JP2002040107A - プローブ駆動方法及びプローブ装置 - Google Patents

プローブ駆動方法及びプローブ装置

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JP2002040107A JP2000222882A JP2000222882A JP2002040107A JP 2002040107 A JP2002040107 A JP 2002040107A JP 2000222882 A JP2000222882 A JP 2000222882A JP 2000222882 A JP2000222882 A JP 2000222882A JP 2002040107 A JP2002040107 A JP 2002040107A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プローブ高さをモニタして、安全かつ効率的
に試料表面にプローブを接触させる。 【解決手段】 プローブの試料表面からの高さ情報を、
試料への接触直前に発生するプローブ影５４の検出、あ
るいはイオンビームを斜照射するとき形成されるプロー
ブ像と試料像との相対位置の変化から得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械的プローブを
試料表面に接触させるプローブ装置、例えば試料基板の
特定領域を含む微小な試料片をイオンビームとプローブ
を用いて分離摘出して微小領域分析用の試料片作製や微
小デバイスの作製を行う試料作製装置や、試料表面にプ
ローブで電圧印加等を行い試料特性を測定する試料診断
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】機械的プローブを用いてμｍオーダの微
小な試料片を分離摘出する試料作製方法について、特開
平５−５２７２１号公報『試料の分離方法及びこの分離
方法で得た分離試料の分析方法』（文献１）に開示され
ている。この文献では、基板へのプローブ接触によるプ
ローブ電位変化を走査イオン像（以下、ＳＩＭ像とい
う）の輝度変化として捉えることで、プローブの基板表
面への接触を判定している。
【０００３】また、機械的プローブを試料表面の特定位
置に接触させ、プローブにより電圧を印加することによ
り試料の特性を測定する試料診断方法について特開平９
−３２６４２５号公報『不良検査方法及び装置』（文献
２）に開示されている。この方法について図２６を用い
て説明する。この方法は、４本のプローブ３０１，３０
２，３０３，３０４を試料表面上の電極３０５，３０
６，３０７，３０８にそれぞれ接触させ、プローブ間の
電気特性を測定することで試料電気特性を得るものであ
る。始めに、一次電子ビーム３０９により試料表面を走
査し、二次電子検出器３１０で二次電子３１１を取り込
むことで試料表面を観察しながらプローブ３０１，３０
２，３０３，３０４を電極３０５，３０６，３０７，３
０８上に移動させる。次に、プローブ３０１を電極３０
５に接触させる。プローブ接触法は以下の通りである。
接触直前をプローブ・試料間のトンネル電流検出又は原
子間力検出により検知し、プローブ接近を一時停止す
る。その後、プローブを小さな速度で再接近させ、接触
によりプローブを停止する。プローブの試料への接触
は、プローブ電流モニタによる接触電流検知やエネルギ
ーフィルタ付き二次電子検出器による電極３０５の電位
変化モニタにより判定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】μｍやサブμｍオーダ
サイズの試料特定領域にプローブを接触させる際に留意
すべきことの一つは、プローブや試料を損傷させないと
いうことである。このために上記文献１，２に記載され
ているような接触検知技術が少なくとも必要になる。し
かし、両者の破損を防ぐためにはプローブを停止する際
に行き過ぎ量を小さくする更なる工夫が必要である。上
記の文献１ではプローブ接触時の検知は可能であるが、
接触するまでのプローブの試料までの距離が不明であ
り、上記理由で全体的にプローブ接近速度を小さくする
必要が有り、接触に長時間を要する。一方、上記の文献
２ではトンネル電流や原子間力の検知により試料への接
触直前を検知できるため、接触直前を検知した後は低速
接近させるが、接触直前までの接近速度を大きく設定す
ることにより短時間での接触が可能となる。
【０００５】しかし、トンネル電流検知は試料が導電性
である必要があり、接触領域が絶縁物や浮遊電極の場合
には検知できない。また、原子間力検知の場合にはプロ
ーブを微小力検知用カンチレバーに作製する必要があ
り、作製が難しくコストがかかる。また、トンネル電流
や原子間力検知の場合、検知までに試料にｎｍオーダま
で接近することが求められるため、粗微動組み合わせに
よる複雑で精度の高いプローブ制御装置が必要である。
また圧電素子を使用するためクリープ現象等により接触
後の単一位置を保持するのが難しいという欠点がある。
以上の理由のため、容易に可能な接触直前検知が必要と
される。
【０００６】また、上記文献では試料表面と平行な平面
内でのプローブ位置を観察像でモニタしているが、プロ
ーブと試料間の距離については接触直前の領域部しかモ
ニタできていない。プローブ移動を安全に行うために
は、更に任意の位置でのプローブと試料の間の距離を容
易に検知できる手法が必要となる。
【０００７】また、複数本のプローブを使用する場合に
は複数のプローブが互いに干渉しないように移動する必
要があるが、上記文献には試料表面と平行な平面内で複
数のプローブを移動させる方法について記載されていな
い。一般にいって個々のプローブの３次元位置関係をモ
ニタしながらの移動制御は難しい。このためプローブ間
の干渉を容易に除ける移動手法が必要となる。
【０００８】また、プローブの接触目標位置の直上への
試料表面と平行な面内での移動については、従来は観察
像をモニタしながらマニュアル的に行っているが、オペ
レータの負担を減らすためには自動で移動することが望
まれる。このため、プローブ先端と接触目標の位置座標
を自動的に検出して移動させる手法が必要となる。
【０００９】従って、本発明の第１の目的は、容易なプ
ローブ制御によりプローブと試料の損傷を抑制し、短時
間での接触を実現できるプローブ駆動方法およびプロー
ブ装置を提供することにある。第２の目的は、プローブ
と試料間の距離を認識でき、オペレータが容易にプロー
ブを試料に接触可能なプローブ駆動方法およびプローブ
装置を提供することにある。第３の目的は、プローブと
試料の座標を自動認識し、試料の目的位置に自動で接触
可能なプローブ装置を提供することにある。第４の目的
は、プローブ接触による損傷を抑え、確実に摘出試料が
作製可能な試料作製装置を提供することにある。第５の
目的は、プローブを試料に確実に接触させ、試料特性を
プローブにより正確に取得するプローブ装置を提供する
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の一態様では、試料にプローブが接触する直
前にＳＩＭ像に発生するプローブの影を検出することに
よって、試料表面に対するプローブの高さ情報を獲得
し、その情報をもとにプローブの駆動速度や駆動距離を
制御して安全かつ効率的に試料表面にプローブを接触さ
せる。また、本発明の他の態様では、イオンビームの照
射角度を変えたときＳＩＭ像に現れるプローブ像と試料
像の相対位置の変化から試料表面に対するプローブの高
さ情報を獲得し、その情報をもとにプローブの駆動速度
や駆動距離を制御して安全かつ効率的に試料表面にプロ
ーブを接触させる。更に、本発明の他の態様では、予め
プローブを試料表面に接触させて、その時のプローブ先
端座標（試料面接触時のプローブ高さ位置情報）を計測
・記憶しておき、試料の上方に位置する現在のプローブ
の高さ位置と比較することで正確なプローブの高さ情報
を獲得し、その情報をもとにプローブの駆動速度や駆動
距離を制御して安全かつ効率的に試料表面にプローブを
接触させる。
【００１１】すなわち、本発明の一態様によるプローブ
駆動方法は、試料及びプローブに荷電粒子ビームを照射
し、荷電粒子ビーム照射によって放出された２次粒子又
は反射粒子を検出して得られるプローブ像を含む試料像
をモニターしながらプローブを試料に接近する方向に第
１の速度で駆動する工程と、試料像中のプローブ像近傍
領域の輝度の低下を検知したときプローブの駆動速度を
第１の速度より小さな第２の速度に変更することを特徴
とする。この方法によると、浮遊電極等の上でもプロー
ブ接触の直前検知が可能である。
【００１２】本発明の一態様によるプローブ駆動方法
は、また、試料及びプローブに第１の角度から荷電粒子
ビームを照射し、荷電粒子ビーム照射によって放出され
た２次粒子又は反射粒子を検出して得られるプローブ像
を含む試料像上で、プローブの先端位置と試料上の特定
位置との間の距離（第１の距離）を求める工程と、試料
及びプローブに第１の角度と異なる第２の角度から荷電
粒子ビームを照射し、荷電粒子ビーム照射によって放出
された２次粒子又は反射粒子を検出して得られるプロー
ブ像を含む試料像上で、プローブの先端位置と試料上の
前記特定位置との間の距離（第２の距離）を求める工程
と、第１及び第２の角度と第１及び第２の距離とに基づ
いて試料とプローブ間の距離を算出する工程と、算出さ
れた試料とプローブ間の距離に応じてプローブを試料の
方向に駆動する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１３】本発明の一態様によるプローブ駆動方法
は、また、試料に接触しているプローブの先端の試料表
面と交差する方向の座標を予め計測手段で計測して記録
する工程と、記録したプローブ先端座標と前記計測手段
で計測した現在のプローブ先端座標からプローブと試料
との間の現在の距離を求める工程と、求めた距離に応じ
てプローブの駆動距離と駆動速度を制御して前記プロー
ブを試料に接触させることを特徴とする。
【００１４】本発明の一態様によるプローブ装置は、試
料を載置する可動の試料台と、試料に荷電粒子ビームを
照射する荷電粒子光学系と、荷電粒子ビームの照射によ
って試料から放出された２次粒子又は試料から反射され
た反射粒子を検出する検出器と、試料表面に機械的に接
触させるプローブと、プローブの駆動を制御するプロー
ブ制御装置と、検出器による検出情報を画像として表示
する表示装置と、検出器による検出情報を解析する検出
情報解析装置とを含み、プローブ制御装置は検出情報解
析装置の解析結果に基づいてプローブ駆動装置を制御す
ることを特徴とする。
【００１５】検出情報解析装置は画像中のプローブ近傍
領域の輝度変化を検出する機能を有するものとすること
ができる。プローブ制御装置は、プローブを試料方向に
第１の速度で駆動中に検出情報解析装置がプローブ近傍
領域の輝度の減少を検知したとき、プローブの試料方向
への駆動速度を前記第１の速度より小さな第２の速度に
変更する制御を行う。
【００１６】また、プローブ制御装置は、プローブを試
料方向に第１の速度で駆動中に検出情報解析装置がプロ
ーブ近傍領域の輝度の減少を検知したとき、プローブの
試料方向への駆動速度を第１の速度より小さな第２の速
度に変更し、プローブを試料方向に第２の速度で駆動中
に検出情報解析装置がプローブ近傍領域の輝度の急激な
増加を検知したとき、プローブの駆動を停止する制御を
行う。
【００１７】検出情報解析装置は、また、荷電粒子ビー
ムをプローブ及び試料表面に対して異なる複数の角度か
ら照射して得られる複数の画像におけるプローブの先端
位置と試料の特定位置の座標を基にプローブと試料間の
距離を算出する機能を有するものとすることができる。
【００１８】プローブ装置は、試料の一部を分離した摘
出試料を別の部材に移し変えるためのプローブと、摘出
試料を固定する試料ホルダを保持する試料ホルダ保持具
とを備えることができる。表示装置には試料表面に対す
るプローブの距離の情報も表示することができる。
【００１９】本発明の一態様によるプローブ装置は、試
料を載置する可動の試料台と、試料に荷電粒子ビームを
照射する荷電粒子光学系と、荷電粒子ビームの照射によ
って試料から放出された２次粒子又は試料から反射され
た反射粒子を検出する検出器と、検出器による検出情報
を画像として表示する表示装置と、試料表面に機械的に
接触させるプローブと、プローブの駆動を制御するプロ
ーブ制御装置と、予め前記プローブを試料に接触させて
得られたプローブ先端座標を記録するプローブ基準座標
記録装置とを含み、プローブ制御装置はプローブ基準座
標記録装置の記録座標とプローブを接触させるべき試料
上の座標を基にプローブの駆動距離と速度とを制御する
ことを特徴とする。
【００２０】本発明の一態様によるプローブ装置は、試
料を載置する可動の試料台と、試料に荷電粒子ビームを
照射する荷電粒子光学系と、荷電粒子ビームの照射によ
って試料から放出された２次粒子又は試料から反射され
た反射粒子を検出する検出器と、検出器による検出情報
を画像として表示する表示装置と、試料表面に機械的に
接触させる複数のプローブと、プローブを試料表面に平
行に移動させる際にプローブ毎に互いに異なる固有の試
料表面までの距離範囲内で移動させるプローブ制御装置
とを含むことを特徴とする。
【００２１】また、複数のプローブと、プローブへの電
圧印加又は試料の電気特性測定等の電気制御を行うため
のプローブ電気制御装置を有する場合、プローブ電気制
御装置が任意のプローブの電気制御をそれ以外の任意の
プローブの電気制御と切り替えるプローブ間電気制御切
替装置を有する構成とすると、プローブの対称性を確保
できるためプローブ制御が容易になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。 ＜実施の形態１＞図１は、本発明による集束イオンビー
ム（Focused Ion Beam：ＦＩＢ）により微小な分析試料
や微小なデバイスを作製する試料作製装置の一実施形態
を示す構成ブロック図である。
【００２３】分析される半導体ウエハや半導体チップ等
の試料４は、可動の試料台５上に載置され、試料４の診
断位置を特定するするため試料台５の位置を制御する試
料台制御装置６により位置決めされる。摘出試料を載置
する摘出試料ホルダ１８は、試料台５上の摘出試料ホル
ダ押え１７で固定されている。プローブ電気制御装置１
３の制御により試料４への電圧供給や試料４の抵抗、電
流測定等の素子の特性を検知するプローブ７は、プロー
ブ制御装置９により制御されたプローブ駆動装置８によ
り駆動される。
【００２４】イオン源１０００から放出されるイオンビ
ームを試料４に照射するイオンビーム光学系１は、イオ
ン源から放出されるイオンビームを所定の大きさに制限
するビーム制限アパーチャ１００１と、イオンビームを
集束させる集束レンズ１００２と、試料上の所定の位置
に偏向するための偏向器１００３と、偏向されたビーム
を試料に照射させるために試料手前に配置された対物レ
ンズ１００４を備えており、イオンビーム制御装置２で
制御される。試料４表面の像やプローブ７の像は、イオ
ンビーム光学系１からのイオンビーム３を試料又はプロ
ーブに照射した際に発生する２次電子を２次電子検出器
１０で検出し、偏向器１００３へ印加する走査信号に同
期して表示装置１２に輝度信号として入力することで、
画像として表示される。このとき、２次電子情報解析装
置１１が後に詳しく説明するように２次電子情報中の特
定の情報を識別することで、プローブ制御装置９を制御
する。デポジションガス源（以下、デポ源と略す）１４
は、デポ源制御装置１５により制御され、例えばタング
ステンカルボニルガスを試料４上に供給し、イオンビー
ム３を照射することで、照射部にタングステン膜を形成
し、保護膜形成やプローブ７と摘出試料との接着や摘出
試料と摘出試料ホルダ１８との接着等を行う。
【００２５】イオンビーム制御装置２、デポ源制御装置
１５、プローブ電気制御装置１３、プローブ制御装置
９、２次電子情報解析装置１１、試料台制御装置６、表
示装置１２は計算処理部１６により制御される。また、
計算処理部１６は、イオンビーム制御装置２、デポ源制
御装置１５、プローブ電気制御装置１３、プローブ制御
装置９、２次電子情報解析装置１１、試料台制御装置６
の機能を含んでパーソナルコンピュータやワークステー
ションで実現することも可能である。
【００２６】次に、プローブ駆動法について図２〜図５
により説明を行う。ここでは、プローブの試料表面への
接近、接触について説明する。図２、図３、図４は表示
装置１２に表示される２次電子像である。５１はプロー
ブ７を接触させるパッドであり、５２は絶縁領域であ
る。表示装置１２に表示される観察像からは、プローブ
７と試料４の間の距離は通常は直接認識できない。プロ
ーブ７の試料４表面への接触時の両者の損傷を抑えるた
めには、接触時のプローブ接近速度を小さくすることが
望まれる。しかし、プローブと試料の間の距離が不明の
場合には、プローブ移動全距離についてプローブ接近速
度を小さくすることになり、プローブ接触作業に長時間
を要する。ここで、接触直前を検知することができれ
ば、距離に合わせたプローブの速度制御が可能となり、
短時間で非損傷の接触が可能となる。本実施の形態で
は、この接触直前の検知にプローブ７の影５４を利用す
る。
【００２７】本実施の形態では、正イオンＦＩＢ照射に
よる２次電子信号を表示装置１２で画像化している。こ
の時、プローブ自身はプローブ電気制御装置１３に接続
されているため、ＦＩＢ照射されても帯電を起こさな
い。しかし、接触パッド５１が電気的に浮いている場合
には、パッド５１が正に帯電する。なぜなら、正のイオ
ンの入射と負の２次電子の放出が主プロセスとなるため
である。このため、プローブ７が試料表面から充分離れ
た領域では、ＦＩＢ照射によって試料から放出された２
次電子は２次電子検出器に行く前に試料に引き戻される
方向に力が働くため、２次電子信号、即ち表示装置１２
の輝度が図２のように暗く観察される。
【００２８】プローブ７が試料表面に接近すると、プロ
ーブ近傍の試料４表面から発生する２次電子の２次電子
検出器１０への到達を更に遮蔽するため、図３に示され
るように影５４が観察される。この影５４が観察される
理由は以下の通りである。図６は、プローブ７が存在す
る場合の二次電子検出器１０の引き込み電界を試料４表
面に平行な方向から描いた模式図である。イオンビーム
照射により試料表面のプローブ７から離れた位置８３で
生成された二次電子は、等電位面８４で示される二次電
子検出器１０の引き込み電界により二次電子検出器１０
に引き込まれる。しかし、試料表面のプローブ７の下近
傍の位置８１で生成された二次電子は、二次電子検出器
１０の引き込み電界がプローブ７により遮蔽されるため
二次電子検出器１０に引き込まれ難くなり、ＳＩＭ像で
は暗く表示される。図７は、プローブ７が試料表面に接
近した時の電界を試料表面に垂直な方向から描いた模式
図である。試料表面上のプローブ７から離れた位置８３
で生成された二次電子は、等電位面８４で示される二次
電子検出器１０の引き込み電界により加速され、二次電
子検出器１０に取り込まれる。しかし、プローブ７が試
料表面に接近していると、引き込み電界８４がプローブ
近傍に入り込み難くなるため、試料表面上のプローブ近
傍の領域８６や領域８７の位置で生成された二次電子
は、二次電子検出器１０の方に加速され難いため二次電
子検出器１０で検出されず、二次電子像上では暗く影と
して表示される。図３の影５４は、例えば、プローブ７
が試料表面から２０μｍ程度の距離まで接近すると出現
する。
【００２９】プローブ７が更に試料に接近し、プローブ
７がパッド５１に接触すると、パッド５１の帯電がプロ
ーブ７から注入される電子により緩和されるため、図４
のように観察像上でパッド５１の輝度が増加する。この
ため図２に示すように、表示装置１２上で輝度モニタ領
域５３を例えばマウス等で指定し、その領域５３の輝度
をモニタすると、図５左上に示すような輝度変化とな
る。ここで、横軸はプローブのＺ移動距離であり、縦軸
は輝度モニタ領域５３の輝度である。位置ｚ１は図２に
対応するプローブが試料から充分離れている領域内の位
置、位置ｚ２は図３に対応する影が観察される領域内の
位置、位置ｚ３は図４に対応する試料表面位置である。
具体的距離の例としては、例えば位置ｚ３から位置ｚ１
までは５００μｍ程度、位置ｚ３から位置ｚ２までは１
０μｍ程度である。位置ｚ３では、プローブ７が試料に
接触することにより接触パッド５１の帯電が緩和される
ため、観察像上で輝度が急激に増加する。
【００３０】ここで、プローブ電気制御装置１３からプ
ローブ７に試料４に対して正の電圧を印加すると、プロ
ーブ７が二次電子を引き込んでしまうため視野が全体的
に暗くなり、プローブの影５４が識別し難くなる。逆に
プローブ７に試料４に対して負の電圧を印加すると、プ
ローブ７がより明るく観察され、影５４が識別し易くな
る。
【００３１】上記の現象を用いることで、図５右下に示
すフローによりプローブの効率的な接触が実現できる。
図５右下は、横軸がプローブ７の試料への接近開始から
の時間を表し、それに対する輝度モニタ領域５３の輝度
Ｉの変化と設定するプローブ接近速度ｖの関係を示した
ものである。始め輝度ＩがＩｓ＜Ｉ＜Ｉｃの領域では、
プローブ接近速度ｖを高速（ｖｈ）に設定し試料に接近
させる。輝度モニタ領域５３の輝度Ｉが減少し始め（ｔ
１）、Ｉ＜Ｉｓになると同時に（ｔ２）プローブ接近速
度ｖを低速（ｖｌ）に変更する。そして接触により輝度
Ｉが増加し、Ｉ＞Ｉｃになると、プローブ接近速度ｖを
０に設定し停止する（ｔ３）。Ｉｓ，Ｉｃは、例えばプ
ローブが試料表面から充分離れている領域Ｚ１での輝度
Ｉ(Ｚ１)に対して、Ｉｓ＝０．８×Ｉ(Ｚ１)、Ｉｃ＝２
×Ｉ(Ｚ１)に設定される。以上のフローにより、短時間
で且つプローブと試料を損傷しない接触が可能となる。
また、輝度モニタ領域５３の輝度変化が少ない場合に
は、図５左下に示すように、輝度Ｉの距離微分を取り、
変化を強調すると位置情報を得る上で有効である。この
ため、この輝度Ｉの距離微分グラフを表示装置１２に表
示するとオペレータもプローブ位置を判断し易くなる。
【００３２】上記例では説明し易くするために、接触パ
ッド５１が存在する場合についての例を用いたが、接触
パッドが無い場合でもプローブの影５４は観察されるた
め、プローブ接触直前モニタが可能である。即ち、この
フローでは対象試料が絶縁物の場合でも接触の直前を認
識することが可能である。また、この方式はトンネル電
流検出方式や原子間力検出方式と比較して試料表面から
の距離が大きな段階で接触前を検知できるため、プロー
ブのブレーキ精度をそれほど要求しない。従って、プロ
ーブ駆動装置やプローブ制御装置を安価に作製可能であ
る。
【００３３】また、試料が導電性の場合には、以下のフ
ローによってプローブの試料への接触を安全に行うこと
ができる。まず、プローブ７に高抵抗を介してバイアス
電圧を印加しておく。プローブ７が試料４から遠く離れ
ている場合には、プローブ近傍の輝度モニタ領域はプロ
ーブ７の影響を受けず、試料そのものの二次電子輝度を
有する。プローブ７を試料４に接近させて行くと、図
６，７で説明したとおり、プローブ近傍に二次電子検出
器１０の二次電子引き込み電界が入り込めないため、プ
ローブ近傍の輝度モニタ領域の輝度が減少する。これに
より、プローブ接近速度を小さくする。更にプローブ７
が試料４に接近し、プローブ７が試料４に接触すると、
プローブ７が高抵抗を介して試料電位まで下がるため、
二次電子引き込み電界の遮蔽が緩和され、プローブ近傍
の試料輝度が復活する。これを検知することで、プロー
ブ７の試料４への接触を判別することができ、プローブ
の駆動を停止する。このように、試料が導電性の場合で
も、本装置により効率的なプローブ接触を行うことが可
能となる。
【００３４】この輝度モニタ領域５３における輝度Ｉの
変化はプローブ７と試料間の距離に対応付けることが可
能であるため、図８に示すように、表示装置１２にプロ
ーブの試料表面からの高さ情報を表示することが可能と
なる。即ち、図８の表示画面３００１にＳＩＭ像表示部
３００７とプローブ高さ表示部３００２とプローブ試料
間距離の表示部３００３を子画面として表示することが
できる。プローブ高さ表示部３００２には、試料表面を
表す記号３００５と、プローブを表す記号３００４と、
サイズを表示するサイズ表示バー３００６が表示され
る。プローブ高さの具体的数値はプローブ試料間距離の
表示部３００３に表示され、これらの画面によってオペ
レータはプローブと試料の間の距離を直感的に認識する
ことが可能である。
【００３５】図９は、２次電子情報解析装置１１の信号
授受を説明する図である。イオンビーム制御装置２から
の偏向器走査信号と２次電子検出器１０からの２次電子
輝度情報に基づいてＳＩＭ画像生成部２１で生成された
画像が表示装置１２に表示される。ここで、マウス等の
ポインティングデバイスにより輝度モニタ領域５３（図
２〜図４参照）を指定することにより、輝度モニタ位置
座標をモニタ部輝度積算部２２に設定し、その座標領域
に相当する輝度信号を積算する。積算された輝度情報
は、予め設定された比較輝度情報部２４比較対象輝度
（図５のＩｓ，Ｉｃ等）と輝度比較部２３で比較され、
高さ情報を得て、計算処理部１６で適する接近速度を設
定する。この結果信号を元に、図５で説明した通りプロ
ーブ制御装置９がプローブ７の駆動を制御する。輝度比
較部２３からの高さ情報は表示装置１２に表示される。
この装置構成により、効率的なプローブ制御が可能とな
る。
【００３６】この全体の信号の流れを視覚的に示したも
のが図１０である。ＦＩＢ３の走査により生じる二次電
子を二次電子検出器１０を取り込み、輝度モニタ領域５
３の輝度を２次電子情報解析装置１１で解析して輝度情
報からプローブと試料の距離を算出する。算出結果はモ
ニタ１２に表示される。２次電子情報解析装置１１では
更にプローブ試料間距離に適するプローブ駆動速度を算
出し、プローブ制御装置９に速度指示を与える。この速
度命令を受けたプローブ制御装置９はプローブ駆動装置
８を制御してプローブ７を駆動し、効率的かつ安全な試
料接触を可能とする。この時、切替えスイッチ２４０１
は２次電子情報解析装置１１の方に接続されている。こ
こで、もし手動でプローブ接近を行う場合には、切替え
スイッチ２４０１をプローブ操作装置２４００の方に接
続する。プローブ操作装置２４００は、例えば押しボタ
ンやジョイスティックやマウス等の入力装置から構成さ
れる。切替えスイッチ２４０１でプローブ操作装置２４
００を選択した場合には、オペレータが表示装置１２の
プローブ高さ情報を認識して手動でプローブを操作する
ことになる。また、例えば２次電子情報解析装置１１が
速度変更をすべき輝度あるいは輝度変化を検出したと
き、インジケータやブザー等によりオペレータに知らせ
る機能を付加すると手動操作が容易となる。
【００３７】図１１は、本装置を利用した試料作製方法
の一実施形態を説明する図である。始めに、ＦＩＢ３を
照射して目標位置識別のためのマーク４０３，４０４を
形成し、その後その両外側に矩形穴４０１，４０２を試
料４に形成する（図１１（ａ））。次に、ＦＩＢ３によ
り支持部４０５を残して矩形溝４０６を形成する（図１
１（ｂ））。次に、図１の試料台５を傾けてＦＩＢ３を
試料表面に斜めから照射することにより、斜溝４０８を
形成し、試料４と一部の支持部４０５のみで接続された
摘出試料４０７を形成する（図１１（ｃ））。試料台傾
斜を戻し、プローブ駆動装置８をプローブ制御装置９に
より制御し、図５を用いて説明したプローブ駆動フロー
によりプローブ７を摘出試料４０７の一部に接触させ
る。この摘出試料の支持部４０５は後程ＦＩＢにより切
断するわけであるが、プローブドリフト等を考慮した場
合、短時間で切断することが望ましいため、支持部体積
は小さくする必要がある。このため、プローブ７の接触
により支持部４０５が破壊される恐れがあるため、上記
プローブ制御法を使用して損傷をできるだけ抑えて接触
させる。接触させたプローブ７と摘出試料４０７とをＩ
ＢＡＤ膜４０９を用いて固定する（図１１（ｄ））。次
に、支持部４０５をＦＩＢ３で切断する（図１１
（ｅ））。
【００３８】こうして、試料４から摘出試料４０７を切
り出し、プローブ７をプローブ駆動装置８によって上昇
させ摘出する（図１１（ｆ））。次に、この切り出され
た摘出試料４０７を摘出試料ホルダ１８に形成された溝
４１１への接触を行う（図１１（ｇ））。このときの接
触は、摘出試料４０７が破壊されたりＩＢＡＤ膜４０９
部で摘出試料４０７が外れて消滅してしまわないように
充分小さな速度で接触させる必要があり、上記接触法が
必要となる。ここで、摘出試料の摘出試料ホルダへの接
近時にも、図３により説明したプローブの影５４に対応
する摘出試料の影が出現する。このため、摘出試料近傍
の輝度モニタを行うことにより高さ認識が可能であり、
プローブ接近速度を図５のように制御することが可能で
ある。こうして接触させた後、ＩＢＡＤ膜４１２を用い
て両者を固定する（図１１（ｈ））。固定後、プローブ
７接続部にＦＩＢを照射し、スパッタ加工を行い、プロ
ーブを摘出試料４０７から分離する（図１１（ｉ））。
摘出試料４０７をＴＥＭ試料とする場合には最後に、再
度ＦＩＢ３を照射して、最終的に観察領域４１０を厚さ
１００ｎｍ以下程度に薄く仕上げ加工を施す（図１１
（ｊ））。他の分析、計測の試料の作製に用いる場合、
観察領域を薄く仕上げる加工は必ずしも必要ではない。
【００３９】また、この手法により、分析試料の作製の
みならず、デバイス作製も可能である。例えば、デバイ
ス単位セルを作製した試料基板から、上記摘出試料４０
７を摘出するフローを利用して単位セルを摘出し、別の
デバイスの一部に移植することで新たなデバイスを作製
することが可能となる。ここでも微小単位セルを破壊さ
せずに摘出、搬送、固定を行う必要があるため、接触直
前を検知可能な上記プローブ駆動法が有効である。
【００４０】また、微小機械の作製にも応用できる。例
えば、図１２に示すようにＦＩＢ加工やリソグラフィー
技術を用いて基板に形成したミクロンオーダの微小機械
の歯車部品１５１を上記摘出フローを利用して摘出し、
軸受け１５２に差し込むことにより、微小部品を組み立
てていくことが可能となり微小機械を作製できる。ここ
でも微小歯車部品１５１や軸受け１５２を破壊させずに
摘出、搬送、固定を行う必要があり、上記プローブ駆動
法が有効である。
【００４１】＜実施の形態２＞図１３〜図１６により、
プローブ・試料間距離モニタについて説明する。実施の
形態１により試料表面の接触直前を識別する手法を説明
したが、本実施の形態ではプローブの現在の試料までの
距離を識別する方法について述べる。
【００４２】図１３は、ＦＩＢ光学系のイオン放出部６
２とプローブ７と試料４の位置関係を示す模式図であ
る。この時、表示装置１２に表示される観察像が図１４
である。６１は試料表面上の特定位置を示し、試料上の
特徴ある構造でもよいが、本実施の形態ではＦＩＢ加工
によるマーキングを用いている。ここで、図１３に示す
ように光学系の光軸との為す角がθ１になるようにＦＩ
Ｂを傾斜してプローブ７と試料４に照射して観察する
と、観察ＳＩＭ像では図１４に示すようにプローブ７の
先端とマーキング６１の距離がｄ１に観察される。次
に、図１５に示すように図１３の場合と逆側に角度θ２
だけＦＩＢを傾斜させて観察すると、観察ＳＩＭ像では
図１６に示されるようにプローブ先端とマーキング６１
の距離が逆側にｄ２として観察される。この２つの観察
結果から、プローブと試料の間の距離ｈは次式（１）の
ように表される。
【００４３】 ｈ＝（ｄ１＋ｄ２）・cosθ１・cosθ２／sin(θ１＋θ２) …(1) ＦＩＢ傾斜角θ１とθ２が等しくθである場合には、式
（１）は次式（２）のように単純になる。
【００４４】 ｈ＝（ｄ１＋ｄ２）／（２・tanθ） …(2) ここで、偏向電圧ＶとＦＩＢ傾斜角θの関係は、以下の
通り求められる。装置により規定される偏向定数Ｃｄ
を、偏向量をｘとして、次式（３）のように定義する。
【００４５】 Ｃｄ＝ｄＶ／ｄｘ …(3) この時の偏向中心から試料面までの距離をＬｗとする
と、 Ｌｗ・tanθ＝ｘ …(4) であるから、角度θ１，θ２に対応する偏向電圧をそれ
ぞれＶ１，Ｖ２とすると、 θ１＝arctan(Ｖ１／(Ｌｗ・Ｃｄ)) …(5) θ２＝arctan(Ｖ２／(Ｌｗ・Ｃｄ)) …(6) であるため、Ｖ１，Ｖ２，ｄ１，ｄ２より、プローブと
試料の間の距離ｈが求められる。Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖ（θ１
＝θ２＝θ）の場合には、 ｈ＝（ｄ１＋ｄ２）・Ｌｗ・Ｃｄ／（２Ｖ） …(7) であり、偏向電圧Ｖで偏向した時の距離ｄ１，ｄ２を計
測することにより、プローブと試料の間の距離ｈを求め
ることができる。
【００４６】この求められた距離ｈと、プローブと試料
間の位置関係を、例えば図８に示すように表示装置１２
上の子画面としてリアルタイムで表示することにより、
オペレータは現在のプローブと試料の間の距離を視覚的
に認識することが可能となる。
【００４７】以上では、距離認識性能を向上させるため
にＦＩＢを光軸の両側に斜めに振った場合を説明した
が、試料表面に垂直照射と片側斜め照射でも距離認識は
可能であり、この場合にはθ２＝０としたものと同じで
あり、垂直照射時のずれ量をｄ２とすれば、 ｈ＝（ｄ１＋ｄ２）／tanθ１ …(8) であり、この時の偏向電圧がＶ１であれば、 ｈ＝（ｄ１＋ｄ２）・Ｌｗ・Ｃｄ／Ｖ１ …(9) である。上記により求められたプローブ試料間の距離
は、実施の形態１で説明した通り図８で示される表示装
置１２に表示することでオペレータは直感的に認識可能
となる。
【００４８】図１７は、このＦＩＢ斜照射時の２次電子
情報解析装置１１の信号授受を説明した図である。イオ
ンビーム制御装置２からの偏向器走査信号と２次電子検
出器１０からの２次電子輝度情報によりＳＩＭ画像生成
部２１により生成された画像が表示装置１２に表示され
る。このＳＩＭ像を元にプローブずれ量認識部２５０１
によりＶ１，Ｖ２偏向時のずれ量ｄ１，ｄ２が得られ
る。このＶ１，Ｖ２，ｄ１，ｄ２から間隙識別装置２５
０２によりプローブ高さｈが算出される。この高さｈは
表示装置１２に表示される。このプローブ高さｈに適す
る速度をプローブ速度選択部２５０３が設定し、プロー
ブ制御装置９に信号を渡す。
【００４９】本実施の形態によると、現在のプローブと
試料間の距離ｈを検知できるため、試料台移動、プロー
ブ移動時にプローブ７を試料４に衝突させないようにす
ることができる。また、複数本のプローブを使用する場
合に、プローブ同士の干渉を除く点でも有効である。
【００５０】＜実施の形態３＞プローブ先端を試料表面
に平行に移動させて、試料の目的位置の直上に移動する
プローブ制御方法について、図１８を用いて説明する。
図１８はＳＩＭ像であり、７はプローブ、７３，７４は
ＦＩＢで形成したマークであり、７８はＦＩＢ加工穴で
ある。７５が摘出する摘出試料である。７１はプローブ
先端であり、これを摘出試料７５のプローブ接続部７２
に接触させることがプローブ操作の目的である。７６は
プローブ先端部の参照画像であり、予めＳＩＭ像から取
得しておく。７１はプローブ先端位置である。７７はプ
ローブ接続部を識別するためのＦＩＢマーク参照画像で
ある。この７６，７７を参照画像としてＳＩＭ像と画像
照合を行うことにより、参照画像７６中のプローブ先端
位置に相当する位置がプローブ先端７１の位置、参照画
像７７中のプローブ接続部位置に相当する位置がプロー
ブ接続部７２の位置として識別される。これにより現在
のプローブ先端７１とプローブ接続部７２の試料表面平
行面内のずれ量Ｌｘ，Ｌｙを取得することができる。こ
のずれ量Ｌｘ，Ｌｙ分プローブ制御装置９がプローブ駆
動装置８を駆動することにより、プローブ先端７１をプ
ローブ接続部位置７２の直上に移動することが可能とな
る。この制御法を実行することで、プローブ先端を自動
で目標位置に移動することができる。
【００５１】＜実施の形態４＞本発明を、ＦＩＢ装置内
でプローブを試料に接触させることにより、２次電子信
号輝度分布やプローブで測定される電流電圧特性から試
料の電気的特性を評価する試料診断装置に適用した実施
の形態について説明する。
【００５２】図１９に試料診断装置の構成例を示す。診
断される半導体ウエハや半導体チップ等の試料４は、可
動の試料台５上に載置され、試料４の診断位置を特定す
るため試料台５の位置を制御する試料台制御装置６によ
り位置決めされる。プローブ電気制御装置１３の制御に
より試料４への電圧供給や試料４の抵抗、電流測定等を
行う４本のプローブ８０１，８０２，８０３，８０４
（記載の関係上、図上では８０２，８０３，８０４はプ
ローブ電気制御装置１３と接続されてないように描かれ
ているが、実際は接続されている）は、プローブ制御装
置９により制御されたプローブ駆動装置８０５，８０
６，８０７，８０８（記載の関係上、図上では８０６，
８０７，８０８はプローブ制御装置９と接続されてない
ように描かれているが、実際は接続されている）により
駆動される。
【００５３】試料４表面やプローブの観察は、イオンビ
ーム制御装置２より制御されるイオンビーム光学系１か
らイオンビーム３を照射する際に発生する２次電子を２
次電子検出器１０で検出し、表示装置１２に画像として
表示することにより行う。このとき、２次電子情報解析
装置１１が２次電子情報中の特定情報を識別すること
で、プローブ制御装置９を制御する。デポ源１４は、デ
ポ源制御装置１５により制御され、例えばタングステン
カルボニルガスを試料４上に供給し、イオンビーム３を
照射することで、照射部にタングステン膜を形成し、配
線修正や電極パッド形成等を行うことができる。
【００５４】イオンビーム制御装置２、デポ源制御装置
１５、プローブ電気制御装置１３、プローブ制御装置
９、２次電子情報解析装置１１、試料台制御装置６、表
示装置１２は計算処理部１６により制御される。また、
計算処理部１６は、イオンビーム制御装置２、デポ源制
御装置１５、プローブ電気制御装置１３、プローブ制御
装置９、２次電子情報解析装置１１、試料台制御装置６
の機能を含んでパーソナルコンピュータやワークステー
ションで実現することも可能である。
【００５５】ここでは複数プローブの移動法について、
図２０により説明する。図２０は、試料４とプローブ８
０１，８０２，８０３，８０４を試料４表面に平行な方
向から見た位置関係図である。説明を簡略化するため
に、以下ではプローブと試料の間の距離をプローブ高さ
と表現することにする。図２０の様に複数のプローブが
存在する場合には、任意のプローブが試料表面と平行な
面内（以下、ＸＹ面内と略す）で移動する時に、それ以
外のプローブと干渉しない様にする必要がある。プロー
ブがＦＩＢ視野内に入っている場合には、実施の形態２
のプローブ高さモニタを利用することにより、他のプロ
ーブと干渉しないことを確認することが可能であるが、
ＦＩＢの視野外にプローブが存在する場合には、プロー
ブの干渉状況の認識が難しい。特にプローブ表面の酸化
等による電気特性測定への影響が無視できなくなる場
合、プローブを消耗品として交換するため、プローブ駆
動装置の絶対座標のみではプローブ先端位置の正確な高
さを認識できないため、プローブの干渉状況認識は難し
くなる。
【００５６】プローブがＦＩＢ視野外にある場合でもプ
ローブ同士の干渉を確実に防止するために、本実施の形
態では、プローブ８０１をＦＩＢ視野外でＸＹ面内移動
させる時は、プローブ高さをｈ１〜ｈ０の領域に限定し
て移動させる。同様にプローブ８０２はｈ２〜ｈ１領
域、プローブ８０３はｈ３〜ｈ２領域、プローブ８０４
はｈ４〜ｈ３領域に限定して移動させる。プローブの試
料への接触時はｈ０以下の範囲内に降下させる。すなわ
ち、各プローブは各々固有の高さ（例えば、プローブ８
０１の場合にはｈ１〜ｈ０）もしくはｈ０以下の領域の
みに存在する。ここで、ｈ０，ｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４
は、プローブ構成部サイズとプローブ取り付け誤差余裕
から決定される高さである。
【００５７】このように、各プローブ毎にプローブのＸ
Ｙ面内移動の固有高さを設定することで、他のプローブ
と干渉せずに目的位置直上へ移動することが可能とな
る。目標位置の直上への移動後は、試料４にプローブを
接近させ、ｈ０の領域で試料に接触させる。但し、ＸＹ
面内位置微調整のためのＸＹ面内微小移動についてはｈ
０の領域で移動しても他のプローブと干渉する恐れはな
いためｈ０の領域で微小移動すればよく、必ずしも各プ
ローブに割り当てられた固有高さまで一旦上昇してから
移動する必要はない。このプローブ制御法により、複数
本のプローブを同時に移動させる場合にも、プローブ間
の干渉を排除することが可能となるため、短時間でのプ
ローブ移動が可能となる。
【００５８】ここで、上記手法を用いた接触フローの例
を図２１に示す。まず、試料台を移動して測定目標位置
のＦＩＢ観察視野内への導入を行う（Ｓ１１）。次に、
上記プローブのＸＹ面内での非干渉移動法（図２０参
照）により以下のフローでプローブ８０１をＦＩＢ視野
内に導入する。まず、「ｈ０＜（プローブ８０１の高
さ）＜ｈ１」の判定を行い（Ｓ１２）、この範囲外の場
合（Ｎ）にはプローブ８０１がｈ０以下の領域に存在す
るためプローブ８０１を上昇させる（Ｓ１３）。ここで
はプローブが試料に接近する方向を降下、離れる方向を
上昇と呼ぶ。こうしてプローブ８０１がｈ０〜ｈ１の範
囲に入る（Ｙ）と、次にプローブ８０１のＸＹ面内移動
によるＦＩＢ視野内導入を行う（Ｓ１４）。
【００５９】次に、図１８で説明した参照画像によりプ
ローブ先端位置と接触目標位置の座標を取得する方法を
用いて、以下のフローでプローブ８０１を目標位置直上
へ移動させる。まず、画像照合による目標位置の座標検
出により、目標位置座標（Ｘｓ１，Ｙｓ１）を取得する
（Ｓ１５）。次に、画像照合によるプローブ８０１の先
端座標検出により、プローブ先端座標（Ｘｐ１，Ｙｐ
１）を取得する（Ｓ１６）。この２つの座標の差からＸ
Ｙ面内移動量（Ｌｘ，Ｌｙ）＝（Ｘｓ１−Ｘｐ１，Ｙｓ
１−Ｙｐ１）を算出する（Ｓ１７）。次に、「ＸＹ面内
移動量＜許容誤差量（Ｌｘ＜Ｌｘｅ，Ｌｙ＜Ｌｙｅ）
（許容誤差量（Ｌｘｅ，Ｌｙｅ）は予め設定）」の判定
を行い（Ｓ１８）、判定が（Ｎ）の場合には、プローブ
８０１の面内移動（Ｌｘ，Ｌｙ）を行う（Ｓ１９）。こ
うしてプローブ先端位置を目標位置直上の誤差範囲内に
移動する。
【００６０】次に、プローブ８０１の接近速度：高速
（例えば１ｍｍ／秒）に設定する（Ｓ２０）。次に、表
示装置１２上で試料表面が観察でき、且つプローブ輝度
が飽和しないようにＳＩＭ像輝度調整を行い（Ｓ２
１）、図２に示すようにプローブ８０１近傍に輝度モニ
タ領域設定を行い（Ｓ２２）、輝度モニタ開始する（Ｓ
２３）。次に、プローブ８０１接近開始し（Ｓ２４）、
「モニタ領域輝度Ｉ＜Ｉｓ（Ｉｓは予め設定した閾値輝
度）」の判定を行う（Ｓ２５）。判定が（Ｎ）の場合は
高速のまま接近させ、モニタ領域輝度Ｉ＜Ｉｓになる
（Ｙ）と、プローブ８０１の接近速度：低速（例えば
０．５μｍ／秒）に切り替えて接近させる（Ｓ２６）。
次に、「モニタ領域輝度Ｉ＞Ｉｃ（Ｉｃは予め設定した
閾値輝度）」の判定を行い（Ｓ２７）、判定が（Ｎ）の
場合はそのまま接近させ、「モニタ領域輝度Ｉ＞Ｉｃ」
になり（Ｙ）、接触を検知するとプローブ８０１の接近
を停止させる（Ｓ２８）。
【００６１】ここで再度、画像照合によるプローブ８０
１の先端座標検出により、プローブ先端座標（Ｘｐ１，
Ｙｐ１）を取得する（Ｓ２９）。ここで、目標位置の座
標検出（Ｓ１５）で取得した目標位置座標（Ｘｓ１，Ｙ
ｓ１）との座標の差からＸＹ面内移動量（Ｌｘ，Ｌｙ）
＝（Ｘｓ１−Ｘｐ１，Ｙｓ１−Ｙｐ１）を算出する（Ｓ
３０）。次に、「ＸＹ面内移動量＜許容誤差量（Ｌｘ＜
Ｌｘｅ，Ｌｙ＜Ｌｙｅ）」の判定を行い（Ｓ３１）、判
定が（Ｎ）の場合には、プローブ８０１の微小量上昇を
行った後（Ｓ３２）、プローブ８０１の面内移動（Ｌ
ｘ，Ｌｙ）を行い（Ｓ３３）、再度プローブ８０１の接
近速度：低速（Ｓ２６）からの接近を行う。こうして最
終的に「ＸＹ面内移動量＜許容誤差量（Ｌｘ＜Ｌｘｅ，
Ｌｙ＜Ｌｙｅ）」を満たす（Ｙ）ことにより、プローブ
先端の目標位置への接触が完了する。続いてＳＩＭコン
トラストやプローブ電流等による試料特性測定をプロー
ブ電気制御回路１３により行う（Ｓ３４）。また複数本
のプローブを利用する場合には２本目以降のプローブを
上記プローブ８０１に置き換えて実行する（Ｓ３５）。
【００６２】以上のフローは、プローブ先端の参照画像
の設定と接触目標位置の参照画像の設定と輝度モニタ位
置の指定を予め行っておくことにより、すべて自動で行
うことができる。このようにプローブの自動接触が可能
となり、オペレータ負担を減らすことができる。
【００６３】次に、本装置を用いて試料表面上にあるデ
バイス配線の断線部を特定する例について図２２を用い
て説明する。１０１は測定デバイスであり、１０２は試
料表面にある金属配線、１０３は試料内部にある金属配
線であり、図のように両者が接続プラグ１０４により接
続されたチェーン構造である。ここで接続プラグ１０５
が図のように断線している。
【００６４】このデバイスに対してプローブ８０１を、
上記フローにより電極パッド１０６に接触させる。ここ
で断線部より後の配線領域１０７は電気的に浮遊してい
るためＦＩＢ照射により帯電し、２次電子像で暗く観察
される。理由は以下の通りである。本実施の形態では照
射ＦＩＢとしてガリウム正イオンを用いている。浮遊部
に正イオンＦＩＢが照射されると正電荷が注入される。
また、このとき二次電子が放出されるため、浮遊部は更
に正に帯電される。こうしてある程度正に帯電すると、
放出された２次電子が浮遊電極の電位に引き戻されるよ
うになり、２次電子検出器での２次電子の捕獲効率が下
がるため、２次電子信号輝度が減少する。一方、プロー
ブ８０１との導通が取れる配線領域１０６から１０８は
電荷がプローブを介して放電されるため、２次電子信号
輝度の減少は生じない。このため断線した接続プラグ１
０５の前後で２次電子輝度差が出るため断線部１０９を
特定することができる。
【００６５】更に後の断線部を特定するには、プローブ
８０２を断線部後の金属配線１０７に同じく上記フロー
により接触させることで、同様に次の断線部１１０を２
次電子輝度差として特定することが可能となる。また、
この時プローブ８０１とプローブ８０２の間に電圧印加
を行い両者間に流れる電流を検出することで、断線部の
抵抗を測定することも可能である。
【００６６】ここで、プローブ８０１，８０２，８０
３，８０４はプローブ電気制御装置１３により電圧印加
や電流測定等を対称に切り替えることが可能であるよう
にすることで、どのプローブをどの電極に接触させても
所望の測定が可能となるため、電圧印加用や電流測定用
や接地用等各プローブに固有の役割を与える場合に対し
て、プローブ駆動の自由度が増し、容易に診断ができる
ようになる。
【００６７】ＦＩＢの代わりに電子ビーム制御装置１２
０に制御された電子ビーム光学系１２９を使用すること
で、図２３に示すような試料診断装置を実現することが
できる。診断される半導体ウエハや半導体チップ等の試
料４は、可動の試料台５上に載置され、試料４の診断位
置を特定するするため試料台５の位置を制御する試料台
制御装置６により位置決めされる。プローブ電気制御装
置１３の制御により試料４への電圧供給や試料４の抵
抗、電流測定等を行う４本のプローブ１２１，１２２，
１２３，１２４（記載の関係上、図上では１２２，１２
３，１２４はプローブ電気制御装置１３と接続されてな
いように描かれているが、実際は接続されている）は、
プローブ制御装置９により制御されたプローブ駆動装置
１２５，１２６，１２７，１２８（記載の関係上、図上
では１２６，１２７，１２８はプローブ制御装置９と接
続されてないように描かれているが、実際は接続されて
いる）により駆動される。
【００６８】電子源１２０１から放出された電子ビーム
は、電子ビーム制御装置１２０で制御される電子ビーム
光学系１２９を通って試料４に照射される。電子ビーム
光学系１２９は、電子源１２０１から放出される電子ビ
ームを所定の大きさに制限するビーム制限アパーチャ１
２０２、電子ビームを集束させる集束レンズ１２０３、
および試料上の所定の位置に偏向するための偏向器１２
０４を備える。試料４表面の像やプローブ１２１，１２
２，１２３，１２４の像は、電子ビーム光学系１２９か
らの電子ビーム１３０を試料又はプローブに照射した際
に発生する２次電子を２次電子検出器１０で検出し、偏
向器１２０４へ印加する走査信号に同期して表示装置１
２に輝度信号として入力することで、表示装置１２に画
像として表示する。このとき、２次電子情報解析装置１
１が２次電子情報中の特定の情報を識別することで、プ
ローブ制御装置９を制御する。電子ビーム制御装置１２
０、プローブ電気制御装置１３、プローブ制御装置９、
２次電子情報解析装置１１、試料台制御装置６、表示装
置１２は計算処理部１６により制御される。また、計算
処理部１６は、電子ビーム制御装置１２０、プローブ電
気制御装置１３、プローブ制御装置９、２次電子情報解
析装置１１、試料台制御装置６の機能を含んでパーソナ
ルコンピュータやワークステーションで実現することも
可能である。試料像やプローブ像の観察は、試料やプロ
ーブから反射される反射電子を反射電子検出器で検出
し、反射電子検出信号を表示装置１２に入力することに
よっても行うことができる。
【００６９】但し、ＦＩＢ照射の場合と異なり、試料に
照射する１次電子ビーム１３０も放出される２次電子も
同じ負電荷であるため、試料表面の帯電状態は１個の入
射電子に対する２次電子平均放出数を表す２次電子放出
効率により異なる。即ち、２次電子放出効率が１よりも
小さい場合には負に帯電し、１よりも大きい場合は正に
帯電する。このため、ＦＩＢ試料診断装置で説明したよ
うに帯電により断線部を識別するためには２次電子放出
効率が１と異なる条件で照射する必要がある。
【００７０】この装置は、観察用の照射ビーム１３０が
電子であるため、ＦＩＢの場合と異なり長時間照射して
も試料を損傷しないという利点がある。このため、単一
トランジスタのようなより微小な領域にプローブ１２
１，１２２，１２３，１２４をプローブ駆動装置１２
５，１２６，１２７，１２８により高精度に接触させる
必要がある場合に有効である。
【００７１】＜実施の形態５＞プローブの予備接触によ
りプローブ先端座標を記録してプローブ制御を行う手法
について、図２４，２５により説明する。装置の全体構
成は図１と同様であり、図２４，２５にはプローブ駆動
装置８に関する部分のみを示す。
【００７２】図２４は、試料４表面に平行な方向から試
料４とプローブ７の高さ関係を示した図である。１４１
はプローブ駆動装置の原点位置（ｚ＝０）を示す原点セ
ンサである。図２４の状態では、プローブ駆動装置８自
身は高さセンサ２５００により計測されるｚ方向のプロ
ーブ位置座標情報ｚを有するが、このｚとプローブ先端
と試料間の距離ｈの関係は分からない。このため、この
ｚとｈの関係を明らかにするために、プローブ７を実際
に摘出試料の摘出や測定電極への接触に利用する前に予
め図２５に示すように試料４に接触させる。この接触
は、上記のような２次電子信号輝度の変化や、導通経路
が取れる場合には接触電流の検知等により確認する。プ
ローブ７が試料４に接触した時のプローブ駆動装置のｚ
座標ｚ０をプローブ基準座標記録装置２５０１が記録す
る。
【００７３】一旦この確認がなされると、プローブｚ座
標がｚの場合にはプローブ高さ算出器２５０２によりプ
ローブ高さｈを ｈ＝ｚ０−ｚ として常に認識することができる。ここではプローブ７
が試料４表面に接近する方向にｚ軸の正方向を取ってい
る。プローブ高さを認識できることで、上記実施の形態
で説明した試料作製装置や試料診断装置で実際に試料の
摘出や測定電極への接触に利用する場合に、例えばｈ＝
１０μｍになるｚ（＝ｚ０−１０μｍ）まで高速にプロ
ーブ７を試料表面に接近させ、その後を小さな接近速度
とすることで、試料やプローブの損傷を抑制し、正確な
プローブ接触を短時間で行うことが可能になる。ただ
し、この手法の場合には、プローブ７をオープンループ
制御することになるため、バックラッシュ等の機械的な
誤差を含むため、それを考慮した余裕をｚ軸誤差許容範
囲として取る必要がある。この手法は、特に同一プロー
ブの接触を複数回繰り返す試料診断装置において効率的
である
【００７４】
【発明の効果】本発明によると、プローブや試料の損傷
を抑制し、自動でプローブ駆動を行うことができるた
め、試料作製やデバイス試料の電気的診断等をオペレー
タの負担を軽減し効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による試料作製装置の一例を示す構成ブ
ロック図。
【図２】プローブが試料表面から離れている時のＳＩＭ
像を示す図。
【図３】プローブが試料表面近傍にある時のＳＩＭ像を
示す図。
【図４】プローブが試料表面に接触した時のＳＩＭ像を
示す図。
【図５】モニタ領域輝度とプローブ−試料間距離と経過
時間とプローブ接近速度の関係を示す図。
【図６】試料表面に垂直な面内の二次電子引き込み電界
を示す図。
【図７】試料表面に平行な面内の二次電子引き込み電界
を示す図。
【図８】本発明装置による表示装置上のプローブ高さ表
示例を示す図。
【図９】本発明による二次電子情報解析装置の構成例を
示す図。
【図１０】本発明装置によるプローブ制御を示す概念
図。
【図１１】本発明装置を使用した摘出試料作製工程を示
す図。
【図１２】本発明による微小機械作製のための部品組み
立て例を示す図。
【図１３】本発明によるＦＩＢθ１斜照射でのプローブ
・試料の位置関係を示す図。
【図１４】本発明によるＦＩＢθ１斜照射時のＳＩＭ像
を示す図。
【図１５】本発明によるＦＩＢθ２斜照射でのプローブ
・試料の位置関係を示す図。
【図１６】本発明によるＦＩＢθ２斜照射時のＳＩＭ像
を示す図。
【図１７】本発明によるＦＩＢ斜照射の二次電子情報解
析装置の構成例を示す図。
【図１８】本発明によるプローブの目標位置直上への移
動距離自動取得法を示す図。
【図１９】本発明によるＦＩＢ試料診断装置の構成例を
示すブロック図。
【図２０】本発明による複数プローブの試料平行平面内
の非干渉移動法を説明する図。
【図２１】本発明によるプローブ接触の手順を表すフロ
ーチャート。
【図２２】本発明によるＦＩＢ試料診断装置による配線
断線測定例を説明する図。
【図２３】本発明による電子ビーム試料診断装置の構成
例を示すブロック図。
【図２４】本発明によるオープンループ制御よるプロー
ブ・試料間距離把握手法を説明する図。
【図２５】本発明による予備接触を説明する図。
【図２６】従来の試料診断装置の構成説明図。
【符号の説明】
１…イオンビーム光学系、２…イオンビーム制御装置、
３…イオンビーム、４…試料、５…試料台、６…試料台
制御装置、７…プローブ、８…プローブ駆動装置、９…
プローブ制御装置、１０…２次電子検出器、１１…２次
電子情報解析装置、１２…表示装置、１３…プローブ電
気制御装置、１４…デポジションガス源、１５…デポジ
ションガス源制御装置、１６…中央処理装置、１７…摘
出試料ホルダ押え、１８…摘出試料ホルダ、５１…接触
パッド、５３…輝度モニタ領域、５４…プローブ影、６
１…マーク、７１…プローブ先端、７２…接触目標、７
６…プローブ先端参照画像、７７…目標位置参照画像、
７８…ＦＩＢ加工穴、１０６…接触パッド、１０２，１
０３，１０７，１０８…金属配線、１０４，１０５…接
続プラグ、１０９，１１０…断線部、１２０…電子ビー
ム制御装置、１２１，１２２，１２３，１２４…プロー
ブ、１２５，１２６，１２７，１２８…プローブ駆動装
置、１２９…電子ビーム光学系、１３０…電子ビーム、
１４１…原点センサ、１５１…歯車部品、１５２…軸受
け、８０１，８０２，８０３，８０４…プローブ、８０
５，８０６，８０７，８０８…プローブ駆動装置。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｇ０１Ｒ 31/28 Ｋ Ｇ０１Ｎ 1/28 Ｇ (72)発明者 小池 英巳 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器グループ内 (72)発明者 東 淳三 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器グループ内 (72)発明者 石谷 亨 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器グループ内 (72)発明者 杉本 有俊 東京都青梅市新町六丁目16番地の３ 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 濱村 有一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 関原 雄 東京都小平市上水本町五丁目22番１号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 (72)発明者 嶋瀬 朗 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 Ｆターム(参考） 2G001 AA03 AA05 AA10 BA07 BA15 CA03 HA13 KA03 LA11 NA17 2G011 AA01 AC00 AC11 AC13 AC14 2G032 AF08 AL01 AL03 4M106 AA01 AA02 BA01 BA14 CA02 CA16 DD05 DD06 DD12 DD13 DD30 DH24 DH33 DJ02 DJ07 DJ20 DJ23

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 試料及びプローブに荷電粒子ビームを照
    射し、荷電粒子ビーム照射によって放出された２次粒子
    又は反射粒子を検出して得られるプローブ像を含む試料
    像をモニターしながら前記プローブを試料に接近する方
    向に第１の速度で駆動する工程と、 前記試料像中の前記プローブ像近傍領域の輝度の低下を
    検知したとき前記プローブの駆動速度を前記第１の速度
    より小さな第２の速度に変更することを特徴とするプロ
    ーブ駆動方法。
  2. 【請求項２】 試料及びプローブに第１の角度から荷電
    粒子ビームを照射し、荷電粒子ビーム照射によって放出
    された２次粒子又は反射粒子を検出して得られるプロー
    ブ像を含む試料像上で、前記プローブの先端位置と試料
    上の特定位置との間の距離（第１の距離）を求める工程
    と、 試料及び前記プローブに前記第１の角度と異なる第２の
    角度から荷電粒子ビームを照射し、荷電粒子ビーム照射
    によって放出された２次粒子又は反射粒子を検出して得
    られるプローブ像を含む試料像上で、前記プローブの先
    端位置と試料上の前記特定位置との間の距離（第２の距
    離）を求める工程と、 前記第１及び第２の角度と前記第１及び第２の距離とに
    基づいて試料と前記プローブ間の距離を算出する工程
    と、 前記算出された試料と前記プローブ間の距離に応じて前
    記プローブを試料の方向に駆動する工程と、を含むこと
    を特徴とするプローブ駆動方法。
  3. 【請求項３】 試料に接触しているプローブの先端の試
    料表面と交差する方向の座標を予め計測手段で計測して
    記録する工程と、 前記記録したプローブ先端座標と前記計測手段で計測し
    た現在のプローブ先端座標から前記プローブと試料との
    間の現在の距離を求める工程と、 求めた距離に応じて前記プローブの駆動距離と駆動速度
    を制御して前記プローブを試料に接触させることを特徴
    とするプローブ駆動方法。
  4. 【請求項４】 試料を載置する可動の試料台と、試料に
    荷電粒子ビームを照射する荷電粒子光学系と、前記荷電
    粒子ビームの照射によって試料から放出された２次粒子
    又は試料から反射された反射粒子を検出する検出器と、
    試料表面に機械的に接触させるプローブと、前記プロー
    ブの駆動を制御するプローブ制御装置と、前記検出器に
    よる検出情報を画像として表示する表示装置と、前記検
    出器による検出情報を解析する検出情報解析装置とを含
    み、 前記プローブ制御装置は前記検出情報解析装置の解析結
    果に基づいて前記プローブ駆動装置を制御することを特
    徴とするプローブ装置。
  5. 【請求項５】 請求項４記載のプローブ装置において、
    前記検出情報解析装置は前記画像中のプローブ近傍領域
    の輝度変化を検出することを特徴とするプローブ装置。
  6. 【請求項６】 請求項５記載のプローブ装置において、
    前記プローブ制御装置は、前記プローブを試料方向に第
    １の速度で駆動中に前記検出情報解析装置が前記プロー
    ブ近傍領域の輝度の減少を検知したとき、前記プローブ
    の試料方向への駆動速度を前記第１の速度より小さな第
    ２の速度に変更することを特徴とするプローブ装置。
  7. 【請求項７】 請求項５記載のプローブ装置において、
    前記プローブ制御装置は、前記プローブを試料方向に第
    １の速度で駆動中に前記検出情報解析装置が前記プロー
    ブ近傍領域の輝度の減少を検知したとき、前記プローブ
    の試料方向への駆動速度を前記第１の速度より小さな第
    ２の速度に変更し、前記プローブを試料方向に前記第２
    の速度で駆動中に前記検出情報解析装置が前記プローブ
    近傍領域の輝度の急激な増加を検知したとき、前記プロ
    ーブの駆動を停止することを特徴とするプローブ装置。
  8. 【請求項８】 請求項４記載のプローブ装置において、
    前記検出情報解析装置は、荷電粒子ビームを前記プロー
    ブ及び試料表面に対して異なる複数の角度から照射して
    得られる複数の画像における前記プローブの先端位置と
    試料の特定位置の座標を基にプローブと試料間の距離を
    算出することを特徴とするプローブ装置。
  9. 【請求項９】 請求項４〜８のいずれか１項記載のプロ
    ーブ装置において、試料の一部を分離した摘出試料を別
    の部材に移し変えるためのプローブと、前記摘出試料を
    固定する試料ホルダを保持する試料ホルダ保持具とを備
    えることを特徴とするプローブ装置。
  10. 【請求項１０】 請求項４〜９のいずれか１項記載のプ
    ローブ装置において、前記表示装置に試料表面に対する
    前記プローブの距離の情報を表示することを特徴とする
    プローブ装置。
  11. 【請求項１１】 試料を載置する可動の試料台と、試料
    に荷電粒子ビームを照射する荷電粒子光学系と、前記荷
    電粒子ビームの照射によって試料から放出された２次粒
    子又は試料から反射された反射粒子を検出する検出器
    と、前記検出器による検出情報を画像として表示する表
    示装置と、試料表面に機械的に接触させるプローブと、
    前記プローブの駆動を制御するプローブ制御装置と、予
    め前記プローブを試料に接触させて得られたプローブ先
    端座標を記録するプローブ基準座標記録装置とを含み、 前記プローブ制御装置は前記プローブ基準座標記録装置
    の記録座標と前記プローブを接触させるべき試料上の座
    標を基に前記プローブの駆動距離と速度とを制御するこ
    とを特徴とするプローブ装置。
  12. 【請求項１２】 試料を載置する可動の試料台と、試料
    に荷電粒子ビームを照射する荷電粒子光学系と、前記荷
    電粒子ビームの照射によって試料から放出された２次粒
    子又は試料から反射された反射粒子を検出する検出器
    と、前記検出器による検出情報を画像として表示する表
    示装置と、試料表面に機械的に接触させる複数のプロー
    ブと、前記プローブを試料表面に平行に移動させる際に
    プローブ毎に互いに異なる固有の試料表面までの距離範
    囲内で移動させるプローブ制御装置とを含むことを特徴
    とするプローブ装置。
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006088202A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 機能デバイス、プローブおよびそれを用いた走査プローブ顕微鏡、ならびに、機能デバイスおよびプローブの作製方法
JP2006093102A (ja) * 2004-08-25 2006-04-06 Sii Nanotechnology Inc プローブのアプローチ方法および荷電粒子ビーム装置
JP2006343283A (ja) * 2005-06-10 2006-12-21 Hitachi High-Technologies Corp 解析装置、プローブの制御方法および解析システム
JP2007018935A (ja) * 2005-07-08 2007-01-25 Hitachi High-Technologies Corp プローブ付き顕微鏡及びプローブ接触方法
JP2007095753A (ja) * 2005-09-27 2007-04-12 Tokyo Seimitsu Co Ltd プローバ、プローブ接触方法及びそのためのプログラム
JP2007108042A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Hitachi High-Technologies Corp 試料解析方法及び試料加工装置
JP2008521003A (ja) * 2004-11-29 2008-06-19 モトローラ・インコーポレイテッド Ｘ線マイクロ分析法を用いて複雑な構造の含有化学物質を決定するための方法
JP2008180521A (ja) * 2007-01-23 2008-08-07 Jeol Ltd 試料検査装置及び試料検査方法
WO2010018739A1 (ja) * 2008-08-14 2010-02-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ 接触検出装置および接触検出方法
JP2010230612A (ja) * 2009-03-30 2010-10-14 Hitachi High-Technologies Corp 試料作製装置、及び試料作製装置における制御方法
JP2010276617A (ja) * 2010-08-31 2010-12-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> プローブの作製方法およびプローブ、ならびに走査プローブ顕微鏡
WO2012014935A1 (ja) * 2010-07-29 2012-02-02 株式会社日立ハイテクノロジーズ 検査方法及び装置
JP2012074396A (ja) * 2004-08-25 2012-04-12 Sii Nanotechnology Inc 荷電粒子ビーム装置
JP2012132777A (ja) * 2010-12-21 2012-07-12 Fujitsu Ltd プローブ装置及びプローブ測定方法
JP2020139958A (ja) * 2014-06-30 2020-09-03 株式会社日立ハイテクサイエンス 自動試料作製装置および自動試料作製方法

Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5914613A (en) 1996-08-08 1999-06-22 Cascade Microtech, Inc. Membrane probing system with local contact scrub
US6828566B2 (en) * 1997-07-22 2004-12-07 Hitachi Ltd Method and apparatus for specimen fabrication
US6256882B1 (en) 1998-07-14 2001-07-10 Cascade Microtech, Inc. Membrane probing system
US6965226B2 (en) 2000-09-05 2005-11-15 Cascade Microtech, Inc. Chuck for holding a device under test
US6914423B2 (en) 2000-09-05 2005-07-05 Cascade Microtech, Inc. Probe station
JP4178741B2 (ja) * 2000-11-02 2008-11-12 株式会社日立製作所 荷電粒子線装置および試料作製装置
DE20114544U1 (de) 2000-12-04 2002-02-21 Cascade Microtech Inc Wafersonde
US6970634B2 (en) * 2001-05-04 2005-11-29 Cascade Microtech, Inc. Fiber optic wafer probe
AU2002327490A1 (en) 2001-08-21 2003-06-30 Cascade Microtech, Inc. Membrane probing system
DE10220343B4 (de) * 2002-05-07 2007-04-05 Atg Test Systems Gmbh & Co. Kg Reicholzheim Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen von Leiterplatten und Prüfsonde
US6896193B2 (en) * 2002-11-26 2005-05-24 S.C. Johnson & Son, Inc. Atomizer with improved wire type atomizing element support and method of making same
DE10320381B4 (de) * 2003-05-06 2010-11-04 Scorpion Technologies Ag Platinentestvorrichtung mit schrägstehend angetriebenen Kontaktiernadeln
US7492172B2 (en) 2003-05-23 2009-02-17 Cascade Microtech, Inc. Chuck for holding a device under test
US7057404B2 (en) 2003-05-23 2006-06-06 Sharp Laboratories Of America, Inc. Shielded probe for testing a device under test
US7250626B2 (en) 2003-10-22 2007-07-31 Cascade Microtech, Inc. Probe testing structure
US20050205430A1 (en) * 2003-11-26 2005-09-22 Microfabrica Inc. EFAB methods including controlled mask to substrate mating
DE202004021093U1 (de) 2003-12-24 2006-09-28 Cascade Microtech, Inc., Beaverton Aktiver Halbleiterscheibenmessfühler
US7187188B2 (en) 2003-12-24 2007-03-06 Cascade Microtech, Inc. Chuck with integrated wafer support
JP4733959B2 (ja) * 2003-12-24 2011-07-27 株式会社日立ハイテクノロジーズ プローブ接触方法及び荷電粒子線装置
US7285778B2 (en) * 2004-02-23 2007-10-23 Zyvex Corporation Probe current imaging
US7326293B2 (en) 2004-03-26 2008-02-05 Zyvex Labs, Llc Patterned atomic layer epitaxy
US7420381B2 (en) 2004-09-13 2008-09-02 Cascade Microtech, Inc. Double sided probing structures
JP4842533B2 (ja) * 2004-10-27 2011-12-21 株式会社日立ハイテクノロジーズ 不良検査装置
US7414252B2 (en) * 2004-11-03 2008-08-19 Omniprobe, Inc. Method and apparatus for the automated process of in-situ lift-out
US7656172B2 (en) 2005-01-31 2010-02-02 Cascade Microtech, Inc. System for testing semiconductors
US7535247B2 (en) 2005-01-31 2009-05-19 Cascade Microtech, Inc. Interface for testing semiconductors
US7665349B2 (en) * 2005-04-12 2010-02-23 Veeco Instruments Inc. Method and apparatus for rapid automatic engagement of a probe
JP2006308476A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Tokyo Seimitsu Co Ltd 表面粗さ／形状測定装置
ATE474754T1 (de) * 2006-03-22 2010-08-15 Gm Global Tech Operations Inc Steuerverfahren und -vorrichtung für ein fahrstil-empfindliches fahrzeugsubsystem
US7712354B2 (en) * 2006-06-06 2010-05-11 Jeol Ltd. Method and apparatus for controlling Z-position of probe
US7764072B2 (en) 2006-06-12 2010-07-27 Cascade Microtech, Inc. Differential signal probing system
US7403028B2 (en) 2006-06-12 2008-07-22 Cascade Microtech, Inc. Test structure and probe for differential signals
US7723999B2 (en) 2006-06-12 2010-05-25 Cascade Microtech, Inc. Calibration structures for differential signal probing
JP5138294B2 (ja) * 2006-07-10 2013-02-06 エフ イー アイ カンパニ 試験片から微小サンプルを分離する方法
EP1879011B1 (en) * 2006-07-10 2013-01-30 Fei Company Method for separating a minute sample from a work piece
JP4307470B2 (ja) * 2006-08-08 2009-08-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置、試料加工方法及び半導体検査装置
US7472585B2 (en) * 2006-10-27 2009-01-06 Agilent Technologies, Inc. Method for rapid seeks to the measurement surface for a scanning probe microscope
US7659509B2 (en) * 2006-10-31 2010-02-09 Agilent Technologies, Inc. System for scanning probe microscope input device
US7786436B1 (en) * 2006-12-22 2010-08-31 Dcg Systems, Inc. FIB based open via analysis and repair
US7876114B2 (en) 2007-08-08 2011-01-25 Cascade Microtech, Inc. Differential waveguide probe
JP5121619B2 (ja) * 2008-07-31 2013-01-16 エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 プローブ顕微鏡の探針位置合せ方法およびその方法により操作されるプローブ顕微鏡
US8111903B2 (en) * 2008-09-26 2012-02-07 International Business Machines Corporation Inline low-damage automated failure analysis
US7888957B2 (en) 2008-10-06 2011-02-15 Cascade Microtech, Inc. Probing apparatus with impedance optimized interface
WO2010059247A2 (en) 2008-11-21 2010-05-27 Cascade Microtech, Inc. Replaceable coupon for a probing apparatus
US8319503B2 (en) 2008-11-24 2012-11-27 Cascade Microtech, Inc. Test apparatus for measuring a characteristic of a device under test
JP2013140840A (ja) * 2011-12-28 2013-07-18 Hitachi High-Technologies Corp 試料観察装置
JP5887247B2 (ja) * 2012-10-15 2016-03-16 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置および試料作製法
CN104377101B (zh) 2013-08-14 2017-08-08 Fei 公司 用于带电粒子束系统的电路探头
CN103983498A (zh) * 2014-04-24 2014-08-13 江苏迈世达电子有限公司 一种用于线路板金相切片分析的微蚀液及其使用方法
TW201616135A (zh) * 2014-10-29 2016-05-01 力晶科技股份有限公司 縮小探針的針尖尺寸的方法及載台
JP6900026B2 (ja) * 2017-03-27 2021-07-07 株式会社日立ハイテクサイエンス 荷電粒子ビーム装置
JP6913344B2 (ja) * 2017-03-27 2021-08-04 株式会社日立ハイテクサイエンス 荷電粒子ビーム装置
JP7182951B2 (ja) * 2018-08-27 2022-12-05 株式会社日本マイクロニクス 検査装置及び検査方法
CN110286290A (zh) * 2019-07-09 2019-09-27 江苏安方电力科技有限公司 一种变压器自动接线装置
US11280749B1 (en) * 2020-10-23 2022-03-22 Applied Materials Israel Ltd. Holes tilt angle measurement using FIB diagonal cut
US20230258707A1 (en) * 2022-02-14 2023-08-17 Innovatum Instruments Inc. Automated probe landing
CN116168996B (zh) * 2023-04-24 2023-06-27 合肥晶合集成电路股份有限公司 一种电子显微镜及其工作方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57126056A (en) * 1981-01-29 1982-08-05 Akashi Seisakusho Co Ltd Scanning-type electronic microscope which can display plural sample images simultaneously, and device similar to it
JP2944056B2 (ja) * 1990-08-06 1999-08-30 東京エレクトロン株式会社 電気回路測定用探針の接触検知装置及びこの接触検知装置を用いた電気回路測定装置
JPH04150047A (ja) 1990-10-15 1992-05-22 Seiko Epson Corp ウエハプローバ
JP2774884B2 (ja) * 1991-08-22 1998-07-09 株式会社日立製作所 試料の分離方法及びこの分離方法で得た分離試料の分析方法
JP3252410B2 (ja) 1991-10-22 2002-02-04 ソニー株式会社 微小領域物性測定装置
JPH07333301A (ja) 1994-06-03 1995-12-22 Brother Ind Ltd 基板検査装置
JPH0837211A (ja) * 1994-07-26 1996-02-06 Hitachi Ltd 半導体装置の検査装置
US5656812A (en) * 1995-07-21 1997-08-12 Jeol Ltd. Electron probe microanalyzer and X-ray analysis using same
JPH09320505A (ja) * 1996-03-29 1997-12-12 Hitachi Ltd 電子線式検査方法及びその装置並びに半導体の製造方法及びその製造ライン
JP3577839B2 (ja) 1996-06-04 2004-10-20 株式会社日立製作所 不良検査方法および装置
JP3002743B2 (ja) 1996-07-23 2000-01-24 鹿島建設株式会社 浮基礎および浮基礎の空気バネ交換方法
US6538254B1 (en) * 1997-07-22 2003-03-25 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for sample fabrication
JP3624721B2 (ja) * 1998-11-17 2005-03-02 株式会社日立製作所 プローブ装置
JP3613039B2 (ja) 1998-12-02 2005-01-26 株式会社日立製作所 試料作製装置
US6583413B1 (en) * 1999-09-01 2003-06-24 Hitachi, Ltd. Method of inspecting a circuit pattern and inspecting instrument
DE60144508D1 (de) * 2000-11-06 2011-06-09 Hitachi Ltd Verfahren zur Herstellung von Proben

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006093102A (ja) * 2004-08-25 2006-04-06 Sii Nanotechnology Inc プローブのアプローチ方法および荷電粒子ビーム装置
JP2012074396A (ja) * 2004-08-25 2012-04-12 Sii Nanotechnology Inc 荷電粒子ビーム装置
JP2006088202A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 機能デバイス、プローブおよびそれを用いた走査プローブ顕微鏡、ならびに、機能デバイスおよびプローブの作製方法
JP4627168B2 (ja) * 2004-09-24 2011-02-09 日本電信電話株式会社 機能デバイスの作製方法および機能デバイス
JP2008521003A (ja) * 2004-11-29 2008-06-19 モトローラ・インコーポレイテッド Ｘ線マイクロ分析法を用いて複雑な構造の含有化学物質を決定するための方法
JP4520905B2 (ja) * 2005-06-10 2010-08-11 株式会社日立ハイテクノロジーズ 解析装置、プローブの制御方法および解析システム
JP2006343283A (ja) * 2005-06-10 2006-12-21 Hitachi High-Technologies Corp 解析装置、プローブの制御方法および解析システム
JP2007018935A (ja) * 2005-07-08 2007-01-25 Hitachi High-Technologies Corp プローブ付き顕微鏡及びプローブ接触方法
JP2007095753A (ja) * 2005-09-27 2007-04-12 Tokyo Seimitsu Co Ltd プローバ、プローブ接触方法及びそのためのプログラム
JP2007108042A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Hitachi High-Technologies Corp 試料解析方法及び試料加工装置
JP4520926B2 (ja) * 2005-10-14 2010-08-11 株式会社日立ハイテクノロジーズ 試料解析方法
JP2008180521A (ja) * 2007-01-23 2008-08-07 Jeol Ltd 試料検査装置及び試料検査方法
JP2010045236A (ja) * 2008-08-14 2010-02-25 Hitachi High-Technologies Corp 接触検出装置および接触検出方法
WO2010018739A1 (ja) * 2008-08-14 2010-02-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ 接触検出装置および接触検出方法
US8525537B2 (en) 2008-08-14 2013-09-03 Hitachi High-Technologies Corporation Method and apparatus for probe contacting
JP2010230612A (ja) * 2009-03-30 2010-10-14 Hitachi High-Technologies Corp 試料作製装置、及び試料作製装置における制御方法
WO2010116428A1 (ja) * 2009-03-30 2010-10-14 株式会社 日立ハイテクノロジーズ 試料作製装置、及び試料作製装置における制御方法
US8710464B2 (en) 2009-03-30 2014-04-29 Hitachi High-Technologies Corporation Specimen preparation device, and control method in specimen preparation device
WO2012014935A1 (ja) * 2010-07-29 2012-02-02 株式会社日立ハイテクノロジーズ 検査方法及び装置
JP2012032205A (ja) * 2010-07-29 2012-02-16 Hitachi High-Technologies Corp 検査方法及び装置
US8754664B2 (en) 2010-07-29 2014-06-17 Hitachi High-Technologies Corporation Inspection method and device
JP2010276617A (ja) * 2010-08-31 2010-12-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> プローブの作製方法およびプローブ、ならびに走査プローブ顕微鏡
JP2012132777A (ja) * 2010-12-21 2012-07-12 Fujitsu Ltd プローブ装置及びプローブ測定方法
JP2020139958A (ja) * 2014-06-30 2020-09-03 株式会社日立ハイテクサイエンス 自動試料作製装置および自動試料作製方法
US11073453B2 (en) 2014-06-30 2021-07-27 Hitachi High-Tech Science Corporation Automatic sample preparation apparatus and automatic sample preparation method
JP7008355B2 (ja) 2014-06-30 2022-01-25 株式会社日立ハイテクサイエンス 自動試料作製装置および自動試料作製方法
US11835438B2 (en) 2014-06-30 2023-12-05 Hitachi High-Tech Science Corporation Automatic sample preparation apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
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