マークを認識しやすくするために、周りにさらに大きなマーク１４０４、１４０５等を形成することも有効である。また、解析位置とマークを含むＳＥＭ像を取得し、中央処理装置１１２に送りメモリしておく。こうすることで、検出した解析位置をイオンビームで加工して解析することができる。即ち、イオンビーム１０４の照射位置に検出された解析が来るように、中央処理装置１１２に記録された不良部の位置座標にステージ位置制御装置１０３の制御で試料台１０２を移動する。ステージ位置精度にもよるが、一般的にはこのステージ移動により解析位置、即ち上記電子ビームアシストデポジションによるマークがＰＪＩＢ走査領域内に入る。ここでＳＩＭ像を取得し、予め中央処理装置１１２に記録されていたＳＥＭ像と比較することで、マーク位置から加工すべき解析位置を特定することができ、不良解析が可能となる。
【００４９】
このように不良検出から不良解析までを容易に実現することができる。さらにここで加工に使用するイオンビームを試料を汚染しないイオン、例えば酸素や窒素やアルゴン等を用いることで、試料ウェーハを汚染することなく検査から解析まで行うことが可能であるため、解析後のウェーハを製造プロセスラインに戻すこともできるなどの特長を持つ。
【００５０】
また、実施例１の試料片摘出はステージを傾けることで図２のマイクロサンプリング加工を行ったが、図１３のように試料ステージ１０２に対して傾斜して設置された光学系１０５を用いることにより、ステージ回転との組合せで試料片を摘出することも可能である。この場合は、ステージに傾斜機構が不要となることから、装置コスト削減が可能となる。これは特に大型のステージでは顕著となり、例えばφ300mm、450mm等の大型ウェーハ対応ステージでは傾斜時の振動等も抑制できることから、加工精度も上げることが可能となるという特長を有する。
【００５１】
本実施例で説明したＳＥＭによるマーク形成を可能とする装置構成とすることで、より高精度な加工位置認識が可能となり、ＰＪＩＢによる高精度試料作製を実現することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は半導体プロセスの検査、解析に効果を発揮するため、半導体製造メーカでの歩留向上のために利用でき、コスト削減等に大きく寄与できると考える。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明によるＰＪＩＢ装置の構成例を示す図。
【図２】マイクロサンプリング加工フローを示す図。
【図３】本発明による第１マスク開口の例を示す図。
【図４】マスク投射倍率を説明する図。
【図５】本発明による高速加工光学条件を示す図。
【図６】本発明による第２マスク開口の例を示す図。
【図７】デュオプラズマトロンの構成例を示す図。
【図８】本発明による微細位置決め・微細加工光学条件を示す図。
【図９】本発明による光学条件表示の例を示す図。
【図１０】本発明による光学条件表示の例を示す図。
【図１１】本発明による加工メニュー選択表示の例を示す図。
【図１２】本発明による加工位置設定表示の例を示す図。
【図１３】本発明によるＰＪＩＢ−ＳＥＭ複合装置の構成例を示す図。
【図１４】本発明によるＳＥＭマークの例を示す図。
【図１５】本発明による薄膜加工の例を示す図。
【符号の説明】
【００５４】
１０１…試料、１０２…試料ステージ、１０３…試料位置制御装置、１０４…イオンビーム、１０５…イオンビーム光学系、１０６…二次電子検出器、１０７…二次電子検出器制御装置、１０８…アシストガス源、１０９…ガス源制御装置、１１０…プローブ、１１１…プローブ制御装置、１１２…中央処理装置、１１３…表示装置、１１４…真空容器、１１５…第２マスク機構、１１６…イオン源、１１７…イオン源制御装置、１１８…引出し電極、１１９…第１レンズ電源、１２０…第１レンズ、１２１…第３レンズ電源、１２２…第３レンズ、１２３…主偏向器制御装置、１２４…主偏向器、１２５…第２マスク制御装置、１２７…第１偏向器電源、１２８…第１偏向器、１２９…第２レンズ電源、１３０…第２レンズ、１３１…ブランカ制御装置、１３２…ブランカ、１３３…ビーム電流検出器、１３４…ファラデーカップ、１３５…第１マスク制御装置、１３６…第１マスク機構、１３７…第２偏向器電源、１３８…第２偏向器、２０１…試料片摘出予定部、２０２…ＰＪＩＢ、２０３…イオンビーム、２０５…アシストガス、２０６…デポジション膜、２０７…ＰＪＩＢ、２０８…試料片、２０９…ＰＪＩＢ、２１０…試料ホルダ、２１１…デポジション膜、２１２…イオンビーム、３０１…第１マスク、３０２,３０３,３０４,３０５,３０６,３０７…開口、１０１…試料、１２０…第１レンズ、１２２…第３レンズ、１３０…第２レンズ、１３６…第１マスク機構、１１５…第２マスク機構、１２０…第１レンズ、６０１…第２マスク、６０２,６０３,６０４,６０５,６０６,６０７…開口、７０１…カソード、７０２…中間電極、７０３…磁石、７０４…アノード、７０５…制御電極、１０１…試料、１１５…第２マスク機構、１２０…第１レンズ、１２２…第３レンズ、１２４…主偏向器、１３０…第２レンズ、１３６…第１マスク機構、９０１…観察像表示領域、９０２,９０３…領域、９０４,９０５…ハイライト、９０６、９０７、９０８…領域、１００１,１００２…領域、１１０１…メニュー、１１０２,１１０３,１１０４,１１０５,１１０６…領域、１２０１…観察像表示領域、１２０２…形状、１０１…試料、１０２…試料ステージ、１０３…試料位置制御装置、１０４…イオンビーム、１０５…イオンビーム光学系、１０６…二次電子検出器、１０７…二次電子検出器制御装置、１０８…アシストガス源、１０９…ガス源制御装置、１１０…プローブ、１１１…プローブ制御装置、１１２…中央処理装置、１１３…表示装置、１１４…真空容器、１１５…第２マスク機構、１１６…イオン源、１１７…イオン源制御装置、１１８…引出し電極、１１９…第１レンズ電源、１２０…第１レンズ、１２１…第３レンズ電源、１２２…第３レンズ、１２３…主偏向器制御装置、１２４…主偏向器、１２５…第２マスク制御装置、１２７…第１偏向器電源、１２８…第１偏向器、１２９…第２レンズ電源、１３０…第２レンズ、１３１…ブランカ制御装置、１３２…ブランカ、１３３…ビーム電流検出器、１３４…ファラデーカップ、１３５…第１マスク制御装置、１３６…第１マスク機構、１３７…第２偏向器電源、１３８…第２偏向器、１３０１…電子ビーム光学系、１３０２…電子ビーム、１３０３…アシス���ガス源、１３０４…高さセンサ制御装置、１３０５…高さセンサ、１３０６…電子ビーム光学系制御装置、１３０７…二次電子検出器、１４０１…薄膜位置、１４０２,１４０３,１４０４,１４０５…マーク、２０８…試料片、１５０１、１５０２…ＰＪＩＢ、１５０３…薄膜部、１５０４…観察目標位置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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