JP2003194746A - Information acquiring device and device and method for evaluating sample - Google Patents

Information acquiring device and device and method for evaluating sample

Info

Publication number
JP2003194746A
JP2003194746A JP2002293517A JP2002293517A JP2003194746A JP 2003194746 A JP2003194746 A JP 2003194746A JP 2002293517 A JP2002293517 A JP 2002293517A JP 2002293517 A JP2002293517 A JP 2002293517A JP 2003194746 A JP2003194746 A JP 2003194746A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
temperature
section
ion beam
cross
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002293517A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3715956B2 (en
Inventor
Yasuko Motoi
泰子 元井
Rie Ueno
理恵 上野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2002293517A priority Critical patent/JP3715956B2/en
Publication of JP2003194746A publication Critical patent/JP2003194746A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3715956B2 publication Critical patent/JP3715956B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sample evaluating device that can analyze the cross-sectional structure of a sample in a state where the temperature of the sample is adjusted. <P>SOLUTION: This sample evaluating device has a heat insulating section 2 which maintains the temperature of a fixed sample 1 at a preset value, an ion beam generating section 4 which projects an ion beam upon the sample 1, and an electron beam generating section 5 which projects an electron beam upon the sample 1. This device also has an electron detector 6 which detects secondary electrons emitted from the sample 1 when the ion beam or electron beam is projected upon the sample 1; and a control section 7 which brings the cross section of the sample 1 by causing the ion beam generating section 4 to project the ion beam upon a prescribed part of the sample 1 and, at the same time, scans the surface of the prescribed part or the cross section with the ion beam or electron beam, and acquires a mapped image based on secondary electrons emitted from a plurality of points and detected by means of the electron detector 6 synchronously to the scanning. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、試料の情報を取得
する情報取得装置に関する。より詳しくは、温度変化に
よって状態、形態が変化する試料を評価する、試料評価
装置および試料評価方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an information acquisition device for acquiring information on a sample. More specifically, the present invention relates to a sample evaluation apparatus and a sample evaluation method for evaluating a sample whose state and morphology change due to temperature changes.

【0002】[0002]

【従来の技術】生態系、プラスチックをはじめとする有
機物の断面評価や微細な構造の加工は、機能性デバイス
の増加とともにその需要が増えつつある。有機物構造に
関する情報を求めるために用いられている主な断面作製
法としては、刃物による切断法、樹脂包埋法、凍結包埋
法、凍結割断法、イオンエッチング法等が知られている
が、有機物の内部構造を光学顕微鏡で観察する場合は、
通常、有機物を樹脂で包埋した後、ミクロトームで切断
するといった方法が採用されている。
2. Description of the Related Art Demand for cross-sectional evaluation of organic materials such as ecosystems and plastics and processing of fine structures is increasing with the increase in functional devices. As a main cross-section manufacturing method used to obtain information on the organic substance structure, a cutting method with a blade, a resin embedding method, a freezing embedding method, a freezing cleaving method, an ion etching method, etc. are known. When observing the internal structure of organic matter with an optical microscope,
Usually, a method of embedding an organic substance in a resin and then cutting with a microtome is adopted.

【0003】しかしながら、光学顕微鏡では断面のマク
ロ的な観察に限られ、また、切り出し位置を指定するこ
とができないため、指定した位置の構造を観察及び解析
するためには、断面作製作業の繰り返しに非常に多くの
労力を要していた。
However, since the optical microscope is limited to macroscopic observation of a cross section, and the cut-out position cannot be specified, in order to observe and analyze the structure at the specified position, it is necessary to repeat the cross-section manufacturing work. It took a lot of effort.

【0004】そこで、最近では、走査型電子顕微鏡(SE
M:Scanning Electron Microscope)装置に集束イオン
ビーム(FIB:Focused Ion Beam)装置による加工機能
を付加したFIB−SEM装置が開発されている。FI
B装置は、イオン源からのイオンビームを細く集束して
加工試料に照射し、エッチング等により加工を行う装置
である。このFIBによるエッチング技術は、かなりポ
ピュラーなものになりつつあり、特に半導体等の構造解
析、不良解析、透過電子顕微鏡試料作製等に広く利用さ
れている。FIB−SEM装置は、FIB装置により試
料をエッチング加工する工程と、SEM装置により試料
の断面を観察する工程を一台の装置で行えるようになっ
ており、切り出し位置を指定して、その指定した位置の
構造を観察及び解析することが可能である。
Therefore, recently, a scanning electron microscope (SE
A FIB-SEM apparatus has been developed in which a processing function of a focused ion beam (FIB) apparatus is added to an M: Scanning Electron Microscope (FIB) apparatus. FI
The apparatus B is an apparatus that focuses an ion beam from an ion source into a thin beam, irradiates the processed sample, and performs processing by etching or the like. This FIB etching technology is becoming quite popular, and is widely used especially for structural analysis of semiconductors, defect analysis, and transmission electron microscope sample preparation. The FIB-SEM apparatus can perform the step of etching the sample by the FIB apparatus and the step of observing the cross section of the sample by the SEM apparatus with a single device. The cutting position is designated and designated. It is possible to observe and analyze the structure of the position.

【0005】上記のようなFIB−SEM装置として
は、これまでに種々の構造のものが提案されている。例
えば、特許文献1には、試料を固定したままFIB加工
中の加工深さをSEM観察、加工中の試料表面をSIM
(Scanning Ion Microscope)観察できるようにした装
置が提案されている。この装置は、FIB発生部からの
FIBと電子ビーム発生部からの電子ビームがそれぞれ
異なる角度で、固定された試料の同一箇所に照射される
ような構造になっており、FIBによる加工と、電子ビ
ーム(またはFIB)の照射に応じて試料から放出され
た2次電子を検出することにより行われるSEM観察
(またはSIM観察)とを交互に行うことで、試料を加
工しながらその加工状態をモニタすることができる。
As the above-mentioned FIB-SEM device, various structures have been proposed so far. For example, in Patent Document 1, the processing depth during FIB processing is observed with a SEM while the sample is fixed, and the surface of the sample being processed is SIM.
(Scanning Ion Microscope) A device that allows observation is proposed. This apparatus has a structure in which the FIB from the FIB generation unit and the electron beam from the electron beam generation unit are irradiated to the same location of a fixed sample at different angles. By alternately performing SEM observation (or SIM observation) performed by detecting secondary electrons emitted from the sample in response to beam (or FIB) irradiation, monitor the processing state while processing the sample can do.

【0006】上記の他、特許文献2には、電極にビーム
を照射することでFIB加工中の試料のチャージアップ
を防止し、高精度な加工を可能にしたものが提案されて
いる。
In addition to the above, Patent Document 2 proposes a method in which the electrode is irradiated with a beam to prevent charge-up of a sample during FIB processing, thereby enabling highly accurate processing.

【0007】[0007]

【特許文献1】特開平1−181529号公報[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-181529

【特許文献2】特開平9−274883号公報[Patent Document 2] Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-274883

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のFIB−SEM装置を用いて、例えば有機物な
どのような温度によって状態や形態が変化する試料の断
面構造を観察・解析する場合、FIB加工中に発生する
熱によって試料の温度が変化し、それによって試料の状
態や形態が変化してしまい、試料の断面構造を正確に解
析することができない。
However, when observing and analyzing the cross-sectional structure of a sample, such as an organic substance, whose state and morphology change with temperature, using the above-mentioned conventional FIB-SEM apparatus, FIB processing is required. The temperature of the sample changes due to the heat generated therein, which changes the state and morphology of the sample, and the cross-sectional structure of the sample cannot be accurately analyzed.

【0009】本発明の目的は、上記問題を解決し、試料
の温度を調整した状態で情報を取得したい面の情報を取
得することのできる情報取得装置を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an information acquisition device capable of acquiring the information of the surface for which information is desired to be acquired while adjusting the temperature of the sample.

【0010】さらに、本発明の目的は、上記問題を解決
し、試料の温度を調整した状態で断面構造を解析するこ
とのできる、試料評価装置および試料評価方法を提供す
ることにある。
A further object of the present invention is to solve the above problems and to provide a sample evaluation apparatus and a sample evaluation method capable of analyzing a cross-sectional structure while adjusting the temperature of a sample.

【0011】また、本発明の別の目的は、上記問題を解
決し、試料の温度を調整した状態で、試料の加工を行
い、該加工部の情報を正確に取得することのできる、試
料評価装置および試料評価方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to solve the above problems, to process a sample while adjusting the temperature of the sample, and to accurately obtain information on the processed part. An object is to provide an apparatus and a sample evaluation method.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る情報取得装置は、試料を載置するため
の載置台と、前記試料の温度を調整するための温度調整
手段と、前記試料の、情報を取得したい面を露出させる
ための露出手段と、前記露出手段により露出させた面に
関する情報を取得するための情報取得手段と、を有する
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an information acquiring apparatus according to the present invention comprises a mounting table on which a sample is mounted, and a temperature adjusting means for adjusting the temperature of the sample. And an exposure unit for exposing a surface of the sample from which information is desired to be acquired, and an information acquisition unit for acquiring information about the surface exposed by the exposure unit.

【0013】本発明に係る試料評価装置は、試料を載置
するための載置台と、前記試料の温度を調整するための
温度調整手段と、前記試料に対してイオンビームを照射
するイオンビーム発生手段と、前記試料に対して電子ビ
ームを照射する電子ビーム発生手段と、前記イオンビー
ムの照射または前記電子ビームの照射に応じて前記試料
の所定部から放出される放出信号を検出する検出手段と
を有することを特徴とする。この場合、前記試料の所定
部は、前記イオンビームにより断面の切り出しが施され
た部分であってもよく、また、前記イオンビームにより
加工が施された部分であってもよい。
A sample evaluation apparatus according to the present invention comprises a mounting table for mounting a sample, temperature adjusting means for adjusting the temperature of the sample, and ion beam generation for irradiating the sample with an ion beam. Means, electron beam generation means for irradiating the sample with an electron beam, and detection means for detecting an emission signal emitted from a predetermined portion of the sample in response to the irradiation of the ion beam or the irradiation of the electron beam. It is characterized by having. In this case, the predetermined part of the sample may be a part whose cross section is cut out by the ion beam or a part processed by the ion beam.

【0014】また、上記試料評価装置において、前記イ
オンビームを前記試料の所定部に照射させて断面の切り
出しを行い、前記イオンビームまたは前記電子ビームで
前記所定部の表面または前記切り出された断面を走査
し、該走査に同期して前記検出手段にて検出される複数
の点からの放出信号に基づいて前記所定部の表面または
前記切り出された断面に関する像の情報を取得するため
の制御手段をさらに有していてもよい。
Further, in the above-described sample evaluation apparatus, a predetermined portion of the sample is irradiated with the ion beam to cut out a cross section, and the surface of the predetermined portion or the cut cross section is cut by the ion beam or the electron beam. Control means for scanning and acquiring image information about the surface of the predetermined portion or the cut-out section based on emission signals from a plurality of points detected by the detecting means in synchronization with the scanning. You may also have.

【0015】本発明に係る試料評価方法は、試料の温度
を調整する第1のステップと、前記試料の所定部にイオ
ンビームを照射して断面の切り出しまたは加工を行う第
2のステップと、前記断面の切り出しまたは加工が施さ
れた面を電子ビームで走査し、該走査に同期して複数の
点から放出される放出信号から前記断面の切り出しまた
は加工が施された面に関する像を取得する第3のステッ
プとを有することを特徴とする。
The sample evaluation method according to the present invention comprises: a first step of adjusting the temperature of the sample; a second step of irradiating a predetermined portion of the sample with an ion beam to cut out or process a cross section; Scanning an electron beam on a sectioned or processed section, and obtaining an image of the sectioned or processed section from an emission signal emitted from a plurality of points in synchronization with the scanning. And 3 steps.

【0016】上記の通りの本発明においては、試料の温
度は常に調整されるので、例えばFIB加工中であって
も試料の温度は所望の温度に保たれる。よって、従来の
ような試料の状態や形態の変化は生じない。
In the present invention as described above, since the temperature of the sample is constantly adjusted, the temperature of the sample is kept at a desired temperature even during FIB processing, for example. Therefore, there is no change in the state or morphology of the sample as in the conventional case.

【0017】本発明における、断面の切り出しまたは加
工が施された面とは、試料の内部のある一面から見た面
の他、試料が加工(堆積、エッチングを含む)された場
合において、その加工後にある視点から見た時に観察で
きる面も含む。
In the present invention, the cut-out or processed surface of the cross section means the surface viewed from one surface inside the sample, and the processed surface when the sample is processed (including deposition and etching). It also includes the surface that can be observed from a later point of view.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0019】(実施形態1)図1は、本発明の試料評価
装置の第1の実施形態である、断面観察用走査型電子顕
微鏡の概略構成図である。この電子顕微鏡は、試料1が
固定されるとともに固定された試料1の温度を設定され
た温度に保つ保温部2を備える。この保温部2は、試料
室3内に収容可能である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a scanning electron microscope for observing a cross section, which is a first embodiment of a sample evaluation apparatus of the present invention. This electron microscope is provided with a sample 1 that is fixed and a heat retaining unit 2 that keeps the temperature of the fixed sample 1 at a set temperature. The heat retaining section 2 can be housed in the sample chamber 3.

【0020】試料室3には、保温部2に固定された試料
1に対してイオンビームを照射するイオンビーム発生部
4および電子ビームを照射する電子ビーム発生部5が設
けられており、さらに電子ビームまたはイオンビームの
照射により試料1から放出される2次電子を検出する電
子検出器6が設けられている。試料室3内は、不図示の
ポンプによって排気され、所定の低圧力を保てるように
なっており、これによりイオンビーム、電子ビームの照
射が可能となっている。試料室3内の圧力は、10-10
Pa以上、10-2Pa以下にすることが好ましい。
The sample chamber 3 is provided with an ion beam generator 4 for irradiating the sample 1 fixed to the heat-retaining portion 2 with an ion beam and an electron beam generator 5 for irradiating an electron beam. An electron detector 6 for detecting secondary electrons emitted from the sample 1 by irradiation with a beam or an ion beam is provided. The inside of the sample chamber 3 is evacuated by a pump (not shown) so that a predetermined low pressure can be maintained, whereby irradiation with an ion beam or an electron beam is possible. The pressure in the sample chamber 3 is 10 -10
It is preferable that it is not less than Pa and not more than 10 -2 Pa.

【0021】イオンビーム発生部4は、試料1にイオン
ビームを照射して試料の露出したい面を露出させる露出
手段として、例えば断面を切り出すために用いられる。
さらには、SIM観察のために用いることも可能であ
る。SIM観察の場合には、イオンビーム発生部4およ
び電子検出器6が情報取得手段となり、試料1にイオン
ビームを照射したときに発生する2次電子が電子検出器
6にて検出され、電子検出器6からの検出信号に基づい
て映像化が行われる。
The ion beam generator 4 is used as an exposing means for irradiating the sample 1 with an ion beam to expose the surface of the sample to be exposed, for example, for cutting out a cross section.
Furthermore, it can also be used for SIM observation. In the case of SIM observation, the ion beam generator 4 and the electron detector 6 serve as information acquisition means, and secondary electrons generated when the sample 1 is irradiated with the ion beam are detected by the electron detector 6, and the electron detection is performed. Visualization is performed based on the detection signal from the device 6.

【0022】電子ビーム発生部5は、SEM観察のため
に用いられる。SEM観察の場合には、電子ビーム発生
部4および電子検出器6が情報取得手段となり、試料1
に電子ビームを照射したときに発生する2次電子が電子
検出器6にて検出され、電子検出器6からの検出信号に
基づいて映像化が行われる。
The electron beam generator 5 is used for SEM observation. In the case of SEM observation, the electron beam generator 4 and the electron detector 6 serve as information acquisition means, and the sample 1
Secondary electrons that are generated when the electron beam is irradiated to the electron detector 6 are detected by the electron detector 6, and are visualized based on the detection signal from the electron detector 6.

【0023】電子検出器6からの検出信号は像の情報を
取得するための制御手段である制御部7に供給されてお
り、上記のSIM観察時の映像化およびSEM観察時の
映像化はこの制御部7によって行われる。例えば、制御
部7は、電子検出器6からの検出信号から映像情報(マ
ッピング情報)を取得し、この取得した映像情報を不図
示の表示装置に表示させることで映像化を行う。この
他、制御部7は、イオンビーム発生部4におけるイオン
ビームの発生および電子ビーム発生部5における電子ビ
ームの発生を制御したり、それらイオンビームおよび電
子ビームの試料1への照射および走査の制御を行ったり
する。ビームの走査の制御は、ビーム側または試料が固
定されるステージ側、もしくはそれら両方で行うことが
できるが、走査速度などを考慮すると、ビーム側で制御
することが望ましい。また、イオンビームと電子ビーム
の照射位置は、試料1上で一致するようにそれぞれ制御
可能である。
The detection signal from the electronic detector 6 is supplied to a control unit 7 which is a control means for acquiring image information, and the above-mentioned visualization during SIM observation and SEM observation is performed by this. It is performed by the control unit 7. For example, the control unit 7 obtains video information (mapping information) from the detection signal from the electronic detector 6, and displays the obtained video information on a display device (not shown) to perform visualization. In addition, the control unit 7 controls the generation of an ion beam in the ion beam generation unit 4 and the generation of an electron beam in the electron beam generation unit 5, and controls the irradiation and scanning of the ion beam and the electron beam on the sample 1. To go. The scanning of the beam can be controlled on the beam side, the stage side on which the sample is fixed, or both of them, but it is desirable to control on the beam side in consideration of the scanning speed and the like. Further, the irradiation positions of the ion beam and the electron beam can be controlled so as to coincide with each other on the sample 1.

【0024】尚、電子ビーム発生部5やイオンビーム発
生部4等の構成は、前述の特許文献1や特開平11-26030
7号公報等に記載されているような構成であってもよ
い。
The configurations of the electron beam generator 5, the ion beam generator 4, etc. are the same as those of the above-mentioned Patent Document 1 and Japanese Patent Laid-Open No. 11-26030.
The configuration described in Japanese Patent Publication No. 7 or the like may be used.

【0025】(温度調整手段の構成)本実施形態におけ
る温度調整手段は、試料に温度調整が可能な保温部2を
備える。保温部2は、例えば温度コントローラ付きの試
料ステージである。図2に、この温度コントローラ付き
試料ステージの概略構成を示す。
(Structure of Temperature Adjusting Means) The temperature adjusting means in this embodiment is provided with a heat retaining section 2 capable of adjusting the temperature of the sample. The heat retaining unit 2 is, for example, a sample stage with a temperature controller. FIG. 2 shows a schematic configuration of the sample stage with the temperature controller.

【0026】図2を参照すると、温度コントローラ付き
試料ステージは、試料1が固定される部分に温度可変機
構10を有する試料ステージ8と、試料1の温度を直接
検出する温度計9aと、温度可変機構10の一部に取り
付けられ、温度可変機構10に固定される試料1の近傍
の温度を検出する温度計9bと、温度計9bにて検出さ
れる温度に基づいて温度可変機構10における温度を調
節し、試料1を予め設定された温度に保つ温度制御部7
aとからなる。
Referring to FIG. 2, the sample stage with a temperature controller has a sample stage 8 having a temperature varying mechanism 10 in a portion where the sample 1 is fixed, a thermometer 9a for directly detecting the temperature of the sample 1, and a temperature varying device. A thermometer 9b that is attached to a part of the mechanism 10 and detects the temperature in the vicinity of the sample 1 fixed to the temperature varying mechanism 10, and the temperature in the temperature varying mechanism 10 based on the temperature detected by the thermometer 9b. Temperature controller 7 for adjusting and maintaining the sample 1 at a preset temperature
a.

【0027】なお、図2には示されていないが、温度計
9aにて検出された温度を表示する表示部を備え、取扱
者はこの表示部に表示される温度から試料1の温度を確
認することができる。また、温度制御部7aは、温度計
9a、9bの双方で検出された温度に基づいて温度可変
機構10における温度を調節するように構成することも
でき、このように構成することで、より正確に試料1の
温度を制御することが可能となる。
Although not shown in FIG. 2, a display unit for displaying the temperature detected by the thermometer 9a is provided, and the operator can confirm the temperature of the sample 1 from the temperature displayed on this display unit. can do. The temperature control unit 7a can also be configured to adjust the temperature in the temperature variable mechanism 10 based on the temperatures detected by both the thermometers 9a and 9b. Moreover, it becomes possible to control the temperature of the sample 1.

【0028】温度可変機構10は温度計9bとともにユ
ニット化されており、設定温度に応じて、必要な温度域
の制御が可能なユニットを試料ステージ8に組み込める
ようになっている。そのようなユニットとしては、例え
ばヒーター等の加熱機構を有する高温ユニットや、冷却
機構を有する低温ユニットがある。また、必要に応じ
て、室温付近の低温側から高温側両方の温度可変機能を
備えたユニットを用いることも可能である。
The temperature varying mechanism 10 is unitized together with the thermometer 9b, and a unit capable of controlling a necessary temperature range according to the set temperature can be incorporated in the sample stage 8. Examples of such a unit include a high temperature unit having a heating mechanism such as a heater and a low temperature unit having a cooling mechanism. If necessary, it is also possible to use a unit having a temperature varying function from both the low temperature side near the room temperature to the high temperature side.

【0029】試料ステージ8は、固定された試料1を機
械的に上下左右に移動、回転、或いは傾斜させることが
でき、これにより試料1を所望の評価位置に移動させる
ことができる。この試料ステージ8における試料1の移
動制御は、上述の制御部7により行われる。
The sample stage 8 can mechanically move, rotate, or incline the fixed sample 1 vertically and horizontally, thereby moving the sample 1 to a desired evaluation position. The movement control of the sample 1 on the sample stage 8 is performed by the control unit 7 described above.

【0030】上記の冷却機構には、ペルチェ素子やヘリ
ウム冷凍機のような冷却機構を用いることができる。こ
の他、保温部の試料が固定される部分と対向する側に冷
媒を流す冷媒管を設け、液体窒素、水などの冷媒を保温
部と熱的に接触させる方式のものを上記の冷却機構とし
て用いてもよい。
As the above cooling mechanism, a cooling mechanism such as a Peltier element or a helium refrigerator can be used. In addition to the above, the cooling mechanism is a system in which a refrigerant pipe for flowing a refrigerant is provided on the side of the heat retaining portion facing the portion where the sample is fixed, and liquid nitrogen, water or other coolant is brought into thermal contact with the heat retaining portion. You may use.

【0031】また、加工中に発生する熱の吸収効率を上
げるために、試料と冷却部(保温部)の接触効率を高め
る工夫をすることが好ましい。このような工夫は、例え
ば、試料を包みこむような構成とし、且つ、加工時およ
び観察時にそれぞれ使用される装置の光学系を遮らない
形状の試料ホルダーを作成したり、試料の形状を載置台
にあわせた形状に加工したりした上で、最大の接触面積
を保ちつつ保持させるようにすることで実現可能であ
る。
Further, in order to increase the efficiency of absorbing heat generated during processing, it is preferable to devise a method for increasing the contact efficiency between the sample and the cooling section (heat retaining section). Such a device is, for example, configured to wrap the sample, and to create a sample holder that does not block the optical system of the device used during processing and observation, or to mount the sample on the mounting table. It is possible to realize it by processing it into a shape according to the above and holding it while keeping the maximum contact area.

【0032】さらに、試料の非加工領域を冷却部材で被
覆してもよい。この場合、冷却部材は、ビーム系を遮ら
ないように被覆する必要がある。
Further, the non-processed region of the sample may be covered with a cooling member. In this case, the cooling member needs to be coated so as not to block the beam system.

【0033】(試料の断面評価方法)以下に、本発明に
係る断面評価方法について述べる。
(Cross Section Evaluation Method of Sample) The cross section evaluation method according to the present invention will be described below.

【0034】図3は、図1に示す断面観察用走査型電子
顕微鏡を用いた試料の断面評価の一手順を示すフローチ
ャート図である。以下、図3を参照して断面評価の手順
を説明するとともに、その手順に沿った制御部7による
SEM観察およびSIM観察のための制御および温度制
御部7aによる試料の温度制御についても具体的に説明
する。
FIG. 3 is a flow chart showing a procedure for evaluating the cross section of the sample using the scanning electron microscope for observing the cross section shown in FIG. Hereinafter, the procedure of cross-section evaluation will be described with reference to FIG. 3, and the control for the SEM observation and the SIM observation by the control unit 7 according to the procedure and the temperature control of the sample by the temperature control unit 7a will also be specifically described. explain.

【0035】まず、試料1を試料ステージ8の所定の位
置(温度可変機構10)に固定し(ステップS10)、
これを試料室3に導入した後、評価温度を設定する(ス
テップS11)。評価温度が設定されると、温度制御部
7aにより温度可変機構10における温度が制御されて
試料1の温度がその設定された評価温度に維持される。
このときの試料1の温度は温度計9aにて検出されてお
り、取扱者は、不図示の表示部に表示されたその検出温
度から試料1が評価温度に保たれたかどうかを確認する
ことができる。
First, the sample 1 is fixed at a predetermined position (temperature varying mechanism 10) on the sample stage 8 (step S10),
After introducing this into the sample chamber 3, the evaluation temperature is set (step S11). When the evaluation temperature is set, the temperature of the temperature varying mechanism 10 is controlled by the temperature control unit 7a and the temperature of the sample 1 is maintained at the set evaluation temperature.
The temperature of the sample 1 at this time is detected by the thermometer 9a, and the operator can confirm whether or not the sample 1 is kept at the evaluation temperature from the detected temperature displayed on the display unit (not shown). it can.

【0036】本実施形態においては、試料を室温より冷
却した状態で加工を行うことが好ましい。また、0度以
下の温度に冷却すると、試料中に水分がある場合は固化
することができるので、より好ましい。
In the present embodiment, it is preferable to process the sample while cooling it from room temperature. Further, it is more preferable to cool to a temperature of 0 ° C. or less, because if the sample contains water, it can be solidified.

【0037】上記のような冷却工程を採用する場合は、
まず試料を室温以下の所定の温度に冷却し、冷却した試
料を減圧雰囲気下に保持し、試料の照射面付近から発生
した熱を吸収しながら収束ビームを照射することによ
り、照射されない部分の形状を保持したまま加工すると
よい。
When the cooling process as described above is adopted,
First, cool the sample to a predetermined temperature below room temperature, hold the cooled sample in a reduced pressure atmosphere, and irradiate a convergent beam while absorbing the heat generated near the irradiation surface of the sample. It is good to process while holding.

【0038】また、試料を冷却する際に、室温状態から
急速に冷却してもよい。この場合は、冷却速度を40℃
/min以上の速さで冷却することが好ましい。これによ
り、例えば温度によって分散性の変化する混合物に対し
ての断面形状を測定したい場合に、急冷された状態の断
面を観察することができる。
When the sample is cooled, it may be cooled rapidly from room temperature. In this case, the cooling rate is 40 ℃
It is preferable to cool at a speed of not less than / min. Thus, for example, when it is desired to measure the cross-sectional shape of a mixture whose dispersibility changes with temperature, the cross-section in a rapidly cooled state can be observed.

【0039】冷却工程は、減圧工程の前に行われること
が好ましい。これにより、減圧による試料の蒸発を抑え
ることが可能となる。なお、試料が蒸発量の少ない物質
で構成されている場合は、減圧と同時に冷却を行っても
よい。
The cooling step is preferably performed before the depressurization step. This makes it possible to suppress the evaporation of the sample due to the reduced pressure. When the sample is composed of a substance having a small amount of evaporation, cooling may be performed simultaneously with depressurization.

【0040】また、冷却工程は、対象とする試料によっ
て異なるが、PET等の一般的な有機物の場合は、0℃
〜−200℃、好ましくは−50℃〜−100℃の温度
範囲で冷却することが好ましい。
The cooling step differs depending on the target sample, but in the case of general organic substances such as PET, 0 ° C.
It is preferable to cool in a temperature range of to -200 ° C, preferably -50 ° C to -100 ° C.

【0041】また、低温冷却時に加工時間、冷却時間が
長くなりすぎると、試料室内の残留ガスや、加工時に発
生する物質が低温の試料に吸着してしまい、所望の加工
や観察が難しくなる場合がある。このため、残留ガス
や、加工時に発生する物質を吸着するトラップ手段を設
け、該トラップ手段を冷却しながら加工および情報の取
得を行うことが好ましい。
When the processing time and the cooling time are too long during low temperature cooling, residual gas in the sample chamber or substances generated during processing are adsorbed to the low temperature sample, which makes desired processing and observation difficult. There is. For this reason, it is preferable to provide a trap means for adsorbing residual gas or a substance generated during processing, and perform the processing and obtain information while cooling the trap means.

【0042】本発明は、対象となる試料が有機物、特に
蛋白質や、他の生体物質などの熱に弱い物質や、水分を
含む組成物などの場合に好適に適用できる。特に、水分
を含んだ組成物に対しては、水分を試料中に保持したま
ま加工することができるので、より好ましい。
The present invention can be suitably applied to the case where the target sample is an organic substance, particularly a protein, a substance vulnerable to heat such as other biological substances, or a composition containing water. In particular, a composition containing water is more preferable because it can be processed while holding the water in the sample.

【0043】また、集束イオンビームの照射は減圧雰囲
気下で行われるため、水分を含む組成物や、揮発性の高
い有機分子などを集束イオンビームで加工する場合は、
加工中に発生する熱によって水分が蒸発してしまう場合
がある。このようなことから、本発明のように温度調整
手段を設ける効果は大きい。
Further, since the irradiation of the focused ion beam is carried out in a reduced pressure atmosphere, when processing a composition containing water or an organic molecule having high volatility with the focused ion beam,
Moisture may evaporate due to heat generated during processing. Because of this, the effect of providing the temperature adjusting means as in the present invention is great.

【0044】より正確な加工および構造評価を行うため
に、予め好適な加工時の保持温度を抽出する工程を備え
ることも好ましい。この場合、加工したい試料と等価な
試料をリファレンスとして用いて、複数の設定温度にお
いて加工を行い、加工部のダメージと冷却温度の関連を
調べた上で好ましい保持温度を決めるとよい。
In order to perform more accurate processing and structure evaluation, it is also preferable to include a step of extracting a suitable holding temperature during processing in advance. In this case, using a sample equivalent to the sample to be processed as a reference, processing is performed at a plurality of set temperatures, and it is preferable to determine the preferable holding temperature after investigating the relationship between the damage of the processed part and the cooling temperature.

【0045】また、一般のFIB加工装置の場合、加工
後にSEM装置などの他の装置に移動して、観察等の他
の作業を行う場合が多いが、この場合、温度調整した状
態で観察手段に移動することが難しかった。本実施形態
においては、該試料を冷却した状態で加工および観察を
行うことができ、冷却時の試料面への水滴等の付着によ
る加工面の影響の心配がない好適な加工装置を提供でき
る。
In addition, in the case of a general FIB processing apparatus, it is often the case that after processing, the apparatus is moved to another apparatus such as an SEM apparatus to perform other work such as observation. In this case, the observation means with the temperature adjusted. Was difficult to move to. In the present embodiment, it is possible to provide a suitable processing apparatus in which the sample can be processed and observed in a cooled state, and there is no concern about the effect of the processed surface due to the attachment of water droplets or the like to the sample surface during cooling.

【0046】試料1が評価温度に保たれた事を確認後、
試料1の温度を常に確認しながら、試料1の表面のSE
M観察を行う(ステップS12)。このSEM観察で
は、制御部7によって電子ビーム発生部5による電子ビ
ームの照射および試料ステージ8の移動が制御されるこ
とで、電子ビーム発生部5からの電子ビームで試料1が
走査される。さらに、この走査に同期して、電子検出器
6にて2次電子が検出され、制御部7がその2次電子の
検出信号に基づいてSEM像を不図示の表示部へ表示す
る。これにより、取扱者は、試料1の表面のSEM観察
を行うことができる。
After confirming that the sample 1 was kept at the evaluation temperature,
While constantly checking the temperature of sample 1, SE of the surface of sample 1
M observation is performed (step S12). In this SEM observation, the control unit 7 controls the irradiation of the electron beam by the electron beam generation unit 5 and the movement of the sample stage 8, so that the sample 1 is scanned with the electron beam from the electron beam generation unit 5. Further, in synchronization with this scanning, secondary electrons are detected by the electron detector 6, and the control unit 7 displays an SEM image on a display unit (not shown) based on the detection signal of the secondary electrons. Thereby, the operator can perform SEM observation of the surface of the sample 1.

【0047】次いで、試料1の表面のSEM観察によっ
て得られた像(上記の表示部へ表示されたSEM像)か
ら断面評価位置を精度よく決定し(ステップS13)、
その決定した断面評価位置をさらにSIM観察する(ス
テップS14)。このSIM観察では、制御部7によっ
てイオンビーム発生部4によるイオンビームの照射およ
び試料ステージ8の移動が制御されることで、イオンビ
ーム発生部5からのイオンビームで試料1が断面評価位
置の範囲において走査される。さらに、この走査に同期
して、電子検出器6にて2次電子が検出され、制御部7
がその2次電子の検出信号に基づいてSIM像を不図示
の表示部へ表示する。これにより、取扱者は、ステップ
S14で決定した断面評価位置の表面SIM観察を行う
ことができる。
Next, the cross-section evaluation position is accurately determined from the image obtained by SEM observation of the surface of the sample 1 (SEM image displayed on the display section) (step S13).
The determined cross-section evaluation position is further observed by SIM (step S14). In this SIM observation, the irradiation of the ion beam by the ion beam generator 4 and the movement of the sample stage 8 are controlled by the controller 7, whereby the sample 1 is covered by the ion beam from the ion beam generator 5 in the range of the cross-section evaluation position. Scanned at. Further, in synchronization with this scanning, secondary electrons are detected by the electron detector 6, and the control unit 7
Displays a SIM image on a display unit (not shown) based on the detection signal of the secondary electrons. As a result, the operator can observe the surface SIM at the cross-section evaluation position determined in step S14.

【0048】次いで、FIB加工条件を設定する(ステ
ップS15)。このFIB加工条件設定では、ステップ
S14の表面SIM観察によって得られたSIM像上で
切り出し領域及び切り出し位置を決定し、さらに加速電
圧、ビーム電流及びビーム径の断面加工条件を設定す
る。断面加工条件には、粗加工条件と仕上げ加工条件が
あり、この時点でそれぞれ設定される。粗加工条件は、
ビームの径およびエネルギー量が仕上げ加工条件のそれ
より大きい。なお、切り出し領域及び切り出し位置の決
定は、上記ステップS14で得られるSEM像上で行う
ことも可能であるが、精度上の問題を考慮すると、実際
に加工を行うイオンビームが用いられるSIM像上で行
うことがより望ましい。
Next, the FIB processing conditions are set (step S15). In this FIB processing condition setting, the cutout region and the cutout position are determined on the SIM image obtained by the surface SIM observation in step S14, and the cross-section processing conditions such as the acceleration voltage, the beam current, and the beam diameter are set. The cross-section processing conditions include rough processing conditions and finish processing conditions, which are set at this point. The rough processing conditions are
The beam diameter and energy amount are larger than those of the finishing conditions. Note that the cutout region and the cutout position can be determined on the SEM image obtained in step S14, but in consideration of the accuracy problem, on the SIM image on which the ion beam to be actually processed is used. It is more preferable to do in.

【0049】FIB加工条件が設定されると、まず、F
IB加工(粗加工)を行う(ステップS16)。この粗
加工では、制御部7によってイオンビーム発生部4が上
記設定された粗加工条件で制御され、さらに試料ステー
ジ8の移動が制御されることで、ステップS15で決定
された切り出し領域及び切り出し位置に、切断に必要な
量のイオンビームが照射される。
When the FIB processing conditions are set, first, F
IB processing (rough processing) is performed (step S16). In this rough processing, the control unit 7 controls the ion beam generator 4 under the rough processing conditions set above, and further controls the movement of the sample stage 8, so that the cutting region and the cutting position determined in step S15 are controlled. Is irradiated with an amount of ion beam necessary for cutting.

【0050】粗加工後、試料1の表面をSIM観察し、
該SIM観察によって得られた像(SIM像)上で所望
の位置近くまで加工されているかを確認する(ステップ
S17)。さらに粗加工により作製された断面をSEM
観察し、断面の状態(粗さ)を確認する(ステップS1
8)。所望の位置近くまで加工されていなかった場合
は、上記のステップS16およびS17を繰り返す。加
工された断面が極端に粗い場合も、上記のステップS1
6およびS17を繰り返すが、その際は、イオンビーム
の量を徐々に小さくするなどの操作が加わる。ステップ
S17における表面SIM観察の制御は、上記のステッ
プS12の場合と同様である。ステップS18における
断面SEM観察の制御は、電子ビームがその加工された
断面に照射されるように試料ステージ8を移動制御する
点が異なる以外は、基本的には上記のステップS12の
場合と同様である。このときの電子ビームの断面への入
射角度は、SEM像を得られるのであればどのような角
度であってもよい。
After the rough processing, the surface of the sample 1 is observed by SIM,
It is confirmed whether or not the image obtained by the SIM observation (SIM image) is processed up to near a desired position (step S17). Furthermore, the cross section produced by rough processing is SEM
Observe and confirm the state (roughness) of the cross section (step S1)
8). If the processing has not been performed up to the desired position, steps S16 and S17 described above are repeated. Even when the processed cross section is extremely rough, the above step S1
6 and S17 are repeated, in which case an operation such as gradually reducing the amount of the ion beam is added. The control of the surface SIM observation in step S17 is the same as that in step S12 described above. The control of the cross-section SEM observation in step S18 is basically the same as the case of step S12 described above except that the sample stage 8 is moved and controlled so that the processed cross section is irradiated with the electron beam. is there. The angle of incidence of the electron beam on the cross section at this time may be any angle as long as an SEM image can be obtained.

【0051】所望の位置近くまで粗加工されたことが確
認されると、続いて、FIB加工(仕上げ加工)を行う
(ステップS19)。この仕上げ加工では、制御部7に
よってイオンビーム発生部4が上記設定された仕上げ加
工条件で制御され、さらに試料ステージ8の移動が制御
されることで、ステップS16で粗加工された部分に仕
上げ加工に必要な量のイオンビームが照射される。この
仕上げ加工により、例えば走査型電子顕微鏡を用いた高
倍率での観察を行うことができる平滑な断面を作製する
ことができる。
If it is confirmed that the rough machining has been performed up to the desired position, then the FIB machining (finishing) is carried out (step S19). In this finishing process, the control unit 7 controls the ion beam generating unit 4 under the finishing process conditions set above, and further controls the movement of the sample stage 8 to finish the rough-processed portion in step S16. The necessary amount of ion beam is irradiated. By this finishing process, it is possible to produce a smooth cross section that enables observation at high magnification using, for example, a scanning electron microscope.

【0052】最後に、上記の様にして作製された試料1
の断面のSEM観察を行う(ステップS20)。この断
面SEM観察の際の制御は、上記ステップS18におけ
る制御と同じである。
Finally, Sample 1 produced as described above
SEM observation of the cross section is performed (step S20). The control at the time of this cross-section SEM observation is the same as the control in step S18.

【0053】以上の様に、本形態の断面観察用走査型電
子顕微鏡では、評価する試料1の温度を常に設定値に保
つことができるため、FIB加工中に試料1の状態や形
態が変化することがない。よって、正確な微細構造評価
を行うことができる。
As described above, in the cross-section observing scanning electron microscope of the present embodiment, the temperature of the sample 1 to be evaluated can be kept at the set value at all times, so that the state and morphology of the sample 1 change during FIB processing. Never. Therefore, accurate microstructure evaluation can be performed.

【0054】また、試料の温度は、イオンビームによる
加工時に設定される温度と、観察時に設定される温度を
同じ温度にすることが好ましいが、加工中の温度が観察
中の温度よりも低くなるように設定してもよい。この場
合、加工工程と観察工程において、10℃〜50℃の温
度差があってもよい。
The temperature of the sample is preferably the same as the temperature set during the processing by the ion beam and the temperature set during the observation, but the temperature during the processing becomes lower than the temperature during the observation. May be set as follows. In this case, there may be a temperature difference of 10 ° C to 50 ° C between the processing step and the observation step.

【0055】(実施形態2)図4は、本発明の試料評価
装置の第2の実施形態である、断面観察用走査型電子顕
微鏡の概略構成図である。この電子顕微鏡は、電子ビー
ムの照射により試料1から放出される特性X線を検出す
るX線検出器11が設けられた以外は前述の第1の実施
形態のものとほぼ同様の構成のものである。図4中、同
じ構成には同じ符号を付している。
(Embodiment 2) FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a scanning electron microscope for observing a cross section, which is a second embodiment of the sample evaluation apparatus of the present invention. This electron microscope has substantially the same configuration as that of the above-described first embodiment except that an X-ray detector 11 for detecting the characteristic X-rays emitted from the sample 1 by irradiation with an electron beam is provided. is there. In FIG. 4, the same components are designated by the same reference numerals.

【0056】制御部7は、X線検出器11からの検出信
号が供給されており、電子ビーム発生部5からの電子ビ
ームで試料1を走査することで、その走査範囲の元素分
析を行うことができる。すなわち、本形態では、SEM
観察、SIM観察に加えて元素分析を行うことができ
る。
The control section 7 is supplied with a detection signal from the X-ray detector 11, and scans the sample 1 with the electron beam from the electron beam generating section 5 to perform elemental analysis of the scanning range. You can That is, in this embodiment, the SEM
Elemental analysis can be performed in addition to observation and SIM observation.

【0057】本形態の電子顕微鏡は、上述の図3に示し
た手順での試料の断面評価に加えて、上記X線検出器1
1を用いた元素分析による断面評価を行うことが可能で
ある。具体的には、図3の評価手順のステップS20の
断面SEM観察に代えて(または断面SEM観察と同時
進行で)、上記X線検出器11を用いた元素分析を行
う。この元素分析では、制御部7が、電子ビーム発生部
5からの電子ビームが作製された断面に照射されるよう
に試料ステージ8を移動制御し、さらに電子ビームで断
面を走査する。そして、この走査に同期して複数の測定
点における特性X線をX線検出器11にて検出し、制御
部7がその検出信号から得られるマッピング情報を不図
示の表示部に表示する。あるいは、電子ビームで断面を
走査したのち、必要位置に電子ビームを照射し、照射位
置から発生する特性X線を検出して元素分析を行う。
The electron microscope of this embodiment has the above-mentioned X-ray detector 1 in addition to the sectional evaluation of the sample in the procedure shown in FIG.
It is possible to perform cross-sectional evaluation by elemental analysis using 1. Specifically, instead of the cross-sectional SEM observation in step S20 of the evaluation procedure of FIG. 3 (or concurrently with the cross-sectional SEM observation), elemental analysis using the X-ray detector 11 is performed. In this elemental analysis, the control unit 7 controls the movement of the sample stage 8 so that the electron beam from the electron beam generating unit 5 is irradiated on the produced cross section, and further scans the cross section with the electron beam. Then, in synchronization with this scanning, characteristic X-rays at a plurality of measurement points are detected by the X-ray detector 11, and the control unit 7 displays the mapping information obtained from the detection signal on a display unit (not shown). Alternatively, after scanning the cross section with an electron beam, a necessary position is irradiated with the electron beam, and characteristic X-rays generated from the irradiation position are detected to perform elemental analysis.

【0058】上記のX線検出器11を用いた元素分析の
精度を向上するため、保温部2として図5に示すような
温度コントローラ付き試料ステージを用いてもよい。こ
の温度コントローラ付き試料ステージは、温度可変機構
10の位置および試料1の固定される位置が異なる以外
は、図2に示したものと同様の構成のものである。図5
の例では、温度可変機構10は、その側面10aが試料
ステージ8の縁部8aに位置するように設けられてお
り、この温度可変機構10上に固定される試料1の側面
1aを直接断面加工できるようになっている。
In order to improve the accuracy of elemental analysis using the above X-ray detector 11, a sample stage with a temperature controller as shown in FIG. 5 may be used as the heat retaining section 2. This sample stage with a temperature controller has the same configuration as that shown in FIG. 2 except that the position of the temperature varying mechanism 10 and the position where the sample 1 is fixed are different. Figure 5
In the example, the temperature varying mechanism 10 is provided such that the side surface 10 a thereof is located at the edge 8 a of the sample stage 8, and the side surface 1 a of the sample 1 fixed on the temperature varying mechanism 10 is directly cross-section processed. You can do it.

【0059】上記のような温度コントローラ付き試料ス
テージを用いれば、試料1の右側(側面1a側)の部分
をイオンビームで照射して断面加工することで、側面1
a部分を加工して、そこに断面を形成することができ
る。このように断面を試料1の側面1a側に形成すれ
ば、断面をX線検出器11に近づけて配置することが可
能となる。断面をX線検出器11に近づけることで、元
素分析の精度が向上する。また、検出器側に試料ステー
ジを傾けることによって、発生する特性X線の検出効率
が向上し、さらに元素分析の精度が向上する。
When the sample stage with a temperature controller as described above is used, the right side (side surface 1a side) of the sample 1 is irradiated with an ion beam to cross-section the side surface 1
The section a can be processed to form a cross section therein. If the cross section is formed on the side surface 1a side of the sample 1 in this way, the cross section can be arranged close to the X-ray detector 11. The accuracy of elemental analysis is improved by bringing the cross section closer to the X-ray detector 11. Further, by tilting the sample stage toward the detector, the efficiency of detecting the characteristic X-rays generated is improved, and the accuracy of elemental analysis is further improved.

【0060】また、上記のような断面の加工は、断面を
電子ビーム発生部5に近づけて配置することが可能とな
るため、電子検出器6を用いて得られるSEM像の精度
も向上させることが可能となる。
In addition, since the cross section can be arranged close to the electron beam generating section 5 by processing the cross section as described above, the accuracy of the SEM image obtained by using the electron detector 6 can be improved. Is possible.

【0061】以上説明した各実施形態において、イオン
ビームによる試料の加工では、切削や研磨などの機械加
工にみられるようなせん断応力、圧縮応力および引張り
応力は発生しないため、硬さや脆さの異なる材料が混合
されている複合試料、空隙を持つ試料、基板上に形成し
た有機物の微細構造、溶媒に溶けやすい試料などについ
てシャープな断面を作製することができる。
In each of the above-described embodiments, when a sample is processed by an ion beam, shear stress, compressive stress and tensile stress, which are found in mechanical processing such as cutting and polishing, do not occur, so that hardness and brittleness are different. A sharp cross section can be prepared for a composite sample in which materials are mixed, a sample having voids, a fine structure of an organic substance formed on a substrate, a sample easily soluble in a solvent, and the like.

【0062】また、試料温度を設定値に保つことが可能
なため、温度によって状態や形態が変化する材料を含む
試料であっても、層の構造破壊を起こさずに、所望の設
定温度で、指定した位置を直接観察することができる。
Further, since the sample temperature can be maintained at the set value, even if the sample contains a material whose state or morphology changes depending on the temperature, the layer will not be structurally destroyed at the desired set temperature. You can directly observe the specified position.

【0063】上述した各形態における断面評価方法は、
ガラス等の各種基板上のポリマー構造、マイクロ粒子、
液晶を含むポリマー構造、繊維状材料への粒子分散構
造、温度転移材料を含む試料の所望温度の解析に対して
有効である。また、イオンビーム或いは電子ビームに対
してダメージを受けやすい試料に対しても有効であるこ
とは言うまでもない。
The sectional evaluation method in each of the above-mentioned modes is
Polymer structures on various substrates such as glass, microparticles,
It is effective for analysis of desired temperature of polymer structure including liquid crystal, particle dispersion structure in fibrous material, and temperature transition material. Further, it goes without saying that it is also effective for a sample that is easily damaged by an ion beam or an electron beam.

【0064】なお、各実施形態の説明では、SEM観
察、SIM観察、元素分析を行うものを例に挙げたが、
本発明はそれに限定されるものではなく、質量分析など
種々の分析を行う装置にも適用することが可能である。
In the description of each embodiment, SEM observation, SIM observation, and elemental analysis are taken as an example.
The present invention is not limited to this, and can be applied to an apparatus for performing various analyzes such as mass spectrometry.

【0065】また、図5に示した温度コントローラ付き
試料ステージは、図1に示した断面観察用走査型電子顕
微鏡の保温部2として用いることもできる。
The sample stage with a temperature controller shown in FIG. 5 can also be used as the heat retaining section 2 of the scanning electron microscope for observing a cross section shown in FIG.

【0066】(実施形態3)上記実施形態1、2の構成
に加え、図6のように試料載置台付近に反応性ガス導入
管13を設け、FIB加工中に試料1付近に反応性ガス
を導入してもよい。導入管13はバルブ14を介してガ
ス源容器15に連結している。バルブ14を開けると、
反応性ガスがガス源容器15から試料室3内へ導入され
る。
(Embodiment 3) In addition to the configurations of Embodiments 1 and 2, a reactive gas introducing pipe 13 is provided near the sample mounting table as shown in FIG. 6 so that the reactive gas is introduced near the sample 1 during FIB processing. May be introduced. The introduction pipe 13 is connected to the gas source container 15 via a valve 14. When you open the valve 14,
The reactive gas is introduced into the sample chamber 3 from the gas source container 15.

【0067】本実施形態では、選択されるイオンビー
ム、ガスおよび温度条件等によって、イオンビームのア
シストによるガスエッチングや、ガスデポジションが行
われ、試料面を任意の形状に加工することが可能であ
る。加工面を上記のように観察(SEM観察、SIM観
察)することで、所望の形状に加工された加工面の情報
を正確に得ることができる。
In this embodiment, depending on the selected ion beam, gas, temperature conditions, etc., gas etching or gas deposition with the assistance of the ion beam is performed, and the sample surface can be processed into an arbitrary shape. is there. By observing the machined surface as described above (SEM observation, SIM observation), information on the machined surface machined into a desired shape can be accurately obtained.

【0068】反応性ガス導入管13のガス導入口は、電
子検出器6やビーム系の妨げとならない位置に立体配置
する。FIBアシストデポジションのよく知られた例と
して、ヘキサカルボニルタングステン(W(CO)6)ガ
スとGa-FIBを用いてタングステンを堆積させる例
がある。
The gas inlet of the reactive gas inlet tube 13 is three-dimensionally arranged at a position where it does not interfere with the electron detector 6 and the beam system. A well known example of FIB assisted deposition is the deposition of tungsten using hexacarbonyl tungsten (W (CO) 6 ) gas and Ga-FIB.

【0069】FIBの照射地点周辺に有機金属ガスを吹
き付け、FIBとガスとの反応で、ガス中の金属を基板
に堆積させることができる。
The metal in the gas can be deposited on the substrate by spraying an organometallic gas around the irradiation point of the FIB and reacting the FIB with the gas.

【0070】従来のような冷却機構を有さないFIBア
シストデポジション装置においては、FIBアシストデ
ポジションによる堆積が始まる前に、FIBによって下
地の材料が除去されてしまう問題があった。所望の無機
物質を形成することのできる方法として、本発明は好適
である。
In the conventional FIB assist deposition apparatus having no cooling mechanism, there is a problem that the underlying material is removed by the FIB before the deposition by FIB assist deposition starts. The present invention is suitable as a method capable of forming a desired inorganic substance.

【0071】また、FIBの照射地点周辺にエッチング
ガスを吹き付け、ビーム照射部で局所的に反応性エッチ
ングを誘起し、高速高選択の微細加工が可能である。
Further, an etching gas is blown around the irradiation point of the FIB to locally induce reactive etching at the beam irradiation portion, and high-speed and high-selection fine processing is possible.

【0072】上記のFIBアシストエッチングおよびF
IBアシストデポジションの諸条件については、特開平
7-312196号公報に記載されているような加工条件を用い
ることができる。
The above-mentioned FIB-assisted etching and F
For various conditions of IB assist deposition, see
Processing conditions such as those described in JP-A-7-312196 can be used.

【0073】(実施形態4)本実施形態においては、図
7に示すように実施形態1の構成に加え、試料室3内の
残留ガスや加工時に発生する物質の試料1への再付着を
防止するためのトラップ手段16を設けている。
(Embodiment 4) In this embodiment, in addition to the configuration of Embodiment 1 as shown in FIG. 7, re-adhesion of residual gas in the sample chamber 3 and substances generated during processing to the sample 1 is prevented. A trap means 16 is provided for this purpose.

【0074】トラップ手段16は、熱伝導率の良い金属
などによって構成されるものであって、試料1の冷却中
に試料1の温度と同等あるいは試料1の温度よりもさら
に低温で保持される。
The trap means 16 is made of a metal having a high thermal conductivity, and is held at a temperature equal to or lower than the temperature of the sample 1 during the cooling of the sample 1.

【0075】本実施形態においては、試料1を室温以下
に保持した状態で加工および観察を行う場合において、
試料1への不純物の付着を防止することができる、とい
う効果がある。例えば、上述のFIBアシストデポジシ
ョンの場合、デポジション層と被加工試料の間に不純物
層が形成されてしまい、目的の機能が得られない場合が
あったが、本実施形態では、トラップ手段16によって
そのような不純物層の形成が抑制される。
In the present embodiment, when processing and observing the sample 1 while keeping it at room temperature or below,
There is an effect that the adhesion of impurities to the sample 1 can be prevented. For example, in the case of the FIB assisted deposition described above, the impurity layer is formed between the deposition layer and the sample to be processed, and the intended function may not be obtained in some cases, but in the present embodiment, the trap means 16 is used. Thus, formation of such an impurity layer is suppressed.

【0076】トラップ手段16は、試料1が載置された
載置台、イオンビーム発生部4、電子ビーム発生部5お
よび電子検出器6が配置された状態において、検出系、
および加工の際のビーム系に懸からない位置に配置され
る。また、トラップ手段16は、これら検出、加工を妨
げない位置であれば、トラップ効率を向上させるため
に、なるべく試料1に近い位置に配置するのが好まし
い。さらに、トラップ手段16は、低い圧力に保たれた
試料室3内に1ヶ所以上配置することも可能である。
The trap means 16 is a detection system in which the mounting table on which the sample 1 is mounted, the ion beam generator 4, the electron beam generator 5, and the electron detector 6 are arranged.
And, it is arranged at a position that does not depend on the beam system during processing. Further, the trap means 16 is preferably arranged at a position as close to the sample 1 as possible in order to improve the trapping efficiency at a position where the detection and processing are not hindered. Further, the trap means 16 can be arranged in one or more places in the sample chamber 3 kept at a low pressure.

【0077】(実施形態5)ここでは、本発明における
装置を、液晶表示装置または、有機半導体の製造工程に
おける断面評価装置として用いる場合について説明す
る。具体的には、比較的大面積の試料の温度調整を行う
形態について述べる。
(Fifth Embodiment) Here, a case will be described in which the device of the present invention is used as a liquid crystal display device or a cross-sectional evaluation device in an organic semiconductor manufacturing process. Specifically, a mode in which the temperature of a sample having a relatively large area is adjusted will be described.

【0078】大画面液晶表示装置に使用される液晶が塗
布されたガラス基板等の大型の試料の一部分において、
断面の状態を正確に評価したい場合は、加工部付近の領
域のみを局所的に温度調整してもよく、また基板全体を
温度調整してもよい。基板全体を温度調整する場合は、
保温部の試料設置面と対向する位置に冷媒を流す冷媒流
動管を設けてホルダー全体を冷却するとよい。
In a part of a large sample such as a glass substrate coated with liquid crystal used in a large-screen liquid crystal display device,
When it is desired to accurately evaluate the state of the cross section, the temperature of only the region near the processed portion may be locally adjusted, or the temperature of the entire substrate may be adjusted. When adjusting the temperature of the entire board,
It is preferable to cool the entire holder by providing a refrigerant flow pipe through which the refrigerant flows in a position facing the sample installation surface of the heat retaining section.

【0079】[0079]

【実施例】以下、上述の各実施形態の試料評価装置を用
いて実際に試料の断面評価を行った例を説明する。
EXAMPLES Hereinafter, an example in which a cross-section of a sample is actually evaluated using the sample evaluation apparatus of each of the above-described embodiments will be described.

【0080】(実施例1)本実施例では、図1に示した
断面観察用走査型電子顕微鏡を用いた。保温部2とし
て、図2に示した温度コントローラ付き試料ステージに
低温温度可変機構のついたユニットが組み込まれたもの
を用いて、ガラス基板上に液晶(チッソ社製二周波駆動
液晶:DF01XX)を含むポリマー構造体(重合成モノマ
ー:HEMA,R167,HDDAを液晶と共に混合し重合したもの)
が作製された試料の断面評価を以下の手順で行った。
Example 1 In this example, the scanning electron microscope for observing a cross section shown in FIG. 1 was used. As the heat-retaining unit 2, a sample stage with a temperature controller shown in FIG. 2 in which a unit with a low-temperature temperature varying mechanism is incorporated is used, and a liquid crystal (two-frequency drive liquid crystal manufactured by Chisso: DF01XX) is mounted on a glass substrate. Polymer structure containing (Polymerization monomer: HEMA, R167, HDDA mixed and polymerized with liquid crystal)
The cross-section evaluation of the sample in which was manufactured was performed by the following procedure.

【0081】まず、試料を低温温度可変機構のついたユ
ニット上にカーボンペーストで固定し、このユニットを
試料ステージ8にセットした。この試料がセットされた
試料ステージ8を試料室3に導入した後、試料室3内を
所定の低圧力になるまで排気した。
First, the sample was fixed on a unit equipped with a low temperature temperature varying mechanism with a carbon paste, and this unit was set on the sample stage 8. After the sample stage 8 on which this sample was set was introduced into the sample chamber 3, the inside of the sample chamber 3 was evacuated to a predetermined low pressure.

【0082】次に、設定温度を−100℃に設定し、試
料がその評価温度に保たれた事を確認した。試料温度を
常に確認しながら試料の断面観察位置を含んだ領域につ
いて表面SEM観察を行った。表面SEM観察によって
得られた像から試料のほぼ中央部を断面観察位置として
決定した。
Next, the set temperature was set to -100 ° C., and it was confirmed that the sample was kept at the evaluation temperature. The surface SEM observation was performed on the region including the cross-section observation position of the sample while always confirming the sample temperature. From the image obtained by the surface SEM observation, the substantially central portion of the sample was determined as the cross-section observation position.

【0083】次に、決定した断面観察位置にイオンビー
ムを照射しSIM像を取り込んだ。このときのイオンビ
ームは、観察モードのごく弱い条件で行った。具体的に
は、ガリウムイオン源を用い、加速電圧30kV、ビー
ム電流20pA、ビーム径約30nmとした。そして、
取り込んだSIM像に対して断面加工位置を指定した。
Next, the determined cross-section observation position was irradiated with an ion beam to capture a SIM image. The ion beam at this time was performed under the condition that the observation mode was extremely weak. Specifically, a gallium ion source was used, and the acceleration voltage was 30 kV, the beam current was 20 pA, and the beam diameter was about 30 nm. And
The cross-section processing position was specified for the captured SIM image.

【0084】次に、指定した断面加工位置をFIB加工
(粗加工)した。具体的には、加速電圧30kV、ビー
ム電流50nA、ビーム径約300nmとして断面加工
位置に40μm角で、深さ30μmの矩形状の凹部を形
成した。この粗加工では、少しずつ段階的に弱い条件で
加工するようにし、加工中は、時々、加工中の試料断面
をSEM観察し、所望の位置近くまで加工されているか
を確認した。ほぼ加工し終わったところで、ビームを電
子ビームに切り替え、加工断面が電子ビームに対して約
60°の角度で走査できるよう調整し、断面SEM観察
を行った。
Next, the designated cross-section processing position was subjected to FIB processing (rough processing). Specifically, a rectangular concave portion having a depth of 30 μm and a square of 40 μm was formed at a cross-section processing position with an acceleration voltage of 30 kV, a beam current of 50 nA, and a beam diameter of about 300 nm. In this rough processing, the processing was performed step by step under gradually weak conditions, and during processing, the cross section of the sample being processed was sometimes observed by SEM to confirm whether or not the processing was performed up to a desired position. When the processing was almost completed, the beam was switched to the electron beam, the processed cross section was adjusted so that the electron beam could be scanned at an angle of about 60 °, and the cross section SEM observation was performed.

【0085】所望の位置まで加工できていることを確認
した後、ビームをイオンビームに切り替え、さらに、断
面加工精度を上げるための仕上げ加工として、SIM観
察の場合と同等の弱い条件で、粗加工のときよりも細い
ビームで粗加工した断面加工位置をさらに加工した。図
8(a)は、このFIB加工により作製された断面の模
式図である。試料30のほぼ中央部に、イオンビーム2
0の照射により矩形状の凹部が形成されている。
After confirming that the desired position has been processed, the beam is switched to the ion beam, and further, as the finishing process for improving the cross-section processing accuracy, rough processing is performed under the same weak condition as in the SIM observation. The cross-section processing position that was roughly processed with a beam thinner than that was further processed. FIG. 8A is a schematic view of a cross section produced by this FIB processing. The ion beam 2 is placed on the sample 30 almost in the center.
A rectangular recess is formed by irradiation with 0.

【0086】最後に、上記の様にして作製した試料断面
のSEM観察を行った。図8(b)は、そのSEM観察
の際の電子ビームの照射を示す模式図である。図8
(a)に示した試料30の断面に対して電子ビーム21
が約60°の角度で照射されるようにし、この電子ビー
ム21で試料30の断面を走査してSEM観察を行っ
た。このときのSEM観察の条件は、加速電圧800V
で、撮影倍率〜5万倍までとした。このSEM観察によ
り、ポリマー層の中に液晶が包まれている様子を観察す
ることができた。
Finally, SEM observation of the cross section of the sample manufactured as described above was performed. FIG. 8B is a schematic diagram showing the irradiation of the electron beam during the SEM observation. Figure 8
For the cross section of the sample 30 shown in FIG.
Was irradiated at an angle of about 60 °, and the electron beam 21 was used to scan the cross section of the sample 30 for SEM observation. The condition of SEM observation at this time is an acceleration voltage of 800 V.
Therefore, the photographing magnification was up to 50,000 times. By this SEM observation, it was possible to observe that the liquid crystal was wrapped in the polymer layer.

【0087】以上のように、本実施例では、試料の温度
を−100℃で維持しながらFIB加工を行ったため、
加工中に液晶層がだれること無く、断面加工を行うこと
ができた。また、そのままの温度を維持しながら、同一
試料室内でSEM観察ができたため、ポリマー中に液晶
が存在している様子を断面観察することができた。
As described above, in this embodiment, since the FIB processing was performed while maintaining the temperature of the sample at −100 ° C.,
The cross-section could be processed without sagging the liquid crystal layer during processing. Further, since the SEM observation was possible in the same sample chamber while maintaining the temperature as it was, it was possible to observe the cross section of the state where the liquid crystal was present in the polymer.

【0088】(実施例2)本実施例では、保温部2とし
て、図5に示した温度コントローラ付き試料ステージを
用いて、ペット基板上に作製されたポリマー粒子(ポリ
スチレン)の断面評価を以下の手順で行った。
(Example 2) In this example, a cross section of polymer particles (polystyrene) produced on a PET substrate was evaluated as follows by using the sample stage with a temperature controller shown in FIG. I went by the procedure.

【0089】設定温度を約10℃とし、試料の片側を約
20μm程度の長さで10μm程度切り込む形で深さ6
0μm程度の加工を行った。FIB加工前にチャージア
ップを防ぐため、試料表面に、イオンビームスパッタ法
で膜厚30nm程度の白金を蒸着した。次に、タングス
テンヘキサカルボニルを導入し、ポリマー粒子を覆うよ
うにFIBを照射し、タングステン膜を堆積して保護膜
とした。他は、上記の実施例1と同様の条件で仕上げ加
工まで行った。図9(a)は、このFIB加工により作
製された断面の模式図である。試料31の片側の側面
(図5の側面1aに相当する。)部分に、イオンビーム
20の照射により矩形状の凹部が形成されている。
The set temperature is set to about 10 ° C., and one side of the sample is cut into a length of about 20 μm and a depth of about 6 μm.
Processing of about 0 μm was performed. In order to prevent charge-up before FIB processing, platinum having a film thickness of about 30 nm was vapor-deposited on the sample surface by an ion beam sputtering method. Next, tungsten hexacarbonyl was introduced, FIB was irradiated so as to cover the polymer particles, and a tungsten film was deposited to form a protective film. Other than that, finish processing was performed under the same conditions as in Example 1 above. FIG. 9A is a schematic view of a cross section produced by this FIB processing. A rectangular recess is formed by irradiation of the ion beam 20 on one side surface (corresponding to the side surface 1a in FIG. 5) of the sample 31.

【0090】次に、試料31を傾斜させ、SEM観察し
たところ、ポリマー粒子は基板と密着していることがわ
かった。このときの条件は、加速電圧15kV、倍率〜
3万倍程度までとした。
Next, when the sample 31 was tilted and observed by SEM, it was found that the polymer particles were in close contact with the substrate. The conditions at this time are: acceleration voltage 15 kV, magnification ~
Up to about 30,000 times.

【0091】次に、上記SEM観察中に試料31の断面
から放出された特性X線を取り込みマッピング像を得た
ところ(元素分析)、ポリマー中にアルミニウムが分散
していることがわかった。図9(b)は、その元素分析
の際の電子ビームの照射および特性X線の放出を示す模
式図である。図9(a)に示した試料31の断面に対し
て電子ビーム21が垂直に照射されており、この照射に
応じて試料31の断面から特性X線が放出される。この
放出された特性X線を検出することで、元素分析を行っ
た。
Next, when characteristic X-rays emitted from the cross section of the sample 31 were taken during the SEM observation and a mapping image was obtained (elemental analysis), it was found that aluminum was dispersed in the polymer. FIG. 9B is a schematic diagram showing irradiation of an electron beam and emission of characteristic X-rays in the elemental analysis. The cross section of the sample 31 shown in FIG. 9A is irradiated with the electron beam 21 perpendicularly, and characteristic X-rays are emitted from the cross section of the sample 31 in response to this irradiation. Elemental analysis was performed by detecting the emitted characteristic X-rays.

【0092】以上、試料の断面を評価する方法に関して
説明してきたが、本発明はこれに限るものではない。例
えば、表面の付着物質を取り除き、観察したい表面を露
出させ、表面観察を行う構成も本発明に含まれる。
Although the method of evaluating the cross section of the sample has been described above, the present invention is not limited to this. For example, the present invention includes a configuration in which substances adhering to the surface are removed, the surface to be observed is exposed, and the surface is observed.

【0093】また、露出手段は、情報を得たい面を露出
させることができるものであればどのような手段でもよ
く、イオンビーム発生手段以外にも、レーザービーム発
生手段等も好適に実施できる。
Further, the exposing means may be any means as long as it can expose the surface for which information is to be obtained, and in addition to the ion beam generating means, a laser beam generating means or the like can be suitably implemented.

【0094】[0094]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
温度変化によって状態や形態に変化を生じる試料を所望
の温度に調整した状態で、情報を得たい面の露出、情報
の取得が行われるため、情報を得たい面の正確な情報の
取得が可能となる。
As described above, according to the present invention,
Since the surface for which information is desired is exposed and the information is acquired while the sample that changes in state and morphology due to temperature changes is adjusted to the desired temperature, accurate information for the surface for which information is desired can be acquired. Becomes

【0095】また、本発明を断面評価装置として用いた
場合、温度変化によって状態や形態に変化を生じる試料
を所望の温度に保ったまま断面加工および観察(SEM
観察またはSIM観察)、さらには元素分析を行うこと
ができるので、正確に試料の微細断面形態評価を行うこ
とができる。
Further, when the present invention is used as a cross-section evaluation apparatus, cross-section processing and observation (SEM) are carried out while maintaining a sample whose state and morphology change due to temperature change at a desired temperature.
(Observation or SIM observation) and further elemental analysis can be performed, so that the fine cross-sectional morphology of the sample can be accurately evaluated.

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

【図1】本発明の試料評価装置の第1の実施形態であ
る、断面観察用走査型電子顕微鏡の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a scanning electron microscope for observing a cross section, which is a first embodiment of a sample evaluation apparatus of the present invention.

【図2】図1に示す保温部の一例である、温度コントロ
ーラ付き試料ステージの概略構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a sample stage with a temperature controller, which is an example of a heat retaining unit shown in FIG.

【図3】図1に示す断面観察用走査型電子顕微鏡を用い
た試料の断面評価の一手順を示すフローチャート図であ
る。
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of evaluating a cross section of a sample by using the scanning electron microscope for cross section observation shown in FIG.

【図4】本発明の試料評価装置の第2の実施形態であ
る、断面観察用走査型電子顕微鏡の概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a scanning electron microscope for observing a cross section, which is a second embodiment of the sample evaluation apparatus of the present invention.

【図5】図4に示す保温部の一例である、温度コントロ
ーラ付き試料ステージの概略構成を示すブロック図であ
る。
5 is a block diagram showing a schematic configuration of a sample stage with a temperature controller, which is an example of a heat retaining unit shown in FIG.

【図6】本発明の試料評価装置の第3の実施形態であ
る、加工面観察用走査型電子顕微鏡の概略構成図であ
る。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a scanning electron microscope for observing a processed surface, which is a third embodiment of the sample evaluation apparatus of the present invention.

【図7】本発明の試料評価装置の第4の実施形態であ
る、加工面観察用走査型電子顕微鏡の概略構成図であ
る。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a scanning electron microscope for observing a processed surface, which is a fourth embodiment of the sample evaluation apparatus of the present invention.

【図8】(a)はFIB加工により作製された断面の一
例を示す模式図で、(b)は(a)に示す断面をSEM
観察する際の状態を示す模式図である。
8A is a schematic view showing an example of a cross section manufactured by FIB processing, and FIG. 8B is a SEM view of the cross section shown in FIG. 8A.
It is a schematic diagram which shows the state at the time of observing.

【図9】(a)はFIB加工により作製された断面の一
例を示す模式図で、(b)は(a)に示す断面を元素分
析する際の状態を示す模式図である。
9A is a schematic diagram showing an example of a cross section produced by FIB processing, and FIG. 9B is a schematic diagram showing a state when elemental analysis is performed on the cross section shown in FIG. 9A.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、30、31 試料 2 保温部 3 試料室 4 イオンビーム発生部 5 電子ビーム発生部 6 電子検出器 7 制御部 7a 温度制御部 8 試料ステージ 9a、9b 温度計 10 温度可変機構 11 X線検出器 20 イオンビーム 21 電子ビーム 1, 30, 31 samples 2 insulation 3 sample chamber 4 Ion beam generator 5 Electron beam generator 6 Electronic detector 7 control unit 7a Temperature control unit 8 sample stage 9a, 9b Thermometer 10 Temperature variable mechanism 11 X-ray detector 20 ion beam 21 electron beam

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01J 37/317 H01J 37/317 D Fターム(参考) 2G001 AA03 AA05 AA10 BA05 BA07 BA30 CA01 CA03 CA10 DA06 GA04 GA06 GA17 KA20 LA20 MA05 NA06 NA17 PA07 PA12 RA03 RA04 5C001 BB01 BB02 BB03 CC04 CC08 5C033 NN01 NN04 UU03 UU04 5C034 DD09 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01J 37/317 H01J 37/317 DF term (reference) 2G001 AA03 AA05 AA10 BA05 BA07 BA30 CA01 CA03 CA10 DA06 GA04 GA06 GA17 KA20 LA20 MA05 NA06 NA17 PA07 PA12 RA03 RA04 5C001 BB01 BB02 BB03 CC04 CC08 5C033 NN01 NN04 UU03 UU04 5C034 DD09

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料を載置するための載置台と、 前記試料の温度を調整するための温度調整手段と、 前記試料の、情報を取得したい面を露出させるための露
出手段と、 前記露出手段により露出させた面に関する情報を取得す
るための情報取得手段と、を有する情報取得装置。
1. A mounting table for mounting a sample, a temperature adjusting means for adjusting the temperature of the sample, an exposing means for exposing a surface of the sample from which information is to be acquired, and the exposing And an information acquisition unit for acquiring information about the surface exposed by the unit.
【請求項2】 前記温度調整手段により、前記試料を予
め設定された温度に調整した状態で、前記露出手段によ
る露出および前記情報取得手段による情報の取得が行わ
れることを特徴とする請求項1に記載の情報取得装置。
2. The exposure by the exposure means and the acquisition of information by the information acquisition means are performed in a state where the temperature of the sample is adjusted to a preset temperature by the temperature adjustment means. Information acquisition device described in.
【請求項3】 前記温度調整手段は、前記試料を室温以
下の温度に冷却する冷却手段を備える請求項1に記載の
情報取得装置。
3. The information acquisition apparatus according to claim 1, wherein the temperature adjusting unit includes a cooling unit that cools the sample to a temperature equal to or lower than room temperature.
【請求項4】 前記載置台、前記露出手段および情報取
得手段は、雰囲気制御可能なチャンバー内に配置され、
該チャンバー内に残留するガスを捕捉するトラップ手段
をさらに有する請求項1に記載の情報取得装置。
4. The mounting table, the exposing means, and the information acquiring means are arranged in a chamber whose atmosphere can be controlled,
The information acquisition device according to claim 1, further comprising a trap unit that traps a gas remaining in the chamber.
【請求項5】 試料を載置するための載置台と、 前記試料の温度を調整するための温度調整手段と、 前記試料に対してイオンビームを照射するイオンビーム
発生手段と、 前記試料に対して電子ビームを照射する電子ビーム発生
手段と、 前記イオンビームの照射または前記電子ビームの照射に
応じて前記試料の所定部から放出される放出信号を検出
する検出手段と、を有する試料評価装置。
5. A mounting table for mounting a sample, temperature adjusting means for adjusting the temperature of the sample, ion beam generating means for irradiating the sample with an ion beam, and for the sample And an electron beam generating means for irradiating an electron beam, and a detecting means for detecting an emission signal emitted from a predetermined portion of the sample in response to the irradiation of the ion beam or the irradiation of the electron beam.
【請求項6】 前記試料の所定部は、前記イオンビーム
により断面の切り出しが施された部分であることを特徴
とする請求項5に記載の試料評価装置。
6. The sample evaluation apparatus according to claim 5, wherein the predetermined portion of the sample is a portion whose cross section is cut out by the ion beam.
【請求項7】 前記試料の所定部は、前記イオンビーム
により加工が施された部分であることを特徴とする請求
項5に記載の試料評価装置。
7. The sample evaluation apparatus according to claim 5, wherein the predetermined portion of the sample is a portion processed by the ion beam.
【請求項8】 前記温度調整手段は、前記試料を室温以
下の温度に冷却する冷却手段を備える請求項5に記載の
試料評価装置。
8. The sample evaluation apparatus according to claim 5, wherein the temperature adjusting unit includes a cooling unit that cools the sample to a temperature equal to or lower than room temperature.
【請求項9】 前記載置台、前記イオンビーム発生手
段、前記電子ビーム発生手段、前記検出手段は、雰囲気
制御可能なチャンバー内に配置され、該チャンバー内に
残留するガスを捕捉するトラップ手段をさらに有する請
求項5に記載の試料評価装置。
9. The mounting table, the ion beam generating means, the electron beam generating means, and the detecting means are arranged in a chamber whose atmosphere can be controlled, and trap means for trapping gas remaining in the chamber is further provided. The sample evaluation apparatus according to claim 5, which has.
【請求項10】 前記イオンビームを前記試料の所定部
に照射させて断面の切り出しまたは加工を行い、前記イ
オンビームまたは前記電子ビームで前記所定部の表面ま
たは前記断面の切り出しまたは加工が施された面を走査
し、該走査に同期して前記検出手段にて検出される複数
の点からの放出信号に基づいて前記所定部の表面または
前記断面の切り出しまたは加工が施された面に関する像
の情報を取得するための制御手段をさらに有することを
特徴とする請求項5に記載の試料評価装置。
10. The section of the sample is cut out or processed by irradiating a predetermined portion of the sample with the ion beam, and the surface of the predetermined section or the section is cut or processed by the ion beam or the electron beam. Image information on the surface of the predetermined portion or the surface on which the cross section is cut out or processed based on emission signals from a plurality of points detected by the detection means in synchronization with the scanning. The sample evaluation apparatus according to claim 5, further comprising a control unit for acquiring
【請求項11】 前記温度調整手段は、 前記試料が固定される部分に温度可変機構を備え、固定
された試料が所定の方向に移動および回転可能である試
料ステージと、 前記温度可変機構の一部に取り付けられ、該温度可変機
構に固定される試料の近傍の温度を検出する第1の温度
検出手段と、 前記第1の温度検出手段にて検出される温度に基づいて
前記温度可変機構における温度を調節し、前記試料を予
め設定された温度に保つ温度制御手段とを有することを
特徴とする請求項5乃至10のいずれか1項に記載の試
料評価装置。
11. The temperature adjusting means includes a temperature varying mechanism in a portion where the sample is fixed, the fixed sample is movable and rotatable in a predetermined direction, and one of the temperature varying mechanism. A first temperature detecting means attached to the temperature detecting means for detecting the temperature in the vicinity of the sample fixed to the temperature changing mechanism; and in the temperature changing mechanism based on the temperature detected by the first temperature detecting means. The sample evaluation device according to claim 5, further comprising: a temperature control unit that adjusts the temperature and keeps the sample at a preset temperature.
【請求項12】 前記温度可変機構上に固定される試料
の側面にイオンビームが照射されるように構成されてい
ることを特徴とする請求項11に記載の試料評価装置。
12. The sample evaluation apparatus according to claim 11, wherein a side surface of the sample fixed on the temperature varying mechanism is irradiated with an ion beam.
【請求項13】 前記温度制御手段は、試料の温度を直
接検出する第2の温度検出手段と、前記第2の温度検出
手段にて検出された温度を表示する表示手段とをさらに
有することを特徴とする請求項11または12に記載の
試料評価装置。
13. The temperature control means further comprises second temperature detection means for directly detecting the temperature of the sample and display means for displaying the temperature detected by the second temperature detection means. The sample evaluation device according to claim 11 or 12, which is characterized.
【請求項14】 前記温度制御手段は、前記第1および
第2の温度検出手段にて検出される温度に基づいて前記
温度可変機構における温度の調節を行うことを特徴とす
る請求項13に記載の試料評価装置。
14. The temperature control means adjusts the temperature in the temperature varying mechanism based on the temperatures detected by the first and second temperature detecting means. Sample evaluation device.
【請求項15】 前記放出信号が2次電子または特性X
線であることを特徴とする請求項5乃至14のいずれか
1項に記載の試料評価装置。
15. The emission signal is a secondary electron or a characteristic X.
The sample evaluation device according to any one of claims 5 to 14, wherein the sample evaluation device is a line.
【請求項16】 前記検出手段は、2次電子を検出する
第1の検出器と、特性X線を検出する第2の検出器から
なることを特徴とする請求項5乃至14のいずれか1項
に記載の試料評価装置。
16. The detecting means comprises a first detector for detecting secondary electrons and a second detector for detecting characteristic X-rays. The sample evaluation device described in the item.
【請求項17】 試料の温度を調整する第1のステップ
と、 前記試料の所定部にイオンビームを照射して断面の切り
出しまたは加工を行う第2のステップと、 前記断面の切り出しまたは加工が施された面を電子ビー
ムで走査し、該走査に同期して複数の点から放出される
放出信号から前記断面の切り出しまたは加工が施された
面に関する像を取得する第3のステップとを有すること
を特徴とする試料評価方法。
17. A first step of adjusting the temperature of a sample, a second step of irradiating a predetermined portion of the sample with an ion beam to cut out or process a cross section, and a step of cutting or processing the cross section. Scanning the cut surface with an electron beam, and obtaining an image of the cut or processed surface of the cross section from an emission signal emitted from a plurality of points in synchronization with the scanning. The sample evaluation method characterized by the above.
【請求項18】 前記放出信号が2次電子または特性X
線もしくはこれらの両方であることを特徴とする請求項
17に記載の試料評価方法。
18. The emission signal is a secondary electron or a characteristic X.
18. The sample evaluation method according to claim 17, which is a line or both of them.
JP2002293517A 2001-10-05 2002-10-07 Information acquisition device, sample evaluation device, and sample evaluation method Expired - Fee Related JP3715956B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002293517A JP3715956B2 (en) 2001-10-05 2002-10-07 Information acquisition device, sample evaluation device, and sample evaluation method

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001310032 2001-10-05
JP2001-310032 2001-10-05
JP2002293517A JP3715956B2 (en) 2001-10-05 2002-10-07 Information acquisition device, sample evaluation device, and sample evaluation method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003194746A true JP2003194746A (en) 2003-07-09
JP3715956B2 JP3715956B2 (en) 2005-11-16

Family

ID=27615248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002293517A Expired - Fee Related JP3715956B2 (en) 2001-10-05 2002-10-07 Information acquisition device, sample evaluation device, and sample evaluation method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3715956B2 (en)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006079846A (en) * 2004-09-07 2006-03-23 Canon Inc Cross section evaluation device of sample and cross section evaluation method of sample
WO2007141868A1 (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Hitachi, Ltd. X-ray microscope and x-ray microscopic method
JP2008123891A (en) * 2006-11-14 2008-05-29 Hitachi High-Technologies Corp Charged beam device and its lens body
JP2008286652A (en) * 2007-05-18 2008-11-27 Hitachi High-Technologies Corp Processing method, observing method, and apparatus of microsample
JP2009038043A (en) * 2008-11-04 2009-02-19 Hitachi High-Technologies Corp Processing/observing device of semiconductor, and operating method of processing/observing device of semiconductor
US7615764B2 (en) 2001-10-05 2009-11-10 Canon Kabushiki Kaisha Information acquisition apparatus, cross section evaluating apparatus, cross section evaluating method, and cross section working apparatus
JP2010257856A (en) * 2009-04-28 2010-11-11 Hitachi High-Technologies Corp Processing device and sample processing method
WO2011004533A1 (en) * 2009-07-08 2011-01-13 株式会社 日立ハイテクノロジーズ Charged particle beam device
JP2011077027A (en) * 2009-09-04 2011-04-14 Tokyo Electron Ltd Target for x-ray generation, x-ray generator, and manufacturing method of target for x-ray generation
JP2011525056A (en) * 2008-06-20 2011-09-08 カール ツァイス エヌティーエス エルエルシー Sectional system and method
WO2012005232A1 (en) * 2010-07-07 2012-01-12 株式会社日立ハイテクノロジーズ Charged particle beam device and sample production method
JP2012013619A (en) * 2010-07-02 2012-01-19 Nippon Steel Corp Minute part analyzer using focused ion beam and minute part analysis method using focused ion beam
WO2012108465A1 (en) * 2011-02-08 2012-08-16 株式会社ブリヂストン Method for evaluating polymer material
JP2015152543A (en) * 2014-02-19 2015-08-24 住友ゴム工業株式会社 Observation method of rubber material
JP2017084743A (en) * 2015-10-30 2017-05-18 キヤノン株式会社 Sample processing device, electron microscope device, sample processing method, and sample evaluation method
JP2017226036A (en) * 2016-06-22 2017-12-28 株式会社日立製作所 Method for manufacturing device and device for manufacturing device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009168560A (en) * 2008-01-15 2009-07-30 Canon Inc Method of forming protective film and method of observing cross section of sample

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7615764B2 (en) 2001-10-05 2009-11-10 Canon Kabushiki Kaisha Information acquisition apparatus, cross section evaluating apparatus, cross section evaluating method, and cross section working apparatus
JP2006079846A (en) * 2004-09-07 2006-03-23 Canon Inc Cross section evaluation device of sample and cross section evaluation method of sample
WO2007141868A1 (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Hitachi, Ltd. X-ray microscope and x-ray microscopic method
JPWO2007141868A1 (en) * 2006-06-02 2009-10-15 株式会社日立製作所 X-ray microscope and X-ray microscope method
JP4826632B2 (en) * 2006-06-02 2011-11-30 株式会社日立製作所 X-ray microscope and X-ray microscope method
JP2008123891A (en) * 2006-11-14 2008-05-29 Hitachi High-Technologies Corp Charged beam device and its lens body
JP2008286652A (en) * 2007-05-18 2008-11-27 Hitachi High-Technologies Corp Processing method, observing method, and apparatus of microsample
US8686360B2 (en) 2007-05-18 2014-04-01 Hitachi High-Technologies Corporation Micro-sample processing method, observation method and apparatus
JP2015122524A (en) * 2008-06-20 2015-07-02 カール ツァイス マイクロスコーピー エルエルシー Cross-section systems and methods
JP2011525056A (en) * 2008-06-20 2011-09-08 カール ツァイス エヌティーエス エルエルシー Sectional system and method
JP2009038043A (en) * 2008-11-04 2009-02-19 Hitachi High-Technologies Corp Processing/observing device of semiconductor, and operating method of processing/observing device of semiconductor
JP2010257856A (en) * 2009-04-28 2010-11-11 Hitachi High-Technologies Corp Processing device and sample processing method
US8558193B2 (en) 2009-07-08 2013-10-15 Hitachi High-Technologies Corporation Charged particle beam device
WO2011004533A1 (en) * 2009-07-08 2011-01-13 株式会社 日立ハイテクノロジーズ Charged particle beam device
JP2011077027A (en) * 2009-09-04 2011-04-14 Tokyo Electron Ltd Target for x-ray generation, x-ray generator, and manufacturing method of target for x-ray generation
JP2012013619A (en) * 2010-07-02 2012-01-19 Nippon Steel Corp Minute part analyzer using focused ion beam and minute part analysis method using focused ion beam
JP2012018800A (en) * 2010-07-07 2012-01-26 Hitachi High-Technologies Corp Charged particle beam device, and method of preparing sample
US10233548B2 (en) 2010-07-07 2019-03-19 Hitachi High-Technologies Corporation Charged particle beam device and sample production method
WO2012005232A1 (en) * 2010-07-07 2012-01-12 株式会社日立ハイテクノロジーズ Charged particle beam device and sample production method
JP2012163480A (en) * 2011-02-08 2012-08-30 Bridgestone Corp Evaluation method for macromolecular materials
US9000367B2 (en) 2011-02-08 2015-04-07 Bridgestone Corporation Method for evaluating polymer material
CN103348236A (en) * 2011-02-08 2013-10-09 株式会社普利司通 Method for evaluating polymer material
WO2012108465A1 (en) * 2011-02-08 2012-08-16 株式会社ブリヂストン Method for evaluating polymer material
JP2015152543A (en) * 2014-02-19 2015-08-24 住友ゴム工業株式会社 Observation method of rubber material
JP2017084743A (en) * 2015-10-30 2017-05-18 キヤノン株式会社 Sample processing device, electron microscope device, sample processing method, and sample evaluation method
JP2017226036A (en) * 2016-06-22 2017-12-28 株式会社日立製作所 Method for manufacturing device and device for manufacturing device

Also Published As

Publication number Publication date
JP3715956B2 (en) 2005-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7053370B2 (en) Information acquisition apparatus, cross section evaluating apparatus, cross section evaluating method, and cross section working apparatus
US7531797B2 (en) Probe-holding apparatus, sample-obtaining apparatus, sample-processing apparatus, sample-processing method and sample-evaluating method
JP2006079846A (en) Cross section evaluation device of sample and cross section evaluation method of sample
JP3715956B2 (en) Information acquisition device, sample evaluation device, and sample evaluation method
EP1451849B1 (en) Information acquisition apparatus, cross section evaluating apparatus, and cross section evaluating method
US8779380B2 (en) Ion beam device
JP5250470B2 (en) Sample holder, method of using the sample holder, and charged particle device
US8796646B2 (en) Beam-induced deposition at cryogenic temperatures
US6914244B2 (en) Ion beam milling system and method for electron microscopy specimen preparation
JP3957750B2 (en) Ion beam preparation device for electron microscopy
JP5899377B2 (en) Charged particle beam apparatus and sample preparation method using the apparatus
JP5738980B2 (en) Ion beam sample preparation apparatus and method
WO2004008475A1 (en) Ion beam device and ion beam processing method, and holder member
JP2005148003A (en) Cross section working apparatus and cross section evaluating method
JP2001311681A (en) Method for preparing sample for transmission electron microscope observation and sampling apparatus
JP2004286638A (en) Analysis method

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041108

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041124

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050124

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20050124

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050817

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050826

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3715956

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090902

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090902

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100902

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110902

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110902

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120902

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120902

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130902

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees