JP2002148159A - Sample preparation method and device for it - Google Patents

Sample preparation method and device for it

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JP2002148159A JP2000342372A JP2000342372A JP2002148159A JP 2002148159 A JP2002148159 A JP 2002148159A JP 2000342372 A JP2000342372 A JP 2000342372A JP 2000342372 A JP2000342372 A JP 2000342372A JP 2002148159 A JP2002148159 A JP 2002148159A
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Susumu Ishitani
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Hidekazu Seya
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光雄 徳田
Satoshi Tomimatsu
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    • 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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sample preparation method and a device for it for separating or separatingly preparing a minute sample including a desired specific region from a sample such as a semiconductor wafer and an electronic part like a device without tilting a sample stage for the purpose of minute region analysis, observation, or measurement. SOLUTION: In this sample preparation method, an objective minute sample periphery is removed by irradiating the sample with a focused ion beam radiated to the sample surface at an angle of less than 90 degrees. Subsequently, the sample stage is turned around the vertical line to the sample surface, and the sample is irradiated while the focused ion beam irradiation angle to the sample surface is fixed. In this way, the minute sample is separated or separatingly prepared.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエーハや
デバイスなどの電子部品等の試料から所望の特定領域を
含む微小試料を、集束イオンビームを用いて分離または
分離準備して、微小領域分析や観察、計測用の試料作製
方法および試料作製装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for separating or preparing a minute sample including a desired specific region from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device using a focused ion beam, and analyzing the minute region. The present invention relates to a sample preparation method and a sample preparation device for observation and measurement.

【0002】[0002]

【従来の技術】ダイナミックランダムアクセスメモリに
代表される半導体メモリやマイクロプロセッサ、半導体
レーザなど半導体デバイス、および磁気ヘッドなど電子
部品の製造においては、高歩留り製造が求められる。す
なわち不良発生による製品歩留りの低下は、採算の悪化
を招く。このため、不良の原因となる欠陥や異物、加工
不良の早期発見および早期対策が大きな課題となる。例
えば、半導体デバイスの製造現場では、入念な検査によ
る不良発見、およびその発生原因の解析に注力されてい
る。ウェーハを用いた実際の電子部品製造工程では、工
程途中のウェーハを検査して、回路パターンの欠陥や異
物など異常箇所の原因を追及して対策方法が検討され
る。
2. Description of the Related Art In the production of semiconductor devices typified by dynamic random access memories, semiconductor devices such as microprocessors and semiconductor lasers, and electronic components such as magnetic heads, high yield production is required. That is, a decrease in the product yield due to the occurrence of a defect causes deterioration in profitability. Therefore, early detection and early countermeasures of defects, foreign matter, and processing defects that cause defects become major issues. For example, in semiconductor device manufacturing sites, efforts have been focused on finding defects through careful inspection and analyzing the causes of their occurrence. In an actual electronic component manufacturing process using a wafer, a wafer in the middle of the process is inspected, and a cause of an abnormal portion such as a defect of a circuit pattern or a foreign matter is investigated, and a countermeasure method is examined.

【0003】通常、試料の微細構造観察には高分解能の
走査型電子顕微鏡(以下、SEMと略記)が用いられる
が、半導体の高集積化に伴い、対象物がSEMの分解能で
は観察できなくなっており、SEMに代ってさらに観察分
解能が高い透過型電子顕微鏡(以下、TEMと略記)が用
いられる。
[0003] Usually, a high-resolution scanning electron microscope (hereinafter abbreviated as SEM) is used to observe the fine structure of a sample. However, with high integration of semiconductors, an object cannot be observed at the resolution of SEM. Therefore, a transmission electron microscope (hereinafter abbreviated as TEM) having higher observation resolution is used instead of the SEM.

【0004】従来のTEM試料作製には劈開や切断などで
試料を小片にする作業が伴い、試料がウェーハの場合
は、ほとんどの場合にはウェーハを割断せざるを得なか
った。
[0004] Conventional TEM sample preparation involves cutting the sample into small pieces by cleaving or cutting. When the sample is a wafer, the wafer must be cut in most cases.

【0005】最近では、イオンビームを試料に照射し、
スパッタ作用によって試料を構成する粒子が試料から放
出される作用を応用した微小領域の加工方法、すなわち
集束イオンビーム(以下、FIBと略す)加工を利用する
例がある。これは、まずダイシング装置等を用いてウェ
ーハ等の試料から観察すべき領域を含む厚さサブミリメ
ートルの短冊状ペレットに切り出す。次に、この短冊状
ペレットの一部をFIBによって薄壁状に加工してTEM試料
とする。ここでFIB加工されたTEM観察用の試料の特徴
は、試験片の一部がTEM観察用に、厚さが約100nmの薄膜
に加工してあることにある。この方法によって、所望の
観察部をマイクロメートルレベルの精度で位置出しして
観察することが可能になったが、やはりウェーハを割断
しなければならない。
Recently, a sample is irradiated with an ion beam,
There is an example in which a processing method of a minute region using an action of emitting particles constituting the sample from the sample by a sputtering action, that is, a focused ion beam (hereinafter abbreviated as FIB) processing is used. First, a pellet such as a wafer is cut out from a sample such as a wafer into a sub-mm-thick strip-shaped pellet including a region to be observed. Next, a part of this strip-shaped pellet is processed into a thin wall shape by FIB to obtain a TEM sample. The feature of the TEM observation sample processed by FIB is that a part of the test piece is processed into a thin film having a thickness of about 100 nm for TEM observation. According to this method, a desired observation portion can be positioned and observed with a precision of a micrometer level, but the wafer must also be cut.

【0006】このように、半導体デバイス等の製造途中
で、ある工程の結果を監視することは、歩留まり管理
上、その利点は大きいが、既に述べたような試料作製で
はウェーハは割断され、ウェーハの破片は次のプロセス
に進むことなく廃棄される。特に近年ではウェーハは、
半導体デバイスの製造単価を下げるため大口径化が進ん
でいる。すなわち、1枚のウェーハで製造できる半導体
デバイスの個数を増やして、単価を低減する。しかし逆
にウェーハそのものの価格が高価となり、また、製造工
程が進むに従い付加価値が増し、さらには、ウェーハの
破棄によって失われる半導体デバイスの個数も増大す
る。従って、従来のウェーハの分断を伴うような検査方
法は非常に不経済であった。
As described above, monitoring the result of a certain process during the manufacture of a semiconductor device or the like has a great advantage in terms of yield management. However, in the sample preparation as described above, the wafer is cut and the wafer is cut. The debris is discarded without proceeding to the next process. Especially in recent years, wafers
2. Description of the Related Art In order to reduce the manufacturing cost of a semiconductor device, the diameter of the semiconductor device is increasing. That is, the number of semiconductor devices that can be manufactured with one wafer is increased, and the unit price is reduced. However, on the contrary, the price of the wafer itself becomes expensive, the added value increases as the manufacturing process progresses, and the number of semiconductor devices lost by discarding the wafer also increases. Therefore, the conventional inspection method involving the division of the wafer is very uneconomical.

【0007】これに対して、ウェーハを分断することな
く試料作製できる方法がある。この方法は、特開平05
−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』(公知例1)に開示されて
いる。この方法は図2に示すように、まず、試料2の表
面に対しFIB1が直角に照射するように試料2の姿勢を
保ち、試料上でFIB1を矩形に走査させ、試料表面に所
要の深さの角穴7を形成する(図2(a))。次に、試料
2を傾斜させ、底穴8を形成する。試料2の傾斜角の変
更は、試料ステージ(図示せず)によって行われる(図
2(b))。試料2の姿勢を変更し、試料2の表面がFIB1
に対して再び垂直になるように試料2を設置し、切り欠
き溝9を形成する(図2(c))。マニピュレータ(図示
せず)を駆動し、マニピュレータ先端のプローブ3の先
端を、試料2を分離する部分に接触させる(図2
(d))。ガスノズル10から堆積性ガス5を供給し、 FI
B1をプローブ3の先端部を含む領域に局所的に照射
し、イオンビームアシストデポジション膜(以下、デポ
膜4と略す)を形成する。接触状態にある試料2の分離
部分とプローブ3の先端はデポ膜4で接続される(図2
(e))。 FIB1で残りの部分を切り欠き加工し(図2
(f))、試料2から分離試料であるマイクロサンプル6
を切り出す。切り出された分離試料6は、接続されたプ
ローブ3で支持された状態になる(図2(g))。このマ
イクロサンプル6を、FIB1で加工し、観察しようとす
る領域をウォール加工するとTEM試料(図示せず)とな
る。ウェーハなど試料から所望の解析領域を含む微小微
小試料を、FIB加工と微小試料の搬送手段を駆使して分
離する方法である。この方法で分離した微小試料を各種
解析装置に導入することで解析することができる。
On the other hand, there is a method in which a sample can be manufactured without dividing a wafer. This method is disclosed in
No. 5,527,721, entitled "Sample Separation Method and Analysis Method of Separated Sample Obtained by This Separation Method" (Known Example 1). In this method, as shown in FIG. 2, first, the posture of the sample 2 is maintained such that the FIB 1 irradiates the surface of the sample 2 at right angles, and the FIB 1 is scanned on the sample in a rectangular shape. Is formed (FIG. 2A). Next, the sample 2 is inclined to form a bottom hole 8. The tilt angle of the sample 2 is changed by a sample stage (not shown) (FIG. 2B). Change the posture of sample 2 so that the surface of sample 2 is FIB1
Then, the sample 2 is set so as to be perpendicular to the above, and a notch groove 9 is formed (FIG. 2C). By driving a manipulator (not shown), the tip of the probe 3 at the tip of the manipulator is brought into contact with a portion for separating the sample 2 (FIG. 2).
(d)). The deposition gas 5 is supplied from the gas nozzle 10 and FI
A region including the tip of the probe 3 is locally irradiated with B1 to form an ion beam assisted deposition film (hereinafter abbreviated as a deposition film 4). The separated portion of the sample 2 in contact with the tip of the probe 3 is connected by a deposition film 4 (FIG. 2).
(e)). Cut out the remaining part with FIB1 (Fig. 2
(f)), micro sample 6 which is a sample separated from sample 2
Cut out. The separated sample 6 thus cut out is supported by the connected probe 3 (FIG. 2 (g)). The micro sample 6 is processed by the FIB 1 and a region to be observed is processed into a wall to be a TEM sample (not shown). This is a method of separating a minute micro sample including a desired analysis region from a sample such as a wafer by using FIB processing and a means for transporting the minute sample. The micro sample separated by this method can be analyzed by introducing it into various analyzers.

【0008】また、同様な試料作製方法として、特開平
09−196213号公報『微小試料作製装置およびそ
の方法』(公知例2)にも開示されている。この方法
は、図9に示すように、まず始めに、FIB1を照射し
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2に形
成する(図9(a))。次にFIB1により矩形溝406
を形成する(図9(b))。次に、試料ステージを傾けて
FIB1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9(c))。試
料台傾斜を戻し、プローブ3を、プローブ制御装置によ
り制御し、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3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を、デポ膜409
を用いて固定する(図9(d))。次に、支持部405を
FIB1で切断する(図9(e))。こうして、摘出試料
407を切り出し、プローブ3をプローブ駆動装置によ
って上昇させ摘出する(図9(f))。次に、この切り出
された摘出試料407を摘出試料ホルダに形成された溝
411への接触を行う(図9(g))。このときの接触は
摘出試料407が破壊されたりデポ膜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。こうして接触させた後、デポ膜412を用いて両者
を固定する(図9(h))。固定後、プローブ3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9(i))。TEM試料とする場
合には最後に、再度、FIB1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9(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(図9(j))
は必ずしも必要ではない。
A similar sample preparation method is also disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-196213, entitled "Microsample preparation apparatus and method" (known example 2). In this method, first, as shown in FIG. 9, FIB1 is irradiated to form marks 403 and 404 for target position identification.
Thereafter, rectangular holes 401 and 402 are formed in the sample 2 on both outer sides thereof (FIG. 9A). Next, the rectangular groove 406 is formed by FIB1.
Is formed (FIG. 9B). Next, the sample stage is tilted to irradiate the sample surface with the FIB 1 obliquely, thereby forming an oblique groove 408, and forming an extracted sample 407 connected to the sample 4 only by a part of the support portion 405 (FIG. 9). (c)). The inclination of the sample stage is returned, and the probe 3 is controlled by the probe control device, and is brought into contact with a part of the extracted sample 407. The support portion 405 of the extirpated sample is to be cut by FIB later, but it is desirable to cut the support portion 405 in a short time when a probe drift or the like is taken into consideration. Therefore, it is necessary to reduce the volume of the support portion. For this reason, since the support part 405 may be broken by the contact of the probe 3, the contact is performed by using the above-described probe control method while minimizing damage. The contacted probe 7 and the extracted sample 407 are
(FIG. 9D). Next, the support portion 405 is cut by the FIB 1 (FIG. 9E). Thus, the extracted sample 407 is cut out, and the probe 3 is raised and extracted by the probe driving device (FIG. 9 (f)). Next, the cut out sample 407 is brought into contact with a groove 411 formed in the sample holder (FIG. 9 (g)). The contact at this time needs to be performed at a sufficiently low speed so that the extracted sample 407 is not broken or the extruded sample 407 is detached and disappears at the deposition film 409, and the above-described contact method is required. After such contact, both are fixed using the deposition film 412 (FIG. 9 (h)). After the fixation, the probe 3 is irradiated with FIB, sputtered, and the probe is separated from the extracted sample 407 (FIG. 9 (i)). When a TEM sample is used, the FIB 1 is irradiated again, and finally the observation region 410 is thinned to a thickness of about 100 nm or less (FIG. 9 (j)). When used for the preparation of other analysis and measurement samples, processing to thin the observation area (Fig. 9 (j))
Is not necessary.

【0009】また、以上は試料作製装置でマイクロサン
プルを取り出す方法を採用した例であるが、試料作製装
置で、マイクロサンプルの形状を加工し、試料作製装置
から基板を取り出して、大気中で別の機構でマイクロサ
ンプルを取り出す方法もある。例えば、Material Resea
rch Society, Symposium Proceeding vol.480の19頁か
ら27頁にかけてL.A. Giannuzziらの『Focused Ion Beam
Milling and Micromanipulation Lift-Out for Site S
pecific Cross-Section TEM Specimen Preparation』
(公知例3)と題する論文で説明されている。また、同
様にProceedingsof the 22 nd International Symposiu
m for Testing and Failure Analysisの199頁から205頁
にかけて、L. R. Herlingerらの『TEM Sample Prepar
ation Using a Focused Ion Beam and a Probe Manipul
ator』(公知例4)と題する論文でも説明されている。
The above is an example in which a method of taking out a micro sample by using a sample preparation apparatus is adopted. However, the shape of the micro sample is processed by the sample preparation apparatus, the substrate is taken out from the sample preparation apparatus, and the sample is separated in the air. There is also a method of taking out a micro sample by the mechanism described above. For example, Material Resea
From pages 19 to 27 of rch Society, Symposium Proceeding vol. 480, LA Giannuzzi et al., Focused Ion Beam
Milling and Micromanipulation Lift-Out for Site S
pecific Cross-Section TEM Specimen Preparation ''
This is described in a paper entitled (known example 3). Proceedings of the 22 nd International Symposiu
m for Testing and Failure Analysis, pages 199 to 205, LR Herlinger et al.'s TEM Sample Prepar
ation Using a Focused Ion Beam and a Probe Manipul
ator "(known example 4).

【0010】これは、図3(a)に示すように、ウェ−ハ
208上の目標位置の両側を階段状にFIB1で加工して断
面試料薄膜207を作製し、次に試料ステージを傾斜す
ることによって、FIB1と試料表面とのなす角度を変え
て、試料に照射し、図3(b)に示すようにFIB1で試料薄
膜周辺を切り、試料薄膜207をウェーハと分離する。
そして、FIB装置からウェ−ハを取りだし、大気中でガ
ラス棒を加工部分に接近させ、静電気を利用して試料薄
膜207をガラス棒に吸着させてウェ−ハから取り出
し、このガラス棒をメッシュ209に移動させ、メッシ
ュ上の静電吸着させるか、透明接着物に加工面を面する
ように設置する。このように、加工を施した微小試料を
装置内で取り出さなくとも、微小試料の外形のほとんど
をイオンビームによって加工しても、分離した微小試料
をTEMに導入することで解析することができる。
In this method, as shown in FIG. 3A, both sides of a target position on a wafer 208 are processed in a stepwise manner by FIB1 to produce a cross-sectional sample thin film 207, and then the sample stage is inclined. Thus, the angle between FIB1 and the sample surface is changed to irradiate the sample, and as shown in FIG. 3B, the periphery of the sample thin film is cut by FIB1, and the sample thin film 207 is separated from the wafer.
Then, the wafer is taken out from the FIB apparatus, the glass rod is brought close to the processing portion in the atmosphere, the sample thin film 207 is adsorbed on the glass rod by using static electricity, and is taken out from the wafer. And place it on the mesh so that it is electrostatically attracted or face the processed surface to the transparent adhesive. As described above, even if most of the outer shape of the micro sample is processed by the ion beam without removing the processed micro sample in the apparatus, the analysis can be performed by introducing the separated micro sample into the TEM.

【0011】これらの手法を用いれば、ウェーハを分断
することなく、試料から検査用の微小試料や薄片試料の
みを取り出し、取り出されたウェーハは次のプロセスに
戻すことも可能となる。従って、従来のようにウェーハ
の分断によって失われる半導体デバイスはなくなり、ト
ータルの半導体デバイスの製造歩留りを高め、製造コス
トを低減することができる。
With these techniques, it is possible to take out only a small sample or a thin sample for inspection from a sample without dividing the wafer, and return the taken-out wafer to the next process. Therefore, there is no semiconductor device lost due to the division of the wafer as in the related art, so that the manufacturing yield of the total semiconductor device can be increased and the manufacturing cost can be reduced.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】以上のべた従来の手法
では次のような問題がある。つまり、上記公知例1では
底穴8を形成するため、公知例2では斜溝408を形成
するため、また、公知例4では試料薄膜207周辺を切
り取るために、必要不可欠な工程として試料2の傾斜角
度を姿勢変更するが、これは試料ステージによって行わ
なれる。しかし、ウェーハの大口径化に伴い、試料ステ
ージも大型化する。大型ステージを精度よく傾斜させる
には時間を要し、結果的に試料作製時間が長くなってし
まう問題があった。また、試料ステージ自体の大重量の
ために傾斜前後でユーセントリックが保たれずにFIB光
学系に対する試料位置が移動してしまうため、FIBの焦
点が試料表面から比較的大きくはずれ、試料表面が観察
できなくなり、FIB光学系の再調整を余儀なくされる問
題も発生する。また、試料ステージの傾斜機能は試料ス
テージそのものと、試料ステージを内包する試料室を大
型化させる原因である。昨今の潮流はウェーハ直径が20
0mmから300mmに移行しているところで、さらに400
mmに進展すれば、ステージの大型化は余儀なくされ、
上述のような試料ステージ傾斜に伴う問題の解決を避け
ては通れなくなる。これに対し、装置の試料ステージに
傾斜機能を省略できれば、装置全体の小型化が実現し試
料傾斜に伴う試料位置のズレなどの問題は解決するが、
上述した従来の手法では元の試料(ウェーハ)から微小
試料を分離または分離準備して、微小領域分析や観察、
計測用の試料作製は実現できなくなる。そもそも、試料
の傾斜角度の姿勢変更を必要不可欠としていたのは、微
小試料を元試料から分離または分離準備するためには、
試料面に対して、少なくとも2方向の異なる角度のイオ
ンビーム照射が必要不可欠との固定観念が存在したため
である。なお、ここでステージの傾斜とは、ステージ面
内に含まれる線分もしくは平行な線分を軸として、ステ
ージを回転することとし、以降単純にステージの傾斜と
記述する。
The above conventional methods have the following problems. That is, in order to form the bottom hole 8 in the above-mentioned known example 1, to form the oblique groove 408 in the known example 2, and to cut out the periphery of the sample thin film 207 in the known example 4, The attitude of the tilt angle is changed, which is performed by the sample stage. However, as the diameter of the wafer increases, the size of the sample stage also increases. It takes time to incline the large stage with high accuracy, and as a result, there is a problem that the sample preparation time becomes long. Also, because the sample stage itself is so heavy that the eccentricity is not maintained before and after tilting and the sample position moves relative to the FIB optical system, the focus of the FIB deviates relatively greatly from the sample surface, and the sample surface is observed. This causes a problem that the FIB optical system needs to be readjusted. Further, the tilt function of the sample stage causes the sample stage itself and the sample chamber containing the sample stage to be large. Recent trend is wafer diameter of 20
In the transition from 0 mm to 300 mm, an additional 400
mm, the stage will have to be enlarged,
It is inevitable to avoid the above-mentioned problem associated with the tilt of the sample stage. On the other hand, if the tilting function can be omitted from the sample stage of the device, the overall size of the device can be reduced and problems such as misalignment of the sample position caused by tilting the sample can be solved.
In the conventional method described above, a micro sample is separated or prepared for separation from the original sample (wafer), and micro area analysis, observation,
Preparation of a sample for measurement cannot be realized. In the first place, it was essential to change the attitude of the sample tilt angle, in order to separate or prepare for separation of the micro sample from the original sample.
This is because there was a stereotype that irradiation of the sample surface with ion beams at at least two different angles was indispensable. Here, the inclination of the stage means that the stage is rotated around a line segment included in the stage surface or a parallel line segment, and is hereinafter simply referred to as the inclination of the stage.

【0013】上述の問題点に鑑み、本願の第1の目的
は、従来の固定観念を打破することによって試料ステー
ジを傾斜することなく、半導体ウエーハやデバイスなど
の電子部品等の元試料から所望の特定領域を含む微小試
料を、分離または分離準備して、微小領域分析や観察、
計測用の試料作製方法を提供することにある。また、第
2の目的は上記第1の目的を達成するために好適な試料
作製装置を提供することにある。
In view of the above-mentioned problems, a first object of the present invention is to break down conventional stereotypes without tilting the sample stage and obtain a desired sample from an original sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device. Separate or prepare a micro sample containing a specific area, and analyze or observe the micro area,
An object of the present invention is to provide a method for preparing a sample for measurement. A second object is to provide a sample preparation apparatus suitable for achieving the first object.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】以上に述べたような第1
の目的は、以下のようにすることによって達成される。
The first aspect as described above.
Is achieved by the following.

【0015】試料の傾斜角度の姿勢変更を必要不可欠で
あるとの従来の固定観念を打破するための本発明の基本
要素は、まず、 (1)試料の載置面と、試料へのイオンビーム照射軸と
のなす角度を固定して、イオンビームを前記試料に複数
の方向から照射して、試料の所望の部分を分離または分
離準備することを特徴とするイオンビーム加工方法とす
る。
The basic elements of the present invention for overcoming the conventional stereotype that the change of the inclination angle of the sample is indispensable are as follows: (1) The mounting surface of the sample and the ion beam on the sample An ion beam processing method is characterized in that the angle formed with the irradiation axis is fixed, and the sample is irradiated with the ion beam from a plurality of directions to separate or prepare a desired portion of the sample.

【0016】本手段のイオンビーム加工方法によると、
試料ステージを傾斜することなく、半導体ウエーハやデ
バイスなどの電子部品等の試料から所望の特定領域を含
む微小試料を、分離または分離準備して、微小領域分析
や観察、計測用のイオンビーム加工方法を実現できる。
According to the ion beam processing method of this means,
An ion beam processing method for analyzing, observing, and measuring a micro area by separating or preparing a micro sample including a desired specific area from a sample of an electronic component such as a semiconductor wafer or a device without tilting the sample stage. Can be realized.

【0017】(2)試料へのイオンビーム照射軸と試料
表面とのなす角度を、0度を超えて大きくとも90度未
満として、イオンビームを前記試料に照射し、試料への
イオンビーム照射軸と試料表面とのなす角度を固定し
て、試料の所望の部分をイオンビームの照射により分離
または分離準備することを特徴とする試料の分離方法と
する。
(2) The sample is irradiated with an ion beam by setting the angle between the ion beam irradiation axis on the sample and the sample surface to be more than 0 ° and at most less than 90 °. And fixing the angle between the sample and the sample surface, and separating or preparing to separate a desired portion of the sample by irradiation with an ion beam.

【0018】本手段の試料作製方法によると、試料ステ
ージを傾斜することなく、半導体ウエーハやデバイスな
どの電子部品等の試料から所望の特定領域を含む微小試
料を、分離または分離準備して、微小領域分析や観察、
計測用の試料作製方法を実現できる。また、 (3)試料へのイオンビーム照射軸と試料表面とのなす
角度を30度から75度として、イオンビームを前記試
料に照射し、試料へのイオンビーム照射軸と試料表面と
のなす角度を固定して試料の所望の部分をイオンビーム
の照射により分離または分離準備することを特徴とする
試料の分離方法とする。
According to the sample preparation method of this means, a minute sample including a desired specific region is separated or prepared for separation from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device without tilting the sample stage. Area analysis and observation,
A sample preparation method for measurement can be realized. And (3) setting the angle between the ion beam irradiation axis on the sample and the sample surface to 30 to 75 degrees, irradiating the sample with the ion beam, and forming the angle between the ion beam irradiation axis on the sample and the sample surface. And fixing or preparing a desired portion of the sample by ion beam irradiation.

【0019】本手段の試料作製方法によると、試料ステ
ージを傾斜することなく、半導体ウエーハやデバイスな
どの電子部品等の試料から所望の特定領域を含む微小試
料を、分離または分離準備して、微小領域分析や観察、
計測用の試料作製方法を実現できる。特にFIB照射角度
が30から75度で行うことにより、試料表面の観察が
好適で、かつ微小試料形状も作製に適した形状にするこ
とができる。また、 (4)集束イオンビームの照射光学系と、上記集束イオ
ンビームの照射によって試料から発生する二次粒子を検
出する二次粒子検出手段と、上記試料基板を載置する試
料ステ−ジとを少なくとも有する試料作製装置を用い
て、試料から微小試料を分離または分離準備する試料作
製方法において、試料への集束イオンビーム照射軸と試
料表面とのなす角度を、0度を超えて大きくとも90度
未満として集束イオンビームを試料に照射し、次に試料
を、試料表面法線を回転軸として回転させ、試料への集
束イオンビーム照射軸と試料表面とのなす角度は固定し
て試料に照射し、微小試料を分離または分離準備するこ
とを特徴とする試料作製方法としても上記目的は実現す
る。
According to the sample preparation method of this means, a minute sample including a desired specific region is separated or prepared for separation from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device without tilting the sample stage. Area analysis and observation,
A sample preparation method for measurement can be realized. In particular, when the FIB irradiation angle is 30 to 75 degrees, observation of the sample surface is suitable, and the shape of the minute sample can be made suitable for production. (4) a focused ion beam irradiation optical system, secondary particle detection means for detecting secondary particles generated from the sample by the focused ion beam irradiation, and a sample stage on which the sample substrate is mounted. In a sample preparation method of separating or preparing to separate a micro sample from a sample using a sample preparation apparatus having at least the angle between the axis of irradiation of the focused ion beam to the sample and the surface of the sample, the angle exceeding 0 ° and at most 90 ° Irradiate the sample with a focused ion beam at less than degree, and then rotate the sample around the sample surface normal as the rotation axis, and irradiate the sample with the fixed angle between the focused ion beam irradiation axis on the sample and the sample surface The above object is also achieved by a sample preparation method characterized in that a micro sample is separated or prepared for separation.

【0020】すなわち、従来の固定観念を打破するため
の本発明の要素は、試料ステージの試料表面法線を回転
軸とした回転動作を、目的に適して試料作製方法に組み
込むことである。本手段の試料作製方法によると、試料
ステージを傾斜することなく、半導体ウエーハやデバイ
スなどの電子部品等の試料から所望の特定領域を含む微
小試料を、分離または分離準備して、微小領域分析や観
察、計測用の試料作製方法を実現できる。
That is, an element of the present invention for breaking down the conventional stereotype is to incorporate a rotating operation of the sample stage around the normal of the sample surface of the sample stage as a rotation axis into a sample preparation method suitable for the purpose. According to the sample preparation method of the present means, without tilting the sample stage, a minute sample including a desired specific region is separated or prepared for separation from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device, and a minute region analysis or A method for preparing a sample for observation and measurement can be realized.

【0021】また、試料ステージが傾斜機能を持つ装置
の場合でも、ステージの傾斜時間が必要なく、試料作製
時間が相対的に短縮される。また、試料ステージの傾斜
前後で試料表面が観察できなくなるという問題も低減さ
れる。
Further, even in the case where the sample stage has a tilt function, the tilt time of the stage is not required, and the sample preparation time is relatively shortened. Further, the problem that the sample surface cannot be observed before and after the tilt of the sample stage is reduced.

【0022】(5)上記(4)記載の試料作製方法にお
いて、前記試料の所望の部分をプローブで支持すること
を特徴とする試料作製方法とする。
(5) The method for preparing a sample according to the above (4), wherein a desired portion of the sample is supported by a probe.

【0023】本手段の試料作製方法によると、試料ステ
ージを傾斜することなく、半導体ウエーハやデバイスな
どの電子部品等の試料から所望の特定領域を含む微小試
料を、分離して、微小領域分析や観察、計測用の試料作
製方法を実現できる。また、プローブで微小試料を支持
し、試料基板から抜き出すことによって、微小試料断面
を詳細に観察可能となり、高精度に断面加工位置を制御
できる。なお、微小試料の支持方法は、デポ膜による固
定や、静電気力による固定等、微小試料を指示できる方
法であれば良い。
According to the sample preparation method of this means, a minute sample including a desired specific region can be separated from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device without tilting the sample stage, and the minute region analysis and the like can be performed. A method for preparing a sample for observation and measurement can be realized. Further, by supporting the micro sample with the probe and extracting the micro sample from the sample substrate, the cross section of the micro sample can be observed in detail, and the processing position of the cross section can be controlled with high accuracy. Note that a method for supporting the micro sample may be any method that can indicate the micro sample, such as fixing with a deposition film or fixing with electrostatic force.

【0024】(6)観察、分析あるいは計測するための
試料作製方法であって、試料への集束イオンビーム照射
軸と試料表面とのなす角度を、0度を超えて大きくとも
90度未満の角度で集束イオンビームを試料に照射する
ことによって角穴を形成する工程と、試料を、試料表面
法線を回転軸として回転させる工程と、回転後に集束イ
オンビーム照射によって上記試料基板の表面に対して斜
め溝を形成する工程とによって、試料基板に支持部で保
持された片持ち試料を形成する工程と、上記片持ち試料
の所望の部分に移送手段の所望の部分を接触させ、デポ
ガスを照射しつつ上記接触部を含む領域に集束イオンビ
ーム照射してデポ膜を形成することで、上記片持ち試料
と移送手段の所望の部分を固着させる工程と、集束イオ
ンビ−ム照射することで上記支持部を切断する工程と、
を含むことを特徴とする試料作製方法とする。
(6) A sample preparation method for observation, analysis or measurement, wherein the angle between the focused ion beam irradiation axis on the sample and the sample surface is greater than 0 ° and at most less than 90 °. Forming a square hole by irradiating the sample with a focused ion beam, rotating the sample around the sample surface normal as a rotation axis, and rotating the focused ion beam onto the surface of the sample substrate after the rotation. Forming a diagonal groove, forming a cantilever sample held by the support portion on the sample substrate, and bringing a desired portion of the cantilever sample into contact with a desired portion of the transfer means, and irradiating a deposition gas. A step of fixing the cantilever sample and a desired portion of the transfer means by irradiating a focused ion beam to a region including the contact portion to form a deposition film, and irradiating a focused ion beam. And cutting the support unit by a,
And a method for preparing a sample.

【0025】本手段の試料作製方法によると、試料ステ
ージを傾斜することなく、半導体ウエーハやデバイスな
どの電子部品等の試料から所望の特定領域を含む微小試
料を、分離または分離準備して、微小領域分析や観察、
計測用の試料作製方法を実現できる。また、微小試料断
面を詳細に観察可能となり、高精度に断面加工位置を制
御できる。
According to the sample preparation method of the present means, a minute sample including a desired specific region is separated or prepared for separation from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device without tilting the sample stage. Area analysis and observation,
A sample preparation method for measurement can be realized. Further, it becomes possible to observe the cross section of the minute sample in detail, and it is possible to control the processing position of the cross section with high accuracy.

【0026】(7)観察、分析あるいは計測するための
試料作製方法であって、試料への集束イオンビーム照射
軸と試料表面とのなす角度を、0度を超えて大きくとも
90度未満として、集束イオンビームを照射することに
よって角穴を作製し薄膜を形成する工程と、試料を、試
料表面法線を回転軸として回転させる工程と、回転後に
集束イオンビーム照射によって上記試料薄膜を分離する
か、もしくは分離準備する工程と、を含むことを特徴と
する試料作製方法とする。
(7) A sample preparation method for observation, analysis or measurement, wherein an angle formed between the axis of irradiation of the focused ion beam on the sample and the surface of the sample is more than 0 ° and at most less than 90 °. A step of forming a square hole by irradiating a focused ion beam to form a thin film, a step of rotating a sample around a sample surface normal line as a rotation axis, and separating the sample thin film by focused ion beam irradiation after rotation. Or a step of preparing for separation.

【0027】本手段の試料作製方法によると、試料ステ
ージを傾斜することなく、半導体ウエーハやデバイスな
どの電子部品等の試料から所望の特定領域を含む微小試
料を、分離または分離準備して、微小領域分析や観察、
計測用の試料作製方法を実現できる。また、イオンビー
ムアシストデポ等の工程を含まないため、試料作製時間
を短縮することができる。
According to the sample preparation method of this means, a minute sample including a desired specific region is separated or prepared for separation from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device without tilting the sample stage. Area analysis and observation,
A sample preparation method for measurement can be realized. In addition, since a process such as an ion beam assisted deposition is not included, the time for preparing a sample can be reduced.

【0028】(8)上記(3)、(4)、(5)、
(6)、(7)記載の試料作製方法において、複数の微
小試料作製方法であって、少なくとも2個以上の微小試
料を分離または分離準備するために、微小試料の周辺を
イオンビームで全工程の途中まで加工後、次に試料を回
転した後、各々の微小試料周辺の加工を順次継続するこ
とを特徴とする試料作製方法。
(8) The above (3), (4), (5),
(6) In the sample preparation method according to (7), a plurality of micro-sample preparation methods, wherein at least two or more micro-samples are separated or prepared for separation, the entire periphery of the micro-sample is ion beam-processed. A sample manufacturing method, wherein after processing to the middle of the step, and then rotating the sample, the processing around each of the minute samples is sequentially continued.

【0029】本手段の試料作製方法によると、試料ステ
ージを傾斜することなく、半導体ウエーハやデバイスな
どの電子部品等の試料から所望の特定領域を含む微小試
料を、分離または分離準備して、微小領域分析や観察、
計測用の試料作製方法を実現できる。特に、複数の試料
をスループット高く作製することができる。
According to the sample preparation method of this means, a minute sample including a desired specific region is separated or prepared for separation from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device without tilting the sample stage. Area analysis and observation,
A sample preparation method for measurement can be realized. In particular, a plurality of samples can be manufactured with high throughput.

【0030】また、第2の目的は、以下のようにするこ
とによって達成される。
The second object is achieved by the following.

【0031】(9)集束イオンビームの照射光学系と、
試料基板を載置する試料ステージとを少なくとも有し、
試料基板から微小試料を分離または分離準備する集束イ
オンビーム装置において、集束イオンビームの照射光学
系を含む機械カラムの概略中心軸と、試料ステージの試
料の載置面とのなす角度を固定した構造であり、試料の
所望の部分を分離する手段、および分離した試料を支持
するプローブを備えることを特徴とする試料作製装置と
する。
(9) A focused ion beam irradiation optical system,
And at least a sample stage on which the sample substrate is mounted,
In a focused ion beam apparatus that separates or prepares a small sample from a sample substrate, a structure in which the angle formed between the approximate center axis of a mechanical column including a focused ion beam irradiation optical system and the sample mounting surface of the sample stage is fixed. And a device for separating a desired portion of the sample, and a probe for supporting the separated sample.

【0032】本手段の試料作製装置によると、試料ステ
ージを傾斜することなく、半導体ウエーハやデバイスな
どの電子部品等の試料から所望の特定領域を含む微小試
料を、分離または分離準備して、微小領域分析や観察、
計測用の試料の作製を行うための試料作製装置を実現で
きる。また、また、プローブで微小試料を支持し、試料
基板から抜き出すことによって、微小試料断面を詳細に
観察可能となり、高精度に断面加工位置を制御できる試
料作製装置を実現できる。なお、微小試料の支持方法
は、デポ膜による固定や、静電気力による固定等、微小
試料を指示できる方法であれば良い。
According to the sample manufacturing apparatus of the present means, a minute sample including a desired specific region is separated or prepared for separation from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device without tilting the sample stage. Area analysis and observation,
A sample manufacturing apparatus for manufacturing a sample for measurement can be realized. Further, by supporting the micro sample with the probe and extracting the micro sample from the sample substrate, the cross section of the micro sample can be observed in detail, and a sample manufacturing apparatus capable of controlling the cross section processing position with high accuracy can be realized. Note that a method for supporting the micro sample may be any method that can indicate the micro sample, such as fixing with a deposition film or fixing with electrostatic force.

【0033】(10)集束イオンビームの照射光学系
と、該集束イオンビームの照射によって試料から発生す
る二次粒子を検出する二次粒子検出手段と、試料基板を
載置する試料ステージとを少なくとも有し、試料基板か
ら微小試料を分離または分離準備する試料作製装置にお
いて、試料への集束イオンビーム照射軸と試料表面との
なす角度が、0度を超えて大きくとも90度未満であ
り、試料ステージが試料表面法線を回転軸として回転さ
せる機能を有し、回転後に試料を分離または分離準備す
る集束イオンビームの照射位置を、上記集束イオンビー
ムの照射または別に設けた電子ビーム照射系からの電子
ビームによって試料から発生する二次粒子によって形成
する二次粒子像を表示する画像表示手段を利用すること
によって決定する機能を有することを特徴とする試料作
製装置とする。
(10) An optical system for irradiating a focused ion beam, secondary particle detecting means for detecting secondary particles generated from a sample by the irradiation of the focused ion beam, and a sample stage on which a sample substrate is mounted are provided at least. In a sample preparation apparatus for separating or preparing a minute sample from a sample substrate, an angle between a focused ion beam irradiation axis on the sample and the sample surface is greater than 0 ° and less than 90 ° at most. The stage has a function of rotating the specimen surface normal as a rotation axis, and the irradiation position of the focused ion beam for separating or preparing the sample after the rotation is rotated by the focused ion beam irradiation or the separately provided electron beam irradiation system. Function to determine by using image display means to display the secondary particle image formed by secondary particles generated from the sample by the electron beam And sample manufacturing apparatus characterized by having.

【0034】本手段の試料作製装置によると、試料ステ
ージを傾斜することなく、半導体ウエーハやデバイスな
どの電子部品等の試料から所望の特定領域を含む微小試
料を、分離または分離準備して、微小領域分析や観察、
計測用の試料の作製を行うための装置操作の自動化や、
操作者の負担を軽減できると言う観点で好適で、試料表
面損傷が少なく、かつ短時間の試料作製が可能になる試
料作製装置を実現できる。
According to the sample preparation apparatus of this means, a minute sample including a desired specific region is separated or prepared for separation from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device without tilting the sample stage. Area analysis and observation,
Automated operation of the device for preparing samples for measurement,
It is suitable from the viewpoint that the burden on the operator can be reduced, and it is possible to realize a sample manufacturing apparatus that can reduce the sample surface damage and can manufacture a sample in a short time.

【0035】(11)集束イオンビームの照射光学系
と、該集束イオンビームの照射によって試料から発生す
る二次粒子を検出する二次粒子検出手段と、試料基板を
載置する試料ステージとを少なくとも有し、試料基板か
ら微小試料を分離または分離準備する試料作製装置にお
いて、試料への集束イオンビーム照射軸と試料表面との
なす角度を0度を超えて大きくとも90度未満であり、
試料ステージが試料表面法線を回転軸として回転させる
機能を有し、回転後に試料を分離または分離準備する集
束イオンビームの照射位置を、上記集束イオンビームま
たは別に設けた電子ビーム照射系からの電子ビームの照
射によって試料から発生する二次粒子によって形成する
二次粒子像を画像処理した結果を利用して、決定する機
能を有することを特徴とする試料作製装置とする。
(11) At least an optical system for irradiating the focused ion beam, secondary particle detecting means for detecting secondary particles generated from the sample by the irradiation of the focused ion beam, and a sample stage on which a sample substrate is mounted are provided. In a sample preparation apparatus that separates or prepares a micro sample from a sample substrate, an angle between a focused ion beam irradiation axis on the sample and the sample surface is greater than 0 ° and at most less than 90 °,
The sample stage has a function of rotating around the sample surface normal as a rotation axis, and the irradiation position of the focused ion beam for separating or preparing the sample after the rotation is adjusted by the focused ion beam or an electron beam from a separately provided electron beam irradiation system. A sample manufacturing apparatus is characterized by having a function of determining a secondary particle image formed by secondary particles generated from a sample by irradiation with a beam by using image processing results.

【0036】本手段の試料作製装置によると、試料ステ
ージを傾斜することなく、半導体ウエーハやデバイスな
どの電子部品等の試料から所望の特定領域を含む微小試
料を、分離または分離準備して、微小領域分析や観察、
計測用の試料の作製を行うための装置操作の自動化や、
操作者の負担を軽減できると言う観点で好適で、試料表
面損傷が少なく、かつ短時間の試料作製が可能になる試
料作製装置を実現できる。
According to the sample preparation apparatus of this means, a minute sample including a desired specific region is separated or prepared for separation from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device without tilting the sample stage. Area analysis and observation,
Automated operation of the device for preparing samples for measurement,
It is suitable from the viewpoint that the burden on the operator can be reduced, and it is possible to realize a sample manufacturing apparatus that can reduce the sample surface damage and can manufacture a sample in a short time.

【0037】(12)集束イオンビームの照射光学系
と、該集束イオンビームの照射によって試料から発生す
る二次粒子を検出する二次粒子検出手段と、試料基板を
載置する試料ステージとを少なくとも有し、試料基板か
ら微小試料を分離または分離準備する試料作製装置にお
いて、試料への集束イオンビーム照射軸と試料表面との
なす角度が30度から75度の範囲であり、試料ステー
ジが試料表面法線を回転軸として回転させる機能を有
し、上記試料基板の所望の部分を分離した摘出微小試料
を別の部材に移し変える移送手段と、上記微小摘出試料
を載置する試料ホルダの保持手段とを有することを特徴
とする試料作製装置とする。
(12) At least a focused ion beam irradiation optical system, a secondary particle detecting means for detecting secondary particles generated from a sample by the focused ion beam irradiation, and a sample stage on which a sample substrate is placed In a sample preparation apparatus for separating or preparing to separate a micro sample from a sample substrate, an angle between an axis of irradiation of the focused ion beam on the sample and the sample surface is in a range of 30 to 75 degrees, and the sample stage is provided on the sample surface. Transfer means for transferring the extracted micro sample obtained by separating the desired portion of the sample substrate to another member, having a function of rotating the normal line as a rotation axis, and holding means for holding a sample holder for mounting the micro extracted sample And a sample preparation apparatus characterized by having the following.

【0038】本手段の試料作製装置によると、試料ステ
ージを傾斜することなく、半導体ウエーハやデバイスな
どの電子部品等の試料から所望の特定領域を含む微小試
料を、分離または分離準備して、微小領域分析や観察、
計測用の試料の作製をするのに適しており、特にFIB照
射角度が30から75度で行うことにより、試料表面の
観察が好適で、かつ微小試料形状も作製に適した形状に
することができる。さらに短時間の試料作製が可能にな
る試料作製装置を実現できる。
According to the sample preparation apparatus of the present means, a small sample including a desired specific region is separated or prepared for separation from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device without tilting the sample stage. Area analysis and observation,
It is suitable for preparing samples for measurement, especially when the FIB irradiation angle is 30 to 75 degrees, so that the observation of the sample surface is suitable and the micro sample shape can be made into a shape suitable for manufacturing. it can. It is possible to realize a sample manufacturing apparatus that can manufacture a sample in a shorter time.

【0039】(13)集束イオンビームの照射光学系
と、該集束イオンビームの照射によって試料から発生す
る二次粒子を検出する二次粒子検出手段と、試料基板を
載置する試料ステージとを少なくとも有し、試料基板か
ら微小試料を分離または分離準備する試料作製装置にお
いて、試料への集束イオンビーム照射軸と試料表面との
なす角度が45度であり、試料ステージが試料表面法線
を回転軸として回転させる機能を有し、上記試料基板の
所望の部分を分離した摘出微小試料を別の部材に移し変
える移送手段と、上記微小摘出試料を載置する試料ホル
ダの保持手段とを有することを特徴とする試料作製装置
とする。
(13) At least a focused ion beam irradiation optical system, a secondary particle detecting means for detecting secondary particles generated from a sample by the focused ion beam irradiation, and a sample stage on which a sample substrate is mounted are provided. In a sample preparation apparatus for separating or preparing to separate a micro sample from a sample substrate, an angle formed between a focused ion beam irradiation axis on the sample and the sample surface is 45 degrees, and the sample stage rotates the sample surface normal with respect to the rotation axis. Having a function of rotating, a transfer means for transferring the extracted micro sample separated from the desired portion of the sample substrate to another member, and a sample holder holding means for mounting the micro extracted sample. It is a sample preparation device that is a feature.

【0040】本手段の試料作製装置によると、試料ステ
ージを傾斜することなく、半導体ウエーハやデバイスな
どの電子部品等の試料から所望の特定領域を含む微小試
料を、分離または分離準備して、微小領域分析や観察、
計測用の試料の作製を、試料表面と試料断面の両者を、
FIB照射により観察する場合に、いずれもFIB照射角度が
45度とすることができ,両者を同様な条件で行うことが
でき試料を分離もしくは分離準備するのに適しており、
さらに試料表面損傷が少なく、かつ短時間の試料作製が
可能になる試料作製装置を実現できる。
According to the sample preparation apparatus of the present means, a minute sample including a desired specific region is separated or prepared for separation from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device without tilting the sample stage. Area analysis and observation,
Preparation of the sample for measurement, both the sample surface and the sample cross section,
When observing by FIB irradiation, the FIB irradiation angle is
It can be set to 45 degrees, both can be performed under similar conditions, and it is suitable for separating or preparing for sample separation.
Further, it is possible to realize a sample preparation apparatus which has less damage to the sample surface and can prepare a sample in a short time.

【0041】(14)上記(10)、(11)、(1
2)および(13)記載の試料作製装置において、試料
への集束イオンビーム照射軸が、集束イオンビーム照射
光学系の構成要素である概略中心対称の対物レンズの機
械的中心軸と概略一致することを特徴とする試料作製装
置とする。
(14) The above (10), (11), (1)
2) and (13), the focused ion beam irradiation axis on the sample substantially coincides with the mechanical center axis of the substantially centrally symmetric objective lens which is a component of the focused ion beam irradiation optical system. And a sample preparation apparatus characterized by the above.

【0042】本手段の試料作製装置によると、試料ステ
ージを傾斜することなく、半導体ウエーハやデバイスな
どの電子部品等の試料から所望の特定領域を含む微小試
料を、分離または分離準備して、微小領域分析や観察、
計測用の試料の作製が可能になる試料作製装置を実現す
るのに、集束イオンビーム照射光学系の構成要素である
概略中心対称の対物レンズと試料ステージ面のなす角度
を機械的に規定すれば実現できるので、装置設計を単純
化できる。
According to the sample preparation apparatus of this means, a minute sample including a desired specific region is separated or separated from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device without tilting the sample stage. Area analysis and observation,
In order to realize a sample preparation device that can prepare a sample for measurement, it is necessary to mechanically define the angle between the sample stage surface and the approximately centrally symmetric objective lens, which is a component of the focused ion beam irradiation optical system. Since it can be realized, the device design can be simplified.

【0043】(15)集束イオンビームの照射光学系
と、集束イオンビームの照射によって試料から発生する
二次粒子を検出する二次粒子検出手段と、試料基板を載
置する試料ステ−ジとを少なくとも有し、試料基板から
微小試料を分離または分離準備するするために、その微
小試料の周りに、試料基板に対して複数の入射方向から
集束イオンビームを照射して、微小試料を分離または分
離準備する試料作製装置において、その集束イオンビー
ム照射光学系に試料への集束イオンビーム照射軸を少な
くとも15度変えられる、集束イオンビーム傾斜機能を
持たせたことを特徴とする試料作製装置とする。
(15) A focused ion beam irradiation optical system, a secondary particle detecting means for detecting secondary particles generated from a sample by the focused ion beam irradiation, and a sample stage on which a sample substrate is mounted. In order to separate or prepare the micro sample from the sample substrate at least, the sample substrate is irradiated with a focused ion beam around the micro sample from a plurality of incident directions to separate or separate the micro sample. The sample preparation apparatus to be prepared is characterized in that the focused ion beam irradiation optical system has a focused ion beam tilting function capable of changing a focused ion beam irradiation axis to the sample by at least 15 degrees.

【0044】本手段の試料作製装置によると、試料ステ
ージを傾斜することなく、半導体ウエーハやデバイスな
どの電子部品等の試料から所望の特定領域を含む微小試
料を、分離または分離準備して、微小領域分析や観察、
計測用の試料の作製が可能になる試料作製装置が、集束
イオンビーム入射方向を少なくとも15度変えられる、
集束イオンビーム傾斜機能により実現される。特に、試
料作製において集束イオンビーム入射角度を選択できる
ので多様な試料作製方法および試料形状を実現できる。
According to the sample preparation apparatus of this means, a minute sample including a desired specific region is separated or prepared for separation from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device without tilting the sample stage. Area analysis and observation,
A sample preparation apparatus capable of preparing a sample for measurement can change the incident direction of the focused ion beam by at least 15 degrees,
This is realized by the focused ion beam tilt function. In particular, since a focused ion beam incident angle can be selected in sample preparation, various sample preparation methods and sample shapes can be realized.

【0045】(16)上記(15)記載の試料作製装置
において、試料への集束イオンビーム照射軸を少なくと
も15度変えられる、集束イオンビーム傾斜機能が、集
束イオンビーム照射光学系を含む機械的カラムの試料ス
テージに対する傾斜角度可変機構により実現されること
を特徴とする試料作製装置とする。
(16) In the sample preparation apparatus according to the above (15), the focused ion beam irradiation function on the sample can be changed by at least 15 degrees, and the focused ion beam tilting function includes a focused ion beam irradiation optical system. A sample preparation apparatus characterized by being realized by a tilt angle variable mechanism for the sample stage.

【0046】本手段の試料作製装置によると、試料ステ
ージを傾斜することなく、半導体ウエーハやデバイスな
どの電子部品等の試料から所望の特定領域を含む微小試
料を、分離または分離準備して、微小領域分析や観察、
計測用の試料の作製が可能になる試料作製装置が、集束
イオンビーム照射系を含む機械的カラムの試料ステージ
に対する傾斜角度可変機構により実現される。特に、試
料作製において集束イオンビーム入射角度を選択できる
ので多様な試料作製方法および試料形状を実現できる。
According to the sample preparation apparatus of this means, a minute sample including a desired specific region is separated or prepared for separation from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device without tilting the sample stage. Area analysis and observation,
A sample preparation apparatus capable of preparing a sample for measurement is realized by a tilt angle variable mechanism with respect to a sample stage of a mechanical column including a focused ion beam irradiation system. In particular, since a focused ion beam incident angle can be selected in sample preparation, various sample preparation methods and sample shapes can be realized.

【0047】(17)上記(15)記載の試料作製装置
において、試料への集束イオンビーム照射軸を少なくと
も15度変えられる、集束イオンビーム傾斜機能が、電
気的偏向機構により実現されることを特徴とする試料作
製装置とする。
(17) In the sample preparation apparatus according to the above (15), a focused ion beam tilting function of changing a focused ion beam irradiation axis to the sample by at least 15 degrees is realized by an electric deflection mechanism. And a sample preparation apparatus.

【0048】本手段の試料作製装置によると、試料ステ
ージを傾斜することなく、半導体ウエーハやデバイスな
どの電子部品等の試料から所望の特定領域を含む微小試
料を、分離または分離準備して、微小領域分析や観察、
計測用の試料の作製が可能になる試料作製装置が、電気
的偏向機構により実現される。特に、機械的装置構成が
単純化され、製造コストを低下でき、さらに試料作製に
おいて集束イオンビーム入射角度を選択できるので多様
な試料作製方法および試料形状を実現できる。
According to the sample preparation apparatus of this means, a minute sample including a desired specific region is separated or prepared for separation from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device without tilting the sample stage. Area analysis and observation,
A sample manufacturing apparatus capable of manufacturing a sample for measurement is realized by an electric deflection mechanism. In particular, the mechanical device configuration is simplified, the manufacturing cost can be reduced, and the focused ion beam incident angle can be selected in the sample preparation, so that various sample preparation methods and sample shapes can be realized.

【0049】(18)上記(10)、(11)、(1
2)、(13)、(14)、(15)、(16)、およ
び(17)記載の試料作製装置において、試料ステージ
が、ステージ面内に含まれる線分もしくは平行な線分を
傾斜軸とする傾斜角度を固定する構造とすることを特徴
とする試料作製装置。とする。
(18) The above (10), (11), (1)
2), (13), (14), (15), (16), and (17), wherein the sample stage is configured such that a line segment or a parallel line segment included in the stage plane is inclined with respect to the tilt axis. A sample preparation apparatus having a structure in which the inclination angle is fixed. And

【0050】本手段の試料作製装置によると、試料ステ
ージが傾斜機能を持たないため、装置全体の小型化が実
現し、かつ、半導体ウエーハやデバイスなどの電子部品
等の試料から所望の特定領域を含む微小試料を、分離ま
たは分離準備して、微小領域分析や観察、計測用の試料
の作製が可能になる試料作製装置を実現できる。
According to the sample preparation apparatus of this means, since the sample stage does not have a tilting function, the size of the entire apparatus can be reduced, and a desired specific region can be formed from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device. A sample preparation apparatus capable of separating or preparing to separate microsamples and preparing samples for microregion analysis, observation, and measurement can be realized.

【0051】(19)上記(9)、(10)、(1
1)、(12)、(13)、(14)、(15)、(1
6)、および(17)記載の試料作製装置において、試
料ステージが、ある特定の固定した角度で回転するステ
ージと、任意の角度で回転可能なステージの合体で構成
されることを特徴とする試料作製装置とする。
(19) The above (9), (10), (1)
1), (12), (13), (14), (15), (1
6) and the sample preparation apparatus according to (17), wherein the sample stage is constituted by a combination of a stage rotating at a specific fixed angle and a stage rotatable at an arbitrary angle. A manufacturing device.

【0052】本手段の試料作製装置によると、試料ステ
ージが傾斜機能を持たないため、装置全体の小型化が実
現し、かつ、半導体ウエーハやデバイスなどの電子部品
等の試料から所望の特定領域を含む微小試料を、分離ま
たは分離準備して、微小領域分析や観察、計測用の試料
の作製が可能になる試料作製装置を実現できる。特に、
位置合わせに必要な時間を節約して、試料作製のスルー
プットを上げるのに好適となる。
According to the sample preparation apparatus of this means, since the sample stage does not have a tilting function, the entire apparatus can be reduced in size, and a desired specific region can be formed from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device. A sample preparation apparatus capable of separating or preparing to separate microsamples and preparing samples for microregion analysis, observation, and measurement can be realized. In particular,
This is suitable for saving the time required for alignment and increasing the throughput of sample preparation.

【0053】(20)上記(9)、(10)、(1
1)、(12)、(13)、(14)、(15)、(1
6)、および(17)記載の試料作製装置において、、
試料ステージが、90度および180度少なくともいず
れか一つの固定角度で回転するステージと、任意の角度
で回転可能なステージの合体で構成されることを特徴と
する試料作製装置。
(20) The above (9), (10), (1)
1), (12), (13), (14), (15), (1
6) and the sample preparation apparatus according to (17),
A sample preparation apparatus characterized in that the sample stage is constituted by a combination of a stage rotating at at least one of a fixed angle of 90 degrees and 180 degrees and a stage rotatable at an arbitrary angle.

【0054】本手段の試料作製装置によると、試料ステ
ージが傾斜機能を持たないため、装置全体の小型化が実
現し、かつ、半導体ウエーハやデバイスなどの電子部品
等の試料から所望の特定領域を含む微小試料を、分離ま
たは分離準備して、微小領域分析や観察、計測用の試料
の作製が可能になる試料作製装置を実現できる。特に、
位置合わせに必要な時間を節約して、試料作製のスルー
プットを上げるのに好適となる。
According to the sample preparation apparatus of this means, since the sample stage has no tilting function, the size of the entire apparatus can be reduced, and a desired specific region can be formed from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device. A sample preparation apparatus capable of separating or preparing to separate microsamples and preparing samples for microregion analysis, observation, and measurement can be realized. In particular,
This is suitable for saving the time required for alignment and increasing the throughput of sample preparation.

【0055】[0055]

【発明の実施の形態】本発明による試料作製装置の実施
の形態は、ステージ上の試料表面と集束イオンビーム照
射軸とのなす角度が0度を超えて大きくとも90度未満
の角度で集束イオンビームが照射されるように配置した
集束イオンビーム照射光学系と、上記集束イオンビーム
の照射によって試料から発生する二次粒子を検出する二
次粒子検出手段と、傾斜機構を有しない構造の試料ステ
−ジとを少なくとも有する構成とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a sample preparation apparatus according to the present invention is characterized in that an angle between a sample surface on a stage and a focused ion beam irradiation axis is greater than 0 ° and less than 90 ° at most. A focused ion beam irradiation optical system arranged so as to irradiate a beam, secondary particle detection means for detecting secondary particles generated from the sample by the irradiation of the focused ion beam, and a sample stage having no tilt mechanism. And at least one of them.

【0056】以下に、その具体的実施形態例を示す。Hereinafter, specific examples of the embodiment will be described.

【0057】<実施形態例1>本願による一実施の形態
である試料作製装置の概略構成図を、図4を用いて説明
する。
<Embodiment 1> A schematic configuration diagram of a sample preparation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0058】試料作製装置17は、真空容器41を有し
ており、真空容器内には、イオン源32、ビーム制限ア
パチャ33、イオンビーム走査電極34、およびイオン
ビームレンズ31などから構成されるFIB照射光学系3
5、FIB照射によって試料から放出する二次電子や二次
イオンを検出する二次粒子検出器36、イオンビーム照
射領域にデポ膜を形成するための元材料ガスを供給する
デポガス源37、マニュピュレータ42先端に取り付け
たプローブ3、半導体ウェーハや半導体チップなどの試
料基板38を載置する試料ステージ39、試料基板の一
部を摘出した微小な摘出試料を固定する試料ホルダ40
などが配置されている。ここで、FIB照射光学系35
は、対物レンズ44の概略中心軸と試料表面のなす角度
が45度になるようにステージ39に対して設置されてい
る。また、試料ステージは試料表面に対する垂直線分を
回転軸として回転させる機能を有している。また本装置
を制御する装置として、主に電気回路や演算装置からな
るステージ制御装置61、マニュピレータ制御装置6
2、二次電子検出器の増幅器63、デポガス源制御装置
64、FIB制御装置65、および計算処理装置74、な
どが配置される。計算処理装置74では、上記FIBの照
射によって試料から発生する二次電子によって形成する
二次電子像を画像処理することによって試料形状を認識
する機能を有する。また、試料形状情報によりFIB制御
装置65によってFIB1を試料形状の所望の位置に照射
する機能を有する。
The sample preparation apparatus 17 has a vacuum vessel 41 in which an FIB comprising an ion source 32, a beam limiting aperture 33, an ion beam scanning electrode 34, an ion beam lens 31, and the like is provided. Irradiation optical system 3
5. Secondary particle detector 36 for detecting secondary electrons and secondary ions emitted from the sample by FIB irradiation, a deposition gas source 37 for supplying a source gas for forming a deposition film in an ion beam irradiation region, a manipulator 42, a probe 3 attached to the tip, a sample stage 39 on which a sample substrate 38 such as a semiconductor wafer or a semiconductor chip is mounted, and a sample holder 40 for fixing a small extracted sample obtained by extracting a part of the sample substrate.
And so on. Here, the FIB irradiation optical system 35
Is set with respect to the stage 39 so that the angle between the approximate center axis of the objective lens 44 and the sample surface is 45 degrees. Further, the sample stage has a function of rotating a vertical line segment with respect to the sample surface as a rotation axis. Further, as a device for controlling this device, a stage control device 61 mainly composed of an electric circuit and an arithmetic device, a manipulator control device 6
2. An amplifier 63 of the secondary electron detector, a deposit gas source control device 64, a FIB control device 65, and a calculation processing device 74 are arranged. The calculation processing device 74 has a function of recognizing a sample shape by performing image processing on a secondary electron image formed by secondary electrons generated from the sample by the irradiation of the FIB. Further, it has a function of irradiating the FIB 1 to a desired position of the sample shape by the FIB control device 65 based on the sample shape information.

【0059】次に、本試料作製装置の動作について説明
する。まず、イオン源32から放出したイオンをビーム
制限アパチャ33、イオンビームレンズ31、対物レン
ズ44を通して試料基板38に照射する。FIB1は試料
上で直径数ナノメートルから1マイクロメートル程度に
細束化される。FIB1を試料基板38に照射するとスパ
ッタリング現象により試料表面の構成原子が真空中に放
出される。したがってイオンビーム走査電極34を用い
てFIB1を走査させることで、マイクロメートルからサ
ブマイクロメートルレベルの加工ができることになる。
また、デポジションガスを試料室中に導入しながらFIB
1を試料基板38に照射することによって、デポ膜を形
成することができる。このように、FIB1によるスパッ
タリングあるいはデポジションを巧みにつかって試料基
板38を加工することができる。FIB1照射によって形
成するデポ膜は、プローブ3の先端にある接触部と試料
を接続したり、摘出試料を試料ホルダ40に固定するた
めに使用する。また、FIB1を走査して、試料から放出
される二次電子や二次イオンを二次粒子検出器36で検
出して、その強度を画像の輝度に変換することによって
試料基板38やプローブ3などを観察することができ
る。
Next, the operation of the sample preparation apparatus will be described. First, the sample substrate 38 is irradiated with ions emitted from the ion source 32 through the beam limiting aperture 33, the ion beam lens 31, and the objective lens 44. The FIB 1 is narrowed to a diameter of several nanometers to about 1 micrometer on a sample. When the FIB 1 is irradiated on the sample substrate 38, constituent atoms on the sample surface are released into a vacuum by a sputtering phenomenon. Therefore, by scanning the FIB 1 using the ion beam scanning electrode 34, processing on a micrometer to sub-micrometer level can be performed.
Also, while introducing the deposition gas into the sample chamber, the FIB
By irradiating 1 to the sample substrate 38, a deposition film can be formed. As described above, the sample substrate 38 can be processed by skillfully using the sputtering or the deposition by the FIB 1. The deposition film formed by the irradiation of the FIB 1 is used for connecting the sample to the contact portion at the tip of the probe 3 and for fixing the extracted sample to the sample holder 40. In addition, the FIB 1 is scanned, secondary electrons and secondary ions emitted from the sample are detected by the secondary particle detector 36, and the intensity is converted into the brightness of the image, so that the sample substrate 38, the probe 3, etc. Can be observed.

【0060】次に、本願による一実施の形態である試料
作製方法について、図1を用いて説明する。ここで、図
1の理解のため、補足として図8に、FIB照射軸を試料
表面に対して法線で作製した角穴501(a)と、FIB照射
軸を試料表面に対して45度で作製した角穴502(b)を
示すので参考にされたい。試料作製は、まず、基板にTE
M観察用の薄膜作製の位置を示すマークと保護膜を作成
する。次に、基板表面に対するFIBの照射軸を試料表面
に投影した方向を一辺とする矩形に、FIB1を試料基板
上で走査させ、深さ方向に傾斜した深さ約15μmの2つ
の角穴101(図a)と、同様に深さ方向に傾斜した切り
欠き溝102(図b)を形成する。なお、FIB照射軸は試
料表面に対して45度である。次に、試料表面に対する垂
直軸を回転軸として、試料を約180度回転させる。ここ
で、FIB1の照射によって試料から発生する二次電子に
よって形成する二次電子像を画像処理することによっ
て、これまでに形成した2つの角穴および、切り欠き溝
を認識する。そして、試料形状情報によりFIB制御装置
65によってFIB照射位置を制御し、同様に深さ方向に
傾斜した溝103を形成する(図c)。次に、プローブ制
御装置を駆動して、プローブ3の先端を基板上のマイク
ロサンプル6に接触させる。次にガスノズルから堆積性
ガスを供給し、FIB1をプローブ3の先端部を含む領域
に局所的に照射し、デポ膜105を形成して、接触状態
にある基板の分離部分とプローブ3とを接続する(図
d)。FIB1で支持部104を切除することで、マイクロ
サンプル6は接続されたプローブ3で支持された状態に
なる(図e) 。プローブ3を上方に移動させることでマイ
クロサンプル6は摘出できる(図f)。以降の工程は従来
と同じである。すなわち、プローブを試料面上方で停止
させている間に試料台を動作させて、マイクロサンプル
をサンプルメッシュに移動する。マイクロサンプルは、
デポ膜でサンプルメッシュに固定する。FIBでプローブ
を切断し、微小試料から分離する。最後に、この微小試
料の中の観察領域をFIBで厚さ100nm程度に薄膜化し、
TEM試料が完成する。
Next, a sample manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, for the sake of understanding of FIG. 1, as a supplement, FIG. 8 shows a square hole 501 (a) in which the FIB irradiation axis is made normal to the sample surface, and the FIB irradiation axis is at 45 degrees with respect to the sample surface. The created square hole 502 (b) is shown for reference. For sample preparation, first, TE
A mark indicating the position of a thin film for M observation and a protective film are formed. Next, the FIB 1 is scanned on the sample substrate into a rectangle whose one side is the direction in which the irradiation axis of the FIB with respect to the substrate surface is projected onto the sample surface, and two square holes 101 (about 15 μm in depth inclined at a depth in the depth direction). As in FIG. A), a notch groove 102 (FIG. B) similarly inclined in the depth direction is formed. The FIB irradiation axis is at 45 degrees to the sample surface. Next, the sample is rotated about 180 degrees with the axis perpendicular to the sample surface as the rotation axis. Here, image processing is performed on a secondary electron image formed by secondary electrons generated from the sample by irradiation of the FIB 1, thereby recognizing the two square holes and the notch grooves formed so far. Then, the FIB control unit 65 controls the FIB irradiation position based on the sample shape information, and similarly forms a groove 103 inclined in the depth direction (FIG. C). Next, the tip of the probe 3 is brought into contact with the microsample 6 on the substrate by driving the probe control device. Next, a deposition gas is supplied from a gas nozzle, FIB 1 is locally irradiated to a region including the tip of the probe 3, a deposition film 105 is formed, and the separated portion of the substrate in contact with the probe 3 is connected. (Figure
d). By cutting off the support portion 104 with the FIB 1, the micro sample 6 is supported by the connected probe 3 (FIG. E). The microsample 6 can be extracted by moving the probe 3 upward (FIG. F). Subsequent steps are the same as the conventional one. That is, the sample stage is operated while the probe is stopped above the sample surface, and the micro sample is moved to the sample mesh. The micro sample is
Fix to sample mesh with depot membrane. Cut the probe with FIB and separate from the micro sample. Finally, the observation area in this micro sample is thinned with FIB to a thickness of about 100 nm,
The TEM sample is completed.

【0061】なお、本手法では(図c)における深さ方向
に傾斜した溝を形成するのに、試料を約180度回転させ
て行っているが、試料表面に対する垂直軸を回転軸とし
て、約90度回転させて形成しても良い。この場合のマイ
クロサンプル形状は図5(a)に示すようになり、試料
を約180度回転させて行った上記の例では図5(b)に示
すようになる。また、2つの角穴(図a)と、同様に深さ
方向に傾斜した切り欠き溝(図b)、および試料を約180
度もしくは約90度回転させて形成した溝(図c)の形成順
序に特に限定はない。
In this method, the sample is rotated by about 180 degrees to form a groove inclined in the depth direction in FIG. 3C, but the vertical axis with respect to the sample surface is used as the rotation axis. It may be formed by rotating 90 degrees. The micro sample shape in this case is as shown in FIG. 5A, and in the above example in which the sample is rotated by about 180 degrees, as shown in FIG. 5B. In addition, two square holes (Fig. A), a notch groove similarly inclined in the depth direction (Fig. B), and approximately 180
There is no particular limitation on the order of forming the grooves (FIG. C) formed by rotating by about or 90 degrees.

【0062】また、本実施の形態では、FIBの照射によ
って試料から発生する二次電子によって形成する二次電
子像を画像処理することによって、これまでに形成した
2つの角穴および、切り欠き溝を認識し、この試料形状
情報によりFIB制御装置によってFIB照射位置を制御し
た。これにより操作の自動化が可能になったり、操作者
の負担を軽減できる。しかし、必ずしも、画像処理装置
を用いる必要は無く、装置操作者が、二次電子像を画像
表示装置で観察してFIB照射位置を制御してもよい。
In this embodiment, the secondary electron image formed by the secondary electrons generated from the sample by the irradiation of the FIB is image-processed, so that the two square holes and the notch grooves formed so far are formed. Then, the FIB controller controlled the FIB irradiation position based on the sample shape information. This makes it possible to automate the operation and reduce the burden on the operator. However, it is not always necessary to use the image processing device, and the device operator may observe the secondary electron image on the image display device and control the FIB irradiation position.

【0063】また、複数の微小試料作製をする場合に
は、各々の試料を順序にしたがって作製することは可能
であるが、まず、深さ方向に傾斜した深さ約15μmの2
つの角穴101(図a)と、同様に深さ方向に傾斜した切
り欠き溝102(図b)を、必要な場所に複数の試料に
必要な個数まず形成する。次に、試料表面に対する垂直
軸を回転軸として、試料を約180度回転させる。次に、
各々の試料の位置合わせに続き、各々の試料に対して深
さ方向に傾斜した溝103を形成する(図c)。次に、プ
ローブ制御装置を駆動して、プローブ3を使って、複数
のマイクロサンプル6を、順序にしたがってTEM試料作
製する。このようにすると、比較的時間を要する回転操
作を減少させることができるため、各々の試料を順序に
したがって作製するよりも、複数の試料をスループット
高く作製することができる。
When a plurality of micro samples are prepared, it is possible to prepare each sample according to the order. First, a sample having a depth of about 15 μm inclined in the depth direction is used.
One square hole 101 (FIG. A) and a notch groove 102 (FIG. B) similarly inclined in the depth direction are first formed in necessary places for a plurality of samples. Next, the sample is rotated about 180 degrees with the axis perpendicular to the sample surface as the rotation axis. next,
Subsequent to the alignment of each sample, a groove 103 inclined in the depth direction is formed for each sample (FIG. C). Next, the probe control device is driven, and a plurality of microsamples 6 are manufactured using the probe 3 in the order of the TEM samples. In this manner, since a relatively time-consuming rotation operation can be reduced, a plurality of samples can be manufactured with higher throughput than when each sample is manufactured in order.

【0064】以上に述べた実施の形態では、微小試料を
試料基板から分離する一連の工程で、FIBと試料表面と
のなす角度は45度で変更されることは無い。すなわち、
ステージを傾斜する工程は含まない。したがって、本実
施の形態によると、装置全体の小型化のため、試料ステ
ージの傾斜機能を省略しても、試料から微小試料を分離
または分離準備して、微小領域分析や観察、計測用の試
料作製が可能となる。また、本実施の形態とは異なり、
試料ステージが傾斜機能を持つ装置の場合でも、本発明
は有効で、ステージを傾斜時間が必要なく、試料作製時
間が相対的に短縮される。また、試料ステージの傾斜前
後で試料表面が観察できなくなるという問題も低減され
る。また、本実施の形態では、TEM試料用薄膜加工時に
微小試料を試料基板から抜き出しているため、微小試料
断面を詳細に観察可能となり、高精度に断面加工位置を
制御できる。
In the embodiment described above, the angle between the FIB and the sample surface is not changed at 45 degrees in a series of steps for separating the micro sample from the sample substrate. That is,
It does not include the step of tilting the stage. Therefore, according to the present embodiment, even if the tilting function of the sample stage is omitted in order to reduce the size of the entire apparatus, a micro sample is separated or prepared for separation, and a sample for micro area analysis, observation, and measurement is prepared. Production becomes possible. Also, unlike the present embodiment,
The present invention is effective even in a case where the sample stage has a tilting function, the tilting time of the stage is not required, and the sample preparation time is relatively shortened. Further, the problem that the sample surface cannot be observed before and after the tilt of the sample stage is reduced. Further, in this embodiment, since the micro sample is extracted from the sample substrate during the processing of the TEM sample thin film, the micro sample cross section can be observed in detail, and the cross section processing position can be controlled with high accuracy.

【0065】また、本実施の形態によると、試料から微
小試料を分離または分離準備して、微小領域分析や観
察、計測用の試料作製を、装置操作の自動化や、操作者
の負担を軽減できると言う観点で好適な試料作製装置が
提供される。
Further, according to the present embodiment, it is possible to separate or prepare a minute sample from the sample and to prepare a sample for minute area analysis, observation, and measurement, thereby automating the operation of the apparatus and reducing the burden on the operator. In view of the above, a sample preparation apparatus suitable for the present invention is provided.

【0066】また、本実施の形態で、試料ステージを、
ある特定の固定した角度で回転するステージと、任意の
角度で回転可能なステージの合体で構成する。固定した
角度で回転するステージは、上記で述べた180度回転も
しくは90度回転で動作させる。任意の角度で回転するス
テージは試料上で加工位置の調整等で動作させる。一般
に、任意角度回転ステージはその回転角度を決める精度
はせいぜい0.01度である。本実施の形態のように、回転
後に微小な位置合わせを必要とする場合には精度が不足
する。しかし、ある特定の固定した角度の回転のみの機
能のステージではさらに回転精度をあげることが可能で
ある。したがって、本実施の形態で180度回転もしくは9
0度回転後に加工位置を合わせるのに、固定した角度で
回転するステージを動作させるのは、位置合わせに必要
な時間を節約して、試料作製のスループットを上げるの
に好適となる。
In this embodiment, the sample stage is
It consists of a stage that rotates at a specific fixed angle and a stage that can rotate at an arbitrary angle. The stage that rotates at a fixed angle is operated by the above-described 180-degree rotation or 90-degree rotation. The stage that rotates at an arbitrary angle is operated by adjusting the processing position on the sample. Generally, the accuracy of determining the rotation angle of an arbitrary angle rotation stage is at most 0.01 degree. As in the present embodiment, when minute alignment is required after rotation, accuracy is insufficient. However, in a stage having only a function of rotating at a specific fixed angle, it is possible to further increase the rotation accuracy. Therefore, in this embodiment, it is rotated by 180 degrees or 9
Operating the stage that rotates at a fixed angle to adjust the processing position after rotation by 0 degrees is suitable for saving the time required for alignment and increasing the throughput of sample preparation.

【0067】なお、本実施の形態では、FIB照射軸が試
料表面に対して45度になるようにしたが、45度にすると
試料表面と試料断面の両者を、FIB照射により観察する
場合に、いずれもFIB照射角度が45度となり,両者を同
様な条件で行うことができるので試料を分離もしくは分
離準備するのに適している。しかし、必ずしも45度に限
定されず、90度未満の角度であれば本発明の効果を得る
ことができる。ただし、FIB照射軸が試料表面に対して3
0度未満にすると、微小試料を分離するための加工領域
が拡大し、試料表面を無駄に消費する。また、75度以上
になると実際の加工壁面の表面に対する角度は90度近く
になり微小試料を分離するための加工深さが増し、加工
時間が長くなったり、さらには微小試料の分離が不可能
になる場合がある。したがって、微小試料を分離するた
めには、ビームの試料照射軸と試料表面のなす角度は、
30度から75度までの範囲が好ましい。
In the present embodiment, the FIB irradiation axis is set to 45 degrees with respect to the sample surface. However, when the FIB irradiation axis is set to 45 degrees, both the sample surface and the sample cross section are observed when FIB irradiation is performed. In each case, the FIB irradiation angle is 45 degrees, and both can be performed under the same conditions. Therefore, it is suitable for separating or preparing to separate a sample. However, the present invention is not necessarily limited to 45 degrees, and the effect of the present invention can be obtained if the angle is less than 90 degrees. However, the FIB irradiation axis is
If it is less than 0 degrees, the processing area for separating the micro sample is enlarged, and the sample surface is wasted. In addition, when the angle exceeds 75 degrees, the actual angle to the surface of the machined wall becomes close to 90 degrees, increasing the machining depth for separating minute samples, increasing the machining time, and making it impossible to separate minute samples. May be. Therefore, in order to separate a small sample, the angle between the sample irradiation axis of the beam and the sample surface is
A range from 30 degrees to 75 degrees is preferred.

【0068】また、本実施の形態では、FIB照射軸が試
料表面に対して45度となるように、集束イオンビーム照
射系の対物レンズの機械的概略中心軸を、試料基板表面
に対して45度の角度をなすように設定し装置設計を単純
化したが、45度以外に設定してもイオンビーム偏向によ
りFIB照射軸が試料表面に対して45度となるようにする
ことは可能である。
In the present embodiment, the mechanical center axis of the objective lens of the focused ion beam irradiation system is set at 45 ° with respect to the sample substrate surface so that the FIB irradiation axis is at 45 degrees to the sample surface. Although the angle is set at an angle, the device design is simplified.However, even if the angle is set to other than 45 degrees, the FIB irradiation axis can be set at 45 degrees to the sample surface by ion beam deflection. .

【0069】なお、以上の実施の形態では、試料として
形状が平面的な半導体ウェーハを例にしたが、必ずしも
平面的な試料でなくても、任意形状の試料でも本発明は
有効である。以上の説明では、試料表面とイオンビーム
試料照射軸との角度を記述したが、任意形状の試料の場
合、試料ステージの試料載置面との角度を固定して、試
料作製すれば良い。例えば、試料から微小部品を本発明
により分離して、別の微小部品と接続して、ある微細な
機械構造あるいは微細デバイス等を作製する、いわゆる
マイクロマシニングにも適用可能である。
In the above embodiment, a semiconductor wafer having a planar shape is taken as an example of a sample. However, the present invention is not limited to a planar sample but may be applied to a sample of an arbitrary shape. In the above description, the angle between the sample surface and the irradiation axis of the ion beam sample is described. However, in the case of a sample having an arbitrary shape, the sample may be manufactured by fixing the angle with the sample mounting surface of the sample stage. For example, the present invention is also applicable to so-called micromachining, in which a minute component is separated from a sample by the present invention and connected to another minute component to produce a certain minute mechanical structure or a minute device.

【0070】すなわち、本例を実施するのに好適な試料
作製装置は、集束イオンビームの照射光学系を含む機械
カラムの概略中心軸と、試料ステージの試料の載置面と
のなす角度を固定した構造であり、試料の所望の部分を
分離する手段、および分離した試料を支持するプローブ
を備えることを特徴とする試料作製装置とすれば良い。
試料として、形状が平面的な半導体ウェーハでは、試料
の載置面と試料面は平行な面であり、集束イオンビーム
の試料照射軸と試料表面とのなす角度と、集束イオンビ
ームの試料照射軸と試料ステージの試料の載置面とのな
す角度が同義であることはいうまでも無い。
In other words, the sample preparation apparatus suitable for carrying out the present example has a fixed angle formed between the approximate center axis of the mechanical column including the focused ion beam irradiation optical system and the sample mounting surface of the sample stage. What is necessary is just to make the sample preparation apparatus characterized by having a means for separating a desired portion of the sample and a probe for supporting the separated sample.
In the case of a semiconductor wafer having a flat shape as a sample, the sample mounting surface and the sample surface are parallel surfaces, and the angle between the sample irradiation axis of the focused ion beam and the sample surface, and the sample irradiation axis of the focused ion beam It is needless to say that the angle between the sample stage and the mounting surface of the sample on the sample stage is synonymous.

【0071】なお、本実施の形態では、集束イオンビー
ムを試料上で走査する。この際、集束イオンビームの試
料への入射角度は、走査位置に依存して微小に変化する
が、このような走査に伴うイオンビームの入射角度変化
は、集束イオンビームの試料照射軸と試料表面の角度変
化には含めないこととする。すなわち、集束イオンビー
ムを試料上で走査しても、集束イオンビームの試料照射
軸と試料表面の角度を固定することは可能とする。ま
た、集束イオンビームの試料照射軸とは、走査を停止
し、走査電極による偏向が無い時の、イオンビームが試
料表面に入射するときのイオンビームの中心線を指すも
のとする。
In this embodiment, the focused ion beam is scanned on the sample. At this time, the angle of incidence of the focused ion beam on the sample slightly changes depending on the scanning position. The change in the angle of incidence of the ion beam due to such scanning depends on the sample irradiation axis of the focused ion beam and the sample surface. Is not included in the angle change. That is, even if the focused ion beam is scanned on the sample, the angle between the sample irradiation axis of the focused ion beam and the sample surface can be fixed. In addition, the sample irradiation axis of the focused ion beam refers to the center line of the ion beam when scanning is stopped and the ion beam is incident on the sample surface when there is no deflection by the scanning electrode.

【0072】<実施形態例2>次に、本願による一実施
の形態である別の試料作製方法について、図6を用いて
説明する。試料作製装置は図4に示した装置と同様とす
る。
<Embodiment 2> Next, another sample manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The sample preparation device is the same as the device shown in FIG.

【0073】まず、試料基板にTEM観察用の薄膜作製の
位置を示すマークと保護膜を作成する。基板表面に対す
るFIB1の照射軸を試料表面に投影した方向を一辺とす
る矩形に、FIBを試料基板上で走査させ、深さ方向に傾
斜した深さ約15μmの2つの角穴301(図a)を形成す
る。ここで、2つの角穴間の薄膜が目的となる試料で、
その厚さは約100nmとする。次に薄膜部の両端302を
切りこみを入れる。次に、試料表面に対する垂直軸を回
転軸として、試料を約90度回転させる。ここで、FIB1
の照射によって試料から発生する二次電子によって形成
する二次電子像を画像処理することによって、これまで
に形成した2つの角穴切り欠き溝301を認識する。そ
して、試料形状情報によりFIB制御装置65によってFIB
照射位置を制御し、(図c)に示すようにFIB1で試料薄膜
底辺を切り取り、試料薄膜303を試料基板から分離す
る。もしくは、分離までは至らずも、後工程で分離する
ための準備として、わずかな衝撃で破断可能な指示部を
残して加工を終了する。その後、試料作製装置から試料
基板を取りだし、大気中でガラス棒304の静電気を利
用して、試料薄膜303を試料基板からTEM試料ホルダ
に移動させる。ここで、マイクロサンプルである試料薄
膜303が完全に分離されていない場合は、ガラス棒3
04によって衝撃を微小試料指示部に加えることによっ
て、試料薄膜303を試料基板から切り離し後、同様に
ガラス棒304の静電気を利用して、試料薄膜303を
試料基板からTEM試料ホルダに移動させる。このよう
に、マイクロサンプルである試料薄膜303を装置内で
取り出さなくとも、微小試料の外形のほとんどをイオン
ビームによって加工する試料作製方法および試料作製装
置も本願に含む。
First, a mark indicating a position for forming a thin film for TEM observation and a protective film are formed on a sample substrate. The FIB 1 is scanned on the sample substrate into a rectangle whose side is the direction in which the irradiation axis of the FIB 1 with respect to the substrate surface is projected on the sample surface, and two square holes 301 having a depth of about 15 μm and inclined in the depth direction (FIG. A) To form Here, the target sample is a thin film between two square holes,
Its thickness is about 100 nm. Next, both ends 302 of the thin film portion are cut out. Next, the sample is rotated about 90 degrees with the vertical axis relative to the sample surface as the rotation axis. Where FIB1
By performing image processing on the secondary electron image formed by the secondary electrons generated from the sample by the irradiation, the two notch grooves 301 formed so far are recognized. Then, the FIB controller 65 uses the sample shape information to
The irradiation position is controlled, the bottom of the sample thin film is cut off by the FIB 1 as shown in FIG. C, and the sample thin film 303 is separated from the sample substrate. Alternatively, the processing is terminated without leaving an indicating portion that can be broken by a slight impact, in preparation for separation in a later step, even if it does not reach separation. After that, the sample substrate is taken out of the sample preparation apparatus, and the sample thin film 303 is moved from the sample substrate to the TEM sample holder using the static electricity of the glass rod 304 in the atmosphere. Here, when the sample thin film 303, which is a micro sample, is not completely separated, the glass rod 3
The sample thin film 303 is separated from the sample substrate by applying an impact to the minute sample indicating portion by 04, and then the sample thin film 303 is moved from the sample substrate to the TEM sample holder using the static electricity of the glass rod 304 in the same manner. As described above, the present invention also includes a sample manufacturing method and a sample manufacturing apparatus in which most of the external shape of a micro sample is processed by an ion beam without removing the sample thin film 303 as a micro sample in the apparatus.

【0074】なお、本手法では(図b)において、試料薄
片の両側の少なくとも一方に切りこみを入れるのに、試
料を約90度回転前に行っているが、回転後に行っても良
い。また、2つの角穴作製、試料薄片の両側の切断、お
よび試料薄片の底辺の切断等に形成順序に特に限定はな
い。
In this method (FIG. B), at least one of the two sides of the sample slice is cut before the sample is rotated by about 90 degrees, but may be cut after the sample is rotated. The order of forming the two square holes, cutting both sides of the sample slice, cutting the bottom of the sample slice, and the like is not particularly limited.

【0075】また、本実施の形態では、画像処理を用い
たが、装置操作者が、二次電子像を観察してFIB照射位
置を制御してもよいことは、実施の形態例1と同様であ
る。
Although the image processing is used in the present embodiment, the apparatus operator may control the FIB irradiation position by observing the secondary electron image as in the first embodiment. It is.

【0076】以上に述べた実施の形態では、試料を試料
基板から分離または分離準備する一連の工程で、FIBと
試料表面とのなす角度は45度で変更されることは無い。
すなわち、ステージを傾斜する工程は含まない。したが
って、本実施の形態によると、装置全体の小型化のた
め、試料ステージの傾斜機能を省略しても、試料から微
小試料を分離または分離準備して、微小領域分析や観
察、計測用の試料作製が可能となる。また、本実施の形
態とは異なり、試料ステージが傾斜機能を持つ装置の場
合でも、ステージを傾斜時間が必要なく、試料作製時間
が相対的に短縮される。また、試料ステージの傾斜前後
で試料表面が観察できなくなるという問題も低減され
る。また、本実施の形態では、TEM試料用薄膜加工時に
試料基板中に微小試料が存在するため、実施の形態例1
に比べて、断面加工位置の精度は相対的に低くなるが、
プローブ操作やプローブと微小試料との接着用にイオン
ビームアシストデポ等の工程を含まないため、試料作製
時間を短縮することができる。
In the embodiment described above, the angle between the FIB and the sample surface is not changed at 45 degrees in a series of steps for separating or preparing the sample from the sample substrate.
That is, the step of tilting the stage is not included. Therefore, according to the present embodiment, even if the tilting function of the sample stage is omitted in order to reduce the size of the entire apparatus, a micro sample is separated or prepared for separation, and a sample for micro area analysis, observation, and measurement is prepared. Production becomes possible. Further, unlike the present embodiment, even in the case of an apparatus in which the sample stage has a tilting function, the stage is not required to be tilted, and the sample preparation time is relatively shortened. Further, the problem that the sample surface cannot be observed before and after the tilt of the sample stage is reduced. Further, in the present embodiment, since a minute sample exists in the sample substrate at the time of processing the thin film for the TEM sample,
Although the accuracy of the cross-section processing position is relatively low compared to,
Since a process such as an ion beam assisted deposition is not included for the operation of the probe or the bonding between the probe and the micro sample, the sample preparation time can be shortened.

【0077】なお、実施形態例1と同様に、FIB照射角
度は必ずしも45度に限定されず、90度未満の角度であれ
ば本発明の効果を得ることができる。
Note that, similarly to Embodiment 1, the FIB irradiation angle is not necessarily limited to 45 degrees, and the effect of the present invention can be obtained if the angle is less than 90 degrees.

【0078】<実施形態例3>次に、本願による一実施
の形態である電子ビーム照射装置を備えた試料作製装置
の概略構成図を図7に示す。本試料作製装置17は、真
空容器41を有しており、真空容器内には、FIB照射光
学系35、二次粒子検出器36、デポガス源37、プロ
ーブ3、試料ステージ39等の構成は、実施形態例2の
試料作製装置と同様である。また同様に、FIB照射光学
系35は、FIB照射軸が試料表面に対して45度になるよ
うにステージ39に対して設置されている。また、試料
ステージは試料表面に対する垂直線分を回転軸として回
転させる機能を有している。本装置では、電子ビームを
放出する電界放射型電子銃81、電子ビームレンズ8
2、電子ビーム走査電極83、などから構成される電子
ビーム照射系を設置している。また本装置を制御する装
置として、ステージ制御装置61、マニュピレータ制御
装置62、二次電子検出器の増幅器63、デポガス源制
御装置64、FIB制御装置65の他に電子銃制御装置9
1、電子光学系制御装置92、電子ビーム走査制御装置
93、および計算処理装置74、などが配置される。ま
た、計算処理装置74では、上記FIB照射もしくは電子
ビーム84照射によって試料から発生する二次電子によ
って形成する二次電子像を画像処理することによって試
料形状を認識する機能を有する。また、試料形状情報に
よりFIB制御装置65によってFIBを試料形状の所望の位
置に照射する機能および、電子ビーム制御装置91によ
って電子ビーム84を試料形状の所望の位置に照射する
機能を有する。
<Embodiment 3> Next, FIG. 7 shows a schematic configuration diagram of a sample manufacturing apparatus provided with an electron beam irradiation apparatus according to an embodiment of the present invention. The sample preparation apparatus 17 has a vacuum container 41. In the vacuum container, a FIB irradiation optical system 35, a secondary particle detector 36, a deposition gas source 37, a probe 3, a sample stage 39, etc. This is the same as the sample manufacturing apparatus of the second embodiment. Similarly, the FIB irradiation optical system 35 is installed with respect to the stage 39 so that the FIB irradiation axis is at 45 degrees with respect to the sample surface. Further, the sample stage has a function of rotating a vertical line segment with respect to the sample surface as a rotation axis. In this apparatus, a field emission type electron gun 81 for emitting an electron beam, an electron beam lens 8
2. An electron beam irradiation system including an electron beam scanning electrode 83 and the like is provided. In addition to the stage control device 61, the manipulator control device 62, the amplifier 63 of the secondary electron detector, the deposit gas source control device 64, the FIB control device 65, the electron gun control device 9
1, an electron optical system control device 92, an electron beam scanning control device 93, a calculation processing device 74, and the like. Further, the calculation processing device 74 has a function of recognizing the shape of the sample by performing image processing on a secondary electron image formed by secondary electrons generated from the sample by the irradiation of the FIB or the electron beam 84. The FIB control device 65 has a function of irradiating the FIB to a desired position of the sample shape with the sample shape information, and the electron beam control device 91 has a function of irradiating an electron beam 84 to a desired position of the sample shape.

【0079】FIB照射光学系35の動作は実施の形態2
と同様である。電子ビーム照射動作を次に説明する。電
子ビーム照射装置の電子源は、電界放射型電子銃81
で、電子ビーム走査電極84によって基板試料38の任
意の場所を狙うことが可能である。また、FIBが照射さ
れた加工領域42を走査して照射することも可能とな
る。このためには、あらかじめ次の準備しておく、まず
FIB1をスポット状に集束して試料に照射する。次にそ
のスポット状の照射痕を電子ビーム84で走査して、二
次電子を検出して、スポット状の照射痕を観察すること
で、FIB1照射位置と電子ビーム照射位置との関係を明ら
かにしておき、計算処理装置74に記憶される。したが
って、この記憶情報からFIB1加工位置に電子ビームを
自動照射し、加工状況を観察することができる。以上、
これらの制御は、計算処理装置74によって統一して行
われる。
The operation of the FIB irradiation optical system 35 is described in the second embodiment.
Is the same as Next, the electron beam irradiation operation will be described. The electron source of the electron beam irradiation device is a field emission type electron gun 81.
Thus, it is possible to aim at an arbitrary position of the substrate sample 38 by the electron beam scanning electrode 84. In addition, it becomes possible to scan and irradiate the processing area 42 irradiated with the FIB. To do this, prepare the following in advance.
The FIB 1 is focused into a spot and irradiated onto the sample. Next, the spot-shaped irradiation mark is scanned with the electron beam 84, secondary electrons are detected, and the spot-shaped irradiation mark is observed to clarify the relationship between the FIB1 irradiation position and the electron beam irradiation position. It is stored in the calculation processing device 74 in advance. Therefore, from the stored information, the processing position can be observed by automatically irradiating the FIB1 processing position with an electron beam. that's all,
These controls are integrally performed by the calculation processing device 74.

【0080】試料作製方法については、実施の形態例
1、および実施の形態例2で述べた方法と同様である
が、実施の形態例1、および実施の形態例2では、FIB
の照射位置制御にFIB照射によって試料から発生する二
次電子によって形成する二次電子像の画像処理を用いた
が、本装置では、電子ビーム照射によって試料から発生
する二次電子によって形成する二次電子像を用いること
ができる。電子ビーム照射による試料観察を用いると、
FIB照射のみによる試料作製に比べ、はるかに試料表面
損傷が少なく、かつ短時間の試料作製が可能になる。
The sample preparation method is the same as the method described in the first and second embodiments. However, in the first and second embodiments, the FIB is used.
Although the image processing of the secondary electron image formed by the secondary electrons generated from the sample by the FIB irradiation was used for the irradiation position control of the FIB, in this device, the secondary electron formed by the secondary electrons generated from the sample by the electron beam irradiation was used. An electronic image can be used. Using sample observation by electron beam irradiation,
Compared to sample preparation by FIB irradiation alone, sample surface damage is far less and sample preparation can be performed in a shorter time.

【0081】また、本実施の形態によると、実施の形態
例1、および実施の形態例2と同様に、試料から微小試
料を分離または分離準備して、微小領域分析や観察、計
測用の試料作製を、装置操作の自動化や、操作者の負担
を軽減できると言う観点で好適な試料作製装置が提供さ
れることは言うまでも無い。
Further, according to the present embodiment, similarly to Embodiments 1 and 2, a micro sample is separated or prepared for separation from a sample, and a sample for micro area analysis, observation, and measurement is prepared. Needless to say, a suitable sample preparation apparatus is provided from the viewpoint that the preparation can be automated in the operation of the apparatus and the burden on the operator can be reduced.

【0082】<実施形態例4>本願による一実施の形態
である試料作製装置の概略構成図を、図10を用いて説
明する。
<Embodiment 4> A schematic configuration diagram of a sample manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0083】本実施例では、集束イオンビーム入射方向
を少なくとも15度変えられる、集束イオンビーム傾斜
機能が、集束イオンビーム照射系を含む機械的カラムの
試料ステージに対する傾斜角度可変機構により実現され
る。
In the present embodiment, the focused ion beam tilt function of changing the incident direction of the focused ion beam by at least 15 degrees is realized by a tilt angle varying mechanism with respect to the sample stage of the mechanical column including the focused ion beam irradiation system.

【0084】試料作製装置17は、真空容器41を有し
ており、真空容器内には、イオン源32、ビーム制限ア
パチャ33、イオンビーム走査電極34、およびイオン
ビームレンズ31などから構成されるFIB照射光学系3
5、FIB照射によって試料から放出する二次電子や二次
イオンを検出する二次粒子検出器36、イオンビーム照
射領域にデポ膜を形成するための元材料ガスを供給する
デポガス源37、マニュピュレータ42先端に取り付け
たプローブ3、半導体ウェーハや半導体チップなどの試
料基板38を載置する試料ステージ39、試料基板の一
部を摘出した微小な摘出試料を固定する試料ホルダ40
などが配置されている。ここで、FIB照射光学系35
は、FIB照射軸が試料基板表面に対する角度が75度か
ら90度まで設定できるように構成されている。この実
施例では、FIB照射光学系35と真空容器41をベロー
ズ45で接続して、ベローズの変形を利用する。図10
(a)は、FIB照射軸が試料基板表面に対する角度が90度
の状態、図10(b)は75度の状態を示す。また本装置
を制御する装置として、主に電気回路や演算装置からな
るステージ制御装置61、マニュピレータ制御装置6
2、二次電子検出器の増幅器63、デポガス源制御装置
64、FIB制御装置65、および計算処理装置74、な
どが配置される。
The sample preparation apparatus 17 has a vacuum vessel 41 in which a FIB comprising an ion source 32, a beam limiting aperture 33, an ion beam scanning electrode 34, an ion beam lens 31, and the like is provided. Irradiation optical system 3
5. Secondary particle detector 36 for detecting secondary electrons and secondary ions emitted from the sample by FIB irradiation, a deposition gas source 37 for supplying a source gas for forming a deposition film in an ion beam irradiation region, a manipulator 42, a probe 3 attached to the tip, a sample stage 39 on which a sample substrate 38 such as a semiconductor wafer or a semiconductor chip is mounted, and a sample holder 40 for fixing a small extracted sample obtained by extracting a part of the sample substrate.
And so on. Here, the FIB irradiation optical system 35
Is configured such that the angle of the FIB irradiation axis with respect to the sample substrate surface can be set from 75 degrees to 90 degrees. In this embodiment, the FIB irradiation optical system 35 and the vacuum vessel 41 are connected by a bellows 45 to utilize the deformation of the bellows. FIG.
10A shows a state in which the angle of the FIB irradiation axis with respect to the sample substrate surface is 90 degrees, and FIG. 10B shows a state in which the angle is 75 degrees. Further, as a device for controlling this device, a stage control device 61 mainly composed of an electric circuit and an arithmetic device, a manipulator control device 6
2. An amplifier 63 of the secondary electron detector, a deposit gas source control device 64, a FIB control device 65, and a calculation processing device 74 are arranged.

【0085】次に、本実施例による試料作製方法を、図
12で示す。すなわち、従来、試料ステージを傾けてF
IB1を試料表面に斜めから照射することにより、斜溝
408を形成したが、試料ステージを傾ける替わりに、
イオンビーム照射系35を図10(b)に示すように傾斜
させて、図11(c)に示すように、斜溝408を形成す
ればよい。その他の工程は、従来と同じである。
Next, a method for fabricating a sample according to this embodiment is shown in FIG. That is, conventionally, by tilting the sample stage, F
The oblique groove 408 was formed by irradiating the sample surface with IB1 obliquely, but instead of tilting the sample stage,
The ion beam irradiation system 35 may be inclined as shown in FIG. 10 (b), and an oblique groove 408 may be formed as shown in FIG. 11 (c). Other steps are the same as those in the related art.

【0086】本手段の試料作製装置によると、試料ステ
ージを傾斜することなく、半導体ウエーハやデバイスな
どの電子部品等の試料から所望の特定領域を含む微小試
料を、分離または分離準備して、微小領域分析や観察、
計測用の試料の作製が可能になる試料作製装置が、集束
イオンビーム入射方向を少なくとも15度変えられる、
集束イオンビーム傾斜機能により実現される。特に、本
実施例では、試料作製において集束イオンビーム入射角
度を選択できるので多様な試料作製方法および試料形状
を実現できる。
According to the sample preparation apparatus of this means, a minute sample including a desired specific region is separated or prepared for separation from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device without tilting the sample stage. Area analysis and observation,
A sample preparation apparatus capable of preparing a sample for measurement can change the incident direction of the focused ion beam by at least 15 degrees,
This is realized by the focused ion beam tilt function. In particular, in the present embodiment, since a focused ion beam incident angle can be selected in sample preparation, various sample preparation methods and sample shapes can be realized.

【0087】<実施形態例5>本願による一実施の形態
である試料作製装置の概略構成図を、図11を用いて説
明する。
<Embodiment 5> A schematic configuration diagram of a sample manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0088】本実施例では、集束イオンビーム入射方向
を少なくとも15度変えられる、集束イオンビーム傾斜
機能が、電気的偏向により実現される。
In the present embodiment, the focused ion beam tilt function of changing the incident direction of the focused ion beam by at least 15 degrees is realized by electrical deflection.

【0089】試料作製装置17は、真空容器41を有し
ており、真空容器内に、FIB照射光学系35、二次粒子
検出器36、デポガス源37、プローブ3、試料ステー
ジ39、試料ホルダ40などが配置されていることにつ
いては、上記実施の形態3と同様である。ここでは、さ
らに対物レンズ44と試料ステージ39との間に、角度
変更用電極51を設置した。そして、本電極によるイオ
ンビーム偏向作用により、FIB照射軸が試料基板表面に
対する角度が75度から90度まで変更して設定でき
る。また本装置を制御する装置として、主に電気回路や
演算装置からなるステージ制御装置61、マニュピレー
タ制御装置62、二次電子検出器の増幅器63、デポガ
ス源制御装置64、FIB制御装置65、および計算処理
装置74、などが配置される。
The sample preparation apparatus 17 has a vacuum container 41 in which a FIB irradiation optical system 35, a secondary particle detector 36, a deposition gas source 37, a probe 3, a sample stage 39, and a sample holder 40 are provided. This is the same as in the third embodiment. Here, an angle changing electrode 51 is further provided between the objective lens 44 and the sample stage 39. Then, the FIB irradiation axis can be set by changing the angle of the FIB irradiation axis with respect to the sample substrate surface from 75 degrees to 90 degrees by the ion beam deflecting action of the present electrode. Further, as devices for controlling the present device, a stage control device 61 mainly composed of an electric circuit and an arithmetic device, a manipulator control device 62, an amplifier 63 of a secondary electron detector, a deposition gas source control device 64, a FIB control device 65, and a calculation device A processing device 74 and the like are arranged.

【0090】次に、本実施例による試料作製方法を、図
12で示す。すなわち、従来、試料ステージを傾けてF
IB1を試料表面に斜めから照射することにより、斜溝
408を形成したが、試料ステージを傾ける替わりに、
イオンビーム照射軸を、角度変更用電極51により、図
11に示すように、試料に対して傾斜させて、図11
(c)に示すように、斜溝408を形成すればよい。その
他の工程は、従来と同じである。
Next, a method for fabricating a sample according to this embodiment is shown in FIG. That is, conventionally, by tilting the sample stage, F
The oblique groove 408 was formed by irradiating the sample surface with IB1 obliquely, but instead of tilting the sample stage,
The ion beam irradiation axis is tilted with respect to the sample by the angle changing electrode 51 as shown in FIG.
The oblique groove 408 may be formed as shown in FIG. Other steps are the same as those in the related art.

【0091】本手段の試料作製装置によると、試料ステ
ージを傾斜することなく、半導体ウエーハやデバイスな
どの電子部品等の試料から所望の特定領域を含む微小試
料を、分離または分離準備して、微小領域分析や観察、
計測用の試料の作製が可能になる試料作製装置が、集束
イオンビーム入射方向を少なくとも15度変えられる、
角度変更用電極による電気的偏向作用により実現され
る。特に、機械的装置構成が単純化され、装置製造コス
トを低下でき、さらに試料作製において集束イオンビー
ム入射角度を選択できるので多様な試料作製方法および
試料形状を実現できる。
According to the sample preparation apparatus of this means, a small sample including a desired specific region is separated or separated from a sample such as an electronic component such as a semiconductor wafer or a device without tilting the sample stage. Area analysis and observation,
A sample preparation apparatus capable of preparing a sample for measurement can change the incident direction of the focused ion beam by at least 15 degrees,
This is realized by the electric deflection effect of the angle changing electrode. In particular, the mechanical device configuration is simplified, the device manufacturing cost can be reduced, and the focused ion beam incident angle can be selected in the sample preparation, so that various sample preparation methods and sample shapes can be realized.

【0092】[0092]

【発明の効果】本願による試料作製方法では、微小試料
を試料基板から分離する一連の工程で、FIBと試料表面
とのなす角度は変更されることがなく、ステージを傾斜
する工程は含まない。したがって、本願による試料作製
方法では、装置全体の小型化のため、試料ステージの傾
斜機能を省略しても、試料から微小試料を分離または分
離準備して、微小領域分析や観察、計測用の試料作製が
可能となる。また、試料ステージが傾斜機能を持つ装置
の場合でも、ステージを傾斜時間が必要なく、試料作製
時間が相対的に短縮される。また、試料ステージの傾斜
前後で試料表面が観察できなくなるという問題も低減さ
れる。
In the sample manufacturing method according to the present invention, the angle between the FIB and the sample surface is not changed in the series of steps for separating the micro sample from the sample substrate, and the step of tilting the stage is not included. Therefore, in the sample manufacturing method according to the present application, even if the tilting function of the sample stage is omitted to separate the sample, the sample for separation or preparation for minute area analysis, observation, and measurement is prepared even if the tilt function of the sample stage is omitted. Production becomes possible. In addition, even when the sample stage is an apparatus having a tilting function, the stage does not need to be tilted, and the sample preparation time is relatively shortened. Further, the problem that the sample surface cannot be observed before and after the tilt of the sample stage is reduced.

【0093】また、本願による試料作製装置によると、
試料から微小試料を分離または分離準備して、微小領域
分析や観察、計測用の試料作製を、装置操作の自動化
や、操作者の負担を軽減できると言う観点で好適な試料
作製装置が提供される。
According to the sample preparation apparatus of the present invention,
Provided is a sample preparation apparatus suitable for separating or preparing a micro sample from a sample and preparing a sample for micro area analysis, observation, and measurement from the viewpoint that the operation of the apparatus can be automated and the burden on the operator can be reduced. You.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による試料作製方法の一実施形態を説明
するための図。
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of a sample manufacturing method according to the present invention.

【図2】従来のTEM試料の作製法で、特に、FIBと搬送手
段を用いた例を説明するための図。
FIG. 2 is a view for explaining an example of a conventional method for producing a TEM sample, particularly using an FIB and a transporting means.

【図3】従来のTEM試料の作製法で、特に、試料基板中
でFIBを用いて薄膜加工する例を説明するための図。
FIG. 3 is a view for explaining an example of a conventional method of manufacturing a TEM sample, in particular, an example of processing a thin film using a FIB in a sample substrate.

【図4】本発明による試料作製装置の一実施形態を示す
構成ブロック図。
FIG. 4 is a configuration block diagram showing an embodiment of a sample preparation apparatus according to the present invention.

【図5】本発明による試料作製方法によって作製された
微小試料の図。
FIG. 5 is a diagram of a micro sample manufactured by the sample manufacturing method according to the present invention.

【図6】本発明による試料作製方法の一実施形態を説明
するための図。
FIG. 6 is a view for explaining an embodiment of a sample manufacturing method according to the present invention.

【図7】本発明による試料作製装置の一実施形態を示す
構成ブロック図。
FIG. 7 is a configuration block diagram showing one embodiment of a sample preparation apparatus according to the present invention.

【図8】図1を理解するための補足図。FIG. 8 is a supplementary diagram for understanding FIG. 1;

【図9】従来のTEM試料の作製法で、特に、FIBと搬送手
段を用いた例を説明するための図。
FIG. 9 is a diagram for explaining an example of a conventional method for producing a TEM sample, particularly using an FIB and a transport means.

【図10】本発明による試料作製装置の一実施形態を示
す構成ブロック図。
FIG. 10 is a configuration block diagram showing one embodiment of a sample preparation apparatus according to the present invention.

【図11】本発明による試料作製装置の一実施形態を示
す構成ブロック図。
FIG. 11 is a configuration block diagram showing an embodiment of a sample preparation apparatus according to the present invention.

【図12】実施形態の試料作製の手順を説明するための
図。
FIG. 12 is a view for explaining a procedure of manufacturing a sample according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…FIB、2…試料、3…プローブ、4…デポ源、5…
デポガス、6…マイクロサンプル、7…角穴、8…底
穴、9…切り欠き溝、10…ガスノズル、31…イオン
ビームレンズ、32…液体金属イオン源、33…ビーム
制限アパーチャ、34…イオンビーム走査電極、35…
FIB照射光学系、38…二次粒子検出器、37…デポ
源、38…試料基板、39…試料ステージ、40…試料
ホルダ、41…真空容器、42…マニュピレータ、44
…対物レンズ、45…ベローズ、51…角度変更用偏向
電極、61…ステージ制御装置、62…マニュピレータ
制御装置、63…増幅器、64…デポガス源制御装置、
65…FIB制御装置、74…計算処理装置、76…試料
ホルダ、77…ホルダカセット、78…移送手段、80
…ステージ制御装置、81…電界放射型電子銃、82…
電子ビームレンズ、83…電子ビーム走査電極、84…
電子ビーム、91…電子銃制御装置、92…電子ビーム
光学系制御装置、93…電子ビーム走査制御装置、10
1…角穴、102…切り欠き溝、103…切り欠き溝、
104…支持部、105…デポジション膜、207…試
料薄膜、208…薄膜、209…TEM試料ホルダ。3
01…角穴、302…薄膜両端、303…試料薄膜、3
04…ガラス棒。501…角穴、502…角穴。
1. FIB, 2. sample, 3. probe, 4. depot source, 5.
Deposited gas, 6 micro sample, 7 square hole, 8 bottom hole, 9 notch groove, 10 gas nozzle, 31 ion beam lens, 32 liquid metal ion source, 33 beam limiting aperture, 34 ion beam Scanning electrode, 35 ...
FIB irradiation optical system, 38: secondary particle detector, 37: deposit source, 38: sample substrate, 39: sample stage, 40: sample holder, 41: vacuum vessel, 42: manipulator, 44
... Objective lens, 45 ... Bellows, 51 ... Angle changing deflection electrode, 61 ... Stage control device, 62 ... Manipulator control device, 63 ... Amplifier, 64 ... Depot gas source control device
65: FIB control device, 74: calculation processing device, 76: sample holder, 77: holder cassette, 78: transfer means, 80
... Stage control device, 81 ... Field emission type electron gun, 82 ...
Electron beam lens, 83 ... Electron beam scanning electrode, 84 ...
Electron beam, 91: electron gun controller, 92: electron beam optical system controller, 93: electron beam scanning controller, 10
1 ... square hole, 102 ... notch groove, 103 ... notch groove,
104: Supporting part, 105: Deposition film, 207: Sample thin film, 208: Thin film, 209: TEM sample holder. 3
01 ... square hole, 302 ... both ends of thin film, 303 ... sample thin film, 3
04 ... Glass rod. 501: square hole, 502: square hole.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 梅村 馨 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 瀬谷 英一 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 徳田 光雄 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 富松 聡 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 鹿島 秀夫 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Fターム(参考) 2G052 AA13 EC14 EC18 GA34 5C001 AA01 AA06 CC07 5C034 AB01 AB04  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hidemi Koike 882 Ma, Hitachinaka-shi, Ibaraki Pref. Within the Measuring Instruments Group, Hitachi, Ltd. Inside the Central Research Laboratory (72) Inventor Eiichi Seya 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory Hitachi, Ltd. (72) Mitsuo Tokuda 882 Ma, Hitachinaka City, Ibaraki Pref. Within the group (72) Inventor Satoshi Tomimatsu 1-280 Higashi Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (Reference) 2G052 AA13 EC14 EC18 GA34 5C001 AA01 AA 06 CC07 5C034 AB01 AB04

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】試料台に試料を載置する工程と、前記試料
台の試料載置面に対し相対的に傾斜させて試料にイオン
ビームを照射し試料を加工する第1の加工工程と、試料
載置面で試料を回転し試料にイオンビームを照射して加
工する第2の加工工程と、前記第2の加工工程で得られ
た試料片を摘出する工程と、を有することを特徴する試
料作製方法。
1. A step of mounting a sample on a sample stage, and a first processing step of processing the sample by irradiating the sample with an ion beam while tilting the sample relative to a sample mounting surface of the sample stage. A second processing step of rotating the sample on the sample mounting surface and irradiating the sample with an ion beam to perform processing; and a step of extracting a sample piece obtained in the second processing step. Sample preparation method.
【請求項2】集束イオンビームの照射光学系と、上記集
束イオンビームの照射によって試料から発生する二次粒
子を検出する二次粒子検出手段と、上記試料基板を載置
する試料ステ−ジとを少なくとも有する試料作製装置を
用いて、試料から微小試料を分離または分離準備する試
料作製方法において、試料への集束イオンビーム照射軸
と試料表面とのなす角度を、0度を超えて大きくとも9
0度未満として集束イオンビームを試料に照射し、次に
試料を、試料表面法線を回転軸として回転させ、試料へ
の集束イオンビーム照射軸と試料表面とのなす角度は固
定して試料に照射し、微小試料を分離または分離準備す
ることを特徴とする試料作製方法。
2. A system for irradiating a focused ion beam, a secondary particle detector for detecting secondary particles generated from a sample by the irradiation of the focused ion beam, and a sample stage on which the sample substrate is mounted. In a sample preparation method of separating or preparing to separate a micro sample from a sample using a sample preparation apparatus having at least the angle between the focused ion beam irradiation axis on the sample and the sample surface, the angle exceeding 0 ° and at most 9
The sample is irradiated with a focused ion beam at less than 0 degree, and then the sample is rotated about the sample surface normal as a rotation axis. The angle between the focused ion beam irradiation axis on the sample and the sample surface is fixed, and the sample is applied to the sample. A sample preparation method, which comprises irradiating a micro sample to separate or prepare for separation.
【請求項3】観察、分析あるいは計測するための試料作
製方法であって、試料への集束イオンビーム照射軸と試
料表面とのなす角度を、0度を超えて大きくとも90度
未満の角度で集束イオンビームを試料に照射することに
よって角穴を形成する工程と、試料を、試料表面法線を
回転軸として回転させる工程と、回転後に集束イオンビ
ーム照射によって上記試料基板の表面に対して斜め溝を
形成する工程とによって、試料基板に支持部で保持され
た片持ち試料を形成する工程と、上記片持ち試料の所望
の部分に移送手段の所望の部分を接触させ、デポガスを
照射しつつ上記接触部を含む領域に集束イオンビーム照
射してデポ膜を形成することで、上記片持ち試料と移送
手段の所望の部分を固着させる工程と、集束イオンビ−
ム照射することで上記支持部を切断する工程と、を含む
ことを特徴とする試料作製方法。
3. A method for preparing a sample for observation, analysis, or measurement, wherein an angle between an axis of irradiation of the focused ion beam on the sample and the surface of the sample is set to an angle exceeding 0 ° and at most less than 90 °. Irradiating the sample with a focused ion beam to form a square hole; rotating the sample around the sample surface normal as a rotation axis; and rotating the focused ion beam to rotate the sample obliquely with respect to the surface of the sample substrate. The step of forming the groove, the step of forming a cantilever sample held by the support portion on the sample substrate, and contacting a desired portion of the cantilever sample with a desired portion of the transfer means, and irradiating a deposition gas Irradiating a focused ion beam to a region including the contact portion to form a deposition film, thereby fixing the cantilever sample and a desired portion of the transfer means;
Cutting the support by irradiating the sample.
【請求項4】観察、分析あるいは計測するための試料作
製方法であって、試料への集束イオンビーム照射軸と試
料表面とのなす角度を、0度を超えて大きくとも90度
未満として、集束イオンビームを照射することによって
角穴を作製し薄膜を形成する工程と、試料を、試料表面
法線を回転軸として回転させる工程と、回転後に集束イ
オンビーム照射によって上記試料薄膜を分離するか、も
しくは分離準備する工程と、を含むことを特徴とする試
料作製方法。
4. A method for preparing a sample for observation, analysis or measurement, wherein the angle formed between the axis of irradiation of the focused ion beam on the sample and the surface of the sample is greater than 0 ° and at most less than 90 °. A step of forming a square hole by irradiating an ion beam to form a thin film, a step of rotating a sample around a sample surface normal line as a rotation axis, and separating the sample thin film by focused ion beam irradiation after rotation, Or a step of preparing for separation.
【請求項5】集束イオンビームの照射光学系と、試料基
板を載置する試料ステージとを少なくとも有し、試料基
板から微小試料を分離または分離準備する集束イオンビ
ーム装置において、集束イオンビームの照射光学系を含
む機械カラムの概略中心軸と、試料ステージの試料の載
置面とのなす角度を固定した構造であり、試料の所望の
部分を分離する手段、および分離した試料を支持するプ
ローブを備えることを特徴とする試料作製装置。
5. A focused ion beam irradiation apparatus for a focused ion beam apparatus having at least a focused ion beam irradiation optical system and a sample stage on which a sample substrate is mounted, wherein the focused ion beam apparatus separates or prepares a minute sample from the sample substrate. It has a structure in which the angle between the general center axis of the mechanical column including the optical system and the mounting surface of the sample on the sample stage is fixed, means for separating a desired portion of the sample, and a probe for supporting the separated sample. A sample preparation apparatus, comprising:
【請求項6】集束イオンビームの照射光学系と、該集束
イオンビームの照射によって試料から発生する二次粒子
を検出する二次粒子検出手段と、試料基板を載置する試
料ステージとを少なくとも有し、試料基板から微小試料
を分離または分離準備する試料作製装置において、試料
への集束イオンビーム照射軸と試料表面とのなす角度が
30度から75度の範囲であり、試料ステージが試料表
面法線を回転軸として回転させる機能を有し、上記試料
基板の所望の部分を分離した摘出微小試料を別の部材に
移し変える移送手段と、上記微小摘出試料を載置する試
料ホルダの保持手段とを有することを特徴とする試料作
製装置。
6. An optical system for irradiating a focused ion beam, at least a secondary particle detecting means for detecting secondary particles generated from a sample by the irradiation of the focused ion beam, and a sample stage for mounting a sample substrate. In a sample preparation apparatus for separating or preparing for separation of a micro sample from a sample substrate, an angle between a focused ion beam irradiation axis on the sample and the sample surface is in a range of 30 ° to 75 °, and the sample stage is a sample surface method. A transfer unit that has a function of rotating the line as a rotation axis, and transfers the extracted microsample obtained by separating the desired portion of the sample substrate to another member; and a sample holder holding unit that mounts the microsample. A sample preparation apparatus comprising:
【請求項7】集束イオンビームの照射光学系と、該集束
イオンビームの照射によって試料から発生する二次粒子
を検出する二次粒子検出手段と、試料基板を載置する試
料ステージとを少なくとも有し、試料基板から微小試料
を分離または分離準備する試料作製装置において、試料
への集束イオンビーム照射軸と試料表面とのなす角度を
0度を超えて大きくとも90度未満であり、試料ステー
ジが試料表面法線を回転軸として回転させる機能を有
し、回転後に試料を分離または分離準備する集束イオン
ビームの照射位置を、上記集束イオンビームまたは別に
設けた電子ビーム照射系からの電子ビームの照射によっ
て試料から発生する二次粒子によって形成する二次粒子
像を画像処理した結果を利用して、決定する機能を有す
ることを特徴とする試料作製装置。
7. An optical system for irradiating a focused ion beam, a secondary particle detecting means for detecting secondary particles generated from a sample by the irradiation of the focused ion beam, and a sample stage on which a sample substrate is mounted. In a sample preparation apparatus for separating or preparing a minute sample from a sample substrate, the angle between the focused ion beam irradiation axis on the sample and the sample surface is more than 0 ° and at most less than 90 °, and the sample stage is It has a function of rotating the sample surface normal as a rotation axis, and the irradiation position of the focused ion beam for separating or preparing the sample after rotation is adjusted by the focused ion beam or an electron beam irradiation system provided separately. Has the function of using the result of image processing of the secondary particle image formed by the secondary particles generated from the sample. Fee producing device.
【請求項8】集束イオンビームの照射光学系と、該集束
イオンビームの照射によって試料から発生する二次粒子
を検出する二次粒子検出手段と、試料基板を載置する試
料ステージとを少なくとも有し、試料基板から微小試料
を分離または分離準備する試料作製装置において、試料
への集束イオンビーム照射軸と試料表面とのなす角度
が、0度を超えて大きくとも90度未満であり、試料ス
テージが試料表面法線を回転軸として回転させる機能を
有し、回転後に試料を分離または分離準備する集束イオ
ンビームの照射位置を、上記集束イオンビームの照射ま
たは別に設けた電子ビーム照射系からの電子ビームによ
って試料から発生する二次粒子によって形成する二次粒
子像を表示する画像表示手段を利用することによって決
定する機能を有することを特徴とする試料作製装置。
8. An optical system for irradiating a focused ion beam, at least a secondary particle detecting means for detecting secondary particles generated from a sample by the irradiation of the focused ion beam, and a sample stage on which a sample substrate is mounted. In a sample preparation apparatus for separating or preparing to separate a micro sample from a sample substrate, an angle between an axis of irradiation of the focused ion beam to the sample and the sample surface is more than 0 degree and less than 90 degrees at most, and the sample stage Has a function of rotating the sample surface normal as a rotation axis, and the irradiation position of the focused ion beam for separating or preparing the sample after rotation is adjusted by the irradiation of the focused ion beam or the electron beam irradiation system provided separately. It has a function to determine by using image display means for displaying a secondary particle image formed by secondary particles generated from a sample by a beam. Sample Preparation and wherein the door.
【請求項9】集束イオンビームの照射光学系と、集束イ
オンビームの照射によって試料から発生する二次粒子を
検出する二次粒子検出手段と、試料基板を載置する試料
ステ−ジとを少なくとも有し、試料基板から微小試料を
分離または分離準備するために、その微小試料の周り
に、試料基板に対して複数の入射方向から集束イオンビ
ームを照射して、微小試料を分離または分離準備する試
料作製装置において、その集束イオンビーム照射光学系
に試料への集束イオンビーム照射軸を少なくとも15度
変えられる、集束イオンビーム傾斜機能を持たせたこと
を特徴とする試料作製装置。
9. An optical system for irradiating a focused ion beam, a secondary particle detecting means for detecting secondary particles generated from a sample by the irradiation of the focused ion beam, and a sample stage on which a sample substrate is mounted. In order to separate or prepare to separate a micro sample from a sample substrate, the sample substrate is irradiated with a focused ion beam from a plurality of incident directions around the micro sample to separate or prepare to separate the micro sample. A sample preparation apparatus, characterized in that the focused ion beam irradiation optical system has a focused ion beam tilting function capable of changing a focused ion beam irradiation axis on a sample by at least 15 degrees.
【請求項10】試料への集束イオンビーム照射軸を少な
くとも15度変えられる、集束イオンビーム傾斜機能
が、電気的偏向機構により実現されることを特徴とする
請求項9記載の試料作製装置。
10. The sample preparation apparatus according to claim 9, wherein the focused ion beam tilting function of changing a focused ion beam irradiation axis on the sample by at least 15 degrees is realized by an electric deflection mechanism.
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