DE112016005621T5

DE112016005621T5 - Probenhalter, Ionenätzvorrichtung, Probenbearbeitungsverfahren, Probenbetrachtungsverfahren und Probenbearbeitungs- und Betrachtungsverfahren

Info

Publication number: DE112016005621T5
Application number: DE112016005621.4T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Kamino; Hisayuki Takasu
Original assignee: Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2016-02-03
Filing date: 2016-02-03
Publication date: 2020-07-23
Anticipated expiration: 2036-02-04
Also published as: DE112016005621B4; KR102079069B1; CN108475607B; CN108475607A; WO2017134764A1; JP6533312B2; US20190033182A1; KR20180089469A; JPWO2017134764A1; US11226273B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf einen Probenhalter vom Seiteneinführtyp, der das Betrachten mit einer Betrachtungsvorrichtung ermöglicht, ohne die zu analysierende Probe aus dem Probenhalter zu nehmen, nachdem die zu analysierende Probe von einer Bearbeitungsvorrichtung bearbeitet wurde. Der Probenhalter umfasst einen Griff, einen Hauptkörper des Probenhalters, der sich vom Griff erstreckt, einen Spitzenabschnitt, der mit dem Hauptkörper des Probenhalters verbunden und mit einem Probentisch zum Befestigen der Probe vorgesehen ist, und einen Mechanismus, der ein relatives Positionsverhältnis zwischen einer Bearbeitungsoberfläche der Probe, die am Probentisch befestigt ist, und einer Bestrahlungsrichtung des Ionenstrahls ändert und bewirkt, dass der Spitzenabschnitt während der Probenbearbeitung Bestrahlung mit dem Ionenstrahl vermeidet

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Probenhalter, eine Ionenätzvorrichtung, ein Probenbearbeitungsverfahren, ein Probenbetrachtungsverfahren und ein Probenbearbeitungs- und -betrachtungsverfahren.
Stand der Technik
Eine Ionenätzvorrichtung ist eine Vorrichtung, die eine Probe belastungsfrei glatt schabt, wobei ein physikalisches Sputter-Phänomen verwendet wird, bei dem Ionen wie Argon, die in einer Anode erzeugt werden, auf ungefähr 10 kV oder weniger (um ein Beschädigen der Probe zu reduzieren) beschleunigt werden, und die Probe mit den Ionen bestrahlt wird ohne fokussiert zu sein, um Probenatome von einer Probenoberfläche abzutragen.
Wenn die Probe mit einem Ionenstrahl bestrahlt wird, hängt eine geschabte Menge von einer Zusammensetzung der Probe, einem Bestrahlungswinkel des Ionenstrahls, einer Kristallausrichtung und der Beschleunigungsspannung des Ionenstrahls und dergleichen ab; wenn die Probe jedoch so eingestellt wird, dass der Bestrahlungswinkel des Ionenstrahls 90 Grad beträgt, kann jedoch eine Abweichung der geschabten Menge aufgrund der Probenzusammensetzung reduziert werden und es können auch mehrlagige Schichten mit mehreren Zusammensetzungen glatt bearbeitet werden. Um zu verhindern, dass eine Position mit dem Ionenstrahl bestrahlt wird, die nicht die Ionenätzzielposition ist, wenn die Probe mit dem Ionenstrahl bestrahlt wird, wird zu diesem Zeitpunkt eine Platte (nachstehend auch als Abschirmplatte oder Maske bezeichnet) angeordnet, um die Probe an einer Bearbeitungszielposition vom Ionenstrahl in einer Ionenstrahl-Bestrahlungsrichtung abzuschirmen (Anmerkung: Bedeutung von Ionenquellenseite=Ionenkanonenseite). Mehrere hundert Mikrometer oder weniger der Probe werden von der Abschirmplatte freigelegt, um mit dem Ionenstrahl bestrahlt zu werden und der freiliegende Probenabschnitt kann durch physikalisches Sputtern geschabt werden, um eine glatte Oberfläche zu erhalten.
Zusätzlich kann für die Ionenätzvorrichtung ein Probenhalter vom Seiteneinführtyp übernommen werden, auf dem die zu analysierende Probe platziert wird (siehe PTL 1).
Liste der Bezugsverweise
Patentliteratur
PTL 1: JP-A-11-258130
Kurzdarstellung der Erfindung
Technische Problemstellung
Wenn die Ionenätzvorrichtung verwendet wird, mit der die Probe unter Verwendung eines Probenhalters vom Seiteneinführtyp nach der verwandten Technik bearbeitet wird, wie es in PTL 1 offenbart ist, wird die zu analysierende Probe an dem Probenhalter vom Seiteneinführtyp befestigt, um die Ätzbearbeitung durch Einführen des Halters in die Ionenätzvorrichtung auszuführen. In diesem Fall wird die Bearbeitungsoberfläche der Probe parallel zum Ionenstrahl, der für die Bestrahlung verwendet wird.
Andererseits war es in einem Fall, in dem die Bearbeitungsoberfläche der Probe mit einem Elektronenmikroskop betrachtet wurde (beispielsweise einem REM oder dergleichen) notwendig, dass die Bearbeitungsoberfläche der Probe mit der Bestrahlungsrichtung eines Elektronenstrahls übereinstimmt. Daher war es notwendig, den Probenhalter vom Seiteneinführtyp aus der Ionenätzvorrichtung herauszunehmen, und die Proben vorübergehend zu entnehmen, und dann die Probe wieder am Halter des Elektronenmikroskops so zu befestigen, dass die Bearbeitungsoberfläche und die Betrachtungsrichtung miteinander übereinstimmten. Infolge des Ausführens eines solchen Vorgangs entstehen Probleme dadurch, dass ein Arbeitsablauf kompliziert wird und die Probe beschädigt werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben erwähnten Umstände gemacht und schlägt einen Probenhalter vom Seiteneinführtyp vor, der das Betrachten mit einer Betrachtungsvorrichtung ermöglicht, ohne die zu analysierende Probe aus dem Probenhalter zu nehmen, nachdem die zu analysierende Probe von einer Bearbeitungsvorrichtung bearbeitet wurde.
Problemlösung
Um die Probleme zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung einen Probenhalter bereit, der so in eine Ionenätzvorrichtung eingeführt wird, dass er quer zu einem Bestrahlungsort eines Ionenstrahls liegt und nach der Probenbearbeitung aus der Ionenätzvorrichtung herausgenommen wird, der Probenhalter umfassend: einen Griff; einen Hauptkörper des Probenhalters, der sich vom Griff erstreckt; einen Spitzenabschnitt, der mit dem Hauptkörper des Probenhalters verbunden und mit einem Probentisch zum Befestigen der Probe vorgesehen ist; und einen Mechanismus, der ein relatives Positionsverhältnis zwischen einer Bearbeitungsoberfläche der Probe, die am Probentisch befestigt ist, und einer Bestrahlungsrichtung des Ionenstrahls ändert und bewirkt, dass der Spitzenabschnitt während der Probenbearbeitung Bestrahlung mit dem Ionenstrahl vermeidet.
Weitere die vorliegende Erfindung betreffende Merkmale werden aus der Beschreibung der vorliegenden Patentschrift und den begleitenden Zeichnungen offensichtlich. Außerdem werden Aspekte der vorliegenden Erfindung gemäß einem Element, einer Kombination von Elementen, der folgenden ausführlichen Beschreibung und den begleitenden Ansprüchen erzielt.
Es versteht sich, dass die Beschreibung der vorliegenden Patentschrift nur ein allgemeines Beispiel ist und nicht beabsichtigt wird, den Umfang oder das Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf beliebige Weise zu beschränken.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung können in einem Zustand des Anbringens einer Probe an einem Probenhalter vom Seiteneinführtyp Ätzbearbeitung durch eine Ätzvorrichtung und Betrachtung durch eine Betrachtungsvorrichtung miteinander kompatibel sein, ohne die Probe zu entnehmen.
Figurenliste
Es zeigen

[1] 1 eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration einer Ionenätzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
[2] 2 eine Ansicht, die eine externe Konfiguration eines peripheren Abschnitts eines Spitzenabschnitts 32 eines Probenhalters 30 vom Seiteneinführtyp gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
[3] 3 eine Ansicht, die eine Konfiguration (Seitenfläche) eines Probenhalters vom Seiteneinführtyp gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
[4] 4 eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Spitzenabschnitt-Drehmechanismus darstellt, der im Probenhalters 30 vom Seiteneinführtyp vorgesehen ist, gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
[5] 5 eine Ansicht, die einen Aspekt darstellt, wenn eine Probe unter Verwendung des Probenhalters 30 vom Seiteneinführtyp gemäß der vorliegenden Ausführungsform bearbeitet wird.
[6] 6 eine Ansicht, die einen Aspekt darstellt, wenn eine Bearbeitungsoberfläche (eine bearbeitete Oberfläche) der Probe unter Verwendung des Probenhalters 30 vom Seiteneinführtyp gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
[7] 7 ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Vorgangs zum Bearbeiten und Betrachten der Probe gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
[8] 8 ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Vorgangs zum Bearbeiten und Betrachten der Probe gemäß einem Vergleichsbeispiel (Beispiel der verwandten Technik).
[9] 9 eine Ansicht, die ein Beispiel für eine externe Konfiguration eines Probenhalters 900 vom Seiteneinführtyp gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
[10] 10 ein Schnitt des Probenhalters 900 vom Seiteneinführtyp auf einer Ebene 903 von 9.
[11] 11 eine Ansicht, die einen Aspekt darstellt, in dem der Spitzenabschnitt 32 vollständig freiliegt und der Spitzenabschnitt 32 um einen Drehwelle 33 als Zentrum gedreht wird, um in einen vertikalen Zustand überzugehen.
[12] 12 eine Ansicht, die einen Aspekt darstellt, in dem der Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp an einer Betrachtungsvorrichtung (nicht dargestellt) angebracht ist, um eine Bearbeitungsoberfläche 603 zu betrachten.

Beschreibung der Ausführungsformen
Ein Probenhalter vom Seiteneinführtyp gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Griff, einen Hauptkörper des Probenhalters, der sich vom Griff erstreckt, einen Spitzenabschnitt, der mit dem Hauptkörper des Probenhalters verbunden und mit einem Probentisch zum Befestigen der Probe vorgesehen ist, und einen Mechanismus, der ein relatives Positionsverhältnis der Probe, die am Probentisch befestigt ist, mit einer Bestrahlungsrichtung des Ionenstrahls ändert und bewirkt, dass der Spitzenabschnitt während der Probenbearbeitung Bestrahlung mit dem Ionenstrahl vermeidet. Während der Probenbearbeitung kann verhindert werden, dass der Spitzenabschnitt durch Exposition gegenüber dem Ionenstrahl beschädigt wird, da sich der Spitzenabschnitt des Probenhalters in eine Position bewegt, in der Bestrahlung mit dem Ionenstrahl vermieden werden kann (einen Rückzugzustand einnimmt).
Insbesondere dreht der Mechanismus den Spitzenabschnitt in eine Richtung, die der Richtung entgegengesetzt ist, in die die Ionenquelle einer Ionenätzvorrichtung vorgesehen wurde, von einem Zustand, in dem der Spitzenabschnitt horizontal zum Hauptkörper des Probenhalters liegt.
Insbesondere umfasst der Mechanismus eine erste Welle, die im Inneren des Hauptkörpers des Probenhalters untergebracht ist, sich in einer Richtung vom Verbindungsabschnitt zum Griff erstreckt und ein erstes Zahnrad aufweist, und eine zweite Welle, die die gleiche Achse wie die Drehwelle des Spitzenabschnitts aufweist und ein zweites Zahnrad aufweist. Dann wird ein Vorgang derartig ausgeführt, dass beim Ausüben eines Drehmoments zum Drehen der ersten Welle um eine Achse der ersten Welle das Drehmoment über das erste Zahnrad auf das zweite Zahnrad übertragen wird, um die zweiten Welle zu drehen. Dementsprechend dreht sich der Spitzenabschnitt so, dass er sich von der Ionenquelle entfernt und geht in einen Zustand über, in dem der Spitzenabschnitt senkrecht zum Hauptkörper des Probenhalters wird, aus einem Zustand, in dem er horizontal zum Hauptkörper des Probenhalters liegt.
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In den begleitenden Zeichnungen können gleiche Funktionselemente durch gleiche Nummern dargestellt sein. Die begleitenden Zeichnungen zeigen bestimmte Ausführungsformen und Implementierungen gemäß dem Grundsatz der vorliegenden Erfindung, diese dienen jedoch dem Verständnis der vorliegenden Erfindung und werden nicht zu beschränkten Auslegungen der vorliegenden Erfindung verwendet.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die Beschreibungen ausführlich genug vorgenommen, um die vorliegende Erfindung durch den Fachmann implementieren zu können, es versteht sich jedoch, dass andere Implementierungen und Konfigurationen möglich sind und es möglich ist, eine Konfiguration oder einen Aufbau zu ändern und verschiedene Elemente zu ersetzen ohne vom Umfang und Gedanken des technischen Gedankens abzuweichen. Dementsprechend darf die folgende Beschreibung nicht auf darauf beschränkt ausgelegt werden.
Erste Ausführungsform
<Ionenätzvorrichtung>
1 ist eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration einer Ionenätzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Die Ionenätzvorrichtung 1 umfasst eine Probenkammer 10, eine Tischanordnung 20, einen Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp, einen Motor 40, eine Steuereinheit 50 und eine Ionenkanone 60.
Die Ionenkanone 60 bestrahlt ein Ziel (eine Probe) mit einem nicht fokussierten Ionenstrahl, um die Probe zu bearbeiten.
Das Innere der Probenkammer 10 kann unter Verwendung einer Vakuumabsaugvorrichtung (nicht dargestellt) entleert werden. Außerdem ist die Probenkammer 10 mit einer Membran 11 zum Verhindern von Flare vorgesehen. Beim Bearbeiten der Probe wird Bestrahlung durchgeführt, wobei der Ionenstrahl nicht fokussiert ist. Daher verhindert die Membran zum Verhindern von Flare, dass kein anderer Abschnitt als die Probe, die im Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp platziert ist, und die Abschirmplatte (siehe 2) mit dem gestreuten Ionenstrahl bestrahlt werden.
Die Tischanordnung 20 ist so konfiguriert, dass der Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp an der Probenkammer 10 befestigt werden kann, ohne das Vakuum der Probenkammer 10 zu lösen. Außerdem ist die Tischanordnung 20 so konfiguriert, dass der Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp aus der Probenkammer 10 genommen werden kann, ohne das Vakuum der Probenkammer 10 zu stören.
Die Tischanordnung 20 ist mit einem tischanordnungsseitigen Zahnrad 21 vorgesehen und so konfiguriert, dass das tischanordnungsseitige Zahnrad 21 in ein motorseitiges Zahnrad 41 des Motors 40 greift. Wenn sich dann der Motor dreht, wird dessen Drehmoment über das motorseitige Zahnrad 41 auf das tischanordnungsseitige Zahnrad 21 übertragen, um den Drehfuß 22 der Tischanordnung 20 zu drehen. Nachstehend werden der Motor 40, ein motorseitiges Zahnrad 41 und das tischanordnungsseitige Zahnrad 21 zusammen als „Schwingmechanismus“ bezeichnet.
Da der Drehfuß 22 in engem Kontakt mit dem Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp ist, dreht sich, wenn sich der Drehsockel 22 dreht, auch der Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp um die Drehwelle 31 (dreht sich um vorgegebene Winkel jeweils in eine Richtung im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn) gemäß der Drehung. Eine Drehzahl und ein Drehwinkel des Motors 40 werden von der Steuereinheit (Steuereinheit: beispielsweise ein Computer) 50 gesteuert. Die Drehung wird auch als ein Schwingen bezeichnet. Gemäß der Drehung kann der Bestrahlungswinkel des Ionenstrahls geändert werden, mit dem die Ionenkanone 60 Bestrahlung durchführt, sodass eine Wirkung erzielt wird, die das Bilden von Streifen auf der Bearbeitungsoberfläche der Probe verhindert. Der Drehwinkel (Schwingwinkel) θ ist beispielsweise auf ungefähr -40 Grad ≤ θ ≤ ungefähr +40 Grad eingestellt. Dann wird eine Eingabevorrichtung oder eine Anzeigevorrichtung (nicht dargestellt) mit der Steuereinheit 50 verbunden und ein Bediener kann den Drehbetrag (Schwingbetrag) oder eine Geschwindigkeit des Probenhalters 30 vom Seiteneinführtyps mittels der Eingabevorrichtung anweisen. Der Motor 40 und die Steuereinheit 50 zum Antreiben des Motors 40 müssen nicht in die Tischanordnung 20 integriert sein.
Im Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp ist der Spitzenabschnitt (Schwenkpunkt) 32 durch Drehen eines Knopfs 36 so konfiguriert, dass ein horizontaler Zustand um eine Drehwelle 33 als Zentrum in einen vertikalen Zustand geändert werden kann (der Drehmechanismus wird später beschrieben). Beispielsweise wird in einem Fall, in dem sich der Spitzenabschnitt im horizontalen Zustand befindet, der Spitzenabschnitt 32 in den vertikalen Zustand (einen Zustand in 1) gebracht, wenn der Knopf 36 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Im Gegenteil kehrt der Spitzenabschnitt 32, wenn sich der Spitzenabschnitt im vertikalen Zustand befindet, in den horizontalen Zustand zurück, wenn der Knopf 36 gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. Wenn der Probenhalter vom Seiteneinführtyp in die Tischanordnung 20 eingeführt wird, wird der Spitzenabschnitt 32 im horizontalen Zustand gehalten, und nach dem Einführen wird der Spitzenabschnitt 32 in den vertikalen Zustand geändert, wie es in der Zeichnung während der Probenbearbeitung gezeigt ist. Dann wird die Bestrahlung mit dem Ionenstrahl durchgeführt, und die Probe, die auf ein Ende des Probenhalters vom Seiteneinführtyp platziert wird (insbesondere nahe an der Drehwelle 33), wird über die Membran 11 zum Verhindern von Flare mit dem Ionenstrahl bearbeitet.
<Externe Konfiguration des Spitzenabschnitts des Probenhalters vom Seiteneinführtyp>
2 ist eine Ansicht, die eine externe Konfiguration eines peripheren Abschnitts eines Spitzenabschnitts 32 eines Probenhalters 30 vom Seiteneinführtyp gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. 2(a) stellt einen Zustand (horizontalen Zustand) dar, wenn der Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp in die Tischanordnung 20 eingeführt oder aus dieser entnommen wird. Außerdem stellt 2(b) einen Zustand (vertikalen Zustand) dar, wenn die Probe in den Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp vom Ionenstrahl bearbeitet wird.
In der Umgebung der Drehachse 33 des Spitzenabschnitts 32 ist ein Probentisch 204 vorgesehen (befestigt), und eine Probe 203 wird auf dem Probentisch 204 platziert. Außerdem ist eine Abschirmplatte 202 an einer oberen Oberfläche der Probe 203 angebracht. Eine Seitenfläche der Probe 203 steht leicht (beispielsweise um den zu bearbeitenden Betrag (des Ätzens)) über die Abschirmplatte 202 und den Probentisch 204 über.
Wie in 2(a) gezeigt, liegen in einem Fall, in dem sich der Spitzenabschnitt 32 im horizontalen Zustand befindet, ein Seitenflächenabschnitt 2041 des Probentischs 204 und eine Bearbeitungsoberfläche (Bearbeitungszielfläche) 206 der Probe einer Ionenstrahl-Bestrahlungsrichtung 200 gegenüber.
Andererseits wird, wie in 2 (b) gezeigt, beim Bearbeiten der Probe 203 der Spitzenabschnitt 32 um die Drehachse 33 als Zentrum gedreht, um den Zustand in den vertikalen Zustand zu ändern. Da der Probentisch 204 am Spitzenabschnitt 32 befestigt ist, wird der Zustand des Probentischs 204 zusammen mit der Änderung des Zustands des Spitzenabschnitts 32 ebenfalls geändert. Wenn sich der Spitzenabschnitt im horizontalen Zustand befindet, liegt der Seitenflächenabschnitt 2041 des Probentischs 204 der Bestrahlungsrichtung 200 des Ionenstrahls gegenüber, wenn der Spitzenabschnitt 32 jedoch in den vertikalen Zustand geändert wird, erreicht der Seitenflächenabschnitt 2041 einem Zustand parallel zur Bestrahlungsrichtung 200 des Ionenstrahls. Da die Probe zwischen dem Probentisch 204 und der Abschirmplatte 202 liegt, wird auch der Zustand der Probe geändert. Mit anderen Worten wird die Bearbeitungsoberfläche 206 des Prüfkörpers 203 von einem Zustand vertikal zur Bestrahlungsrichtung 200 des Ionenstrahls in einem Zustand parallel zu dieser gebracht.
Im Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp kann eine Einheit zum Einstellen einer Position der Abschirmplatte 202 durch Präzisions-Mikromanipulatoren wie einem Mikrometer mit einer oder mehreren Richtungen (Achsen) oder dergleichen bereitgestellt werden.
<Konfiguration des Probenhalters vom Seiteneinführtyp (Seitenfläche)>
3 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration (Seitenfläche) eines Probenhalters vom Seiteneinführtyp gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. 3 (a) stellt einen Aspekt eines Zustands (horizontaler Zustand) dar, wenn der Spitzenabschnitt 32 nicht gedreht ist. 3(b) stellt einen Aspekt eines Zustands (vertikaler Zustand) dar, wenn der Spitzenabschnitt 32 gedreht ist.
Der Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp umfasst einen Griff 34, einen Hauptkörper des Probenhalters 35, der sich vom Griff 34 erstreckt, den Spitzenabschnitt 32, der mit dem Hauptkörper des Probenhalters verbunden und mit dem Probentisch 204 zum Befestigen der Probe vorgesehen ist.
Eine Welle 301 ist mit dem Knopf 36 verbunden, und die Welle 301 erstreckt sich von einem Inneren des Probenhalters 30 vom Seiteneinführtyp in die Umgebung der Drehwelle 33.
Wenn der Knopf 36 gedreht wird, beispielsweise, in eine Richtung 302 im Uhrzeigersinn, dreht sich auch die Welle 301 in die Richtung 302 im Uhrzeigersinn. Der Spitzenabschnitt 32 wird vom Spitzenabschnitt-Drehmechanismus (der später anhand 4 beschrieben wird) um die Drehwelle 33 als Zentrum in die Richtung 303 nach unten gefaltet, um im vertikalen Zustand zu sein (3(b)).
Der Spitzenabschnitt 32 wird zum Zeitpunkt des gedrehten Zustands (vertikaler Zustand) mit dem Ionenstrahl bestrahlt und die auf dem Probentisch 204 platzierte Probe 203 wird bearbeitet. Während dem Bearbeiten der Probe 203 ist der Spitzenabschnitt 32 in die Richtung 303 nach unten gerichtet. Daher wird der Spitzenabschnitt gegenüber dem Ionenstrahl nicht exponiert und ein Beschädigen des Spitzenabschnitts 32 kann verhindert werden.
Wenn der Knopf 36 in eine Richtung 305 gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, nachdem das Bearbeiten der Probe 203 beendet ist, dreht sich ähnlich auch die Welle 301 in der Richtung 305 gegen den Uhrzeigersinn. Dann hebt sich der Spitzenabschnitt mittels des Drehmechanismus für den Spitzenabschnitt 32, der später beschrieben wird, um die Drehwelle 33 als Zentrum in einer Richtung 306 nach oben, um in den horizontalen Zustand zurückzukehren (3(a)).
Wenn die Probe 203 auf dem Probentisch 204 platziert (daran befestigt) ist und sich der Spitzenabschnitt 32 im horizontalen Zustand befindet, ist eine Höhe des oberen Spitzenabschnitts (Bearbeitungszieloberfläche 206) der Probe 203 niedriger als die Höhe des obersten Abschnitts des Hauptkörpers 305 des Probenhalters. Dementsprechend behindern die Probe 203, der Probentisch 204 und die Abschirmung 202 den Vorgang des Einführens und Herausnehmens nicht, selbst wenn der Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp einem Vorgang des Einsetzens und Herausnehmens bezüglich der Tischanordnung 20 unterworfen wird.
<Spitzenabschnitt-Drehmechanismus>
4 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration des Drehmechanismus für den Spitzenabschnitt darstellt, der im Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen ist. 4 (a) ist eine Draufsicht des Probenhalters 30 vom Seiteneinführtyp. 4 (b) stellt eine Konfiguration eines Hauptteils des Drehmechanismus des Spitzenabschnitts dar.
Wie in 4(a) gezeigt, erstreckt sich die Welle 301 vom Knopf 36 zur Umgebung der Drehwelle 33. Außerdem ist eine Welle 402 auf einem Abschnitt der Drehwelle 33 so vorgesehen, dass sie eine Seitenfläche des Probenhalters 30 vom Seiteneinführtyp überquert. Das heißt, dass das Zentrum der Welle 401 mit dem Zentrum der Drehwelle 33 übereinstimmt. Dann wechselt durch Drehen der Welle 401 der Zustand des Spitzenabschnitts 32 zwischen dem horizontalen Zustand und dem vertikalen Zustand. Das Drehung der Welle 401 wird durch Drehen der Welle 301 umgesetzt. Der in 4 (b) dargestellte Mechanismus setzt einen solchen Vorgang um.
Wie in 4(b) gezeigt, ist ein Kegelrad 402 an einem Ende der Welle 301 befestigt. Außerdem ist auch ein Kegelrad 403, das in das Kegelrad 402 greift, an der Welle 401 befestigt. Wenn die Welle 301 anhand des Knopfs 36 im Uhrzeigersinn gedreht wird, dreht sich auch das Kegelrad 402, das am Spitzenabschnitt der Welle 301 vorgesehen ist, im Uhrzeigersinn. Dann dreht sich das Kegelrad 403, das in das Kegelrad 402 greift, in Richtung eines Pfeils 404, demgemäß dreht sich auch die Welle 401 in Richtung des Pfeils 404. Entsprechend einem solchen Vorgang wird der Spitzenabschnitt 32 aus dem horizontalen Zustand in den vertikalen Zustand versetzt. Wenn der Knopf 36 gemäß einem entgegengesetzten Vorgang gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, kehrt der Spitzenabschnitt 32 vom vertikalen Zustand in den horizontalen Zustand zurück.
<Aspekt bei der Probenbearbeitung>
5 ist eine Ansicht, die einen Aspekt darstellt, wenn die Probe 203 unter Verwendung des Probenhalters 30 vom Seiteneinführtyp gemäß der vorliegenden Ausführungsform bearbeitet wird. Im Wesentlichen ist die Membran 11 zum Verhindern von Flare, die eine Bestrahlungsgröße eines Ionenstrahls 501 reguliert, über der Abschirmplatte 202 vorgesehen.
Während dem Bearbeiten wird der Spitzenabschnitt 32 des Probenhalters 30 vom Seiteneinführtyp zum vertikalen Zustand, das heißt parallel zu einer Bestrahlungsrichtung des Ionenstrahls. Die Bearbeitungsoberfläche (Bearbeitungszielfläche) 206 der Probe 203 wird ebenfalls parallel zur Bestrahlungsrichtung des Ionenstrahls. In diesem Zustand wird, wenn ein hervorstehender Abschnitt der Probe 203 mit dem Ionenstrahl 501 bestrahlt wird, der hervorstehende Abschnitt der Probe 203 geschabt (die Abschirmplatte 202 kann in manchen Fällen gleichzeitig geschabt werden) und die Bearbeitungsoberfläche wird freigelegt. Außerdem wird während dem Bearbeiten des Probenhalters 30 vom Seiteneinführtyp um einen vorgegeben Winkel mittels des oben beschriebenen Schwingmechanismus (siehe 1) um die Drehwelle 31 gedreht (geschwungen), wodurch die Probe 203 gleichzeitig geschwungen werden kann. Dementsprechend ist es möglich zu verhindern, dass durch den Ionenstrahl 501 Streifen auf der Bearbeitungsoberfläche der Probe 203 gebildet werden. Außerdem kann verhindert werden, dass der Spitzenabschnitt 32 mit dem Ionenstrahl 501 bestrahlt wird, da der Spitzenabschnitt 32 während des Bearbeitens nach unten zurückgezogen werden kann. Dementsprechend ist es möglich eine Situation zu vermeiden, in der der Spitzenabschnitt 32 durch Schaben durch den Ionenstrahl 501 beschädigt wird.
<Aspekt beim Betrachten der Bearbeitungsoberfläche der Probe>
6 ist eine Ansicht, die einen Aspekt darstellt, wenn eine Bearbeitungsoberfläche (eine bearbeitete Oberfläche) der Probe unter Verwendung des Probenhalters 30 vom Seiteneinführtyp gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Nach dem Bearbeiten der Probe wird der Spitzenabschnitt 32 des Probenhalters 30 vom Seiteneinführtyp in den horizontalen Zustand gebracht, um aus der Tischanordnung 20 der Ionenätzvorrichtung 1 herausgenommen zu werden, und an einer Elektronenmikroskop-Vorrichtung angebracht (die gesamte Vorrichtung ist nicht dargestellt) . In diesem Zustand liegt eine Bearbeitungsoberfläche (eine bearbeitete Oberfläche) 603 der Probe 203 einer Elektronenkanone 601 gegenüber. Daher kann die Bearbeitungsoberfläche 603 betrachtet werden, indem sie mit einem Elektronenstrahl 602 bestrahlt wird, wie sie ist.
Dementsprechend ist es nicht erforderlich, die Probe 203 aus dem Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp zu nehmen und die Probe durch Ändern einer Richtung wieder anzubringen, und es ist möglich, eine Ionenätzbearbeitung und eine REM-Betrachtung unter Verwendung des gleichen Halters durchzuführen.
Hier wird ein Elektronenmikroskop als Beispiel für die Betrachtungsvorrichtung verwendet, die Bearbeitungsoberfläche 603 kann jedoch unter Verwendung einer anderen Betrachtungsvorrichtung betrachtet werden.
<Vorgang zum Bearbeiten und Betrachten der Probe>
Fall der vorliegenden Ausführungsform
7 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Vorgangs zum Bearbeiten und Betrachten der Probe gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Schritt 701
Ein Bediener bereitet die Probe vor. Insbesondere wird die Probe in eine geeignete Größe geschnitten (beispielsweise, eine Größe von ungefähr 5 mm × 5 mm). Weist die geschnittene Oberfläche Unebenheit auf, wird die Oberfläche so eben wie möglich behandelt.
Schritt 702
Der Bediener platziert die vorbereitete Probe 203 auf dem Probentisch 204 (Probentisch mit Seiteneinführung zur Abschnittbetrachtung) des Probenhalters 30 vom Seiteneinführtyp. Dann bedeckt der Bediener eine Oberseite der Probe 203 mit der Abschirmplatte 202 und befestigt die Probe 203 und die Abschirmplatte 202 am Probentisch 204. Zu diesem Zeitpunkt wird bewirkt, dass ein Endabschnitt der Probe leicht vom Probentisch 204 und der Abschirmplatte 202 hervorsteht. Der hervorstehende Betrag ist ungefähr gleich dem Betrag, der durch Ionenätzen entfernt werden soll. Da eine Position der Probe eindeutig festgestellt wird, wenn der Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, ist es nicht nötig, eine Probenbearbeitungsposition einzustellen.
Wenn die Proben 203 auf dem Probentisch 204 platziert ist, führt der Bediener den Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp in die Tischanordnung 20 ein.
Schritt 703
Der Bediener ändert den Zustand des Spitzenabschnitts 32 des Probenhalters 30 vom Seiteneinführtyp vom horizontalen Zustand in den vertikalen Zustand (siehe 2). Dann wird eine Abschnitt-Ionenätzbearbeitung innerhalb der Probenkammer 10 der Ionenätzvorrichtung 1 durchgeführt. Während des Bearbeitens wird der Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp so gesteuert, dass er sich mittels des oben beschriebenen Schwingmechanismus um einen vorgegebenen Winkel um die Welle 31 als Zentrum im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn dreht, wodurch verhindert wird, dass sich Streifen auf der Bearbeitungsoberfläche (Bearbeitungszieloberfläche) 206 bilden.
Wenn das Bearbeiten abgeschlossen ist, wird der Zustand des Spitzenabschnitts 32 vom vertikalen Zustand in den horizontalen Zustand geändert, und der Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp wird aus der Tischanordnung 20 herausgezogen.
Schritt 704
Der Bediener führt den Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp, auf dem die bearbeitete Probe platziert ist, in die Betrachtungsvorrichtung (Elektronenmikroskop-Vorrichtung) ein. In diesem Fall wird der Spitzenabschnitt 32 im horizontalen Zustand gehalten und es wird bewirkt, dass die Bearbeitungsoberfläche (eine bearbeitete Oberfläche) 603 Elektronenkanone 601 gegenüberliegt (sodass der Elektronenstrahl 602 und die Bearbeitungsoberfläche 603 im Wesentlichen vertikal sind), die Bearbeitungsoberfläche 603 wird mit dem Elektronenstrahl 602 bestrahlt und der Zustand der Bearbeitungsoberfläche 603 wird betrachtet.
Schritt 705
Wenn durch Betrachten der Bearbeitungsoberfläche 603 festgestellt wird, dass das gewünschte Ergebnis erzielt wurde, beendet der Bediener den Prozess.
In einem Fall, in dem das gewünschte Betrachtungsergebnis nicht erzielt wurde, zieht der Bediener den Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp aus der Betrachtungsvorrichtung, führt den Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp wieder in die Tischanordnung 20 der Ionenätzvorrichtung 1 ein, um die Ionenätzbearbeitung und das Betrachten auszuführen. Der Bediener wiederholt das Bearbeiten und Betrachten oben bis das gewünschte Betrachtungsergebnis erzielt ist.
Fall des Vergleichsbeispiels (verwandte Technik)
8 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Vorgangs zum Verarbeiten und Betrachten der Probe gemäß einem Vergleichsbeispiel (Beispiel der verwandten Technik).
Schritt 801
Der Bediener bereitet die Probe vor. Insbesondere wird die Probe in eine geeignete Größe geschnitten (beispielsweise, eine Größe von ungefähr 5 mm × 5 mm). Weist die geschnittene Oberfläche Unebenheit auf, wird die Oberfläche so eben wie möglich behandelt.
Schritt 802
Der Bediener befestigt die vorbereitete Probe am Probentisch zum Abschnittätzen.
Schritt 803
Der Bediener stellt die Position der Probe so ein, dass eine vorgegebene Position der Probe mit dem Ionenstrahl bestrahlt wird, wobei ein Mechanismus zum Einstellen der Bearbeitungsposition (XY-Positionseinstellung) verwendet wird, der auf dem Probentisch vorgesehen ist.
Schritt 804
Der Bediener führt die Abschnitt-Ionenätzbearbeitung in der Probenkammer der Ionenätzvorrichtung durch.
Schritt 805
Der Bediener entfernt die vorbereitete Probe vom Probentisch zum Abschnittätzen.
Schritt 806
Der Bediener befestigt die in Schritt 805 entfernte Probe am Probentisch des Probenhalters vom Seiteneinführtyp zur Abschnittbetrachtung, um den Halter in die Betrachtungsvorrichtung (Elektronenmikroskop) einzuführen.
Schritt 807
Der Bediener betrachtet die Bearbeitungsoberfläche der Probe mit der Betrachtungsvorrichtung.
Schritt 808
Wenn durch Betrachten der Bearbeitungsoberfläche festgestellt wird, dass ein gewünschtes Ergebnis erzielt wurde, beendet der Bediener den Prozess.
Schritt 809
Falls in Schritt 808 das gewünschte Betrachtungsergebnis nicht erreicht wurde, nimmt der Bediener den Probenhalter vom Seiteneinführtyp zur Abschnittbetrachtung aus der Betrachtungsvorrichtung und nimmt die Probe aus dem Probentisch des Halters.
Der Bediener wiederholt die Vorgänge des Bearbeitens und Betrachtens von Schritt 802 bis 808 bis das gewünschte Betrachtungsergebnis erzielt ist.
Vorteil der vorliegenden Ausführungsform
Wie oben beschrieben ist die Arbeitszeit bei den Vorgängen des Bearbeitens und Betrachtens gemäß der vorliegenden Ausführungsform geringer als die im Vergleichsbeispiel. Insbesondere ist es im Fall der vorliegenden Ausführungsform nicht notwendig, die Probe zwischen dem Probenhalter zum Bearbeiten und dem Probenhalter zum Betrachten wiederholt zu entfernen und anzubringen, und der Durchsatz kann verbessert werden. Das Anbringen und Entfernen der Probe ist eine Arbeit, die sorgfältig ausgeführt werden muss, da Sorge getragen werden muss, die Probe nicht zu beschädigen, was eine zeitaufwändige Arbeit ist. Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform der Vorgang zum Bearbeitungszeitpunkt nicht kompliziert und der Probenhalter ist für den Bediener zweckdienlich, da keine Positionseinstellung notwendig ist, wenn das Abschnittätzen vorgenommen wird (Schritt 803 des Vergleichsbeispiels ist nicht notwendig).
Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform betrifft einen Probenhalter vom Seiteneinführtyp, der eine Kappenabdeckung umfasst, die auf dem Spitzenabschnitt 32 vorgesehen ist und dem Abdichten (Schützen) der Probe 203 dient (einschließlich vor und nach dem Bearbeiten), die am Probentisch 204 angebracht ist. Ein Punkt, der sich von der Konfiguration der ersten Ausführungsform unterscheidet, ist das Hinzufügen der Kappenabdeckung zum Abdichten (Schützen) der Probe 203, die am Spitzenabschnitt 32 angebracht ist.
9 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine externe Konfiguration eines Probenhalters 900 vom Seiteneinführtyp gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. 10 ist ein Schnitt des Probenhalters 900 vom Seiteneinführtyp auf einer Ebene 903 in 9. 10A stellt einen Zustand dar, in dem die Kappenabdeckung den Spitzenabschnitt 32 vollständig bedeckt. 10B stellt eine Ansicht dar, die einen Mittenzustand beim Bewegen der Kappenabdeckung bis zum vollständigen Freilegen der Probe 203 darstellt.
Wie in 9 gezeigt, umfasst der Probenhalter 900 vom Seiteneinführtyp Kappengrundflächen 901, die beispielsweise durch eine kreisförmige Platte ausgebildet sind (die auch eine ellipsenförmige Platte sein kann), und einen beweglichen Kappenabschnitt 902, der beispielsweise durch einen Zylinder ausgebildet wird (der auch eine Röhrenform annehmen kann, die keine Zylinderform ist) in der Umgebung einer Position des Spitzenabschnitts 32 auf dem die Probe 203 platziert ist. Wie in 10 gezeigt, ist jede Kappengrundfläche 901 am Spitzenabschnitt 32 und dem Hauptkörper des Halters 35 befestigt. Da der bewegliche Kappenabschnitt 902 als Zylinder ausgebildet ist, kann er so wirken, dass er einen Raum innerhalb der Kappengrundflächen 901 abdichtet. Beispielsweise kann ein Betriebsmechanismus des beweglichen Kappenabschnitts 902 eine Art des Schiebens auf einer Ebene sein, die senkrecht zur Bestrahlungsrichtung des Elektronenstrahls 602 verläuft, und kann eine Art des Drehens entlang einer Drehachse durch Bereitstellen der Drehachse sein. Ein Betriebsverfahren des beweglichen Kappenabschnitts 902 kann beispielsweise ein Verfahren des automatischen Bewegens sein, indem ein Motor oder dergleichen bereitgestellt wird, und kann auch ein Verfahren des Durchführens eines Betriebs von außerhalb der Probenkammer 10 sein, indem eine Drehauslösungsvorrichtung oder dergleichen am Probenhalters 30 vom Seiteneinführtyp vorgesehen wird. Außerdem kann ein Manipulator oder dergleichen auf einer Spitze des Halters vorgesehen sein, um den Betrieb anhand des Manipulators durchzuführen. Ferner können verschiedene Betriebsmechanismen und Betriebsverfahren übernommen werden.
11 ist eine Ansicht, die eine Aspekt darstellt, in dem der Spitzenabschnitt 32 vollständig freigelegt ist und der Spitzenabschnitt 32 um eine Drehwelle 33 als Zentrum gedreht wird, und einen vertikalen Zustand annehmen. Der Spitzenabschnitt 32 kann um die Drehwelle 33 als Zentrum in der Richtung 303 nach unten gefaltet werden, wobei der in der ersten Ausführungsform dargestellte Spitzenabschnitt-Drehmechanismus verwendet wird, und den vertikalen Zustand annehmen. Auf diese Weise wird der Spitzenabschnitt in den vertikalen Zustand gebracht, wobei die platzierte Probe 203 mit dem Ionenstrahl 501 bearbeitet werden kann. Da sich der bewegliche Kappenabschnitt 902 in einem vollständig zurückgezogenen Zustand befindet (einem Zustand, in dem die Probe 203 im Raum der Probenkammer freigelegt ist), behindern sich der Spitzenabschnitt 32 und der bewegliche Kappenabschnitt 902 nicht gegenseitig. Nach dem Bearbeiten der Probe 203 kehrt der Spitzenabschnitt 32 in eine ursprüngliche Position desselben zurück (vom vertikalen Zustand in den horizontalen Zustand). Danach bewegt der Bediener (Benutzer) durch Betätigen des oben beschriebenen Betriebsmechanismus den beweglichen Kappenabschnitt 902 in Richtung eines Pfeils X1 bis der bewegliche Kappenabschnitt 902 die Probe 203 (die bearbeitet wurde) vollständig abdeckt, die auf dem Probentisch 204 des Spitzenabschnitts platziert ist. Danach entnimmt der Bediener den Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp aus der Probenkammer 10 (siehe 1) und bringt den Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp an einer Betrachtungsvorrichtung an (nicht dargestellt). Dementsprechend kann der Ionenstrahl 603 der Probe 203 betrachtet werden. Die Kappengrundfläche 901 ist vorteilhafterweise aus einem Material gefertigt, das vom Ionenstrahl 501 nur schwer geschabt werden kann.
12 ist eine Ansicht, die einen Aspekt darstellt, in dem der Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp an einer Betrachtungsvorrichtung (nicht dargestellt) angebracht ist, um eine Bearbeitungsoberfläche 603 zu betrachten. Zuerst wird der Probenhalter 30 vom Seiteneinführtyp, der aus der Probenkammer 10 der Ionenätzvorrichtung 1 genommen wurde, an der Betrachtungsvorrichtung (nicht dargestellt) angebracht (in diese eingeführt). Dann bedient der Bediener den Bewegungsmechanismus des bewegliche Kappenabschnitts 902 um den bewegliche Kappenabschnitt 902 in Richtung eines Pfeils X2 in eine Position zu bewegen, in der die Bearbeitungsoberfläche 603 der Probe 203 betrachtet werden kann (oder in die vollständig zurückgezogene Position des beweglichen Kappenabschnitts 902). Dann betrachtet der Bediener die Bearbeitungsoberfläche 603 durch Bestrahlen der Bearbeitungsoberfläche 603 der Probe 203 mit dem Elektronenstrahl 602. Beim Betrachten der Bearbeitungsoberfläche 603 ist es nicht notwendig, den Spitzenabschnitt 32 in den vertikalen Zustand zu versetzen, wie oben beschrieben.
Durch Bereitstellen der oben beschriebenen Kappenabdeckung an der Spitze des Probenhalters 30 vom Seiteneinführtyp, kann ein Zerbrechen der Probe, Schmutz oder Luftkontakt während dem Transport bei der Bewegung zwischen Vorrichtungen vermieden werden (beispielsweise zwischen der Ionenätzvorrichtung und der Betrachtungsvorrichtung).
Schlussfolgerung
(i) Ein Probenhalter (Probenhalter vom Seiteneinführtyp) gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Griff, einen Hauptkörper des Probenhalters, der sich vom Griff erstreckt, einen Spitzenabschnitt, der mit dem Hauptkörper des Probenhalters verbunden und mit einem Probentisch zum Befestigen der Probe vorgesehen ist, und einen Mechanismus, der ein relatives Positionsverhältnis der Bearbeitungsoberfläche der Probe, die am Probentisch befestigt ist, mit einer Bestrahlungsrichtung des Ionenstrahls ändert und bewirkt, dass der Spitzenabschnitt während der Probenbearbeitung Bestrahlung mit dem Ionenstrahl vermeidet. Demgemäß kann verhindert werden, dass der Spitzenabschnitt (Schwenkpunkt) des Halters während des Bearbeitens durch Exposition gegenüber dem Ionenstrahl beschädigt wird. Außerdem kann, da eine Richtung der Bearbeitungsoberfläche der Probe geändert werden kann, der Aufwand des Entnehmens der Probe aus dem Halter nach dem Bearbeiten mit der Ionenätzvorrichtung und des erneuten Anbringens der Probe am Halter der Betrachtungsvorrichtung vermieden und der Durchsatz verbessert werden.
Insbesondere dreht der Mechanismus den Spitzenabschnitt von einem Zustand, in dem der Spitzenabschnitt horizontal zum Hauptkörper des Probenhalters liegt, in eine Richtung, die einer Richtung entgegengesetzt ist, in der die Ionenquelle, die Bestrahlung mit dem Ionenstrahl durchführt, vorgesehen ist. Der Spitzenabschnitt dreht sich um eine Drehwelle, die an einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Spitzenabschnitt und dem Hauptkörper des Probenhalters vorgesehen ist. Mit einer solchen einfachen Konfiguration kann vermieden werden, dass der Spitzenabschnitt dem Ionenstrahl ausgesetzt wird.
Insbesondere umfasst der Mechanismus eine erste Welle, die im Inneren des Hauptkörpers des Probenhalters untergebracht ist, sich in einer Richtung vom Verbindungsabschnitt zwischen dem Spitzenabschnitt und dem Probenhalter zum Griff erstreckt und ein erstes Zahnrad aufweist, und eine zweite Welle, die die gleiche Achse wie die Drehwelle des Spitzenabschnitts aufweist. Die erste Welle weist ein erstes Zahnrad auf, und die zweite Welle weist ein zweites Zahnrad auf. Dann wird, wenn ein Drehmoment zum Drehen der ersten Welle um eine Achse der ersten Welle ausgeübt wird, das Drehmoment über das erste Zahnrad auf das zweite Zahnrad übertragen, um die zweite Welle zu drehen. Da die zweite Welle am Spitzenabschnitt angebracht ist, dreht sich der Spitzenabschnitt auch auf die gleiche Weise durch Drehen der zweiten Welle. Da eine solch einfache Konfiguration übernommen werden kann, kann die Dauerhaftigkeit des Mechanismus gewährleistet werden, der den Spitzenabschnitt dreht.
In einem Zustand, in dem der Spitzenabschnitt horizontal zum Hauptkörper des Probenhalters liegt, befestigt der Probentisch die Probe so, dass die Bearbeitungsoberfläche der Probe der Ionenquelle gegenüberliegt, die die Bestrahlung mit dem Ionenstrahl durchführt. Andererseits befestigtet der Probentisch in einem Zustand, in dem der Spitzenabschnitt auf eine Seite gedreht wurde, die der Richtung entgegengesetzt ist, in der die Ionenquelle vorgesehen ist, die Probe so, dass die Bearbeitungsoberfläche horizontal zur Bestrahlungsrichtung des Ionenstrahls wird. Das heißt, dass eine Lage des Spitzenabschnitts durch den Mechanismus um ungefähr 90 Grad geändert wird, und entsprechend wird eine Lage der Probe, die am Spitzenabschnitt befestigt ist, um ungefähr 90 Grad geändert. Da die Position der Bearbeitungsoberfläche bezüglich der Ionenquelle (auch für die Ladungsträgerstrahlquelle (Elektronenquelle) in der Betrachtungsvorrichtung) geändert werden kann, können auf diese Weise sowohl das Bearbeiten als auch das Betrachten durchgeführt werden, ohne die Probe aus dem Probenhalter zu nehmen. (ii) Die Ionenätzvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst, zusätzlich zum Vorsehen des oben beschriebenen Probenhalters, ferner einen Schwingmechanismus, der den Spitzenabschnitt des Probenhalters um einen vorgegeben Winkel im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn um eine Achse des Hauptkörpers des Probenhalters dreht. Insbesondere umfasst der Schwingmechanismus einen Motor, eine Steuereinheit, die eine Drehung des Motors steuert, und ein tischanordnungsseitiges Zahnrad, das in ein Zahnrad des Motors greift und außerhalb der Tischanordnung vorgesehen ist. Die Tischanordnung dreht sich um einen vorgegeben Winkel im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn um die Achse des Probenhalters gemäß der Drehung des Motors, wodurch der an der Tischanordnung angebrachte Probenhalter um den vorgegebenen Winkel gedreht wird. Demgemäß kann das Ausbilden der Streifen auf der Bearbeitungsoberfläche verhindert werden, wenn die Probe mit dem Ionenstrahl bearbeitet wird.
(iii) Ein Probenbearbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst: einen Schritt des Ausführens vorbestimmter Vorbereitung an der Probe (Schneiden der Probe oder Schleifen der Bearbeitungsoberfläche, um die gewünschte Probengröße zu erhalten); einen Schritt des Befestigens der Probe an einem Probentisch, der am Spitzenabschnitt des Probenhalters vorgesehen ist, sodass die Bearbeitungsoberfläche der Probe einer Ionenquelle gegenüberliegt, wenn der Probenhalter vom Seiteneinführtyp in die Probenkammer der Ionenätzvorrichtung eingeführt wird (zu diesem Zeitpunkt ist es erstrebenswert, dass die Abschirmplatte auf die obere Oberfläche der Probe gelegt wird) ; einen Schritt des Einführens des Probenhalters in die Probenkammer der Ionenätzvorrichtung; einen Schritt des Bewirkens, dass die Bearbeitungsoberfläche der Probe, die am Probentisch befestigt ist, parallel zu einer Bestrahlungsrichtung des Ionenstrahls liegt, durch Drehen des Spitzenabschnitts des Probenhalters auf eine Seite, die einer Richtung gegenüberliegt, in der die Ionenquelle vorgesehen ist; einen Schritt des Bestrahlens der Probe mit dem Ionenstrahl, um die Probe zu bearbeiten; einen Schritt des Änderns der Bearbeitungsoberfläche von einem Zustand parallel zur Bestrahlungsrichtung des Ionenstrahls in einem Zustand, der der Ionenquelle gegenüberliegt, durch Drehen des Spitzenabschnitts des Probenhalters in eine Richtung, in der die Ionenquelle vorgesehen ist, nachdem das Bearbeiten der Probe abgeschlossen ist; und einen Schritt des Entnehmens des Probenhalters, auf dem die Probe nach dem erfolgten Bearbeiten platziert ist, aus der Probenkammer. Durch Ausführen dieser Schritte kann der Spitzenabschnitt des Probenhalters während der Probenbearbeitung vor Beschädigung geschützt werden, die von der Bestrahlung mit dem Ionenstrahl verursacht wird.
Im Schritt des Bearbeitens der Probe kann ein Schwingmechanismus, den die Ionenätzvorrichtung aufweist, den Spitzenabschnitt des Probenhalters um einen vorgegeben Winkel im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn um eine Achse des Hauptkörpers des Probenhalters drehen. Dementsprechend ist es möglich zu verhindern, dass aufgrund der Bestrahlung mit dem Ionenstrahl Streifen auf der Bearbeitungsoberfläche der Probe gebildet werden.
(iv) Ein Probenbetrachtungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst: einen Schritt des Einführens des Probenhalters (der Spitzenabschnitt und der Hauptkörper des Probenhalters befinden sich im horizontalen Zustand), der aus der Probenkammer der Ionenätzvorrichtung genommen wurde, in die Betrachtungsvorrichtung, während er im Zustand des Anbringens der Probe im Probenhalter ist; und einen Schritt des Betrachtens der Bearbeitungsoberfläche der Probe anhand der Betrachtungsvorrichtung. Der hierin verwendete Probenhalter umfasst einen Griff, einen Hauptkörper des Probenhalters, der sich vom Griff erstreckt, den Spitzenabschnitt, der mit dem Hauptkörper des Probenhalters verbunden und mit dem Probentisch vorgesehen ist, und einen Mechanismus, der den Spitzenabschnitt von einem Zustand, in dem der Spitzenabschnitt horizontal zum Hauptkörper des Probenhalters liegt, in eine Richtung dreht, die der Richtung entgegengesetzt ist, in die Ladungsträgerstrahlquelle der Betrachtungsvorrichtung vorgesehen ist, und ein relatives Positionsverhältnis zwischen der Bearbeitungsoberfläche der Probe, die am Probentisch befestigt ist, und der Bestrahlungsrichtung des Ladungsträgerstrahls ändert. Beim Schritt des Einführens in die Betrachtungsvorrichtung und beim Schritt des Betrachtens ist der Spitzenabschnitt horizontal zum Hauptkörper des Probenhalters und die Bearbeitungsoberfläche der Probe ist in einem Zustand, in dem er der Ladungsträgerstrahlquelle der Betrachtungsvorrichtung gegenüberliegt. Dementsprechend wird in einem Fall, in dem die Probe mit der Betrachtungsvorrichtung betrachtet wird, der Spitzenabschnitt nicht vom Mechanismus des Probenhalters gedreht. Da der Probenhalter, der aus der Probenkammer der Ionenätzvorrichtung genommen wird, in die Betrachtungsvorrichtung eingeführt werden kann, wie er ist (es ist nicht notwendig, die Probe vom Probentisch zu entfernen), können auf diese Weise Schritte zum Betrachten vereinfacht und der Durchsatz verbessert werden. Außerdem kann der Probenhalter selbst in einem Fall, in dem festgestellt wird, dass die Ätzbearbeitung unzureichend ist, aus der Betrachtungsvorrichtung genommen werden, um ihn wie er ist in die Ionenätzvorrichtung einzuführen. Daher ist der Vorgang zum Bearbeiten und Betrachten einfach und seine Zweckdienlichkeit außerordentlich gut. Ferner bestehen weniger Bedenken, dass die Probe beschädigt wird, da die Probe nicht aus dem Probenhalter genommen werden muss.
Bezugszeichenliste

1:: Ionenätzvorrichtung
10:: Probenkammer
11:: Membran zum Verhindern von Flare
20:: Tischanordnung
21:: Tischanordnungsseitiges Zahnrad
22:: Drehfuß
30:: Probenhalter vom Seiteneinführtyp
31:: Drehwelle (Hauptkörper des Probenhalters)
32:: Spitzenabschnitt
33:: Drehwelle (Spitzenabschnitt)
34:: Griff
35:: Hauptkörper des Probenhalters
36:: Knopf
40:: Motor
41:: Motorseitiges Zahnrad
50:: Steuereinheit
60:: Ionenkanone
202:: Abschirmplatte
203:: Probe
206:: Bearbeitungsoberfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 11258130 A [0005]

Claims

Probenhalter, der so in eine Ionenätzvorrichtung eingeführt wird, dass er quer zu einem Bestrahlungsort eines Ionenstrahls liegt und nach der Probenbearbeitung aus der Ionenätzvorrichtung herausgenommen wird, der Probenhalter umfassend: einen Griff; einen Hauptkörper des Probenhalters, der sich vom Griff erstreckt; einen Spitzenabschnitt, der mit dem Hauptkörper des Probenhalters verbunden und mit einem Probentisch zum Befestigen der Probe vorgesehen ist; und einen Mechanismus, der ein relatives Positionsverhältnis zwischen einer Bearbeitungsoberfläche der Probe, die am Probentisch befestigt ist, und einer Bestrahlungsrichtung des Ionenstrahls ändert und bewirkt, dass der Spitzenabschnitt während der Probenbearbeitung Bestrahlung mit dem Ionenstrahl vermeidet.
Probenhalter nach Anspruch 1, wobei der Mechanismus den Spitzenabschnitt in einem Zustand, in dem der Spitzenabschnitt horizontal zum Hauptkörper des Probenhalters liegt, in eine Richtung dreht, die einer Richtung entgegengesetzt ist, in der die Ionenquelle vorgesehen ist, die Bestrahlung mit dem Ionenstrahl durchführt.
Probenhalter nach Anspruch 2, wobei der Mechanismus den Spitzenabschnitt um eine Drehwelle dreht, die an einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Spitzenabschnitt und dem Hauptkörper des Probenhalters vorgesehen ist.
Probenhalter nach Anspruch 3, wobei der Mechanismus umfasst: eine erste Welle, die im Inneren des Hauptkörpers des Probenhalters untergebracht ist, sich in einer Richtung vom Verbindungsabschnitt zum Griff erstreckt und ein erstes Zahnrad aufweist, und eine zweite Welle, die die gleiche Achse wie die Drehwelle aufweist und ein zweites Zahnrad umfasst, und wenn ein Drehmoment zum Drehen der ersten Welle um eine Achse der ersten Welle ausgeübt wird, das Drehmoment über das erste Zahnrad auf das zweite Zahnrad übertragen wird.
Probenhalter nach Anspruch 2, wobei in einem Zustand, in dem der Spitzenabschnitt horizontal zum Hauptkörper des Probenhalters liegt, der Probentisch die Probe so befestigt, dass eine Bearbeitungsoberfläche der Probe der Ionenquelle gegenüberliegt, die die Bestrahlung mit dem Ionenstrahl durchführt.
Probenhalter nach Anspruch 5, wobei in einem Zustand, in dem der Spitzenabschnitt auf eine Seite gedreht ist, die der Richtung entgegengesetzt ist, in der die Ionenquelle vorgesehen ist, der Probentisch die Probe so befestigt, dass die Bearbeitungsoberfläche parallel zur Bestrahlungsrichtung des Ionenstrahls wird.
Ionenätzvorrichtung, die eine Probe mittels eines Ionenstrahls bearbeitet, die Vorrichtung umfassend: eine Probenkammer; eine Ionenquelle, die den Ionenstrahl abgibt und an der Probenkammer angebracht ist; einen Probenhalter, der so eingeführt ist, dass er quer zu einem Bestrahlungsort des Ionenstrahls liegt und nach der Probenbearbeitung herausgenommen wird; und eine Tischanordnung, die den eingeführten Probenhalter hält, wobei der Probenhalter umfasst: einen Griff, einen Hauptkörper des Probenhalters, der sich vom Griff erstreckt, einen Spitzenabschnitt, der mit dem Hauptkörper des Probenhalters verbunden und mit einem Probentisch zum Befestigen einer Probe vorgesehen ist, und einen Mechanismus, der den Spitzenabschnitt von einem Zustand, in dem der Spitzenabschnitt horizontal zum Hauptkörper des Probenhalters liegt, in eine Richtung dreht, die einer Richtung entgegengesetzt ist, in der die Ionenquelle vorgesehen ist, die Bestrahlung mit dem Ionenstrahl durchführt, ein relatives Positionsverhältnis zwischen einer Bearbeitungsoberfläche der Probe, die am Probentisch befestigt ist, und einer Bestrahlungsrichtung des Ionenstrahls ändert und bewirkt, dass der Spitzenabschnitt während der Probenbearbeitung Bestrahlung mit dem Ionenstrahl vermeidet.
Ionenätzvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Mechanismus im Probenhalter den Spitzenabschnitt um eine Drehwelle dreht, die an einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Spitzenabschnitt und dem Hauptkörper des Probenhalters vorgesehen ist, und der Mechanismus umfasst: eine erste Welle, die im Inneren des Hauptkörpers des Probenhalters untergebracht ist, sich in einer Richtung vom Verbindungsabschnitt zum Griff erstreckt und ein erstes Zahnrad aufweist, und eine zweite Welle, die die gleiche Achse wie die Drehwelle aufweist und ein zweites Zahnrad umfasst wenn ein Drehmoment zum Drehen der ersten Welle um eine Achse der ersten Welle ausgeübt wird, das Drehmoment über das erste Zahnrad auf das zweite Zahnrad übertragen wird.
Ionenätzvorrichtung nach Anspruch 7, ferner umfassend: einen Schwingmechanismus, der den Spitzenabschnitt des Probenhalters um einen vorgegeben Winkel im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn um eine Achse des Hauptkörpers des Probenhalters dreht.
Ionenätzvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Schwingmechanismus umfasst: einen Motor, eine Steuereinheit, die eine Drehung des Motors steuert, und ein tischanordnungsseitiges Zahnrad, das in ein Zahnrad des Motors greift und außerhalb der Tischanordnung vorgesehen ist, wenn die Tischanordnung um einen vorgegeben Winkel im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn um die Achse des Probenhalters gemäß der Drehung des Motors gedreht wird, der an der Tischanordnung angebrachte Probenhalter um den vorgegebenen Winkel gedreht wird.
Ionenätzvorrichtung nach Anspruch 7, ferner umfassend: eine Membran die einen Bereich definiert, der mit dem Ionenstrahl zu bestrahlen ist; und eine Abschirmplatte, die einen Abschnitt der Probe abdeckt, der nicht der vom Ionenstrahl zu schabende Abschnitt ist.
Probenbearbeitungsverfahren zum Bearbeiten einer Probe mit einem Ionenstrahl, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Durchführen vorgegebener Vorbereitung der Probe; Befestigen der Probe an einem Probentisch, der am Spitzenabschnitt des Probenhalters vorgesehen ist, sodass eine Bearbeitungsoberfläche der Probe einer Ionenquelle gegenüberliegt, die den Ionenstrahl abgibt, wenn der Probenhalter in eine Probenkammer einer Ionenätzvorrichtung eingeführt wird; Einführen des Probenhalters in die Probenkammer der Ionenätzvorrichtung; Bewirken, dass die Bearbeitungsoberfläche der Probe, die am Probentisch befestigt ist, parallel zu einer Bestrahlungsrichtung des Ionenstrahls liegt, durch Drehen des Spitzenabschnitts des Probenhalters auf eine Seite, die einer Richtung gegenüberliegt, in der die Ionenquelle vorgesehen ist; Bestrahlen der Probe mit dem Ionenstrahl, um die Probe zu bearbeiten; Ändern der Bearbeitungsoberfläche von einem Zustand parallel zur Bestrahlungsrichtung des Ionenstrahls in einem Zustand, der der Ionenquelle gegenüberliegt, durch Drehen des Spitzenabschnitts des Probenhalters in eine Richtung, in der die Ionenquelle vorgesehen ist, nachdem das Bearbeiten der Probe abgeschlossen ist; und Entnehmen des Probenhalters, auf dem die Probe nach dem erfolgten Bearbeiten platziert ist, aus der Probenkammer, wobei der Probenhalter umfasst: einen Griff, einen Hauptkörper des Probenhalters, der sich vom Griff erstreckt, den Spitzenabschnitt, der mit dem Hauptkörper des Probenhalters verbunden und mit dem Probentisch vorgesehen ist, und einen Mechanismus, der in einem Zustand, in dem der Spitzenabschnitt horizontal zum Hauptkörper des Probenhalters liegt, den Spitzenabschnitt in eine Richtung dreht, die einer Richtung entgegengesetzt ist, in der die Ionenquelle vorgesehen ist, die Bestrahlung mit dem Ionenstrahl vorsieht, ein relatives Positionsverhältnis zwischen der Bearbeitungsoberfläche der Probe, die am Probentisch befestigt ist, und einer Bestrahlungsrichtung des Ionenstrahls ändert und bewirkt, dass der Spitzenabschnitt während der Probenbearbeitung Bestrahlung mit dem Ionenstrahl vermeidet.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei im Schritt des Bearbeitens der Probe ein Schwingmechanismus, den die Ionenätzvorrichtung umfasst, den Spitzenabschnitt des Probenhalters um einen vorgegeben Winkel im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn um eine Achse des Hauptkörpers des Probenhalters dreht.
Probenbetrachtungsverfahren zum Betrachten einer Probe, die mit einer Ionenätzvorrichtung bearbeitet wurde, mit einer Betrachtungsvorrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Einführen eines Probenhalters, der aus einer Probenkammer der Ionenätzvorrichtung genommen wurde, in die Betrachtungsvorrichtung, während die Probe am Probenhalter angebracht ist; und Betrachten der Bearbeitungsoberfläche der Probe anhand der Betrachtungsvorrichtung, wobei der Probenhalter umfasst: einen Griff, einen Hauptkörper des Probenhalters, der sich vom Griff erstreckt, einen Spitzenabschnitt, der mit dem Hauptkörper des Probenhalters verbunden und mit einem Probentisch vorgesehen ist, und einen Mechanismus, der in einem Zustand, in dem der Spitzenabschnitt horizontal zum Hauptkörper des Probenhalters liegt, den Spitzenabschnitt in eine Richtung dreht, die einer Richtung entgegengesetzt ist, in der eine Ladungsträgerstrahlquelle der Betrachtungsvorrichtung vorgesehen ist, und ein relatives Positionsverhältnis zwischen der Bearbeitungsoberfläche der Probe, die am Probentisch befestigt ist, und einer Bestrahlungsrichtung des Ladungsträgerstrahls ändert, und beim Schritt des Einführens in die Betrachtungsvorrichtung und beim Schritt des Betrachtens der Spitzenabschnitt horizontal zum Hauptkörper des Probenhalters liegt und die Bearbeitungsoberfläche der Probe in einem Zustand ist, in dem er der Ladungsträgerstrahlquelle der Betrachtungsvorrichtung gegenüberliegt.
Probenbearbeitungs- und Probenbetrachtungsverfahren zum Bearbeiten einer Probe mit einer Ionenätzvorrichtung und Betrachten der bearbeiteten Probe mit einer Betrachtungsvorrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Durchführen vorgegebener Vorbereitung der Probe; Befestigen der Probe an einem Probentisch, der an einem Spitzenabschnitt des Probenhalters vorgesehen ist, sodass eine Bearbeitungsoberfläche der Probe einer Ionenquelle gegenüberliegt, die den Ionenstrahl abgibt, wenn der Probenhalter in eine Probenkammer der Ionenätzvorrichtung eingeführt wird; Einführen des Probenhalters in die Probenkammer der Ionenätzvorrichtung; Bewirken, dass die Bearbeitungsoberfläche der Probe, die am Probentisch befestigt ist, parallel zu einer Bestrahlungsrichtung des Ionenstrahls liegt, durch Drehen des Spitzenabschnitts des Probenhalters auf eine Seite, die einer Richtung gegenüberliegt, in der die Ionenquelle vorgesehen ist; Bestrahlen der Probe mit dem Ionenstrahl, um die Probe zu bearbeiten; Ändern der Bearbeitungsoberfläche von einem Zustand parallel zur Bestrahlungsrichtung des Ionenstrahls in einem Zustand, der der Ionenquelle gegenüberliegt, durch Drehen des Spitzenabschnitts des Probenhalters in die Richtung, in der die Ionenquelle vorgesehen ist, nachdem das Bearbeiten der Probe abgeschlossen ist; Entnehmen des Probenhalters, auf dem die Probe nach dem erfolgten Bearbeiten platziert ist, aus der Probenkammer; Einführen des Probenhalters, der aus der Probenkammer der Ionenätzvorrichtung genommen wurde, in die Betrachtungsvorrichtung, während die Probe am Probenhalter angebracht ist; und Betrachten der Bearbeitungsoberfläche der Probe mit der Betrachtungsvorrichtung, wobei der Probenhalter umfasst: einen Griff, einen Hauptkörper des Probenhalters, der sich vom Griff erstreckt, den Spitzenabschnitt, der mit dem Hauptkörper des Probenhalters verbunden und mit dem Probentisch vorgesehen ist, und einen Mechanismus, der von einem Zustand, in dem der Spitzenabschnitt horizontal zum Hauptkörper des Probenhalters liegt, den Spitzenabschnitt in eine Richtung dreht, die einer Richtung entgegengesetzt ist, in der die Ionenquelle vorgesehen ist, die Bestrahlung mit dem Ionenstrahl vorsieht, und ein relatives Positionsverhältnis zwischen der Bearbeitungsoberfläche der Probe, die am Probentisch befestigt ist, und einer Bestrahlungsrichtung des Ionenstrahls ändert und beim Schritt des Einführens in die Betrachtungsvorrichtung und beim Schritt des Betrachtens der Spitzenabschnitt horizontal zum Hauptkörper des Probenhalters liegt und die Bearbeitungsoberfläche der Probe in einem Zustand ist, in dem er der Ladungsträgerstrahlquelle der Betrachtungsvorrichtung gegenüberliegt.