JP2001176442A - 走査電子顕微鏡 - Google Patents

走査電子顕微鏡

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JP2001176442A
JP2001176442A JP35597399A JP35597399A JP2001176442A JP 2001176442 A JP2001176442 A JP 2001176442A JP 35597399 A JP35597399 A JP 35597399A JP 35597399 A JP35597399 A JP 35597399A JP 2001176442 A JP2001176442 A JP 2001176442A
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Japan
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sample
chamber
scanning electron
electron microscope
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JP35597399A
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English (en)
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Takeshi Nokuo
毅 野久尾
Masaki Saito
昌樹 斉藤
Yasuo Ryu
康夫 龍
Katsuto Goto
勝人 後藤
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SANYUU DENSHI KK
Jeol Ltd
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
SANYUU DENSHI KK
Jeol Ltd
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は走査電子顕微鏡に関し、更に詳しく
は試料加工室を持つ走査電子顕微鏡に関し、一つの装置
でSEM観察と試料加工を同時進行で行なうことがで
き、かつ処理後の試料ホルダの位置を自動的にホームポ
ジションに戻すことができ、試料室への導入を速やかに
行なうことができる走査電子顕微鏡を提供することを目
的としている。 【解決手段】 走査電子顕微鏡であって、該走査電子顕
微鏡の試料室5とエアロックバルブ9を介して試料加工
室10が設けられており、該試料加工室10内に配置さ
れた試料を傾斜・回転駆動させて加工した後、加工され
た試料を走査電子顕微鏡の試料室5に導入して観察する
ように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は走査電子顕微鏡(S
EM)に関し、更に詳しくは試料加工室を備えた走査電
子顕微鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、走査電子顕微鏡の試料作成技術、
及び試料加工技術として広く応用されている、イオンエ
ッチング、プラズマエッチング、コーティング、加熱、
冷却処理等の処理を効率的に行なうため、前記機能を単
独の装置や走査電子顕微鏡の試料予備排気室で行なう装
置が開発されてきている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】単独の装置を用いる場
合、処理を行なった試料を改めて走査電子顕微鏡の試料
ホルダに移し替えしなければならないため、非効率的で
ある。また、処理を行なった試料が一旦大気中にさらさ
れるため、処理後の試料表面に酸化膜、不純物の付着が
生じるという問題がある。
【0004】また、走査電子顕微鏡の試料予備排気室で
試料作成、加工を行っている時、走査電子顕微鏡で他の
試料を導入して観察することができないという問題があ
る。更に、試料処理が終了すると、試料及び試料ホルダ
は、その位置(傾斜、回転がなされた状態)で停止して
いた。そのため、試料をすぐに走査電子顕微鏡の試料室
に導入することができず、試料ホルダの位置を試料交換
が行える傾斜/回転位置(ホームポジション)にわざわ
ざ戻していた。
【0005】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、一つの装置でSEM観察と試料加工を同
時進行で行なうことができ、かつ処理後の試料ホルダの
位置を自動的にホームポジションに戻すことができ、試
料室への導入を速やかに行なうことができる走査電子顕
微鏡を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】(1)請求項1記載の発
明は、走査電子顕微鏡であって、該走査電子顕微鏡の試
料室とエアロックバルブを介して試料加工室が設けられ
ており、該試料加工室内に配置された試料を傾斜・回転
駆動させて加工した後、加工された試料を走査電子顕微
鏡の試料室に導入して観察するように構成されたことを
特徴とする。
【0007】このように構成することで、試料加工室を
予備排気室とは別に設けることができるので、SEM観
察と試料加工を同時進行で行なうことができる。 (2)請求項2記載の発明は、試料加工室における試料
処理が終了すると、試料加工室ステージは自動的に試料
交換可能位置に戻り、試料を走査電子顕微鏡の試料室に
導入することができるように構成されることを特徴とす
る。
【0008】このように構成することで、試料加工が終
了したら、試料を自動的にホームポジション(試料移動
可能位置)に戻すことができ、試料室への導入を速やか
に行なうことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態例を詳細に説明する。図において、1は第1の
試料交換棒(試料交換棒1)、2は該試料交換棒1の先
端部に設けられた試料ホルダである。3は試料が導入さ
れる試料予備排気室である。該試料予備排気室3は例え
ば10-4Pa程度の真空状態まで引かれる。
【0010】5は試料が配置されるSEM試料室、6は
試料が載置されるSEM試料ステージである。4はSE
M試料室5と試料予備排気室3間を接続するエアロック
バルブである。7は試料室を排気するターボモレキュラ
ーポンプ(TMP)又は拡散ポンプ(DP)、8は更に
試料室を排気するロータリポンプ(RP)である。この
ようなポンプで引いた結果、試料室5内は10-6Pa程
度に保持される。
【0011】10は加工用の試料を配置する試料加工
室、11は除振機能を備えた試料加工室ステージで、加
工用の試料が載置されるものである。9は試料加工室1
0とSEM試料室5間を接続する第2のエアロックバル
ブ(エアロックバルブ2)、12は第2の試料交換棒
(試料交換棒2)、13は試料加工室蓋である。14は
加工室10内を排気して真空に引くTMP、15は更に
真空に引くRPである。この結果、試料加工室10内の
真空度は10-4Pa程度に保たれる。このように構成さ
れた装置を用いて、本実施の形態例の動作を説明すれ
ば、以下の通りである。
【0012】試料を試料ホルダ2にセットし、試料予備
排気室3に装着する。そして、試料予備排気室3を図示
しない排気系により排気する。試料予備排気室3に必要
な真空度が得られた場合、エアロックバルブ4を開け、
試料交換棒1でSEM試料室5内のSEM試料ステージ
6に挿入する。SEM試料試料ステージ6に試料が載置
された状態でSEMによる像観察を行なう。
【0013】像観察の結果、試料処理が必要となったも
のとする。この時、試料加工室10では、試料加工室蓋
13を閉めて、排気手段14、15により、試料加工室
10内を例えば10-4Pa程度に真空度を保った後、エ
アロックバルブ9を開け、試料交換棒12により、独立
の排気系によって排気されている試料加工室10内の防
振機能を備えた試料加工室ステージ11に試料ホルダを
挿入する。この結果、試料加工室10の試料加工室ステ
ージ11にSEM試料室5から導入された試料ば載置さ
れる。
【0014】ここで、試料加工室10内の図示しない手
段により、試料の加工(例えばエッチングやコーティン
グ)を行なう。この間、エアロックバルブ9は閉じてお
り、本来のSEM試料室5には、試料交換棒1と試料ホ
ルダ2を介してSEM試料室5に別の試料が導入され、
SEM観察を行なうことができる。
【0015】試料加工が終了した場合には、エアロック
バルブ9を開けて、試料交換棒12で試料ホルダをSE
M試料室5に移動させ、SEM観察を行なう。この実施
の形態例によれば、試料加工室10を試料予備排気室3
とは別に設けることにより、SEM像観察と試料加工を
同時進行で行なうことができる。
【0016】SEM試料ステージ6と、試料加工室ステ
ージ11は、互いに試料ホルダ交換可能位置を有してお
り、試料加工出力10において、試料処理が終了する
と、試料加工室ステージ11は、自動的にこの試料交換
可能位置(例えば回転/傾斜の初期位置)に戻る機能を
有している。
【0017】試料加工中、SEMによる別のサンプルの
観察を行なう場合には、前述したように、試料ホルダ2
を試料予備排気室3からSEM試料室5に試料を導入
し、SEM試料ステージ6上に試料を載置してSEM像
観察を行なうことができる。
【0018】試料加工室ステージ11は、試料処理の時
に、通常試料を往復傾斜運動させるロッキング運動と、
自回転運動を同時に行なう。その理由は、試料を等方的
にエッチングしたり、コーティングするためである。
【0019】この実施の形態例では、これらの処理が終
了すると、試料ステージは試料交換が直ちに行なえるホ
ームポジション(例えば傾斜角/回転角0゜)に自動的
に戻る機能を有する。従って、試料処理が終了した試料
を、速やかにSEM試料室5に導入することができる。
【0020】この実施の形態例によれば、試料加工が終
了したら、試料を自動的にホームポジションに戻すこと
ができ、試料室への導入を速やかに行なうことができ
る。図2は試料加工制御の説明図である。図1と同一の
ものは、同一の符号を付して示す。図において、20は
試料加工制御を行なう試料加工制御装置である。該試料
加工制御装置において、21はイオン銃の照射量を制御
するイオン銃制御回路、22は試料ステージに傾斜、回
転の制御信号を送出する傾斜・回転駆動回路、23はこ
れらイオン銃制御回路21及び傾斜・回転駆動回路22
にデータ、コマンド等を入力する操作部である。
【0021】10は試料加工室である。該試料加工室1
0において、30はイオンビームを照射するイオン銃、
31はイオンビームが照射される試料、32は該試料3
1を載置するホルダ、33はホルダ32を傾斜、回転さ
せる傾斜・回転駆動機構、34はホームポジション位置
を検出するホーム位置検出器である。傾斜・回転駆動機
構33は回転用のモータと傾斜用のモータを具備してい
る。ホーム位置検出器34としては、例えばマイクロス
イッチが用いられる。
【0022】イオン銃制御回路21の出力はイオン銃3
0に与えられ、傾斜・回転駆動回路22の出力は傾斜・
回転駆動機構33に与えられ、ホーム位置検出器34の
出力は、傾斜・回転駆動回路22に与えられている。こ
のように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通
りである。
【0023】先ず、操作部23からイオン電流量、試料
の傾斜角、加工時間が設定される。次に、試料加工制御
装置20により、イオン照射及び傾斜・回転駆動機構3
3を駆動して試料31に対する加工動作が開始される。
試料31の表面はエッチングされる。
【0024】加工時間が終了すると、イオン銃制御回路
21はイオン銃30のイオンの照射をストップし、ま
た、傾斜・回転駆動回路22は、傾斜回転駆動機構33
を駆動してホームポジションに戻す。傾斜・回転駆動機
構33がホームポジションに戻ったか否かはホーム位置
検出器34で検出することができる。ホーム位置に戻っ
たことが検出されたら、傾斜・回転駆動回路22は、傾
斜・回転駆動機構33の動作を停止させる。この位置
で、傾斜・回転駆動機構33は、ホームポジションに戻
っている。ホームポジションに戻った試料は、速やかに
SEM試料室5に戻ることができる。
【0025】なお、加工時間前に任意に加工停止する場
合も、前述と同様の動作により、停止する。このよう
に、本実施の形態例によれば、一つの装置でSEM観察
と試料化工を同時進行で行なうことができるようにな
り、かつ処理後の試料ホルダの位置を自動的にホームポ
ジションに戻すため、装置の稼働率が向上する。また、
試料加工室は、常に排気した状態に保つことができ、試
料化工までの時間を短縮することができる。
【0026】本実施の形態例は、SEM試料ホルダ挿入
用の試料予備排気室と試料加工室の2室を有している
が、構成の変形として、試料加工室のみを有し、通常の
試料ホルダの装着(試料加工を行なわない、通常のSE
Mの試料交換)は、この試料加工室で兼用することがで
きる。
【0027】また、SEM試料ステージは、複数の試料
ホルダが装着可能な機構とし、処理していないサンプ
ル、処理したサンプル等の同時装着を可能とすることが
できる。
【0028】更に、試料予備排気室、試料加工室のステ
ージには、複数の試料を装着することが可能とし、予備
排気室においては挿入を行なう試料以外、試料加工室に
おいては処理を行なう試料以外はパーキングステージ
(スペース)に格納できるようにすることができる。
【0029】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、以下のような効果が得られる。 (1)請求項1記載の発明によれば、試料加工室内に配
置された試料を傾斜・回転駆動させて加工した後、加工
された試料を走査電子顕微鏡の試料室に導入して観察す
るように構成することにより、試料加工室を予備排気室
とは別に設けることができるので、SEM観察と試料加
工を同時進行で行なうことができる。
【0030】(2)請求項2記載の発明によれば、試料
加工室における試料処理が終了すると、試料加工室ステ
ージは自動的に試料交換可能位置に戻り、試料を走査電
子顕微鏡の試料室に導入することができるように構成す
ることにより、試料加工が終了したら、試料を自動的に
ホームポジション(試料移動可能位置)に戻すことがで
き、試料室への導入を速やかに行なうことができる。
【0031】このように、本発明によれば、一つの装置
でSEM観察と試料加工を同時進行で行なうことがで
き、かつ処理後の試料ホルダの位置を自動的にホームポ
ジションに戻すことができ、試料室への導入を速やかに
行なうことができる走査電子顕微鏡を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態例を示す構成図である。
【図2】試料加工制御の説明図である。
【符号の説明】
1,12 試料交換棒 2 試料ホルダ 3 試料予備排気室 4,9 エアロックバルブ 5 SEM試料室 6 SEM試料ステージ 7 TMP又はDP 8 RP 10 試料加工室 11 試料加工室ステージ 13 試料加工室蓋 14 TMP 15 RP
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591003208 サンユー電子株式会社 東京都新宿区百人町2丁目24−12 (72)発明者 野久尾 毅 東京都昭島市武蔵野三丁目1番2号 日本 電子株式会社内 (72)発明者 斉藤 昌樹 東京都昭島市武蔵野三丁目1番2号 日本 電子株式会社内 (72)発明者 龍 康夫 神奈川県川崎市川崎区駅前本町25番地1号 東芝マイクロエレクトロニクス株式会社 内 (72)発明者 後藤 勝人 東京都新宿区百人町1−22−6 サンユー 電子株式会社内 Fターム(参考) 5C001 AA02 5C033 FF10 JJ07 MM07 UU03 5C034 AA02

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走査電子顕微鏡であって、該走査電子顕
    微鏡の試料室とエアロックバルブを介して試料加工室が
    設けられており、該試料加工室内に配置された試料を傾
    斜・回転駆動させて加工した後、加工された試料を走査
    電子顕微鏡の試料室に導入して観察するように構成され
    た走査電子顕微鏡。
  2. 【請求項2】 試料加工室における試料処理が終了する
    と、試料加工室ステージは自動的に試料交換可能位置に
    戻り、試料を走査電子顕微鏡の試料室に導入することが
    できるように構成されることを特徴とする請求項1記載
    の走査電子顕微鏡。
JP35597399A 1999-12-15 1999-12-15 走査電子顕微鏡 Withdrawn JP2001176442A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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