JP2001272316A - 透過型電子顕微鏡用試料の作製方法 - Google Patents

透過型電子顕微鏡用試料の作製方法

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JP2001272316A
JP2001272316A JP2000088289A JP2000088289A JP2001272316A JP 2001272316 A JP2001272316 A JP 2001272316A JP 2000088289 A JP2000088289 A JP 2000088289A JP 2000088289 A JP2000088289 A JP 2000088289A JP 2001272316 A JP2001272316 A JP 2001272316A
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JP
Japan
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sample
ion beam
electron microscope
focused ion
transmission electron
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JP2000088289A
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Hiroshi Yamashita
洋 山下
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/317Processing objects on a microscale
    • H01J2237/3174Etching microareas
    • H01J2237/31745Etching microareas for preparing specimen to be viewed in microscopes or analyzed in microanalysers

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  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
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  • Devices For Use In Laboratory Experiments (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェハまたは半導体チップから直接、
TEM観察用試料を得ることができる。 【解決手段】 半導体基板28上の特定箇所2を集束イ
オンビーム3を用いて透過型電子顕微鏡で観察が可能な
程度の厚さに薄膜化し、特定箇所2を含む観察領域を試
料1として切り出す工程と、正立型光学顕微鏡と3次元
マニュピュレータからなるマニュピュレータシステムを
用いて試料1を作製する工程とを含み、マニュピュレー
タシステムを用いて試料1を作製する際に、マニュピュ
レータ先端6に取付けられた絶縁体棒7からなるマイク
ロピペット先端8に試料1を静電吸着し、この試料1を
透過型電子顕微鏡用観察メッシュ9に落下させる。これ
により、半導体ウェハまたは半導体チップから直接、透
過型電子顕微鏡の試料1を得ることができ、半導体プロ
セス工程管理を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の解析
方法に係り、特に解析箇所を集束イオンビーム(FI
B:Focused Ion Beam)を用いて作製する透過電子顕微
鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)の観
察試料の作製方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイス等の試料の微細構造解析
をする方法の一つとしてTEMは良く知られている。数
百kV以上の高電圧によって加速された電子ビームを試
料の観察したい部位を有するTEM観察面に照射し、そ
のTEM観察面を透過した通過電子を結像させて観察
(TEM観察)する。このTEM観察は極めて高い分解
能での観察が可能である。また、フィールドエミッショ
ン電子銃(FEG)のような細く絞った電子ビームプロ
ーブを用いれば、ナノメートル領域のEDX分析やEE
LS分析が可能である。
【0003】近年、ダイシング装置と集束イオンビーム
(FIB)装置とを組み合わせて、特定箇所の極めて薄
いTEM観察面を形成するTEM試料の作成方法が可能
となり、半導体デバイスの不良解析に活用されている。
【0004】従来のダイシング装置と集束イオンビーム
とを組み合わせた透過型電子顕微鏡試料の作製方法を、
図を参照しながら、簡略して説明する。図14は従来の
透過型電子顕微鏡試料の作製方法の一例を示す工程流れ
図である。まず、図14(a)に示すように、ダイシン
グ装置で試料1を電子顕微鏡の鏡体内に装着できる大き
さ(例えば、約0.2mm×2mm×0.5mm)に切
り出す。なお、試料1はダミーSi基板上にワックスで
接着した状態でダイシング装置で切り出す。ウェハの場
合は数cm角に切り出した試料をダミーSi基板上にワ
ックスで接着した状態でダイシング装置で切り出す。
【0005】続いて、図14(b)に示すように、観察
箇所2が含まれるように、両側縁部を長手方向にダイシ
ング装置で加工して試料1の長手方向に直交する断面が
凸型形状となるようにする。最後に、図14(c)に示
すように、表面からFIB3を走査することにより、観
察箇所2を透過型電子顕微鏡で観察が可能な程度に薄膜
化してTEM観察用試料を作製する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の作製方法では、ウェハにおいては、ウェハを数c
m角に切り出すため、ウェハをへきかいしなければなら
ず、直接ウェハからTEM観察用試料が得られないとい
う問題があった。また、パッケージに封止された試料に
おいては、パッケージから半導体デバイスを除去する
際、半導体デバイス自身が破損したり、表面汚染が生じ
るため、TEM観察用試料が作成できないという問題が
あった。また、ウェハにさらに、ダイシング加工の際、
ダイシング・ソーからの衝撃が強いため、試料とダミー
Si基板との界面において剥離が生じ、それが試料全面
に伝搬するため、ダイシング加工時の歩留まりが低下す
るという問題があった。また、ダイシング・ソーからの
衝撃により、基板上に形成された薄膜と基板、または薄
膜と薄膜との界面において剥離が生じるという問題があ
った。更に工程数が多くなり、長い処理時間を要した。
【0007】したがって、この発明の目的は、このよう
な従来の方法にあった課題を解決するもので、半導体ウ
ェハまたは半導体チップから直接、TEM観察用試料を
得ることができる透過型電子顕微鏡用試料の作製方法を
提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
にこの発明の請求項1記載の透過型電子顕微鏡用試料の
作製方法は、半導体基板上の特定箇所を集束イオンビー
ムを用いて透過型電子顕微鏡で観察が可能な程度の厚さ
に薄膜化し、特定箇所を含む観察領域を試料として切り
出す工程と、正立型光学顕微鏡と3次元マニュピュレー
タからなるマニュピュレータシステムを用いて試料を作
製する工程とを含み、マニュピュレータシステムを用い
て試料を作製する際に、マニュピュレータ先端に取付け
られた絶縁体棒からなるマイクロピペット先端に試料を
静電吸着し、この試料を透過型電子顕微鏡用観察メッシ
ュに落下させることを特徴とする。
【0009】このように、半導体基板上の特定箇所を集
束イオンビームを用いて透過型電子顕微鏡で観察が可能
な程度の厚さに薄膜化し、特定箇所を含む観察領域を試
料として切り出す工程と、正立型光学顕微鏡と3次元マ
ニュピュレータからなるマニュピュレータシステムを用
いて試料を作製する工程とを含むので、半導体ウェハま
たは半導体チップから直接、透過型電子顕微鏡の試料を
得ることができ、半導体プロセス工程管理を可能にす
る。これは、集束イオンビームによりTEM観察箇所が
含まれるようにその観察面を薄膜化し、さらに観察面を
切り出せるように加工したため実現できる。また、マニ
ュピュレータ先端に取付けられた絶縁体棒からなるマイ
クロピペット先端に試料を静電吸着し、この試料を透過
型電子顕微鏡用観察メッシュに落下させるので、試料の
薄膜化した特定箇所を含む観察面を透過型電子顕微鏡に
より解析することができる。
【0010】請求項2記載の透過型電子顕微鏡用試料の
作製方法は、請求項1において、半導体基板上の特定箇
所を含む観察領域を試料として切り出す工程は、特定箇
所を含み相対する2辺を集束イオンビームによりエッチ
ングして0.5μm程度の厚さに薄膜化し、薄膜化した
試料の半導体基板とつながっている相対する2辺と直交
する両端を集束イオンビームによりエッチングし、試料
を30〜60度の範囲の角度に傾斜して特定箇所を含む
試料の半導体基板とつながっている底部を、この底部の
中央部分が0.1μm程度の幅で残るように集束イオン
ビームによりエッチングした後、特定箇所を集束イオン
ビームにより試料表面から走査することにより、さらに
0.1μmの厚さまで薄膜化する。
【0011】この構成によって、半導体ウェハまたは半
導体チップから直接、透過型電子顕微鏡の試料を得るこ
とができ、半導体プロセス工程管理を可能にする。これ
は、集束イオンビームによりTEM観察箇所が含まれる
ようにその観察面を薄膜化し、さらに観察面の一部を残
した状態で切り出すようにしたため実現できる。すなわ
ち、特定箇所を含む試料の半導体基板とつながっている
底部を、この底部の中央部分が0.1μm程度の幅で残
るように集束イオンビームによりエッチングした後、特
定箇所を集束イオンビームにより試料表面から走査する
ことにより、さらに0.1μmの厚さまで薄膜化するの
で、帯電したマイクロピペット先端に特定箇所を含むT
EM観察面を静電吸着できる。
【0012】請求項3記載の透過型電子顕微鏡用試料の
作製方法は、請求項1において、半導体基板上の特定箇
所を含む観察領域を試料として切り出す工程は、特定箇
所を含み相対する2辺を集束イオンビームによりエッチ
ングして0.5μm程度の厚さに薄膜化し、薄膜化した
試料の半導体基板とつながっている相対する2辺と直交
する両端のうちの一方の端部を集束イオンビームにより
エッチングし、試料を30〜60度の範囲の角度に傾斜
して特定箇所を含む試料の半導体基板とつながっている
底部を全て集束イオンビームによりエッチングし、かつ
試料の他方の端部の高さ方向の中央部分を0.1μm程
度の幅で残すようにエッチングした後、特定箇所を集束
イオンビームにより試料表面から走査することにより、
さらに0.1μmの厚さまで薄膜化する。
【0013】この構成によって、半導体ウェハまたは半
導体チップから直接、透過型電子顕微鏡の試料を得るこ
とができ、半導体プロセス工程管理を可能にする。これ
は、集束イオンビームによりTEM観察箇所が含まれる
ようにその観察面を薄膜化し、さらに観察面の一部を残
した状態で切り出すようにしたため実現できる。すなわ
ち、特定箇所を含む試料の半導体基板とつながっている
底部を全て集束イオンビームによりエッチングし、かつ
試料の他方の端部の高さ方向の中央部分を0.1μm程
度の幅で残すようにエッチングした後、特定箇所を集束
イオンビームにより試料表面から走査することにより、
さらに0.1μmの厚さまで薄膜化するので、帯電した
マイクロピペット先端に特定箇所を含むTEM観察面を
静電吸着できる。
【0014】
【発明の実施の形態】この発明の第1の実施の形態を図
1および図2に基づいて説明する。図1はこの発明の第
1の実施の形態の透過型電子顕微鏡用試料の作製方法の
説明図で、同図(a)はFIB加工後の試料を示す見取
り図、同図(b)は帯電したマイクロピペット先端に特
定箇所を含むTEM観察面が静電吸着した見取り図、同
図(c)はTEM観察用メッシュに落下した試料説明図
を示す見取り図、図2はこの発明の第1の実施の形態に
おける半導体装置の処理を示す工程説明図で、(a),
(b)は図1と同じ見取り図、(c)は製造プロセス次
工程に流す前工程の見取り図である。
【0015】図1に示すように、半導体装置を解析する
方法の一つとしてTEM観察する際のこのTEM試料の
作製方法は、半導体基板28上の特定箇所2を集束イオ
ンビーム(FIB3)を用いて透過型電子顕微鏡で観察
が可能な程度の厚さに薄膜化し、特定箇所2を含む観察
領域を試料1として切り出す工程と、正立型光学顕微鏡
と3次元マニュピュレータからなるマニュピュレータシ
ステムを用いて試料を作製する工程とを含む。
【0016】この場合、図1(a)に示すように、半導
体ウェハ28をFIB装置で試料1の観察箇所2が含ま
れるように、集束イオンビーム3を試料表面4から走査
し、観察箇所2を透過型電子顕微鏡で観察が可能な程度
の厚さに薄膜化する。ここで試料1は図2の半導体ウェ
ハ28の部分である。次に、集束イオンビーム3を用い
て、観察特定箇所2を含むTEM観察面5を試料1とし
て切り出す。次に、図1(b)に示すように、正立型光
学顕微鏡と3次元マニュピュレータからなるマニュピュ
レータシステムを用いて、薄膜化した特定箇所を含むT
EM観察面5をマニュピュレータ先端6に取り付けられ
た例えばガラスからなる絶縁体棒7からなるマイクロピ
ペット先端8に静電吸着させる。次に、図1(c)に示
すように、マニュピュレータシステムを用いて透過電子
顕微鏡用観察メッシュ9に薄膜化した特定箇所2を含む
TEM観察面5を落下させる。次に、透過電子顕微鏡を
用いて、特定箇所2を含むTEM観察面5を観察およ
び、分析することにより、半導体装置を解析する。
【0017】次に、図2(c)に示すように、観察箇所
2をサンプリングした半導体ウェハ28において、有機
系ガス26を流しながら集束イオンビーム3を用いて、
加工穴27を走査する。集束イオンビームアシストCV
D法により有機系ガス26が反応し、加工穴27にCV
D膜、例えばTEOSガスを用いた場合は酸化膜が埋め
込まれる。次に半導体ウェハ28を製造プロセス次工程
に流す。このように、その加工穴を集束イオンビームア
シストCVD法による成膜により、埋め込み、前記半導
体ウェハ28を製造プロセス次工程に流すことができ、
各工程の工程管理をウェハを破壊せず行うことができ
る。
【0018】この実施の形態では、集束イオンビーム3
によりTEM観察箇所2が含まれるようにその観察面を
薄膜化し、さらに観察面を切り出すようにしたため、帯
電したマイクロピペット先端8に特定箇所2を含むTE
M観察面を静電吸着できるため、半導体ウェハまたは半
導体チップから直接、透過型電子顕微鏡の試料を得るこ
とができ、半導体プロセス工程管理を可能にする。ま
た、半導体基板28上に回路パターンが形成された半導
体ウェハについて説明したが、パターンがない半導体ウ
ェハやチップ上に切り出された半導体チップについても
同様の効果を得る。
【0019】この発明の第2の実施の形態を図3および
図4に基づいて説明する。図3,4はこの発明の第2の
実施の形態の透過型電子顕微鏡用試料の作製方法の説明
図で、図3(a)〜(c)はFIB加工中の試料を示す
平面図、図4(d)はFIB加工後の試料を示す平面
図、同図(e)は帯電したマイクロピペット先端に特定
箇所を含むTEM観察面が静電吸着した見取り図、同図
(f)はTEM観察用メッシュに落下した試料説明図を
示す見取り図である。
【0020】この透過型電子顕微鏡用試料の作製方法
は、第1の実施の形態の半導体基板28上の特定箇所2
を含む観察領域を試料1として切り出す工程において、
特定箇所2を含み相対する2辺を集束イオンビーム3に
よりエッチングして薄膜化し、薄膜化した試料1の半導
体基板28とつながっている相対する2辺と直交する両
端12を集束イオンビーム3によりエッチングし、試料
1を傾斜して特定箇所2を含む試料1の半導体基板28
とつながっている底部を、この底部の中央部分13が残
るように集束イオンビーム3によりエッチングした後、
特定箇所2を集束イオンビーム3により試料表面4から
走査することにより、さらに薄膜化する。
【0021】この場合、図3(a)に示すように、FI
B装置で試料1の観察箇所2が含まれるように、観察特
定箇所2の前方領域10と後方領域11を集束イオンビ
ーム3によりエッチングし、0.5μmの厚さに薄膜化
する。次に図3(b)に示すように、薄片化した両端1
2を集束イオンビーム3によりエッチングする。次に図
3(c)に示すように、試料1を30〜60度の範囲の
角度に傾斜した状態でTEM観察面5の下部の中央13
が0.1μmの幅が残るまで、集束イオンビーム3によ
りエッチングする。次に図4(d)に示すように、観察
特定箇所2を集束イオンビーム3により試料表面4から
走査することにより、0.1μmの厚さに薄膜化する。
【0022】この後の工程は第1の実施の形態と同様で
ある。すなわち、図4(e)に示すように、正立型光学
顕微鏡と3次元マニュピュレータからなるマニュピュレ
ータシステムを用いて、薄膜化した特定箇所2を含むT
EM観察面5をマニュピュレータ先端6に取り付けられ
た絶縁体棒7からなるマイクロピペット先端8に静電吸
着させる。次に、図4(f)に示すように、マニュピュ
レータシステムを用いて透過電子顕微鏡用観察メッシュ
9に薄膜化した特定箇所2を含むTEM観察面5を落下
させる。次に、透過電子顕微鏡を用いて、特定箇所2を
含むTEM観察面5を観察および、分析することによ
り、半導体装置を解析する。
【0023】次に、観察箇所2をサンプリングした半導
体ウェハ28において、有機系ガス26を流しながら集
束イオンビーム3を用いて、加工穴27を走査する(図
2(c))。集束イオンビームアシストCVD法により
有機系ガス26が反応し、加工穴27にCVD膜、例え
ばTEOSガスを用いた場合は酸化膜が埋め込まれる。
次に半導体ウェハ28を製造プロセス次工程に流す。こ
のように、その加工穴を集束イオンビームアシストCV
D法による成膜により、埋め込み、前記半導体ウェハ2
8を製造プロセス次工程に流すことができ、各工程の工
程管理をウェハを破壊せず行うことができる。
【0024】この実施の形態では、集束イオンビーム3
によりTEM観察箇所2が含まれるようにその観察面を
薄膜化し、さらに観察面の一部を残した状態で切り出す
ようにしたため、帯電したマイクロピペット先端8に特
定箇所2を含むTEM観察面を静電吸着したまま採取で
きるため、半導体ウェハまたは半導体チップから直接、
透過型電子顕微鏡の試料を得ることができ、半導体プロ
セス工程管理を可能にする。
【0025】また、観察特定箇所2の前後を集束イオン
ビーム3によりエッチングし、0.5μmの厚さに薄膜
化した試料1について説明したが、観察特定箇所2の左
右を集束イオンビーム3によりエッチングした試料1に
ついても同様の効果を得る。また、半導体基板28上に
回路パターンが形成された半導体ウェハについて説明し
たが、パターンがない半導体ウェハやチップ上に切り出
された半導体チップについても同様の効果を得る。
【0026】この発明の第3の実施の形態を図5および
図6に基づいて説明する。図5,6はこの発明の第3の
実施の形態の透過型電子顕微鏡用試料の作製方法の説明
図で、図5(a)〜(c)はFIB加工中の試料を示す
平面図、図6(d)はFIB加工後の試料を示す平面
図、同図(e)は帯電したマイクロピペット先端に特定
箇所を含むTEM観察面が静電吸着した見取り図、同図
(f)はTEM観察用メッシュに落下した試料説明図を
示す見取り図である。
【0027】この透過型電子顕微鏡用試料の作製方法
は、第1の実施の形態の半導体基板28上の特定箇所2
を含む観察領域を試料1として切り出す工程において、
特定箇所2を含み相対する2辺を集束イオンビーム3に
よりエッチングして薄膜化し、薄膜化した試料1の半導
体基板28とつながっている、相対する2辺と直交する
両端のうちの一方の端部16を集束イオンビーム3によ
りエッチングし、試料1を傾斜して特定箇所2を含む試
料1の半導体基板28とつながっている底部を全て集束
イオンビーム3によりエッチングし、かつ試料1の他方
の端部の高さ方向の中央部分18を残すようにエッチン
グした後、特定箇所2を集束イオンビーム3により試料
表面4から走査することにより、さらに薄膜化する。
【0028】この場合、図5(a)に示すように、FI
B装置で試料1の観察箇所2が含まれるように、観察特
定箇所2の前方領域14と後方領域15を集束イオンビ
ーム3によりエッチングし、0.5μmの厚さに薄膜化
する。次に図5(b)に示すように、薄片化した片端1
6を集束イオンビーム3によりエッチングする。次に図
5(c)に示すように、試料1を30〜60度の範囲の
角度に傾斜した状態でTEM観察面5の下部17を集束
イオンビーム3によりエッチングする。さらに、TEM
観察面5の片端部の高さ方向の中央部分18が0.1μ
mの幅が残るまで、集束イオンビーム3でエッチングす
る。次に図6(d)に示すように、観察特定箇所2を集
束イオンビーム3により試料表面4から走査することに
より0.1μmの厚さに薄膜化する。
【0029】この後の工程は第1の実施の形態と同様で
ある。すなわち、図6(e)に示すように、正立型光学
顕微鏡と3次元マニュピュレータからなるマニュピュレ
ータシステムを用いて、薄膜化した特定箇所2を含むT
EM観察面5をマニュピュレータ先端6に取り付けられ
た絶縁体棒7からなるマイクロピペット先端8に静電吸
着させる。次に、図6(f)に示すように、マニュピュ
レータシステムを用いて透過電子顕微鏡用観察メッシュ
9に薄膜化した特定箇所2を含むTEM観察面5を落下
させる。次に、透過電子顕微鏡を用いて、特定箇所2を
含むTEM観察面5を観察および、分析することによ
り、半導体装置を解析する。
【0030】次に、観察箇所2をサンプリングした半導
体ウェハ28において、有機系ガス26を流しながら集
束イオンビーム3を用いて、加工穴27を走査する(図
2(c))。集束イオンビームアシストCVD法により
有機系ガス26が反応し、加工穴27にCVD膜、例え
ばTEOSガスを用いた場合は酸化膜が埋め込まれる。
次に半導体ウェハ28を製造プロセス次工程に流す。こ
のように、その加工穴を集束イオンビームアシストCV
D法による成膜により、埋め込み、前記半導体ウェハ2
8を製造プロセス次工程に流すことができ、各工程の工
程管理をウェハを破壊せず行うことができる。
【0031】この実施の形態では、集束イオンビーム3
によりTEM観察箇所2が含まれるようにその観察面を
薄膜化し、さらに観察面の一部を残した状態で切り出す
ようにしたため、帯電したマイクロピペット先端8に特
定箇所2を含むTEM観察面を静電吸着したまま採取で
きるため、半導体ウェハまたは半導体チップから直接、
透過型電子顕微鏡の試料を得ることができ、半導体プロ
セス工程管理を可能にする。
【0032】また、この実施の形態では、観察特定箇所
2の前後を集束イオンビーム3によりエッチングし、
0.5μmの厚さに薄膜化した試料1について説明した
が、観察特定箇所2の左右を集束イオンビーム3により
エッチングした試料1についても同様の効果を得る。ま
た、半導体基板28上に回路パターンが形成された半導
体ウェハについて説明したが、パターンがない半導体ウ
ェハやチップ上に切り出された半導体チップについても
同様の効果を得る。
【0033】この発明の第4の実施の形態を図7に基づ
いて説明する。図7はこの発明の第4の実施の形態の透
過型電子顕微鏡用試料の作製方法の説明図で、同図
(a)はFIB加工後の試料を示す見取り図、同図
(b)は帯電したマイクロピペット先端に特定箇所を含
むTEM観察面が静電吸着した見取り図、同図(c)は
TEM観察用メッシュに落下した試料説明図を示す見取
り図である。
【0034】図7(a),(b)の工程は第1の実施の
形態と同様である。すなわち、図7(a)に示すよう
に、試料1をFIB装置で試料1の観察箇所2が含まれ
るように、集束イオンビーム3を試料表面4から走査
し、観察箇所2を透過型電子顕微鏡で観察が可能な程度
の厚さに薄膜化する。次に、集束イオンビーム3を用い
て、観察特定箇所2を含むTEM観察面5を切り出す。
次に、図7(b)に示すように、正立型光学顕微鏡と3
次元マニュピュレータからなるマニュピュレータシステ
ムを用いて、薄膜化した特定箇所2を含むTEM観察面
5をマニュピュレータ先端6に取り付けられた絶縁体棒
7からなるマイクロピペット先端8に静電吸着させる。
次に、図7(c)に示すように、マニュピュレータシス
テムを用いて透過電子顕微鏡用観察メッシュとしてマイ
クログリッド19に薄膜化した特定箇所2を含むTEM
観察面5を落下させる。次に、透過電子顕微鏡を用い
て、特定箇所2を含むTEM観察面5を観察および、分
析することにより、半導体装置を解析する。
【0035】次に、観察箇所2をサンプリングした半導
体ウェハ28において、有機系ガス26を流しながら集
束イオンビーム3を用いて、加工穴27を走査する(図
2(c))。集束イオンビームアシストCVD法により
有機系ガス26が反応し、加工穴27にCVD膜、例え
ばTEOSガスを用いた場合は酸化膜が埋め込まれる。
次に半導体ウェハ28を製造プロセス次工程に流す。こ
のように、その加工穴を集束イオンビームアシストCV
D法による成膜により、埋め込み、前記半導体ウェハ2
8を製造プロセス次工程に流すことができ、各工程の工
程管理をウェハを破壊せず行うことができる。
【0036】この実施の形態では、集束イオンビーム3
によりTEM観察箇所2が含まれるようにその観察面を
薄膜化し、さらに観察面を切り出すようにしたため、帯
電したマイクロピペット先端8に特定箇所2を含むTE
M観察面を静電吸着できるため、半導体チップまたは半
導体ウェハから直接、透過型電子顕微鏡の試料を得るこ
とができる。さらに、透過電子顕微鏡用観察メッシュと
して数μmから数10μmの穴からなるマイクログリッ
ドを用いることにより、微小なTEM観察面でもメッシ
ュから落ちることがなく、微小な透過型電子顕微鏡の試
料を得ることができる。これに伴いTEM観察の歩留ま
りが向上する。
【0037】また、透過電子顕微鏡用観察メッシュとし
てマイクログリッドついて説明したが、カーボン支持膜
付きメッシュ、プラズマ重合支持膜付きメッシュについ
ても同様の効果を得る。また、半導体基板28上に回路
パターンが形成された半導体ウェハについて説明した
が、パターンがない半導体ウェハやチップ上に切り出さ
れた半導体チップについても同様の効果を得る。
【0038】この発明の第5の実施の形態を図8に基づ
いて説明する。図8はこの発明の第5の実施の形態の透
過型電子顕微鏡用試料の作製方法の説明図で、同図
(a)はFIB加工後の試料を示す見取り図、同図
(b)は帯電したマイクロピペット先端に特定箇所を含
むTEM観察面が静電吸着した見取り図、同図(c)は
TEM観察用メッシュに落下した試料説明図を示す見取
り図である。
【0039】図8(a)の工程は第1〜3の実施の形態
と同様である。すなわち、図8(a)に示すように、試
料1をFIB装置で試料1の観察箇所2が含まれるよう
に、集束イオンビーム3を試料表面4から走査し、観察
箇所2を透過型電子顕微鏡で観察が可能な程度の厚さに
薄膜化する。次に、集束イオンビーム3を用いて、観察
特定箇所2を含むTEM観察面5を切り出す。次に、図
8(b)に示すように、正立型光学顕微鏡と3次元マニ
ュピュレータからなるマニュピュレータシステムを用い
て、薄膜化した特定箇所2を含むTEM観察面5をマニ
ュピュレータ先端6に取り付けられた絶縁体棒としてガ
ラス20からなるマイクロピペット先端8に静電吸着さ
せる。マイクロピペット先端8は以下のように加工され
る。まず、外形1.5mmのガラス管をマイクロピペッ
トプーラ装置を用いてガラス管の外形を5μmになるよ
うに細くする。次に、マイクロフォージ装置を用いて、
ガラス管の先端を曲率半径5μm程度に太くする。この
ように、絶縁棒としてガラス20を用いることにより、
絶縁体棒先端の形状、曲率半径を容易に制御することが
できるため、大きさの異なるTEM観察面を帯電したマ
イクロピペット先端に容易に静電吸着できる。次に、図
8(c)に示すように、マニュピュレータシステムを用
いて透過電子顕微鏡用観察メッシュ9に薄膜化した特定
箇所2を含むTEM観察面5を落下させる。次に、透過
電子顕微鏡を用いて、特定箇所2を含むTEM観察面5
を観察および、分析することにより、半導体装置を解析
する。
【0040】次に、観察箇所2をサンプリングした半導
体ウェハ28において、有機系ガス26を流しながら集
束イオンビーム3を用いて、加工穴27を走査する(図
2(c))。集束イオンビームアシストCVD法により
有機系ガス26が反応し、加工穴27にCVD膜、例え
ばTEOSガスを用いた場合は酸化膜が埋め込まれる。
次に半導体ウェハ28を製造プロセス次工程に流す。こ
のように、その加工穴を集束イオンビームアシストCV
D法による成膜により、埋め込み、前記半導体ウェハ2
8を製造プロセス次工程に流すことができ、各工程の工
程管理をウェハを破壊せず行うことができる。
【0041】この実施の形態では、第1〜3の実施の形
態と同様に半導体ウェハまたは半導体チップから直接、
透過型電子顕微鏡の試料を得ることができ、半導体プロ
セス工程管理を可能にする。さらに、絶縁体棒としてガ
ラス20を用いることにより、絶縁体棒先端の形状、曲
率半径を容易に制御することができるため、大きさの異
なるTEM観察面を帯電したマイクロピペット先端8に
静電吸着でき、大きさの異なる透過型電子顕微鏡の試料
を得ることができる。
【0042】また、絶縁体棒としてとしてガラスついて
説明したが、SiNについても同様の効果を得る。Si
Nを用いる場合には、半導体プロセスまたは集束イオン
ビームを用いることにより、絶縁体棒先端の形状、曲率
半径を容易に制御することができる。また、半導体基板
上に回路パターンが形成された半導体ウェハについて説
明したが、パターンがない半導体ウェハやチップ上に切
り出された半導体チップについても同様の効果を得る。
【0043】この発明の第6の実施の形態を図9に基づ
いて説明する。図9はこの発明の第6の実施の形態の透
過型電子顕微鏡用試料の作製方法の説明図で、同図
(a)はFIB加工後の試料を示す見取り図、同図
(b)は帯電したマイクロピペット先端に特定箇所を含
むTEM観察面が静電吸着した見取り図、同図(c)は
TEM観察用メッシュに落下した試料説明図を示す見取
り図である。
【0044】図9(a)の工程は第1〜3の実施の形態
と同様である。すなわち、図9(a)に示すように、試
料1をFIB装置で試料1の観察箇所2が含まれるよう
に、集束イオンビーム3を試料表面4から走査し、観察
箇所2を透過型電子顕微鏡で観察が可能な程度の厚さに
薄膜化する。次に、集束イオンビーム3を用いて、観察
特定箇所2を含むTEM観察面5を切り出す。次に、図
9(b)に示すように、正立型光学顕微鏡と3次元マニ
ュピュレータからなるマニュピュレータシステムを用い
て、薄膜化した特定箇所2を含むTEM観察面5をマニ
ュピュレータ先端6に取り付けられた絶縁体棒としてガ
ラス20からなるマイクロピペット先端8に静電吸着さ
せる。マイクロピペット先端8は以下のように加工され
る。まず、マイクロピペットプーラ装置を用いて、外形
1.5mmのガラス管をガラス管の外形を5μmになる
ように細くする。次に、マイクロフォージ装置を用い
て、ガラス管の先端21を曲率半径5μm程度に太くす
る。このように、絶縁棒としてガラス20を用いること
により、絶縁体棒先端の形状、曲率半径を容易に制御す
ることができるため、大きさの異なるTEM観察面を帯
電したマイクロピペット先端に静電吸着できる。さら
に、絶縁棒の曲率半径が5μm以上であることにより、
TEM観察面とマイクロピペット先端8との接触面積が
増え、静電吸着しやすくなる。正立型光学式顕微鏡で特
定箇所2を含むTEM観察面と絶縁体棒先端を容易に観
察することができ、マニュピュレータシステムでTEM
観察面を採取できる。次に、図9(c)に示すように、
マニュピュレータシステムを用いて透過電子顕微鏡用観
察メッシュ9に薄膜化した特定箇所2を含むTEM観察
面5を落下させる。
【0045】次に、観察箇所2をサンプリングした半導
体ウェハ28において、有機系ガス26を流しながら集
束イオンビーム3を用いて、加工穴27を走査する(図
2(c))。集束イオンビームアシストCVD法により
有機系ガス26が反応し、加工穴27にCVD膜、例え
ばTEOSガスを用いた場合は酸化膜が埋め込まれる。
次に半導体ウェハ28を製造プロセス次工程に流す。こ
のように、その加工穴を集束イオンビームアシストCV
D法による成膜により、埋め込み、前記半導体ウェハ2
8を製造プロセス次工程に流すことができ、各工程の工
程管理をウェハを破壊せず行うことができる。
【0046】この実施の形態では、第1〜3の実施の形
態と同様に半導体ウェハまたは半導体チップから直接、
透過型電子顕微鏡の試料を得ることができ、半導体プロ
セス工程管理を可能にする。さらに、絶縁棒の曲率半径
が5μm以上であることにより、TEM観察面とマイク
ロピペット先端8との接触面積が増え、静電吸着しやす
くなり、透過型電子顕微鏡の試料を容易に得ることがで
きる。これに伴いマニュピュレータシステムでTEM観
察面を容易に採取できる。また、半導体基板28上に回
路パターンが形成された半導体ウェハについて説明した
が、パターンがない半導体ウェハやチップ上に切り出さ
れた半導体チップについても同様の効果を得る。
【0047】この発明の第7の実施の形態を図10に基
づいて説明する。図10はこの発明の第7の実施の形態
の透過型電子顕微鏡用試料の作製方法の説明図で、同図
(a)はFIB加工後の試料を示す見取り図、同図
(b)は帯電したマイクロピペット先端に特定箇所を含
むTEM観察面が静電吸着した見取り図、同図(c)は
TEM観察用メッシュに落下のための試料説明図を示す
見取り図である。
【0048】図10(a),(b)の工程は第1〜3の
実施の形態と同様である。すなわち、図10(a)に示
すように、試料1をFIB装置で試料1の観察箇所2が
含まれるように、集束イオンビーム3を試料表面4から
走査し、観察箇所2を透過型電子顕微鏡で観察が可能な
程度の厚さに薄膜化する。次に、集束イオンビーム3を
用いて、観察特定箇所2を含むTEM観察面5を切り出
す。次に、図7(b)に示すように、正立型光学顕微鏡
と3次元マニュピュレータからなるマニュピュレータシ
ステムを用いて、薄膜化した特定箇所2を含むTEM観
察面5をマニュピュレータ先端6に取り付けられた絶縁
体棒7からなるマイクロピペット先端8に静電吸着させ
る。次に、図10(c)に示すように、まず、接地した
導電性膜22、たとえばAl箔上に透過電子顕微鏡用観
察メッシュ9を置き、帯電した絶縁棒7と透過電子顕微
鏡用観察メッシュ9を接触させることにより、透過電子
顕微鏡用観察メッシュ9に薄膜化した特定箇所2を含む
TEM観察面5を落下させる。静電吸着したTEM観察
面の静電気が接地した導電性膜22を通じて逃げるた
め、静電吸着力が低減し、容易に透過電子顕微鏡用観察
メッシュに前記薄膜化した特定箇所2を落下させること
ができる。
【0049】次に、観察箇所2をサンプリングした半導
体ウェハ28において、有機系ガス26を流しながら集
束イオンビーム3を用いて、加工穴27を走査する(図
2(c))。集束イオンビームアシストCVD法により
有機系ガス26が反応し、加工穴27にCVD膜、例え
ばTEOSガスを用いた場合は酸化膜が埋め込まれる。
次に半導体ウェハ28を製造プロセス次工程に流す。こ
のように、その加工穴を集束イオンビームアシストCV
D法による成膜により、埋め込み、前記半導体ウェハ2
8を製造プロセス次工程に流すことができ、各工程の工
程管理をウェハを破壊せず行うことができる。
【0050】この実施の形態では、第1〜3の実施の形
態と同様に半導体ウェハまたは半導体チップから直接、
透過型電子顕微鏡の試料を得ることができ、半導体プロ
セス工程管理を可能にする。さらに、導電性膜22によ
り静電吸着したTEM観察面の静電気を低減することが
できるため、容易に透過型電子顕微鏡用観察メッシュに
薄膜化した特定箇所2を落下させることができ、透過型
電子顕微鏡の試料を容易に得ることができる。また、半
導体基板上に回路パターンが形成された半導体ウェハに
ついて説明したが、パターンがない半導体ウェハやチッ
プ上に切り出された半導体チップについても同様の効果
を得る。
【0051】この発明の第8の実施の形態を図11に基
づいて説明する。図11はこの発明の第8の実施の形態
の透過型電子顕微鏡用試料の作製方法の説明図で、同図
(a)はFIB加工後の試料を示す見取り図、同図
(b)は帯電したマイクロピペット先端に特定箇所を含
むTEM観察面が静電吸着した見取り図、同図(c)は
TEM観察用メッシュに落下のための試料説明図を示す
見取り図である。
【0052】図11(a),(b)の工程は第1〜3の
実施の形態と同様である。すなわち、図11(a)に示
すように、試料1をFIB装置で試料1の観察箇所2が
含まれるように、集束イオンビーム3を試料表面4から
走査し、観察箇所2を透過型電子顕微鏡で観察が可能な
程度の厚さに薄膜化する。次に、集束イオンビーム3を
用いて、観察特定箇所2を含むTEM観察面5を切り出
す。次に、図11(b)に示すように、正立型光学顕微
鏡と3次元マニュピュレータからなるマニュピュレータ
システムを用いて、薄膜化した特定箇所2を含むTEM
観察面5をマニュピュレータ先端6に取り付けられた絶
縁体棒7からなるマイクロピペット先端8に静電吸着さ
せる。次に、図11(c)に示すように、まず、接地し
た金属棒23、たとえば先端を電解研磨したW棒と帯電
した絶縁棒7を接触させることにより、透過電子顕微鏡
用観察メッシュ9に薄膜化した特定箇所2を含むTEM
観察面5を落下させる。ここで、マニュピュレータは二
つ使用し、金属棒23はもう一つのマニュピュレータ先
端に取り付けられている。静電吸着したTEM観察面の
静電気が接地した金属棒23を通じて逃げるため、静電
吸着力が低減し、容易に透過電子顕微鏡用観察メッシュ
に前記薄膜化した特定箇所を落下させることができる。
【0053】次に、観察箇所2をサンプリングした半導
体ウェハ28において、有機系ガス26を流しながら集
束イオンビーム3を用いて、加工穴27を走査する(図
2(c))。集束イオンビームアシストCVD法により
有機系ガス26が反応し、加工穴27にCVD膜、例え
ばTEOSガスを用いた場合は酸化膜が埋め込まれる。
次に半導体ウェハ28を製造プロセス次工程に流す。こ
のように、その加工穴を集束イオンビームアシストCV
D法による成膜により、埋め込み、前記半導体ウェハ2
8を製造プロセス次工程に流すことができ、各工程の工
程管理をウェハを破壊せず行うことができる。
【0054】この実施の形態では、第1〜3の実施の形
態と同様に半導体ウェハまたは半導体チップから直接、
透過型電子顕微鏡の試料を得ることができ、半導体プロ
セス工程管理を可能にする。さらに、金属棒23により
静電吸着したTEM観察面の静電気を低減することがで
きるため、容易に透過型電子顕微鏡用観察メッシュに薄
膜化した特定箇所を落下させることができ、透過型電子
顕微鏡用試料1を容易に得ることができる。また、半導
体基板28上に回路パターンが形成された半導体ウェハ
について説明したが、パターンがない半導体ウェハやチ
ップ上に切り出された半導体チップについても同様の効
果を得る。
【0055】この発明の第9の実施の形態を図12に基
づいて説明する。図12はこの発明の第9の実施の形態
の透過型電子顕微鏡用試料の作製方法の説明図で、同図
(a)はFIB加工後の試料を示す見取り図、同図
(b)は帯電したマイクロピペット先端に特定箇所を含
むTEM観察面が静電吸着した見取り図、同図(c)は
TEM観察用メッシュに落下のための試料説明図を示す
見取り図である。
【0056】図12(a),(b)の工程は第1〜3の
実施の形態と同様である。すなわち、図12(a)に示
すように、試料1をFIB装置で試料1の観察箇所2が
含まれるように、集束イオンビーム3を試料表面4から
走査し、観察箇所2を透過型電子顕微鏡で観察が可能な
程度の厚さに薄膜化する。次に、集束イオンビーム3を
用いて、観察特定箇所2を含むTEM観察面5を切り出
す。次に、図12(b)に示すように、正立型光学顕微
鏡と3次元マニュピュレータからなるマニュピュレータ
システムを用いて、薄膜化した特定箇所を含むTEM観
察面5をマニュピュレータ先端6に取り付けられた絶縁
体棒7からなるマイクロピペット先端8に静電吸着させ
る。次に、図12(c)に示すように、まず、帯電した
絶縁棒7に水蒸気24を噴霧させることにより、透過電
子顕微鏡用観察メッシュ9に薄膜化した特定箇所2を含
むTEM観察面5を落下させる。ここで、静電吸着した
TEM観察面の静電気が水蒸気24を通じて逃げるた
め、静電吸着力が低減し、容易に透過電子顕微鏡用観察
メッシュに前記薄膜化した特定箇所を落下させることが
できる。
【0057】次に、観察箇所2をサンプリングした半導
体ウェハ28において、有機系ガス26を流しながら集
束イオンビーム3を用いて、加工穴27を走査する(図
2(c))。集束イオンビームアシストCVD法により
有機系ガス26が反応し、加工穴27にCVD膜、例え
ばTEOSガスを用いた場合は酸化膜が埋め込まれる。
次に半導体ウェハ28を製造プロセス次工程に流す。こ
のように、その加工穴を集束イオンビームアシストCV
D法による成膜により、埋め込み、前記半導体ウェハ2
8を製造プロセス次工程に流すことができ、各工程の工
程管理をウェハを破壊せず行うことができる。
【0058】この実施の形態では、第1〜3の実施の形
態と同様に半導体ウェハまたは半導体チップから直接、
透過型電子顕微鏡の試料を得ることができ、半導体プロ
セス工程管理を可能にする。さらに、静電吸着したTE
M観察面の静電気を低減することができるため、容易に
透過型電子顕微鏡用観察メッシュに薄膜化した特定箇所
を落下させることができ、透過型電子顕微鏡用試料を容
易に得ることができる。また、半導体基板28上に回路
パターンが形成された半導体ウェハについて説明した
が、パターンがない半導体ウェハやチップ上に切り出さ
れた半導体チップについても同様の効果を得る。
【0059】この発明の第10の実施の形態を図13に
基づいて説明する。図13はこの発明の第10の実施の
形態の透過型電子顕微鏡用試料の作製方法の説明図で、
同図(a)はFIB加工後の試料を示す見取り図、同図
(b)は帯電したマイクロピペット先端に特定箇所を含
むTEM観察面が静電吸着した見取り図、同図(c)は
TEM観察用メッシュに落下のための試料説明図を示す
見取り図である。
【0060】図13(a),(b)の工程は第1の実施
の形態と同様である。すなわち、図13(a)に示すよ
うに、試料1をFIB装置で試料1の観察箇所2が含ま
れるように、集束イオンビーム3を試料表面4から走査
し、観察箇所2を透過型電子顕微鏡で観察が可能な程度
の厚さに薄膜化する。次に、集束イオンビーム3を用い
て、観察特定箇所2を含むTEM観察面5を切り出す。
次に、図13(b)に示すように、正立型光学顕微鏡と
3次元マニュピュレータからなるマニュピュレータシス
テムを用いて、薄膜化した特定箇所2を含むTEM観察
面5をマニュピュレータ先端6に取り付けられた絶縁体
棒7からなるマイクロピペット先端8に静電吸着させ
る。次に、図13(c)に示すように、まず、帯電した
絶縁棒7にアルコール25を滴下させることにより、透
過電子顕微鏡用観察メッシュ9に薄膜化した特定箇所2
を含むTEM観察面5を落下させる。ここで、アルコー
ル25の比重により静電吸着したTEM観察面が絶縁棒
7から脱離することにより、容易に透過電子顕微鏡用観
察メッシュに前記薄膜化した特定箇所2を落下させるこ
とができる。
【0061】次に、観察箇所2をサンプリングした半導
体ウェハ28において、有機系ガス26を流しながら集
束イオンビーム3を用いて、加工穴27を走査する(図
2(c))。集束イオンビームアシストCVD法により
有機系ガス26が反応し、加工穴27にCVD膜、例え
ばTEOSガスを用いた場合は酸化膜が埋め込まれる。
次に半導体ウェハ28を製造プロセス次工程に流す。こ
のように、その加工穴を集束イオンビームアシストCV
D法による成膜により、埋め込み、前記半導体ウェハ2
8を製造プロセス次工程に流すことができ、各工程の工
程管理をウェハを破壊せず行うことができる。
【0062】この実施の形態では、第1〜3の実施の形
態と同様に半導体ウェハまたは半導体チップから直接、
透過型電子顕微鏡の試料を得ることができ、半導体プロ
セス工程管理を可能にする。さらに、アルコール25の
比重により静電吸着したTEM観察面の吸着力を低減さ
せることができるため、容易に透過型電子顕微鏡用観察
メッシュに薄膜化した特定箇所2を落下させることがで
き、透過型電子顕微鏡用試料1を容易に得ることができ
る。また、半導体基板28上に回路パターンが形成され
た半導体ウェハについて説明したが、パターンがない半
導体ウェハやチップ上に切り出された半導体チップにつ
いても同様の効果を得る。
【0063】
【発明の効果】この発明の請求項1記載の透過型電子顕
微鏡用試料の作製方法によれば、半導体基板上の特定箇
所を集束イオンビームを用いて透過型電子顕微鏡で観察
が可能な程度の厚さに薄膜化し、特定箇所を含む観察領
域を試料として切り出す工程と、正立型光学顕微鏡と3
次元マニュピュレータからなるマニュピュレータシステ
ムを用いて試料を作製する工程とを含むので、半導体ウ
ェハまたは半導体チップから直接、透過型電子顕微鏡の
試料を得ることができ、半導体プロセス工程管理を可能
にする。これは、集束イオンビームによりTEM観察箇
所が含まれるようにその観察面を薄膜化し、さらに観察
面を切り出せるように加工したため実現できる。このた
め、従来のようにウェハをへきかいする必要がなく、半
導体デバイス自身の破損や表面汚染が生じることがな
く、またダイシング加工による衝撃が生じることがない
ので信頼性が向上する。また、マニュピュレータ先端に
取付けられた絶縁体棒からなるマイクロピペット先端に
試料を静電吸着し、この試料を透過型電子顕微鏡用観察
メッシュに落下させるので、試料の薄膜化した特定箇所
を含む観察面を透過型電子顕微鏡により解析することが
できる。
【0064】請求項2では、特定箇所を含む試料の半導
体基板とつながっている底部を、この底部の中央部分が
0.1μm程度の幅で残るように集束イオンビームによ
りエッチングした後、特定箇所を集束イオンビームによ
り試料表面から走査することにより、さらに0.1μm
の厚さまで薄膜化するので、帯電したマイクロピペット
先端に特定箇所を含むTEM観察面を静電吸着できる。
このことから、半導体ウェハまたは半導体チップから直
接、透過型電子顕微鏡の試料を得ることができ、半導体
プロセス工程管理を可能にする。これは、集束イオンビ
ームによりTEM観察箇所が含まれるようにその観察面
を薄膜化し、さらに観察面の一部を残した状態で切り出
すようにしたため実現でき、様々の故障原因を迅速に解
明できる効果がある。
【0065】請求項3では、特定箇所を含む試料の半導
体基板とつながっている底部を全て集束イオンビームに
よりエッチングし、かつ試料の他方の端部の中央部分を
0.1μm程度の幅で残すようにエッチングした後、特
定箇所を集束イオンビームにより試料表面から走査する
ことにより、さらに0.1μmの厚さまで薄膜化するの
で、帯電したマイクロピペット先端に特定箇所を含むT
EM観察面を静電吸着できる。このことから、半導体ウ
ェハまたは半導体チップから直接、透過型電子顕微鏡の
試料を得ることができ、半導体プロセス工程管理を可能
にする。これは、集束イオンビームによりTEM観察箇
所が含まれるようにその観察面を薄膜化し、さらに観察
面の一部を残した状態で切り出すようにしたため実現で
き、様々の故障原因を迅速に解明できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態の透過型電子顕微
鏡用試料の作製方法の説明図である。
【図2】この発明の第1の実施の形態における半導体装
置の処理を示す工程説明図である。
【図3】この発明の第2の実施の形態の透過型電子顕微
鏡用試料の作製方法の説明図である。
【図4】この発明の第2の実施の形態の透過型電子顕微
鏡用試料の作製方法の図3の後工程の説明図である。
【図5】この発明の第3の実施の形態の透過型電子顕微
鏡用試料の作製方法の説明図である。
【図6】この発明の第3の実施の形態の透過型電子顕微
鏡用試料の作製方法の図3の後工程の説明図である。
【図7】この発明の第4の実施の形態の透過型電子顕微
鏡用試料の作製方法の説明図である。
【図8】この発明の第5の実施の形態の透過型電子顕微
鏡用試料の作製方法の説明図である。
【図9】この発明の第6の実施の形態の透過型電子顕微
鏡用試料の作製方法の説明図である。
【図10】この発明の第7の実施の形態の透過型電子顕
微鏡用試料の作製方法の説明図である。
【図11】この発明の第8の実施の形態の透過型電子顕
微鏡用試料の作製方法の説明図である。
【図12】この発明の第9の実施の形態の透過型電子顕
微鏡用試料の作製方法の説明図である。
【図13】この発明の第10の実施の形態の透過型電子
顕微鏡用試料の作製方法の説明図である。
【図14】従来例の透過型電子顕微鏡用試料の作製方法
の説明図である。
【符号の説明】
1 試料 2 観察特定箇所 3 集束イオンビーム 4 試料表面 5 TEM観察面 6 マニュピュレータ先端 7 絶縁体棒 8 マイクロピペット先端 9 透過電子顕微鏡用観察メッシュ 10 観察特定箇所の前方領域 11 観察特定箇所の後方領域 12 薄片化した両端 13 TEM観察面の下部中央 14 観察特定箇所の前方領域 15 観察特定箇所の後方領域 16 薄片化した片端 17 TEM観察面の下部 18 TEM観察面の片端中央 19 マイクログリッド 20 ガラス 21 ガラス管の先端 22 導電性膜 23 金属棒 24 水蒸気 25 アルコール 26 有機系ガス 27 加工穴 28 半導体ウェハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01J 37/305 G01N 1/28 F G

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上の特定箇所を集束イオンビ
    ームを用いて透過型電子顕微鏡で観察が可能な程度の厚
    さに薄膜化し、前記特定箇所を含む観察領域を試料とし
    て切り出す工程と、正立型光学顕微鏡と3次元マニュピ
    ュレータからなるマニュピュレータシステムを用いて試
    料を作製する工程とを含み、前記マニュピュレータシス
    テムを用いて試料を作製する際に、マニュピュレータ先
    端に取付けられた絶縁体棒からなるマイクロピペット先
    端に前記試料を静電吸着し、この試料を透過型電子顕微
    鏡用観察メッシュに落下させることを特徴とする透過型
    電子顕微鏡用試料の作製方法。
  2. 【請求項2】 半導体基板上の特定箇所を含む観察領域
    を試料として切り出す工程は、前記特定箇所を含み相対
    する2辺を集束イオンビームによりエッチングして0.
    5μm程度の厚さに薄膜化し、薄膜化した前記試料の前
    記半導体基板とつながっている前記相対する2辺と直交
    する両端を集束イオンビームによりエッチングし、前記
    試料を30〜60度の範囲の角度に傾斜して前記特定箇
    所を含む前記試料の前記半導体基板とつながっている底
    部を、この底部の中央部分が0.1μm程度の幅で残る
    ように集束イオンビームによりエッチングした後、前記
    特定箇所を集束イオンビームにより試料表面から走査す
    ることにより、さらに0.1μmの厚さまで薄膜化する
    請求項1記載の透過型電子顕微鏡用試料の作製方法。
  3. 【請求項3】 半導体基板上の特定箇所を含む観察領域
    を試料として切り出す工程は、前記特定箇所を含み相対
    する2辺を集束イオンビームによりエッチングして0.
    5μm程度の厚さに薄膜化し、薄膜化した前記試料の前
    記半導体基板とつながっている、前記相対する2辺と直
    交する両端のうちの一方の端部を集束イオンビームによ
    りエッチングし、前記試料を30〜60度の範囲の角度
    に傾斜して前記特定箇所を含む前記試料の前記半導体基
    板とつながっている底部を全て集束イオンビームにより
    エッチングし、かつ前記試料の他方の端部の高さ方向の
    中央部分を0.1μm程度の幅で残すようにエッチング
    した後、前記特定箇所を集束イオンビームにより試料表
    面から走査することにより、さらに0.1μmの厚さま
    で薄膜化する請求項1記載の透過片電子顕微鏡用試料の
    作製方法。
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