(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デュアル荷電粒子ビームを使用して特徴部分を観察する装置であって、
集束イオン・ビームを生成し、集束させ、導くように構成される集束イオン・ビーム・カラムと、
電子ビームを生成し、集束させ、導くように構成される電子ビーム・カラムと、
１つまたは複数のプロセッサと、
前記１つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも１つに結合されたコンピュータ可読記憶媒体であり、第１の実行可能命令および第２の実行可能命令を含むコンピュータ可読記憶媒体と
を備え、
前記第１の実行可能命令は、実行されたときに、前記１つまたは複数のプロセッサに、基板の表面にトレンチをミリングするように前記集束イオン・ビームを導かせ、前記トレンチが、観察する特徴部分の周囲の領域を有する壁を露出させ、
前記第２の実行可能命令は、実行されたときに、前記１つまたは複数のプロセッサに、
前記電子ビーム・カラムが前記電子ビーム・カラムの縦軸に対して第１の入射角に維持されている間に前記壁の第１の電子ビーム画像を捕捉するように前記電子ビームを導くこと、
前記縦軸と前記壁の間の入射角を、前記第１の入射角から第２の入射角に変化させること、
前記電子ビーム・カラムが前記第２の入射角に維持されている間に前記壁の第２の電子ビーム画像を捕捉するように前記電子ビームを導くこと、
前記第１の電子ビーム画像と前記第２の電子ビーム画像の間の差に基づいて前記壁の形状を近似することをさせる、
装置。
【請求項２】
前記壁の前記形状を近似することが、前記壁上の複数の点の３次元座標を、前記第１の電子ビーム画像と前記第２の電子ビーム画像上の１つの基準点に対する前記第１の電子ビーム画像と前記第２の電子ビーム画像上の前記複数の点の位置を使用して計算することを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記壁の前記形状を近似することが、前記３次元座標に、前記壁の前記形状を近似する曲線を当てはめることを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の電子ビーム画像と前記第２の電子ビーム画像の間の差に基づいて前記壁の前記形状を近似することが、
前記第１の電子ビーム画像上で、前記壁上の複数の点と前記壁上の１つまたは複数の基準点との間の第１の距離を測定すること、および
前記第２の電子ビーム画像上で、前記複数の点と前記１つまたは複数の基準点との間の第２の距離を測定すること
を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第２の実行可能命令は、実行されたときに、前記１つまたは複数のプロセッサに、ステージの回転を指示することによって、前記縦軸と前記壁との間の入射角を変化させる、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第２の実行可能命令は、実行されたときに、前記１つまたは複数のプロセッサに、前記電子ビーム・カラムの位置変更を指示することによって、前記縦軸と前記壁との間の入射角を変化させる、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
第３の実行可能命令をさらに含み、
前記第３の実行可能命令は、実行されたときに、前記１つまたは複数のプロセッサに、
前記壁の後ろに位置している観察する特徴部分を含む材料の一塊から複数のスライスを逐次的に除去するように前記集束イオン・ビームを導き、前記複数のスライスを逐次的に除去することが複数の追加の壁を逐次的に露出させ、
前記複数の追加の壁のそれぞれの壁に対して前記第２の実行可能命令を実施させる、
請求項１に記載の装置。
【請求項８】
第４の実行可能命令をさらに含み、
前記第４の実行可能命令は、実行されたときに、前記１つまたは複数のプロセッサに、前記壁および前記複数の追加の壁の前記形状の前記近似を使用して、観察する前記特徴部分の３次元画像を構築させる、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
デュアル・ビーム・システムを用いたスライス・アンド・ビュー処理によって試料を処理する方法であって、
エッチング・ビームを使用して前記試料から材料の第１のスライスを除去することによって、前記試料の表面に形成されたトレンチの壁を露出させること、
照会ビームを用いて前記壁に照会することによって、前記照会ビームに対して前記壁が第１の向きにある間に前記壁の第１の画像を捕捉すること、
前記照会ビームに対する前記壁の向きを変更すること、
前記照会ビームに対して前記壁が第２の向きにある間に前記照会ビームを用いて前記壁に照会することによって、前記壁の第２の画像を捕捉することであって、前記第１の画像上における前記壁上の基準点と表面点との間の第１の距離が、前記第２の画像上における前記基準点と前記表面点との間の第２の距離とは異なること、
前記第１の距離および前記第２の距離を使用して、前記表面点の高さを決定すること、および
前記高さを使用して、前記壁の形状に曲線を当てはめること
を含む、方法。
【請求項１０】
前記壁の前記形状に前記曲線を当てはめることが、前記表面点の３次元座標を生成することを含み、前記３次元座標が、それぞれの前記表面点の垂直位置、水平位置および高さを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記壁の前記形状に前記曲線を当てはめることが、前記３次元座標に３次元フーリエ適合を適用することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記壁の前記形状に前記曲線を当てはめることが、前記３次元座標に最小２乗回帰を適用することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記壁が第１の壁であり、前記方法がさらに、
前記第１の壁の表面から材料の後続のスライスが除去されるような態様で前記第１の壁に前記エッチング・ビームを当てることによって、前記第１の壁の後ろの後続の壁を露出させること、ならびに
前記後続の壁に、第１の画像の捕捉、向きの変更、第２の画像の捕捉、高さの決定、および曲線を当てはめること、の前記諸ステップを適用すること
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
連続的に露出させた前記一連の壁を表現する当てはめられた複数の曲線を生み出すために、請求項１３の前記諸ステップを、連続的に露出させた一連の壁に関して複数回実施すること、および
前記当てはめられた複数の曲線を使用して、前記試料の特徴部分の３次元表現を生成すること
を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記照会ビームに対する前記壁の向きを変更することが、前記第１の画像の捕捉中に、前記照会ビームの源を平行移動させて前記照会ビームの縦軸から遠ざけることによって、前記照会ビームと前記壁との間の入射角を変化させることを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
前記照会ビームに対する前記壁の向きを変更することが、前記試料を回転させることを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
前記高さが下式に従って決定され、
【数１３】
0006506780.tif 000014
上式で、Ｚｉが、前記表面点のうちの点ｉの高さ、Ａｉが、前記第１の画像上における前記基準点の位置、Ａ’ｉが、前記第２の画像上における前記基準点の位置、Ｂｉが、前記第１の画像上における点ｉの位置、Ｂ’ｉが、前記第２の画像上における点ｉの位置、
【数１４】
0006506780.tif 000015
が、Ａ’ｉとＢ’ｉの間の距離、
【数１５】
0006506780.tif 000016
が、ＡｉとＢｉの間の距離、θが、前記第１の入射角と前記第２の入射角の差である、
請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
観察する特徴部分を有する試料の一塊をスライス・アンド・ビュー処理する粒子ビーム・システムであって、
エッチング・ビームを放出するように構成されたエッチング・ビーム・カラムと、
照会ビームを放出するように構成された照会ビーム・カラムと、
１つまたは複数のプロセッサと、
前記１つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも１つに結合された、実行可能命令を含むコンピュータ可読記憶媒体とを備え、
前記実行可能命令は、実行されたときに、前記１つまたは複数のプロセッサに、
前記一塊の厚さを横切って前記試料のスライスを逐次的に除去するように前記エッチング・ビームを導かせ、それぞれのスライスの前記除去が、前記試料の表面を露出させ、表面を露出させるごとに、
前記照会ビーム・カラムの縦軸と前記露出させた表面との間の第１の入射角を維持している間に前記露出させた表面の第１の画像を捕捉するように前記照会ビームを導かせ、さらに、前記縦軸と前記露出させた表面との間の第２の入射角を維持している間に前記露出させた表面の第２の画像を捕捉するように前記照会ビームを導かせ、
前記第１の画像上における点の対の第１の位置および前記第２の画像上における前記点の対の第２の位置を記録させ、前記点の対がそれぞれ、前記露出させた表面の点と基準点とを含む
粒子ビーム・システム。
【請求項１９】
前記実行可能命令は、実行されたときに、前記点の対のうちのそれぞれの対の前記露出させた表面の前記点の高さを、下式に従って決定するように、前記１つまたは複数のプロセッサに指示し、
【数１６】
0006506780.tif 000017
上式で、Ｚが、前記露出させた表面の前記点の高さ、Ａが、前記第１の画像上における前記基準点の位置、Ａ’が、前記第２の画像上における前記基準点の位置、Ｂが、前記第１の画像上における前記露出させた表面の点の位置、Ｂ’が、前記第２の画像上における前記露出させた表面の前記点の位置、
【数１７】
0006506780.tif 000018
が、Ａ’とＢ’の間の距離、
【数１８】
0006506780.tif 000019
が、ＡとＢの間の距離、θが、前記第１の入射角と前記第２の入射角の間の差である、
請求項１８に記載の粒子ビーム・システム。
【請求項２０】
前記点の対のうちのそれぞれの対の前記基準点が同じ基準点である、請求項１８に記載の粒子ビーム・システム。
【請求項２１】
前記実行可能命令は、実行されたときに、前記１つまたは複数のプロセッサに、前記露出させた表面に機械識別可能な形状をミリングするように前記エッチング・ビームを導かせ、前記機械識別可能な形状が、前記露出させた表面の前記点に対応する、請求項１８に記載の粒子ビーム・システム。
【請求項２２】
前記機械識別可能な形状が、異なる２つ以上の形状を含む、請求項２１に記載の粒子ビーム・システム。
【請求項２３】
前記照会ビームが電子ビームを含み、前記エッチング・ビームが荷電粒子ビームを含む、請求項１８に記載の粒子ビーム・システム。
【請求項２４】
露出させた表面がそれぞれ、前記試料の表面に形成されたトレンチの垂直壁である、請求項１８に記載の粒子ビーム・システム。
【請求項２５】
前記エッチング・ビーム・カラムと前記照会ビーム・カラムが同じカラムである、請求項１８に記載の粒子ビーム・システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビームなどのビームを使用して試料を２次元および３次元で画像化する方法、装置およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子顕微鏡法は、広範囲にわたる生物標本および無機標本の超微細構造を３Ｄでかつ高い分解能で調査する機会を提供する。例えば生物科学の分野では、電子顕微鏡法が、病気の分子機構、フレキシブルなタンパク質構造の配列、ならびに個々のウイルスおよびタンパク質の振舞いを自然の生物学的状況において観察することを可能にする。別の例として、電子顕微鏡法は、半導体および電子デバイスの製造において、電気システム、光学システムおよびマイクロメカニカル・システムの性能に影響を及ぼす可能性があるそれらのシステムのナノメートル規模の欠陥の検出および特徴づけを可能にすることにより、重要な品質管理機能を提供する役割を果たす。欠陥は、製作中に製品に埋め込まれた汚染物粒子、または互いに電気的に分離されていることが意図されている狭い間隔で配置された２つの導体間に短絡を生じさせるブリッジなどの製造欠陥を含みうる。このような調査を実施するために電子顕微鏡法とともに使用される１つの技法は、Ｓｌｉｃｅ−ａｎｄ−Ｖｉｅｗ（商標）（以後、「スライス・アンド・ビュー」）と呼ばれている。この技法は通常、本出願の譲受人であるＦＥＩ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＤｕａｌＢｅａｍ（登録商標）機器などのデュアル・ビーム・システム、すなわち集束イオン・ビーム（ＦＩＢ）装置と走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）とを組み合わせたシステムを用いて実行される。
【０００３】
図１によって示されているように、スライス・アンド・ビュー技法では、集束イオン・ビームが試料を高精度で切削、スライスして、その試料の３Ｄ内部構造または特徴部分を明らかにする。集束イオン・ビームは通常、見ようとする特徴部分が隠されている試料材料の表面の頂部に対して直角な断面または面を切削し、露出させる。ＳＥＭビーム軸は通常、集束イオン・ビーム切削軸に対して鋭角をなすため、試料のこの面の前方の部分を除去して、ＳＥＭビームがこの面に到達して画像化することができるようにすることが好ましい。ＳＥＭによってその面の画像を得た後、集束イオン・ビーム切削を使用して、その面から別の基板層を除去し、それによってより深い新たな面、したがって特徴部分のより深い断面を出現させることができる。ＳＥＭには、その特徴部分のその面の表面にある部分だけが見えるため、切削および画像化を逐次的に繰り返すことによって、すなわちスライス・アンド・ビュー処理を逐次的に繰り返すことによって、スライスされた試料を再構成してその特徴部分の３Ｄ表現を得るのに必要なデータが提供される。次いで、その３Ｄ構造を使用してその特徴部分を分析する。
【０００４】
スライスしている間に、集束イオン・ビームが試料を横断するにつれて、露出させた表面の形状が変動することがある。状況によっては、露出させた面が、くだけた言い方では「カーテニング」効果として知られている現象に起因する表面形態を有する。図２Ａおよび２Ｂにはカーテニング効果が概略的に示されている。不均質な構造および／または不均質な組成を試料２１０が含むときには、矢印２４０の方向に面２３０を横切る線状のミリング２２５を集束イオン・ビーム２１５が実施するにつれて、ＦＩＢカラム２２０からの集束イオン・ビーム２１５が材料を除去する速度が局所的に変化することがある。その結果、集束イオン・ビームが露出させた試料の表面は、小さく波打った面またはカーテニングを有する。材料除去速度の局所的な増大は、露出させている面に入り込む、カーテニング・アーチファクト２４５Ａ、２４５Ｂ、２４５Ｃなどの凹形のカーテニングを形成することがある。材料除去速度の局所的な低下は、露出させている面から突き出る、カーテニング・アーチファクト２５０など凸形のカーテニングを形成することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，８５８，９３６号明細書
【特許文献２】米国特許第５，８５１，４１３号明細書
【特許文献３】米国特許第５，４３５，８５０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スライス・アンド・ビュー画像化による３Ｄ再構成のためのソフトウェア・アルゴリズムは一般に、ＳＥＭによって画像化されたそれぞれのスライスの表面は平らであると仮定する。カーテニングおよび他のアーチファクトの存在は形状の変動を生み出し、この形状の変動は、表面が平らでないことを意味し、表面が平らでないことは、露出させた表面の画像から形成された３Ｄ表現の中にノイズ（例えば分解能の低下）として現われることを本出願の出願人は見出した。したがって、試料のスライス・アンド・ビュー画像化中にＳＥＭによって調べた表面から生成される３Ｄ表現の分解能を向上させるためには、それらの表面の形状の変動、例えばカーテニングの影響に起因する形状的な変動を考慮する方法、装置およびシステムが必要であることに本出願の出願人は気づいた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示のいくつかの実施形態では、デュアル・ビーム・システムを用いたスライス・アンド・ビュー処理によって試料を処理する方法が提供される。この方法は、エッチング・ビームを使用して試料から材料の第１のスライスを除去することによって、試料の表面に形成されたトレンチの垂直壁を露出させること、照会ビームに対して垂直壁が第１の向きにある間に、照会ビームを用いて垂直壁に照会することによって垂直壁の第１の画像を捕捉すること、照会ビームに対する垂直壁の向きを変更すること、照会ビームに対して垂直壁が第２の向きにある間に照会ビームを用いて垂直壁に照会することによって、垂直壁の第２の画像を捕捉することを含み、第１の画像上における垂直壁上の基準点と表面の点との間の第１の距離が、第２の画像上における基準点と表面点との間の第２の距離とは異なり、この方法はさらに、第１の距離および第２の距離を使用して、表面点の高さを決定すること、およびこの高さを使用して、垂直壁の形状に曲線を当てはめることを含む。
【０００８】
本開示のいくつかの実施形態では、デュアル荷電粒子ビームを使用して特徴部分を観察する装置が提供される。この装置は、集束イオン・ビームを生成し、集束させ、導くように構成された集束イオン・ビーム・カラムと、電子ビームを生成し、集束させ、導くように構成された電子ビーム・カラムと、１つまたは複数のプロセッサと、１つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも１つのプロセッサに結合されたコンピュータ可読の記憶媒体とを含む。このコンピュータ可読記憶媒体は、第１の実行可能命令および第２の実行可能命令を含む。第１の実行可能命令が実行されたときに、第１の実行可能命令によって、１つまたは複数のプロセッサは、基板の表面にトレンチをミリングするように集束イオン・ビームを導き、このトレンチは、観察する特徴部分の周囲の領域を有する垂直壁を露出させる。第２の実行可能命令が実行されたときに、第２の実行可能命令によって、１つまたは複数のプロセッサは、電子ビーム・カラムの縦軸に対して電子ビーム・カラムが第１の入射角に維持されている間に垂直壁の第１の電子ビーム画像を捕捉するように電子ビームを導き、縦軸と垂直壁の間の入射角を、第１の入射角から第２の入射角に変化させ、電子ビーム・カラムが第２の入射角に維持されている間に壁の第２の電子ビーム画像を捕捉するように電子ビームを導き、第１の電子ビーム画像と第２の電子ビーム画像の間の差に基づいて垂直壁の形状を近似する。
【０００９】
この装置の一実施形態では、垂直壁の形状を近似することが、垂直壁上の複数の点の３次元座標を、第１の電子ビーム画像と第２の電子ビーム画像の基準点に対する第１の電子ビーム画像と第２の電子ビーム画像の複数の点の位置を使用して計算することを含む。この装置の一実施形態では、垂直壁の形状を近似することが、それらの３次元座標に、垂直壁の形状を近似する曲線を当てはめることを含む。この装置の一実施形態では、第１の電子ビーム画像と第２の電子ビーム画像の間の差に基づいて垂直壁の形状を近似することが、第１の電子ビーム画像上で、垂直壁上の複数の点と垂直壁上の１つまたは複数の基準点との間の第１の距離を測定すること、および第２の電子ビーム画像上で、複数の点と１つまたは複数の基準点との間の第２の距離を測定することを含む。
【００１０】
この装置の一実施形態では、第２の実行可能命令は、実行されたときに、１つまたは複数のプロセッサが、ステージの回転を指示することによって、縦軸と垂直壁との間の入射角を変化させる。この装置の一実施形態では、第２の実行可能命令は、実行されたときに、１つまたは複数のプロセッサが、電子ビーム・カラムの位置変更を指示することによって、縦軸と垂直壁との間の入射角を変化させる。
【００１１】
この装置の一実施形態では、この装置が第３の実行可能命令をさらに含み、第３の実行可能命令は、実行されたときに、１つまたは複数のプロセッサに、垂直壁の後ろに位置している観察する特徴部分を含む材料の一塊から、複数のスライスを逐次的に除去するように集束イオン・ビームを導かせ、複数のスライスの逐次的な除去は複数のさらなる垂直壁を逐次的に露出させ、第３の実行可能命令は、実行されたときに、１つまたは複数のプロセッサに、複数のさらなる垂直壁のそれぞれの垂直壁に対して第２の実行可能命令を実施させる。一実施形態では、この装置が、第３の実行可能命令および第４の実行可能命令を含み、第４の実行可能命令は、実行されたときに、１つまたは複数のプロセッサに、垂直壁および複数のさらなる垂直壁の形状の近似を使用して、観察する特徴部分の３次元画像を構築させる。
【００１２】
本開示のいくつかの実施形態では、観察する特徴部分を有する試料の一塊をスライス・アンド・ビュー処理する粒子ビーム・システムが提供される。この粒子ビーム・システムは、エッチング・ビームを放出するように構成されたエッチング・ビーム・カラムと、照会ビームを放出するように構成された照会ビーム・カラムと、１つまたは複数のプロセッサと、１つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも１つのプロセッサに結合されたコンピュータ可読記憶媒体とを含む。このコンピュータ可読記憶媒体は、実行可能命令を含み、実行可能命令が実行されたときに、実行可能命令によって、１つまたは複数のプロセッサは、前述の一塊の厚さにわたって試料のスライスを逐次的に除去するようにエッチング・ビームを導き、それぞれのスライスの除去が、試料の表面を露出させ、実行可能命令が実行されたときに、実行可能命令によって、１つまたは複数のプロセッサはさらに、表面を露出させるごとに、照会ビーム・カラムの縦軸と露出させた表面との間の第１の入射角を維持している間に露出させた表面の第１の画像を捕捉するように照会ビームを導き、さらに、縦軸と露出させた表面との間の第２の入射角を維持している間に露出させた表面の第２の画像を捕捉するように照会ビームを導き、第１の画像上における点の対の第１の位置および第２の画像上における点の対の第２の位置を記録し、点の対がそれぞれ、露出させた表面の点と基準点とを含む。
【００１３】
以上では、以下の本発明の詳細な説明をより十分に理解できるように、本発明の特徴および技術上の利点をかなりおおまかに概説した。以下では、本発明の追加の特徴および追加の利点を説明する。開示される着想および特定の実施形態を、本発明の同じ目的を達成するために他の構造体を変更しまたは設計するためのベースとして容易に利用することができることを当業者は理解すべきである。さらに、このような等価の構造体は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨および範囲を逸脱しないことを当業者は理解すべきである。
【００１４】
次に、本発明および本発明の利点のより完全な理解のため、添付図面に関して書かれた以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】試料のスライス・アンド・ビュー処理を示す図である。
【図２Ａ】スライス・アンド・ビュー処理を受けている試料であって、カーテンを示している試料の側面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの試料の正面の立面図である。
【図３】スライス・アンド・ビュー処理によって試料を処理する本開示の一実施形態に基づく方法の流れ図である。
【図４Ａ】本開示の一実施形態に基づく基準マークを備える試料の簡略化された図である。
【図４Ｂ】試料の表面に傾斜したトレンチが形成された、図２Ａの試料の拡大された部分を示す図である。
【図５】本開示の一実施形態に基づく、試料の表面を露出させるための集束イオン・ビームによる線状のミリングの実行を示す簡略化された図である。
【図６Ａ】試料を第１の向きに維持している間に電子ビームによって捕捉された、さまざまな点において試料の面内にエッチングすることができる、機械が認識可能な形状を有する試料のＳＥＭ顕微鏡写真を示す図である。
【図６Ｂ】本開示の一実施形態に従って第１の向きとは異なる第２の向きに試料を維持している間に捕捉された、図６Ａの試料のＳＥＭ顕微鏡写真を示す図である。
【図７Ａ】ＳＥＭデバイスによって２つの異なる向きから試料表面を画像化する本開示の一実施形態に基づく画像化を示す図である。
【図７Ｂ】ＳＥＭデバイスによって２つの異なる向きから試料表面を画像化する本開示の一実施形態に基づく画像化を示す図である。
【図７Ｃ】ＳＥＭデバイスによって２つの異なる向きから試料表面を画像化する本開示の一実施形態に基づく画像化を示す図である。
【図８Ａ】本開示の一実施形態に従ってＳＥＭによって捕捉された試料表面のＳＥＭ画像の略図である。
【図８Ｂ】本開示の一実施形態に従ってＳＥＭによって捕捉された試料表面のＳＥＭ画像の略図である。
【図９Ａ】本開示の他の実施形態に基づく、ＳＥＭによって画像化している試料表面の第１の向きから第２の向きへの向き変更を示す図である。
【図９Ｂ】ＳＥＭに対して試料表面が第１の向きに維持されている間にＳＥＭによって捕捉された、図９Ａの試料表面の第１の画像を示す図である。
【図９Ｃ】ＳＥＭに対して試料表面が第２の向きに維持されている間にＳＥＭによって捕捉された、図９Ａの試料表面の第２の画像を示す図である。
【図１０】デュアル荷電粒子ビームを使用して特徴部分を観察する一実施形態に基づく装置の略図である。
【図１１】一実施形態に基づくスライス・アンド・ビュー・デュアル荷電粒子ビーム・システム１１０２の一実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の議論および特許請求の範囲では、用語「含む」および「備える」が、オープン・エンド型の用語として使用されており、したがって、これらの用語は、「．．．を含むが、それらだけに限定されない」ことを意味すると解釈すべきである。ある用語が本明細書で特に定義されていない場合、その用語は、その通常の一般的な意味で使用されることが意図されている。さらに、本明細書での用語「および／または」の使用は、「包括的な」「または」として解釈すべきであり、「排他的な」「または」と解釈すべきではない。例えば、本明細書で使用される句「Ａおよび／またはＢ」は、「ＡもしくはＢ、またはＡおよびＢ」を意味する。他の例として、明細書で使用される句「Ａ、Ｂおよび／またはＣ」は、「ＡもしくはＢもしくはＣ、またはこれらの任意の組合せ」を意味する。さらに、本明細書において、用語「自動」、「自動化された」または類似の用語が使用されるとき、これらの用語は、自動プロセスもしくは自動ステップまたは自動化されたプロセスもしくは自動化されたステップの手動による開始を含むものと理解される。
【００１７】
本明細書で使用されるとき、用語「ミリングする」および「エッチングする」は、試料の材料を除去することを指し、用語「スライスする」、「スライス・ミリングする」および「スライスをエッチングする」は、スライスの形の材料を試料から除去することを指す。本明細書で使用されたとき、用語「スライス」は、名詞として使用されると、表面を露出させるためにＦＩＢによって除去された材料の塊を指す。スライスは、例えば幅寸法、高さ寸法および厚さ寸法によって特徴づけることができ、これらの寸法はそれぞれ、図１に示されたｘ、ｙおよびｚ軸と整列した図１の例示的な試料の縁に対応する。
【００１８】
本明細書で使用されるとき、「画像」は、例えば、コンピュータ記憶装置内の画像の表現だけでなく、表示ユニット上に表示された画像または紙などの使い捨て可能な媒体上に表示された画像を意味する。本明細書で使用されるとき、用語「画像平面」は、照会ビーム・システム（例えばＳＥＭ）によって生成された画像がそこから形成された平面を指し、「画像化平面」は、除去ビーム・システム（例えばＦＩＢ）装置を使用して試料からスライスを除去することによって露出させた試料の断面を指す。
【００１９】
添付図面は、本発明のさまざまな実施形態を理解する助けとなることが意図されている。特に明示されていない限り、添付図面は一定の尺度では描かれていない。
【００２０】
他の座標系を使用して、本発明の実施形態を説明しおよび／または実現することもできるが、簡単にするため、本明細書では、本開示の例示的なさまざまな実施形態に関して説明する試料および試料環境に対する座標系として、図１に示された３Ｄ座標系を使用する。したがって、そうではないと明示されていない限り、または異なる状況にあると明示されていない限り、本明細書では、用語「ｚ軸」、「ｚ座標」、「ｚ高さ」、「高さ」、「厚さ方向」などが、図１のｚ軸に関して使用され、本明細書では、用語「ｘ軸」、「ｘ座標」、「水平」、「水平方向」、「水平アライメント」、「幅方向」、「試料幅」、「スライス幅」などが、図１のｘ軸に関して使用され、本明細書では、用語「ｙ軸」、「ｙ座標」、「垂直」、「垂直方向」、「垂直アライメント」、「深さ」、「高さ」、「高さ方向」、「試料高さ」、「スライス高さ」などが、図１のｙ軸に関して使用される。したがって、本明細書では、「高さ」と「垂直高さ」が同義語として使用され、これらの用語は、ある点から、その点の真下の試料の表面まで、図１のｙ軸に対して平行な線に沿って、図１のｙ軸の方向に測定された距離を指す。本明細書では、「ｚ高さ」と「高さ」が同義語として使用され、これらの用語は、ある点から、試料の画像化平面までの距離であって、図１のｚ軸に対して平行な軸であり、その点と画像化平面の両方を通る軸に沿った距離を指す。さらに、本明細書で使用されるとき、試料の上面（例えば図１の「スライス方向」矢印の真下の表面）に形成されたトレンチ内に位置する点の深さは、試料の上面と重なる平面から、その点まで、図１のｙ軸に対して平行な線であり、図１のｙ軸の試料方向の表面の両方を通る線に沿って測定される。
【００２１】
場合によっては、試料のスライス・アンド・ビュー処理によって特徴部分の３Ｄ表現を形成する方法であって、３Ｄ表現のもととなる画像化された表面の輪郭の形状変動（すなわち平らな輪郭からの偏差）を特徴づけ、補正することによって、３Ｄ表現の品質（例えば分解能）を向上させる方法を提供することが望ましいことがある。さまざまな実施形態で、照会ビームが、エッチング・ビームによって材料のスライスを試料から除去した後の露出した試料のそれぞれの表面の少なくとも２つの画像を捕捉する。表面を露出させるごとに、照会ビームは、露出させた表面の第１の画像を捕捉し、次いで、照会ビームに対する露出させた表面の向きを変更した後に、露出させた表面の第２の画像を捕捉する。いくつかの実施形態では、エッチング・ビームがＦＩＢ装置の集束イオン・ビームであり、照会ビームがＳＥＭの電子ビームである。いくつかの実施形態では、試料がステージ上に装着され、照会ビームに対する露出させた表面の向きの変更が、試料を角度θだけ回転させることを含む。いくつかの実施形態では、照会ビームに対する露出させた表面の向きの変更が、照会ビームの源の位置を変更することによって、照会ビームと露出させた表面との間の入射角を変化させることを含む。スライス・アンド・ビュー処理中に露出させた試料のそれぞれの表面を２つの異なる視点から画像化することによって（すなわち、露出させた表面の照会ビームに対する向きを、第１の画像を捕捉する間、維持されていた向きとは異なる向きに維持しながら、第２の画像を捕捉すること）、露出させたそれぞれの表面に関する形状情報を得ることができ、その形状情報を使用して、露出させた表面が平らであると仮定した場合に達成されたであろう分解能よりも大きな分解能を有する、試料中の特徴部分の３Ｄ表現を生成することができる。
【００２２】
次に図３を参照すると、デュアル・ビーム・システムを用いたスライス・アンド・ビュー処理によって試料を処理する本開示の一実施形態に基づく方法３００の流れ図が示されている。試料から材料を除去するため、方法３００のデュアル・ビーム・システムは、ＦＩＢ装置からの集束イオン・ビーム、レーザからのレーザ・ビームなどのエッチング・ビームを利用する。エッチング・ビームによって露出させた試料の表面を画像化するため、方法３００のデュアル・ビーム・システムは、ＳＥＭからの電子ビームなどの照会ビームを利用する。いくつかの実施形態では、試料がステージ上に装着される。そのようないくつかの実施形態では、ステージが、エッチング・ビームおよび照会ビームに対して回転可能であり、および／または平行移動可能であり、ステージの回転は、露出させた表面の画像を異なる視点から取得することができるような態様の、露出させた表面の向きの変更を可能にする。方法３００は、ＦＩＢ装置からの集束イオン・ビーム、ＳＥＭからの電子ビーム、回転可能なステージ、および他の特定の要素を使用して説明されるが、そのような選択は単なる例であり、等しく機能する能力を有する構成要素を使用することもできることに留意すべきである。本開示のさまざまな実施形態が、集束イオン・ビームおよび／またはレーザを利用してスライスを除去するが、ウルトラミクロトームなどのその他のツールを使用してスライスを除去することもできることにも留意すべきである。そのようなツールも、平らな輪郭から逸脱した表面を露出させることがあり、そのような表面も、本明細書に開示された技法のうちの１つまたは複数の技法を使用して補正することができる。
【００２３】
方法３００はブロック３０５から始めることができ、ブロック３０５では、デュアル・ビーム・システムのステージ上に試料を装填する。ＦＩＢが試料表面に対して垂直に衝突し、電子ビームが試料表面に５２度の角度で衝突するように、デュアル・ビーム・システムのステージは通常、水平から５２度傾けられている。いくつかの実施形態では、集束イオン・ビーム断面のガウス形状を考慮するため、垂直からわずかに傾いた角度で集束イオン・ビームを試料の表面に衝突させることによって、試料表面に対してほぼ直角な断面壁が達成される。５３度または５４度のステージ傾斜角は、５２度のステージ傾斜角よりも垂直な断面壁を提供することができる。
【００２４】
方法３００はブロック３１０に進むことができ、ブロック３１０では、スライス・アンド・ビュー処理中の集束イオン・ビームおよび電子ビームの正確な位置決めを容易にするため、試料４００の表面４０５の観察しようとする特徴部分４１２の近くに、集束イオン・ビームを使用して、基準マーク４１０を形成する。図４Ａに示されているように、基準マーク４１０は、基準マーク４１０を腐食する傾向がある集束イオンによる走査を繰り返した後でも基準マーク４１０の中心線を容易に認識することができるように、堅牢な形状を有することが好ましい。集束イオン・ビームおよび電子ビームの位置を、基準マーク４１０から、除去されている領域へ移すのに、ステージを移動させる必要がないように、いくつかの実施形態では、基準マーク４１０が、試料４００をスライスする場所に十分に近い位置に形成される。すなわち、ステージを移動させる必要なしに、電子ビームを、ビーム偏向電極を使用して、基準マーク４１０を画像化するのに十分に移動させることができ、または試料４００から断面を除去するのに十分に移動させることができる。基準マーク４１０は、ブロック３１５、３２０、３２５、３３０および３４０において、集束イオン・ビームおよび電子ビームの正確な位置決めを保証する目的に使用される。ビームのドリフトおよびステージのドリフトに合わせてシステムを調整するための新たな座標オフセットを得るため、基準マーク４１０を再画像化することによってビーム位置を取得する。基準マーク４１０の座標は既知であり、そのため、基準マーク４１０の既知の座標と基準マーク４１０の測定された座標との間の相違は、測定された座標に適用することができるオフセットを与える。縁を認識する能力を持たない機械では、ただ単に基準マーク４１０を基準として使用することによって、局所的なビーム配置を実行する。図４Ａの破線によって示されているように、特徴部分４１２は、表面よりも下にあることがある。
【００２５】
方法３００はブロック３１５に進むことができ、ブロック３１５では、集束イオン・ビームを使用して、試料４００の表面４０５に傾斜トレンチ４２０（図４Ｂ）を形成する。傾斜トレンチ４２０は例えば、特徴部分４１２から約１μｍのところにミリングすることができ、約４μｍの幅および約１．０μｍから約３．０μｍの範囲の深さを有することができる。傾斜トレンチ４２０の深さは、表面よりも下にある特徴部分４１２の位置に応じて決定することができる。傾斜トレンチ４２０の角度は、傾斜トレンチ４２０の端にある断面４１５を集束イオン・ビームと電子ビームの両方が走査することができる十分な角度とする。断面４１５は通常、基板表面に対して垂直であり、線状のミリングの方向に対して平行に広がる。傾斜トレンチ４２０を形成するために集束イオン・ビームが大部分の材料を除去していたときに集束イオン・ビームによって提供された表面よりも滑らかな表面を提供するため、断面４１５において薄い仕上げ切削を実施することができる。いくつかの実施形態では、電子ビームが、試料の他の表面によって遮られることなしに、（画像化しようとする垂直壁に対するＳＥＭの）２つ以上の異なる向きから、ＦＩＢによって露出させた垂直壁に十分に照会することができるように、傾斜トレンチ４２０の寸法が決められる。
【００２６】
さまざまな実施形態で、ミリングする領域のサイズおよび形状は、マシン・ビジョンによって集められた情報によって決定される。マシン・ビジョンは、正確な試料処理および試料処理の自動化を可能にする。マシン・ビジョンでは、コンピュータを使用して、画像情報、普通はＳＥＭ画像から得た画像情報を処理し、それによって、特徴部分の縁、サイズ、質量中心などの特徴部分の物理的特性を決定する。マシン・ビジョンのために使用されるソフトウェアには例えば、米マサチューセッツ州ＮａｎｔｉｃｋのＣｏｇｎｅｘ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＣｏｇｎｅｘ  ＶｉｓｉｏｎＰｒｏソフトウェアが含まれる。典型的なマシン・ビジョン・ソフトウェアは、ある試料領域中の特徴部分を、平均グレー・レベル、コントラスト、テクスチャなどの画像特性に基づいて識別するように動作する。例えば、画像上のそれぞれの画素に、周囲の画素に対するその画素のテクスチャ品質を表す指定された値、例えば単一の数値を与えることができる。関心の特徴部分は通常、その中でその特徴部分を画像化する周囲の試料とは異なる画像特性、例えば周囲の試料とは異なるテクスチャを有する。したがって、周囲の画像とは異なる値のあるパラメータ内の平均テクスチャを有する画素のグループとして、関心の特徴部分を識別することができる。マシン・ビジョン・ソフトウェアは、試料の画像化されたスライスごとに、関心の特徴部分の位置を自動的に突き止め、関心の特徴部分を自動的に測定することが好ましい。
【００２７】
方法３００はブロック３２０に進むことができ、ブロック３２０では、図５に示されているように、断面４１５にわたって傾斜トレンチ４２０から材料のスライスを除去することによって、カーテニング・アーチファクト５４５および５５０を有する垂直壁５０５を露出させる。この材料のスライスは、ＦＩＢカラム５２０からの集束イオン・ビーム５１５を使用して傾斜トレンチ４２０から除去することができる。いくつかの実施形態では、図５に示されているように、材料のスライスが、「線状のミリング」を実行することによって除去される。線状のミリングは、断面４１５（および垂直壁５０５）の平面に対して実質的に平行に走る本質的に１次元の線をミリングすることを含む。線状のミリングの実行は図２Ａおよび２Ｂにも示されており、これらの図では、試料２１０の面２３０を矢印２４０の方向に左から右に直線を描いて横断することによって、ＦＩＢカラム２２０の集束イオン・ビーム２２０が線状のミリング２２５を実施している。集束イオン・ビーム２１５は面２３０に対して実質的に平行である。他の実施形態では、集束イオン・ビーム５１５を用いて長方形ミリングを実行することによって、材料のスライスが除去される。そのような１つの実施形態では、ＦＩＢカラム５２０が、スライスの厚さを指定する入力をユーザから受け取り、その指定された厚さの材料のスライスを、ＦＩＢカラム５２０からの集束イオン・ビームを用いた線状のミリングを実行することによって除去するように構成されたシステムの部分である。
【００２８】
さまざまな実施形態で、エッチング・ビーム（図５の場合には集束イオン・ビーム５１５）によって除去されるスライスの厚さは、約２０ｎｍから約１００ｎｍの範囲、例えば約３０ｎｍから約６０ｎｍ、あるいは約３５ｎｍから約４５ｎｍ、あるいは約３５ｎｍから約４０ｎｍの範囲にある。いくつかの実施形態では、ミリングされ除去されるスライスの厚さが約３００ｎｍ未満である。除去されるスライスの幅寸法および高さ寸法は例えば、約１０μｍから約１００μｍの範囲とすることができる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、方法３００が、最初にブロック３２０を省略する。そのような実施形態では、ブロック３１５で断面４１５のところに露出した試料の表面に対して、最初にブロック３２５〜３５５が実施される。そのような実施形態では、ブロック３２０の最初の繰返しが、試料４００のスライス・アンド・ビュー処理で画像化する２番目の表面に対して実施される。
【００３０】
任意選択で、方法３００は、垂直壁５０５の表面を装飾するブロック３２５を含むことができる。本明細書で使用されるとき、用語「装飾する」は、例えば本発明の出願によって所有されているＣａｓｔａｇｎａおよびＢｒａｙの「Ｓｌｉｃｅ  ａｎｄ  Ｖｉｅｗ  ｗｉｔｈ  Ｄｅｃｏｒａｔｉｏｎ」という名称の米国特許第７，８５８，９３６号明細書に記載されているように、層と層の境界面の輪郭を描くために、垂直壁５０５などの試料の表面の部分を優先的に軽くエッチングすることを指す。
【００３１】
ステップ３２８では、垂直壁５０５上の表面点５５５の場所に印を付けまたはフラグを立てるため、任意選択で、垂直壁に機械識別可能な形状をエッチングする。いくつかの実施形態では、機械識別可能な形状を形成することが、二フッ化キセノンなどのエッチング強化ガスの存在下で垂直壁５０５に向かって電子ビームを導くことによって実施される。この電子ビームおよびガスは、異なる視角から（例えば異なる入射角の照会ビームで）捕捉された垂直壁５０５の複数の画像上で同じ表面点５５５を識別することができるように、垂直壁５０５上に存在する材料の一部を優先的にエッチングする。例えば、二フッ化キセノンは、二フッ化キセノンが窒化シリコンをエッチングするよりも速く酸化シリコンをエッチングし、そのため、酸化物−窒化物境界に階段の段状の小さな縁を残す。除去する材料の厚さは例えば約３０ｎｍ未満、あるいは約２０ｎｍ未満とすることができる。いくつかの実施形態では、それぞれのスライスと一緒に機械識別可能な形状もミリングによって除去されるように、機械識別可能な形状の深さがスライスの厚さよりも小さいことが好ましい。１つのスライスから別のスライスに移っても表面点が見えるように、他の実施形態では、機械識別可能な形状をスライスの厚さよりも深くミリングして、異なるスライス上に同じ表面点を作る。スライスごとに機械識別可能な形状をミリングし直すことができ、任意選択で、一連のスライスを通して表面点を伝えるため、それらの機械識別可能な形状の深さをスライスの厚さよりも大きくすることができる。
【００３２】
画像から、異なる高さを有するように見える垂直壁上の位置に、機械識別可能な形状を形成することができ、それらの位置は、オペレータによって手動で決定され、または画像認識ソフトウェアを使用して自動的に決定される。あるいは、例えば表面にわたる長方形の格子などの規則正しいパターンで、機械識別可能な形状をミリングすることもできる。いくつかの実施形態では、ミリングされた機械識別可能な形状を使用するのではなしに、既存の試料の特徴部分を使用すること、または既存の特徴部分とミリングされた形状の組合せを使用することができる。垂直面の高さマップを形成する点のパターンは、機械が識別可能な１つまたは複数の特徴部分または基準マークからのオフセットを使用することにより、それぞれの測定点に個別に印が付けることなく決定することができる。例えば、試料の１つの角に、位置および向き決めるための基準マークをミリングし、次いで、その基準マークから既知の距離のところにＸ線アレイとして間隔を置いて配置された格子パターンの点において、または他のパターンの点において、高さを決定することができる。
【００３３】
垂直壁５０５上に機械識別可能な形状が存在すると、ＳＥＭによって異なる入射角で捕捉された試料の複数の画像上において垂直壁５０５上の特定の表面点５５５の位置を識別するマシン・ビジョン・ソフトウェアの能力が向上する。図６Ａおよび６Ｂを参照すると、露出させた垂直壁の向きを電子ビームに対して異なる向きに維持している間に電子ビームによって捕捉された、集束イオン・ビームによって露出させた試料の面のＳＥＭ顕微鏡写真が示されている。異なる向きで捕捉された異なる画像上において面上の特定の表面点５５５の場所を、機械識別可能な形状を使用してどのように識別するのかを例示するため、それぞれの顕微鏡写真の試料面上の特定の場所に対応する位置の上に、６つの異なる機械識別可能な形状の図形を重ね合わせた。その顕微鏡写真の実際の試料を用いて回転させ、画像化した場合に機械識別可能な形状がどのように見えるのかを示すために、図６Ｂの機械識別可能状はさらに編集されている。向きによって図６Ｂの画像は歪んでいるが、機械識別可能な形状によって印が付けられた特定の位置は、人間の眼によって即座に識別可能である。比較すると、いくつかの機械識別可能な形状（例えば機械識別可能な形状
【００３４】
【数１】
0006506780.tif 000002
【００３５】
および
【００３６】
【数２】
0006506780.tif 000003
【００３７】
）の周囲の点は、試料の比較的に特徴のない平面にあり、それらの点を、異なる向きで捕捉された画像間で追跡すること、およびやはり比較的に特徴のないその平面上に位置する近くの点から区別することはかなり難しい。
【００３８】
本開示のさまざまな実施形態に適した機械識別可能な形状は通常、マシン・ビジョン・ソフトウェアのパターン認識アルゴリズムによって識別可能な実質的に２Ｄの形状を含む。適当な機械識別可能な形状の例は、限定はされないが、円、正方形、三角形、長方形などの基本的な幾何学的形状、ならびに図６Ａ〜６Ｂ、８Ａ〜８Ｂおよび９Ｂ〜９Ｃに示された記号などの単純な記号などである。表面点５５５に対して使用する機械識別可能な形状を変化させると、垂直壁５０５の第１の画像に示された装飾された点を、垂直壁５０５に対するビームの向きを変更した後に捕捉された第２の画像上で、その装飾された点と全く同じ形状または類似の形状を有する機械識別可能な形状によって印が付けられた異なる点と取り違える可能性が低下し、またはそのような可能性が排除される。表面点５５５に印を付ける目的に使用する形状の多様性が大きいほど、誤識別の可能性は低くなる。一実施形態では、垂直壁５０５上の表面点５５５を識別する目的に使用する機械識別可能な形状が、少なくとも２つの形状を含む。
【００３９】
ブロック３２５から、方法３００はブロック３３０に進むことができ、ブロック３３０では、電子ビームおよび／またはＳＥＭに対して垂直壁が第１の向きに維持されている間に、ＳＥＭの電子ビームを用いて垂直壁５０５の第１の画像を捕捉し、その画像を記憶する。図７Ａに示されているように、ＳＥＭ５３０からの電子ビーム７０５に対して試料４００の垂直壁５０５が第１の向き「Ｏ」に保持されているときに、電子ビーム７０５を用いて垂直壁５０５に照会することによって、垂直壁５０５の第１の画像を生成することができる。電子ビーム７０５は通常、５ｋＶで動作させ、スルー・ザ・レンズ検出器を使用する。電子ビーム７０５によって補足された画像の記憶は、コンピュータ・ハード・ドライブなどのコンピュータ可読記憶媒体上で実施することができる。
【００４０】
ブロック３３０から、方法３００はブロック５３５に進むことができ、ブロック５３５では、電子ビーム７０５および／またはＳＥＭ５３０に対する垂直壁５０５の向きを、第１の向きＯから第２の向き「Ｏ’」に変更する。電子ビーム７０５に対する垂直壁５０５の向きの変更は、試料４００を回転させることによって、または試料４００を傾けることによって実施することができる。それに加えてまたはその代わりに、ＳＥＭ５３０を平行移動させて、ＳＥＭ５３０を、第１の画像の捕捉の間、維持されていたＳＥＭ５３０の縦軸７１０から遠ざけることで、電子ビーム７０５と垂直壁５０５間の入射角を変更することによって、電子ビーム７０５に対する垂直壁５０５の向きを変更することもできる。向きＯとＯ’ではともに、縦軸７１０が垂直壁５０５と交わるようにＳＥＭ５３０を整列させる。
【００４１】
次に図７Ｂを参照すると、本開示の一実施形態に基づくＳＥＭ５３０に対する垂直壁５０５の向きの変更が示されている。垂直壁５０５の向きの変更は、図面に対して垂直な軸（点Ｐとして示されている）を軸にして、試料４００を矢印ＲＰの方向に角度θ１だけ傾けることによって実施される。この向きの変更は、試料４００の向きを向きＯから向きＯ’に変化させる。垂直壁５０５の向きを変更した後、方法３００はブロック３４０に進むことができ、ブロック３４０では、向きＯ’を有する垂直壁５０５の第２の画像を捕捉し、その画像を記憶する。図７Ｃに示されているように、ＳＥＭ５３０からの電子ビーム７０５に対して試料４００の垂直壁５０５が第１の向きＯ’に保持されているときに、電子ビーム７０５を用いて垂直壁５０５に照会することによって、垂直壁５０５の第２の画像を生成することができる。
【００４２】
さまざまな実施形態で、垂直壁５０５の画像化は、ＦＩＢカラム５２０の集束イオン・ビーム５１５を使用して実施される。いくつかの実施形態では、方法３００の画像化ステップが、ＦＩＢカラム５２０を使用して実施され、垂直壁５０５の画像を捕捉する目的にＳＥＭが使用されない。そのような１つの実施形態では、デュアル荷電粒子ビーム・システムの代わりに単一の荷電粒子ビームが使用される。他の実施形態では、垂直壁５０５の画像を捕捉する目的にＦＩＢカラム５２０とＳＥＭ５３０の両方が使用される。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の垂直壁が、ＦＩＢカラム５２０とＳＥＭ５３０の両方によって画像化される。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の垂直壁が、ＦＩＢカラム５２０とＳＥＭ５３０の両方によって画像化され、別の１つまたは複数の直壁が、ＦＩＢカラム５２０とＳＥＭ５３０のうちの一方だけによって画像化される。いくつかの実施形態では、１つもしくは複数の垂直壁が、ＦＩＢカラム５２０とＳＥＭ５３０の両方によって画像化され、残りの垂直壁が、ＦＩＢカラム５２０によっては画像化されるが、ＳＥＭ５２０によっては画像化されず、または、残りの垂直壁が、ＳＥＭ５３０によっては画像化されるが、ＦＩＢカラム５２０によっては画像化されない。
【００４３】
ブロック３４０から、方法３００はブロック３４５に進むことができ、ブロック３４５では、表面点５５５に対応する３Ｄ座標を生成する。一実施形態では、表面点５５５のうちの所与の表面点ｐｉの３Ｄ座標が、任意の原点から測定した、垂直壁５０５の画像化平面（例えば図１参照）における点ｐｉのｘ座標およびｙ座標、ならびに点ｐｉの高さを含む。
【００４４】
それぞれ向きＯおよびＯ’においてＳＥＭ５３０によって捕捉された第１の画像および第２の画像を使用して、垂直壁５０５上の表面点５５５の高さの差を決定することができる。他の高さをそこから測定する基準面に置かれている１つの点を指定することができる。第１の画像上および第２の画像上で表面点ｐｉと固定された基準点との間の距離をそれぞれ測定し、測定された距離を下式（１）に入力することによって、表面点５５５のうちの所与の表面点ｐｉの高さＺｉを決定することができる。
【００４５】
【数３】
0006506780.tif 000004
【００４６】
上式で、
Ａｉは、第１の画像上における基準点の位置、Ａ’ｉは、第２の画像上における基準点の位置、Ｂｉは、第１の画像上における点ｉの位置、Ｂ’ｉは、第２の画像上における点ｉの位置、Ｚｉは、位置Ｂｉにある表面点ｉの、基準点Ａｉの高さに対する高さ、
【００４７】
【数４】
0006506780.tif 000005
【００４８】
は、Ａ’ｉとＢ’ｉの間の距離、
【００４９】
【数５】
0006506780.tif 000006
【００５０】
は、ＡｉとＢｉの間の距離、θは、第１の入射角と第２の入射角の差である。
【００５１】
ブロック３３０の垂直壁５０５の第１の画像の捕捉、ブロック３３５の垂直壁５０５の向きの変更、ブロック３４０の垂直壁５０５の第２の画像の捕捉および式（１）の変数の間の関係は、図８Ａ〜９Ｃに示された本開示の実施形態からより良く理解することができる。最初に、図９Ｃを図９Ｂと比較し、図８Ａを図８Ｂと比較することによって、垂直壁４０５の第１の画像上で測定された垂直壁４０５上の点の１つまたは複数の対間の距離が、垂直壁４０５の第２の画像上で測定されたときの同じ点の対の測定された距離とは異なることを理解し、そのことを観察すべきである。
【００５２】
図８Ａおよび８Ｂには、集束イオン・ビーム５１５によって装飾した後に捕捉された垂直壁５０５のＳＥＭ画像が示されている。図８ＡのＳＥＭ画像８００Ａは、ＳＥＭ５３０によって図７Ａに示された向きＯから画像化された垂直壁５０５を示す。機械識別可能な形状Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５およびＢ６はそれぞれ、点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５およびＰ６の位置に印を付けている。距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５およびＤ６はそれぞれ、点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５およびＰ６に対する式（１）の表現
【００５３】
【数６】
0006506780.tif 000007
【００５４】
の値に対応する。上で説明したとおり、本開示のさまざまな実施形態は、方法３００で捕捉した画像の特徴部分の位置を突き止めるためにマシン・ビジョンを利用し、マシン・ビジョンを、機械識別可能な形状Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５およびＢ６などの機械識別可能な形状と組み合わせて使用すると、表面点を追跡する正確さを向上させることができる。画像８００Ａに対して、マシン・ビジョンを、機械識別可能な形状Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５およびＢ６と組み合わせて使用して、点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５およびＰ６の位置を正確に決定することができ、それによって、点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５およびＰ６のｘ−ｙ座標、ならびにＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５およびＰ６と基準点Ａとの間の距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５およびＤ６を正確に決定することができる。さらに、上で論じたとおり、マシン・ビジョンは、１つの表面点を別の表面点と誤って識別する確率を低下させることによって、画像８００Ａと画像８００Ｂの間など、異なる向きで捕捉された垂直壁５０５の画像間での点の追跡を改善する。
【００５５】
図８Ｂを参照すると、ＳＥＭ画像８００Ｂは、図７Ａに示された向きＯ’からＳＥＭ５３０によって画像化された垂直壁５０５を示す。機械識別可能な形状Ｂ１’、Ｂ２’、Ｂ３’、Ｂ４’、Ｂ５’およびＢ６’はそれぞれ、点Ｐ１’、Ｐ２’、Ｐ３’、Ｐ４’、Ｐ５’およびＰ６’の位置に印を付けている。距離Ｄ１’、Ｄ２’、Ｄ３’、Ｄ４’、Ｄ５’およびＤ６’はそれぞれ、点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５およびＰ６に対する式（１）の表現
【００５６】
【数７】
0006506780.tif 000008
【００５７】
に対する値に対応する。図８００Ａと同様に、マシン・ビジョンを使用して、Ｄ１’、Ｄ２’、Ｄ３’、Ｄ４’、Ｄ５’およびＤ６’の値をより正確に突き止めることができる。不注意で、間違った点からの距離を使用して高さＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５およびＺ６が計算されないように、固有の形状を有する５つの機械識別可能な形状Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５およびＢ６と組み合わせて使用されるマシン・ビジョンを使用して、点Ｐ１’、Ｐ２’、Ｐ３’、Ｐ４’、Ｐ５’およびＰ６’を識別することもできる。点Ｐ１〜Ｐ６と点Ｐ１’〜Ｐ６’は、集束イオン・ビーム５１５によって露出させ、ＳＥＭ５３０によって画像化した垂直壁５０５上の同じ場所に対応すること、ならびに点Ｐ１〜Ｐ６および点Ｐ１’〜Ｐ６’は、ＳＥＭ画像８００Ａおよび８００Ｂ上で見たときのそれらの場所の表現であることに留意すべきである。同様に、基準点Ａと基準点Ａ’も、試料４００上の同じ場所に対応する。図７Ａ〜７Ｃを再び参照すると、高さＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５およびＺ６を計算するために使用する式（１）の角度θは、図７Ｂに示された角度θ１である。
【００５８】
いくつかの実施形態では、より大きな値の角度θで電子ビーム７０５が垂直壁５０５に障害なしに到達することを容易にするため、ブロック３１５で、またはブロック３３０、３３５および３４０のうちの任意の１つのブロックの部分として、側面トレンチ８２５Ａおよび８２５Ｂを、集束イオン・ビーム５１５によってミリングすることができる。例えば、向き変更によって垂直壁５０５が向きＯ’に置かれ、向きＯ’では、垂直壁５０５への到達が、試料の障害部分によって遮られる場合には、集束イオン・ビームを利用してその障害を除去し、それによって垂直面５０５の全体を画像化することを可能にすることができる。
【００５９】
電子ビーム７０５および／またはＳＥＭ５３０に対する垂直壁５０５の向きは、図７Ａおよび７Ｂに示された回転だけに限定されず、方法３００は、ＳＥＭ５３０に対する垂直壁５０５の平行移動の使用を企図し、この平行移動の使用によって、ブロック３３０および３４０に従って得た垂直壁５０５の画像から形状情報を引き出すことができる。そのような１つの実施形態が図９Ａ〜９Ｃに示されている。図９Ａは、向きｏ’に配置された装飾された垂直壁５０５を示す。図９Ａでは、垂直壁５０５を、軸９００を軸にして、向きｏ’から、矢印ＲＡによって示された回転方向に角度θ２だけ回転させて向きｏ’’にする。軸９００は、ＦＩＢカラム５２０の縦ビーム軸と重なり、またはＦＩＢカラム５２０の縦ビーム軸に対して平行に走る。向きｏ’およびｏ’’においてＳＥＭ５３０によって捕捉されたＳＥＭ画像の例がそれぞれ、図９Ｂおよび９Ｃに示されている。
【００６０】
図９ＢのＳＥＭ画像９００Ａは、ＳＥＭ５３０に対して垂直壁５０５が向きｏ’に維持されている間にＳＥＭ５３０によって画像化された垂直壁５０５を示す。機械識別可能な形状ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５およびｂ６はそれぞれ、垂直壁５０５上の点ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５およびｐ６の位置に印を付けている。距離ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５およびｄ６はそれぞれ、点Ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５およびｐ６に対する式（１）の表現
【００６１】
【数８】
0006506780.tif 000009
【００６２】
の値に対応する。図９ＣにおいてＳＥＭ画像９００Ｃは、図９Ａに示された向きｏ’’からＳＥＭ５３０によって画像化された垂直壁５０５を示す。機械識別可能な形状ｂ１’、ｂ２’、ｂ３’、ｂ４’、ｂ５’およびｂ６’はそれぞれ、垂直壁５０５上の点ｐ１’、ｐ２’、ｐ３’、ｐ４’、ｐ５’およびｐ６’の位置に印を付けている。距離ｄ１’、ｄ２’、ｄ３’、ｄ４’、ｄ５’およびｄ６’はそれぞれ、点ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５およびｐ６に対する式（１）の表現
【００６３】
【数９】
0006506780.tif 000010
【００６４】
に対する値に対応する。マシン・ビジョンを使用して、ｄ１’、ｄ２’、ｄ３’、ｄ４’、ｄ５’およびｄ６’の値をより正確に突き止めることができる。図９Ａを再び参照すると、高さｚ１、ｚ２、ｚ３、ｚ４、ｚ５およびｚ６を計算するために使用する式（１）の角度θは、角度θ２である。
【００６５】
図８Ａ〜９Ｃの表面点は全て、単一の基準点に関して測定されるが、本開示の実施形態はそれだけに限定されない。全ての表面点５５５に対して単一の基準を使用して距離を測定すること、または、表面点５５５ごとに異なる基準点を使用して距離を測定すること、または、一部の表面点５５５については１つもしくは複数の共通の基準点から距離を計算し、他の表面点についてはそれぞれ固有の基準点から距離を計算することができる。基準点の位置は、画像化している表面点５５５の第１の画像上と第２の画像上の両方で見ることができる試料上の任意の位置または試料の上方の任意の位置とすることができる。さまざまな実施形態で、基準点および表面点５５５は垂直面５０５上に位置する。そのような１つの実施形態では、垂直壁５５５の角に位置する単一の基準点を使用して、表面点５５５に対する全ての高さを計算する。
【００６６】
ブロック３４５では、基準点もしくは表面点５５５、または基準点と表面点５５５の両方が、システム１１０２によってランダムに生成され、人間の操作者によって選択され、より正確に曲線を当てはめることが容易になるように選択され、試料処理のスピードと曲線を当てはめる精度との間の所望のバランスを満たすように選択し、またはこれらの任意の組合せが可能である。特定の用途の制約条件によって禁じられない限り、基準点および表面点５５５の選択および／または機械識別可能な形状は、ブロック３１５でトレンチを形成した後から、方法３００の次の繰返しで材料の次のスライスを除去することによって垂直壁５０５を破壊する前までの任意の時点で実施することができる。選択と機械識別可能な形状は、どの表面点５５５の基準点でも、同時に実施することができ、または異なる時点で実施することができる。
【００６７】
ブロック３４５から、方法はブロック３５０に進むことができ、ブロック３５０では、垂直壁５０５の形状を近似するため、３Ｄ座標に曲線を当てはめる。一実施形態では、表面点５５５の３次元座標に３次元フーリエ適合を適用することによって、垂直壁５０５の形状が近似される。他の実施形態では、３次元座標に最小２乗回帰を適用することによって、垂直壁５０５の形状が近似される。
【００６８】
ブロック３５０から、方法はブロック３５５に進むことができ、ブロック３５５では、試料４００のスライス・アンド・ビュー処理のさらなる繰返しを実施する（例えばブロック３１５からブロック３５０を繰り返す）のか、またはブロック３６０に進むのかを判定する。ブロック３６０では、試料４００のスライス・アンド・ビュー処理を終了し、特徴部分４１２の３Ｄ画像を生成する。特徴部分４１２の３Ｄ画像を生成するためには、特徴部分４１２のサイズまたは３Ｄ画像の所望の詳細に応じた多数の画像を得ることが望ましい。ブロック３５５では、試料４００の処理の進行に伴って、スライス・アンド・ビュー技法の繰返しを計数する。一実施形態では、スライス・アンド・ビュー処理が所定の回数繰り返されるまで、スライス・アンド・ビュー処理が実施される。他の実施形態では、特定のトリガ事象の発生に応答して、スライス・アンド・ビュー処理の繰返しが開始される。他の実施形態では、スライス・アンド・ビュー処理の終了が、スライス・アンド・ビュー処理がある回数繰り返された後にスライス・アンド・ビュー処理システムが追加の入力を受け取ったかどうかに依存する。いずれにしても、試料４００のスライス・アンド・ビュー処理を続けるべきであると判定された場合、方法３００は、ブロック３５５から、「いいえ」の経路に沿ってブロック３６０に進む。この繰返しスライシング・プロセスが終了したと判定された場合、方法３００は、ブロック３５５から、「はい」の経路に沿ってブロック３６０に進む。
【００６９】
ブロック３６０では、試料４００のスライス・アンド・ビュー処理中に生成されたデータから、特徴部分４１２の３Ｄ表現を生成する。さまざまな実施形態で、特徴部分４１２の３Ｄ画像は、垂直壁５０５の修正されたスライス画像の積み重ねから構築される。そのような１つの実施形態では、垂直壁５０５ごとに単一のスライス画像を選択して修正する。それらの単一のスライス画像は、垂直壁５０５ごとに、ＳＥＭ５３０によって捕捉された第１の画像と第２の画像のうちの一方の画像から選択することができ、または、垂直壁５０５の他のＳＥＭ画像を使用することもできる。それらの単一のスライス画像はそれぞれ、そのスライス画像が表す垂直面４０５に当てはめられた３Ｄ曲線に従うようにそのスライス画像を曲げることによって修正される。すなわち、それらの単一のスライス画像はそれぞれ、その単一のスライス画像が表す垂直壁５０５の形状に対応する３次元湾曲を有する。次いで、修正されたそれぞれのスライス画像を、試料４００内のスライス画像によって表される、残りのスライスに対する垂直面４０５の位置に従って、上述した積み重ね内に配置する。あるいは、スライス画像を上述した積み重ね内に配置してから、修正してもよい。スライス画像の修正および配置の後には、修正および配置されたスライス画像から、特徴部分４１２の３Ｄ画像が形成されている。それぞれの画像が平らな２Ｄ平面を表すと仮定するのではなしに、スライス画像の形状を表す３Ｄ屈曲を有する修正されたスライス画像を使用して試料４００をモデル化することによって、３Ｄ表現の分解能および／または画像品質に対するカーテニングの影響を低減または排除することができる。これは、スライス・アンド・ビュー処理された特徴部分（例えば特徴部分４１２）の３Ｄ画像をモデル化するのに、画像化された表面のより正確な表現が使用されているためである。
【００７０】
特徴部分４１２のこのモデル化は、市販のソフトウェアと共に補足的なコンピュータ実行可能命令によって実施することができる。この補足的なコンピュータ実行可能命令は、実行されたときに、この市販のソフトウェアが使用したスライス画像を曲げて、３Ｄ表現を、スライス画像に対応する当てはめられた曲線の形状にする。あるいは、この補足的なコンピュータ実行可能命令が、スライス画像に対応する当てはめられた曲線の形状に既に曲げられているスライス画像を入力として受け入れるように、その市販のソフトウェアを修正してもよい。３Ｄ構築用のソフトウェアには例えば、好ましくは、米カリフォルニア州Ｓａｎ  ＤｉｅｇｏのＶｉｓａｇｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ，Ｉｎｃ．のＡｍｉｒａ３次元画像化ソフトウェア、または米マサチューセッツ州ＢｕｒｌｉｎｇｔｏｎのＶＳＧ、Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ  Ｇｒｏｕｐ，Ｉｎｃ．のＡｖｉｚｏ３次元可視化ソフトウェアを含めることができる。
【００７１】
上で説明した方法を実行するための装置が図３に示されている。図３は、垂直に装着されたＳＥＭカラムと垂直から約５２度の角度に装着された集束イオン・ビーム（ＦＩＢ）カラムとを備える典型的なデュアル・ビーム・システム１０１０を示す。このようなデュアル・ビーム・システムは例えば、本出願の譲受人である米オレゴン州ＨｉｌｌｓｂｏｒｏのＦＥＩ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。適当なハードウェアの一例を以下に示すが、本発明は、特定のタイプのハードウェアで実現されることに限定されない。
【００７２】
デュアル・ビーム・システム１０１０は、走査電子顕微鏡１０４１および電源および制御ユニット１０４５を備えている。陰極１０５２と陽極１０５４の間に電圧を印加することによって陰極１０５２から電子ビーム１０４３が放出される。電子ビーム１０４３は、集束レンズ１０５６および対物レンズ１０５８によって微細なスポットに集束する。電子ビーム１０４３は、偏向コイル１０６０によって試料を２次元的に走査する。集束レンズ１０５６、対物レンズ１０５８および偏向コイル１０６０の動作は電源および制御ユニット１０４５によって制御される。
【００７３】
下室１０２６内の可動式Ｘ−Ｙステージ１０２５上にある基板１０２２の表面に電子ビーム１０４３を焦束させることができる。電子ビーム中の電子が基板１０２２に衝突すると、２次電子が放出される。それらの２次電子は、後に論じる２次電子検出器１０４０によって検出される。ＴＥＭ試料ホルダ１０２４およびステージ１０２５の下に位置するＳＴＥＭ検出器１０６２は、上で論じたＴＥＭ試料ホルダ上に装着された試料を透過した電子を集めることができる。
【００７４】
デュアル・ビーム・システム１０１０は集束イオン・ビーム（ＦＩＢ）システム１０１１をさらに含み、ＦＩＢシステム１０１１は、上部ネック部１０１２を有する排気された室を含み、上部ネック部１０１２内にはイオン源１０１４および集束カラム１０１６が位置し、集束カラム１０１６は、引出し電極および静電光学系を含む。集束カラム１０１６の軸は、電子カラムの軸から５２度傾いている。イオン・カラム１０１２は、イオン源１０１４、引出し電極１０１５、集束要素１０１７、偏向要素１０２０および集束イオン・ビーム１０１８を含む。イオン源１０１４を出た集束イオン・ビーム１０１８は、集束カラム１０１６を通過し、１０２０に概略的に示された静電偏向手段間を通り抜けて、基板１０２２に向かって進む。基板１０２２は例えば、下室１０２６内の可動Ｘ−Ｙステージ１０２５上に置かれた半導体デバイスを含む。
【００７５】
ステージ１０２５は、水平面（ＸおよびＹ軸）内で移動することができ、かつ垂直に（Ｚ軸）移動することができることが好ましい。ステージ１０２５はさらに約６０度傾くことができ、Ｚ軸を軸に回転することができる。いくつかの実施形態では、別個のＴＥＭ試料ステージ（図示せず）を使用することができる。このようなＴＥＭ試料ステージもＸ、ＹおよびＺ軸に沿って可動であることが好ましい。Ｘ−Ｙステージ１０２５上に基板１０２２を挿入するため、および内部ガス供給リザーバが使用される場合には内部ガス供給リザーバの整備作業のために、扉１０６１が開かれる。システムが真空状態にある場合に開かないように、この扉はインタロックされる。
【００７６】
ネック部分１０１２を排気するためにイオン・ポンプ１０２８が使用される。室１０２６は、真空コントローラ１０３２の制御の下、ターボ分子および機械ポンピング・システム１０３０によって排気される。この真空システムは、室１０２６内に、約１×１０−７トルから５×１０−４トルの間の真空を提供する。エッチング支援ガス、エッチング遅延ガスまたは付着前駆体ガスが使用される場合には、室の背景圧力が通常、約１×１０−５トルまで上昇することがある。
【００７７】
イオン・ビーム１０１８にエネルギーを与え集束させるため、高電圧電源は、集束カラム１０１６内の電極に適当な加速電圧を印加する。イオン・ビーム１０１８が基板１０２２に当たると、材料がスパッタリングされる。すなわち試料から材料が物理的に追い出される。あるいは、イオン・ビーム１０１８が前駆体ガスを分解して、材料を付着させることもできる。
【００７８】
液体金属イオン源１０１４と、約１ｋｅＶから６０ｋｅＶのイオン・ビーム１０１８を形成しそれを試料に向かって導くイオン・ビーム集束カラム１０１６内の適当な電極とに高電圧電源１０３４が接続されている。パターン発生器１０３８によって提供される所定のパターンに従って動作する偏向コントローラおよび増幅器１０３６が偏向板１０２０に結合されており、それによって、対応するパターンを基板１０２２の上面に描くようにイオン・ビーム１０１８を手動または自動で制御することができる。いくつかのシステムでは、当技術分野ではよく知られているように、偏向板が、最後のレンズの前に置かれる。イオン・ビーム集束カラム１０１６内のビーム・ブランキング電極（図示せず）は、ブランキング・コントローラ（図示せず）がブランキング電極にブランキング電圧を印加したときに、イオン・ビーム１０１８を、基板１０２２ではなくブランキング絞り（図示せず）に衝突させる。
【００７９】
液体金属イオン源１０１４は通常、ガリウムの金属イオン・ビームを提供する。イオン・ミリング、強化されたエッチングもしくは材料付着によって基板１０２２を改変するため、または基板１０２２を画像化するために、源を通常、基板１０２２の位置における幅が１／１０マイクロメートル未満のビームに集束させることができる。
【００８０】
２次イオンまたは２次電子の放出を検出する目的に使用されるエバーハート・ソーンリー検出器、マルチチャンネル・プレートなどの荷電粒子検出器１０４０が、ビデオ回路１０４２に接続されており、ビデオ回路１０４２は、ビデオ・モニタ１０４４に駆動信号を供給し、ビデオ・モニタ１０４４はシステム・コントローラ１０１９から偏向信号を受け取る。下室１０２６内における荷電粒子検出器１０４０の場所は実施形態によって変更することができる。例えば、荷電粒子検出器１０４０はイオン・ビームと同軸とすることができ、イオン・ビームが通り抜けることを可能にする穴を含むことができる。他の実施形態では、最終レンズを通過させ、次いで集めるために軸から逸らした２次粒子を集めることができる。
【００８１】
米テキサス州ＤａｌｌａｓのＯｍｎｉｐｒｏｂｅ，Ｉｎｃ．のＡｕｔｏＰｒｏｂｅ  １０００（商標）、ドイツＲｅｕｔｌｉｎｇｅｎのＫｌｅｉｎｄｉｅｋ  ＮａｎｏｔｅｃｈｎｉｋのＭｏｄｅｌ  ＭＭ３Ａなどのマイクロマニピュレータ１０４７は、真空室内の物体を正確に移動させることができる。真空室内に置かれた部分１０４９のＸ、Ｙ、Ｚおよびθ制御を提供するため、マイクロマニピュレータ１０４７は、真空室の外側に配置された精密電動機１０４８を備えることができる。小さな物体を操作するため、マイクロマニピュレータ１０４７に、別のエンド・エフェクタを取り付けることができる。本明細書に記載された実施形態では、このエンド・エフェクタが細いプローブ１０５０である。
【００８２】
ガス送達システム１０４６は、下室１０２６内へ延びてガス蒸気を導入し、そのガス蒸気を基板１０２２に向かって導く。本発明の譲受人に譲渡されたＣａｓｅｌｌａ他の「Ｇａｓ  Ｄｅｌｉｖｅｒｙ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｂｅａｍ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」という名称の米国特許第５，８５１，４１３号明細書は適当なガス送達システム１０４６を記載している。別のガス送達システムが、やはり本発明の譲受人に譲渡されたＲａｓｍｕｓｓｅｎの「Ｇａｓ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ」という名称の米国特許第５，４３５，８５０号明細書に記載されている。例えば、エッチングを強化するためにヨウ素を送達することができ、または金属を付着させるために金属有機化合物を送達することができる。
【００８３】
システム・コントローラ１０１９は、デュアル・ビーム・システム１０１０のさまざまな部分の動作を制御する。従来のユーザ・インタフェース（図示せず）にコマンドを入力することにより、ユーザは、システム・コントローラ１０１９を介して、イオン・ビーム１０１８または電子ビーム１０４３で所望の通りに走査することができる。あるいは、記憶装置１０２１に記憶されたプログラムされた命令に従って、システム・コントローラ１０１９が、デュアル・ビーム・システム１０１０を制御することもできる。いくつかの実施形態では、デュアル・ビーム・システム１１０が、関心の領域を自動的に識別する、米マサチューセッツ州ＮａｔｉｃｋのＣｏｇｎｅｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているソフトウェアなどの画像認識ソフトウェアを含み、このシステムは、本発明に従って試料を手動でまたは自動的に抜き取ることができる。例えば、このシステムは、多数のデバイスを含む半導体ウェーハ上の同様の特徴部分の位置を自動的に突き止め、異なる（または同じ）デバイス上のそれらの特徴部分の試料を取ることができる。
【００８４】
さまざまな実施形態で、ビーム・システムを用いて方法３００を実施することが望ましいことがある。そのようないくつかの実施形態では、このビーム・システムが、試料から材料を除去するエッチング・ビームを放出することによって試料の表面を露出させるように構成されたエッチング・ビーム・カラムと、照会ビームを放出することによって露出させた表面を画像化するように構成された照会ビーム・カラムとを備えるデュアル荷電粒子ビーム・システムである。
【００８５】
次に図１１を参照すると、スライス・アンド・ビュー・デュアル荷電粒子ビーム・システム１１０２の一実施形態のブロック図が示されている。システム１１０２は、制御サブシステム１１０４、エッチング・ビーム・サブシステム１１３０、照会ビーム・サブシステム１１４０、およびステージ１１５０を備え、これらのサブシステムおよびステージは、協働して、例えば試料１１６０などの試料のスライス・アンド・ビュー処理を実施するように構成されている。試料１１６０は試料塊１１６１を含み、試料塊１１６１は、観察する特徴部分１１７０の全体または一部を含み、特徴部分１１７０は、試料塊１１６１のスライス１１６８を除去し、スライス１１６８を除去することにより露出させた表面１１６２を画像化することによって観察される。これらのスライスは、それぞれのスライス１１６８が、試料１１６０の表面に形成されたトレンチ１１８０の垂直壁１１６４（すなわち、ステージ１１５０と接触した試料１１６０の基底平面に対して垂直な壁）であるような態様で切削することができる。試料１１６０のスライス・アンド・ビュー処理をシステム１１０２を使用して実施することによって、特徴部分１１７０の３Ｄ表現（例えば３Ｄ画像）を形成することができる。
【００８６】
エッチング・ビーム・サブシステム１１３０はエッチング・ビーム・カラム１１３１を備え、エッチング・ビーム・カラム１１３１は、放出エッチング・ビーム１１３９を放出し、エッチング・ビーム１１３９を放出することによりスライス１１６８を除去するように構成されている。一実施形態では、エッチング・ビーム・カラム１１３１が、集束イオン・ビーム１１３４を放出するように構成されたＦＩＢカラム１１３２である。他の実施形態では、エッチング・ビーム・カラム１１３１が、レーザ・ビーム１１３８を含むレーザ１１３６である。別の実施形態は、多くのエッチング・ビーム・カラム、および／または多くのタイプのエッチング・ビーム・カラムを備える。エッチング・ビーム・サブシステムは、コンピュータ可読記憶媒体１１０６上に記憶された材料除去命令１１０９に従って材料の除去を実施するように構成されている。
【００８７】
照会ビーム・サブシステム１１４０は照会ビーム・カラム１１４１を備え、照会ビーム・カラム１１４１は、照会ビーム１１４３を放出して、エッチング・ビーム・サブシステム１１３０が露出させた試料１１６０の表面１１６２の画像を捕捉するように構成されている。一実施形態では、照会ビーム・カラム１１４１がＳＥＭ１１４２であり、照会ビーム１１４３が電子ビーム１１４４である。他の実施形態では、照会ビーム・カラム１１４１がＦＩＢ装置であり、照会ビーム１１４３が集束イオン・ビームである。システム１１０２の実施形態は、単一の照会ビーム・カラムだけ、単一のタイプの照会ビーム・カラムだけ、または単一のタイプの照会ビームだけに限定されない。さまざまな実施形態で、照会ビーム１１４１は、上で説明したように異なる視点から表面の画像を捕捉することができるような態様で、異なる入射角から表面１１６２に照会するように構成される。
【００８８】
さまざまな実施形態で、エッチング・ビーム・サブシステム１１３０と照会ビーム・サブシステム１１４０の両方で単一のビーム・カラムが使用される。すなわち、本開示のいくつかの実施形態は、試料１１６０からスライス１１６８を除去し、表面１１６２を装飾し、および／またはトレンチ１１８０を形成するエッチング・ビーム１１３１と、エッチング・ビーム１１３１が露出させた表面１１６２を画像化する照会ビーム１１４１とを放出するように構成されたビーム・カラムを備える。いくつかの実施形態では、スライス・アンド・ビュー・ビーム・システムが、試料から材料を除去すること、および試料から材料を除去することにより露出させた表面を画像化することができる単一の荷電粒子ビーム・カラムを備える。そのような１つの実施形態では、この単一の荷電粒子ビーム・カラムが、エッチング・ビームと照会ビームの両方を放出するように構成されたＦＩＢ装置である。他の実施形態では、このスライス・アンド・ビュー・ビーム・システムが、エッチング・ビーム・カラム１１３１と別個の照会ビーム・カラム１１４０とを備えるデュアル荷電粒子ビーム・システム１１０２を構成し、エッチング・ビーム・カラム１１３１が、エッチング・ビーム１１３９と照会ビーム１１４３の両方を放出することができる。このような実施形態では、デュアル荷電粒子ビーム・システム１１０２が、以下の３つモードのうちの少なくとも２つのモードで動作するように構成される。第１のモードでは、エッチング・ビーム・カラム１１３１が、エッチング作業（例えばスライスの除去、表面の装飾、トレンチの形成）および照会作業（例えば第１の画像および第２の画像の捕捉）を実施し、照会ビーム・カラム１１４１が、エッチング作業も、または照会作業も実施しない。第２のモードでは、エッチング・ビーム・カラム１１３１が、エッチング作業および照会作業を実施し、照会ビーム・カラム１１４１が、照会作業は実施するが、エッチング作業は実施しない。第３のモードでは、エッチング・ビーム・カラム１１３１が、エッチング作業は実施するが、照会作業は実施せず、照会ビーム・カラム１１４１が、照会作業は実施するが、エッチング作業は実施しない。そのような１つのデュアル荷電粒子ビーム・システム１１０２では、エッチング・ビーム・カラム１１３１がＦＩＢ装置であり、照会ビーム・カラム１１４１がＳＥＭである。このＦＩＢ装置を使用して画像を形成することもでき、そのため、このＦＩＢ装置は、エッチング・ビームと照会ビームの両方として機能することができる。電子ビームは、画像を形成するだけでなく、エッチング前駆体ガスの存在下でエッチングを実行することもできる。
【００８９】
ステージ１１５０は、スライス・アンド・ビュー処理の間、試料１１５０を支持する。さまざまな実施形態で、ステージ１１５０は回転可能であり、照会ビーム１１４３によって試料１１６２の表面１１６３を異なる入射角から画像化することを可能にする方向と角度に回転するように構成される。上で説明したステージ１０２５は、システム１１０２内で使用するのに適したステージの一例である。
【００９０】
制御サブシステム１１０４は、コンピュータ可読記憶媒体１１０６、表示装置１１１８、ヒューマン・インタフェース１１２０、および１つまたは複数のプロセッサ１１２３を備える。コンピュータ可読記憶媒体１１０４は、プロセッサがアクセスできる情報を記憶しており、この情報は、実行可能命令１１０８と、照会ビーム・システム１１４０が捕捉した２Ｄ画像、例えばＳＥＭカラム５３０が捕捉したＳＥＭ画像１１１６と、試料１１６０のスライス・アンド・ビュー処理によって得られた情報（例えば露出させた試料表面のＳＥＭ画像、露出させた表面の点の３Ｄ座標）によって生成された特徴部分４１２の３Ｄ表現１１１７とを含む。コンピュータ可読記憶媒体１１０４は、１つまたは複数のプロセッサ１１２３が、実行可能命令１１０８を読み出して実行し、サブシステム１１３０および１１４０、ヒューマン・インタフェース１１２０ならびにステージ１１５０のうちの少なくとも１つから取得したデータを実行可能命令１１０８に従って処理し、サブシステム１１３０および１１４０、ヒューマン・インタフェース１１２０ならびにステージ１１５０のうちの少なくとも１つから取得したデータのコンピュータ可読記憶媒体１１０６への書込みを指示することができるような態様で、１つまたは複数のプロセッサ１１２３に結合されている。コンピュータ可読記憶媒体は、情報を、ある時間の間、コンピュータが読み出すことができるフォーマットで記憶することができる、ハード・ドライブなどのデバイスとすることができる。適当なコンピュータ可読記憶媒体の例は、限定はされないが、ＰＡＴＡ、ＳＡＴＡ、ＳＣＳＩおよびＳＳＤハード・ドライブなどである。
【００９１】
表示装置１１１８は、サブシステム１１０４、１１３０、１１５０およびステージ１１５０のうちの１つまたは複数からの情報を表示するように構成することができる。表示装置１１１８は、電子的に生成された画像を映し出し、それらの画像は例えば、試料１１６０のスライス・アンド・ビュー処理によって生成された３Ｄ表現１１１７、表面１１６２に対して捕捉されたＳＥＭ画像１１１６、表面１１６２の形状に当てはめられた曲線の３Ｄ表現、またはこれらの任意の組合せを含むことができる。適当な表示装置の例は、限定はされないが、ＬＣＤディスプレイ、プラズマ・ディスプレイ、陰極線管ディスプレイおよびウォール・プロジェクタなどである。
【００９２】
ヒューマン・インタフェース１１２０は、サブシステム１１０４、１１３０、１１４０および１１５０に対しての人との対話を可能にするように構成されたデバイス１１２１を備える。サブシステム１１０４、１１３０、１１４０および１１５０に対しての人との対話は例えば、試料のスライス・アンド・ビュー処理を制御するため、および／または試料のスライス・アンド・ビュー処理によって生み出された実験データを操作するための命令および／またはデータ１１２２を人間の操作者が入力することを含むことができる。ヒューマン・インタフェース１１２０に適したデバイスの例は、限定はされないが、キーボード、コンピュータ・マウス、タブレット・コンピュータなどのタッチ・インタフェース、またはこれらの任意の組合せなどである。ヒューマン・インタフェース１１２０はさらに、人間の操作者とシステム１１０２との対話を管理する実行可能命令を含む。
【００９３】
１つまたは複数のプロセッサ１１２３は、コンピュータ可読記憶媒体１１０６上に記憶された実行可能命令１１０８を実施し、それによってサブシステム１１３１および１１４０を制御する。１つまたは複数のプロセッサ１１２３はさらに、人間の操作者および／または観察者に見せるために、情報を読み出し、その情報を表示装置１１１８に送る。例えば、さまざまな実施形態で、１つまたは複数のプロセッサ１１２３は、コンピュータ可読記憶媒体１１０６上に記憶された３Ｄ表現１１１７および／またはＳＥＭ画像１１１６にアクセスする。そのような実施形態では、１つまたは複数のプロセッサ１１２３がさらに、３Ｄ表現１１１７および／またはＳＥＭ画像１１１１６を表示するよう表示装置１１１８に指示する。１つまたは複数のプロセッサ１１２３はさらに、実行可能命令１１０８に従って命令および／またはデータ１１２２を処理し、また、サブシステム１１３０および１１４０、ヒューマン・インタフェース１１２０ならびにステージ１１５０から取得したデータのコンピュータ可読記憶媒体１１０６上への記憶を指示する。
【００９４】
システム１１０２は、上で説明した方法３００などの本開示のスライス・アンド・ビュー処理の実施形態を、システム１１０２のコンピュータ可読記憶媒体１１０６上に記憶された実行可能命令１１０８に従って実施することができる。実行可能命令１１０８は、材料除去命令１１０９、マシン・ビジョン・ソフトウェア１１１０、画像捕捉命令１１１２、向き変更命令１１１３、形状特性づけ命令１１１４、および３Ｄ画像化ソフトウェア１１１５を含む。
【００９５】
材料除去命令１１０９は、スライス１１６８を除去して表面１１６２を露出させるための命令を含む。材料除去命令１１０９は、実行されると、１つまたは複数のプロセッサ１１２３に、試料塊１１６１の厚さにわたってスライス１１６８を順番に除去するようエッチング・ビーム１１３９に指示させる。それぞれのスライス１１６９の除去は、表面１１６２のうちの１つの表面１１６３を露出させる。
【００９６】
さまざまな実施形態で、材料除去命令１１０９は追加の命令を含み、それらの追加の命令は、実行されると、１つまたは複数のプロセッサ１１２３に、別の１つまたは複数の材料除去作業を実施するようエッチング・ビーム１１３９に指示をさせる。この別の材料除去作業は、限定はされないが、照会ビーム１１４４が、試料１１６０の他の部分によって遮られることなしに、露出させた表面１１６３に照会することができるような態様で、傾斜トレンチ１１９０をミリングすること、エッチング・ビーム１１３９の正確な位置決めを容易にするために試料１１６０の近くに基準マークをミリングすること、照会ビーム１１４４が、試料１１６０の他の部分によって遮られることなしに、ステージ回転および／またはビーム位置変更の程度をより大きくして、表面１１６２の第２の画像を捕捉する（例えば上記の方法３００のステップ３３５および３４０）ことができるような態様で、側面トレンチ１１２０をミリングすること、機械識別可能な形状を表面１１６２にミリングすること（例えば上記の方法３００のステップ３３５および３４０）、ならびにこれらの任意の組合せを含む。
【００９７】
表面１１６３を露出させるごとに、１つまたは複数のプロセッサ１１２３は、１つまたは複数の画像捕捉命令１１１０を実施するようシステム１１０２の構成要素に指示する。画像捕捉命令１１１０は、実行されたときに、１つまたは複数のプロセッサ１１２３に、照会ビーム・カラム１１４１の縦軸と露出させた表面１１６３との間の第１の入射角を実質的に維持している間に露出させた表面１１６３に照会するように照会ビーム１１４３を導き、それによって、露出させた表面１１６３の第１の画像を捕捉させる。画像捕捉命令１１１０は、実行されたときに、１つまたは複数のプロセッサ１１２３に、照会ビーム・カラム１１４１の縦軸と露出させた表面１１６３との間の第２の入射角を実質的に維持している間に露出させた表面１１６３に照会するように照会ビーム１１４３を導き、それによって、露出させた表面１１６３の第２の画像を捕捉させる。照会ビーム１１４２によって記録された画像情報は、１つまたは複数のプロセッサ１１２３によって、マシン・ビジョン・ソフトウェア１１１２を使用して処理され、１つまたは複数のプロセッサ１１２３は、捕捉された画像を、機械可読記憶媒体１１０６に記憶するよう指示することができる。システム１１０２の実施形態に適したマシン・ビジョン・ソフトウェアの例を含む追加の情報を、後により詳細に説明する。
【００９８】
第１の入射角から第２の入射角への変更は、向き変更命令１１１３を実行することによって実施される。向き変更命令１１１３は、露出させた表面１１６３の第１の画像が照会ビーム１１４３によって捕捉された後に、露出させた表面１１６３に入射する照会ビーム１１４３の入射角を変更する命令を含む。それに加えてまたはその代わりに、向き変更命令１１１３は、第１の入射角で露出させた表面１１６３に照会している間の照会ビーム・カラムの縦軸から照会ビーム・カラム１１４１を遠ざける平行移動を指示することによって、露出させた表面１１６３に入射する照会ビーム１１４３の入射角を変更する命令を含む。向き変更の程度は、露出させた表面１１６３の第２の画像上で測定された点の対１１６５間の距離の値が、露出させた表面１１６３の第１の画像上の同じ点の対１１６５間で測定された距離の値とは異なるような程度であるべきである。実行可能命令１１０８は、実行されたときに、１つまたは複数のプロセッサ１１２３に、向き変更命令向き変更１１１３が実施された後、スライス１１６８を除去する前に、第２の画像を捕捉する画像捕捉命令１１１０を実施させる。
【００９９】
形状特徴づけ命令１１１４は、実行されたときに、１つまたは複数のプロセッサ１１２３に、表面１１６２の形状に当てはめられた曲線１１１１を生成させる命令を含む。形状特徴づけ命令１１１４は、第１の画像上における点の対１１６５の第１の位置、および第２の画像上における点の対１１６５の第２の位置を記録する命令を含み、点の対１１６５はそれぞれ、基準点１１６７と、露出させた表面１１６３の点１１６６とを含む。
【０１００】
それぞれの点の対１１６５について、基準点１１６７は、露出させた表面１１６３の点１１６６に対して固定された位置を指す。点の対１１６５の基準点１１６７は、同じ基準点とすることができ（例えば、図８Ａ〜８Ｂおよび９Ｂ〜９Ｃの点Ｂ１〜Ｂ６は全て、共通の基準点Ａを基準とし）、または点の対１１６５ごとに異なる基準点を使用することができ、または点の対１１６５のうちの一部の対が共通の基準点を共用し、他の点の対１１６５が独自の基準点を有することができる。基準点１１６７の位置は、画像化している露出させた表面１１６３の第１の画像上と第２の画像上の両方で見ることができる試料上の任意の場所または試料の上方の任意の場所とすることができる。さまざまな実施形態で、基準点１１６７と点の対１１６５の両方が露出させた表面１１６３上に位置する。そのような１つの実施形態では、点の対１１６５ごとに、露出させた表面１１６３の角の近傍または角に重なっている、露出させた表面１１６３上のある位置において、基準点１１６７が選択される。
【０１０１】
点の対１１６５の数量、およびそれぞれの点の対１１６５の基準点１１６７と点１１６６のうちの少なくとも一方の点の位置は、１つまたは複数のプロセッサ１１２３によって実行された形状特徴づけ命令１１１４に従って、または人間の操作者によるヒューマン・インタフェース１１２０を介した入力に従って、またはこれらの組合せに従って、ランダムにまたは他の別な方法で生成することができる。点の対１１６５の数量、およびそれぞれの点の対１１６５の基準点１１６７と点１１６６のうちの少なくとも一方の点の位置は、当てはめられたより正確な曲線１１１１の生成を容易にするように、または試料処理のスピードと生成される当てはめられた曲線１１１１の精度との間の所望のバランスを満たすように、またはこれらの任意の組合せによって、選択することができる。
【０１０２】
さまざまな実施形態で、システム１１０２は、マシン・ビジョン・ソフトウェア１１１２を利用して、基準点１１６７および点１１６６の位置を突き止める。マシン・ビジョン・ソフトウェア１１１２は、照会ビーム１１４３によって画像情報が得られたときにその画像情報を直ちに処理することによって、基準点１１６７および点１１６６の位置を直ちに決定することができ、または、最後の表面１１６２を画像化した後など、より後の時点で処理を実施することもできる。
【０１０３】
さまざまな実施形態で、露出させた表面１１６３の点の対１１６５の点に対応する位置に機械識別可能な形状をミリングすることにより、形状特徴づけ命令１１１４の実行を容易にすることができる。このような実施形態では、材料除去命令１１０９が、１つまたは複数の表面１１６２の、点の対１１６５の基準点１１６７に対応する位置、または点１１６６に対応する位置、または基準点１１６７に対応する位置と点１１６６に対応する位置の両方に、機械識別可能な形状をミリングする命令を含む。表面１１６２に機械識別可能な形状が存在すると、露出させた表面１１６３の基準点１１６７および点１１６６の位置を第１の画像から第２の画像へ追跡する（すなわち両方の画像上で露出させた表面の同じ位置を見つける）マシン・ビジョン・ソフトウェア１１１２の能力が向上する。機械識別可能な形状は、マシン・ビジョン・ソフトウェア１１１２のパターン認識アルゴリズムによって識別可能な実質的に２次元の１つまたは複数の形状を含むことができる。適当な機械識別可能な形状の例は、限定はされないが、円、正方形、三角形、長方形などの基本的な幾何学的形状、ならびに図６Ａ〜６Ｂ、８Ａ〜８Ｂおよび９Ｂ〜９Ｃに示された記号などの単純な記号などを含む。さまざまな実施形態で、材料除去命令１１０９は、異なる形状の機械識別可能な形状を表面１１６２に提供する命令を含む。露出させた表面１１６３の点に対して使用する機械識別可能な形状を変化させると、露出させた表面１１６３の第１の画像に示された点を、露出させた表面１１６３の第２の画像上で、同じ形状または類似の形状の機械識別可能な形状を有する異なる点と取り違える可能性が低下し、またはそのような可能性が排除される。露出させた表面１１６３の点を誤認する誤認の可能性は、使用する機械識別可能な形状の多様性が増大するにつれて低下する。一実施形態では、露出させた表面１１６３の点を識別する目的に使用する機械識別可能な形状が、少なくとも２つの形状を含む。他の実施形態では、露出させた表面１１６３のそれぞれの点１１６６に印を付けるために、異なる機械識別可能な形状が使用される。
【０１０４】
形状特徴づけ命令１１１４は、それぞれの点１１６６の高さを下式（２）を使用して決定する命令を含む。
【０１０５】
【数１０】
0006506780.tif 000011
【０１０６】
上式で、Ｚは、点１１６６の高さ、Ａは、第１の画像上における基準点１１６７の位置、Ａ’は、第２の画像上における基準点１１６７の位置、Ｂは、第１の画像上における露出させた表面１１６３の点１１６６の位置、Ｂ’は、第２の画像上における露出させた表面１１６３の点１１６６の位置、
【０１０７】
【数１１】
0006506780.tif 000012
【０１０８】
は、Ａ’とＢ’の間の距離、
【０１０９】
【数１２】
0006506780.tif 000013
【０１１０】
は、ＡとＢの間の距離、θは、第１の入射角と第２の入射角の差である。
【０１１１】
形状特徴づけ命令１１１４はさらに、それぞれの点１１６６の３Ｄ座標を生成する命令を含む。一実施形態では、それぞれの点１１６６の座標が、任意の原点から測定した、画像化平面における点１１６６のｘ座標およびｙ座標（図１参照）、ならびに式（１）によって決定された点１１６６の高さを含む。形状特徴づけ命令１１１４はさらに、これらの３Ｄ座標に３Ｄ曲線を当てはめる実行可能なアルゴリズムを含む。これらの３Ｄ座標に３Ｄ曲線を当てはめるのに適したアルゴリズムの例は、限定はされないが、最小２乗回帰およびフーリエ変換分析などである。
【０１１２】
システム１１０２は、３Ｄ画像化ソフトウェア１１１５を利用して、システム１１０２によって処理された特徴部分１１７０の３Ｄ表現を生成する。システム１１０２の実行可能命令１１０８は、システム１１０２を使用して特徴部分１１７０を実行可能命令１１０８に従ってスライス・アンド・ビュー処理した後に特徴部分１１７０の３Ｄ表現を生成する命令を含むことができる。３Ｄ画像化ソフトウェア１１１５は、実行されたときに、当てはめられた３Ｄ曲線１１１１を使用して、３Ｄ表現１１１７の分解能および／または画像品質に対するカーテニングの影響を排除しまたは低減させる実行可能命令を含むことができる。一実施形態では、１つまたは複数のプロセッサ１１２３によって実行されたときに、スライス・アンド・ビュー処理に従って処理された特徴部分１１７０の３Ｄ表現を、表面１１６３の画像を使用し、表面１１６３が平らであると仮定して生成する３Ｄ画像化ソフトウェア１１１５を、システム１１０２が備える。システム１１０２はさらに、補足的な実行可能命令を含み、この補足的な実行可能命令は、１つまたは複数のプロセッサ１１２３によって実行されたときに、当てはめられた曲線１１１１に一致するように表面１１６３の画像を曲げ、次いで、（表面１１６３の平らな画像の代わりに）表面１１６３の曲げられた画像を使用して、特徴部分１１７０の３Ｄ表現を生成することにより、３Ｄ画像化ソフトウェア１１１５の実行を修正する。
【０１１３】
さまざまな実施形態で、システム１１０２は、方法３００の諸ステップを実施するように構成される。いくつかの実施形態では、システム１１０２が、実行可能命令１１０９、１１１０、１１１２、１１１３、１１１４および１１１５の実行を（例えば実行可能な一組の調整命令によって）調整するように構成されている。そのような１つの実施形態では、スライス１１６８を除去することによって露出させたそれぞれの表面１１６３に対して向き変更命令１１１３を実施する前および後に画像捕捉命令１１１０を実施するように、システム１１０２が構成されている。上述の実施形態では、システム１１０２がさらに、１つまたは複数の表面１１６２に対して生成された一組の３Ｄ座標に対して、形状特徴づけ命令１１１４を実行するように構成されている。機械識別可能な形状を利用する実施形態では、システム１１０２が、露出させたそれぞれの表面１１６３を露出させた後、同じ露出させた表面１１６３に対して画像捕捉命令１１１０を最初に実行する前に、表面１１６２を装飾する材料除去命令を実行するように構成されている。自動的に、または半自動で、または人間の操作者がヒューマン・インタフェース１１２０に命令を手動で入力することによって、またはこれらの任意の組合せによって、実行可能命令１１０８を実施するように、システム１１０２を構成することができる。１つまたは複数のパラメータ（例えば、所望の分解能、処理を完了するのに使用可能な時間、試料特性など）が与えられた場合に、スライス・アンド・ビュー処理する適切な表面の数を決定するように、システム１１０２を構成することもできる。この１つまたは複数のパラメータは、コンピュータ可読記憶媒体１１０６に記憶しておくことができ、またはヒューマン・インタフェース１１２０を介して人間の操作者が入力することができ、またはこれらの組合せによって提供することができる。与えられた一組のパラメータに対して適切であるとシステム１１０２が判定した回数だけ、試料１１６０を繰り返しスライス・アンド・ビュー処理するように、システム１１０２を構成することもできる。スライス・アンド・ビュー処理のそれぞれの繰返しは、実行可能命令１１０９、１１１０、１１１２、１１１３、１１１４および１１１５の実行によって実施される。図１１において実行可能命令１１０９〜１１１５が別個のブロックとして示されているのは、本開示のさまざまな実施形態の理解を容易にするためであり、システム１１０２の機能の限定を暗示するものではないことを理解すべきである。
【０１１４】
試料処理環境１１００内でシステム１１０２を利用することができる。試料処理環境１１００の例は、限定はされないが、生物試料の分析、機械構成部品の故障解析、材料製造における品質管理、およびシリコン・ウェーハ、他の半導体構成部品などの電子構成部品の欠陥試験を実施する実験室およびその他の実験施設などである。
【０１１５】
本発明の実施形態を示し説明したが、当業者は、本発明の趣旨および教示から逸脱することなく本発明に変更を加えることができる。本明細書に記載された実施形態は単なる例であり、限定を意図したものではない。本明細書に開示された発明の多くの変形および変更が可能であり、本明細書に開示された実施形態の特徴の結合、統合および／または省略の結果である代替実施形態も本発明の範囲に含まれる。数値範囲または限界が明示されている場合、明示されたそのような範囲または限界は、その明示された範囲または限界内に含まれる同様の大きさの反復範囲または限界を含むものと理解すべきである（例えば、「約１から約１０まで」は２、３、４などを含み、「０．１０よりも大きい」は、０．１１、０．１２、０．１３などを含む）。例えば、下限がＲｌ、上限がＲｕである数値範囲が開示されているときには、この範囲に含まれる全ての数値が明確に開示されている。具体的には、この範囲内の次式の数値は明確に開示されている：Ｒ＝Ｒｌ＋ｋ×（Ｒｕ−Ｒｌ）。この式で、ｋは、１パーセントから１００パーセントまでの１パーセント刻みの変数である。すなわち、ｋは、１パーセント、２パーセント、３パーセント、４パーセント、５パーセント、５０パーセント、５１パーセント、５２パーセント、９５パーセント、９６パーセント、９７パーセント、９８パーセント、９９パーセントまたは１００パーセントである。さらに、上で定義した２つのＲ数値によって定義された数値範囲も明確に開示されている。特許請求項の任意の要素に対する用語「任意選択で」の使用は、その主題要素が不可欠であること、あるいはその主題要素が不可欠ではないことを意味することが意図されている。これらの選択肢はともに、その特許請求項の範囲に含まれることが意図されている。「備える」、「含む」、「有する」などのより幅広い用語の使用は、「〜からなる」、「本質的に〜からなる」、「実質的に〜からなる」などのより幅の狭い用語の支持を提供すると理解すべきである。
【０１１６】
本発明および本発明の利点を詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲によって定義された本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載された実施形態に、さまざまな変更、置換および改変を加えることができることを理解すべきである。さらに、本出願の範囲が、本明細書に記載されたプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法およびステップの特定の実施形態に限定されることは意図されていない。当業者なら本発明の開示から容易に理解するように、本明細書に記載された対応する実施形態と実質的に同じ機能を実行し、または実質的に同じ結果を達成する既存のまたは今後開発されるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法またはステップを、本発明に従って利用することができる。したがって、添付の特許請求の範囲は、その範囲内に、このようなプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法またはステップを含むことが意図されている。
【０１１７】
したがって、保護の範囲は、以上の説明によっては限定されず、以下の特許請求の範囲によってのみ限定される。保護の範囲は、特許請求項の主題の全ての等価物を含む。いずれの特許請求項も、本発明の一実施形態として本明細書に組み込まれている。したがって、特許請求項は追加の説明であり、本発明の実施形態への追加である。「発明を実施するための形態」の項での参照文献の議論は、特にそれが本出願の優先日後の公告日を有する参照文献である場合、その文献が、本発明の先行技術であることを認めるものではない。
【図１】
0006506780.tif 000020
【図２Ａ】
0006506780.tif 000021
【図２Ｂ】
0006506780.tif 000022
【図３】
0006506780.tif 000023
【図４Ａ】
0006506780.tif 000024
【図４Ｂ】
0006506780.tif 000025
【図５】
0006506780.tif 000026
【図６Ａ】
0006506780.tif 000027
【図６Ｂ】
0006506780.tif 000028
【図７Ａ】
0006506780.tif 000029
【図７Ｂ】
0006506780.tif 000030
【図７Ｃ】
0006506780.tif 000031
【図８Ａ】
0006506780.tif 000032
【図８Ｂ】
0006506780.tif 000033
【図９Ａ】
0006506780.tif 000034
【図９Ｂ】
0006506780.tif 000035
【図９Ｃ】
0006506780.tif 000036
【図１０】
0006506780.tif 000037
【図１１】
0006506780.tif 000038