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JP2008224576A - Sample processing apparatus - Google Patents

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JP2008224576A
JP2008224576A JP2007066317A JP2007066317A JP2008224576A JP 2008224576 A JP2008224576 A JP 2008224576A JP 2007066317 A JP2007066317 A JP 2007066317A JP 2007066317 A JP2007066317 A JP 2007066317A JP 2008224576 A JP2008224576 A JP 2008224576A
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JP
Japan
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sample
stage
sample piece
piece
substrate
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Withdrawn
Application number
JP2007066317A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Sekine
根 賢 関
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sample processing apparatus for efficiently implementing processes by successively implementing the process for a sample substrate from which one sample piece is cut and a process for the other sample piece held by a sample piece holding tool. <P>SOLUTION: The sample processing apparatus 1 comprises: a sample chamber 2; an ion beam irradiating means 4 connected to the sample chamber 2; a stage 17 disposed within the sample chamber 2; and a movement mechanism 10 for moving the stage 17. A sample substrate supporting means 8 and a sample piece holding means 6 are detachably placed on the stage 17. The sample substrate 7 supported by the sample substrate supporting means 8 on the stage 17 or the sample piece 5 held by the sample piece holding means 6 can be positioned on an optical axis of the ion beam irradiating means 4. The sample substrate 7 or the sample piece 5 can be processed by irradiating the sample substrate 7 or the sample piece 5 with an ion beam from the ion beam irradiating means 4. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、透過形電子顕微鏡等の観察装置において観察対象とされる試料片を作成するための試料加工装置に関する。   The present invention relates to a sample processing apparatus for creating a sample piece to be observed in an observation apparatus such as a transmission electron microscope.

透過形電子顕微鏡(以下、「TEM」という)等の観察装置において観察対象とされる試料は、元試料となる試料基板から切り出されて作成されることが多い。この場合、イオンビーム照射手段を備えた試料加工装置を用いて試料基板をイオンビームにより削り、これにより削り出された試料片を当該観察装置における観察対象(観察用試料)としている。   In many cases, a sample to be observed in an observation apparatus such as a transmission electron microscope (hereinafter referred to as “TEM”) is cut out from a sample substrate that is an original sample. In this case, a sample substrate is shaved with an ion beam using a sample processing apparatus provided with an ion beam irradiation means, and the sample piece shaved out is used as an observation target (observation sample) in the observation apparatus.

このような試料加工装置の試料室内における概略的な構成を、図1に示す。同図において、イオンビーム照射手段であるイオンビーム鏡筒101からは、このイオンビーム鏡筒101を構成する対物レンズ101aを介して、集束されたイオンビーム(FIB)が試料基板104に照射される。ここで、対物レンズ101aは、イオンビーム鏡筒101の先端に配置されており、試料基板104に対向するように設置されている。対物レンズ101aの先端部は、試料室100内に位置している。また、FIBが試料基板104に照射される際には、試料室100内の雰囲気は、所定の真空度に真空引きされている。   A schematic configuration of the sample processing apparatus in the sample chamber is shown in FIG. In the drawing, a focused ion beam (FIB) is irradiated onto a sample substrate 104 from an ion beam column 101 serving as an ion beam irradiation means via an objective lens 101a constituting the ion beam column 101. . Here, the objective lens 101 a is disposed at the tip of the ion beam column 101 and is disposed so as to face the sample substrate 104. The tip of the objective lens 101 a is located in the sample chamber 100. Further, when the sample substrate 104 is irradiated with FIB, the atmosphere in the sample chamber 100 is evacuated to a predetermined degree of vacuum.

試料基板104は、試料室100内において、支持台105上に載置されている。支持台105は、図示しない移動ステージ上に配置されている。この移動ステージが駆動されることにより、支持台105は、試料基板104と共にX,Y,Zの各方向に移動する。   The sample substrate 104 is placed on a support base 105 in the sample chamber 100. The support base 105 is disposed on a moving stage (not shown). By driving this moving stage, the support base 105 moves in the X, Y, and Z directions together with the sample substrate 104.

試料基板104において、イオンビーム鏡筒101からのFIBが照射された箇所は削り取られることとなる。これにより、試料基板104の加工が行われる。   In the sample substrate 104, the portion irradiated with the FIB from the ion beam column 101 is scraped off. Thereby, the sample substrate 104 is processed.

ここで、図2に、支持台105上における試料基板104の配置状態を示す。この図2は、図1に示す支持台105上での試料基板104の配置状態を上方から見た図に対応している。   Here, FIG. 2 shows an arrangement state of the sample substrate 104 on the support base 105. FIG. 2 corresponds to a view of the arrangement state of the sample substrate 104 on the support base 105 shown in FIG. 1 as viewed from above.

このような構成を備える試料加工装置を使用して試料基板104から試料片を切り出す際には、以下のような方法が行われる。   When the sample piece is cut out from the sample substrate 104 using the sample processing apparatus having such a configuration, the following method is performed.

試料基板104において試料片として切り出すべき部分(試料片となる部分)の輪郭の部分(輪郭部)にFIBが照射される。このとき、イオンビーム鏡筒101に備えられた図示しない偏向器によりFIBは適宜偏向される。また、必要に応じて、移動ステージが駆動することにより、試料基板104が移動する。これにより、試料基板104において、FIBが照射された輪郭部は削り取られ、試料基板104には試料片が形成される。   FIB is irradiated to a contour portion (contour portion) of a portion to be cut out as a sample piece (a portion to be a sample piece) on the sample substrate 104. At this time, the FIB is appropriately deflected by a deflector (not shown) provided in the ion beam column 101. Further, the sample substrate 104 is moved by driving the moving stage as necessary. As a result, the outline of the sample substrate 104 irradiated with the FIB is scraped off, and a sample piece is formed on the sample substrate 104.

このようにして輪郭部が削り取られて試料片が形成された試料基板104は、当該試料片を備えた状態で試料室100の外部に取り出される。そして、図3に示すように、試料基板104に形成されている試料片104aは、試料室外において、図示しないマイクロハンド装置(マニピュレータ)等により、試料基板104から分離されて移動し、試料片保持具102の試料保持面102aに保持される。   The sample substrate 104 having the sample piece formed by cutting the contour portion in this way is taken out of the sample chamber 100 with the sample piece provided. As shown in FIG. 3, the sample piece 104a formed on the sample substrate 104 is moved away from the sample substrate 104 by a microhand device (manipulator) or the like (not shown) outside the sample chamber to hold the sample piece. It is held on the sample holding surface 102 a of the tool 102.

ここで、試料片保持具102は、TEMにおいて用いられる試料ホルダを構成し、試料片保持具102に保持された試料片104aは、TEM観察における観察対象となる。なお、このようにして試料基板104から切り出された試料片104aの切り出し面(イオンビームの照射により削られて露出された面)104bは、通常、TEM観察における被観察面とされる。   Here, the sample piece holder 102 constitutes a sample holder used in the TEM, and the sample piece 104a held by the sample piece holder 102 is an observation target in the TEM observation. Note that the cut-out surface 104b of the sample piece 104a cut out from the sample substrate 104 in this way (the surface exposed by being cut by the irradiation of the ion beam) 104b is usually a surface to be observed in TEM observation.

このようにFIBを用いて試料片の作成を行う技術としては、例えば特許文献1に記載されたものもある。   As a technique for creating a sample piece using the FIB in this way, there is a technique described in Patent Document 1, for example.

特開平11−223588号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-223588

図1に示すような試料加工装置を用いてTEM観察用の試料を作成する際には、当該試料加工装置の試料室内において試料基板から試料片を削り出し、その後、試料室外で試料基板から試料片を分離・移動して試料片保持具に保持させ、これにより試料片保持具に保持されている試料片をTEM観察における観察対象(観察用試料)としている。   When creating a sample for TEM observation using a sample processing apparatus as shown in FIG. 1, a sample piece is cut out from a sample substrate in the sample chamber of the sample processing apparatus, and then the sample is removed from the sample substrate outside the sample chamber. The pieces are separated and moved and are held by the sample piece holder, whereby the sample piece held by the sample piece holder is an observation target (observation sample) in TEM observation.

このとき、試料片保持具に保持されている試料片について、TEM観察のために厚さをさらに薄くさせる等の再加工を行うことがある。   At this time, the sample piece held by the sample piece holder may be reworked such as further reducing the thickness for TEM observation.

この場合、当該試料片を保持した試料片保持具を上記試料加工装置の試料室内に配置し、試料片保持具に保持された状態で当該試料片の再加工を当該試料室内にて行うこととなる。   In this case, the sample piece holder holding the sample piece is disposed in the sample chamber of the sample processing apparatus, and the sample piece is reprocessed in the sample chamber while being held by the sample piece holder. Become.

ここで、異なる試料基板からそれぞれ試料片を削り出して複数種類の試料片を作成するとともに、これらの試料片に対応する複数の試料片保持具を用意し、これら複数の試料片を個別に個々の試料保持具に保持させて、各試料片保持具に保持されている試料片について順次TEM観察を行うこともなされている。このように、異なる試料基板から削りだされ、個別に試料保持具に保持された状態の各試料片に対しても、上述した試料片の再加工を行う場合がある。   Here, a plurality of types of sample pieces are prepared by cutting sample pieces from different sample substrates, and a plurality of sample piece holders corresponding to these sample pieces are prepared, and each of the plurality of sample pieces is individually provided. The sample pieces held by the respective sample piece holders are sequentially subjected to TEM observation. As described above, the above-described sample piece may be re-processed for each sample piece that has been cut out from different sample substrates and individually held by the sample holder.

このような場合において、従来の試料加工装置では、その試料室内には加工対象となる試料基板若しくは試料片(試料片は試料保持具に保持されている)のうちの何れか一方のみが配置できる構成となっているため、例えば、一の試料片が削り出される試料基板と、試料片保持具に保持された他の試料片とを同時に試料室内に配置することができなかった。   In such a case, in the conventional sample processing apparatus, only one of the sample substrate or the sample piece to be processed (the sample piece is held by the sample holder) can be arranged in the sample chamber. Because of this configuration, for example, the sample substrate from which one sample piece is cut out and the other sample piece held by the sample piece holder cannot be placed in the sample chamber at the same time.

このため、真空雰囲気とされた試料室内に配置された試料基板から一の試料片を削りだす加工が終了した後、一旦試料室内を大気圧状態に復帰させ、その後、当該試料基板を試料室内から取り出して他の試料片(試料片保持具に保持されている)を試料室内に配置し、試料室内の雰囲気を真空状態にしてから当該他の試料片の加工を行うようにする必要があった。   For this reason, after finishing the process of scraping one sample piece from the sample substrate placed in the sample chamber in a vacuum atmosphere, the sample chamber is once returned to the atmospheric pressure state, and then the sample substrate is removed from the sample chamber. It was necessary to remove and place another sample piece (held by the sample piece holder) in the sample chamber, and to process the other sample piece after the atmosphere in the sample chamber was evacuated. .

この場合では、一の試料片が削り出される試料基板の加工が終了して他の試料片(試料片保持具に保持されている)の加工に移行する際に、一旦試料室内を真空状態から大気圧状態に復帰させ、試料室内から当該試料基板を取り出して当該試料片を配置し、その後、試料室内を真空引きして真空状態にさせることとなり、これら試料基板及び試料片を加工するに当たり、当該試料基板及び当該試料片の加工工程を効率的に行うことができなかった。   In this case, when the processing of the sample substrate from which one sample piece is cut out is completed and the process proceeds to processing of another sample piece (held by the sample piece holder), the inside of the sample chamber is once brought into a vacuum state. Return to the atmospheric pressure state, take out the sample substrate from the sample chamber and place the sample piece, and then evacuate the sample chamber to make it a vacuum state. In processing these sample substrate and sample piece, The processing process of the sample substrate and the sample piece could not be performed efficiently.

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、一の試料片が削り出される試料基板の加工と、試料片保持具に保持された他の試料片の加工とを行う際に、これらの加工工程を連続して効率的に行うことができる試料加工装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such points, and when performing processing of a sample substrate from which one sample piece is cut out and processing of another sample piece held by a sample piece holder. An object of the present invention is to provide a sample processing apparatus capable of continuously and efficiently performing these processing steps.

本発明に基づく試料加工装置は、試料室と、試料室に接続されたイオンビーム照射手段と、試料室内に配置されたステージと、ステージを移動するための移動機構とを備え、ステージには、試料基板支持手段及び試料片保持手段が着脱可能に載置でき、移動機構によってステージを移動させることにより、ステージ上の試料基板支持手段に支持された試料基板又は試料片保持手段に保持された試料片をイオンビーム照射手段の光軸上に位置させることができ、イオンビーム照射手段からイオンビームを試料基板又は試料片に照射することにより、試料基板又は試料片の加工を行うことができることを特徴とする。   A sample processing apparatus according to the present invention includes a sample chamber, an ion beam irradiation means connected to the sample chamber, a stage disposed in the sample chamber, and a moving mechanism for moving the stage. The sample substrate support means and the sample piece holding means can be detachably mounted, and the sample held by the sample substrate support means on the stage or the sample held by the sample piece holding means by moving the stage by the moving mechanism The piece can be positioned on the optical axis of the ion beam irradiation means, and the sample substrate or sample piece can be processed by irradiating the sample substrate or sample piece with the ion beam from the ion beam irradiation means. And

本発明では、試料加工装置の試料室内に配置されたステージに、試料基板支持手段及び試料片保持手段が着脱可能に載置でき、移動機構によってステージを移動させることによって、ステージ上の試料基板支持手段に支持された試料基板又は試料片保持手段に保持された試料片をイオンビーム照射手段の光軸上に位置させることができる。そして、イオンビーム照射手段からイオンビームを試料基板又は試料片に照射することにより、試料基板又は試料片の加工を行うことができる。   In the present invention, the sample substrate support means and the sample piece holding means can be detachably mounted on the stage disposed in the sample chamber of the sample processing apparatus, and the stage is supported by moving the stage by the moving mechanism. The sample substrate supported by the means or the sample piece held by the sample piece holding means can be positioned on the optical axis of the ion beam irradiation means. The sample substrate or sample piece can be processed by irradiating the sample substrate or sample piece with the ion beam from the ion beam irradiation means.

これにより、試料基板支持手段及び試料片保持手段を介して、試料室内のステージ上に試料基板及び試料片を同時に配置することができる。よって、一の試料片が削りだされる試料基板と、他の試料片とを同時に試料室内に配置することができ、当該試料基板の加工が終了した後に、試料室内の雰囲気を大気圧に戻すことなく真空雰囲気のままで、当該試料片の加工に移行することができる。   Thereby, the sample substrate and the sample piece can be simultaneously arranged on the stage in the sample chamber via the sample substrate support means and the sample piece holding means. Therefore, the sample substrate from which one sample piece is shaved and the other sample piece can be simultaneously arranged in the sample chamber, and after the processing of the sample substrate is completed, the atmosphere in the sample chamber is returned to atmospheric pressure. It is possible to proceed to the processing of the sample piece without changing the vacuum atmosphere.

この結果、一の試料片が削り出される試料基板の加工と、他の試料片の加工とを行う際に、試料室内の雰囲気を一旦大気圧に戻して試料交換をした後に真空引きする必要がなく、これらの加工を連続して効率的に行うことができる。   As a result, when processing the sample substrate from which one sample piece is cut out and processing of another sample piece, the atmosphere in the sample chamber must be returned to atmospheric pressure and then the sample must be replaced and then evacuated. These processes can be performed continuously and efficiently.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図4は、本発明における試料加工装置を示す概略構成図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a sample processing apparatus according to the present invention.

同図において、試料加工装置1を構成する試料室2の上部には、電子光学鏡筒3が載置されている。この電子光学鏡筒3は、試料室2内に配置された試料基板7又は試料片5に電子線を照射するためのものである。ここで、電子光学鏡筒3の先端には対物レンズ3aが配置されている。   In the figure, an electron optical column 3 is placed on the upper part of a sample chamber 2 constituting the sample processing apparatus 1. The electron optical column 3 is for irradiating the sample substrate 7 or the sample piece 5 arranged in the sample chamber 2 with an electron beam. Here, an objective lens 3 a is disposed at the tip of the electron optical column 3.

また、試料室2内には、移動ステージ機構(移動機構)10が設けられている。この移動ステージ機構10は、Z方向駆動手段11と、このZ方向駆動手段11に支持された傾斜駆動手段12と、この傾斜駆動手段12に載置された移動ステージ手段10aとを備えている。   A moving stage mechanism (moving mechanism) 10 is provided in the sample chamber 2. The moving stage mechanism 10 includes a Z-direction driving unit 11, an inclination driving unit 12 supported by the Z-direction driving unit 11, and a moving stage unit 10 a mounted on the inclination driving unit 12.

Z方向駆動手段11は、試料室2の内側面に配置されており、傾斜駆動手段12をZ方向(垂直方向)に粗動(大まかに移動)させるものである。また、傾斜駆動手段12には、移動ステージ手段10aが載置されている。傾斜駆動手段12は、この移動ステージ手段10aを所定角度傾斜させることができる。   The Z direction driving means 11 is disposed on the inner side surface of the sample chamber 2, and coarsely moves (roughly moves) the tilt driving means 12 in the Z direction (vertical direction). Moreover, the moving stage means 10 a is placed on the tilt driving means 12. The tilt driving means 12 can tilt the moving stage means 10a by a predetermined angle.

傾斜駆動手段12に載置された移動ステージ手段10aは、X方向駆動部13、Y方向駆動部14、Z方向駆動部15及び回転駆動部16から構成され、各駆動部13〜16は、下から上方に向けてこの順で重なるように載置されている。最上に位置する回転駆動部16は基台16aを備え、この基台16aの回転を行う。基台16a上にはステージ17が載置される。また、X方向駆動部13は、傾斜駆動手段12に載置されている。この構成により、ステージ17は、移動ステージ機構10により移動等されることとなる。   The moving stage means 10a placed on the tilt driving means 12 is composed of an X-direction driving unit 13, a Y-direction driving unit 14, a Z-direction driving unit 15 and a rotation driving unit 16, and each of the driving units 13 to 16 has a lower side. It is placed so as to overlap in this order from the top to the top. The rotation drive unit 16 positioned at the top includes a base 16a and rotates the base 16a. A stage 17 is placed on the base 16a. Further, the X direction driving unit 13 is placed on the tilt driving means 12. With this configuration, the stage 17 is moved by the moving stage mechanism 10.

X方向駆動部13は、最上に位置する基台16aをX方向に移動させるためのものである。Y方向駆動部14は、基台16aをY方向に移動させるためのものである。ここで、X方向とY方向は、それぞれZ方向と直交するとともに、互いに直交する方向であり、X−Y平面は、Z方向と直交する水平面となっている。   The X direction drive unit 13 is for moving the uppermost base 16a in the X direction. The Y direction driving unit 14 is for moving the base 16a in the Y direction. Here, the X direction and the Y direction are orthogonal to the Z direction and orthogonal to each other, and the XY plane is a horizontal plane orthogonal to the Z direction.

Z方向駆動部15は、基台16aをZ方向に微動(細かく移動)させるためのものである。また、回転駆動部16は、基台16aを所定角度で回転させるものである。基台16aが移動、傾斜及び回転するに伴って、ステージ17も同様に移動等の動作がなされる。   The Z direction driving unit 15 is for finely moving (finely moving) the base 16a in the Z direction. The rotation drive unit 16 rotates the base 16a at a predetermined angle. As the base 16a moves, tilts, and rotates, the stage 17 is similarly moved.

ステージ17上には、保持手段(試料片保持手段)6と基板支持手段(試料基板支持手段)8とが着脱可能に載置されている。基板支持手段8は、元試料となる試料基板7を試料室2内において支持するためのものである。この試料基板7からは、一の試料片が削り出されることとなる。   On the stage 17, a holding means (sample piece holding means) 6 and a substrate support means (sample substrate support means) 8 are detachably mounted. The substrate support means 8 is for supporting the sample substrate 7 serving as the original sample in the sample chamber 2. One sample piece is cut out from the sample substrate 7.

また、保持手段6は、他の試料基板(図示せず)から切り出された試料片(他の試料片)5を保持している保持具(試料片保持具)6aを保持する。ステージ17が移動等するに伴って、保持手段6及び基板支持手段8も移動等することとなる。   The holding means 6 holds a holder (sample piece holder) 6a holding a sample piece (other sample piece) 5 cut out from another sample substrate (not shown). As the stage 17 moves, the holding means 6 and the substrate support means 8 also move.

そして、試料室2に連通するように、イオンビーム照射手段4が設けられている。このイオンビーム照射手段4からは、集束されたイオンビーム(FIB)が試料基板7又は試料片5に照射される。試料基板7又は試料片5において、FIBが照射された箇所はエッチングされて、当該箇所は削り取られることとなる。   An ion beam irradiation means 4 is provided so as to communicate with the sample chamber 2. From this ion beam irradiation means 4, a focused ion beam (FIB) is irradiated onto the sample substrate 7 or the sample piece 5. In the sample substrate 7 or the sample piece 5, the portion irradiated with the FIB is etched and the portion is scraped off.

さらに、試料室2内には、図示しない二次電子検出器が設けられている。この二次電子検出器は、電子線の照射に基づいて試料基板7又は試料片5から発生する二次電子を検出するものである。   Further, a secondary electron detector (not shown) is provided in the sample chamber 2. The secondary electron detector detects secondary electrons generated from the sample substrate 7 or the sample piece 5 based on the irradiation of the electron beam.

二次電子検出器は、当該二次電子の検出に基づく検出信号を出力する。この出力された検出信号に基づいて、試料室2外に配置された画像形成手段(図示せず)が画像データを形成する。この画像データは、表示装置(図示せず)に送られる。表示装置は、該画像データに基づく画像を表示する。   The secondary electron detector outputs a detection signal based on detection of the secondary electrons. Based on the output detection signal, image forming means (not shown) arranged outside the sample chamber 2 forms image data. This image data is sent to a display device (not shown). The display device displays an image based on the image data.

そして、試料室2には、交換棒9が設置されている。この交換棒9の先端部9aは、試料室2の内部と外部との間を行き来して、試料室2内での保持手段6及び基板支持手段8等の配置及び交換等を行う。これにより、試料室2内において、保持手段6及び基板支持手段8がステージ17に着脱可能に載置されることとなる。   An exchange rod 9 is installed in the sample chamber 2. The tip 9a of the exchange rod 9 moves between the inside and the outside of the sample chamber 2 to arrange and replace the holding means 6 and the substrate support means 8 in the sample chamber 2. As a result, the holding means 6 and the substrate support means 8 are detachably mounted on the stage 17 in the sample chamber 2.

ここで、ステージ17に載置されている保持手段6及び基板支持手段8の拡大図を、図5に示す。同図に示すように、保持手段6は、保持具6aを支持する支持部33と、本体部32等を備えている。保持具6aには、試料片5が保持されている。また、基板支持手段8には、試料基板7が支持されている。   Here, an enlarged view of the holding means 6 and the substrate support means 8 placed on the stage 17 is shown in FIG. As shown in the figure, the holding means 6 includes a support portion 33 that supports the holder 6a, a main body portion 32, and the like. The sample piece 5 is held by the holder 6a. A sample substrate 7 is supported by the substrate support means 8.

なお、ステージ17の下面には、溝部17bが形成されている。この溝部17bは、移動ステージ部10aの基台16aに係合される。これにより、ステージ17は、基台16a上に固定されることとなる。   A groove 17 b is formed on the lower surface of the stage 17. The groove portion 17b is engaged with the base 16a of the moving stage portion 10a. Thereby, the stage 17 is fixed on the base 16a.

さらに、図6に、ステージ17上における保持手段6(試料片5を保持した保持具6aを保持している)及び基板支持手段8(試料基板7を支持している)の配置関係を示す。この図6は、図5に示すステージ17上での当該配置関係を上方から見た図に対応している。   Further, FIG. 6 shows an arrangement relationship between the holding means 6 (holding the holding tool 6 a holding the sample piece 5) and the substrate support means 8 (supporting the sample substrate 7) on the stage 17. FIG. 6 corresponds to a diagram in which the arrangement relation on the stage 17 shown in FIG. 5 is viewed from above.

同図に示すように、ステージ17の上面17cには、溝(あり溝)15が形成されている。この溝15に係合するように、保持手段6及び基板支持手段8がステージ17の上面17cに着脱可能に載置される。   As shown in the figure, a groove (groove) 15 is formed on the upper surface 17 c of the stage 17. The holding means 6 and the substrate support means 8 are detachably mounted on the upper surface 17 c of the stage 17 so as to engage with the groove 15.

ここで、試料室2内において、ステージ17上に保持手段6及び基板支持手段8を載置する際の載置方法について、図7〜図12を参照して説明する。なお、これらの図において、保持具6aに保持されている試料片5の図示は省略されている。   Here, a placement method when placing the holding means 6 and the substrate support means 8 on the stage 17 in the sample chamber 2 will be described with reference to FIGS. In these drawings, the sample piece 5 held by the holder 6a is not shown.

図7において、ステージ17は、基台16a(図7〜図12では、ステージ17により隠れており、基台16aの輪郭は図示されていない)に載置されている。このステージ17に形成されている溝15の伸長方向を、交換棒9の移動方向と一致させておく。そして、試料室2の外部において交換棒9の先端に取付けられた基板支持手段8(その上面には試料基板7が支持されている)を、交換棒9を操作することにより試料室2内に導入する。このとき、試料室2内は、大気圧雰囲気となっており、試料室2に設けられた開閉バルブ(図示せず)を介して、基板支持手段8は試料室2内に導入される。   In FIG. 7, the stage 17 is placed on a base 16a (in FIGS. 7 to 12, it is hidden by the stage 17 and the outline of the base 16a is not shown). The extending direction of the groove 15 formed in the stage 17 is made to coincide with the moving direction of the exchange rod 9. Then, the substrate support means 8 (the sample substrate 7 is supported on the upper surface) attached to the tip of the exchange rod 9 outside the sample chamber 2 is operated in the sample chamber 2 by operating the exchange rod 9. Introduce. At this time, the inside of the sample chamber 2 is in an atmospheric pressure atmosphere, and the substrate support means 8 is introduced into the sample chamber 2 via an open / close valve (not shown) provided in the sample chamber 2.

なお、図中において、21は、後述するレバー手段であり、このレバー手段21は試料室2内に設置されている。また、ステージ17には、後述する係合用のネジ穴17cが形成されている。   In the figure, 21 is a lever means to be described later, and this lever means 21 is installed in the sample chamber 2. The stage 17 is formed with a screw hole 17c for engagement which will be described later.

交換棒9を操作して、さらに交換棒9を前進させることにより、図7に示す基板支持手段8は、ステージ17の溝15の一端部に係合する。この後、交換棒9への基板支持手段8の取付けを解除し、交換棒9を試料室2から退避させる(図8参照)。これにより、基板支持手段8が、ステージ17の溝部15に着脱可能に係合されて載置される。   By operating the exchange rod 9 to further advance the exchange rod 9, the substrate support means 8 shown in FIG. 7 is engaged with one end of the groove 15 of the stage 17. Thereafter, the attachment of the substrate support means 8 to the exchange rod 9 is released, and the exchange rod 9 is retracted from the sample chamber 2 (see FIG. 8). As a result, the substrate support means 8 is detachably engaged with and mounted on the groove portion 15 of the stage 17.

その後、試料室2内において、基台16aを回転駆動部16により180°回転させる。そして、試料室2の外部において交換棒9の先端に取付けられた保持手段6(試料片5を保持している保持具6aを保持している)を、交換棒9を操作することにより、開閉バルブを介して試料室2内に導入する(図9参照)。   Thereafter, in the sample chamber 2, the base 16 a is rotated 180 ° by the rotation driving unit 16. The holding means 6 (holding the holding tool 6a holding the sample piece 5) attached to the tip of the exchange rod 9 outside the sample chamber 2 is opened and closed by operating the exchange rod 9. It introduce | transduces in the sample chamber 2 through a valve | bulb (refer FIG. 9).

そして、さらに交換棒9を前進させることにより、保持手段6は、ステージ17の溝15の他端部に係合する。この後、交換棒9への保持手段6の取付けを解除し、交換棒9を試料室2から退避させる(図10参照)。これにより、保持手段6がステージ17の溝部15に着脱可能に係合されて載置される。   Then, by further moving the exchange rod 9 forward, the holding means 6 engages with the other end of the groove 15 of the stage 17. Thereafter, the attachment of the holding means 6 to the exchange rod 9 is released, and the exchange rod 9 is retracted from the sample chamber 2 (see FIG. 10). Thereby, the holding means 6 is detachably engaged with and placed on the groove portion 15 of the stage 17.

その後、試料室2内において、基台16aを回転駆動部16により90°(図中において半時計回りに)回転させる(図11参照)。   Thereafter, in the sample chamber 2, the base 16a is rotated by 90 ° (counterclockwise in the figure) by the rotation drive unit 16 (see FIG. 11).

そして、レバー手段21を操作することにより、このレバー手段21が回転して保持手段6に設けられた係合ピン22と係合し、係合ピン22を移動させる。この係合ピン22の移動により、保持具6aが90°回転する(図12参照)。   Then, by operating the lever means 21, the lever means 21 rotates and engages with the engagement pin 22 provided on the holding means 6, thereby moving the engagement pin 22. Due to the movement of the engagement pin 22, the holder 6a rotates 90 ° (see FIG. 12).

このときの保持具6aの回転動作について、図13及び図14を参照して説明する。ここで、図13(A)は、図11に示す保持手段6を図中の矢印A方向に見た図に対応し、図13(B)は、図11に示す保持手段6を図中の矢印B方向に見た図に対応している。また、図14(A)は、図12に示す保持手段6を図中の矢印A方向に見た図に対応し、図14(B)は、図12に示す保持手段6を図中の矢印B方向に見た図に対応している。なお、図13及び図14において、レバー手段22の図示は省略している。   The rotation operation of the holder 6a at this time will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 13 (A) corresponds to a view of the holding means 6 shown in FIG. 11 as viewed in the direction of arrow A in FIG. 11, and FIG. 13 (B) shows the holding means 6 shown in FIG. This corresponds to the view seen in the direction of arrow B. 14A corresponds to a view of the holding means 6 shown in FIG. 12 as viewed in the direction of the arrow A in FIG. 14, and FIG. 14B shows the holding means 6 shown in FIG. This corresponds to the view seen in the B direction. 13 and 14, the lever means 22 is not shown.

まず、保持手段6は、図13及び図14に示すごとく、保持具6aと、この保持具6aを支持する支持部33とを備え、これらは本体部32に対して、図(図13(A)及び図14(A))中の左側に配置されている。   First, as shown in FIGS. 13 and 14, the holding means 6 includes a holding tool 6a and a support portion 33 that supports the holding tool 6a. ) And FIG. 14 (A)).

さらに、この保持手段6は、対向して配置された二つのガイド板28,29と、これらガイド板28,29の間に配置されたスプリングバネ23と、ガイド板28の外側面に設けられた係合ピン22等を備え、これらは本体部32に対して、図(図13(A)及び図14(A))中の右側に配置されている。   Further, the holding means 6 is provided on two guide plates 28, 29 disposed opposite to each other, a spring spring 23 disposed between the guide plates 28, 29, and an outer surface of the guide plate 28. Engagement pins 22 and the like are provided, and these are arranged on the right side in the drawings (FIGS. 13A and 14A) with respect to the main body portion 32.

この二つのガイド板28,29は、スプリングバネ23を間に介して対向配置されており、ネジ30,31により固定されている。また、スプリングバネ23の一端は、ネジ27によりガイド板29に取付けられている。そして、スプリングバネ23の他端は、固定ピン26を介して本体部32の側面に取付けられている。この固定ピン26は、本体部32に固定されている。   The two guide plates 28 and 29 are opposed to each other with the spring spring 23 interposed therebetween, and are fixed by screws 30 and 31. One end of the spring spring 23 is attached to the guide plate 29 by a screw 27. The other end of the spring spring 23 is attached to the side surface of the main body 32 via a fixing pin 26. The fixing pin 26 is fixed to the main body portion 32.

本体部32には、回転可能なシャフト25が貫通して設けられている。このシャフト25の一端には、支持部33が取付けられている。また、シャフト25の他端には、内側(本体側)に位置するガイド板29が取付けられている。   The main body portion 32 is provided with a rotatable shaft 25 penetrating therethrough. A support portion 33 is attached to one end of the shaft 25. A guide plate 29 located on the inner side (main body side) is attached to the other end of the shaft 25.

このガイド板29には、円弧状(中心角が約90°の円弧)の切り欠き部24が形成されている。この切り欠き部24は固定ピン26に係合している。ここで、図13に示す保持手段6では、切り欠き部24の一端が固定ピン26に当接している。   The guide plate 29 is formed with a cutout portion 24 having an arc shape (an arc having a central angle of about 90 °). The notch 24 is engaged with the fixing pin 26. Here, in the holding means 6 shown in FIG. 13, one end of the notch 24 is in contact with the fixing pin 26.

このような構成からなる保持手段6の保持具6aを回転するには、図11に示す状態から、レバー手段21が保持手段6aの係合ピン22に係合し、係合ピン22の移動を行う。この係合ピン22の移動に伴って、ガイド板28,29が回転する。このとき、一方のガイド板28に形成された切り欠き部23の他端が固定ピン26に当接することとなる。   In order to rotate the holder 6a of the holding means 6 having such a configuration, the lever means 21 is engaged with the engaging pin 22 of the holding means 6a from the state shown in FIG. Do. As the engaging pin 22 moves, the guide plates 28 and 29 rotate. At this time, the other end of the notch 23 formed in one guide plate 28 comes into contact with the fixing pin 26.

これにより、ガイド板28,29が、シャフト25と共に90°回転する。シャフト25の回転に伴い、支持部33及び保持具6aも90°回転することとなる。   As a result, the guide plates 28 and 29 rotate 90 ° together with the shaft 25. As the shaft 25 rotates, the support portion 33 and the holder 6a also rotate 90 °.

ここで、当該回転前の保持手段6の状態が図11及び図13に示されており、また、当該回転後での保持手段6の状態が図12及び図14に示されている。なお、図12及び図14に示す保持手段6の状態から、図11及び図13に示す保持手段6の状態に移行する(戻す)には、レバー手段21を逆方向に操作し、保持手段6の係合ピン22を逆方向に移動させればよい。   Here, the state of the holding means 6 before the rotation is shown in FIGS. 11 and 13, and the state of the holding means 6 after the rotation is shown in FIGS. 12 and 14. In order to shift (return) from the state of the holding means 6 shown in FIGS. 12 and 14 to the state of the holding means 6 shown in FIGS. 11 and 13, the lever means 21 is operated in the reverse direction to hold the holding means 6. The engagement pin 22 may be moved in the reverse direction.

ここで、図11及び図13に示された保持手段6の状態では、保持具6aの試料載置面61(図14参照)は、垂直面に沿う面となっており、図12及び図14に示された保持手段6の状態では、保持具6aの試料載置面61は、水平面に沿う面となっている。   Here, in the state of the holding means 6 shown in FIGS. 11 and 13, the sample placement surface 61 (see FIG. 14) of the holder 6a is a surface along the vertical plane, and FIGS. In the state of the holding means 6 shown in Fig. 1, the sample placement surface 61 of the holder 6a is a surface along the horizontal plane.

なお、上述においては、試料室2内において、基台16aに載置されたステージ17上に、基板支持手段8と保持手段6を順次配置していく例を説明したが、既に基板支持手段8(試料基板を支持している)と保持手段6(試料片5を保持している保持具6aを保持している)が載置されたステージ17を試料室2の外部に配置しておき、この状態で当該ステージ17を試料室2内に移動させて基台16a上に載置するようにしてもよい。   In the above description, the example in which the substrate support means 8 and the holding means 6 are sequentially arranged on the stage 17 placed on the base 16a in the sample chamber 2 has been described. A stage 17 on which the sample substrate (supporting the sample substrate) and the holding means 6 (holding the holder 6a holding the sample piece 5) are placed is placed outside the sample chamber 2, In this state, the stage 17 may be moved into the sample chamber 2 and placed on the base 16a.

すなわち、試料室2外にて当該ステージ17のネジ穴17cに交換棒9の先端を係合して当該ステージ17を交換棒9の先端に固定し、その後交換棒9を操作して、当該ステージ17を試料室2外から試料室2内に移動させる(図15参照)。そして、ステージ17の下面に形成された溝部17bを、基台16aに設けられた凸部16bに係合させるようにして、当該ステージ17を基台16aに着脱可能に載置する。   That is, outside the sample chamber 2, the tip of the exchange rod 9 is engaged with the screw hole 17c of the stage 17 to fix the stage 17 to the tip of the exchange rod 9, and then the exchange rod 9 is operated to operate the stage. 17 is moved from outside the sample chamber 2 into the sample chamber 2 (see FIG. 15). Then, the stage 17 is detachably mounted on the base 16a so that the groove 17b formed on the lower surface of the stage 17 is engaged with the convex portion 16b provided on the base 16a.

上記何れかの方法により、試料室2内のステージ17上に基板支持手段8及び保持手段6を載置した後に、開閉バルブが閉じられて、試料室2内は真空引きされることとなる。   After placing the substrate support means 8 and the holding means 6 on the stage 17 in the sample chamber 2 by any one of the above methods, the open / close valve is closed and the sample chamber 2 is evacuated.

次に、上述した構成からなる試料加工装置を用いて、試料室2内に配置された試料基板7及び試料片5の加工方法について説明する。   Next, a method for processing the sample substrate 7 and the sample piece 5 arranged in the sample chamber 2 using the sample processing apparatus having the above-described configuration will be described.

試料室2内のステージ17上に基板支持手段8(試料基板7を支持している)及び保持手段6(試料片5を保持している保持具6aを保持している)が配置され、試料室2内が真空雰囲気とされた状態において、電子光学鏡筒3から対物レンズ3aを介して、試料基板7に電子線を照射する。電子線は、電子光学鏡筒3に備えられた偏向手段により適宜偏向される。この結果、電子光学鏡筒3から照射された電子線は、試料基板7上を走査する。   A substrate supporting means 8 (supporting the sample substrate 7) and a holding means 6 (holding the holding tool 6a holding the sample piece 5) are arranged on the stage 17 in the sample chamber 2, and the sample In a state where the chamber 2 is in a vacuum atmosphere, an electron beam is irradiated from the electron optical column 3 to the sample substrate 7 via the objective lens 3a. The electron beam is appropriately deflected by deflecting means provided in the electron optical column 3. As a result, the electron beam irradiated from the electron optical column 3 scans the sample substrate 7.

電子線が照射された試料基板7からは、二次電子が発生する。この二次電子は、試料室2内に設置された二次電子検出器により検出される。この二次電子検出器は、検出した二次電子に基づく検出信号を画像形成手段に出力する。画像形成手段は、該検出信号に基づいて画像データを形成する。   Secondary electrons are generated from the sample substrate 7 irradiated with the electron beam. The secondary electrons are detected by a secondary electron detector installed in the sample chamber 2. The secondary electron detector outputs a detection signal based on the detected secondary electrons to the image forming unit. The image forming means forms image data based on the detection signal.

このとき、電子線は試料基板7上を走査しているので、該画像データは走査像データとなる。この走査像データ(該画像データ)は、表示手段に送られる。表示手段は、該走査像データに基づく画像を形成する。この画像は、走査像(SEM像)となる。   At this time, since the electron beam scans the sample substrate 7, the image data becomes scanned image data. This scanned image data (the image data) is sent to the display means. The display means forms an image based on the scanned image data. This image becomes a scanning image (SEM image).

本試料加工装置を操作するオペレータは、表示装置に表示された試料基板7の走査像を確認しながら、移動ステージ機構10の駆動操作を行い、必要に応じて試料基板7の移動、傾斜、回転を実行する。   An operator who operates the sample processing apparatus operates the moving stage mechanism 10 while confirming the scanning image of the sample substrate 7 displayed on the display device, and moves, tilts, and rotates the sample substrate 7 as necessary. Execute.

オペレータは、試料基板7の走査像を確認し、試料基板7において観察対象として削り出すべき部分(一の試料片となるべき部分)を探し出す。   The operator confirms the scanning image of the sample substrate 7 and searches for a portion (a portion to be a sample piece) to be cut out as an observation target in the sample substrate 7.

オペレータが当該切り出すべき部分を探し出して決めた後、試料基板7上での当該部分の輪郭(輪郭部)が指定される。その後、電子線の試料基板7への照射が停止され、試料基板7上での当該輪郭部にイオンビーム照射手段4からイオンビームが照射される。このとき、試料基板7に照射されるイオンビームは、図示しない偏向手段により偏向され、試料基板7上において当該輪郭部に沿ってイオンビームが照射されることとなる。また、このとき試料基板7は、イオンビーム照射手段4の光軸上に位置している。   After the operator searches for and determines the portion to be cut out, the contour (contour portion) of the portion on the sample substrate 7 is designated. Thereafter, irradiation of the electron beam onto the sample substrate 7 is stopped, and the ion beam is irradiated from the ion beam irradiation means 4 onto the contour portion on the sample substrate 7. At this time, the ion beam irradiated to the sample substrate 7 is deflected by a deflection unit (not shown), and the ion beam is irradiated along the contour portion on the sample substrate 7. At this time, the sample substrate 7 is located on the optical axis of the ion beam irradiation means 4.

イオンビームが照射された当該輪郭部は、削り取られる。この結果、試料基板7において、当該輪郭部の内側に位置する残存部分が試料片(一の試料片)として削り出される。これにより、一の試料片が削り出される試料基板7の加工が終了する。   The contour portion irradiated with the ion beam is scraped off. As a result, in the sample substrate 7, the remaining part located inside the contour portion is cut out as a sample piece (one sample piece). Thereby, the processing of the sample substrate 7 from which one sample piece is cut out is completed.

これに引き続いて、保持手段6に保持された保持具6aに保持されている試料片(他の試料片)5の加工を行う際には、移動ステージ機構10の駆動により、ステージ17の移動を行い、当該試料片5をイオンビーム照射手段4の光軸上に位置させる。ここで、保持具6a及び保持手段6は、図12及び図14に示す状態となっている。当該保持具6aの試料載置面61には、試料片5が保持されている。このとき、試料室2内の雰囲気は大気圧に戻されずに真空雰囲気の状態が保持される。   Subsequently, when processing the sample piece (other sample piece) 5 held by the holder 6 a held by the holding means 6, the stage 17 is moved by driving the moving stage mechanism 10. The sample piece 5 is positioned on the optical axis of the ion beam irradiation means 4. Here, the holder 6a and the holding means 6 are in the state shown in FIGS. The sample piece 5 is held on the sample mounting surface 61 of the holder 6a. At this time, the atmosphere in the sample chamber 2 is not returned to atmospheric pressure, and the vacuum atmosphere is maintained.

そして、イオンビーム照射手段4からイオンビームが試料片5に照射される。イオンビームは、イオンビーム照射手段の備えられた偏向手段により偏向され、試料片5の被加工面を走査する。これにより、試料片5の被加工面が削られていき、試料片5の加工が行われる。   Then, an ion beam is irradiated onto the sample piece 5 from the ion beam irradiation means 4. The ion beam is deflected by deflecting means provided with ion beam irradiating means, and scans the surface to be processed of the sample piece 5. Thereby, the to-be-processed surface of the sample piece 5 is shaved, and the sample piece 5 is processed.

ここで、上記加工後における試料片5の被加工面の観察(検査)を行いたい場合には、電子線の照射に基づく二次電子像観察を行うこともできる。   Here, when it is desired to observe (inspect) the processed surface of the sample piece 5 after the above processing, it is also possible to perform secondary electron image observation based on electron beam irradiation.

この場合、保持手段6の係合ピン22にレバー手段21を係合させ、保持手段6を構成するシャフト25を90°回転させる。これにより、保持具6a及び試料片5が90°回転する。このときには、上述したレバー手段21の操作方向の逆方向の操作となる。   In this case, the lever means 21 is engaged with the engaging pin 22 of the holding means 6, and the shaft 25 constituting the holding means 6 is rotated by 90 °. Thereby, the holder 6a and the sample piece 5 rotate 90 degrees. At this time, the operation is performed in the direction opposite to the operation direction of the lever means 21 described above.

この結果、保持手段6は、図11及び図13に示す状態となる。その後、必要に応じて、移動ステージ手段10を駆動して、ステージ17の移動等を行い、試料片5の被加工面を電子光学鏡筒3から照射される電子線の光軸上に位置するようにする。この状態のときの保持具6a及び試料片5の拡大図を図17に示す。同図に示すごとく、試料片5の被加工面5aは、電子線50の光軸上に位置し、当該光軸(垂直方向に沿う軸)に対して直交している。   As a result, the holding means 6 is in the state shown in FIGS. Thereafter, if necessary, the moving stage means 10 is driven to move the stage 17 and the like, and the surface to be processed of the sample piece 5 is positioned on the optical axis of the electron beam irradiated from the electron optical column 3. Like that. An enlarged view of the holder 6a and the sample piece 5 in this state is shown in FIG. As shown in the figure, the processing surface 5a of the sample piece 5 is located on the optical axis of the electron beam 50 and is orthogonal to the optical axis (axis along the vertical direction).

このように試料片5の被加工面5aを電子線50の光軸に対して直交させた後、当該被加工面5aに電子線50を照射する。この電子線50の照射に応じて試料片5の被加工面5aからは、二次電子が発生する。これにより発生した二次電子は、二次電子検出器により検出される。   Thus, after making the processing surface 5a of the sample piece 5 orthogonal to the optical axis of the electron beam 50, the processing surface 5a is irradiated with the electron beam 50. In response to the irradiation with the electron beam 50, secondary electrons are generated from the processed surface 5 a of the sample piece 5. Secondary electrons generated thereby are detected by a secondary electron detector.

二次電子検出器は、当該二次電子の検出に基づく検出信号を出力する。この出力された検出信号に基づいて、試料室2外に配置された画像形成手段(図示せず)が画像データを形成する。この画像データは、表示装置(図示せず)に送られる。表示装置は、該画像データに基づく画像を表示する。   The secondary electron detector outputs a detection signal based on detection of the secondary electrons. Based on the output detection signal, image forming means (not shown) arranged outside the sample chamber 2 forms image data. This image data is sent to a display device (not shown). The display device displays an image based on the image data.

これにより、オペレータは、表示装置に表示された画像を確認することによって、試料片5の被加工面5aの目視による検査を行うことができる
ここで、当該試料片5の被加工面5aの検査を行った結果、さらに該被加工面5aの加工処理がさらに必要と判断される場合には、上述のようにして、イオンビーム照射手段4を用いて該被加工面5aにイオンビームを照射すればよい。当該イオンビームの照射後にも、電子光学鏡筒3から電子線50を照射すれば、当該イオンビーム照射後の試料片5の被加工面5aの再検査を行うことができる。
Thus, the operator can visually inspect the processing surface 5a of the sample piece 5 by checking the image displayed on the display device. Here, the inspection of the processing surface 5a of the sample piece 5 is performed. As a result, if it is determined that further processing of the processing surface 5a is necessary, the processing surface 5a is irradiated with an ion beam using the ion beam irradiation means 4 as described above. That's fine. Even after irradiation of the ion beam, if the electron beam 50 is irradiated from the electron optical column 3, the processed surface 5a of the sample piece 5 after the ion beam irradiation can be reinspected.

なお、上記の例では、試料片5の被加工面5aの検査を実施するに際して、電子線50の照射に応じて得られる二次的信号として二次電子を用いていたが、これに限定されることはない。当該二次的信号として、二次電子を用いる代わりに又はこれに加えて、反射電子若しくは透過電子を用いるようにしてもよい。このときには、反射電子を検出するための反射電子検出器、又は透過電子を検出するための透過電子検出器を試料室2に設置する必要がある。   In the above example, when the inspection of the processing surface 5a of the sample piece 5 is performed, secondary electrons are used as a secondary signal obtained in response to the irradiation of the electron beam 50. However, the present invention is not limited to this. Never happen. As the secondary signal, a reflected electron or a transmitted electron may be used instead of or in addition to the secondary electron. At this time, it is necessary to install a reflected electron detector for detecting reflected electrons or a transmitted electron detector for detecting transmitted electrons in the sample chamber 2.

ここで、試料室2に透過電子検出器70を備えた試料加工装置1を、図18に示す。同図において、試料室2には、透過電子検出器70が設けられている。この透過電子検出器70には、蛍光面71、導光板72及び検出部73が備えられている。   Here, the sample processing apparatus 1 provided with the transmission electron detector 70 in the sample chamber 2 is shown in FIG. In the figure, a transmission electron detector 70 is provided in the sample chamber 2. The transmission electron detector 70 includes a fluorescent screen 71, a light guide plate 72, and a detection unit 73.

また、移動ステージ手段10aを構成する各駆動部13〜16及び傾斜駆動部12には、それぞれ孔(貫通孔)が形成されている。これらの孔は、試料片5に保持された試料片5の下方に位置している。この試料加工装置1における他の部分の構成は、図4に示す試料加工装置1と同様である。   Moreover, each drive part 13-16 and the inclination drive part 12 which comprise the movement stage means 10a are each formed with the hole (through-hole). These holes are located below the sample piece 5 held by the sample piece 5. The configuration of other parts in the sample processing apparatus 1 is the same as that of the sample processing apparatus 1 shown in FIG.

このような構成からなる試料加工装置1(図18参照)を用いて、試料基板7から切り出された試料片5の検査を行う際には、保持具6aに保持された試料片5に、電子光学鏡筒3により電子線50を試料片5に照射する。   When the sample piece 5 cut out from the sample substrate 7 is inspected using the sample processing apparatus 1 having such a configuration (see FIG. 18), the sample piece 5 held by the holder 6a is electronically attached. The sample piece 5 is irradiated with the electron beam 50 by the optical barrel 3.

この電子線50の照射により、試料片5を透過した透過電子50aは、各駆動部13〜16及び傾斜駆動部12に形成された各孔を通過し、透過電子検出器70の蛍光面71に入射する。   Through the irradiation of the electron beam 50, the transmitted electrons 50 a transmitted through the sample piece 5 pass through the holes formed in the driving units 13 to 16 and the inclined driving unit 12, and are transmitted to the phosphor screen 71 of the transmission electron detector 70. Incident.

蛍光面71からは、透過電子50aの照射に応じて蛍光50bが発生する。この蛍光50bは、導光板72を通過して検出部73に到達する。検出部73は、当該蛍光50bを検出する。このようにして、透過電子検出器70は、試料片5からの二次的信号である透過電子50aを検出する。   From the phosphor screen 71, fluorescence 50b is generated in response to irradiation with the transmitted electrons 50a. The fluorescence 50 b passes through the light guide plate 72 and reaches the detection unit 73. The detection unit 73 detects the fluorescence 50b. In this way, the transmission electron detector 70 detects the transmission electrons 50 a that are secondary signals from the sample piece 5.

上述のようにして、試料基板7の加工及び試料片5の加工が、真空雰囲気の試料室2内において連続的に実行された後には、試料室2内を大気圧雰囲気に戻して、交換棒9の操作により、開閉バルブを介して試料基板7及び試料片5が試料室2内から取り出されることとなる。   As described above, after the processing of the sample substrate 7 and the processing of the sample piece 5 are continuously performed in the sample chamber 2 in the vacuum atmosphere, the inside of the sample chamber 2 is returned to the atmospheric pressure atmosphere, and the exchange rod By the operation of 9, the sample substrate 7 and the sample piece 5 are taken out from the sample chamber 2 through the opening / closing valve.

このように、本発明における試料加工装置1は、試料室2と、試料室2に接続されたイオンビーム照射手段4と、試料室2内に配置されたステージ17と、ステージ17を移動するための移動機構10とを備え、ステージ17には、試料基板支持手段8及び試料片保持手段6が着脱可能に載置でき、移動機構10によってステージ17を移動させることにより、ステージ17上の試料基板支持手段8に支持された試料基板7又は試料片保持手段6に試料片保持具6aを介して保持された試料片5をイオンビーム照射手段4の光軸上に位置させることができ、イオンビーム照射手段4からイオンビームを試料基板7又は試料片5に照射することにより、試料基板7又は試料片5の加工を行うことができる。   Thus, the sample processing apparatus 1 according to the present invention moves the sample chamber 2, the ion beam irradiation means 4 connected to the sample chamber 2, the stage 17 disposed in the sample chamber 2, and the stage 17. The sample substrate support means 8 and the sample piece holding means 6 can be detachably mounted on the stage 17, and the stage 17 is moved by the movement mechanism 10, so that the sample substrate on the stage 17 can be moved. The sample substrate 7 supported by the support means 8 or the sample piece 5 held by the sample piece holding means 6 via the sample piece holder 6a can be positioned on the optical axis of the ion beam irradiation means 4, and the ion beam The sample substrate 7 or the sample piece 5 can be processed by irradiating the sample substrate 7 or the sample piece 5 with the ion beam from the irradiation means 4.

ここで、試料基板支持手段8と試料片保持手段6は、ステージ17に形成された溝15に係合され、試料基板支持手段8及び試料片保持手段6のステージ17からの着脱は、同一の交換棒9の操作により行われる。   Here, the sample substrate support means 8 and the sample piece holding means 6 are engaged with a groove 15 formed in the stage 17, and the sample substrate support means 8 and the sample piece holding means 6 are attached and detached from the stage 17 in the same manner. This is done by operating the exchange rod 9.

また、ステージ17は、移動機構10に着脱可能に載置されており、試料基板支持手段8及び試料片保持手段6のステージ17からの着脱と、ステージ17の移動機構10からの着脱は、同一の交換棒9の操作により行われる。   The stage 17 is detachably mounted on the moving mechanism 10, and the attachment / detachment of the sample substrate support means 8 and the sample piece holding means 6 from the stage 17 and the attachment / detachment of the stage 17 from the movement mechanism 10 are the same. This is performed by operating the exchange rod 9.

さらに、試料室2に接続された電子線照射手段3と、電子線照射手段3からの電子線50が照射された試料片5から発生する二次的信号を少なくとも検出する信号検出手段とを備えており、試料片保持手段6によって試料片5が回転することにより、試料片5の所定の被加工面5aに電子線50が照射でき、これにより当該被加工面5aに対応する試料片5からの二次的信号を検出することができる。このとき、二次的信号としては、二次電子、反射電子若しくは透過電子を用いることができる。   Furthermore, an electron beam irradiation means 3 connected to the sample chamber 2 and a signal detection means for detecting at least a secondary signal generated from the sample piece 5 irradiated with the electron beam 50 from the electron beam irradiation means 3 are provided. When the sample piece 5 is rotated by the sample piece holding means 6, the electron beam 50 can be irradiated to a predetermined processed surface 5 a of the sample piece 5, and thereby the sample piece 5 corresponding to the processed surface 5 a can be irradiated. Secondary signals can be detected. At this time, secondary electrons, reflected electrons, or transmitted electrons can be used as secondary signals.

このように本発明では、試料加工装置1の試料室2内に配置されたステージ17に、試料基板支持手段8及び試料片保持手段6が着脱可能に載置でき、移動機構10によってステージ17を移動させることによって、ステージ17上の試料基板支持手段8に支持された試料基板7又は試料片保持手段6に保持された試料片5をイオンビーム照射手段4の光軸上に位置させることができる。そして、イオンビーム照射手段4からイオンビームを試料基板7又は試料片5に照射することにより、試料基板7又は試料片5の加工を行うことができる。   Thus, in the present invention, the sample substrate support means 8 and the sample piece holding means 6 can be detachably placed on the stage 17 disposed in the sample chamber 2 of the sample processing apparatus 1, and the stage 17 is moved by the moving mechanism 10. By moving, the sample substrate 7 supported by the sample substrate support means 8 on the stage 17 or the sample piece 5 held by the sample piece holding means 6 can be positioned on the optical axis of the ion beam irradiation means 4. . Then, the sample substrate 7 or the sample piece 5 can be processed by irradiating the sample substrate 7 or the sample piece 5 with the ion beam from the ion beam irradiation means 4.

これにより、試料基板支持手段8及び試料片保持手段6を介して、試料室2内のステージ17上に試料基板7及び試料片5を同時に配置することができる。よって、一の試料片が削りだされる試料基板7と、他の試料片5とを同時に試料室2内に配置することができ、当該試料基板7の加工が終了した後に、試料室2内の雰囲気を大気圧に戻すことなく真空雰囲気のままで、当該試料片5の加工に移行することができる。   Thereby, the sample substrate 7 and the sample piece 5 can be simultaneously disposed on the stage 17 in the sample chamber 2 via the sample substrate support means 8 and the sample piece holding means 6. Therefore, the sample substrate 7 from which one sample piece is shaved and the other sample piece 5 can be simultaneously arranged in the sample chamber 2, and after the processing of the sample substrate 7 is completed, It is possible to proceed to the processing of the sample piece 5 in the vacuum atmosphere without returning the atmosphere to atmospheric pressure.

この結果、一の試料片が削り出される試料基板7の加工と、他の試料片5の加工とを連続して行うことができ、試料室2内の雰囲気を一旦大気圧に戻して試料交換をした後に真空引きする必要がなく、これらの加工を連続的に効率良く行うことができる。   As a result, the processing of the sample substrate 7 from which one sample piece is cut out and the processing of the other sample piece 5 can be performed continuously, and the atmosphere in the sample chamber 2 is once returned to atmospheric pressure to replace the sample. There is no need to evacuate after the process, and these processes can be performed continuously and efficiently.

従来技術における試料作成装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the sample preparation apparatus in a prior art. 図1における支持台上での試料基板の配置関係を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning relationship of the sample board | substrate on the support stand in FIG. 試料基板から切り出される試料片の保持具への移動を説明する図である。It is a figure explaining the movement to the holder of the sample piece cut out from a sample board | substrate. 本発明における試料加工装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the sample processing apparatus in this invention. ステージに載置されている基板支持手段及び保持手段を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the board | substrate support means and holding means currently mounted in the stage. 本発明におけるステージ上での基板支持手段及び保持手段の配置関係を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning relationship of the board | substrate support means and the holding means on the stage in this invention. ステージ上への基板支持手段及び保持手段の載置方法を説明する図である。It is a figure explaining the mounting method of the board | substrate support means and holding means on a stage. ステージ上への基板支持手段及び保持手段の載置方法を説明する図である。It is a figure explaining the mounting method of the board | substrate support means and holding means on a stage. ステージ上への基板支持手段及び保持手段の載置方法を説明する図である。It is a figure explaining the mounting method of the board | substrate support means and holding means on a stage. ステージ上への基板支持手段及び保持手段の載置方法を説明する図である。It is a figure explaining the mounting method of the board | substrate support means and holding means on a stage. ステージ上への基板支持手段及び保持手段の載置方法を説明する図である。It is a figure explaining the mounting method of the board | substrate support means and holding means on a stage. ステージ上への基板支持手段及び保持手段の載置方法を説明する図である。It is a figure explaining the mounting method of the board | substrate support means and holding means on a stage. 保持手段の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a holding means. 保持手段の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a holding means. 基板支持手段及び保持手段が配置されたステージの基台への載置方法を説明する図である。It is a figure explaining the mounting method to the base of the stage in which the board | substrate support means and the holding means are arrange | positioned. 基板支持手段及び保持手段が配置されたステージの基台への載置方法を説明する図である。It is a figure explaining the mounting method to the base of the stage in which the board | substrate support means and the holding means are arrange | positioned. 保持具に保持された試料片の被加工面に電子線を照射する状態を示す図である。It is a figure which shows the state which irradiates an electron beam to the to-be-processed surface of the sample piece hold | maintained at the holder. 本発明における試料加工装置の変形例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the modification of the sample processing apparatus in this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…試料加工装置、2…試料室、3…電子光学鏡筒、4…イオンビーム鏡筒、5…試料片(他の試料片)、5a…被加工面、6…保持手段、6a…保持具、7…試料基板(一の試料片が削り出される試料基板)、8…基板支持手段、16a…基台、17…ステージ、15…溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sample processing apparatus, 2 ... Sample chamber, 3 ... Electron optical column, 4 ... Ion beam column, 5 ... Sample piece (other sample piece), 5a ... Work surface, 6 ... Holding means, 6a ... Holding 7 ... Sample substrate (sample substrate from which one sample piece is cut out), 8 ... Substrate support means, 16a ... Base, 17 ... Stage, 15 ... Groove

Claims (7)

試料室と、試料室に接続されたイオンビーム照射手段と、試料室内に配置されたステージと、ステージを移動するための移動機構とを備え、ステージには、試料基板支持手段及び試料片保持手段が着脱可能に載置でき、移動機構によってステージを移動させることにより、ステージ上の試料基板支持手段に支持された試料基板又は試料片保持手段に保持された試料片をイオンビーム照射手段の光軸上に位置させることができ、イオンビーム照射手段からイオンビームを試料基板又は試料片に照射することにより、試料基板又は試料片の加工を行うことができる試料加工装置。 A sample chamber, an ion beam irradiation unit connected to the sample chamber, a stage disposed in the sample chamber, and a moving mechanism for moving the stage are provided. The stage includes a sample substrate support unit and a sample piece holding unit. The sample substrate supported by the sample substrate support means on the stage or the sample piece held by the sample piece holding means can be placed on the optical axis of the ion beam irradiation means by moving the stage by the moving mechanism. A sample processing apparatus which can be positioned above and can process a sample substrate or sample piece by irradiating the sample substrate or sample piece with an ion beam from an ion beam irradiation means. 試料基板支持手段と試料片保持手段は、ステージに形成された溝に係合されることを特徴とする請求項1記載の試料加工装置。 2. The sample processing apparatus according to claim 1, wherein the sample substrate support means and the sample piece holding means are engaged with a groove formed in the stage. 試料基板支持手段及び試料片保持手段のステージからの着脱は、同一の交換棒の操作により行われることを特徴とする請求項1又は2記載の試料加工装置。 The sample processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the sample substrate support means and the sample piece holding means are detached from the stage by operating the same exchange rod. ステージは、移動機構に着脱可能に載置されていることを特徴とする請求項1乃至3何れか記載の試料加工装置。 The sample processing apparatus according to claim 1, wherein the stage is detachably mounted on the moving mechanism. 試料基板支持手段及び試料片保持手段のステージからの着脱と、ステージの移動機構からの着脱は、同一の交換棒の操作により行われることを特徴とする請求項4記載の試料加工装置。 5. The sample processing apparatus according to claim 4, wherein the attachment / detachment of the sample substrate support means and the sample piece holding means from the stage and the attachment / detachment from the stage moving mechanism are performed by operating the same exchange rod. 試料室に接続された電子線照射手段と、電子線照射手段からの電子線が照射された試料片から発生する二次的信号を少なくとも検出する信号検出手段とをさらに備え、試料片保持手段によって試料片が回転することにより、試料片の所定の被加工面に電子線が照射でき、これにより当該被加工面に対応する試料片からの二次的信号を検出できることを特徴とする請求項1乃至5何れか記載の試料加工装置。 An electron beam irradiation means connected to the sample chamber; and a signal detection means for detecting at least a secondary signal generated from the sample piece irradiated with the electron beam from the electron beam irradiation means; The electron beam can be irradiated onto a predetermined processing surface of the sample piece by rotating the sample piece, whereby a secondary signal from the sample piece corresponding to the processing surface can be detected. The sample processing apparatus according to any one of 5 to 5. 二次的信号は、二次電子、反射電子若しくは透過電子であることを特徴とする請求項6記載の試料加工装置。 The sample processing apparatus according to claim 6, wherein the secondary signal is a secondary electron, a reflected electron, or a transmitted electron.
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