特許 6372948 試料の自動配向

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6372948

(24)【登録日】2018年7月27日

(45)【発行日】2018年8月15日

(54)【発明の名称】試料の自動配向

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/04 20180101AFI20180806BHJP

   H01J 37/21 20060101ALI20180806BHJP

【ＦＩ】

   G01N23/04

   H01J37/21 B

【請求項の数】14

【外国語出願】

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-228871(P2013-228871)

(22)【出願日】2013年11月4日

(65)【公開番号】特開2014-98695(P2014-98695A)

(43)【公開日】2014年5月29日

【審査請求日】2016年10月27日

(31)【優先権主張番号】13/677,940

(32)【優先日】2012年11月15日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】501419107

【氏名又は名称】エフ・イ−・アイ・カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100103171

【弁理士】

【氏名又は名称】雨貝 正彦

(72)【発明者】

【氏名】ジェイソン・アルジャヴァック

【審査官】 佐藤 仁美

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−３０４７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０５１９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０１８９３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１５９２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０４３２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２７０１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表昭６１−５０２４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２６４３０９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２３／００−２３／２２７、

Ｈ０１Ｊ ２７／２６、３７／００−３７／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷電粒子ビーム・システム内の試料を位置合わせする方法であって、
荷電粒子ビームを有する真空室内に試料を装填するステップと、
前記試料を荷電粒子ビームの下に置くステップと、
前記試料の表面の少なくとも２つの異なるスポットに前記荷電粒子ビームを導くステップと、
前記少なくとも２つの異なるスポットに焦点を合わせるステップと、
前記試料に対して実質的にユーセントリックな定点からそれぞれのスポットまでの距離を決定するステップと、
前記荷電粒子ビームに対して前記試料が位置合わせされるように、それぞれのスポットからの距離を使用して前記試料を配向するステップと
を含む方法。

【請求項2】

２つの異なるスポットを使用して、試料の配向に使用する線を生成する、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記試料の配向が、前記線上の前記スポットを定点から等距離にすることによって実行される、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記試料の前記配向が、ＸＹ平面内のステージを移動させることによって実行される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

３つの異なるスポットを使用して、試料の配向に使用する２次元平面を生成する、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記焦点を合わせるステップが、自動焦点合わせルーチンを使用して実行される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記焦点を合わせるステップが、手動焦点合わせルーチンを使用して実行される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

荷電粒子ビーム・システム内の試料を位置合わせする方法であって、
荷電粒子ビームを有する真空室内の試料ステージ上に試料を装填するステップと、
前記荷電粒子ビームとＺ軸上で整列するように前記試料を較正するステップと、
配向のための前記試料のある領域を選択するステップと、
配向のための前記試料の前記領域の第１のスポットに向けて前記荷電粒子ビームを導くステップと、
第１の焦点合わせルーチンを実行して第１のＸ、Ｙ、Ｚ点を定めるステップと、
前記荷電粒子ビームをＸＹ平面内で移動させるステップと、
第２の焦点合わせルーチンを実行して第２のＸ、Ｙ、Ｚ点を定めるステップと、
前記第１のＸ、Ｙ、Ｚ点および前記第２のＸ、Ｙ、Ｚ点を使用して、前記試料の向きを決定するステップと、
前記試料ステージの向きを、前記荷電粒子ビームに対して前記試料が位置合わせされるように変化させるステップと
を含む方法。

【請求項9】

前記第１の焦点合わせルーチンおよび前記第２の焦点合わせルーチンが、自動焦点合わせレンズを使用して実行される、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記第１の焦点合わせルーチンおよび前記第２の焦点合わせルーチンが、手動焦点合わせ手順を使用して実行される、請求項８に記載の方法。

【請求項11】

第３の焦点合わせルーチンを実行して第３のＸ、Ｙ、Ｚ点を定めるステップと、
前記第１のＸ、Ｙ、Ｚ点、前記第２のＸ、Ｙ、Ｚ点および前記第３のＸ、Ｙ、Ｚ点を使用して、前記試料の２次元の向きを決定するステップと
をさらに含む、請求項８に記載の方法。

【請求項12】

前記試料の前記２次元の向きを使用して、前記試料を前記荷電粒子ビームに対して実質的に垂直に位置合わせする、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記第１、第２および第３の焦点合わせルーチンが、自動焦点合わせレンズを使用する、請求項１１または１２に記載の方法。

【請求項14】

前記第１、第２および第３の焦点合わせルーチンが、手動焦点合わせルーチンを使用する、請求項１１または１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、透過型電子顕微鏡および走査透過型電子顕微鏡用の試料の調製および分析方法に関する。

【背景技術】

【0002】

集積回路の製造などの半導体製造には、通常、フォトリソグラフィの使用を伴う。回路をその表面に形成しようとする半導体基板、通常はシリコン・ウェーハを、放射で露光すると溶解性が変化する材料、例えばフォトレジストで覆う。放射源と半導体基板との間に配置されたマスク、レチクルなどのリソグラフィ・ツールが、基板のどのエリアを放射で露光するのかを制御する影を投影する。露光後、露光したエリアまたは露光しなかったエリアからフォトレジストを除去して、後続のエッチング・プロセスまたは拡散プロセスの間、ウェーハの部分を保護するパターン形成されたフォトレジスト層をウェーハの表面に残す。

【0003】

このフォトリソグラフィ・プロセスにより、それぞれのウェーハの表面に、しばしば「チップ」と呼ばれる多数の集積回路素子または電気機械素子を形成することが可能になる。次いで、そのウェーハを切断して、単一の集積回路素子または単一の電気機械素子をそれぞれが含む個々のダイを得る。最後に、これらのダイを追加の処理にかけ、パッケージングして、個々の集積回路チップまたは電気機械素子にする。

【0004】

露光および集束は変化するため、この製造プロセス中に、リソグラフィ・プロセスによって現像されるパターンを絶えず監視または測定して、パターンの寸法が許容範囲内にあるかどうかを判定する必要がある。パターン・サイズが小さくなるにつれて、特に、そのリソグラフィ・プロセスが使用可能な分解能の限界に最小特徴部分のサイズが近づくにつれて、しばしばプロセス制御と呼ばれるこのような監視の重要性は相当に増す。素子密度を絶えず高くしていくためには、特徴部分のサイズを絶えず小さくしていく必要がある。特徴部分のサイズには、相互接続ラインの幅および間隔、コンタクト・ホールの間隔および直径、ならびにさまざまな特徴部分のコーナおよびエッジなどの表面形状が含まれる。ウェーハ上の特徴部分は３次元構造物であり、特徴部分の特徴を完全に記述するためには、ラインまたはトレンチの上面における幅などの表面寸法だけでなく、特徴部分の完全な３次元プロファイルを記述しなければならない。製造プロセスを微調整するため、および所望の素子ジオメトリが得られることを保証するために、プロセス・エンジニアは、このような表面特徴部分の限界寸法（ＣＤ）を正確に測定することができなければならない。

【0005】

ＣＤの測定は通常、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）などの機器を使用して実施される。走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）では、一次電子ビームを微小なスポットに集束させ、観察しようとする表面をそのスポットで走査する。表面に一次ビームが衝突すると、その表面から二次電子が放出される。その二次電子を検出し、画像を形成する。このとき、画像のそれぞれの点の輝度は、その表面の対応するスポットにビームが衝突したときに検出された二次電子の数によって決定される。しかしながら、特徴部分が小さくなり続けると、ある時点で、測定する特徴部分が小さすぎて、通常のＳＥＭが提供する分解能によっては分解できなくなる。

【0006】

透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）では、観察者は数ナノメートル程度の極めて小さな特徴部分を見ることができる。材料の表面だけを画像化するＳＥＭとは対照的に、ＴＥＭは、試料の内部構造をも分析することができる。ＴＥＭでは、幅の広いビームが試料に衝突し、試料を透過した電子を集束させて試料の画像を形成する。一次ビーム中の電子の多くが試料を透過し、反対側から出てくることを可能にするため、試料は十分に薄くなければならない。試料の厚さは、通常、１００ｎｍ未満であり、試料は薄片（ｌａｍｅｌｌａｅ）とも呼ばれる。

【0007】

走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）では、一次電子ビームを微小なスポットに集束させ、そのスポットは試料表面にわたって走査される。加工物を透過した電子を、試料の向こう側に置かれた電子検出器によって集める。画像のそれぞれの点の明度は、その表面の対応する点に一次ビームが衝突したときに集められた電子の数に対応する。

【0008】

透過型電子顕微鏡（ＴＥＭまたはＳＴＥＭ）で観察するためには試料が非常に薄くなければならないため、試料の調製は、繊細で時間のかかる作業である。本明細書で使用する用語「ＴＥＭ」はＴＥＭまたはＳＴＥＭを指し、ＴＥＭ用の試料を調製すると言うときには、ＳＴＥＭで観察するための試料を調製することも含まれると理解すべきである。本明細書で使用する用語「Ｓ／ＴＥＭ」もＴＥＭとＳＴＥＭの両方を指す。

【0009】

ＴＥＭ試料を調製するいくつかの技法が知られている。これらの技法には例えば、劈開、化学研磨、機械研磨、もしくはブロード・ビーム低エネルギー・イオン・ミリング（ｂｒｏａｄ ｂｅａｍ ｌｏｗ ｅｎｅｒｇｙ ｉｏｎ ｍｉｌｌｉｎｇ）、または以上のうちの１つまたは複数の組合せが含まれる。これらの技法の不利点は、これらの技法が、特定の部位だけを処理する（ｓｉｔｅ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ）のではなく、しばしば、出発材料を次第に小さな材料片に切断していく必要があり、それによって原試料の多くの部分を破壊することである。

【0010】

計測上、ＳＴＥＭ分析およびＴＥＭ分析を適正に実施するためにはしばしば、結晶の正確な位置合わせが必要となる。同様に、非結晶材料に対しては材料スタックの位置合わせが必要となる。結晶構造の位置合わせまたは非結晶材料に対する材料スタックの位置合わせをするための伝統的なルーチンは、試料を位置決めしまたは傾けるときに複数の焦点合わせルーチンが必要な非常に時間のかかり得るルーチンを伴う。

【0011】

入来ＴＥＭビームまたはＳＴＥＭビーム、すなわち荷電粒子ビームに対してＴＥＭ試料の位置合わせをする反復可能な方法が求められている。試料の結晶配向に依存しない堅牢で単純な試料の位置合わせ方法は、分析プロセスのスループットを増大させうる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

したがって、本発明の目的は、ＴＥＭ分析またはＳＴＥＭ分析において試料を配向する改良された方法を提供することにある。本発明の好ましい実施形態は、関心領域を選択し、関心領域上の２点を選定し、その２点間の想像線を生成し、その想像線を、入射荷電粒子ビームに対して垂直になるように較正する方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の好ましいいくつかの実施形態は、ＴＥＭ分析またはＳＴＥＭ分析において試料を配向する方法を提供する。この方法は、関心領域から選定した３点を使用して想像平面を生成し、この想像平面を使用して試料を較正することができる。

【0014】

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広く概説した。以下では、本発明の追加の特徴および利点を説明する。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を変更しまたは設計する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。

【0015】

次に、本発明および本発明の利点をより完全に理解するため、添付図面に関して解釈される以下の説明を参照する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】２点の選択を含む、本発明の好ましい一実施形態による標準の位置合わせ手順を示す流れ図である。

【図2】試料ステージを変化させることによって試料を荷電粒子ビームに対して適正に位置合わせすることが可能な本発明の好ましい一実施形態による方法を示す略図である。

【図3】位置合わせをする前の本発明の好ましい実施形態による真空室を示す図である。

【図4】位置合わせをした後の本発明の好ましい実施形態による真空室を示す図である。

【図5】３点の選択を含む、本発明の好ましい一実施形態による標準の位置合わせ手順を示す流れ図である。

【図6】試料の適正な位置合わせを実施することができるような平面を形成する本発明の好ましい一実施形態による３点の三角測量（ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎ）を示す図である。

【図7】本発明の好ましい実施形態による試料ステージを示す図であり、さまざまな軸で試料ステージを傾けることが可能な方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の実施形態は、試料の別個の位置に焦点を合わせて荷電粒子ビームに対する試料の向きを決定する方法を使用することによりＴＥＭ試料の位置合わせをする改良された方法を対象とする。向きを決定した後、試料ステージをＸＹＺ軸において変化させて、試料を荷電粒子ビームに対して垂直に適正に位置合わせすることができる。このような方法は、高スループット性能を有する簡単でしっかりとした試料の位置合わせを可能にする。

【0018】

図１は、本発明の一実施形態による方法の流れ図を示す。この方法は、試料の別個の２つの点に焦点を合わせ、焦点合わせシステムを使用して定点からの距離を決定するシステムの能力を利用することにより、２次元での試料の配向を可能にする。この定点は一般に、対物レンズ上のユーセントリック（ｅｕｃｅｎｔｒｉｃ）な点である。この焦点合わせは、伝統的な自動焦点合わせ法または手動焦点合わせ法を使用して実行される。伝統的な自動焦点合わせ法は、ユーザが、定点からの距離を識別するのを可能にする。能動的な自動焦点合わせルーチンは、超音波または赤外光を発射し、その超音波または赤外光の反射の遅延を計算して、定点からの距離を決定することができる。受動的な自動焦点合わせルーチンは、試料からの光の反射をいくつかの対に分割し、それらの対の位相変化を比較する。手動焦点合わせルーチンでも、定点から試料上の別個の点までの距離を決定することができる。ウィザード型（Ｗｉｚａｒｄ Ｓｔｙｌｅ）のルーチンを含むＦＥＩのＴＥＭＬｉｎｋのＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ベースのグラフィカル・ユーザ・インタフェース・ガイドの使用は、ある試料部位からの距離をユーザが適正に決定することを可能にする特定のステップの実施を通してユーザを手引きする。このシステムは、薄片の向きの決定を可能にすることができる。

【0019】

試料の２次元位置合わせは、試料の一方の側がもう一方の側よりも高く、その結果、荷電粒子ビームに対して試料が位置合わせされていないときに使用される。図２に示すように、左側の試料２０１は、荷電粒子ビーム２０２に対して適正に位置合わせされていない。試料２０１の第１の側２０３は第２の側２０４よりも荷電粒子ビーム２０２に近い。焦点合わせルーチンによって、荷電粒子ビーム２０２に対してユーセントリックな定点２０６から第１の側２０３までの距離を決定することができる。別の焦点合わせルーチンによって、定点２０６から第２の側２０４までの距離を決定することができる。第１の側２０３までの距離と第２の側２０４までの距離の差を計算することにより、あるアルゴリズムを使用して、第１の側２０３の点と第２の側２０４の点との間に線を引き、その線を、荷電粒子ビームに対して直角な線と比較して、その線の向きを決定することができる。その線の向きを決定した後、第１の側２０３と第２の側２０４が定点２０６から等距離になるようにするには試料ステージをＹ軸回転２０７においてどれくらい回転させればよいのかを、自動制御システムまたは手動制御システムによって決定することができる。計算目的には、焦点の合ったプローブの点など他の多くの点を定点と考えることができることに留意すべきである。第１の側２０３と第２の側２０４が定点２０６から等距離に置かれたとき、試料は、１次元において、荷電粒子ビーム２０２に対して適正に配向されたとみなされる。

【0020】

図１の最初のステップ１０２は、荷電粒子ビームを含む真空室内にユーザが試料を装填するステップである。システムはＴＥＭまたはＳＴＥＭとすることができる。次のステップ１０４で、荷電粒子ビームと一致したＺ軸上に試料を動かす。ユーセントリックな１つの自動ルーチンでは、１つの画像を撮影し、続いて基準画像を撮影することができる。試料ステージを傾け、第２の基準画像を撮影する。既知の傾斜とともにＸＹ空間内での移動は、ステージを移動させてＺ軸に対して補正するためのベクトルを生成することができる。

【0021】

ユーセントリックな別の自動ルーチンは、試料を連続的に傾けている間の特徴部分の移動を最小にすることによる。手動ルーチンでは、焦点合わせが、ユーセントリックな高さにおいて最適化されるようにセットされ、これは、くっきりとした像を結ぶまでステージを連続的に移動させることを含む。像が移動を停止したときに、試料はユーセントリックな高さにあるとみなされる。

【0022】

本発明の実施形態によれば、位置合わせのために試料２０１のある領域を選定し、ステップ１０６で、その領域の第１のスポットを決定する。焦点合わせルーチンによって、その第１のスポットのＸ、Ｙ点位置を決定する。ステップ１０８で、選定した領域上の第２のスポットのＸ、Ｙ点位置を、荷電粒子ビーム２０２を第２のスポットの位置まで移動させ、焦点合わせルーチンを実行することにより決定する。ステップ１１０で、コントローラ（図示せず）を使用して、これらの２点間に引いた線の向きを決定する。ステップ１１２で、あるアルゴリズムを使用して、これらの２点間の線の向きを、荷電粒子ビーム２０２に対して垂直な想像線と比較する。この計算に従って試料を配向するために、ステップ１１４で、試料ステージをＹ軸で傾ける。試料が荷電粒子ビームに対して適正に位置合わせされた場合（ステップ１１６）、この位置合わせルーチンは終了であり、ステップ１１８で、試料を後続の画像化または分析にかけることができる。試料が適正に位置合わせされていない場合には、ステップ１０６に戻ることによってこの手順をもう一度実行することができる。

【0023】

図３は、荷電粒子ビーム２０２を有する荷電粒子ビーム・カラム３０２を含む真空室３０１を示す。荷電粒子ビーム２０２は、既にＺ軸上に動かされた後の試料２０１に導かれている。試料２０１は、位置合わせのための領域３０３を有する。位置合わせのための表面領域３０３を選択した後、ユーザは、焦点合わせルーチンのためにその領域内のさまざまな点を選択する。試料２０１の位置合わせは、位置合わせのための表面領域３０３の向きによって決定される。通常はレンズ３０５上のユーセントリックな点３０６である定点を使用して、焦点合わせルーチンにかけるそれぞれの点の距離を決定する。位置合わせのための表面領域３０３を荷電粒子ビーム２０２に対して配向することができるように、ＸＹステージ３０４はＹ軸で回転することができる。位置合わせのための表面領域３０３を図１の位置合わせ手順にかけると、位置合わせのための表面領域３０３は、図４に示すように、荷電粒子ビーム２０２に対して直角に位置合わせされる。図４は、ＸＹステージ３０４を回転させて試料を適正に配向した後の位置合わせシステムを示す。

【0024】

上記の実施形態は、一方の側がもう一方の側よりも高いときに試料の適正な向きを決定するのにユーザに十分に役立つが、２次元以上で試料が適正に配向されていないことがしばしばある。例えば、試料ステージ上の試料が、２次元以上で荷電粒子ビームに対して適正に配向されていない関心領域を有することがある。関心領域が、ＸおよびＹ方向において位置合わせされていないことがある。そのような状況において、本発明の他の好ましい実施形態は、関心領域上の３つの点を使用して、それらの３点が共有する平面を計算することにより試料の向きを決定する自動焦点合わせルーチンを実行する。

【0025】

図５は、荷電粒子ビームに対して試料を位置合わせするための３つの点を有する好ましい実施形態の流れ図を示す。試料の２点位置合わせと同様に、この３点位置合わせは、荷電粒子ビームを含む真空室内にユーザが試料を装填するステップ５０２から始まる。次のステップ５０４で、荷電粒子ビームと一致したＺ軸上に試料を動かす。次に、位置合わせのための関心領域３０３を選定する。ステップ５０６で、焦点合わせルーチンのための第１のスポットの位置を決定する。焦点合わせルーチンによって、その点のＸ、ＹおよびＺ方向の正確な位置を決定する。ステップ５０８および５１０で、第２のスポットおよび第３のスポットのＸ、ＹおよびＺ方向の位置を決定する。これらのそれぞれの位置へ荷電粒子ビームを移動させてから、焦点合わせルーチンを実行する。ステップ５１２で、コントローラ（図示せず）を使用して、これらの３点を使用した平面を計算し、ステップ５１４で、３点を使用した平面の向きを荷電粒子ビームの軸と比較する。

【0026】

図６は、点８０２、８０３および８０４を有する入来試料８０１の３次元図を示す。入来試料８０１は、荷電粒子ビーム８０５に対して位置合わせされていない。点８０２、８０３および８０４は全て、荷電粒子ビームのユーセントリックな定点から異なる距離にあることがある。このユーセントリック定点は、ほとんどの場合、荷電粒子ビームのレンズ上のユーセントリック点である。３点８０２、８０３および８０４を使用して決定した平面を、荷電粒子ビームに対して垂直な平面と比較する。平面を定める従来のアルゴリズムは存在する。ユーザは、三角測量のコーナを選択することによって、それらの点の図式（ｇｒａｐｈｉｃａｌ）三角測量を助けることができる。位置合わせ後の試料では、３つの全ての点８０２、８０３および８０４が、荷電粒子ビーム８０５に対して垂直な平面を形成する。

【0027】

図７は、試料ステージ７０１を示す。試料ステージ７０１は、試料上の関心領域を荷電粒子ビームに対して垂直に位置合わせすることができるようなＸＹ平面移動（ＸＹ ｐｌａｎｅ ｓｈｉｆｔｉｎｇ）を可能にするα傾斜回転軸７０２およびβ傾斜回転軸７０３を有する。配向前の試料の像平面ならびにα傾斜回転軸７０２およびβ傾斜回転軸７０３に対する必要な較正が実行される。図５のステップ５１６は、関心領域の向きに従って試料ステージをα傾斜回転軸およびβ傾斜回転軸で変化させる次のステップを示す。試料が荷電粒子ビームに対して適正に位置合わせされた場合（ステップ５１８）、この位置合わせルーチンは終了であり、ステップ５２０で、試料を後続の画像化または分析にかけることができる。３点８０２、８０３および８０４の焦点合わせルーチンによって決定された想像平面の平行移動は、入射荷電粒子ビームに対して関心領域を垂直にする試料の正確な位置合わせを可能にする。試料が適正に位置合わせされていない場合には、ステップ５０６に戻ることによってこの手順をもう一度実行することができる。

【0028】

このルーチンは、結晶配向から独立させることができ、その結果、伝統的な方法よりもはるかに迅速に試料の配向を達成することができる。公知の伝統的なＣＤ−ＳＴＥＭ自動ルーチンは完了に１８０〜３６０秒かかるのに対して、本発明は、４５秒未満で完遂することができるルーチンを利用する。したがって、このルーチンに、結晶構造を考慮する補足的な位置合わせステップを組み込むこともできる。

【0029】

本発明のいくつかの実施形態によれば、荷電粒子ビーム・システム内の試料を位置合わせする方法は、荷電粒子ビームを有する真空室内に試料を装填するステップと、試料を荷電粒子ビームの下に置くステップと、試料の表面の少なくとも２つの異なるスポットに荷電粒子ビームを導くステップと、前記少なくとも２つの異なるスポットに焦点を合わせるステップと、試料に対して実質的にユーセントリックな定点からそれぞれのスポットまでの距離を決定するステップと、集束イオン・ビームに対して試料が位置合わせされるように、それぞれのスポットからの距離を使用して試料を配向するステップとを含む。

【0030】

いくつかの実施形態では、２つの異なるスポットを使用して、試料の配向に使用する線を生成する。いくつかの実施形態では、試料の配向が、線上のスポットを定点から等距離にすることによって実行される。いくつかの実施形態では、異なるスポットを使用して、試料の配向に使用する２次元平面を生成する。

【0031】

いくつかの実施形態では、試料の配向が、ＸＹ平面内のステージを移動させることによって実行される。いくつかの実施形態では、焦点を合わせるステップが、自動焦点合わせルーチンを使用して実行される。いくつかの実施形態では、焦点を合わせるステップが、手動焦点合わせルーチンを使用して実行される。

【0032】

本発明のいくつかの実施形態によれば、荷電粒子ビーム・システム内の試料を位置合わせする方法は、荷電粒子ビームを有する真空室内の試料ステージ上に試料を装填するステップと、荷電粒子ビームとＺ軸上で整列するように試料を較正するステップと、配向のための試料のある領域を選択するステップと、配向のための試料の前記領域の第１のスポットに向けて荷電粒子ビームを導くステップと、第１の焦点合わせルーチンを実行して第１のＸ、Ｙ、Ｚ点を定めるステップと、荷電粒子ビームをＸＹ平面内で移動させるステップと、第２の焦点合わせルーチンを実行して第２のＸ、Ｙ、Ｚ点を定めるステップと、第１のＸ、Ｙ、Ｚ点および第２のＸ、Ｙ、Ｚ点を使用して、試料の向きを決定するステップと、試料ステージの向きを、荷電粒子ビームに対して試料が位置合わせされるように変化させるステップとを含む。

【0033】

いくつかの実施形態では、第１の焦点合わせルーチンおよび第２の焦点合わせルーチンが、自動焦点合わせレンズを使用して実行される。いくつかの実施形態では、第１の焦点合わせルーチンおよび第２の焦点合わせルーチンが、手動焦点合わせ手順を使用して実行される。

【0034】

いくつかの実施形態では、この方法が、第３の焦点合わせルーチンを実行して第３のＸ、Ｙ、Ｚ点を定めるステップと、第１のＸ、Ｙ、Ｚ点、第２のＸ、Ｙ、Ｚ点および第３のＸ、Ｙ、Ｚ点を使用して、試料の２次元の向きを決定するステップとをさらに含む。いくつかの実施形態では、試料の２次元の向きを使用して、試料を荷電粒子ビームに対して実質的に垂直に位置合わせする。いくつかの実施形態では、第１、第２および第３の焦点合わせルーチンが、自動焦点合わせレンズを使用する。いくつかの実施形態では、第１、第２および第３の焦点合わせルーチンが、手動焦点合わせルーチンを使用する。

【0035】

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、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。

【符号の説明】

【0036】

２０１ 試料
３０１ 真空室
３０２ 荷電粒子ビーム・カラム
３０３ 位置合わせのための領域
３０４ ＸＹステージ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】